China: Alle 6 Monate ein neues AKW

Anfang September 2020 wurde der chinesische Reaktor Fuqing 5 mit 177 Brennelementen zum ersten Mal beladen. Ein in mehrfacher Hinsicht bemerkenswertes Ereignis. Es ist der erste Reaktor der chinesischen Eigenentwicklung „Hualong One“ – ein sogenannter „First Of A Kind“ (FOAK). Der Bau des allerersten Reaktors eines neuen Modells dauert zumeist sehr lange, da bei ihm noch viele Fehler gemacht werden, die zeitaufwendig behoben werden müssen. Abschreckendes Beispiel ist die Baustelle Olkiluoto in Finnland mit dem Baubeginn im Jahr 2004. Gänzlich anders die Situation bei Fuqing 5: Dort war der Baubeginn (erster nuklearer Beton) im Mai 2015. Rund 5 Jahre Bauzeit gegenüber 16 Jahren mit gigantischer Kostenexplosion.

Deutlicher kann man die Leistungsfähigkeit der chinesischen kerntechnischen Industrie nicht darstellen. Doch damit noch nicht genug: Im Dezember 2015 war der Baubeginn für die Blöcke Fuqing 6 und Fangschenggang 3, im Dezember 2016 für Fangschenggang 4, im Oktober 2019 für Zhangzhou 1 und im September 2020 für Zhangzhou 2 und Taipingling 1. Um dem ganzen noch die Krone aufzusetzen, wurde parallel im August 2015 mit dem ersten Auslandsauftrag Karachi 2+3 in Pakistan begonnen. Man hat also gleichzeitig neun Reaktoren eines neuen Typs in Arbeit. Da China auch noch andere Kernkraftwerke baut, kommt es seinem Ziel, in den nächsten Jahrzehnten durchschnittlich alle sechs Monate einen Kernreaktor in Betrieb zu nehmen, sehr nahe.

Die Geschichte des Hualong

Im Jahr 2012 wurde durch das zentrale Planungsbüro in Peking beschlossen, die Eigenentwicklungen „ACP1000“ von China National Nuclear Corporation (CNNC) und „ACPR1000“ von China General Nuclear (CGN) zu einem standardisierten Modell „Hualong One“ zusammenzulegen. Es sollte ein Reaktor der dritten Generation entstehen, in dem auch ausdrücklich alle Erfahrungen des Unglücks in Fukushima berücksichtigt werden sollten. Da jeder Hersteller seine eigenen Zulieferketten hat, unterscheiden sich noch heute die Modelle geringfügig.

Ursprünglich sollten 2013 in Pakistan zwei „ACP1000“ in der Nähe von Karachi gebaut werden. Dieses Vorhaben wurde 2015 in zwei „Hualong One“ umgewandelt. Darüber hinaus befindet sich der „Hualong One“ in der Variante Fuqing 5+6 in Großbritannien im Genehmigungsverfahren als Modell für das geplante Kernkraftwerk Bradwell. Allerdings ist es höchst fragwürdig, ob dieses Projekt noch politisch durchsetzbar ist. Nach den Ereignissen in Hongkong und um den Ausbau des Mobilfunknetzes durch Huawei ist die Stimmung in Großbritannien gekippt. China ist in einer Schlüsselfunktion wie der Stromversorgung nicht mehr erwünscht.

Eine beträchtliche Zeit- und Kostenersparnis

Obwohl diese Serie von Hualong One weitestgehend parallel gebaut wird, kann man laufend Verbesserungen entdecken. Selbst an so simplen Bauteilen wie dem Containment. Es besteht aus Stahlringen (circa 46 Meter Durchmesser, etwa 7 Meter hoch, Wandstärke 6 Millimeter, mit einem Gewicht von 180 Tonnen), die auf einem separaten Platz auf der Baustelle aus vorgefertigten Segmenten zusammengeschweißt werden. Sie werden dann mit einem Schwerlastkran übereinander gestapelt und zu einem zylindrischen Containment montiert. Den oberen Abschluss bildet eine Kuppel, die ebenfalls vor Ort aus Segmenten zusammengeschweißt wird und mit einem Kran aufgesetzt wird. Auf diese Stahlkonstruktion wird nun die eigentliche Hülle aus Spannbeton aufbetoniert. Man erhält so ein gasdichtes und hochfestes Sandwich als Wand. Als Schutz gegen Flugzeugabstürze und so weiter wird diese Konstruktion noch einmal als äußere Hülle wiederholt. Zwischen den Wänden verbleibt ein Spalt, der später zur Überwachung im Unterdruck gehalten wird.

