Kernenergie hat keine Zukunft

Kernenergie – Ja-Nein-Oder?

Wenn es um die Generierung von Energie geht, sind die Positionen oft schon vorgeprägt. Es gibt die Gegner der Kernenergie und es gibt Befürworter der Kernenergie, die neben der Kernenergie keine Alternative gelten lassen wollen. Manche sprechen auch von „Brückentechnologie“, wobei bei manchen unklar ist, ob die Kernenergie die Zeit bis zum Übergang zu anderen Arten der Energiegenerierung sein soll, andere Arten eine Brücke bis zur Nutzung neuerer Kernenergiekonzepte oder ob es sich nur um eine Ausrede handelt, um an der vorhandenen Kernenergienutzung festzuhalten oder sie sogar auszubauen.

Illustration eines Blogartikel - 'Kernenergie hat keine Zukunft!'Kernenergie hat keine Zukunft

Rohstoff Uran – Brennstoff der Kernenergie

Der Betrieb von Atomkraftwerken benötigt prinzipiell ersteinmal Uran als Brennstoff. Uran ist ein begrenzter Rohstoff wie Erdgas, Erdöl und viele andere auch. Die jährliche welteite Förderung liegt aktuell bei ca. 40.000 Tonnen pro Jahr. Der Verbrauch liegt aber aktuell bei ca. 60.000 Tonnen. Gefördert wird also weniger als für den Betrieb der aktuellen Atomkraftwerke eigentlich benötigt. Die Lücke schloss seit den 90er Jahren Uran aus abgerüsteten Atomwaffen. Demnächst wird die Fördermenge also wieder steigen müssen, da die Nachfrage höher ist.

Die Reichweite der Uranvorkommen weltweit beträgt zwischen 47 und 67 Jahren. Unter spekulativen Annahmen weiterer Rohstofffunde auch 166 Jahre. Allerdings steigt auch der Bedarf durch den Bau weiterer Atomreaktoren. Viele Länder wollen erst noch in diese Technik investieren und Kraftwerke bauen. Das wird die Reichweite der Vorkommen senken. Wenn Rentabilität und Preise für den Rohstoff einkalkuliert werden (nicht jede Erschließung von Bodenschätzen rentiert sich auch), könnte die Reichweite aber möglicherweise auch nur bei 25 Jahren liegen (Zahlen des Wissenschaftlichen Dienstes der Bundesregierung ).

Die Förderung wurde in den vergangenen Jahren vorallem in entwickelten Ländern heruntergefahren oder eingestellt und in Ländern gesteigert, in denen die Bevölkerung daran weniger Anstoss nimmt.

In den vergangenen Jahren (seit 2010) war Kasachstan der Hauptexporteur mit einer Förderung von etwas mehr als 20.000 Tonnen jährlich. Kanada senkte seine Fördermenge von z.B. 10.000 Tonnen im Jahr 2000 in den letzten Jahren auf nur noch 4.000 Tonnen, Australien fördert 6.000 Tonnen, Namibia 5.500 Tonnen, Niger ca. 3.000 Tonnen, Russland selbst auch nur 3.000 Tonnen, Usbekistan 3.500 Tonnen, gefolgt von kleineren Mengen aus China, der Ukraine, Südafrika und Indien. Die USA haben zwar einen großen Verbrauch, fördern aber selbst nur 6 Tonnen jährlich (Zahlen aus 2020).

Es entsteht also eine Abhängigkeit von den Exporteuren, aber auch die begrenzte Verfügbarkeit selbst ist kritisch zu sehen.

„Geschlossener Brennstoffkreislauf“ oder „Brennstoffkette“

Es wird oft von einem „geschlossenen Brennstoffkreislauf“ gesprochen, andererseits wird dieser Begriff auch als irreführend kritisiert. Daher wird an anderer Stelle auch von „Brennstoffkette“ gesprochen. Die Brennstoffkette startet demnach beim Uranabbau. Das abgebaute Uran ist zunächst in Gestein gebunden und muss angereichert werden, um eine höhere Konzentration zu erreichen, bevor es verwendet werden kann. Für den Betrieb und auch die Wiederaufbereitung der Brennelemente ist immer wieder neues Uran erforderlich. Daneben entstehen auch immer Abfälle. Nicht nur der Brennstoff erzeugt die Abfallmenge, sondern auch das gesamte im Betrieb verstrahlte Material. Dies wird verschieden klassifiziert.

Es kann also klar gesagt werden, dass für den Betrieb immer neues Uran benötigt wird, dieses auf der Welt nur in einer begrenzten Menge verfügbar ist und angereichert, bzw. konzentriert werden muss. Außerdem steigt im laufenden Betrieb die Menge an radioaktivem Abfall beständig. Dieser beschränkt sich nicht auf die Brennstäbe, sondern umfaßt weiteres im Betrieb verstrahltes Material.

Was sind Brüter?

Ergänzend wurden neben den üblichen Reaktoren sogenannte Brüter entwickelt. Beim Betrieb dieser Brüter entstand auch neues spaltbares Material in Form von waffenfähigem Plutonium und waffenfähigen Thorium. Mit den Brütern wurde auch im Sinne eines „geschlossenen Brennstoffkreislaufs“ die Hoffnung verbunden, durch das weitere spaltbare Material weniger Uran für den Betrieb zu benötigen und weniger radioaktiven Abfall zu produzieren, bzw. die Dauer der Strahlung zu reduzieren. Allerdings hatten die Brüter mit erheblichen technischen Schwierigkeiten vorallem hinsichtlich der Regelung der Reaktorleistung zu kämpfen. Technisch bedingt waren sie daher störanfälliger. Bei manchen Bauweisen gab es zudem höhere Risiken von Wasserstoffexplosionen. In der Wiederaufbereitung bestanden weit höhere Risiken für radioaktive Emissionen. Darüber hinaus haben sie die in sie gesetzten Erwartungen nicht erfüllt.

