Klaus-Dieter Humpich, Gastautor / 23.12.2019 / 10:00 / Foto: Pixabay / 24 / Seite ausdrucken

Weltweit mehr Atomkraft: Einsames Deutschland

Wie sich die Kerntechnik in den nächsten 30 Jahren – das ist gerade mal der Zeitraum seit der Wiedervereinigung – weltweit entwickelt, zeigt stellvertretend China. Eine Studie geht davon aus, dass der Stromverbrauch in China im Jahr 2050 auf 14.000 TWh/a (Deutschland in 2014: 524 TWh) ansteigt. Wieder einmal ein Zeichen, wie unbedeutend Deutschland geworden ist. Bemerkenswert ist dabei besonders, dass China auch keiner Verzichtsideologie anhängt: Der Pro-Kopf-Verbrauch soll nämlich auf 10.320 kWh/a ansteigen (Deutschland in 2014: 7.035 KWh). Um diese Planzahlen zu bewältigen, geht man von einer Steigerung der Reaktoren von 26 GW im Jahr 2015 auf etwa 554 GW in 2050 bei einer Steigerung des Kernenergieanteils an der Stromerzeugung von derzeit 3 Prozent auf dann 28 Prozent aus. Also noch durchaus weit entfernt von dem Anteil von 75 Prozent in Frankreich. Es handelt sich wohl um eine realistische Annahme.

Will man dieses ehrgeizige Ziel erreichen, muss man von jetzt an jedes Jahr 10 Reaktoren ans Netz bringen. Die Bauzeit für ein Kernkraftwerk beträgt in China 4–5 Jahre. Das bedeutet, man muss gleichzeitig bis zu 50 Baustellen im Griff behalten. Aktuell beträgt die industrielle Kapazität etwa 22 Reaktoren gleichzeitig, oder anders ausgedrückt, muss die Kapazität verdreifacht werden, da Exporte auch noch vorgesehen sind. Ob dies gelingt, sei dahingestellt. Entscheidender Engpass sind auch dort die Fachkräfte.

Wenn man in solchen Größenordnungen und (kurzen) Zeiträumen denken muss, bleibt nur erprobte Technik. Dies sind Leichtwasserreaktoren der dritten Generation. Inzwischen gibt es Betriebserfahrungen mit folgenden Typen:

  • ABWR (fortschrittlicher Siedewasserreaktor) 4-mal in Japan (Kashiwazaki-Kariwa 6 und 7, Hamaoka 5 und Shika 2).
  • AP1000 (Druckwasserreaktor von Westinghouse) 4-mal in China (Haiyang und Sanmen).
  • VVER-1200 (Druckwasserreaktor) 2-mal in Rußland.
  • EPR (Druckwasserreaktor) 2-mal in China.
  • APR1400 (Druckwasserreaktor aus Korea) 2-mal in Korea.
  • ACPR1000 (Druckwasserreaktor als chinesische Eigenentwicklung) 2-mal in China.

Von diesen Typen sind darüber hinaus derzeit noch zahlreiche weitere weltweit in Bau: Finnland, Frankreich, Großbritannien, Vereinigte Arabische Emirate, Korea, Russland, Türkei, Bangladesh, USA und China. Man wird sehen, ob in China nur noch Eigenentwicklungen oder auch noch Importe zum Zuge kommen werden. Letztendlich eine Frage der Kosten, des Zeitdrucks und der Kapazitäten (insbesondere Fachkräfte).

Investitionskosten, ähnlich wie bei modernen Kohlekraftwerken

Wenn man sich – wie einst in Frankreich und Deutschland – auf wenige Typen beschränkt und diese in entsprechender Stückzahl nahezu baugleich herstellt, kann man auch die Investitionskosten für modernste Druckwasserreaktoren (z.B. AP1000) auf rund 3.000 $/kW begrenzen. Man bewegt sich damit in der Größenordnung moderner Kohlekraftwerke nach europäischen Umweltstandards (Entschwefelung, Entstickung etc.). Man kann die Kosten aber noch weiter senken, wenn man die bestehenden Konstruktionen sicherheitstechnisch „entrümpelt“. Dieser Weg wird sowohl in Frankreich (geplanter Neubau von sechs „weiterentwickelten“ EPR), wie auch in China (Hualong) beschritten.