Vergleicht man nun die innere Kuppel von Fuqing 5 (Montage im Januar 2017) mit der von Fangschenggang 3 (Montage im Mai 2018), so stellt man fest, dass sich das Gewicht von 305 Tonnen auf 260 Tonnen verringert hat. Umfangreiche 3-D-Simulationen, eine Optimierung der Statik und die Verwendung besonders geformter Segmente haben zu diesem Fortschritt geführt. Materialeinsparungen sind praktisch auch immer Kosteneinsparungen.

Wie flexibel die Chinesen vorgehen, zeigt sich aber auch am Ablauf der Montage. Bisher hat man klassisch erst den Rohbau fertiggestellt und anschließend die Großkomponenten eingebracht. Dazu muss man die drei Dampferzeuger (Länge 21 Meter, 365 Tonnen) und das Druckgefäß waagerecht durch die Schleuse einbringen und innerhalb des Containment aufwendig aufrichten und mit dem Polarkran in Position bringen. Beim Kraftwerk Karachi hat man die Einbauten vor dem Aufsetzen der Kuppel eingebracht. Bei Fuqing 5 dauerte das Einbringen der Dampferzeuger und des Druckgefäßes rund 2,5 Monate. In Karachi reduzierte sich der Einbau auf rund 5 Stunden pro Dampferzeuger beziehungsweise 3 Wochen für alle nuklearen Großkomponenten. Eine beträchtliche Zeit- und Kostenersparnis.

Die Rolle ausländischer Zulieferer

Klein, Schanzlin und Becker (KSB) aus Frankenthal war einst die Perle für Pumpen in der Kraftwerkstechnik. Der Ausstieg aus Kerntechnik und Kohle in Deutschland hat sie (noch) nicht aus dem Markt gedrängt, sondern lediglich ins Ausland vertrieben. So erhielt SEC-KSB den Auftrag für die sechs Hauptkühlmittelpumpen (10,000-Volt-Motor mit einer Antriebsleistung von 6.600 kW, 110 Tonnen schwer, Leistung 24.500 Kubikmeter pro Stunde) für das Kraftwerk Zhangzhou. Ein Auftrag in dreistelliger Millionenhöhe. Dafür muss man in Deutschland eine ganze Menge Heizungspumpen verkaufen. SEC-KSB ist ein im Juni 2008 gegründetes Joint Venture zwischen Shanghai Electric (55 Prozent, wer da wohl das Sagen hat?) und KSB (45 Prozent), welches für das komplette Geschäft mit kerntechnischen Komponenten in China verantwortlich ist. Ein typisches Schicksal eines deutschen Unternehmens der Spitzentechnologie: Entweder man macht den Laden in Öko-Deutschland sofort dicht oder man versucht, sich ins Ausland zu verlagern.

Vielleicht verläuft ja das Schicksal von Rolls-Royce (R&R) etwas anders. R&R hat für das gleiche Kraftwerk ebenfalls einen dreistelligen Millionenauftrag eingeworben über die Lieferung der Neutronenfluss-Messeinrichtungen. Allerdings werden diese komplett in Grenoble, Frankreich, konstruiert, gefertigt und getestet ...