Die meisten Brüter, die weltweit in Betrieb gingen, sind heute abgeschaltet. Dabei spielten mehr oder weniger heftige Störfälle eine Rolle. Ein französischer Brüter erwies sich auch aufgrund der Störfälle als extrem unrentabel und die Stromerzeugung deckte letztlich nur einen Bruchteil der Kosten, ehe er abgeschaltet wurde. Es war nicht das einzige Kraftwerk, dem es so erging. Die verbliebenen zwei Brüter stehen in Russland und dienen wohl der Produktion von Material für die Atomwaffenherstellung.

Aufgrund der Waffenfähigkeit der erzeugten Elemente war die Proliferation ein Problem dieser Reaktoren, oder aber die Produktion waffenfähigen Materials für die Atomwaffenherstellung auch der eigentliche Zweck ihres Betriebs. Das Polonium, mit dem der Putin-Kritiker Alexander Litwinenko 2006 in London ermordet wurde, stammt mit höchster Wahrscheinlichkeit als Nebenprodukt aus einem der russischen Brüter. –

Natürlich werden auch in diesem Bereich Forschungen und Planungen fortgesetzt, wobei der Trend wohl dahin weist, hybride Atomreaktoren zu entwickeln, die Brenner und Brüter gleichzeitig sein sollen (Stichwort: IV. Generation), nicht zuletzt, da man das Schwinden der Uranvorkommen als problematisch für die Kernenergie, aber auch für die Atomwaffen, die auch immer neues Material benötigen, erkannt hat.

Was ist Fusion?

Bei Fusionskraftwerken werden Atome nicht gespalten, sondern fusioniert. Fusionsprozesse laufen in Sonnen ab sowie bei der Explosion von Wasserstoffbomben. Die radioaktiven Abfälle dieser Reaktoren sollen weit weniger radioaktiv sein und nach zwischen 100 und 500 Jahren ungefährlich werden. Dies setzt aber voraus, dass es möglich ist, die im Prozess entstehende sehr intensive Neutronenstrahlung zu absorbieren. Brennstoff, am ehesten Deuterium, steht in größeren Mengen zur Verfügung. Es wird aktuell gesagt, dass er für tausende Jahre reiche. Eine Explosionsgefahr des Reaktors vergleichbar einer Kernschmelze in einem konventionellen Atomreaktor scheint weitgehend ausgeschlossen, da umgekehrt der Fusionsprozess schwer einzuleiten und aufrechtzuerhalten ist. Das Max-Planck-Institut geht für eine Laufzeit von 30 Jahren von einer Menge von 160.000 Tonnen radioaktiven Abfalls aus.

Im Prinzip gibt es drei Konzepte für Fusionsreaktoren. Das Konzept der Kalten Fusion hat sich dabei zwischenzeitlich als physikalisch unmöglich herausgestellt. Beide andere Konzepte beinhalten eine Temperatur im Reaktor zwischen 100 und 250 Millionen Grad Celsius. In Tests mußte bislang immer mehr Energie eingebracht werden, als man im Prozess gewonnen hat.

Das zweite Konzept, die Trägheitsfusion, geht auf die Funktionsweise der Wasserstoffbombe zurück und folgte einem Ansatz der Miniaturisierung dieser Waffen. Die Forschung wurde nach dem Atomteststop-Vertrag 1963 vorallem seitens militärischer Forschung forciert. Dabei wird das Material mit Lasern beschossen um die Fusion schubweise zu erzielen. Auch nach 80 Jahren befindet sich dieser Ansatz noch in der Grundlagenforschung und hat noch keinen Beleg dafür erbracht, dass er für die Energieerzeugung brauchbar sei. Eine weitere Variante beschießt das Material mit Röntgenstrahlung. Weder bei zivilen noch militärisch motivierter Forschung steht aktuell die Entwickung der Energieversorgung im Vordergrund. Zwar gibt es Startups, die bewerben, hier nun schnell zu einem Ziel kommen zu können, aber das erscheint sehr unwahrscheinlich, obwohl es wohl immer Investoren für wildere Versprechungen gibt.

Die gesamte Kernfusion ist noch in der Grundlagenforschung

Das dritte Konzept gilt als das erfolgversprechendste Modell der Kernfusion. Die Temperaturen werden hier durch Druck in einem magnetisch eingeschlossenen Plasma erzeugt. Auch hier gibt es bislang nur einige Forschungsreaktoren verschiedener Bauart, überwiegend sogenannte Stellaratoren oder Tokamaks. Der längste anhaltende Zeitspanne, über die ein Plasma erzeugt und aufrecht erhalten werden konnte, betrug ca. 20 Sekunden. Der Bau der Versuchsreaktoren verschlang bereits etliche Milliarden und die Forschungskosten sind nicht zu beziffern. Die technischen Schwierigkeiten sind sehr hoch. Es ist nicht klar, ob jemals mehr Energie gewonnen als eingebracht wird, auch wenn Befürworter sagen, dass die Leistung eines Gramms in einem Kernfusionsreaktor der Leistung von 11 Tonnen Kohle entsprechen soll.

Angesichts des aktuellen Forschungsstands nach 80 Jahren ist an kommerzielle Nutzung aktuell noch immer kaum zu denken und es bleibt offen, ob die technischen Schwierigkeiten überhaupt adäquat lösbar sind. Finanzielle Risiken und die Ungewißheit der technischen Lösbarkeit, extrem hohe Kosten für Bau und Betrieb und Langwierigkeit von Forschung, Entwicklung und Realisierungen lassen die Kernfusion als ein Projekt für Hasardeure erscheinen. Keine normale Bank würde unter solchen Vorzeichen Kredite vergeben, es sei denn, die Gier auf die großen Versprechungen und Werbelügen läßt alle Vorsicht fahren.

