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Kernenergie

23. September 2022


Kernenergie

Hinweis: Eine neue Version ist in Arbeit und wird ggfs. diese hier aktualisieren.

Einleitung

Über die Jahre hat sich ein negatives Bild der Kernenergie festgesetzt. Es herrscht eine nebulöse Angst vor Strahlung durch Kernkraftwerke. Jedoch wissen wir heute nicht nur, dass die in Deutschland bestehenden Kernkraftwerke der Generation II zu den sichersten und klimafreundlichsten Energieerzeugungssystemen zählen, sondern auch, dass sie Leben durch Vermeidung von Luftverschmutzung retten können. Die Angst vor Strahlung in sehr niedrigen Dosen ist stark übertrieben und kann in kritischen Fällen zu folgenschweren Fehlentscheidungen führen.

Generation-III- und III+-Kernkraftwerke sind noch sicherer; sie sind für die Beherrschung von schweren Unfällen konzipiert und stünden bereits heute als Brückentechnologie zur Verfügung. Die neuen Generation-IV-Kernkraftwerke werden vermutlich ab 2030 einsatzbereit sein; sie lassen nicht nur von Natur aus keine Kernschmelze zu, sondern können zudem auch radioaktiven Abfall oder kernwaffenfähiges Material als Brennstoff verwenden und somit zum größten Teil entsorgen. Mini- und modulare Kraftwerke der Generation III und IV sind kosteneffizient und sehr flexibel einsetzbar. Kernfusion gilt als Zukunftstechnologie und könnte bei erfolgreicher Einführung die Energieversorgung revolutionieren, ist aber nicht dazu geeignet, den Kohleausstieg zu beschleunigen. Bis Kernfusion sich bewährt hat, könnte die Kommerzialisierung von Generation-IV-Kernkraftwerken unsere Energiegrundlast tragen.

Aufgrund des schon einsetzenden, von Menschen verursachten Klimawandels müssen wir so schnell wie möglich aus der Energiegewinnung durch Kohle aussteigen. Wenn wir die Versorgungssicherheit nicht gefährden wollen, wird uns ein Ausstieg aus Kohle als hauptsächlichem Grundlastträger ohne Kernenergie als CO2-neutrale Energiequelle sehr viel mehr Zeit und Geld kosten. Kostbare Zeit, die wir nicht haben und die von essentieller Bedeutung ist.

Wir brauchen einen neuen Zeitplan, der das aktuelle, starre Ausstiegsszenario für Kernkraft bis 2022 ersetzt, in dem wir flexibel auf die jeweils neuesten und sichersten Technologien setzen. Eine echte Energiewende muss her, mit einem intelligenten Mix aus bestehenden und zukünftigen Energietechnologien mit niedrigem CO2-Abdruck. In diesem grünen Energiemix spielt Kernenergie aufgrund ihrer hohen Energiedichte eine tragende Rolle.

Was ist Kernenergie?

Kernenergie ist die Bezeichnung für die industrielle Nutzung der Energie, die bei der Spaltung von schweren Atomkernen wie Uran (Kernspaltung) oder beim Verschmelzen von leichten Atomkernen (Kernfusion) freigegeben wird. Alle Kernkraftwerke, die seit den 1960er Jahren weltweit in Betrieb sind, basieren auf Kernspaltung. Kernfusion ist noch im Forschungszustand. Kernenergie ist ein hoch emotionalisiertes Thema, dem wir uns sachlich annehmen wollen.

Entdeckt wurde Kernspaltung 1938 von den deutschen Chemikern Otto Hahn und Friedrich Wilhelm Strassmann. Der Aufbau des Experiments stammte von ihrer Kollegin Lise Meitner, Professorin für experimentelle Kernphysik, die kurz davor auf Grund der NS-Diktatur mit Hilfe von Hahn nach Stockholm emigrierte.Hahn teilte seine Entdeckung Meitner mit und fragte, wie es möglich wäre, dass Uran 239 in Barium und ein Masurium (heute Technetium [a]) “zerplatzt”. Lise Meitner veröffentlichte im Februar 1939 mit ihrem Neffen, dem Kernphysiker Otto Robert Frisch, das Papier “Disintegration of Uranium by Neutrons: a New Type of Nuclear Reaction”. Der Begriff “Nuclear Fission” (Kernspaltung) wurde von Frisch eingeführt. [b] Für die Entdeckung wurde Otto Hahn 1945 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet, Lise Meitner jedoch nicht.

Kernenergie galt, seitdem die ersten experimentellen Anlagen in den 50er Jahren gebaut wurden, unter den Experten trotz einiger Zwischenfälle als sicher. Das Vertrauen in die Kernenergie wurde spätestens am 26. April 1986 nach dem Reaktorunfall in Tschernobyl erschüttert. Im Juni 2000 wurde die erste Novelle des Atomgesetzes der damaligen Rot-Grünen Regierung vereinbart. Am 26. April 2002 wurde das “Gesetz zur geordneten Beendigung der Kernenergienutzung” rechtskräftig (Verivox, 2012).

Die FDP hatte sich jedoch mit der Forderung durchgesetzt, Kraftwerke auf „Stand-by“ zu stellen, um auf Stromengpässe reagieren zu können. Denn die Bundesnetzagentur hatte festgestellt, dass an manchen Tagen Solar- und Windkraft kaum Strom produzieren und dadurch bis zu 2 Terrawatt (TW) fehlen würden (Volkert, 2011). Im Frühjahr 2010 ließ die Regierung – im Rahmen der Novellierung des Atomgesetzes in 2010 – eine Laufzeitverlängerung um mehrere Jahrzehnte prüfen. Die Prüfung ergab, dass alle Kernkraftwerke, die heute im Betrieb sind, sicher sind und bis zwischen 2030 und 2036 betrieben werden könnten. Grafenrheinfeld hätte auch bis 2029 betrieben werden können (Deutscher Bundestag, 2010).

Daraufhin beschloss der Bundestag (CDU/CSU/FDP-Regierung) am 28. Oktober 2010 eine Laufzeitverlängerung der 1980 in Betrieb gegangenen sieben Anlagen für zusätzliche acht Betriebsjahre und der übrigen zehn Kernreaktoren für zusätzliche 14 Jahre:

  • Isar 1 statt 2012 bis 2020 – schon im Rückbau
  • Unterweser statt 2013 bis 2021 – schon im Rückbau
  • Grafenrheinfeld statt 2015 bis 2029 – schon im Rückbau
  • Philippsburg 2 statt 2018 bis 2032 (in Betrieb) – Stilllegung 31. Dez. 2019
  • Gundremmingen C statt 2016 bis 2030 (in Betrieb) – Stilllegung 31. Dez. 2021
  • Grohnde statt 2018 bis 2032 (in Betrieb) – Stilllegung 31. Dez. 2021
  • Brokdorf statt 2019 bis 2033 (in Betrieb) – Stilllegung 31. Dez. 2021
  • Isar 2 statt 2020 bis 2034 (in Betrieb) – Stilllegung 31. Dez. 2022
  • Emsland statt 2020 bis 2034 (in Betrieb) – Stilllegung 31. Dez. 2022
  • Neckarwestheim 2 statt 2022 bis 2036 (in Betrieb) – Stilllegung 31. Dez. 2022

Zudem beschloss sie, bis 2050 etwa 80 Prozent des Stroms aus Erneuerbaren-Energien zu erzeugen. Nach dem Reaktorunglück am 11. März 2011 im japanischen Fukushima wurden alle bestehenden Kernkraftwerke erneut Stresstests unterzogen (BMU, 2012). Dennoch hat sich Deutschland erneut für den Ausstieg aus der Kernenergie bis 2022 entschieden.

