Berichterstattung über Kernfusion vor einem Jahr: Die verflixte Energiebilanz

Vor genau einem Jahr, Mitte Dezember 2022, ging die Nachricht durch diverse Medien: Durchbruch bei der Kernfusion! An der amerikanischen National Ignition Facility NIF  am Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) war es gelungen, in einem winzigen Zielbehälter (“Target”) rund 2 Megajoule (0.6 kWh) an Laserenergie zu konzentrieren und dadurch  Wasserstoffatomkerne zum Verschmelzen zu bringen. Die Fusionsreaktion setzte dann wiederum rund 3 Megajoule (0.8 kWh) an Energie frei – also insbesondere mehr, als vorher direkt per Laserenergie zugeführt worden war.

Wo es um Kernfusion und Energiebilanzen geht, ist die entscheidende Frage für all diejenigen, die sich weniger für die physikalischen Grundlagen als für die Praxis interessieren: Wann bekommen wir aus solch einer Anlage endlich mehr Energie heraus, als wir zum Herbeiführen der Fusionsreaktion vorab hineingesteckt haben? Das ist der “break-even“-Punkt, die Gewinnschwelle: wenn es soweit ist, kann ein Fusionsreaktor im Prinzip als Kraftwerk funktionieren. Vorher nicht.

Zweierlei Energiebilanz

An dieser Gewinnschwelle war das NIF-Experiment allerdings noch lange nicht. Die 2 Megajoule sind nämlich nur das, was an Laserenergie direkt am Zielbehälter ankommt. Die Anlage mit ihren 192 Lasern zieht aber rund 300 Megajoule an elektrischer Energie, um dieses Ergebnis herbeizuführen (ein in einer Reihe von Artikeln zitierter Experte spricht sogar von 500 Megajoule).

Entsprechend gibt es zwei Energiebilanzen: Direkt am Zielbehälter wurden 2 Megajoule hineingesteckt, 3 Megajoule freigesetzt – eine positive Energiebilanz, mit 50% Energiegewinn. Das Experiment liegt damit deutlich jenseits dessen, was auch “scientific break-even” heißt, frei übersetzt die “wissenschaftliche Gewinnschwelle”. Ein Experiment überhaupt an den Punkt zu bekommen, ab dem lokal mehr Energie freigesetzt wird als hineingesteckt wurde, ist bereits eine beachtliche Leistung.

Zielbehälter: In solch einem Hohlraum fand die Reaktion statt. Bild: LLNL

Bei der Gesamt-Energiebilanz dagegen wurden 300 Megajoule hineingesteckt, 3 Megajoule freigesetzt – ein Verlust von 99% der Gesamtenergie, also insbesondere eine deutlich negative Energiebilanz. Kein break-even, die Gewinnschwelle und damit der Betrieb als Kraftwerk noch weit entfernt.

Kommunikationsexperiment

Die zwei Energiebilanzen, eine davon wissenschaftlicher Sprachgebrauch, die andere entscheidend für die Praxis, machen die Kernfusions-Meldung zu einer Art natürlichem Wissenschafts-Kommunikations-Experiment. Wo ähnliche Begriffe unterschiedliche Situationen beschreiben, sind Missverständnisse vorprogrammiert – in diesem Falle das Missverständnis, die Laserfusions-Anlage habe bereits den für den Praxiseinsatz entscheidenden break-even gemeistert, könnte also im Prinzip bereits als Kraftwerk funktionieren.

Wer einen populärwissenschaftlichen Text über den Durchbruch schreibt, trägt also insbesondere dafür Verantwortung, dieses Missverständnis zu vermeiden. Bereits das wäre eine schöne Schreibübung für angehende Wissenschaftskommunikator*innen.

Die näheren Umstände machen den Dezember 2022 aber zu einem noch schöneren Lehrbuchbeispiel, denn am Anfang steht fast schon stereotype Wissenschafts-PR: Pressemitteilung und Präsentationen auf der Pressekonferenz des amerikanischen Energie-Ministeriums DOE (Department of Energy), die von Superlativen und überschwänglichen Formulierungen nur so trotzen. Was die zugehörige Pressemitteilung sagt, ist aber richtig und sorgfältig formuliert: “On December 5, a team at LLNL’s National Ignition Facility (NIF) conducted the first controlled fusion experiment in history to reach this milestone, also known as scientific energy breakeven, meaning it produced more energy from fusion than the laser energy used to drive it.” Aber auf das potenzielle Missverständnis wird nicht eingegangen.

