Seit mehr als zwölf Jahren, länger also als der zentrale historische Bezugspunkt der BRD, das “Dritte Reich”, bestand hatte, berichtet achgut.com von der populären Rezeption der Klimaforschung und der sogenannten "Energiewende", zuletzt sehr übersichtlich und umfassend in dieser Serie von M. Haferburg. Wir haben scheinbar alles zu diesem faszinierenden Konvolut von Irrationalismus gesagt. Wirklich? Heute nehmen wir eine andere Perspektive ein und betrachten das Klima mal sub specie aeternitatis (Spinoza). Denn die Frage unserer Zeit lautet nicht: Wie retten wir das Klima? – sondern: Wie retten wir uns vor dem Klima? Beginnen wir mit der Geschichte unserer Gattung und dem Erdklima, mit dem unsere evolutionären Vorläufer konfrontiert waren.
Die Evolution unserer Vorläuferspecies vom Australopithecus africanus (ab 3 Millonen Jahre vor Christus) über den zwei Millionen Jahre alten ersten Homo, den Homo rudolfensis, bis zum Homo neanderthalensis, der zwischen 230.000 und 30.000 Jahren vor unserer Zeit lebte, fand nahezu vollständig im derzeitigen Eiszeitalter, dem Quartär, statt. Dieses Unter-Erdzeitalter gehört zum gegenwärtigen Eiszeitalter, dem Känozoikum, das seit etwa 34 Millionen Jahren währt und damals mit der Vergletscherung der nördlichen Hemisphäre begann. Ein solche längere Eiszeit ist durch das Vorhandensein vereister Polkappen charakterisiert. Innerhalb dieser Eiszeit hat es allein in den letzten 850.000 Jahren mindestens 9 Wechsel zwischen Warm- und Kaltzeiten gegeben.
Die letzte Kaltzeit setzte vor 115.000 Jahren ein und dauerte bis etwa 12.000 Jahre vor unserer Zeit. Während dieser Zeit ereignete sich der erste große epochale Wandel der Geschichte unserer Spezies, die neolithische Revolution mit der Sesshaftwerdung des Menschen. Seit etwa 12.000 Jahren leben wir innerhalb der heutigen Eiszeit wieder in einer relativen Warmzeit, dem Holozän. Doch es ist immer noch eine globale Eiszeit, da unsere Polkappen vereist sind, was nur während 10 bis 20 Prozent der Erdgeschichte der Fall war. Im Normalzustand des Erdklimas, der eisfreien Warmzeit ohne Polkappen, den Homo sapiens noch nicht erlebt hat, wird es deutlich wärmer als heute und auch viel wärmer, als die pessimistischen Klimamodelle des IPCC annehmen.
Doch bevor das eintritt und das Känozoikum mit einer neuen eisfreien Warmzeit endet und der erdgeschichtliche Normalzustand wiederhergestellt wird, wird es wohl noch zu einigen Kalt- und Warmzeiten kommen wie in den letzten 850.000 Jahren. Bei der letzten Kaltzeit bis vor 12.000 Jahren war Nordeuropa von einer mindestens 1.000 Meter hohen Eisschicht bedeckt. Der Brocken und der Feldberg schauten da heraus, doch die deutschen Mittelgebirge und Ebenen waren von dem Eisschild bedeckt. Die Landschaft, die wir heute vor uns sehen, entstand im Wesentlichen bei der Rückbildung dieses Eisschildes am Ende der Kaltzeit.
Was bedeuten diese massiven Klimaschwankungen für die Zukunft von Homo sapiens? In der gesamten historischen, schriftlich überlieferten Existenz unserer Spezies kennen wir nur die Warmzeit innerhalb der känozoischen Eiszeit, die einzige Abweichung davon, die sich im kollektiven Gedächtnis gehalten hat, ist die kleine Kaltzeit, die vom Spätmittelalter bis in das 18. Jahrhundert währte. Daher ist unser kollektives Denken über das Klima vollkommen verfälscht und von der Illusion einer gewissen Stabilität geprägt.
Doch gehen wir einmal davon aus, dass unsere Spezies noch mindestens mehrere hunderttausend Jahre existieren wird – immerhin haben wir seit Homo rudolfensis schon 2 Millionen Jahre auf dem Buckel. In dieser Zeit kann es zu einer neuen Kaltzeit kommen wie von 115- bis 12-tausend Jahren vor unserer Zeit. Dann würde die Nordhalbkugel wieder weiträumig vergletschern. Wir müssten zunächst deutlich mehr heizen und später unsere Siedlungen zugunsten anderer Teile der Erde aufgeben. Wenn die aktuelle Warmzeit hingegen zu weiteren Temperaturanstiegen führt, bräuchten wir hier mehr Bewässerung und Landesschutzdeiche.
Beide Szenarien bedeuten aber eines: Dass wir deutlich mehr Energie pro Kopf brauchen als heute. Energie zum Heizen von Wohnraum und riesigen Treibhäusern für unsere Pflanzen sowie geräumigen Ställe für unsere Tiere, die ab einer gewissen Temperatur draußen nicht mehr gedeihen würden. Ab einer bestimmten Eismasse dann Energie zum Umsiedeln. Oder bei weiterer Erwärmung mehr Energie, um Dämme zu bauen und zu betreiben, zum Wasserpumpen und zum Bewässern und Kühlen von Wohnräumen und Stallungen.
Wir brauchen aber auch dann kurzfristig mehr Energie, wenn es keine Klimaveränderung gibt: Weltweit für Wachstum, um die Armut zu besiegen, sowie für Automatisierung und Digitalisierung, um unsere hochverdichtete Zivilisation weiter zu gestalten. Dazu gehört auch die Entlastung unserer alternden Bevölkerung, die durch die derzeitige Zuwanderung einen herben volkswirtschaftlichen Nettoschaden nimmt. Neue Technologie kostet Energie. Beispielsweise benötigt allein Bitcoin weltweit für seine Algorithmen pro Jahr 46 Terawattstunden Strom, das sind knapp etwa 6 bis 7 Prozent des deutschen Stromverbrauchs (oder 2 bis 3 Prozent des Gesamtenergieverbrauchs). Zwischen 1990 und 2008 hat der Weltenergiebedarf um 39 Prozent zugenommen, und das Wachstum beschleunigt sich weiter. Mit den Worten Arnold Gehlens wird sich die Technisierung unseres gesamten Lebens immer weiter verbreitern und vertiefen, und dadurch werden wir auch ohne Klimaveränderung immer mehr Energie benötigen.
Wir reden von einer kurzfristigen Steigerung des Pro-Kopf-Vebrauchs gegenüber heute (in einer Generation) um den Faktor 2, bei Klimaschwankungen mindestens um den Faktor 10, je nachdem wie lange wir aus Liebe zur Heimat bei stärkeren Klimaveränderungen hier ausharren wollen.
Wie bewältigen wir den? Deutschland ist weltweit zu sehr hohen Kosten Vorreiter bei neotoxischen (sogenannten erneuerbaren) Energien, und doch liefern diese deutlich weniger als 10 Prozent unseres heutigen im Vergleich mit der Zukunft bescheidenen Gesamtbedarfs an Energie. Den Löwenanteil erhalten wir aus der Nutzung der kovalenten Bindungsenergie bei der Oxydation (Verbrennung unter Sauerstoffverbrauch) von Kohlenwasserstoffen (Erdölprodukte und Erdgas) und Kohle. Das ist prinzipiell eine primitive Form der Energiegewinnung durch Anzündung. Bei Erdgas und Kohle mag das noch angehen, doch beim Öl ist die Verbrennung eine echte Sünde, weil dabei wertvolle Aromaten wie Benzol vernichtet werden, anstatt ihr Potenzial für die Synthese von Polymeren zu nutzen. Unsere Nachfahren werden uns dafür verfluchen, denn sie müssen dann das Öl unter widrigen Bedingungen gewinnen oder die Aromaten unter Energieeinsatz aus Kohle und Wasserstoff synthetisieren wie die Nazis in den Hydrieranlagen von Leuna. Neben der Verbrennung fossiler Energieträger erhalten wir auch aus der Nutzung der Kernbindungsenergie durch Kernspaltung Energie – in Deutschland immer weniger selbst gemachte, dafür aber in den Nachbarländern hergestellte.
Wenn wir aber pro Kopf zwei bis zehnmal mehr Energie benötigen, woher soll die kommen? Sicherlich nicht aus den neotoxischen (sogenannten erneuerbaren) Energien. Deren Energieausbeute ist schon für den heutigen Bedarf viel zu gering, erst recht wird die nicht reichen, wenn der Bedarf weiter steigt.
Dann benötigen wir Energiequellen mit hohem Energiegehalt. Nehmen wir als Referenz die Steinkohleeinheit (SKE), das ist die Energie, die beim Verbrennen eines Kilogramms Steinkohle freigesetzt wird, per Definition 7.000 kcal. Ein Kilogramm Holz zu verbrennen, ergibt eine halbe SKE, 1 kg Rohöl 1,4 SKE.
Bei der Kernspaltung von einem Kilogramm Uran-235 erhält man hingegen 2,7 Millonen SKE, beim angereicherten Natururan, das in Kernreaktoren eingesetzt wird und nur einen Anteil von ca. 5 Prozent Uran-235 enthält, je nach Grad der Anreicherung etwa 15.000 SKE. Angereichertes Uran hat also einen 15-tausendmal höheren Energiegehalt als Kohle und einen 10-tausendmal höheren als Rohöl. Das liegt daran, dass die Bindungsenergie im Kern viel höher ist als die kovalente Bindung zwischen Atomen eines Moleküls, die bei der Verbrennung freigesetzt wird.
Die Sonne und alle Sterne des Universums erzeugen Energie durch Kernfusion. Die Fusion von zwei Wasserstoffkernen, setzt noch einmal tausendmal mehr Energie frei als die Kernspaltung von angereichertem Natururan! Das liegt daran, dass das Fusionsprodukt Helium eine geringere Masse als die beiden Ausgangsatome hat, die Differenz wird nach der Einstein-Formel für das Verhältnis von Masse und Energie als Energie freigesetzt. Die Technologie ist noch nicht verfügbar, doch in einem Fusionsreaktor würde man Deuterium und Tritium einsetzen, das sind Wasserstoffatome mit je einem Proton und einem oder zwei Neutronen. Die Fusion von einem Kilogramm Deuterium-Tritium-Gemisch in einem Kernfusionsreaktor würde eine thermische Energie von 12,3 Millionen SKE, also das zwölfmillionenfache eines Kilogramms Steinkohle, liefern.
Die Energiegewinnung durch Kernspaltung oder -fusion hat gegenüber der Verbrennung fossiler Energieträger den Vorteil, dass bei der Energiegewinnung kein CO2 freigesetzt wird und dass die Vorräte de facto unerschöpflich sind.
Welche Probleme müssen wir bewältigen, bevor wir mit diesen großartigen Energieformen den in absehbarer Zeit wachsenden Energiebedarf decken können?
Die Hauptprobleme der Energiegewinnung durch Kernspaltung sind Betriebssicherheit, Müllverwahrung und Rohstoffvorkommen.
Durch die schweren Unfälle bei in den 1960er und 1970er Jahren gebauten Hochdruck-/Siedewasserreaktoren (Harrisburg, Chernobyl und Fukushima) mit Kernschmelze oder hoher Freisetzung von radioaktivem Material ist in der deutschen Bevölkerung der Eindruck entstanden, dass das Restrisiko beim Betreiben von Kernkraftwerken zu hoch ist. Dies ist für diese inzwischen vollkommen veraltete Generation von Reaktoren sicherlich richtig – die Technologie hat zu viele Sollbruchstellen, man hat gewissermaßen eine unreife Technologie in Betrieb genommen. Inzwischen gibt es jedoch Reaktortypen, die ausreichend sicher zu sein versprechen oder sich bereits als sicher genug erwiesen haben: den schnellen gasgekühlten Reaktor, Höchsttemperaturreaktor, überkritischen Leichtwasserreaktor, schnellen natriumgekühlten Brutreaktor, schnellen bleigekühlten Reaktor und den Flüssigsalzreaktor. Einige davon, wie die natriumgekühlten Brutreaktoren, sind schon lange in Betrieb, eine Teilmenge dieser Typen wird sich kommerziell durchsetzen. Diese Reaktoren sind nicht nur im Betrieb viel sicherer als die alten Leichtwasserreaktoren, sie sind teilweise auch Atommüllverbrenner. Damit kommen wir zum Müllproblem.
Wird in einem Leichtwasserreaktor angereichertes Uran verbrannt, bleiben nach Verbrauch der kettenreaktionsfähigen Nuklide zahlreiche schwach strahlende, sehr langlebige Nuklide als Abfall zurück. Dieser Müll strahlt jahrzehntausende lang und ist schwer sicher lagerbar. Besonders langlebig sind die minoren Actinoide Neptunium, Americium und Curium. Diese und andere lassen sich aber durch Transmutation in kurz strahlende Nuklide verwandeln. Dies kann in modernen Brutreaktoren stattfinden, die in der Lage sind, mehr spaltbares Material (Plutonium) zu erzeugen als an Uran-235 in die Brutreaktion eingeht. Wir werden dadurch Schritt für Schritt in die Lage versetzt, die abgebrannten Brennstäbe aus den Leichtwasserreaktoren als Brennstoff zu nutzen. Dadurch entsteht ein vollständiger Verwertungszyklus des Natururans, bei dem eutlich mehr (50–100-mal) Energie daraus gewonnen als bei der Verwertung in Leichtwasserreaktoren. Am Ende des Zyklus kommt ein nicht weiter verwertbarer Müll heraus, dessen Nuklide starke Strahler mit einer kurzen Halbwertszeit sind – nach nur 300 Jahren strahlt dieser Müll nicht mehr. Das Endlagerungsproblem ist damit gelöst. Oftmals wird nicht bedacht, dass bei anderen industriellen Produktionsprozessen ebenfalls hochgiftiger Müll entsteht, der allerdings nie abklingt und bis zum Ende aller Tage sicher gelagert werden muss. Die Menge dieses Mülls ist viel höher als die des Atommülls aus Leichtwasserreaktoren.
Häufig wird von Kernkraftkritikern das Argument vorgebracht, die Uranvorräte reichten nicht. Tatsächlich befinden sich auf der Erde – wie es Peter Heller auch für alle anderen wichtigen Rohstoffe griffig zusammengefasst hat – mindestens 10 hoch 13 Tonnen an Uranvorkommen, deren Abbaukosten mit der Zeit zwar steigen, was aber in einer Marktwirtschaft kein Problem ist – wie man an der Erdölförderung und dem Ölpreis sehen kann: Es muss nur die Nachfrage vorhanden sein, dann werden auch die Förderanlagen gebaut. Zusätzlich haben wir auf der Erde noch das 2- bis 3-fache an Thorium, das man bald kommerziell in Flüssigsalzreaktoren einsetzen wird. Diese Vorräte würden auch beim 10-fachen Pro-Kopf-Verbrauch und 10 Milliarden Menschen eine praktisch unendlich lange Zeit halten.
Die Kernfusion ist deutlich attraktiver als die Kernspaltung, weil die Energieausbeute etwa 1.000-mal höher ist als beim Natururan und 10–20-mal höher als beim vollständigen Brüterzyklus des Natururans. Außerdem ist das Deuteriumvorkommen im Wasser praktisch unbegrenzt. Tritium kann aus Lithium erzeugt werden, was allerdings die Energieausbeute der Fusionsreaktion etwas senkt. Kernfusion funktioniert, indem Deuterium und Tritium so stark erhitzt werden, dass sich ein Plasma bildet, bei dem die Atomkerne von den Elektronen getrennt sind und sich aufgrund der thermischen Energie schnell bewegen. Treffen dann zwei Kerne aufeinander, kommt es zur exothermen Fusionsreaktion, die sich selbst erhalten kann wie in der Sonne, wenn man genug neuen Brennstoff zuführt und den Müll (das Helium) abführt. Heute wird eine Plasmatemperatur von 150 Millionen Grad Celsius angestrebt. Da kein Gefäß diese Temperatur aushält, muss das Plasma mittels eines Magnetfelds zusammengehalten werden (Fusion mit Plasmaeinschluss).
Bisher konnten in Versuchsanlagen immer nur kurze Fusionsreaktionen erzeugt werden. Es müssen noch viele technische Probleme gelöst werden, und es wird noch einige Jahrzehnte dauern, bis man Fusionsreaktoren bekommt, deren Energieabgabe dauerhaft größer ist als die Plasmaerhitzungsenergie. Doch da es physikalisch möglich und machbar ist, werden wir diese Reaktoren auch bekommen.
Schon bald wird daher das Energieversorgungsproblem der Menschheit gelöst sein: Einerseits mit der vollständigen Brennstoffverwertung bei der Kernspaltung in sicheren Reaktoren und der Lösung des Müllproblems durch Transmutation, deren kommerzieller Durchbruch bereits absehbar ist. Andererseits mit der Kernfusion, deren technischer und kommerzieller Durchbruch nur eine Frage der Zeit sind. Damit wird die Menschheit über zwei Technologien verfügen, die für praktische Zwecke unendlich viel Energie aus auf der Erde vorhandenen Ressourcen erzeugen können. So werden wir in die Lage versetzt, uns wirksam vor dem Klima zu schützen – auch wenn die Eiszeit, in der wir gerade leben endet oder sich durch eine neue Kaltzeit verschärft.
Das Problem des Lebens in der Technosphäre im Einklang mit anderen Lebewesen, von deren Wohlergehen unsere Existenz abhängt, wird sich dann auf den Umgang mit dem Zivilisationsmüll reduzieren. Denn die Erde bietet genug Platz für die Koexistenz mit den anderen Spezies und – wie der oben zitierte Aufsatz von Peter Heller zeigt – für unseren Bedarf auch ein unendliches Maß an Ressourcen. Daher sind die “Grenzen des Wachstums”, von denen seit dem Club-of-Rome-Bericht von 1972 immer wieder gesprochen wird, allein in der fachgerechten Müllminimierung und dessen sicherer Lagerung zu suchen. Wir brauchen volkswirtschaftliche Anreize, um diese Ziele zu erreichen. Betrachtet man beispielsweise CO2 als Verbrennungsmüll, der vermieden werden soll, benötigen wir eine CO2-Steuer bei ansonsten freien Energiemärkten – unter Verzicht auf eine “Energiewende”, die neotoxische Energieproduktion mit miserablem Wirkungsgrad erzwingen will und einen “Atomausstieg”, der diese hocheffiziente Form der Energieproduktion Ländern überlässt, die mit komplizierter Technik weniger gut umgehen können als die Deutschen. Dann hätten wir bald trotz der absehbaren Steigerung des Pro-Kopf-Bedarfs an Energie die Umstellung auf eine CO2-arme Wirtschaft geschafft – durch Kernkraft und später auch durch Kernfusion.
Ähnliches gilt auch für andere Formen des Mülls: Wir brauchen Anreize zu deren Vermeidung oder für deren Wiederverwendung, dann können wir uns auch ein weiteres Wachstum der Produktion leisten.
“It’s the garbage, stupid!” möchte man in Abwandlung des Bonmots von Bill Clinton ausrufen.