1. Unsere Forderungen

  • Einen zügigen Ausstieg aus Kohlestrom in Deutschland bis 2025
  • Alle neu gebauten Kraftwerke müssen weitestgehend klimaneutral sein
  • Einen zügigen Umstieg von bestehenden Kernkraftwerkstypen auf Generationen III+ und IV.
  • Wiederaufnahme von Forschung an neuen Kernkraftwerken der Generation IV,
  • Die direkte Teilnahme am GIF (Generation-IV-International-Forum) und zwar in unmittelbarer Form wie in Frankreich, nicht wie es gegenwärtig der Fall ist, indirekt über die Europäische Atomgemeinschaft
  • Bau und Betrieb von Generation-IV-Kernkraftwerken, insbesondere der kleinen modularen Kernkraftwerke (SMR), sobald die Technik ausgereift ist
  • Eine Abkehr vom starren Kernkraft-Ausstiegsszenario bis 2022 hin zu einem geregelten Übergang zu inhärent sicheren Kernreaktortypen, so dass die Versorgungssicherheit zu keiner Zeit gefährdet wird und eine Reduktion der Emissionen entsprechend den Temperaturzielvorgaben der IPCC erreicht wird
  • Ein Expertengremium soll noch in diesem Jahr den genauen Zeitplan erarbeiten und klären, welche Reaktortypen am besten geeignet sind und wann sie in Betrieb gehen können
  • Forschung in Kernfusion politisch und finanziell unterstützen, um schnellstmöglich auf diese Zukunftstechnologie zugreifen zu können
  • Forschung an Transmutation für die Umwandlung von langlebigem in kurzlebigen radioaktiven Abfall, der als Brennstoff dann wiederverwendet werden kann
  • Die “Erneuerbare-Quellen”-Richtlinie 2009/28/EG des Europäischen Parlaments zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen in “kohlenstoffarme Quellen (low-carbon)” ändern, und die CO2-neutralen Kernkraftwerke als deren integralen Bestandteil hinzufügen

2. Kernenergie gegen den Klimawandel

Wer den Klimawandel ernst nimmt, muss auch über Kernenergie reden und ihre Chancen und Risiken unvoreingenommen abwägen.Damit wir die globale Erderwärmung durch den Treibhauseffekt einschränken können, ist es dringend notwendig, so schnell wie möglich auf Kohle als Energieträger zu verzichten (Die Humanisten, 2017) und auf kohlenstoffarme (low-carbon) Energiequellen umzusteigen. Kernenergie ist extrem kohlenstoffarm.

Der Ausstoß von über 60 Gigatonnen CO2-äquivalente (GtCO2-eq) Treibhausgasen ist weltweit zwischen 1971 und 2009 durch Kernenergie vermieden worden (Kharecha & Hansen, 2013). Im jüngsten IPCC-Bericht (Al, 2018) wird daher in fast allen globalen Szenarien auch ein Ausbau der Kernenergie als notwendig erachtet. Im Jahr 2000 waren in Deutschland Kernkraftwerke mit einer installierten Leistung von 22,1 GW in Betrieb (Ardito, 2018). 2018 sind nur noch sieben Kernkraftwerke mit 8,5 GW am Netz (WDR, 2018), (Morris & Pehnt,2012).

Um diesen geplanten Verlust auszugleichen, wurde die Energiewende mit sehr hohem Aufwand vorangetrieben. Trotzdem stößt Deutschland aufgrund der Abhängigkeit von Kohle immer noch enorme Mengen an CO2 in die Luft (158 gCO2eq/kWh); fast 4 mal soviel wie Frankreich (40 gCO2eq/kWh). Dabei hat Kernenergie in Frankreich einen sehr viel höheren Anteil an der Stromerzeugung als in Deutschland (Statista, 2014; Tomorrow, 2019). Die Deutsche Bundesregierung wird alle Klimaziele verfehlen und das Klimaschutzabkommen nicht einhalten (BMU, 2018a, 2018b; Bundesrechnungshof, 2018; UBA, 2017).
In der Abbildung kann man erkennen, dass wir bis zum Ausstieg aus der Kernenergie in Bezug auf CO2-Emissionen auf gutem Weg waren, aber seitdem stagnieren. BMU Klimaschutzbericht: “Das liegt daran, dass einige Maßnahmen bislang noch nicht den gewünschten Effekt erreicht haben. Das gilt für alle Sektoren.” (BMU, 2018c). Frankreich dagegen hat auch den Ausstieg aus Kohle bis 2021 (Reuters, 2017) und Kohlendioxidneutralität bis 2050 zugesagt (Gouvernement FR, 2017).

Die Autoren einer neuen Studie des MITs bestätigen, dass die Herausforderung des Klimawandels viel schwieriger, kostspieliger und vor allem zeitintensiver sein wird, wenn Kernenergie nicht sinnvoll in den globalen Mix aus kohlenstoffarmen Energietechnologien einbezogen wird (McCaffrey, 2018; MIT, 2018).

Es ist Zeit, festgesetzte Meinungen abzulegen und Kernenergie zum “grünen Energie-Mix” zu zählen. Die finnischen Grünen tun es bereits (Korhonen, 2017). Bill Gates hat das Start-Up TerraPower gegründet, um inhärent sichere Mini-Kernreaktoren zu bauen (Gärtner, 2018). In der Richtlinie 2009/28/EG des Europäischen Parlaments werden die Mitgliedsstaaten dazu aufgefordert, ihren Anteil an Energie aus erneuerbaren Quellen zu erhöhen.

Da die Richtlinie aber im Wesentlichen der Senkung des CO2-Ausstoßes dienen soll, wäre es sinnvoller, “erneuerbare Quellen” durch “kohlenstoffarme Quellen” (“low-carbon” im Englischen) zu ersetzen. Damit wird das Vorurteil gegen Kernenergie entfernt, und die Mitgliedstaaten könnten Kernenergie zur Einhaltung der EU-Forderungen zählen. Dadurch steigen gleichzeitig die Chancen, das 1.5°C Ziel global zu erreichen, deutlich.

Kohle und Kernenergie sind Grundlastträger

Mit dem Ausstieg aus der Kernenergie verlieren wir eine nahezu CO2-neutrale Energiequelle (Statista, 2019) und zusammen mit dem Ausstieg aus Kohle beide Grundlastträger (Agora, 2018).Wie Kohle und Gas gehört Kernenergie zu den “konventionellen Kraftwerken”, die die Grundlast an Energie tragen und unseren Bedarf an Energie – unabhängig von den Witterungsbedingungen – sichern und für Versorgungssicherheit sorgen (Agora, 2018; Wetzel, 2017). Länder wie Deutschland, die viel Verstädterung und Industrie haben, brauchen eine stetige, verlässliche Energieversorgung. Jedoch gibt es während der “Dunkelflaute” im deutschen Winter lange Phasen, in der fast kein Wind- oder Solarstrom produziert wird (an einigen Tagen mussten Kohle-, Gas und Kernkraftwerke mehr als 90% des Strombedarfs decken) (Wetzel, 2017).