Was uns zu den eigentlichen Proband*innen des natürlichen Experiments bringt, nämlich den Wissenschaftsjournalist*innen. Um es denen nicht zu schwer zu machen, bekommen sie zwei Hilfestellungen. Zum einen wird belohnt, wer seine Hausaufgaben macht und sich die Pressekonferenz vollständig anhört. In der Fragerunde direkt im Anschluss hakt nämlich in der Tat ein Journalist nach (in diesem Video ab 25:58) und fragt nach der “wallplug energy”, also dem, was an elektrischer Energie ‘aus der Steckdose’ für das Experiment benötigt wurde. Darauf bekommt er von der LLNL-Direktorin Kim Budil die direkte Antwort mit den oben genannten Zahlen: 300 Megajoule an elektrischer Energie in die Laser hineingesteckt, daraus 2 Megajoule an Laserenergie für den Zielbehälter, 3 Megajoule Kernfusions-Ertrag.

Ebenfalls belohnt wird, wer weiß, wo er oder sie bei gesellschaftsrelevanten Wissenschaftsthemen sachkundige Unterstützung und hilfreiche Einordnungen bekommt. Beim deutschen Science Media Center war noch am Tag der Pressekonferenz die rapid reaction “Möglicher Durchbruch bei der Fusionsforschung” online, mit einem kurzen Einführungstext, in dem an prominenter Stelle direkt die verschiedenen Energiebilanz-Begriffe erklärt werden, sowie mit Äußerungen dreier Expert*innnen (Sibylle Günter, Klaus Hesch, Christian Linsmeier), von denen sich zwei auch zu Aspekten der Energiebilanz äußern. Das britische Pendant war schon einen Tag früher mit einem entsprechenden Beitrag online, ohne eigene Einordung, aber mit gesammelten Stellungnahmen von Expert*innen: expert reaction to reports of advance in nuclear fusion from the Lawrence Livermore National Laboratory.

Damit ist alles beisammen: Potenziell missverständliches PR-Material, weitere Quellen die nähere Informationen bieten. An der Stelle kommt es dann nur noch auf die Journalist*innen an. Gefragt ist die Fähigkeit zu recherchieren (Minimum: Pressekonferenz ganz anhören oder SMC-Material auswerten), Informationen richtig einzuordnen, die Aussagen im PR-Material entsprechend zu ergänzen, und insgesamt einen Text zu verfassen, der klar macht, worin der Durchbruch bestand – und worin nicht.

Experimentelle Ergebnisse

Die Ergebnisse meiner Auswertung des natürlichen Elements (Methodik, Detailbeschreibungen, Zitate und Links sämtlich auf Seite 2 dieses Blogbeitrags) sind durchaus gemischt. Grob eingeteilt gab es drei Arten von Artikeln: The Good, the Bad and the Wishy-Washy. Gute Artikel erklären klar, was Sache ist. Am besten fand ich in dieser Hinsicht den Artikel in der taz vom 15.12.2022 des freiberuflichen Fachjournalisten für Technik/Energiethemen, Bernward Janzing. Darin heißt es gleich nach der Beschreibung der Versuche selbst:

“Drei Zahlen geben einen Eindruck von dem Versuch, denn sie stehen einerseits für den wissenschaftlichen Erfolg, andererseits aber auch für die Ferne einer praktischen Nutzung. Die 192 Laser, in deren Strahlen eine Energiemenge von 2,05 Megajoule steckte, konnten durch den Fusionsprozess eine Energiemenge von 3,15 Megajoule freisetzen. Dieser Energiegewinn, der sogenannte „target gain“, markiert den technischen Durchbruch. Zugleich mussten in der gesamten Apparatur jedoch rund 300 Megajoule aufgewandt werden, um die gut zwei Megajoule an Laserenergie zu erzeugen. Die Gesamtrelation wiederum – 300 Energieeinheiten vorne rein, drei Einheiten hinten raus – steht folglich für den noch bestehenden Entwicklungsbedarf. Denn schließlich kann erst dann, wenn die Gesamtbilanz positiv ist, ein solches Konzept für ein Kraftwerk taugen.”