Kernfusion: Forschungsreaktor ITER

Der neueste Versuchsreaktor ITER wird seit 2006 gebaut und wird auch nur vielleicht 2025 fertig. Getragen wird er von einem Konsortium internationaler Staaten mit den USA, Russland, China, Indien und europäischen Staaten. Initiiert wurde das Projekt bereits 1985. Kommerzielle Energieerzeugung ist nicht geplant. Die Bauzeit und die Kosten sind bereits explodiert, zuletzt wohl auf bis zu 30 Mrd. Euro für diesen kleinen Versuchsreaktor für einige Tests – ohne Berücksichtigung der noch zu erwartenden Betriebskosten. Es soll nicht der letzte Reaktor für die Forschung sein, ehe an kommerzielle Reaktoren gedacht werden soll, die dann natürlich größer, teurer und noch unwägbarer in der Zeitplanung sein werden. Man spekuliert auf das Ende des Jahrhunderts, auch wenn immer wieder auch eine Zeitspanne von 30 Jahren genannt wird, für die es aber keinerlei Grundlage gibt.

Was bedeutet Grundlagenforschung eigentlich?

Schon per Definition handelt es sich bei Grundlagenforschung um wissenschaftliche Forschung, bei der grundlegende Fragen und Phänomene untersucht werden, um die Natur der Welt weiter zu ergründen. Daher ist sie per Definition frei von einer Zweckbindung. Wenn nun aber behauptet wird, die Grundlagenforschung werde mit dem Ziel eines bestimmten ökonomischen Vorteils verfolgt, trifft das zum einen nicht die volle Wahrheit und dient wahrscheinlich in erster Linie dazu, die Mittel für die weitere Forschung zu sichern, sei es seitens der öffentlichen Hand oder auch von Drittmitteln. Aus diesem Grunde werden dann Informationen zu den Projekten oft einseitig positiv, da der Fluss dieser Mittel für die Fortsetzung der Forschungsvorhaben essentiell ist.

Im Bereich der Kernfusion geht es um Milliarden. Wenn ein ökonomischer Erfolg in 30 Jahren versprochen wird, dann schaue man auf die Zeiträume, in denen Projekte wie der ITER realisiert werden und auf die Kostenentwicklung. Dann wird klar, dass ein Folgeprojekt, wie ein angestrebter weiterer reiner Forschungsreaktor, der DEMO heißen soll, und für den es noch keine konkreten Pläne gibt, nicht innerhalb von 30 Jahren realisiert werden wird und ein viel größerer und teurerer Reaktor zur Stromerzeugung -selbst wenn sich alle Forschung günstig entwickeln sollte- nicht in diesem Jahrhundert.

Davon abgesehen sollten sich Geldgeber nicht auf die Versprechungen der Forscher verlassen. Denn sobald die Forschungsmittel gesichert sind, und damit auch angesichts der betrachteten Zeiträume die Karriereperspektive der Forscher, können diese sich ihren Forschungsinteressen widmen, ohne dabei tatsächlich anstreben zu müssen, die Versprechungen innerhalb der benannten Zeiträume oder auch davon abgesehen überhaupt zu erfüllen.

Kernfusion und unerfüllbare Versprechungen?

Insgesamt wird die Hoffnung in der Fusionsforschung immer wieder mit neuen Rechenleistungen von Coumputern begründet. Auf der anderen Seite findet man Aussagen, dass die Rechenmodelle eher zeigten, dass das angestrebte Erbrüten von Tritium vielleicht nicht funktioniert. Aber auch, wenn die mathematischen Modelle zeigten, dass alles funktionieren müßte, treffen Modelle immer auf Realität. Eine mathematische Gerade ist ein Ideal, das in der dinglichen Welt nicht vorkommt. Schwierigkeiten, die nicht in die Modelle eingegangen sind, werden aber immer wieder auftauchen. – Auch hier zeigt sich wieder, dass Grundlagenforschung per se ergebnisoffen ist. Die Frage, die sich weiter stellt, ist, wie viel Geld möchte man dafür in welchem Zeitraum ausgeben?

Wenn dann kleine Startups auftauchen und versprechen für einen kleinen dreistelligen Millionenbetrag, einen Fusionsreaktor in der Größenordnung einer Garage zur Stromerzeugung bald in Fabriken bauen zu können, die man auf einen LKW laden könne, kann da etwas nicht stimmen. Wenn das so ginge, wäre es auch vor dem Hintergrund der Proliferation ein Alptraum. Wasserstoffbomben übernehmen immer mehr die Rolle der klassischen Atomwaffen. Tatsächlich zeigt sich, dass das Startup gerade mal bei einem Test unter Aufwand von 120 TW für Nanosekunden 4 mJ Energie erzeugt hat. Wenn man nachrechnet sind 120 Terawatt gleich 120.000.000 Megajoule. Damit handelt es sich bei der Apparatur wohl eher um einen Verbraucher als um ein Gerät zur Erzeugung von Energie. Von den vermutlich auftretenden Schwierigkeiten nicht zu reden. Wer in ein solches Projekt investiert, der kauft auch energetisiertes Wasser und belegt Kurse bei Scientology.

Tritium – aus mehreren Gründen problematisch

Das Element Tritium ist in mehrfacher Hinsicht problematisch. Dieses Element wird neben dem Deuterium für die Reaktion benötigt und kommt in der Natur so gut wie gar nicht vor. In einem kommerziellen Reaktor sollte es im Fusionsreaktor erbrütet und dem Prozess wieder zugeführt werden. Es gibt durchaus auch Zweifler daran, dass im Prozess das Erbrüten des Tritiums überhaupt gelingt. Aktuell ist das Erbrüten des Tritiums, obwohl entscheidend für die Machbarkeit kommerzieller Reaktoren, noch gar nicht Gegenstand der Forschung. Rechenmodelle scheinen eher darauf hinzudeuten, dass es gar nicht geht. Wenn keines erbrütet würde, stünde die Technik vor dem Aus.