Man kann den Chinesen nicht so richtig in die Karten schauen. Es handelt sich immer noch um eine Planwirtschaft mit ihren Eigenheiten bezüglich Kosten und Finanzierung. Man kann aber einen guten Eindruck über Geschäfte mit dem Ausland gewinnen. So hat sich schon 2016 der thailändische Energieversorger RATCH in das Kernkraftwerk Fangchenggang II eingekauft. Aus den Veröffentlichungen des Unternehmens kann man entnehmen, dass das Kraftwerk einen Wert von US$ 6 Milliarden, bei einer Leistung von 2 x 1.180 MWel hat. Dies entspricht spezifischen Investitionskosten von 2.542 US$/kW.

Ganz ähnlich sind die Daten für das pakistanische Kraftwerk Karachi: CNNC gibt Pakistan einen Kredit über US$ 6,5 Milliarden. Es scheint, dass die Chinesen das gesamte Kernkraftwerk im engeren Sinne (2 x 1.100 MWel) komplett vorfinanzieren. Die Projektkosten für das Kernkraftwerk werden von dem pakistanischen Prime Minister Nawaz Sharif mit US$ 9,59 Milliarden angegeben. Dies ergibt spezifische Kosten von 4.359 US$/kW für das Projekt mit allen notwendigen Ausgaben (zum Beispiel Hochspannungsleitungen und Infrastruktur).

Nicht nur Redundanz, sondern auch Diversität

Bei dem Hualong One, oder auch als HPR-1000 bezeichnet, handelt es sich um einen Druckwasserreaktor mit drei Kreisläufen (jeweils Dampferzeuger, Hauptkühlmittelpumpe und Hauptkühlmittelleitung) und einer Nennleistung von 1.180 MWel. Er ist für eine Betriebsdauer von (mindestens) 60 Jahren ausgelegt. Er besitzt ein doppelwandiges Containment, welches gegen Flugzeugabstürze und so weiter ausgelegt ist. Das Brennelementelager und die Gebäude für sicherheitstechnische Anlagen sind ebenfalls gegen Flugzeugabstürze und so weiter verbunkert. Die Schnellabschaltung bei Störfällen erfolgt vollautomatisch. Erst nach 30 Minuten sind menschliche Eingriffe nötig. Erst nach 72 Stunden sind Hilfsmaßnahmen von außen nötig (zum Beispiel Nachfüllen von Wasser in die internen Becken). Jeder Reaktor ist nicht nur für die Grundlast, sondern auch für einen extremen Lastfolgebetrieb konstruiert.

Innerhalb des Containment – genauso geschützt gegen Einwirkungen von außen wie der Reaktor selbst – befindet sich ein großer Wassertank (IRWST), der Wasserverluste im Kreislauf (zum Beispiel Rohrbruch im Primärkreis) ersetzen kann. Es ist also kein „Umschalten“ in andere Gebäudeteile notwendig. Diesem Tank kann auch Wasser für die „Beregnung“ des Sicherheitsbehälters entnommen werden. Durch den Regen kann der Druck und die Temperatur im Notfall reguliert werden. Es können auch Chemikalien hinzugesetzt werden, die etwaige freigesetzte radioaktive Stoffe auswaschen und binden können (Lehre aus Fukushima).

Dies entlastet die Filteranlagen, wenn die Luft nach einem schweren Störfall über den Kamin abgegeben werden muss. Aus dem IRWST kann auch ausreichend Wasser bereit gestellt werden, um die Kaverne, in der das Reaktordruckgefäß steht, vollständig zu fluten. Damit ist das Austreten von Kernschmelze aus dem Reaktordruckgefäß ausgeschlossen. Die gesamte Nachzerfallswärme wird über passive Systeme mit Naturumlauf und Wärmeübertrager an die Umgebung abgegeben. Insofern handelt es sich beim Hualong One um einen echten Reaktor der sogenannten Generation III+.

Solange der Primärkreislauf intakt ist, aber die Wärmesenke (Kühlturm, Meerwassereinlauf, Pumpen und so weiter) total ausfallen sollte (Fukushima), kann die Wärme über die Dampferzeuger sicher im Naturumlauf abgeführt werden. Zum Nachfüllen von Wasserverlusten dienen jeweils 2 x 50 Prozent Motorpumpen und 2 x 50 Prozent Pumpen mit Dampfturbinen, die Wasser aus Tanks entnehmen. Es liegt also auch hier nicht nur Redundanz, sondern auch Diversität vor.