Zahlen, Differenzierung, Einordnung – so soll das sein. Diese Art klarer Einordnung findet sich in der Presseschau vor allem da, wo die Autor*innen vom Fach, nämlich Wissenschaftsjournalist*innen sind: Dirk Asendorpf und Ulrich Schnabel in der ZEIT, Manfred Lindinger in der FAZ, Marlene Weiß in der Süddeutschen, Ingolf Baur in der Terra-X-Wissenskolumne beim ZDF. Das beginnt bei der sorgfältigen Formulierung der Ein-Satz-Zusammenfassung des Durchbruchs. Wer da zu allgemein von mehr-Energie-herausbekommen-als-hineingesteckt schreibt, erhöht die Wahrscheinlichkeit für das grundlegende Missverständnis. Eine genauere Formulierung wie “Dabei wurde mehr Energie frei, als man zuvor im Brennstoff deponiert hatte” (Lindinger) hilft, das Missverständnis zu vermeiden.

Am anderen Ende des Spektrums stehen Darstellungen, in denen die Energiebilanz-Problematik nicht nur nicht erklärt wird, sondern die Beschreibung des Durchbruchs selbst so formuliert wurde, dass die Grenze vom Missverständlichen zum Falschen überschritten wird. Wenn etwa in einem Erklär-Kasten in der Badischen Zeitung steht “Jetzt ist es Forschern erstmals gelungen, bei der Fusion selbst mehr Strom zu gewinnen, als zuerst benötigt wurde” dann ist das klar falsch. Zum einen, weil ja gar nicht versucht wurde, mit der freigesetzten Energie Strom zu erzeugen, zum anderen weil auf Basis der hineingesteckten elektrischen Energie (die erwähnten 300 Megajoule) ja gerade keine positive Energiebilanz gelang. Falsch ist auch die Formulierung “Die Wissenschaftler haben Wasserstoffkerne verschmolzen und dabei mehr Energie gewonnen, als für das Experiment nötig war” (WELT, 17.12.2022 und WELT am Sonntag 18.12.2022). Nötig für das Experiment waren nun einmal jene 300 Megajoule.

Konfusion vs. Kernfusion

Die weitaus größte Zahl der Artikel liegt irgendwo dazwischen – keine unrettbar falschen Formulierungen, aber eben auch keine, denen man das Bemühen ansehen würde, das naheliegende Missverständnis zu vermeiden; entweder gar keine Einordnung der Energiebilanz-Zahlen oder eine Einordnung so spät im Artikel, dass den meisten Leser*innen vermutlich nicht klar wird, dass damit Kernbehauptungen vom Beginn des Textes relativiert werden. Ein ZEIT-Online-Beitrag hat die 300-Megajoule-Einschränkung sogar übervorsichtig in den Konjunktiv gesetzt. Gerade so als ob irgendein Zweifel daran bestünde, dass die Energiebilanz deutlich schlechter ausfällt, wenn man den Gesamt-Energieaufwand berücksichtigt.

Die “weitaus größte Zahl” ist dabei einer Besonderheit des heutigen Zeitungswesens geschuldet. Bei den Regional- und Ortszeitungen mag man zwar ein eigenes Zeitungsexemplar in der Hand halten; ein beträchtlicher Teil der Inhalte stammen in zahlreichen Fällen aus einem Pool, mit dem gleich eine ganze Reihe von Publikationen gleichzeitig versorgt wird. Bestimmte Texte zum Kernfusions-Durchbruch finden sich mit allenfalls minimalen Variationen in bis zu 20 verschiedenen Zeitungen. Für einen sorgfältigen ZEIT-Text bekomme ich im Gegensatz dazu maximal zwei Treffen (Online-Version und Print-Version).

Eine wichtige Rolle spielen dabei natürlich auch Agenturmitteilungen, im konkreten Fall von dpa und AFP. Wobei der AFP-Text ein warnendes Beispiel dafür ist, wie wichtig eine direkte Einordnung ist. Die in einigen Zeitungen abgedruckte längere Version des Textes führt zwar durchaus die 300-Megajoule-Rechnung an, allerdings nicht direkt bei der Hauptaussage ganz oben, sondern am Textende. Beim Südkurier wurde dieser Teil, vermutlich aus Platzgründen, gestrichen – deutliches Zeichen dafür, dass der/die Bearbeiter*in gar nicht erkannt haben dürfte, dass es um wichtige Informationen zur Kernaussage des Beitrags geht. Das wäre bei einem Text wie der oben zitierten Beschreibung von Janzing mit großer Sicherheit nicht passiert.