Tritium ist außerdem radioaktiv und in Gasform leicht flüchtig und birgt Risiken des Entweichens in die Umwelt. Es gibt keinen Hinweis darauf, warum davon ausgegangen wird, dass genau die passende Menge erbrütet werden könnte. Ein Überschuss dieses radioaktiven und waffenfähigen Materials führt aber wieder zu anderen Schwierigkeiten wie der Proliferation. Waffenfähiges Tritium dient als Verstärker für Atomwaffen und muss dort alle gut 12 Jahre ersetzt werden. Zudem scheint es ein Problem hinsichtlich der Möglichkeit der Entwendung des Tritiums zu geben, welches auch für atomare Schwellenländer schon im Grammbereich sehr interessant ist.

Davon unabhängig besteht ein Problem mit der Proliferation, da Plutonium eingebracht oder sogar erbrütet werden kann. Und nicht zuletzt kann die Forschung natürlich ansatzlos mit Hinblick auf die weitere Entwicklung von Wasserstoffbomben weiterentwickelt werden. Im ITER-Konsortium z.B. sind die großen Atomwaffenmächte beteiligt und könnten entsprechende Interessen verfolgen. – Da das Irren menschlich ist, hoffe ich zudem, dass bei allen Versuchen, doch endlich mehr Energie aus einer Fusion zu gewinnen als man hineinsteckt, und der gleichzeitigen Vergrößerung des Designs für kommerzielle Nutzung sich ein Reaktor nicht plötzlich doch als eine gigantische Wasserstoffbombe entpuppt.

Weitere technische Schwierigkeiten der Kernenergie

Weitere Schwierigkeiten sind technischer Natur und könnten ebenfalls das Aus für die Fusionsreaktoren bedeuten. Das Material für die innere Kammer, in der das Plasma zirkulieren soll, ist nur für die kurzen Zeitspannen geeignet, die man momentan erreicht. Für einen Dauerbetrieb, bzw. längeren Betrieb sind die Anforderungen derart, dass es überhaupt kein Material gibt, dass diese erfüllen kann. Es bestehen auch Zweifel, dass dieses Material überhaupt gefunden werden kann. Es soll den Temperaturen dauerhaft standhalten, der Neutronenstrahlung, es soll die Energie -man weiss noch nicht wie- ableiten und eine Rolle beim Erbrüten des Tritiums spielen.

Trotzdem wird man es im laufenden Betrieb immer wieder austauschen müssen. Dabei handelt es sich dann um radioaktiven Abfall für eine Endlagerung, auch wenn manche das Material gerne für eine erneute Verwendung aufbereiten wollen – wohlgemerkt, ein Material, das es (noch?) gar nicht gibt. Zuletzt gab es Sicherheitsbedenken am ITER, da nach Designänderungen Teile für den inneren Ring verschweißt werden sollten, die danach kein Kran mehr aus der Grube bekommt. Auch die Neutronenstrahlung im Inneren wurde erneut durch die französische Atombehörde ASN thematisiert. Auch hier sind sämtliche Schwierigkeiten noch nicht Gegenstand der aktuellen Forschung.

Perpetuum Mobile

Als Perpetuum mobile werden Geräte bezeichnet, die – einmal in Gang gesetzt – ohne weitere Energiezufuhr ewig in Bewegung bleiben und dabei möglicherweise auch noch Arbeit verrichten sollen. – Allen diesen Geräten ist gemeinsam, dass sie physikalisch unmöglich sind. Kernkraftwerke wurden bisweilen gerne wie ein Perpetuum Mobile präsentiert, aber das sind sie natürlich nicht. Sie benötigen eine ständige Zufuhr an Brennstoff, bzw. Energie, und verursachen Abfall. – Es handelt sich um keine Anlagen, die ohne weiteres einfach nur große Mengen Energie aus dem Nichts erzeugen. – Je kleiner nun diese beiden Größen, Energiezufuhr und Abfall, werden, desto skeptischer werde ich. Damit ist wohl auch genug gesagt zur Suggestion, die der Begriff „geschlossener Brennstoffkreislauf“ in sich trägt.

Endlagerung

Auch mit dem Erreichen der Halbwertzeit zerfallen radioaktive Abfallprodukte nicht zu Rosenduft. Auch geht es nicht nur um Radioaktivität, denn manche Zerfallsprodukte sind auch extrem giftig. Manche Zerfallsprodukte sind sogar giftiger und strahlen stärker als das Ausgangsmaterial. Von Befürwortern werden gerne Vergleiche gezogen und dann gesagt: Nach 200.000 Jahren strahlt der Müll nicht stärker als Natururan. Natürlich ist auch der Kontakt mit Natururan nicht alltäglich und sehr wohl lebensbedrohlich. Außerdem läßt der Vergleich außer acht, dass die Menge natürlicher Uranvorkommen wie schon dargelegt verhältnismäßig gering ist, die Menge an radioaktiven Abfällen aber immer weiter ansteigt. Die Vorgabe für Endlager in Deutschland beträgt 1 Million Jahre. Im Bereich der Kernfusion erhofft man sich geringere Lagerzeiten, doch ohne Lager wird es auch hier nicht gehen.

Bislang gibt es weltweit kaum Endlager für hochradioaktive Stoffe. Alle scheinen sich unsicher zu sein, welche Möglichkeiten der Endlagerung überhaupt für die langen Zeiträume zuverlässig sein werden. Endlager für schwächer radioaktive Stoffe gibt es mehr, weil man dort wohl mutiger ist. Ob die bestehenden Endlager in Zukunft tatsächlich sicher sein werden, ist unklar. Zu den vorhandenen Endlagern für hochradioaktive Stoffe werden auch die Orte gezählt, wo die Trümmer von Tschernobyl liegen, sowie militärische Endlager.

Endlager? – Der Abfallberg wächst!

