Stromfresser KI: Ist Kernfusion die Rettung?

Tech-Welt und Politik trafen sich in den vergangenen Tagen in Indien zum KI-Gipfel. Dabei ging es auch um die Frage, wie der wachsende Strombedarf für die energiehungrige KI gedeckt werden soll.

Ende Januar bei einem «Nordsee-Gipfel» zur Energieversorgung in Europa sprach Bundeskanzler Friedrich Merz (CDU) über Windkraft. Eine Übergangstechnologie für die nächsten 10, 20 oder 30 Jahre sei das und kam dann zu einem Thema, das nach Heilsbringer klingt: Fusionsenergie. 

Wenn man in der Lage sei, diese zu erzeugen, werde Strom zu einer sehr günstigen Ware – und andere Energieerzeugungsmethoden würden in diesem Umfang wahrscheinlich nicht mehr benötigt, sagte Merz. «Aber das ist Zukunftsmusik». Vielleicht die Lösung für den zunehmenden Stromhunger einer durchtechnologisierten, von KI geprägten Gesellschaft? Einige Experten sind optimistisch, andere warnen vor übertriebenen Hoffnungen.

Strombedarf steigt

Der Strombedarf wird durch KI deutlich zunehmen, davon wird allgemein ausgegangen. Je mehr sie Wirtschaft und Gesellschaft durchdringt und je mehr Aufgaben ihr übertragen werden, desto größer werden die benötigten Rechenkapazitäten und damit der Stromverbrauch der Technologie. Ein mittelgroßes Rechenzentrum verbraucht nach Angaben des Direktors der Internationalen Energieagentur (IEA), Fatih Birol, so viel Strom wie 100.000 Haushalte. Einer Schätzung zufolge frisst eine ChatGPT-Anfrage sechs- bis zehnmal so viel Energie wie eine klassische Suchmaschinen-Anfrage.

Die Politik bringt das in Zugzwang unter erschwerten Bedingungen: Bis 2050 will die EU klimaneutral sein, Kohle- oder Gasverbrennung zur Stromerzeugung weiter hochzufahren stünde dem entgegen. Länder, wie die USA und Frankreich, setzen auf neue Atomkraftwerke. Von dieser Technologie hat sich Deutschland verabschiedet und setzt vor allem auf den Ausbau von Wind und Sonne.

Digitalminister sieht Strombedarf zunächst gedeckt

Bundesdigitalminister Karsten Wildberger (CDU) sieht für die kommenden Jahre noch kein Problem und geht davon aus, dass der Strombedarf gedeckt werden kann. «Wenn wir längerfristig denken, da brauchen wir sicherlich noch andere Lösungen», fügt er beim KI-Gipfel in Indien hinzu, ohne konkreter zu werden. Die Frage ist, ob der Ausbau der erneuerbaren Energien mit dem wachsenden Bedarf durch KI mithalten kann und was, wenn nicht.

Atomkerne verschmelzen statt spalten

Könnte Kernfusion die Lücke füllen? Was ist das überhaupt? «Kernfusion ist die Mutter aller Energie im Universum», erklärt der Physiker Markus Roth von der TU Darmstadt. «So funktioniert jeder Stern.» Fusionsenergie entsteht, wenn Atomkerne unter sehr hoher Temperatur und hohem Druck miteinander verschmolzen (fusioniert) werden, im Gegensatz zur Kernspaltung in herkömmlichen Atomkraftwerken.

Theoretisch ließen sich damit sehr große Energiemengen erzeugen – klimaneutral. Weltweit wird daran geforscht, wie das in einem Kraftwerk umgesetzt werden könnte. In dem Bereich habe sich in den vergangenen Jahren extrem viel getan, sagt Wildberger. Bis zur industriellen Anwendung werde es aber noch etwas dauern. «Ich glaube, langfristig, so in zehn Jahren, kann das ein wichtiger Baustein sein.» Nach Ansicht von Roth ist bis Ende des Jahrzehnts ein Versuchskraftwerk denkbar, kommerzielle Kraftwerke, deren Leistung etwa der von Atomkraftwerken entspreche, bis Ende der 2030er Jahre.

Erstes Fusionskraftwerk in Deutschland?

Ziel der Bundesregierung ist es, das erste Fusionskraftwerk der Welt in Deutschland zu errichten. Die Forschung dazu wird demnach bis 2029 mit mehr als zwei Milliarden Euro gefördert. Wenn es nur um ein Kraftwerk gehe, das die Energieproduktion demonstriert, werde das aller Wahrscheinlichkeit nach in China oder den USA passieren, sagt Roth. «Wenn es um ein erstes Kraftwerk geht, das zu marktfähigen Preisen und langfristig Strom produziert, hat Deutschland gute Chancen, wenn es jetzt konsequent vorangeht und sich nicht in einer Vielzahl von kleinen Forschungsprojekten verzettelt.»

2023 hatten Forscher in Kalifornien beim Prozess der Kernfusion erstmals mehr Energie erzeugt als investiert, was als Durchbruch gewertet wurde. Hier gießt Thomas Hamacher, Professor an der TU München und seit Jahren mit dem Thema Kernfusion beschäftigt, Wasser in den Wein. Einen Durchbruch habe es in dieser Form nicht gegeben. Er verwies auf komplizierte Materialfragen und technische Fragen bei möglichen Kraftwerksanlagen, die bis heute ungelöst seien.

Weg weiterhin lang – Forscher geht von Jahrzehnten aus

Die technische Komplexität in der Fusion sei ungleich größer als bei der Kernspaltung in klassischen Atomkraftwerken. «Der Weg zu einem echten kommerziellen Fusionsreaktor ist daher weiterhin lang – und es wäre aus heutiger Sicht unklug, diese Technologie bereits als zentrale Antwort auf den weltweiten Energiebedarf zu präsentieren.»

Hamacher plädiert für einen realistischen Blick. Langfristig habe die Fusion sicherlich das Potenzial, über Jahrhunderte oder sogar Jahrtausende eine bedeutende Rolle zu spielen. «Aber für die nächsten fünfzig bis hundert Jahre müssen andere Technologien im Vordergrund stehen», sagte er und forderte einen konsequenten Ausbau der erneuerbaren Energien, «eine nüchterne Neubewertung» der Kernspaltung – also der klassischen Atomenergie und erste ernsthafte Pilotprojekte zur sogenannten CO2-Abscheidung und -Speicherung.

Von Jörg Ratzsch, dpa