Wenn wir auf Kohle, Gas und Kernenergie verzichten, können wir unseren Energiebedarf nicht decken und müssten (Kern-)Energie importieren (in obiger Grafik alles unter der roten Linie).

Energieengpässe gibt es bereits heute trotz Kohle- und Kernkraft als Grundlastträger: Im Zeitraum zwischen dem 15. Dezember 2018 und dem 15. Januar 2019 wurde mehrmals mehr Strom verbraucht als erzeugt. Am 18. Dezember kam es zu einem Blackout in der Hamburger Alu-Hütte von Trimet samt dem benachbarten Walzwerk.

Der fehlende Strom, manchmal 10 Prozent der Nachfrage, musste importiert oder die Beleuchtung mit Notstromdiesel aufrecht erhalten werden. Am 11. Januar, 12:00 Uhr mussten wieder Großverbraucher wie Aluminiumhütten, Walzwerke und Gießereien deutschlandweit abgeschaltet werden. Es fehlten die Kapazitäten von bereits abgeschalteten Kernkraftwerken (F.A.Z., 2019).

Wenn es heute schon mehrmals im Jahr Energieengpässe gibt, wie häufig wird es in der Zukunft vorkommen, wenn wir auf Kohle- und Kernenergie gänzlich verzichten müssen? Bis wir Alternativen haben, die die Versorgungssicherheit gewährleisten, die sicherer und umweltfreundlicher als Kernenergie sind, wäre es irrational, auf Kernenergie zu verzichten.

Kosten der Energiewende

Die Gesamtkosten der Energiewende in den Jahren 2000 bis 2025 werden 520 Milliarden Euro betragen, sodass eine vierköpfige Familie über 25.000 Euro in diesem Zeitraum für die Energiewende zahlt. (Haucap & Ina Loebert, 2016; INSM, 10 October, 2016; Wetzel, 2016).

Der Strompreis hat sich seit 2000 verdoppelt und besteht zu über 50% aus Steuern und Abgaben (Stromvergleich, 2019). Dazu kommt, dass der überflüssige Strom in Zeiten mit viel Sonne und Wind immer öfter zu negativen Strompreisen exportiert wird. In anderen Worten: Wir bezahlen unsere Nachbarländer für die Entsorgung (Poppe, 2018; Tagesschau, 2018).

Strom in Deutschland gehört zu den teuersten in Europa (eurostat, 2018; Verivox, 2018). Frankreich beispielsweise setzt auf Kernenergie mit 19 Kernkraftwerken, 58 Reaktorblöcken und einer installierten Nettogesamtleistung von 63.130 MW am Netz und hat dadurch einen deutlich niedrigeren CO2-Ausstoß (Tomorrow, 2019).

In Deutschland sind sieben Kernkraftwerke mit sieben Reaktorblöcken und einer installierten Nettogesamtleistung von 8.660 MW am Netz. In Deutschland war der Anteil der Kernenergie an der Stromerzeugung in 2017 11,6%, in Frankreich 71,6% (Statista, 2014). In Deutschland ist der Strom fast doppelt so teuer (29,5 Cent/kWh zu 17,54 Cent/kWh, erstes Halbjahr 2018) (eurostat, 2018).

Diese Politik geht zu Lasten der Mieterhaushalte – Stromkosten und EEG-Umlage belasten Geringverdiener prozentual auf das Einkommen bezogen deutlich stärker als höhere Einkommensgruppen – während private Hausbesitzer mit Anreizen für Photovoltaik-Dächer subventioniert werden.Kernkraftwerkbetreiber können beim Atompool eine Haftpflichtversicherung abschließen, die für max. 256 Mio. Euro einsteht (Entler, Horacek, Dlouhy, & Dostal, 2018; Mainfranken, 2015; VdMf, 2015). Die Haftungssumme für Frankreich ist etwa 84 Millionen Euro.

Die generelle Überlegung, ob eine Art der Energiegewinnung ökonomisch sinnvoll ist, lässt sich aus dem Erntefaktor oder EROI (Energy Returned on Energy Invested) des Systems ermitteln. Es ist der Faktor der Energie, die im Laufe der Lebensdauer der Anlage erzeugt wird, zu der Energie, in der Gewinnung der Rohstoffe, Herstellung, Transport und Entsorgung der Anlage nach Ablauf der Lebensdauer, also genutzte Energie zu investierter Energie. Die Schwelle dafür, dass es ökonomisch sinnvoll ist, liegt bei 7.

Die Erntefaktoren der verschiedenen Systeme sind (ohne Pufferung) (Heller, 2013; Institut für Festkörper-Kernphysik, 1 October, 2011):

  • Kernenergie: 75
  • Laufwasserkraftwerke: 49
  • Kohle (modernes Kraftwerk): 30
  • Erdgas: 28
  • Solarthermie: 19
  • Wind: 16
  • Photovoltaik (neu): 7-10
  • Photovoltaik (alt): 4
  • Biomasse: 3,5

3. Heutiger Stand der Kernenergie

Im Jahr 2017 produzierten weltweit 31 Länder Strom mit Kernkraftwerken. Von insgesamt 441 Werken lagen 99 in den USA, 41 in China, 58 in Frankreich und sieben sind noch in Deutschland am Netz (Stand Januar 2019).

Sicherheit und Gesundheit

Zum Vergleich der gesundheitlichen Risiken der verschiedenen Energiequellen wird gelegentlich die Mortalitätsrate herangezogen. Die Mortalität in Bezug auf Energieerzeugung gibt an, wie viele Todesfälle pro erzeugter Menge Energie auftreten. Dafür werden direkte und indirekte Folgen von Rohstoffgewinnung, Verarbeitung, Transport, der tatsächlichen Nutzung und entstehenden Abfälle samt Lagerung berücksichtigt.
Danach gehören Kernkraftwerke heute zu den sichersten Energieerzeugungssystemen (Ritchie, 2017). Dennoch lesen wir immer wieder von Tausenden oder sogar Millionen von Toten durch Kernkraftanlagen. Dabei hat Kernenergie bisher in Deutschland über 100.000 und weltweit über 2 Millionen Luftverschmutzungs-bezogene Todesopfer verhindert. Hierbei handelt es sich um die bestehenden Kernkraftwerke der Gen. II. (Kharecha & Hansen, 2013; Thoughtscapism, 2018).

Woher kommt die Angst vor Kernenergie?

Die Angst liegt meistens in der Bewertung von radioaktiver Strahlung begründet, insbesondere der Beurteilung des Erkrankungsrisikos von sehr niedrigen Strahlungsdosen (<100 mSv/Jahr).

Das LNT-Modell, das von Kernkraftgegnern herangezogen wird, nimmt an, dass es für die Häufigkeit der gesundheitlichen Schäden statistisch unerheblich ist, ob viele Menschen einer niedrigen Strahlendosis oder wenige Menschen einer hohen Strahlungsdosis ausgesetzt werden. Wenn das LNT-Modell aber dennoch als Begründung für die Abschaltung von Kernkraftwerken genutzt wird, muss sie dann nicht unabhängig davon gelten, aus welcher Quelle die Strahlung stammt?

Wie hoch ist die natürliche Strahlung?