Sehr problematisch ist, dass bei weiter laufenden Reaktoren in der Welt sich auch die Menge an Atommüll absolut immer weiter vermehrt und eingelagert werden muss. Dies ist ein ungeklärtes Problem, da dabei die Mengen stetig wachsen und immer wieder auch neue Endlager werden gesucht werden müssen. Dabei ist unerheblich wie lange die Abfälle angesichts der diskutierten kürzeren oder längeren Zeiten nun eingelagert werden sollen. Der Berg wird weiter wachsen. Die Endlagerungsproblematik hätte meines Erachtens bereits vor der Inbetriebnahme des ersten Kernkraftwerks geklärt sein müssen. Sie ist aber bis heute ungeklärt und kann wohl auch nicht sicher geklärt werden. Allein dies erscheint mir ein hinreichender Grund, einen weltweiten Ausstieg aus der Kernenergie zu fordern.

Ich selbst möchte hinsichtlich der Standorte von Endlagern als Anforderungen formulieren, dass sie nicht als Endlager konzipiert sein dürfen. Angesichts aller Unvorhersehbarkeit über die veranschlagten Zeiträume muß eine Umlagerung zu jeder Zeit praktikabel sein. Zudem müssen die zukünftigen Kosten der Lagerung betrachtet werden. Diese schließen Bewachung, technische Sicherheit und gegebenenfalls mehrfache Umlagerungen, Renovierungen und Modernisierungen ein. Problematisch ist aber, dass man diese Kosten nicht auch nur ansatzweise schätzen kann und sie nach aktuellem Stand als unbezahlbar gelten müssen. Wie lange aber werden die beteiligten Unternehmen bestehen? Davon abgesehen können unverhergesehene Schwierigkeiten relativ betrachtet früher oder später auftreten. Am Beispiel der Schachtanlage Asse kann man sehen, dass manche Schwierigkeiten doch recht bald auffallen können, andere treten vielleicht erst in 150, 1.200, 20.000, 130.000 oder 790.000 Jahren auf. Je länger der Zeitraum, desto unvorhersehbarer wird es für uns heute sein. Dem muß Vorsorge getragen werden.

Kernenergie und Transmutation?

Transmutation bedeutet die Umwandlung eines Elements in ein anderes. Bisweilen wird es heute angeführt als Lösung der Atommüllproblematik, da man doch die über so lange Zeiträume strahlenden Elemente in weniger lange strahlende umwandeln könne. Der Begriff selbst stammt aus der mittelalterlichen Alchemie. Es war der Traum der Alchemisten, Gold zu erschaffen. Dies gelang allerdings erst dem Nobelpreisträger Glenn Seaborg 1980 aus Wismut. Gegen die Kosten der Umwandlung von Wismut in Gold kann der Goldpreis allerdings getrost vergessen werden. Transmutation als Umwandlung von Elementen findet natürlich in jedem Atomreaktor statt. Seine Anwendung in der Atommüllfrage erfolgte teils auch in Brütern oder durch die Verwertung aufbereiteter Kernbrennstäbe. Aber auch in speziell für diese Aufgabe konzipierten Reaktoren können nicht alle radioaktiven Elemente in weniger strahlende umgewandelt werden.

Bereits die Isolierung der Elemente von anderen Elementen stellt eine technische Herausforderung dar, die man vereinfacht als nukleare Mülltrennung bezeichnen könnte. Viele haben schon schlechte Erfahrungen mit der Mülltrennung ihres Privathaushalts gemacht, aber hier geht es um andere Dimensionen. Endlager werden also in jedem Fall benötigt. Davon abgesehen sind die Umwandlungsprozesse technisch nicht gut beherrschbar und zudem, selbst wenn im Zuge der Umwandlung weitere Energie durch Atomspaltung erzeugt werden kann, sehr kostenintensiv. Ein Atomreaktor namens Astrid sollte in Frankreich speziell auf Transmutation ausgerichtet Energie erzeugen. Das Projekt wurde aber aus Kostengründen und wegen technischer Schwierigkeiten 2019 abgebrochen und soll sehr unbestimmt möglichweise in fernerer Zukunft fortgesetzt werden.

Sicherheitsaspekte der Nutzung der Kernenergie

Manche Sicherheitsaspekte sind bekannt. Die Kernspaltung trägt immer die Möglichkeit einer Kernschmelze in sich. Es ist müßig, über Wahrscheinlichkeiten zu sprechen.
Hinzu kommen Störfälle und Strahlungsrisiken in der gesamten Brennstoffkette vom Uranabbau, Transporte, Kraftwerksbetrieb, Wiederaufbereitung und Lagerung.
Die unaufhaltsam wachsende Menge an Atommüll bei laufendem Betrieb atomarer Anlagen bedarf dabei besonderer Beachtung.

Die friedliche Nutzung der Kernenergie, bzw. ihre Erforschung trägt immer ein Sicherheitsrisiko der Proliferation in sich, hat also auch einen Bezug zu Kernwaffen.
Dies gilt auch für die Kernfusion. Atomwaffen standen am Beginn der Forschung und sie begleiten die Forschung zur zivilen Nutzung auch weiterhin.

Generell gibt es ein Risiko der Einwirkung von Krieg und Terror. Große zentrale Kraftwerke mit einem darauf ausgerichteten Stromnetz sind immer leichter angreifbar, nicht nur offensichtlich durch Anschläge auf Kraftwerke, sondern auch elektronisch oder mit Blick auf das Stromnetz (vgl. dazu den europäischen Stromausfall im November 2006).

Ein weiteres Problem das sich durch die hohe Energieleistung ergibt, bleibt ihre Kontrollierbarkeit. Wenn ein Gramm Brennstoff in einem Fusionsreaktor dieselbe Energie wie 11 Tonnen Kohle freisetzen soll, kommt das zu einem Preis. Je schwieriger die Technologie, desto höher ist nach menschlichem Ermessen die Störanfälligkeit. Nicht jedes mathematische Modell läßt sich ohne Verluste in die menschliche Wirklichkeit transformieren.