Die verflixten Ein-Satz-Zusammenfassungen

In den meisten Artikeln dieser Art ist der zusammenfassende Satz, der den Durchbruch im Anfangsteil überhaupt erst einmal vorstellt, potenziell missverständlich. In einigen Fällen kann man, zumindest wenn man weiß, worum es geht, herauslesen, dass das richtige gemeint ist. Wenn dort steht, es sei Wissenschaftler*innen gelungen “bei einer kontrollierten Kernfusion mehr Energie zu erzeugen, als sie für den Prozess einsetzen musste” dann wissen diejenigen, die sich auskennen, dass sich das “für den Prozess einsetzen” auf die Einschränkung mit dem direkt am Zielbehälter ankommenden Laserlicht beziehen dürfte. Wer sich nicht bereits auskennt dürfte Gefahr laufen, diese Einschränkung schlicht zu überlesen. Es weist ja nicht direkt etwas darauf hin, dass mit dem “Prozess” nicht beispielsweise die Durchführung des Experiments als Ganzes gemeint wäre.

In einigen Fällen tut sich geradezu eine Schere zwischen zusammenfassender Aussage und dem auf, was später als Einordnung im Text steht. Da frage ich mich dann wirklich, was in den Autor*innen vorgegangen ist. Wenn ein SPIEGEL-Plus-Artikel beispielsweise klar die Budil-Zahlen nennt (300 MJ, 2 MJ, 3 MJ) und sogar noch richtig einordnet “Die Gesamtbilanz ist deshalb noch nicht positiv”, wie kann man da für die Unter-Überschrift dann trotzdem noch das missverständliche “Zum ersten Mal haben Fachleute bei der Kernfusion mehr Energie gewonnen als reingesteckt wurde” wählen?

Mein Sonderpreis für unfreiwillige Ironie geht auf alle Fälle an die “Grafik der Woche” vom 17.12.2022 im FOCUS. Die entsprechende Infografik ist nämlich mit Zahlenangaben nur so gespickt: “300 Meter lang”, “drei Millionen Grad”, “192 Laserstrahlen”, “rund 1500 Meter weit unterwegs”, “100 Millionen Bar”, “100 Millionen Grad”, “3,5 Milliarden US-Dollar”, “130 Tonnen”, “Durchmesser von zehn Metern”. Nur die wichtigsten Zahlen, nämlich die zur vollständigen Energiebilanz, fehlen. Entsprechend missverständlich-bis-falsch ist die dazugehörende Zusammenfassung (“erstmals beim Verschmelzen von Atomkernen mehr Energie erzeugt als verbraucht”).

Fazit

Ich habe in diesem Blog ja durchaus auch schon wissenschaftsjournalistische Beiträge kritisch zerpflückt. Bei diesem Experiment dagegen zeigt der Wissenschaftsjournalismus, was er leisten kann. Die Beiträge, in denen das potenzielle Missverständnis bei den Energiebilanzen besonders souverän vermieden wird, sind sämtlich verfasst von spezialisierten Wissenschafts- oder Technikjournalist*innen.

Dass es bei den sonstigen Beiträgen so häufig zu missverständlichen, manchmal schlicht falschen Formulierungen kommt und die klare Einordnung der Kernproblematik fehlt, ist schade, weil es eigentlich hätte vermeidbar sein sollen – und zwar auch dort, wo keine Wissenschaftsjournalist*innen am Werke sind, sondern Generalisten eine Agenturmeldung anpassen. Dass AFP- und dpa-Texte beide die Zusatzinformationen erst unter “ferner liefen” nennen, anstatt sie direkt zur Einordnung der Kernaussage zu nutzen, hat eine Vielfalt der Texte in Regional- und Lokalblättern direkt geprägt. Wären jene Meldungen stattdessen so deutlich formuliert gewesen wie mein Lieblingsbeispiel bei Janzing, hätte die davon abgeleitete Berichterstattung sicher anders ausgesehen.

Für mein Experiment sind das schlechte Nachrichten, denn dass hier zwei Agenturmeldungen mittelbar zur Missverständlichkeit beitragen, ist noch keine Basis für Verallgemeinerungen. Deutlicher ist der Trend bei den spezialisierten Fachjournalist*innen – dass sich deren Einsatz beim Kernfusions-Durchbruch für die betreffenden Redaktionen gelohnt hat, steht für mich außer Frage.

Kommentar 1: Ich moderiere die Kommentare zu meinen Blogartikeln und bitte um höflichen Ton, allenfalls moderate Länge und einen Bezug zum Thema – andernfalls behalte ich mir vor, entsprechende Kommentare nicht freizuschalten.

Kommentar 2: Genauere Informationen zu den von mir ausgewerteten Artikeln finden sich, wie bereits erwähnt, auf Seite 2 dieses Blogbeitrags.