Schlüsseltechnologien für Fusionskraftwerke (Europäische Partnerschaft für Fusionsenergie)

Erwartetes Ergebnis:

Es wird erwartet, dass die Maßnahme innovative Technologien in einem der im Rahmen des Themas festgelegten Schlüsselbereiche reift und demonstriert (TRL 6-8):

• Entwicklung und Steigerung der Technologiereife innovativer Einzelkomponenten und/oder integrierter Systeme, die die Schlüsselfunktionen von Fusionskraftwerken (FPPs) erfüllen, im Einklang mit dem angestrebten Schlüsselbereich;
• Testen der entwickelten innovativen Komponenten und/oder Systeme unter realitätsnahen Bedingungen, um die Fähigkeit zur Lieferung von fusionsfähigen Komponenten und/oder Systemen zu demonstrieren;
• Bereitstellung eines glaubwürdigen Business Case, der das Potenzial und die Perspektiven für die Kommerzialisierung der entwickelten Komponenten und/oder Systeme aufzeigt und die Vorteile für die Wettbewerbsfähigkeit und das Wachstum von EU-Unternehmen im Fusionsbereich darlegt.

Umfang:

Um einen erfolgreichen Übergang zu kommerziell rentablen Fusionskraftwerken zu gewährleisten, richtet die Kommission eine koprogrammierte öffentlich-private Partnerschaft ein, die die Konvergenz öffentlich finanzierter Maßnahmen und privat geführter Initiativen maximiert. Diese Europäische Partnerschaft für Fusionsenergie wird mit Unterstützung einer Koordinierungs- und Unterstützungsmaßnahme eingerichtet, die im Rahmen des Euratom-Programms finanziert wird. Sie wird zur strategischen Autonomie und Wettbewerbsfähigkeit der EU beitragen.

Die EU kann auf eine umfangreiche Erfolgsbilanz wissenschaftlicher Bemühungen und Errungenschaften im Bereich der Fusion aufbauen. Der bedeutende Beitrag der EU zum ITER-Projekt^[1] und die erfolgreiche Entwicklung der kofinanzierten EUROfusion-Partnerschaft^[2] verdeutlichen diese Bilanz. Trotz jüngster Fortschritte und ermutigender Ergebnisse (insbesondere im Bereich des magnetischen Einschlusses^[3]) sind jedoch weitere Innovationen in Schlüsselbereichen im Hinblick auf den kommerziellen Einsatz von FPPs erforderlich.

Die Bereitstellung von Innovationen in diesen Schlüsselbereichen ist nicht nur eine Gelegenheit, den Fusionssektor in der EU zu konsolidieren, sondern wird auch die Reife von Technologien (z. B. Plasmaheizung und Stromantrieb, Hochtemperatur-Supraleitmagnete, fortschrittliche Überwachungs- und Steuerungslösungen sowie Robotik) erhöhen, die in anderen Bereichen angewendet werden könnten.

Es wird erwartet, dass die im Rahmen dieses Themas finanzierten Maßnahmen einen der folgenden Schlüsseltechnologiebereiche^[4] betreffen:

• Plasmaheizung und Stromantrieb;
• Hochtemperatur-Supraleitmagnete;
• Diagnose und Steuerung.

Vorschläge sollten klar angeben, welchen dieser Schlüsselbereiche sie betreffen.

Die im Rahmen des Themas finanzierten Maßnahmen sollten Aktivitäten durchführen, um kritische Lücken im ausgewählten Schlüsselbereich zu schließen:

• Heizung und Stromantrieb: Bereitstellung und Demonstration von leistungsstarken, kompakten, effizienten und kostengünstigen Heiz- und Stromantriebstechnologien für FPPs (z. B. Gyrotrons und Neutralteilcheninjektoren), die zuverlässig in einer rauen Reaktorumgebung (z. B. hoher Neutronenfluss und Wärmelasten) betrieben werden können;
• Hochtemperatur-Supraleitmagnete (HTS): Bereitstellung und Demonstration von HTS-Magnettechnologien, die einen stärkeren, kleineren und effizienteren magnetischen Einschluss ermöglichen, mit hoher Beständigkeit gegen mechanische Beanspruchung und Degradation unter Neutronenbestrahlung und auch den Weg für eine großtechnische und kostengünstige Fertigung ebnen.
• Diagnose und Steuerung: Bereitstellung und Demonstration von (Hardware- und Software-)Komponenten und -Systemen, die eine verbesserte Überwachung und Verwaltung des FPP-Betriebs ermöglichen (z. B. für den magnetischen Einschluss, die Minderung von Edge-Localised Modes und Runaway-Elektronen), beispielsweise unter Verwendung von KI-gesteuerten Steuerungssystemen, fortschrittlicher Modellierung und Simulation sowie innovativen Sensoren.

Zu diesem Zweck und für den angestrebten Schlüsselbereich sollten die Vorschläge:

• die durch die vorgeschlagenen Projekte adressierten Technologielücken/Engpässe klären und ein gründliches Verständnis sowohl der Bedürfnisse als auch der Treiber für eine praktikable…