Kalkulation – Finanzielle Aspekte der Kernenergie

Die Kalkulation der Kernenergie ist kaum möglich. An verschiedener Stelle wurden hier bereits die hohen Kosten angesprochen. Teils sind sie bedingt durch die sehr langen Forschungszeiten mit nur geringfügigen Fortschritten. Der Bau der Anlagen ist zudem selbst so teuer, dass z.B. der Bau der Testanlage ITER in einem internationalen Konsortium angegangen werden muss und bereits ca. 30 Mrd. Euro verschlungen hat. Der Wert kann allerdings nur grob geschätzt werden, weil für verschiedene Anteile die verschiedenen beteiligten Staaten verantwortlich sind.

Es fließen aber nicht nur staatliche Mittel in die Forschungsprojekte. Es werden auch notwendig Drittmittel eingeworben. Dies fürt leider zu dem Effekt, dass ggf. geringe Fortschritte groß gefeiert werden, Ergebnisse beschönigt werden, Risiken nicht angemessen berücksichtigt. Die hohen Kosten führen zum Erfolgszwang. Da versprochene Erfolge aber auch ausbleiben, wird immer eine Realisierung und Lösung aller Probleme in der Zukunft in Aussicht gestellt.

Auch der Betrieb selbst wird Kosten verursachen. Der Bau eines für die Stromproduktion errichteten Fusionsreaktors dürfte so teuer werden, dass die 30 Mrd. Euro für den ITER dagegen bei weitem verblassen. Es darf daher die Frage gestellt werden, ob diese Technik jemals rentabel wird angewendet werden können. Dies wird mit Sicherheit nicht der Fall sein, wenn bis dahin preiswerter zu realisierende Alternativen verfügbar sind. Aktuell scheint es so, dass dabei sogar große Energiekonzerne ihre Daseinsberechtigung diskutieren lassen müssen, wenn Bürger ihren Strom selbst produzieren können. Weitere Mittel kommen natürlich auch aus dem militärischen Kontext – und damit auch andere Interessen als die rein zivile Nutzung. Man kann einen Stock in der Möglichkeit seiner zivilen Verwendung als Krücke erforschen, aber diese Forschung natürlich auch für die militärische Weiterentwicklung von Keulen nutzen, und sei es, dass z.B. nur Materialforschung betrieben wird.

Kernenergie als Brückentechnologie?

Die Forschungen zur Kernspaltung und auch zur Kernfusion ziehen sich bereits seit den 30er Jahren des letzten Jahrhunderts hin. Bis heute sind wir mit ungelösten Problemen der Technologie beschäftigt. Sei es die ungelöste Frage der Endlagerung, des Wachsens des radioaktiven Müllbergs, der ständigen Frage der Sicherheit, der Fragen der Proliferation und zuletzt der Frage, ob Kernfusion letztlich rein technisch auf der Erde überhaupt zur Energiegeneration irgendwann wird beitragen können.

Damit einher gehen ewige Träume vom Perpetuum Mobile und der unerschöpflichen Energie aus der Steckdose, die von den Befürwortern wie von Süchtigen verfolgt werden. Tatsache ist aber, dass erneuerbare Energien der Kernenergie in den vergangenen Jahren in kürzester Zeit den Rang abgelaufen haben. Wenn es politisch gewollt ist, dass die erneuerbaren Energien unseren gesamten Strom liefern, dann wäre das in kurzer Zeit möglich und die oft vorgebrachten Einwände dagegen sind alle lösbar – ganz im Gegensatz zu den Problemen der Kernenergie. Die Kernenergie ist keine „Brückentechnologie“, sondern überholt und abgehängt. Wer sich heute noch der Kernenergie zuwendet, handelt rückwärtsgewandt. Ein Festhalten an der Kernenergie scheint nur als ewige Ausrede zu dienen, für versprochene Träume, die nie erfüllt werden – und damit als Mittel, die die Lösung der Energiefrage im Sinne der Energiewende nur behindert.

Aktuelle Umfragen zur Nutzung der Kernenergie?

In den vergangenen Wochen wurden mehrere Umfragen zur Nutzung der Kernenergie veröffentlicht. Der ARD-Deutschlandtrend (24.06.2022) meldete, dass 56% der Deutschen für längere Laufzeiten der vorhandenen Reaktoren seien. Der Spiegel beauftragte eine Umfrage (05.08.2022) und meldete, dass sogar 78% für längere Laufzeiten und 41% für den Neubau neuer Atomkraftwerke seien.

Einordnung der Umfragen

Die Umfragen sind allerdings wohl nur als Meinungsmache der Atomlobby, reines Unterhaltungsprogramm oder einfach unwissenschaftlicher Unfug zu bewerten. Unter Soziologen kursiert ohnehin der Spruch, dass man nur Statistiken vertraue, die man selbst gefälscht habe. – Warum? – Nun, eine Frage muß immer in ihrem Kontext bewertet werden.

Aktuell wird der Kontext durch die allgemeine Berichterstattung vorgegeben, in der es nur um bedrohliche Szenarien zur Energieversorgung geht. Wenn man dann einen schlecht informierten Menschen auf der Strasse befragt, kommt man leicht auf die berichteten Ergebnisse. Die Umfragen geben daher weniger Information über grundlegende Überzeugungen zur Frage der Kernenergie, sondern eher über die Beeinflußbarkeit der Befragten über die Kontextualisierung. Wenn man dies absichtlich unterschlüge, dann hätte dies einen manipulativen Charakter. ARD und Spiegel haben hier offenbar ihre eigenen Nachrichten produziert. Wenn man dagegen gut informierte Bürger befragt, die von aktueller Berichterstattung absehen können und denen ausgewogene Informationen vorliegen, käme man mit Sicherheit auf ganz andere Ergebnisse.