Absolute Sicherheit gibt es halt in der Natur nicht

Für die Notstromversorgung sind pro Reaktor zwei Notstromdiesel in getrennten Gebäuden vorgesehen. Zusätzlich gibt es im Kraftwerk noch eine weitere Notstromversorgung über eine Gasturbinenanlage (Lehre aus Fukushima) und transportable Notstromaggregate. Zusätzlich gibt es Batterien für eine Versorgungszeit von 72 h (Lehre aus Fukushima). An diese Gleichstromversorgung sind alle Instrumente, Notbeleuchtung, EDV sowie die Ventile der passiven Sicherheitseinrichtungen angeschlossen.

Wie die probabilistischen Sicherheitsberechnungen ergeben, ist beim Hualong One mit einem Kernschaden (CDF) in höchstens einer Million Betriebsjahren zu rechnen. Mit einer Freisetzung großer Mengen radioaktiver Stoffe in die Umwelt (LRF) in höchstens 10 Millionen Betriebsjahren. Um gleich den üblichen Missverständnissen entgegenzutreten: Es handelt sich um Betriebsjahre und nicht Kalenderjahre. Gemeint ist damit, wenn 10 gleiche Reaktoren ein Kalenderjahr lang laufen, ergibt das 10 Betriebsjahre. Und ja, es handelt sich um Wahrscheinlichkeiten, ein Schaden könnte auch schon morgen eintreten. Absolute Sicherheit gibt es halt in der Natur nicht.

Solche Zahlen dienen Fachleuten nur um unterschiedliche Risiken vergleichbar zu machen. Was aber ausschlaggebend ist, hier handelt es sich um Eintritts-Wahrscheinlichkeiten für Ereignisse – nicht um Opferzahlen. Spätestens nach Tschernobyl und Fukushima wissen wir doch, dass auch schwerste Unglücke in Kernkraftwerken zu wenig bis gar keinen Todesopfern führen. Ganz im Gegensatz zum Beispiel zu einem Flugzeugabsturz. Der Kampfschrei der „Anti-Atomkraft-Bewegung“: Millionen Tote, für zehntausende von Jahren unbewohnbar, war und ist einfach nur grottenschlechte Propaganda – wenngleich er gerade in Deutschland höchst erfolgreich war und ist.

Dieser Beitrag erschien zuerst auf Klaus-Dieter Humpichs Blog Nuke-Klaus.

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RMPetersen / 29.09.2020

Herzlichen Dank für die Infos. Dass in China die in unseren Ländern üblichen aufwendigen Prüfungen bei Genehmigungsverfahren und die Klagemöglichkeiten wegfallen, sehe ich nicht unkritisch. Anders herum: Dass es hier so holprig geht (- es sei denn, die Merkel will etwas am Rande der Legalität durchziehen), gehört zu unserem Demokratie-Verständnis. Natürlich ärgern sich Techniker und Ökonomen, wenn wegen irgendwelcher Kröten ein Projekt gekippt wird; wir haben nun einmal andere Vorstellungen von Abwägungen und Beteiligungen. Über KKW in einer Welt ohne Kohle, Erdöl und möglichst auch ohne Erdgas wird Deutschland neu diskutieren müssen.

B.Klebelsberg / 29.09.2020

Gestern in diesem Börsenkram der ARD vor den Nachrichten: Thema Klima und CO2 Sanktionierung der Wirtschaft sei besonders für die „alten Industrien“ wie Maschinen- und Fahrzeugbau“ eine Herausforderung. Aber es gäbe keine Alternative, da müssten dann eben welche vom Markt verschwinden wenn sie den Lauf der Zeit „verschlafen“ hätten. Aber Klima geht vor und so weiter Blah, Blah, Blah, Blah! Man fragt sich ob die sich mal überlegt haben woher alle die schönen Produkte, von der Ökobaumwolle über ganz profane Produkte wie Menstruationstampons, Salzstreuer, Kochtöpfe bis zum neuesten Tesla, Spritzen für die Impfung und das iPhone…..herkommen. Die denken wohl die Sachen werden extra von den 7 Zwergen von Hand gebastelt. Die Menschen brauchen Produkte, der ganze getypte Bio- und Digitalkram ist lediglich Mittel zum Zweck. Dafür braucht man Maschinen, Kraftwerke, Industrie und intelligente Ingenieure ihr ARD Dummies. Selbst um das Klima zu retten brauchen wir all das Zeug der „alten Industrie“, denn die Sozialindustrie kriegts bestimmt nicht hin.

Oliver Lang / 29.09.2020

Fuqing 5 hat ja schon Kraft seines Namens Potential in der anglophonen und -philen Welt zu Berühmtheit zu gelangen ;-)

Kai Nissen / 29.09.2020

Mich beschleicht ein Unbehagen, dass ich das Gefühl habe, dass Achgut-Autoren grundsätzlich ein Wohlwollen, gar Bewunderung gegenüber Rotchina zeigen. Man kann jedoch demokratische und diktatorische Systeme eher schwer vergleichen, da gemeinsame Voraussetzungen fehlen. In Rotchina ist vieles machbar, was in Europa nicht üblich, um nicht zu sagen nicht möglich ist. Alles, was in Rotchina geschieht, hat letztlich nur eine einzige Funktion: Erhalt der KPC. Der Entscheidungsweg in Rotchina ist daher eine ganz andere als üblicherweise in Europa. Die KPC kann Entscheidungen treffen, ohne Rücksicht auf das Wohl eines Teils des Volkes oder auf finanzielle Mittel nehmen zu müssen. Es wird gemacht, koste es, was es wolle, Punkt. Wenn gefallene Entscheidungen sich als gut fürs Volk erweisen sollten, dann hat das Volk Glück gehabt, ansonsten, Pech… Auch wenn fast alle von uns in diesem Forum die Energiepolitik unseres Landes zum Ko…. finden, ich übrigens auch, müssen wir leider damit leben, dass der dt. Michel besonders große Angst vor der Atomenergie hat. German Angst halt, hat mit Vernunft leider nicht zu tun. Abgesehen davon hat Rotchina der Weltgemeinschaft leider genug negatives beschert, ob Umweltverschmutzung, Plagiate, Korruption, Verschwendung von Ressourcen, Missachtung internationaler Spielregeln, etc.. Von Behandlung des eigenen Volkes durch die KPC brauche ich hier gar nicht mehr zu reden.

Nico Schmidt / 29.09.2020

Sehr geehrter Herr Humpich, alles gut, nur in Deutschland nicht vermittelbar. MfG Nico Schmidt

Tim Spieker / 29.09.2020

Der Drops Kernkraft ist in Deutschland gelutscht! Egal wie sicher oder unsicher, egal wie vernünftig oder unvernünftig sie ist - das Thema ist durch. Wir werden künftig am Rad drehen, am Windrad. Notfalls muss unser Oma aufs Fahrrad und den Dynamo quälen damit wir abends nicht im Dunkeln sitzen. Und ach ja, Handys gibts dann mit ‘ner Kurbel zum Aufladen, so wie bei Tachenlampen für ganz Ökologische. Aber vielleicht trommeln wir dann bereits wieder ...

A. Ostrovsky / 29.09.2020

Herr Humpich, ich habe lange überlegt, ob ich hier kommentieren soll. Was ich schreibe ist also wohlüberlegt. Sie sind persönlich gekränkt, dass ihr Fachgebiet, mit dem Sie sich identifizieren, in Deutschland keine Bedeutung mehr hat. Diese persönliche Kränkung wandeln Sie in ständige Klagegesänge. Besonders schwer trifft Sie dabei die Tatsache, dass das auf fremde Entscheidungen zurückgeht, die Sie für falsch halten. Ist Ihnen dabei eigentlich schon einmal der Gedanke gekommen, dass es auch andere Berufsgruppen gibt, die es lange vor Ihnen genauso getroffen hat, die sich aber einfach umorientiert haben, ohne langgezogene Klagelaute, vermutlich weil sie geistig beweglicher waren. Was haben Sie von den Schriftsetzern gehört, was von den Mikroelektronikern? Gerade das Abwandern der Mikroelektronik nach Asien wer der Verlust einer Technologie mit einem heute noch zunehmenden Potemtial. Das Potential der “Zukunftstechnologie” AKW kann man mit Ihnen zusammen erkennen oder auch nicht. Die Zukunft kann dort nur in einer Weiterentwicklung liegen, aber nicht darin, dass man bessern Zeiten nachtrauert. Forschung und Ttechnologie-Entwicklung sind durch den “Atomausstieg” in Deutschland nicht behindert. Nur wer die Technologie aus den 60-ern unverändert weiter betreiben will, hat hier seine Grenzen. Kernphysiker von früher haben ihre Kraft längst bei der Entwicklung von Halbleitern, LEDs, Kommunikationselektronik, Automation und Industriesteuerungen eingesetzt, als sie gemerkt haben, dass es Widerstände gegen Nukleartechnik im dichtbesiedelten Wohngebiet gibt. Gut, Bill Gates forschte kürzlich vielleicht noch an Atomkraftwerken für Häuslebauer zum Vergraben im Vorgarten, aber der hat ja auch von Nuklearphysik und störungsfreiem Betrieb nicht den blassesten Schimmer. Der forscht jetzt an Impfungen vom Typ Spanische Grippe und hat weltweite Unterstützung. Können Sie sich wirklich nicht einfach neu orientieren?

Gudrun Meyer / 29.09.2020

Nach Tschernobyl gab es Todesfälle, die leicht vermeidbar gewesen wären, nämlich bei den armen, jungen Soldaten und Feuerwehrleuten, die den radioaktiven Müll im Blaumann abräumen mussten. ohne zu wissen, dass schon die damals für ihre Arbeit angesetzte Viertelstunde pro Person tödlich war. Die Frage ist also nicht nur, welchen Schaden eine Reaktorhavarie “an sich” anrichtet, sondern auch, in welchem System sie passiert. Für China habe ich da ähnliche Bedenken wie für Russland, nicht dagegen für Japan. Nach der Kernschmelze in Fukushima folgten schnelle, verantwortungsbewusste Maßnahmen. Nach den offiziellen, japanischen Angaben starb 2018 zum ersten Mal ein Mensch an den langfristigen Folgen des Unglücks. Vermutlich sind noch mehr Menschen an der radioaktiven Strahlung plus weiteren und davon unabhängigen Erkrankungen gestorben, aber viele können es nicht gewesen sein. Wie viele Straßenverkehrstote in Japan auf jedes Opfer der Verstrahlung kamen, war natürlich eine Frage, die nicht gestellt wurde; stattdessen schob C. Roth 2013 die 20.000 Opfer eines am Tag vorher geschehenen Tsunamis dem AKW-Unfall in die Schuhe, ohne ausgelacht zu werden. Selbstverständlich warf ihr auch niemand vor, dass sie tote Menschen und deren Hinterbliebene missbrauchte und beleidigte. China mit seiner totalitären geschlossenen Gesellschaft ist aber dann, wenn´s schiefgeht, auch da ein anderer Fall, wo die Technik sehr gut überlegt und umgesetzt worden ist. Wenn etwas passiert, wird die Umgebung zu spät oder gar nicht evakuiert und ist mit mangelhaft geschützten Arbeitseinsätzen zu rechnen, anders als im Fall Fukushima. Übrigens ist mehr als egal, was Sie und weitere Blogs zu diesem Themenkreis veröffentlichen. Glauben Sie wirklich, die maßgeblichen Grünen, Fridays und die ihnen zujubelnden Journlisten verstehen überhaupt, wovon Sie reden?

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