Die natürlich vorkommende Strahlung ist in vielen Gegenden, insbesondere im Vergleich zur Belastung von Kernkraftwerken im Normalbetrieb, sehr hoch: Für Einwohner der Bundesrepublik Deutschland liegt die effektive Äquivalentdosis im Mittel bei 2,4 mSv / Jahr (Spektrum, 2002), und ist damit mehr als doppelt so hoch wie der zugelassene Grenzwert von 1 mSv /Jahr (BfS, 2015) für Personen der Bevölkerung. Im deutschen Schwarzwald-Kurort Menzenschwand beträgt sie 20 mSv (entspricht dem Grenzwert in Deutschland für beruflich strahlenexponierte Personen), in einigen Orten in Kerala (Indien) 80 mSv, im brasilianischen Espirito Santo 175 mSv und im iranischen Ramsar sogar 700 mSv pro Jahr. Flugzeugbesatzungen haben eine zusätzliche Strahlendosis von 1,2 mSv pro Jahr. (BMU, 1998; Cuttler & Pollycove, 2009; Goruma, 2006; Spektrum, 2002; WiNS, 2012)

Zum Vergleich: Bei einem Besuch in der strahlenexponierten Zone in einem Kernkraftwerk ist die Belastung durchschnittlich 0,003 mSv (WiNS, 2012).

Das LNT-Modell verliert immer mehr an Glaubwürdigkeit (Cuttler, 2013; Neumaier u. a., 2012; Tanooka, 2011) und immer mehr Wissenschaftler distanzieren sich davon. Insbesondere Untersuchungen zur Radon-Exposition widerlegen die LNT-Hypothese; es wird sogar behauptet, dass maßvolle Radioaktivität das Abwehrsystem stimuliere (Cuttler & Pollycove, 2009; Oakley, 2015). Sicher ist, dass unser Körper durchaus in der Lage ist, Erbgutschäden zu reparieren, solange die Dosen niedrig sind. Das geschieht dauernd, wenn aus Zellstoffwechsel stammende Sauerstoffradikale Veränderungen in der DNA von Zellen verursachen. Meistens gelingt es, diese Veränderungen durch spezielle Proteine zu reparieren; wenn nicht, werden die betroffenen Zellen zerstört (Dworschak, 2016).
Nach dem LNT-Modell müsste das Leben oder Arbeiten in Gebieten mit hoher natürlicher Strahlenbelastung, das Essen von Bananen mit hohen Kalium-40-Werten oder das Einatmen von Radon-222 in Kellerräumen zu Tausenden Toten führen. Es gibt aber keine Belege dafür. Will man dennoch am LNT-Modell „aus Vorsicht“ festhalten, müsste man konsequenterweise auch ein Verbot von Langstreckenflügen, den Abriss von Häusern mit Kellerräumen mit entsprechenden Radonkonzentrationen, die Regelung der Sonnenexposition von Menschen und sogar die Umsiedlung von Menschen aus Regionen, in denen eine erhöhte natürliche Strahlendosis messbar ist, fordern.

Das Schwellendosis-Modell (auch ZEP – Zero Equivalent Point – genannt), in dem es eine Grenze gibt, unterhalb derer ein kausaler Zusammenhang zwischen Strahlendosis und Krebserkrankung nicht nachweisbar ist, ist also durchaus sinnvoll, um solche Mutmaßungen auszuschließen (Doss, 2017; SSK, 2011; Tran & Seeram, 2017).

Zusammenfassend kann man sagen, dass ein kausaler Zusammenhang zwischen den Ursachen von Krebserkrankungen und Strahlungsquelle bei solch niedrigen Dosen bisher nicht hergestellt werden konnte. Man kann hier nicht von wissenschaftlich begründeter Risikoabschätzung sprechen (Goldberg, 2018).

Dennoch ist die allgemeine Wahrnehmung in der Bevölkerung über die Sicherheit von Kernkraftanlagen sehr negativ, insbesondere auf Grund der zwei Reaktorunfälle von Tschernobyl und Fukushima (DAtF, 2018). Für eine rationale Beurteilung der Unglücke ist es nicht nur notwendig, diese Unfälle näher zu betrachten, sondern auch die Folgen mit anderen Energiequellen zu vergleichen.

Rohstoffe für Kernenergie

Bei der Gewinnung von Uran ist es wichtig zu wissen, dass aufgrund der hohen Energiedichte sehr wenig Uran benötigt, und entsprechend auch wenig Abfall erzeugt wird: 1 kg Natururan entspricht 12.600 l Erdöl oder 18.900 kg Steinkohle. Laut dem „Red Book“ Uranium Resources, Production and Demand von 2018, herausgegeben von der Nuclear Energy Agency (NEA) der OECD und der IAEA, sind ausreichend Uranvorkommen für über 130 Jahre vorhanden, wobei der jährliche Uranbedarf weltweit von etwa 62.825 tU (Daten ab dem 1. Januar 2017) berücksichtigt wird (Deutscher Bundestag, 1 June, 2011; Nuclear Energy Agency and the International Atomic Energy Agency, 2015). Auch bei den beim Bau von Reaktoren benötigten Rohstoffen schneidet Kernenergie im Vergleich zu anderen Energie-Technologien gut ab (Myrrha, 2018; Vidal, Goffé, & Arndt, 2013).

Der Rohstoff der Zukunft ist aber Thorium. Um Thorium 232 zu spalten, muss es mit Neutronen beschossen werden. Hört der Beschuss auf, endet auch die Kernspaltung. Daher ist es viel sicherer in der Anwendung. Während bei Uran nur 3-5% des abgebauten und gereinigten Uranerzes das für die Spaltung benötigte U235 ist, ist es bei Thorium fast das gesamte natürliche Vorkommen Th232. Daher braucht man viel weniger Erz als Uran für die gleiche Menge an Energie. Dabei kommt Thorium 3- bis 4-mal häufiger vor und ist weltweit gleichmäßiger verteilt, sodass die Abhängigkeit von bestimmten Ländern sinkt. Daher ist insbesondere bei Thorium in naher Zukunft kein Engpass zu erwarten (BGR, 2014).

Die Erforschung von Kernenergie wurde vom 2 Billionen Dollar-“Manhatten Projekt” im Zweiten Weltkrieg mit dem Ziel der Kernwaffenproduktion initiiert. Die Entscheidung, Uran statt Thorium als Brennstoff für Kernkraftwerke zu verwenden, fiel aus militärischen Überlegungen während des Kalten Krieges, da Thorium für Kernwaffen gänzlich ungeeignet ist (Katusa, 2012). Der ursprüngliche Grund, Uran statt Thorium zur Energieerzeugung zu nutzen, war somit politisch.

Rohstoffe für Sonnen- und Windkraftanlagen

Die Gewinnung der Seltenerdmetalle findet meistens in China und Afrika unter menschenunwürdigen Bedingungen und hoher Kontaminierung statt. Laut Bulletin of Atomic Scientists benötigt eine 2 Megawatt Windturbine ca. 360 kg Neodym, 60 kg Dysprosium sowie 340 kg andere Seltenerdmetalle. (Sinclaire & Spinazze, 2011)Es sollte berücksichtigt werden, dass 97% der Seltenerdmetalle aus China kommen. (Heller, 2013) Damit sind wir wirtschaftlich und politisch von China abhängig. Die wirtschaftliche Abhängigkeit der USA von China ist einer der Gründe für Unstimmigkeiten zwischen den USA und China (Alonso u. a., 2012; IER, 2013).

Solaranlagen benötigen u.a. Seltenerdmetalle, Silizium, Kupfer, Indium, Gallium, Selen, Cadmium, Tellurid, Kobalt und Lithium. Windanlagen benötigen Stahl für Masten und Turbinen, Beton für die Fundamente, Kunststoffe für die Rotorblätter, Kupfer für die Turbinen, sowie die Seltenerdmetalle Neodym und Dysprosium für die Magnete in den Turbinen. Auch diese müssen abgebaut und hergestellt werden (BGR, 2016). Es werden zwar ebenfalls Turbinen in Kernkraftwerken eingesetzt, aber es gibt nur 7 KKWs und 28.700 Windkraftanlagen in Deutschland (eingerechnet sind nur Onshore-Anlagen) (Mining Technology, 2001).

Radioaktiver Abfall

Bislang müssen in Kernkraftwerken die eingesetzten Brennstäbe nach einigen Jahren ausgetauscht werden, da sie ihre Struktur verändern und brüchig werden. Dadurch lassen sich nur etwa 3% bis 5% des eigentlichen Brennstoffs nutzen. Der Rest wird zu radioaktivem Abfall. Wir hinterlassen strahlende Rückstände mit Halbwertszeiten, die sehr hoch sind. Doch die Folgen im Worst-Case-Szenario sind deutlich weniger gravierend als bisher angenommen: Die finnische Behörde für Strahlenschutz (STUK) hat während der Vorbereitungen für das Atkalo-Endlager mehrere Sicherheitsszenarien bewertet. Laut der Analyse wird im Worst-Case-Szenario davon ausgegangen, dass wenn

  • Atommüllbehälter schon nach 1000 Jahren zu lecken beginnen,
  • eine Stadt auf einem Endlager aufgebaut ist,
  • Menschen nur Essen zu sich nehmen, das lokal produziert wird,
  • sie nur Wasser aus lokalen Quellen trinken und
  • sie ihre ganze Zeit in den am stärksten kontaminierten Gebieten verbringen

eine Person, die im Jahr 12000 lebt, möglicherweise einer Dosis von 0,00018 msV/Jahr ausgesetzt ist, was vergleichbar ist mit dem Verzehr von zwei Bananen (Thoughtscapism, 2017).

Langlebiger radioaktiver Abfall kann über Transmutation in kurzlebigen Abfall transformiert oder sogar als Brennstoff in neuen Kernkraftwerken eingesetzt werden. Wir fordern in diesem Bereich zu forschen. Ein Forschungsprojekt namens Myrrha läuft bereits und soll im Jahr 2033 in Betrieb gehen; das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) war beteiligt (Kulke, 2010; Myrrha, 2018).

Abfall von Sonnen- und Windkraftanlagen

Nach Schätzungen der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) gab es Ende des Jahres 2016 weltweit rund 250.000 Tonnen Solarpanelabfälle. IRENA prognostizierte, dass diese Menge bis 2050 78 Millionen Tonnen (in Deutschland allein 4,5 Millionen Tonnen) erreichen könnte. Davon sind 90% Glas. Dieses Glas kann aufgrund von Verunreinigungen (Kunststoffe, Blei, Cadmium und Antimon) oft nicht als Floatglas oder Flachglas recycelt werden (IRENA, 2016; Shellenberger, 2018).Wie viel Abfall produziert wird, hängt auch von der Lebensdauer einer Anlage ab. Ist die Laufzeit kürzer, muss öfter entsorgt werden.

Landflächenbedarf

Das Kernkraftwerk Isar II liefert 11 TWh/Jahr Leistung. Um es zu ersetzen, bräuchte man 41 Windparks mit je 12 Windrädern (Offshore Windkraftpark alpha ventus) oder 2445 Solarparks (Käßler, 2013).Die Fläche, die hierfür notwendig wäre, wenn auf Kernkraft verzichtet wird, ist gigantisch. Falls möglich, sollten für den Ersatz Dachflächen von Hauseigentümern und Fabriken verwendet werden. Photovoltaik-Betreiber und Eigentümer könnten sich auf einen bestimmten Prozentsatz (in der Regel 5%) der Einnahmen durch den PV-Strom einigen. Ob sich das in die Tat umsetzen lässt und rentabel für beide Parteien ist, ist allerdings sehr fraglich.

Auch dann liefern die Anlagen nur Strom, wenn der Wind weht und die Sonne scheint. Um Versorgungssicherheit zu gewähren, bräuchte man viel mehr Windkraftanlagen sowie Speichertechnologien wie Power-to-X, die zur Zeit nicht in ausreichender Menge existieren, und bei denen Energie sowohl beim Speichern als auch bei der Wiederumwandlung in Strom (X-to-Power) verloren geht, wodurch noch weitere Anlagen benötigt werden. Hierfür wird bereits sehr viel Waldfläche gerodet, wie der Grimms Märchenwald in Hessen, und das geht zu Lasten der Biodiversität (Purtul, 2018)

Auch der Ausbau von Biomasse bedeutet mehr Land für “Energiepflanzen”. Gleichzeitig bedeutet dies aber weniger Land für Lebensmittel, weniger Lebensraum für Wildtiere und Pflanzen und mehr Abholzung sowie Bedarf an sehr viel Wasser und großen Mengen an Dünger und Energie (Driessen, 2017). Damit kann “Bioenergie” erhebliche Auswirkungen auf die Biodiversität haben (Driessen, 2017; Hof u. a., 2018).

Der benötigte Raum für so viele Solar- und Windkraftanlagen sowie Energiepflanzen ist in Deutschland schlichtweg nicht vorhanden. 100% Erneuerbare-Energie-Szenarien für Deutschland gehen außerdem von einem späteren Ausstieg aus Kohlekraftwerken aus und nehmen an, dass wir Energie im großen Stil importieren, und zwar Strom aus Quellen, die nicht klimaneutral sind, wie beispielsweise Kohlestrom aus Polen oder aus Kernkraftwerken aus benachbarten Ländern. Das ist nicht im Sinne der Bekämpfung des globalen Klimawandels und verschiebt die Verantwortung auf andere Länder.

4. Unfälle

Tschernobyl 26. April 1986

Der Reaktorunfall in Tschernobyl trug maßgeblich zur Angst vor Kernenergie bei. Was sind die Fakten? Wie viele Menschen sind nachweislich an diesem Reaktorunfall gestorben, wie hoch werden die Zahlen in den kommenden Jahrzehnten steigen?

Laut einem Bericht der WHO von 2005 und IAEA von 2008 waren weniger als 50 Todesfälle der Strahlung der Katastrophe zuzuschreiben – fast alle hoch-exponierte Rettungskräfte. Zwei Menschen starben direkt vor Ort, 28 ‘Liquidatoren’, die für die Aufräumarbeiten zuständig waren, starben in den folgenden Wochen an den Folgen der extrem hohen Dosis radioaktiver Strahlung. Es gab 4.000 Fälle von Schilddrüsenkrebs, vor allem bei Kindern, aber bis auf neun Todesfälle haben sich alle wieder erholt. Ansonsten fand das internationale Expertenteam keine Anzeichen für eine erhöhte Evidenz von Leukämie und Krebs bei den betroffenen Bewohnern. Bei diesen Todesfällen ist ein Zusammenhang zum Reaktorunfall eindeutig. Bei denen, die später an Krebs starben, ist die Ursache medizinisch nicht zu bestimmen (UNSCEAR, 2008; WHO, 2005).