Daher werte ich die aktuellen Umfragen als nicht aussagekräftig. Sie zeigen kein mündiges Votum. Sie sollten auf keine Weise eine Bedeutung für die aktuelle Politik haben. Generell sollte man keine spontane Umfrage als Kriterium für ein komplexes Thema nehmen. Wenn es schief geht, sind eh alle immer schon anderer Meinung gewesen. Es wird dabei deutlich, dass die Medien- und Diskurskompetenz in unserem Land deutlich ausbaufähig ist. Im Falle der ARD sollte man zudem fragen, ob man ihrem öffentlichen Auftrag entsprechend nicht mehr auf eine ausgewogenere Berichterstattung achten sollte.

Wenn das Thema nun noch populistisch ausgebreitet wird seitens Personen, die stärker im öffentlichen Diskurs sichtbar sind und es eigentlich besser wissen sollten, ist dies an Verantwortungslosigkeit kaum zu übertreffen.

Argumentationslinien der Befürworter der Kernenergie: Verharmlosung

Bereits seit die Kernforschung ihren militärischen Charakter zu leugnen begann, versucht man sie vor dem Hintergrund einer zivilen Nutzung als saubere Energie von nahezu mystischer Reinheit und Unschuld darzustellen. Da wird darauf hingewiesen, dass die Kohle Menschenleben gefordert hat, und dazu behauptet, deutsche Kernkraftwerke aber nicht. Nun, es ist leicht, Unfälle in Uranminen in anderen Ländern zu verleugnen. Es ist leicht, nach jedem Unfall das Besondere herauszustellen und zu sagen, dass das ja den übrigen Anlagen nicht passieren könne und für diese jedes Risiko zu leugnen. Verharmlosung war immer eine Strategie. Dem Schrecken der atomaren Bedrohung stellte man zur Beruhigung aller das Prinzip „Duck and Cover“ entgegen. Es ist leicht, auf den Klimawandel und den CO2-Ausstoss zu verweisen und die Problematik der Endlagerung zu verleugnen. Schon der Begriff „Endlager“ ist ein Euphemismus. Alle diese Verleugnungen stellen aber kein tragfähiges Argument dar, um ausgerechnet die Atomforschung und -energie weiter zu verfolgen.

Eine Variante der Verharmlosung ist, dass Schwierigkeiten der Technologie nicht angesprochen werden, diese aber wohl auf Rückfrage bestätigt werden. Dies mag aber auch damit zusammenhängen, dass die Forscher jeweils ihren eigenen kleinen Forschungsbereich überblicken, aber nur selten einen Blick auf das große Ganze werfen mit all seinen ungelösten Schwierigkeiten.

Argumentationslinien der Befürworter der Kernenergie: Ideologievorwurf

Gegnern der Kernenergie wird oft vorgeworfen, dass sie einer Ideologie folgten. Doch ein Ideologievorwurf ist kein Argument für oder gegen etwas. Es wird zudem den Gegnern unterstellt, dass sie nur irrationalen Ängsten folgten. Tatsächt bestehen Risiken, über deren Wahrscheinlichkeiten man streiten kann, aber nicht über ihr Bestehen. Auf die Schwierigkeiten der Kernenergie habe ich von der Materialbeschaffung bis zur Mülllagerung bereits hingewiesen. Ich habe auch aufgezeigt, warum ich meinerseits die Hoffnungen der Befürworter auch in die Kernfusion für irrational halte, und aufgezeigt, warum ich sie nicht teile. Auch sehe ich bei manchen Befürwortern irrationale Ängste, etwa davor, plötzlich im Dunkeln oder ohne Strom zuhause zu sitzen, weil da irgendwann auch mal kein Wind wehe oder nachts keine Sonne scheine. Da wird ein Mythos aufrecht erhalten, dass Kernenergie immer zuverlässig wäre, doch auch Kernkraftwerke stehen immer wieder still.

Argumentationslinien der Befürworter der Kernenergie: Realitätsverweigerung

Nicht zuletzt wird den Gegnern Realitätsverweigerung vorgeworfen. Welche Realität? – Ich habe aufgezeigt, dass die Versprechungen der Kernforschung und die Hoffnungen in die Kernfusion nicht tragen. Ist es keine Realitätsverweigerung, daran festzuhalten? Ist es keine Realitätsverweigerung, Grenzen technischer Machbarkeit und ökonomische Schranken, wie etwa Überlegungen zur Rentabilität, zu verleugnen? Und ist es keine Realitätsverweigerung, Zusammenhänge ziviler und militärischer Interessen und Forschung zu verleugnen? – Eins ist sicher: Ein Atomkraftwerk ist und wird niemals ein Perpetuum Mobile.

Alternativen vorhanden – Aktuelle Situation

Im Jahr 2020 lag die Summe der produzierten Energie aus allen Windkraft- und Solaranlagen in Deutschland mit 183 TWh erstmals über der Summe der fossilen Energieträger, d.h. Braun- und Steinkohle, Öl und Gas. Nimmt man noch Wasserkraft und Biomasse hinzu stammten in den vergangenen Jahren ca. 50% (246 TWh) des Stroms aus der Steckdose aus erneuerbaren Energien. Der Anteil der Kernenergie ist durch den beschlossenen Ausstieg rückläufig und lag 2020 noch bei ca. 60 TWh. Gaskraftwerke für die öffentliche Produktion lagen in derselben Größenordnung, allerdings sind dabei bis zu 30 TWh zusätzlich an Leistung im industriellen Sektor nicht berücksichtigt.

Im ersten Halbjahr 2022 betrug die Bruttostromerzeugung in Deutschland ca. 298 TWh. Dem stand ein Verbrauch von 281 TWh gegenüber. 139 TWh stammten aus regenerativen Energiequellen. Im gleichen Zeitraum mußten in Frankreich Atomkraftwerke vom Netz genommen werden, da das für die Kühlung der Reaktoren benötigte Wasser im Sommer zu warm wurde. Aus diesem Grund kam es erstmalig zu einem Export von Strom aus erneuerbaren Energiequellen von Deutschland nach Frankreich im Umfang von 2 TWh. Ich wage zu behaupten, dass der Anteil und Umfang der produzierten Energie aus regenerativen Quellen damit bereits deutlich höher liegt, als vielen Mitbürgern aktuell bewußt ist.