In der Hochzeit der „Anti-Atomkraft-Bewegung“ war deren durchschlagendes Argument die „Reaktorkatastrophe“. Gegen die Propaganda von "Millionen Tote, für zehntausende Jahre unbewohnbar" konnte keine rationale Argumentation ankommen. Das änderte sich – jedenfalls außerhalb Deutschlands – erst durch das Unglück in Tschernobyl. In Tschernobyl geschah der schwerste mögliche Schaden: Nahezu der gesamte radioaktive Inhalt wurde wie durch einen Vulkan ausgespien. Ein solches Szenario hatten sich nicht einmal Greenpeace und Konsorten ausgedacht. Das von Hollywood ersponnene China-Syndrom war schon vorher durch den Reaktorunfall in Three Mile Island widerlegt. Es gab zwar eine Kernschmelze, aber das Corium hat sich mitnichten bis China durchgefressen. Eher ein typischer Industrieunfall, bei dem keine Auswirkungen außerhalb des Werksgeländes zu verzeichnen waren. Der Gipfel war das Reaktorunglück von Fukushima. Dort gab es gleich in drei Reaktoren nebeneinander eine Kernschmelze, und das Kraftwerk wurde überdies durch eine Wasserstoffexplosion zerstört. Auch dort alles andere als eine Katastrophe. Heute kann das Werksgelände (nicht die Reaktoren) bereits wieder ohne Schutzkleidung betreten werden. Folgerichtig steigt Japan – anders als Deutschland – nicht aus der Kernenergie aus. Die Propaganda von den „Reaktorkatastrophen“ hat sich als schlechte Propaganda erwiesen. Wer immer noch solchen Gruselgeschichten anhängt, zerstört lediglich seine Glaubwürdigkeit und outet sich als Ideologe, der offensichtlich ganz andere Ziele verfolgt.

In unmittelbarem Zusammenhang mit der Beurteilung von Risiken steht die „Strahlenangst“. Über die Wirkung radioaktiver Strahlung ist (auch) in diesem Blog schon genug geschrieben worden. Wichtig im Zusammenhang mit „Reaktorkatastrophen“ ist die realistische Bewertung von Strahlenwirkungen und die daraus abzuleitenden Pläne zu Schutzzonen und Evakuierungen. Es darf jedenfalls nie mehr passieren, dass auf Grund eines mittelalterlich anmutenden Gespensterglaubens über die Wirkung ionisierender Strahlung Menschen aus ihrem sozialen Umfeld gerissen werden oder sogar sterben müssen. Die indirekten Toten durch „Hilfsmaßnahmen“ im Umfeld von Tschernobyl und Fukushima sollten ein für allemal genug sein.

Notwendige Entrümpelung

Der Bau von Kernkraftwerken hat heute längst das Optimum von Kosten und Sicherheitsgewinn überschritten. Man ist sehenden Auges in die Falle der „Atomkraftgegner“ getappt: Indem man glaubte, sich deren Wohlwollen erkaufen zu können, indem man jede Forderung erfüllen würde, hat man die Kosten in schwindelerregende Höhen getrieben und wird heute als Depp vorgeführt, der viel zu teure Energie produziert. Insofern weht nun aus China ein frischer Wind: Der Hualong ist soweit entschlackt worden, dass er sich in Großserie für etwa 2.000 $/KW bauen lassen wird. Ähnlich vielversprechend sind auch die aus dem AP1000 abgeleiteten Typen.

Wohlgemerkt, es geht nicht um mangelnde Sicherheit durch Kosteneinsparung. Es gehört lediglich jede Maßnahme auf den Prüfstand. Auf Gimmicks wie „Kernfänger“, die eine Hollywood Fiktion verhindern sollen oder doppelte Betonhüllen als Schutz gegen Terrorristen, kann getrost verzichtet werden. An erster Stelle steht ein sauber durchdachtes Grundkonzept (z.B. AP1000 oder passive Siedewasserreaktoren). Durch „Kernfänger“ aufgemotzte Reaktoren der II. Generation wie der EPR oder die Spagettitöpfe (mit liegenden Dampferzeugern) der Sowjetära, sind eine nicht länger konkurrenzfähige Sackgasse.

Wenn das nicht bald realisiert wird, werden zwei weitere „Reaktornationen“ vom Weltmarkt verschwinden. Alle Entwicklungsländer dürsten nach billiger elektrischer Energie. Wenn sie sich keine Kernkraftwerke leisten können, müssen sie Kohlekraftwerke bauen. Die Absatzmärkte – unter der Bedingung akzeptabler Investitionskosten – sind nicht nur vorhanden, sondern werden täglich größer. Nur China und die USA scheinen dies erkannt zu haben und sind bereit, das nötige „Kleingeld“ zu investieren. Frankreich ist viel zu klein, und die EU ist zerstritten über grüne Phantasien von Wind und Sonne. Kanada und GB kommen in diesem globalen Spiel die Rolle von Unterstützern zu, was durchaus auch profitabel sein kann.

Weiterentwicklung der Sicherheitskonzepte

Im Moment steht die Weiterentwicklung der Brennstäbe im Vordergrund. Das System aus Pellets aus Uranoxid und Hüllrohren aus Zirconium war die erste Barriere gegen die Freisetzung radioaktiver Stoffe. Leider nicht besonders belastbar. Hinzu kommt die Wasserstoffbildung bei einem Störfall. Hier ist die Anwendung der Forschung jahrelang hinterher getrödelt. Seit Fukushima sind von verschiedenen Herstellern unterschiedliche Konzepte in der Erprobung. Ein Gewinn an Sicherheit in diesem Bauteil kann unmittelbar (bedeutet in der Kerntechnik in Jahren) auf vorhandene Reaktoren übertragen werden. Gerade an diesem Beispiel zeigt sich, wie wichtig eine unabhängige und funktionstüchtige nukleare Aufsicht ist. Hätte man dies in Japan früher beherzigt, wäre das Kraftwerk in Fukushima nie so gebaut worden, und es wären somit nicht die immensen volkswirtschaftlichen Verluste zu tragen.

Heute stehen Programme und Rechner zur Verfügung, die gekoppelte Simulationen der thermodynamischen, strömungstechnischen, neutronenphysikalischen und mechanischen Beanspruchungen bei Unfällen erlauben, von denen die Konstrukteure der II. Generation nur träumen konnten. Man kann deshalb nicht nur viel genauere Ergebnisse erzielen, sondern auch unmöglich (erscheinende) Szenarien zeitnah untersuchen und vergleichen. Auch hier schreitet die Entwicklung beständig voran. Moderne Simulatoren (in jedem Kernkraftwerk vorhanden) erlauben es den Betriebsmannschaften stets auf dem neusten Stand zu bleiben, ihr Reaktionsvermögen auf unvorhergesehene Ereignisse zu schärfen und eigene Sicherheitsbedenken zu untersuchen. Der internationale Kontakt von Betriebsmannschaften und die unmittelbare Weiterverbreitung neuer Methoden sind ein scharfes Schwert insbesondere für junge Kerntechnik-Nationen.

Kernkraftwerke sollten möglichst einfach und passiv (z.B. Naturumlauf, Druckspeicher etc.) gebaut sein. Was nicht vorhanden ist, kann auch nicht kaputt gehen. Je komplexer die Anlage, um so komplexer muss auch die Steuerungs- und Regeltechnik werden. Die Anzahl der sich einschleichenden Fehler steigt bei Software überproportional mit den Programmzeilen an. Je höher die Anzahl von Stellgliedern ist, um so mehr steigt im Notfall die Abhängigkeit von elektrischer Energie. Je mehr Kabel und Schaltanlagen, um so höher die Gefahr von Feuer und Wasser (Fukushima). Die konsequente Verwendung von FPGA (Field-Programmable Gate Array) im Sicherheitsbereich schließt z.B. die Möglichkeit von Angriffen durch Hacker aus.

Mit jeder Betriebsstunde steigen die Erfahrungen

Als letzte Barriere zur Verhinderung der Freisetzung von Radioaktivität in die Umgebung dient das Containment. Wenn es groß und stabil genug ist, die gesamte freiwerdende Dampfmenge aufzunehmen und passiv in der Lage ist, die Nachzerfallswärme an die Umgebung abzugeben, stellt es das entscheidende Sicherheitsglied gegen die Umgebung dar. Es ist der Notnagel, der auch noch die letzten unvorhergesehenen Ereignisse abdeckt: Das Kraftwerk ist zwar anschließend Totalschaden, aber Auswirkungen außerhalb des Werksgeländes werden verhindert. Die Bedeutung dieses Bauteils hat sich in den Unglücken von Tschernobyl und Fukushima erwiesen. In Tschernobyl gab es überhaupt kein Containment, in Fukushima nur ein unzureichendes.

Aus dem Unglück in Fukushima als Kombination von großflächiger Naturkatastrophe und Reaktorunglück hat man weltweit die Konsequenz von regionalen Sicherheitszentren gezogen. Sie funktionieren nach dem Prinzip einer Feuerwache. Dort sind alle möglichen Gerätschaften gelagert, die selbst bei einem Reaktorunglück verwendet werden können, bei dem am Kraftwerk schwerste Zerstörungen vorliegen. Hinzu kommen Rettungsteams aus trainierten Spezialisten, die die Bedienmannschaften in den Kraftwerken unterstützen und ersetzen (z.B. notwendige Ablösungen) können.

Für die Kerntechnik gelten die gleichen Gesetzmäßigkeiten wie z.B. für die Luftfahrt, Raumfahrt, Automobiltechnik etc. Mit jeder Betriebsstunde steigen die Erfahrungen und man gewinnt neue Erkenntnisse. Nur ein kontinuierlicher Betrieb gewährleistet Sicherheit. Stellt man eine bedeutende Lücke fest, beginnt die Nachrüstung der Altanlagen. Typisches Beispiel nach Three Mile Island war die Erkenntnis der Wasserstoffbildung aus den Brennstabhüllen. Die Ursache (Bildung von Wasserstoff aus Zirconium bei hohen Dampftemperaturen) konnte bei diesem Reaktortyp nicht unmittelbar an der Wurzel beseitigt werden, und man setzte zusätzliche Einrichtungen zur Beseitigung des Wasserstoffs ein (waren in Fukushima nicht vorhanden, deshalb die verheerenden Explosionen).

An dieser Stelle stellt sich die Frage der „Lebensdauer“ oder eigentlich besser Nutzungsdauer eines Kernkraftwerks. Es ist keine technische Frage, sondern eine wirtschaftliche. Auch diesen Prozess kann man derzeit in Japan beobachten. Jedes einzelne Kraftwerk wird akribisch überprüft, daraus resultierende Nachrüstungen festgelegt und anschließend die Kosten ermittelt. Für viele Reaktoren bedeutet das den frühzeitigen Tod (keine Wiederinbetriebnahme) aus Kostengründen. Der Neubau eines Kernkraftwerks wäre schlicht weg billiger.

Dieser Beitrag erschien zuerst auch auf Klaus Dieter Humpichs Website.

Foto: Pixabay

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netiquette:

Albert Pflüger / 23.12.2019

@ Dieter Weiß Das Kostenargument ist, angesichts der Kosten der “Energiewende”, inzwischen entkräftet- dafür, daß man nur unzuverlässig und überaus teuer beliefert wird, ist der Kram eindeutig zu teuer. Häßlich und umweltzerstörend obendrein. Wenn ich richtig informiert bin, lassen sich Kernbrennstoffe inzwischen soweit wiederverwenden, daß sie mithilfe unterschiedlicher Reaktortypen bis auf eine Halbwertszeit von 300 Jahren heruntergenutzt werden können. Die Mengen sind recht klein, es können sogar alte, eingelagerte Brennstäbe weiterverwendet werden, um auch diese in Materialien zu verwandeln, die nicht mehr Ewigkeiten strahlen. Warum sollte es keinen zuverlässigen Betreiber geben? Es muß ja nicht die DB sein….

Karl-Heinz Vonderstein / 23.12.2019

Was ich merkwürdig finde, dass es anscheinend keinem hier, der sowohl für den Ausstieg aus der Kernkraft, wie aus der Kohle ist, stutzig macht, dass kein anderes Land es uns gleichtut.

Gert Bestrzynski / 23.12.2019

Ich finde Ihre Ausführungen hochinteressant, da ich selbst lange in Kernkraftwerken in Greifswald Block 2 und Block 5 und in Würgassen tätig war. Über die Eigenentwicklungen der Chinesen bin ich überrascht. Dennoch gibt es keinen einzigen Punkt, der meinen Widerspruch hervorrufen würde. Sie sollten wissen, dass es in Russland RBMK Reaktoren als Kernheizwerke gab oder noch gibt und zwar in Bilibino am Polarkreis mit negativen Blasenkoeffizienten, der ein Verhalten im Störfall bei gleichem Reaktortyp wie in Tschernobyl unmöglich macht. Heute bin ich im Ruhestand. Danke für diesen hervorragenden Beitrag.

T.Johannson / 23.12.2019

Humpich:Es darf jedenfalls nie mehr passieren, dass auf Grund eines mittelalterlich anmutenden Gespensterglaubens über die Wirkung ionisierender Strahlung Menschen aus ihrem sozialen Umfeld gerissen werden oder sogar sterben müssen. Die indirekten Toten durch „Hilfsmaßnahmen“ im Umfeld von Tschernobyl und Fukushima sollten ein für allemal genug sein. Ja sieh mal einer an, was sagen wir denn jetzt den Leuten, die in Fukushima und in Tschernobyl Haus und Grund und das drumherum verloren haben? Sind das hinzunehmende Kollateralschäden? Mensch Humpich, Ihre Technik ist ein einziger menschenverachtender Schwachsinn. Also, meine neusten Photozellen produzieren ohne explosive Risiken und ohne auf ewig zu verbuddelnde Hinterlassenschaften Strom für um die 4€ct. Wir werden auch das Speicherproblem lösen und dann wollen wir mal sehen was die Herrschaften mit ihren Klötzen an Großtechnik noch so zu melden haben. Ach ja, wie schauts denn so mit den Hinterlassenschaften der Wismut AG aus, wie viele Leute hat die Uranproduktion das Leben unfreiwillig etwas verkürzt? Lassen Sie mal stecken, den Atomkram

Jürgen M. Hofmann / 23.12.2019

“Atomkraftgegner” sind eine dumme maralisierende Plage und sollten nirgendwo mehr Gehör finden. Vor der “Wende” wurde allein in Sachsen an der TU Dresden,  an der TH Zittau und im Kernforschungsinstitut Rossendorf mitttels Forschungsreaktoren gelehrt und geforscht. Vom “Westen” hörten wir nur von Störungen der Castor-Transporte, gelegentlichen Störfälle in AKWs und vor allem unbewältigten Sauereien im Zusammenhang mit sogenannten Endlagern vonsogenannten “Atommüll”. Seit dem Sieg der “Atomkraftgegner” herrscht hierzulande Stillstand bei Forschung und Entwicklung - ich befürchte uneinholbarer. Vielleicht sind wir nicht einmal führend beim Rückbau stillgelegter AKWs.

Martin Landvoigt / 23.12.2019

In meiner Jugend war ich auch ein Kernkraftgegner und meinte, dass die Technik nicht beherrschbar sei. Ich hatte eine Strahlenangst, die dem Dämonenglauben ähnelte: Man kann sie nicht sehen, aber man weiß nie ... Heute verschließe ich mich keiner rationalen Argumentation. Ich weiß, dass man Risiken - auch in der Kerntechnik - weitgehend reduzieren kann, aber nicht auf Null. Aber ein unwahrscheinliches Restrisiko, dass ich vom Meteoriten getroffen werde etc., beunruhigt mich nicht.  Der Wahn ist, bestimmte Restriskien aufzublähen, Ängste zu schüren, unnötige teure Sicherungsmaßnahmen zu fordern und so die sinnvolle Nutzung kaputt zu rechnen. Dagegen verharmlosen die Kernkraftgegener die Risiken und Gefahren ihrer eigenen präferierten Lösungen, z.B. den Infraschall und Umweltschäden der WKA, die nahezu flächendeckend aufgestellt werden.

Dieter Weiß / 23.12.2019

Ich habe an sich nichts gegen die Energiegewinnung aus Kernkraft, sehe aber drei Probleme: 1. Es gibt keine sicheren und zuverlässigen Betreiber, Betreiber denen man zutrauen würde so ein Kraftwerk 50 Jahre zuverlässig zu betreiben und am Schluß ebenso zuverlässig wieder zu entsorgen. 2. Es gibt keine Endlager, auch nach 50 Jahren Kernenergienutzung gibt es welweit kein einziges davon. 3. Der Steuerzahler zahlt einen hohen Preis, zunächst mal für den gewonnenen Strom, dann für den Rückbau und dann noch mal für die Endlagerung. Das heißt selbst unsere fernen Nachfahren zahlen noch dafür, dass wir keine vernünftige Wirtschafts- und Energiepolitik betrieben haben.

H. Schmidt / 23.12.2019

Man muss verstehen (hust): Deutschland befindet sich ja nicht auf dem Planeten Erde sondern auf einem anderen Stern. 1000-ende von AKWs weltweit auf der Erde und Deutschland glaubt wenn sie hier alles abschalten sei Deutschland sicher gegen Reaktor Unfälle. Genauso bescheuert wie das Klima-Thema und der CO2 Ausstoß. Als ob der CO2 Ausstoß vor “ungeschützten” deutschen Grenzen halt machen würde nur weil Deutschland CO2 Emissionen auf NULL reduzieren will. Wenn im Nachbarland ein AKW hoch geht oder CO2 produziert, blässt der Wind den ganze Sapp zu uns. Gut das wir keine AKWs mehr haben, oder was jetzt??? Naiv, blöd, oder doch wieder Großmannssucht. Die großen Umweltsünder schaffen bessere CO2 Werte als die Deutschen die bald im Wald vor ihrerer Feuerstelle den Weihnachtsbraten grillen und immer noch CO2 ausstoßen. So wie vor 100-ten von Jahren halt. Vorwärts in den Steinzeit ihr Primaten!

J.G.R. Benthien / 23.12.2019

Herr Haferburg hatte hier auf der Achse zwei interessante und lesenswerte Artikel: Bericht aus Belojarsk (einfach mal suchen). Drucklose Reaktoren in Russland, das ist viel Sicherheit und ein Stück Zukunft, das wir in Deutschland nicht mehr erleben werden.

Thomas Brox / 23.12.2019

Man muss eine ehrliche Abwägung der Alternativen durchführen. 1) Wie hoch ist das Risiko einer Kernschmelze bei neuen Kernreaktoren, und was kann in der Folge passieren? Es hat bis heute keinen einzigen bestätigen Todesfall in Fukushima gegeben, obwohl einige Menschen in der sogenannten Todeszone geblieben sind (wie viele kann ich nicht herausfinden). 2) Was ist die Folge wenn sich Deutschland aufgrund einer drastischen Verknappung an zuverlässigem und bezahlbarem Strom zu einem Entwicklungsland zurückbildet? Anarchie und brutale Verteilungskämpfe werden ausbrechen. Ganze Bereiche einer hoch entwickelten Zivilisation werden zusammenbrechen, wie etwa das Gesundheitswesen. Wie viele Opfer wird das fordern. 3) Ich persönlich bin für die erste Option. Ich halte das Risiko für extrem gering. Von 31 Länder, die Kernkraftwerke zur Stromerzeugung nutzen, steigt nur Deutschland vor Ablauf der genehmigten Laufzeiten aus. Sind die alle kriminell, inkompetente Hasardeure?

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