Die Zahl von 50 Toten wurde heftig kritisiert. Auf der Suche nach einem – wissenschaftlich höchst fragwürdigen – “Kompromiss” wurde das Tschernobyl-Forum gegründet und kam zu dem Schluss, dass insgesamt bis zu 4.000 Menschen an der Strahlenexposition des Kernkraftwerks Tschernobyl schlussendlich irgendwann sterben könnten (WHO, 2005), wobei es sich hier um epidemiologische Überlegungen, basierend auf dem wissenschaftlich umstrittenen LNT-Modell, handelt (Cuttler, 2013; Neumaier u. a., 2012; Tanooka, 2011).

Fukushima 11. März 2011

In Fukushima ist bisher ein Mensch möglicherweise [i] an den Folgen der Strahlung gestorben (The Mainichi, 2018). Aufgrund der Angst vor Strahlung (und nicht wegen der eigentlichen Gefahr der Strahlung) sind sehr viele Menschen überhastet evakuiert worden.

Durch die Evakuierung sind weit über 1.000 Menschen gestorben und viel mehr unnötigerweise aus ihrem Umfeld gerissen worden (BBC News, 2018; Cuttler, 2013).

Meldungen, wonach Meerestiere durch die Strahlung mutiert wären, wurden als Falschmeldungen basierend auf einer Satire-Seite entlarvt (Harder, 2014).

Grubenunglücke und Dammbrüche

Wenn wir Ende 2022 aus der Kernenergie aussteigen, werden die Kohlekraftwerke weiter betrieben werden müssen. Die Anzahl der Menschen, die an den Folgen der Kohlekraftwerke sterben, sind extrem hoch, vor allem durch die Abgase der Kohlekraftwerke. Aber auch an den direkten Folgen von Grubenunglücken starben insgesamt ca. 75.000, davon seit 2001 fast 3.000 Menschen, inoffiziell sind es aufgrund der Tatsache, dass auch Schwarzarbeiter beteiligt sind viel mehr (Wikipedia, o. J.).

Schlimmer sieht es aus, wenn wir auch die Langzeitfolgen betrachten (Kharecha & Hansen, 2013); alleine in China war Feinstaub und Smog für über eine Viertelmillion vorzeitiger Todesfälle verantwortlich (Duggan, 2013).

Auch eine als sicher geltende Energieerzeugungsquelle wie Wasserkraft ist nicht ausgenommen: Der Banqiao-Staudammbruch in China im Jahre 1975 hatte zwischen 26.000 und 85.000 Tote direkt nach der Überflutung zur Folge, 86.000 bis 230.000 aufgrund von Epidemien und Dürre; fast 6.000 Gebäude sind eingestürzt (HRW, 1995).

Der Dammbruch des Machhu II in Indien in 1979 verursachte 1.000 bis 20.000 Tote. In diesem Jahr hatte der Xepian-Xe Nam Noy Damm in Laos 26 Tote zur Folge (Channel NewsAsia, 2018; Sandesara & Wooten, 2012). Pflanzen, sogar Bäume, wie es im Fall des Balbina-Damms in Brasilien war, werden in Stauseen geschwemmt, und das stößt das Treibhausgas Methan in großen Mengen aus und trägt damit zum Klimawandel bei (Maeck u. a., 2013).

Dazu kommt auch, dass Staudämme einen nicht unerheblichen Eingriff in die Natur bedeuten. Die Biodiversität nimmt ab, da große Landflächen geopfert werden (Rettet den Regenwald, 2012).

Fazit der Unfälle

Nach den Staudammbrüchen und Grubenunfällen wurden im Gegensatz zu Kernenergie diese Technologien nicht aufgegeben, sondern weiter verwendet, modernisiert und sicherer gemacht. Gleiches müsste auch für Kernkraftreaktoren gelten. Wir müssten auch hier mehr in deren Sicherheit und Weiterentwicklung investieren, statt sie abzuschalten.Doch der Widerstand in der Bevölkerung hier ist viel größer, da die Technologie an sich verteufelt wird, auch durch die aktuelle Politik. Hier wollen wir die Vorzüge der Kernenergie aufzeigen, dass sie eine hohe Energiedichte besitzt, sauber und vor allem sicher ist. Mit faktenbasierter, moderner und rationaler Politik.

Kernwaffen aus Kernkraft

Einige Spaltprodukte wie Plutonium oder Uran-235 stellen eine Bedrohung dar, weil sie für den Bau atomarer Sprengwaffen missbraucht werden können. Die Gefahr, dass europäisches, insbesondere deutsches, Spaltmaterial in falsche Hände gerät, ist allerdings extrem gering. Die Kontrolle durch die International Atomic Energy Agency (IAEA) erfolgt konsequent und erfolgreich (Miller, 2017).

Kernkraftwerke sind nicht nötig, um Kernwaffen zu bauen. Nordkorea hat zum Beispiel Kernwaffen, aber keine Kernkraftanlagen. Kernwaffenfähiges Material wird eher aus Zentrifugen erstellt als aus Kernkraftanlagen, denn sie eignen sich nur bedingt dafür. Einige Kernkraftwerke helfen sogar bei der Entsorgung von kernwaffenfähigem Material, in dem sie Arsenal aufkaufen und zur Stromerzeugung verbrennen (Schuh, 2006).

5. Forschung an neuen Reaktoren

Generation II-Kernreaktoren – Stand heute

Aufgrund des Unfalls in Fukushima wurden alle bestehenden Kernkraftwerke in Europa Stresstests unterzogen. Inhalt der Stresstests waren

  • externe Ereignisse wie Erdbeben, Überflutung und andere extreme Wetterbedingungen,
  • Ausfälle von Sicherheitsfunktionen sowie
  • Maßnahmen und Vorgehen bei schweren Unfällen wie
    • das Vorgehen bei Ausfall der Kernkühlung,
    • Schutz der Unversehrtheit des Sicherheitsbehälters bei einer Kernschmelze und
    • Maßnahmen und Vorgehen bei Ausfall der Kühlung des Brennelement-Lagerbeckens.

Lehren aus dem Reaktorunfall in Fukushima wurden gezogen. Alle kernkraftwerksbezogenen Maßnahmen, vorwiegend im Bereich Notfallschutz des ENSREG Aktionsplans wie etwa die Erdbebeninstrumentierung, wurden ergriffen. Alle sechs Jahre wird es nun verpflichtende “Topical Peer Reviews” geben, in denen sich die europäischen Staaten zu ausgewählten Fragen der kerntechnischen Sicherheit austauschen und Verbesserungspotential im Hinblick auf die kerntechnische Sicherheit ihrer Anlagen identifizieren (BMU, 2012).

Die verbleibenden Kernkraftwerke in Deutschland sind also sicher und würden die oben genannten Ereignisse überstehen.

Generation III-Kernreaktoren – die Brückentechnologie

Generation-III-Kernkraftwerke sind noch sicherer als Generation-II-Kernkraftwerke und haben sehr lange Laufzeiten. Kernkraftwerke der Generation III und III+ gibt es bereits (Nuklearforum Schweiz, 2018) und wären eine sehr gut geeignete Brückentechnologie. Sie könnten die bisherigen Generation-I- und II-Kraftwerke ablösen. Mit jedem neuen Kernkraftwerk einer neueren Generation könnte ein älteres Kernkraftwerk stillgelegt werden.

Der Hauptunterschied zu Generation-II-Kernkraftwerken ist, dass die Konstruktion so konzipiert ist, dass schwere Unfälle wie Tsunamis, Erdbeben oder auch Flugzeugeinschläge beherrscht werden. Generation-II-Kernkraftwerke wurden auf die Beherrschung von Störfällen wie Kühlmittelverlust oder Stromausfall ausgelegt.

Die Generation-III-Kernkraftwerke sind zwar nicht inhärent sicher, jedoch ist das Restrisiko für eine Kernschmelze auf ein Verhältnis von 1:1.000.000 pro Reaktorjahr reduziert worden (Generation II Restrisiko: 1:10.000). Reaktoren vom Typ III+ gehören laut VDI sogar zu den inhärent sicheren Reaktoren, d.h., eine Kernschmelze ist nicht möglich (VDI unterteilt nur drei Kategorien, die dritte beinhaltet Reaktoren vom Typ Gen III+ und Gen IV) (Gelfort, 2003). Hiervon sind bereits vier Reaktoren weltweit in Betrieb (OECD, 2008).

Interessant sind auch kleine modulare Kernkraftwerke. Diese SMRs (Small Modular Reactors) sind sehr viel flexibler als die großen Kernreaktoren; sie können schneller fertiggestellt werden, sind preisgünstig, können dezentral eingesetzt werden und müssen nicht am Einsatzort hergestellt werden. Ideale Vorraussetzungen für kleinere Unternehmen und Start-Ups, die sich am Wettbewerb beteiligen können.

Bill Gates, beispielsweise, leitet die kleine Start-up-Firma TerraPower mit dem Ziel, kleine und günstige – aber inhärent sichere – Mini-Kernreaktoren zu bauen, die wartungsfrei 50 bis 100 Jahre lang arbeiten könnten (Gärtner, 2011; Kötter, 2008; Martin, 2016; Röhrlich, 2017; World Nuclear Association, 2019).

Ein weiterer Grund für das Interesse an SMRs ist, dass stillgelegte Kohlekraftwerke umfunktioniert werden können. Sie können auch unterirdisch eingesetzt werden und wären daher sicher vor Terrorangriffen. Laut der OECD eignen sich insbesondere Kleinreaktoren der Generation III+, die sich durch inhärente und passive Sicherheit auszeichnen, für Länder mit begrenzter Erfahrung im Bereich der Kernenergie (OECD, 2008).

Generation IV-Kernreaktoren – die sichere Lösung

Der Forschungsverbund GIF (Generation IV International Forum) hat sich zur Aufgabe gemacht, Kernkraftwerke zu entwickeln, welche den höchsten Anforderungen an Sicherheit, Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit genügen. Leider ist Deutschland nicht direkt am GIF beteiligt (nur indirekt über die Europäische Atomgemeinschaft) (Hummel, 2017).

Generation-IV-Kernkraftwerke sollen folgende Eigenschaften haben:

  • Sie sollen inhärent sicher sein, d.h. das physikalische Prinzip, auf dessen Basis sie arbeiten, soll eine Kernschmelze verhindern, auch wenn alle zusätzlichen technischen Sicherheitsmaßnahmen ausfallen.
  • Sie sollen weniger kurzlebigen, radioaktiven Abfall produzieren und die Radiotoxizität reduzieren
  • Sie sollen eine höhere Effizienz haben und damit auch wirtschaftlicher arbeiten.

Die Gemeinsamkeit bei fast allen Reaktoren ist, dass sie bei hohen Temperaturen arbeiten, was für Fernwärme im Energienetzwerk ideal ist. Ein weiterer Vorteil: 1.000°C reichen aus, um Wasser thermisch zu spalten, so dass Wasserstoff gewonnen werden kann (Lossau, 2011). Die Prozesswärme kann zum Entsalzen von Meerwasser verwendet werden. Beispiele sind das stillgelegte Kernkraftwerk Aqtau oder Kernreaktoren von Flugzeugträgern (Aircraft Carrier Alliance, 2017; Steel, 2018).

Zu den Gen-IV-Reaktoren gehören:

(Hummel, 2017)

  • MSR (Flüssigsalzreaktor): Dieser Reaktortyp wurde schon in den 60ern erfolgreich getestet. Der Brennstoff selber ist schon geschmolzen und liegt in Salzform vor. Er arbeitet bei Temperaturen von 800°C. Unter anderem befindet sich im Reaktor ein Ventil, das nur bei niedrigen Temperaturen fest ist. Erwärmt sich der Reaktor zu sehr, schmilzt es, der Brennstoff sinkt nach unten in dafür vorgesehene Behälter und die Kernreaktion stoppt. Das ist einer der aussichtsreichsten Reaktoren, wenn das Problem des Behältermaterials gelöst wird, denn die Salze sind korrosiv. (Mehr hierzu in unserem Positionspapier Klima- und Energiepolitik) (Die Humanisten, 2017).
  • SFR (schneller natriumgekühlter Reaktor): Er läuft ohne Moderator, der sonst für die Abbremsung schneller freier Neutronen notwendig ist. Da er bei atmosphärischem Druck arbeitet, ist die Gefahr einer Explosion nicht gegeben. Natrium leitet Wärme sehr gut ab und hat daher eine höhere thermodynamische Effizienz. Der Reaktor arbeitet als radioaktive Müllverbrennungsanlage, indem er aufbereiteten Brennstoff aus konventionellen Leichtwasserreaktoren verwenden kann.
  • VHTR (Hochtemperaturreaktor): Hier dienen Graphitkugeln als Moderator. Diese beinhalten Uran- oder Thoriumkörner. Helium wird auf über 1.000°C erhitzt und leitet die Wärme zu einer Turbine, die Strom erzeugt. Steigt die Temperatur bei einem Störfall zu sehr an, sinken die Spaltvorgänge. Eine Kernschmelze ist nicht möglich. Der Wirkungsgrad ist hier besonders hoch (Lossau, 2011).
  • LFR (bleigekühlter Reaktor): Der Reaktor wird mit natürlicher Konvektion gekühlt und verwendet eine Blei-Legierung zur Abfuhr der Wärme. Die Brennstoffe bleiben mehrere Jahrzehnte im Reaktor, so dass nicht viel Abfall entsteht und dadurch die Gefahr der Nutzung für Kernwaffen minimiert ist.
  • GFR (schneller gasgekühlter Reaktor): Auch dieser Reaktor arbeitet bei sehr hohen Temperaturen und wie beim VHTR wird Helium als Kühlmittel verwendet.

Diese Generation-IV-Kernkraftwerke sind in der Entwicklung und sollen heutigen Schätzungen zufolge 2030 einsatzfähig sein. Wenn wir bis 2025 aus der Kohleverstromung aussteigen wollen, muss der Grundlastverlust mit anderen Energietechnologien wie den bestehenden Generation II oder neu zu bauenden Kernkraftwerken der Generation III oder III+ aufgefangen werden, um Versorgungssicherheit zu gewährleisten. Wir priorisieren aber die Kommerzialisierung existierender Gen-IV-Konzepte für die nahe Zukunft.

Kernfusion – Vision für die Zukunft

Im Gegensatz zu den bisherigen Kernkraftanlagen, die auf der Spaltung eines Kerns beruhen, wird die Energie in Fusionsreaktoren aus der Verschmelzung von Atomkernen gewonnen – auf die gleiche Weise, wie Sterne Energie produzieren.Ein Deuterium-Tritium-Gasgemisch dient als Brennstoff. Um die Fusion in Gang zu bringen, wird eine Zündtemperatur von 100 bis 150 Millionen Grad Celsius benötigt. Bei diesen Temperaturen befindet sich das Gasgemisch in einem Zustand, der sich Plasma nennt. Hier sind die Atomkerne und Elektronen voneinander getrennt. Es gibt keine Materialien, die diese Temperatur aushalten. Da das Plasma aber aus geladenen Teilchen besteht, kann es durch sehr starke Magnetfelder davon abgehalten werden, die Wände des umschließenden Gefäßes zu berühren.

Der Reaktor enthält keine Energiequellen, die beim Störfall den Reaktor zerstören könnten. Daher ist auch diese Art von Kernreaktor “inhärent sicher”. Der Brennstoff ist nahezu unbegrenzt verfügbar. Laut einer Energiestudie von BGR (BGR, 2014) ist zwar bei Uran und Thorium in naher Zukunft kein Engpass zu erwarten, aber langfristig wäre die Unabhängigkeit von Brennstoffressourcen – und somit auch vom Lieferanten der Brennstoffe – sinnvoll.

Die durch die Neutronen aktivierten Wände des Plasmagefäßes müssen nach Betriebsende des Reaktors (ca. 40 Jahre Betriebsdauer (Entler u. a., 2018)) zwischengelagert werden. Da die Strahlung der Wände aber kurzlebig ist (ca. 100 Jahre), wird auch hier kein Endlager benötigt.

Es entsteht kein kernwaffenfähiges Material. Klimaschädliche Emissionen treten ebenfalls nicht auf.

Die Reaktoren lassen sich optimal in ein Stromversorgungsnetzwerk einbinden, beispielsweise als Pufferung in das Verbundsystem aus witterungs- und windabhängigen erneuerbaren Energien. Kernfusionreaktoren könnten auch zur Wasserstofferzeugung genutzt werden. [4]

Trotz andauernder Forschungsbemühungen an Fusionstechnik ist laut EFDA (European Fusion Development Agreement) vor 2030 nicht mit einem funktionstüchtigem Demo-Reaktor, vor 2040 nicht mit einer ausgereiften Anlage zu rechnen (EFDA, 2015). Trotz des großen Potentials ist die Fusionstechnik also nicht dazu geeignet, einen schnellen Kohleausstieg zu unterstützen. Eine dauernde Förderung von Fusion als CO2-neutrale Zukunftstechnik ist jedoch sinnvoll.

Kernfusion könnte einen sehr wichtigen Beitrag zur Energieversorgung der Zukunft leisten.

6. Fazit

Eine effiziente, emissionsarme und klimafreundliche Energiepolitik ist möglich. Noch können wir unsere Ziele erreichen, indem wir auf eine intelligente Kombination aus Niedrigkohlenstoff-Technologien setzen. Ein schnelles Umdenken ist aber dafür die Voraussetzung.

Kernenergie, effiziente Energiespeichermedien und CSS (“Carbon Capture and Storage”) gehören in diesen Szenarien dazu (Al, 2018). Alle drei müssen in Kombination mit erneuerbaren Energien verantwortungsvoll genutzt werden. Das bedeutet für uns: Sicherheit in bestehenden KKWs erhöhen, die Erforschung von zukunftsfähigen Kraftwerkskonzepten wie der Generation-IV-Reaktoren (Hummel, 2017; Lossau, 2011), Fusionsreaktoren oder neuen Technologien wie Carbon Capture and Storage (Global CCS Institute, 2018) entschieden vorantreiben und neue, effiziente Speichermedien erschließen.

Dadurch sichern wir nicht nur unsere Stromversorgung und den Klimaschutz, wir schützen auch langfristig die Umwelt (Hannum, Marsh, & Stanford, 2005/2005).

Wir brauchen eine echte Energiewende!

7. Abkürzungsverzeichnis

CCS Carbon Capture and Storage CO2-Abscheidung und -Speicherung
DNA Desoxyribonukleinsäure
EROI Energy returned on energy invested (Erntefaktor)
GIF Generation IV International Forum
IAEA International atomic energy agency, Internationale Atomenergie-Organisation
IPCC The Intergovernmental Panel on Climate Change
LNT-Modell Linear No-Threshold-Modell, Modell zum linearen Zusammenhang zwischen Strahlendosis und Krebsrisiko
MIT Massachusetts Institute of Technology
mSv Milli-Sievert, Einheit der Strahlenbelastung
PV-Anlagen Photovoltaik-Anlagen
PV-Dächer Photovoltaik-Dachanlagen
SMR Small modular reactor
STUK Säteilyturvakeskus, finnische Strahlenschutzbehörde
TW Terra Watt
TWh Terra Watt Stunden
WHO World health organisation, Weltgesundheitsorganisation
ZEP-Modell Zero-equivalent-point, Modell zum Schwellenwert ab welchem ein Zusammenhang von Strahlendosis und Krebsrisiko angenommen wird
EFDA European Fusion Development Agreement
VDI Verein Deutscher Ingenieure
BGR Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

8. Quellen

Weitere Links

[a]
https://de.wikipedia.org/wiki/Technetium
[b]
https://de.wikipedia.org/wiki/Lise_Meitner
[c]
https://www.planet-wissen.de/technik/atomkraft/grundlagen_der_atomkraft/index.html
[d]
EU Reference Scenario 2016, Energy, transport and GHG emissions
Trends to 2050:
https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/documents/ref2016_report_final-web.pdf
[e]
https://climatepolicyinfohub.eu/overview-climate-targets-europe
[f]
http://www.ccsassociation.org/what-is-ccs/
[g]
https://www.bmu.de/pressemitteilung/juergen-trittin-die-oekologische-erneuerung-ist-eingeleitet-wir-wollen-sie-auch-vollenden/
[h]
http://www.geoengineeringmonitor.org/2016/02/ipcc-beccs/
[i]
“Post Hoc Ergo Propter Hoc“ oder nur “post hoc”: ein Fehlschluss, bei dem davon ausgegangen wird, dass das Auftreten zweier zeitlich nacheinander vorkommender Ereignisse kausal zusammenhänge – ohne eindeutigen Nachweis dafür. Wenn mehrere ähnliche Ereignisse auftreten, kommt es zu einem “Bestätigungsfehler”, durch den die Glaubwürdigkeit des Fehlschlusses verstärkt wird. Eine Scheinkorrelation muss ausgeschlossen werden. Beispiel: Ob es einen kausalen Zusammenhang zwischen Krebs und kleinen Dosen von radioaktiver Strahlung aus Kernreaktoren gibt, kann nicht eindeutig festgestellt werden. Insbesondere im Fall des einen Menschen in Fukushima, der an Krebs erkrankt und gestorben ist, ist es sehr unwahrscheinlich, da der Tod bei einem kausalen Zusammenhang deutlich später hätte eintreten müssen. In solchen Fällen liegt die Beweislast bei dem, der die Behauptung des kausalen Zusammenhangs aufstellt, und nicht bei demjenigen, der diese in Zweifel zieht.
[j]
https://blog.gwup.net/2014/01/10/mutierter-fukushima-krake-in-kalifornien-angespult/
[xx]
https://www.planet-wissen.de/technik/atomkraft/grundlagen_der_atomkraft/index.html
http://www.healthdata.org/sites/default/files/files/infographics/Infographic_AAAS_Air-pollution_2016.pdf

Siehe auch

Klima, Umwelt, Landwirtschaft & Tierschutz
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