Alternativen vorhanden – Solargroßkraftwerke

Bereits seit den 80er Jahren wird in der spanischen Provinz Almeria unter deutscher Beteiligung, vor allem des Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), die Technologie von Solarkraftwerken erforscht. Dabei wurden große Fortschritte erzielt, nicht zuletzt in den Faktoren Effizienz und Wirtschaftlichkeit. 2011 vermeldete zudem das Solarturmkraftwerk Gemasolar in Andalusien, dass Strom über 24 Stunden in das Netz eingespeist werden konnte, d.h. auch über Nacht. Ein Schlüssel dabei sind auch die Fortschritte in der thermischen Energiespeicherung. Diese Kraftwerke verwenden keine Lithium-Ionen-Batterien, sondern z.B. eine thermische Speicherung in Salz (Feststoffspeicher). Natürlich bleibt dieser Kraftwerkstyp abhängig von den Sonnenstunden und geht mit einem nicht unerheblichen Flächenverbrauch einher.

Daher verweise ich an dieser Stelle auch auf die Desertec-Initiative. Die Idee, in der Sahara ein Solarkraftwerk zur Versorgung des europäischen Strommarktes zu bauen, wurde als machbar bewertet und führte zur Beteiligung vieler privatwirtschaftlicher Konzerne. Allerdings scheiterte die Initiative zunächst an Fragen der Ausrichtung, d.h. der Frage, inwieweit der afrikanische Strommarkt bedient werden sollte, am arabischen Frühling und wohl auch am Strompreis vor dem Hintergrund russischer Gaslieferungen. Aktuell befinden sich in Nordafrika verschiedene Solarkraftwerke im Bau, teils mit europäischen Partnern, teils mit Unterstützung des kommunistischen China. Neben Afrika rückt dabei auch Australien für die Versorgung Singapurs ins Blickfeld. Dies unterstreicht nochmals die aktuelle Machbarkeit wirtschaftlicher Solargroßkraftwerke.

Alternativen vorhanden – Kernenergie ohne Zukunft

Auch ohne Solargroßkraftwerke konnte wie oben ausgeführt in Deutschland bereits eine Abdeckung von knapp 50% erzielt werden. Dabei spielen klassische Windkraftanlagen, Off-Shore-Windparks und Solaranlagen die zentrale Rolle. Die entscheidende Frage lautet nun, wenn wir bereits 50% erreicht haben, -nicht ob, sondern- wie lange benötigen wir, um 100% zu erreichen.

Anders als bei der Kernfusion ist die Technik offenbar bereits vorhanden. Sie ist durchaus noch verbesserbar. Außerdem haben dezentrale Anlagen auch Vorteile gegenüber Großanlagen. Sie sind z.B. weniger angreifbar und Ausfälle und Störungen können sehr einfach ausgeglichen werden. Zentrale Themen sind daher der Netzausbau, Dezentralisierung und intelligente Netze, bzw. Steuerung der Stromflüsse, sowie die Speicherung auch in großen Festkörperspeichern. Die Speicherung der Energie gleicht die Schwankungen der regenerativen Energien aus. Außerdem ist es aktuell so, dass private Nutzer ihren Strom eher selbst verbrauchen, da er anders als noch vor einigen Jahren heute preiswerter ist als mit der Vergütung von Einspeisung zu rechnen. Die Grundsätze der Einspeisung können bei Bedarf überdacht werden. Es muss auch thematisiert werden, wie Hauseigentümer zur Installation eigener Anlagen motiviert werden können.

Es erscheint also als eine Frage des politischen Willens, in welchem Zeitraum die Energiewende wird abgeschlossen werden können. Die Energiewende hin zu regenerativen Quellen ist alternativlos. Wenn der Wille vorhanden ist, kann es vielleicht wesentlich schneller gelingen als sich das Viele vorstellen können.

Weiterlesen:

Hugins Blog: Energiewende! – An Putins Herausforderung wachsen

Allgemein verfügbare Quellen:

Ausgewählte Links zur Atommüllfrage:

Weitere ausgewählte Links zur Kernkraft:

Ausgewählte Links zur Kernfusion:

Ausgewählte Links zur Energiegewinnung aus erneuerbaren Quellen:

(* Links ohne zeitliche Angabe wurden wie die Artikel mit Angabe zum Zeitpunkt der Veröffentlichung des Artikels gesichtet.)

Ein Gedanke zu „Kernenergie hat keine Zukunft

  1. Vielen Dank für Ihre Meinung zur Kernfusion und insbesondere die angefügten Verweise auf aktuelle Beiträge zu dem Thema.
    Leider stößt mir die Hybris auf, mit der aktuelle Entwicklungen in Technik und Forschung immer linear gedacht werden. Wir befinden uns auf diesem Gebiet ebenso in einer exponentiellen Entwicklung wie vermutlich auch bei der Klimaentwicklung.
    Das Wissen der Menschheit verdoppelt sich inzwischen innerhalb eines Jahres. Daher ist mit Entwicklungssprüngen ständig zu rechnen. Die Menschheit wird begreifen müssen, dass sie nur Gemeinsam die anstehenden Probleme wird lösen können (Klima, Energie, Migration), und das Kriege, die bisher einen Großteil der erwirtschafteten Resourcen verbrauchen und vernichten, um illusionäre Machtansprüche durchzusetzen, keine Lösung der anstehenden Probleme versprechen.
    Daher bin ich deutlich optimistischer bezgl. der Kernfusionsforschung, auch wenn diese aktuell noch keine greifbare Lösungen zur Energiefrage verspricht. Es werden sich völlig neue Ansätze auch aus dieser Forschung ergeben.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert