Kosten des Atomausstiegs

Auch auf die „Energiewende“ und den „Atomausstieg“ trifft das alte Sprichwort ≫es ist nichts so schlecht, daß es nicht für irgendetwas gut ist≪ zu. Weniger für Deutschland, aber wenigstens für den Rest der Welt als abschreckendes Beispiel. Kein anderes Land hat je einen solchen Versuch mit seiner eigenen Gesellschaft durchgeführt. Ist jedem denkenden Menschen schon qualitativ klar, daß eine so gigantische Kapitalvernichtung nicht ohne Folgen sein kann, so war es bisher der Politik möglich, mit allerlei Esoterik darüber hinweg zu schwafeln. Zumindest konnte man den fürsorglichen Staat geben, der seine Bürger vor der „tödlichen Atomgefahr“ schützt. Es gab zwar bis heute keine Strahlentoten durch das Reaktorunglück in Fukushima, aber es hätte ja vielleicht sein können. Fachleute haben zwar stets das Gegenteil behauptet, aber was sind schon Fachleute gegen „Atomexperten“ von ≫Bündnis 90 / Die Grünen≪ oder sonstigen Vertrauen erschleichenden Organisationen wie ≫Greenpeace≪ etc.?

Im Ausland sieht man die Sache etwas anders. Vielleicht nur, weil man nicht so viele Öko-Sozialisten in den Parlamenten hat, auf die man für künftige Regierungsbildungen Rücksicht nehmen muß. Nun gut, Deutschland ist ja auch noch nicht so lange Demokratie. Irgendwann verstehen auch die Deutschen den Zusammenhang von Stimmenabgabe, Regierung und daraus folgender Politik. Wir schaffen das. Die unmittelbar aus einer sozialistischen Diktatur beigetretene Angela hat es doch offenbar sofort kapiert. Gelernt ist eben gelernt. Sag mir keiner was gegen die Ausbildung der Politkader in der „DDR“ oder wie die späte Margot Honnecker sagte: Die Saat ist gesät.

Die Auswertung von Phase 1

Langsam hat die Wissenschaft die Einmaligkeit des Experiments „Atomausstieg“ an einer realen Gesellschaft erkannt. Besonders Phase 1 mit der unmittelbaren Abschaltung von 10 der 17 Reaktoren in Deutschland im Zeitraum 2011 bis 2017 ist geradezu ideal zur Gewinnung quantitativer Ergebnisse. Ein Zeitraum von nur sechs Jahren ist kurz genug, um von ziemlich konstanten gesellschaftlichen Randbedingungen (z. B. Industrie und Verbrauchsstruktur) ausgehen zu können. Entscheidend ist, daß über 8 GWel (entsprechend 5% der Gesamtleistung) innerhalb weniger Monate nach dem Beschluss vom Netz genommen wurden und bis 2017 insgesamt 11 GW. Dieser Anteil ist viel mehr, als jemals irgendwo auf der Welt in Betracht gezogen wurde. Eine quantitative Auswertung dieser Phase erlaubt auch die Abschätzung der weiteren wirtschaftlichen und gesundheitlichen Auswirkungen bis zu einem vollen Ausstieg bis 2022 und der Belastungen durch Import von Leistung und Energie, die für unsere Nachbarländer entstehen. Besonders der letzte Punkt wird sich noch zu einer außerordentlichen Belastung für die EU entwickeln. Für die Erkenntnis, daß die Produktion der Kernkraftwerke durch fossile Kraftwerke ersetzt werden muß, braucht man eigentlich nur gesunden Menschenverstand. Die zufällige Wind- und Sonnenenergie kann niemals eine an der Nachfrage orientierte Erzeugung ersetzen. Anschaulich gesagt, will man das Licht einschalten, wenn es dunkel wird oder den Fernseher, wenn die Fußballübertragung beginnt. Ob dann gerade der Wind weht oder die Sonne scheint, brauchte bisher keinen Menschen zu interessieren. Der Strom kam aus der Steckdose. Das NATIONAL BUREAU OF ECONOMIC RESEARCH der USA geht nun in einer Studie den interessanten Weg, einmal auszurechen, wie stark die Preise und die Schadstoffbelastung angestiegen sind, gegenüber dem Fall, wenn man die Kernkraftwerke weiter in Betrieb gelassen hätte. Dies ist alles andere, als eine einfache Aufgabe.

Die Datenlage

Die Stromwirtschaft ist außerordentlich genau dokumentiert. In jedem Kraftwerk wird die produzierte elektrische Energie kontinuierlich aufgezeichnet, ebenso die eingesetzten Brennstoffe, die produzierten Schadstoffe usw. Man kann also nicht nur das Geschehen im gesamten Netz zu jedem Zeitpunkt nachvollziehen, sondern die Daten sind auch sehr zuverlässig, da zahlreiche Plausibilitätskontrollen möglich sind. In dieser Studie wurden z. B. alle Kraftwerke mit einer Leistung ab 100 MWel in ganz Europa verwendet. Dies ist notwendig, um die Stromexporte und Importe entsprechend abbilden zu können.

Die Preise für „Strom“ sind über die Strombörsen (elektrische Energie) und die Netzbetreiber (Regelenergie etc.) dokumentiert. Ebenso sind in verschiedenen Quellen die Brennstoffkosten aufgezeichnet. Hinzu kommen noch die Randbedingungen des Netzes (z. B. Transportkapazitäten der einzelnen Hochspannungsstrecken) oder der Grenzkuppelstellen zu unseren Nachbarn. Ebenso noch die Wetterdaten (Tag/Nacht, Windgeschwindigkeiten, Außentemperaturen etc.), die Kalenderdaten (Sonn- und Feiertage) und die regional gemessenen Schadstoffbelastungen (NOx , Feinstäube etc.).

Die Modellbildung

Die Erschaffung eines allumfassenden analytischen Modells für die Stromwirtschaft ist wegen der riesigen Zahl von Variablen und den nahezu unendlichen Kombinationsmöglichkeiten praktisch nicht möglich. Man muß immer vereinfachen und kann immer nur gegebene Situationen „nachrechnen“. So hilft einem der „Merit-Order-Ansatz“ in der Praxis nicht viel weiter, wenn sich das Kraftwerk mit den aktuell geringsten Grenzkosten z. B. am falschen Standort befindet (Leitungskapazitäten) oder dessen Leistungsänderungsgeschwindigkeit nicht ausreicht um die durch z. B. Bewölkung oder Windböen erzeugten Rampen der „Erneuerbaren“ abzufangen. Produktionskosten sind in der realen Welt eben nicht die einzige Randbedingung. Zum Glück ist die hier gestellte Frage wesentlich einfacher: Man hat über den Betrachtungszeitraum von (nur) sechs Jahren einen sehr gut dokumentierten Datensatz der realen Verhältnisse (ca. 4,5 Millionen Daten). Wichtig ist, daß hier die Berechnung nur in eine (definierte) Richtung verläuft. Man muß nur die „richtigen“ fossilen Kraftwerke „abschalten“ und erhält dann die Geld- und Schadstoffmenge als Differenz beider Rechnungen. Hier ist der Gedankengang also umgekehrt: Man gibt nicht den Zahlenwert für eine Variable vor um ein Gesamtergebnis zu erhalten, sondern erhält aus der Kenntnis über die Gesamtsituation die Zahlenwerte der Variablen. In diesem Falle sind die Zahlenwerte für die geringeren Schadstoffmengen und die geringeren Kosten durch einen (fiktiven) Weiterbetrieb der Kernkraftwerke gewünscht.

Event Study Regressions

Ziel der Regressionsanalyse ist hier für jeden Brennstoff in jeder Stunde die durch ihn erzeugte Elektroenergie als Funktion des restlichen Nettobedarfs zu ermitteln. Eingabedaten sind hierfür die in jeder Stunde gemessenen tatsächlichen Produktionsmengen aus den „regenerativen Energien“, Braunkohle, Steinkohle, Erdgas usw. Dem steht die in dieser Stunde (gleich hohe) Stromnachfrage gegenüber. Definitionsgemäß ergibt sich nun der ≫restliche Nettobedarf≪ durch Abzug aller nicht fossilen Quellen. Durch umfangreiche Rechnungen kann man für jeden Brennstoff eine Funktion der produzierten elektrischen Energie als Funktion des im Netz anliegenden ≫restlichen Nettobedarfes≪ ermitteln. Eine Nachrechnung der gemessenen Zustände im Netz mittels der gefundenen Funktionen und ihrer Konstanten ergibt eine recht hohe Genauigkeit. Dies ist jedoch nur für die betrachtete Periode von sechs Jahren gültig.

Machine Learning Approach

Eine weitere hier verwendete Methode verwendet maschinelles Lernen – in Deutschland auch „künstliche Intelligenz“ genannt – zur Simulation. Voraussetzung ist eine möglichst große Datenmenge. Vorteil dieser Methode ist, daß man selbstständig (verborgene) Muster erkennen kann und nicht Gleichungen vorgeben muß, die ja bereits ein möglichst vollständiges Verständnis aller Zusammenhänge erforderlich machen würden. Ein Beispiel ist die Berechnung der Schadstoffe. So stoßen beispielsweise nicht alle Kohlekraftwerke die gleichen spezifischen Schadstoffmengen aus. Sie hängen vom Typ, der Abgasnachbehandlung und vom Betriebszustand ab. Ebenso sind die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen über den Betrachtungszeitraum nicht konstant. So verändern sich die Relationen von Kohlepreis zu Erdgaspreis. Dies koppelt auf die Einsatzplanung zurück. Zusammenfassend kann man sagen, daß ≫maschinelles Lernen≪ zu wesentlich besseren Ergebnissen bei der Widerspiegelung des Marktgeschehens (Strombörse) führt, als klassische statistische Methoden und ökonomische Modelle. Freilich steht diese Methode erst am Anfang von Forschung und Entwicklung.

Kosten des Teilausstiegs

Mit dem durch maschinelles Lernen gewonnenen Programm wurde nun ein Weiterbetrieb der Kernkraftwerke im Zeitraum 2011–2017 berechnet und dem tatsächlichen Verlauf mit politischer Zwangsabschaltung gegenübergestellt. Die in diesem Schritt der Studie interessierenden Größen sind die geringere fossile Produktion, die veränderten Stromimporte und Exporte von und zu unseren Nachbarländern und die Stromproduktion der weiterlaufenden Kernkraftwerke. Die Rechnung ergab gegenüber dem Weiterbetrieb eine um 3–5 TWh monatlich verringerte Stromproduktion aus den Kernkraftwerken. Die Bandbreite ergibt sich aus der beim Weiterbetrieb notwendigen Stillstandszeiten infolge des Brennelementewechsels. Um diesen Ausfall durch Zwangsabschaltung zu kompensieren ist die Produktion aus fossilen Kraftwerken um 2–3 TWh monatlich angestiegen. Der Rest wäre durch die Nettoimporte abgedeckt worden. Der Ausbau der „regenerativen“ Energien in der Periode ist dabei berücksichtigt worden.

Beeinflussung der Strombörse

Durch den Teilausstieg waren die Strompreise an der Börse um 0,5 bis 8 Dollar pro MWh höher. Ferner gab es durch die Zwangsabschaltung z. B. im Februar 2017 infolge eines Kälteeinbruches und Dunkelflaute sehr viel höhere Spitzenpreise. Dies zeigt deutlich, daß eine rein energetische Betrachtung (Stromproduktion aus „regenerativen“ ersetzt Energie aus Kernkraft) zu völlig falschen Ergebnissen führen kann. Steigt der Stromverbrauch an (z. B. Kälteeinbruch), aber der Wind weht nicht stark genug, explodieren die Strompreise an der Börse, weil die gesamte fehlende Leistung ausschließlich durch die (noch) vorhandenen fossilen Kraftwerke kompensiert werden muß. Zumeist über Erdgaskraftwerke, dessen Brennstoffpreise selbst durch die Kälte übermäßig ansteigen. Ein sich gegenseitig aufschaukelnder Preisanstieg in der schönen neuen Welt der Windmühlen und Sonnenkollektoren. Im Betrachtungszeitraum 2011–2017 waren die Großhandelspreise inflationsbereinigt um 1,8 $/MWh – entsprechend 3,9 % – höher durch den (damals noch teilweisen) „Atomausstieg“. Die Stromproduktion aus den deutschen Kernkraftwerken ging in dieser Periode um 38,2% (-53,2 TWh/a) zurück. Die Produktion aus Steinkohle nahm um 31,7% (28,5 TWh/a) zu, die Produktion aus Erdgas um 26,2% (8,3 TWh/a) und die Stromimporte (netto) um 37,1% (10,2 TWh/a). Hier wird der ganze Wahnsinn eines nahezu gleichzeitigen Ausstiegs aus Kernkraft (2017 noch 86,2 TWh/a) und Kohle (Braunkohle 160,4 und Steinkohle 118,3 TWh/a) deutlich. Dies müßte nahezu alles durch Erdgas und Stromimporte abgedeckt werden. Weder können die „regenerativen“ (2017 noch 175,8 TWh/a) die Lücke füllen, noch unsere Nachbarn ihre Kapazitäten für die Dunkelflaute bzw. Entsorgung unseres Stromabfalls ausbauen. Die entstehenden Kosten aus unserer Nachfrage und dem geringen Angebot aus Erdgaskraftwerken und Stromimporten werden uns eine Preisexplosion bescheren. Danke Frau Merkel, wir schaffen das.

Auswirkungen auf Produzenten

Einen noch tieferen Einblick erhält man, wenn man die mittleren jährlichen Umsätze, Kosten und Gewinne für die Varianten Weiterbetrieb und Ausstieg vergleicht. Als Umsatz jedes Kraftwerks wird das Produkt aus dessen Stromproduktion und zeitgleichen Börsenpreisen angesetzt. Etwaige Zusatzeinnahmen werden nicht berücksichtigt. Bei den Kosten wird das Produkt aus Stromproduktion und Grenzkosten (Brennstoffkosten + Verschleiß; Kapital und Personalkosten fallen ohnehin an) angesetzt. Der entgangene Gewinn ergibt sich aus der Differenz beider Varianten. Der Umsatz der Kernkraftwerke ging um 2,2 Milliarden Dollar jährlich zurück. Parallel stieg der Umsatz der fossilen Kraftwerke um 2,6 Milliarden $/a an. Die Kosten verringerten sich bei den Kernkraftwerken um -0,6 Milliarden $/a (kein Brennstoff und keine zusätzlichen Endlagerkosten mehr), stiegen aber bei den fossilen Kraftwerken um 1,7 Milliarden $/a an. An dieser Stelle sei angemerkt, daß diese Kosten durch die CO2 Abgaben zukünftig noch wesentlich höher ausfallen werden. Damit ergibt die Vergleichsrechnung einen Rückgang der Gewinne der Kernkraftwerke um 1,6 Milliarden $/a bei einem gleichzeitigen Anstieg der fossilen Kraftwerke um 0,7 Milliarden $/a. Man kann also feststellen, daß die Belastung für die Verbraucher weit überproportional angestiegen ist. Die Stromverbraucher müssen über die EEG-Umlage und die Netzentgelte die vollen Kosten tragen, während man für die Produzenten salopp sagen könnte: Ist uns doch egal wie wir den Strom produzieren, wir verdienen immer. Ein klassisches Geschäft zu Lasten Dritter – uns Bürgern. Bei diesem Vergleich wurde unterstellt, daß die Strombörsen unserer Nachbarländer durch unseren „Atomausstieg“ nicht beeinflußt werden. Man sollte aber tunlichst im Auge behalten, daß Preise immer durch Angebot und Nachfrage gebildet werden. Wie lange werden unsere Nachbarn es hinnehmen, daß ihre Preise durch erhöhte Nachfrage aus Deutschland weiter nach oben gezogen werden und gleichzeitig durch die Entsorgung unseres Abfallstroms zu Dumpingpreisen (Preis unter Herstellungskosten) ihre Energieversorger geschädigt werden? Spätestens nach erfolgtem „Atom-“ und Kohleausstieg sind gewaltige politische Konflikte absehbar, die man nur mit dem Geld des deutschen Steuerzahlers glätten können wird. Auch an dieser Stelle ein herzliches „Danke Frau Merkel“ für ihre tolle Europapolitik.

Externe Kosten

Sind Kosten, die in betriebswirtschaftlichen Rechnungen gar nicht oder nur indirekt erfaßt werden: In diesem Falle z. B. die Schäden durch Stickoxide und Feinstäube. Eigentlich ist das Geschwafel von der „Internalisierung der externen Kosten“ lediglich ein Versuch die Planwirtschaft durch einen vermeintlich wissenschaftlichen Ansatz zu legitimieren. Aber Angelsachsen sind für ihren schwarzen Humor bekannt, also warum nicht einmal den Spieß umdrehen und die bekannte Zahlenakrobatik über Todesfälle durch Dieselabgase, Strahlenbelastung (durch Kernkraftwerke) etc. einmal umdrehen? Flugs wird hier nicht nur ausgerechnet, wie viele zusätzliche Todesfälle die Abschaltung der Kernkraftwerke gefordert hat, sondern auch was das gekostet haben soll.

Abschätzung der Emissionen

Die Freisetzung des CO2 wird für jedes Kraftwerk mit seinem spezifischen Wirkungsgrad und seines verwendeten Brennstoffs ermittelt. Wären in Phase 1 die Kernkraftwerke nicht abgeschaltet worden, wären 36,3 Millionen to jährlich weniger abgegeben worden. Für die Berechnung der Emissionen von SO2 , NOx und Feinstaub werden für jedes Kraftwerk die Daten aus den Brennstoffen, der Bauart (Entstickung, Entstaubung und Rauchgaswäsche) und des Betriebszustandes (Leistung) ermittelt. Hätte es nur in der Phase 1 des „Atomausstiegs“ keine Abschaltungen gegeben, wären 15900 to SO2 jährlich, 23700 to NOxjährlich und 600 to Feinstaub jährlich weniger in die Umwelt abgegeben worden. Mittels dieser Daten wurde die Anzahl der zusätzlichen Toten durch den „Atomausstieg“ mit 1142 Toten pro Jahr nur zwischen 2011 bis 2017 ermittelt. Man mag das glauben oder nicht, aber es ist die gleiche Zahlenakrobatik, die uns sonst im Zusammenhang z. B. mit Dieseln aufgetischt wird. Dort jedenfalls wird sie von Politikern und Medien für bare Münze gehalten.

Abschätzung der Immissionen

Um die Aussagen zu verbessern, werden noch die Immissionen im Umfeld jedes Kraftwerks berechnet. Basis sind die Meßstationen im Umkreis von 20 km um das Kraftwerk. Aus ihnen können die lokalen Ausbreitungsverhältnisse abgeleitet werden. Es ergab sich ein Anstieg von (im Mittel) Toten pro Jahr: 124,9 durch Braunkohle-, 315,7 durch Steinkohle-, 20,2 durch Erdgas- und 32,3 durch Ölkraftwerke. Die Gesamtzahl der Toten pro Jahr ist nach dieser Methode nur rund halb so hoch. Prinzipiell ist sie genauer, da sie die örtliche Bevölkerungsdichte, die Wetterverhältnisse und die schon vorhandene Belastung berücksichtigt.

Kosten für Risiko und Abfall der Kernenergie

Durch die Abschaltung der Kernkraftwerke wurde das Risiko eines Störfalls eliminiert und kein zusätzlicher „Atommüll“ mehr erzeugt. Je nach Risiko für einen Störfall (Eintrittswahrscheinlichkeit mal Schadenhöhe) und Endlagerung ergeben sich in der Literatur als externe Kosten 1 bis 4 $/MWh. Setzt man 3 $/MWh an, wären durch die Abschaltung 200 Millionen Dollar pro Jahr eingespart worden. Selbst wenn man für die externen Kosten das Zehnfache ansetzen würde – 30 $/MWh sind absurd hoch – wäre die Ersparnis mit 2 Milliarden Dollar pro Jahr immer noch erheblich geringer als die zusätzlichen externen Kosten durch den Mehreinsatz fossiler Energien.

Gesamtbilanz

Hier werden noch einmal die Differenzen der internen und externen Kosten des simulierten Weiterbetriebs zu der (tatsächlichen) Abschaltung der Kernkraftwerke in der Periode 2011 bis 2017 zusammengefaßt. Die Großhandelspreise für elektrische Energie waren im Mittel um 1,6 Milliarden Dollar (alle Preise zum Wechselkurs von 2017) pro Jahr höher, entsprechend 12,7%.

Für das freigesetzte CO2 wurde ein Preis von 50$ pro to angesetzt. Damit ergaben sich zusätzliche externe Kosten von 1,8 Milliarden pro Jahr, entsprechend 13%. Die höchsten externen Kosten sind durch die höhere Luftbelastung entstanden. Der Geldwerte Betrag für die Verkürzung der Lebensdauer wurde mit 8,7 Milliarden Dollar pro Jahr ermittelt. Siehe jedoch weiter oben die Einschätzung solcher Berechnungen über „virtuelle Tote“. Allerdings ist dies nichts anderes, als uns sonst durch „Umweltschützer“, Politiker und Medien vorgesetzt wird. Nach dieser Rechnung ergibt sich ein Schaden von über 12 Milliarden Dollar jährlich durch die Zwangsabschaltungen (nur) der Phase 1 des „Atomausstiegs“. Was die Leistung der verbliebenen (größeren) Kernkraftwerke bis 2022 betrifft, wird der Gesamtschaden mehr als doppelt so groß sein. Etwaige Kosten für den „Netzausbau“, Ersatzinvestitionen etc. sind dabei noch gar nicht berücksichtigt.

Anmerkung

Diese Studie hat zumindest immense politische Bedeutung. Seit Jahren ertragen wird die irrsinnigsten Zahlen über die „wahren“ Kosten der Kernenergie. Obwohl überall auf der Welt Kernenergie die geringsten Kosten der Stromerzeugung vorweist – und deshalb auch weiterhin in Kernkraftwerke investiert wird – lassen wir uns durch neomarxistische Ansätze über „externe Kosten“ ins Bockshorn jagen. Schön, wenn man einmal den Spieß umdreht. Es wird eine Freude sein, zu sehen wie die einschlägigen Verfechter der „Großen Transformation“ von DIW, Ökoinstitut, Fraunhofer, Agora, Umwelthilfe etc. diese 12 Milliarden jährlich allein durch die erste Phase des „Atomausstiegs“ in Frage stellen werden. Mögen sie ihre Excel-Tabellen zum rauchen bringen. Es wird sie nicht von ihrem Dilemma erlösen: Entweder sind die Zahlen hier falsch, dann sind aber auch alle ihre Studien zur „Energiewende“ falsch oder sie verteidigen ihre Methoden als richtig, dann geben sie damit endlich zu, daß der „Atomausstieg“ ein schwerer Fehler war.

Wohin die Reise geht

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 14000 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 10320 kWh/a ansteigen (Deutschland in 2014: 7035 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% auf dann 28% aus. Also noch durchaus weit entfernt von dem Anteil von 75% in Frankreich. Es handelt sich wohl um eine realistische Annahme.

Will man dieses ehrgeizige Ziel erreichen, muß man von jetzt ab 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.

Es bleibt nur die III. Generation

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 darüberhinaus 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).

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 3000 $/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.

Die Frage der Sicherheit

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 hatte 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 alle Male 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 2000 $/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.

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.

Weitere Entwicklungen

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.

Die Energiewende tötet

Nein, hier geht es nicht um Insekten, Fledermäuse, Greifvögel etc. und auch nicht um Infraschall oder Monteure, die nicht rechtzeitig aus großer Höhe abgeborgen werden können, sondern um Strompreise. Es geht auch nicht um Geschichte (in den Wintern nach dem Zusammenbruch des Sowjet-Reiches) über Rentner, die im Winter erfroren sind, weil sie ihre Energierechnungen nicht mehr bezahlen konnten. Damals in Deutschland kaum wahrgenommen. Heute, im Zeitalter der Diskussion um „kleine Renten“ und dem zwangsweisen Abklemmen hunderttausender vom Stromnetz, wäre dies sicherlich schon etwas anders.

Hier geht es um ein Papier mit dem unverfänglichen Titel Be Cautious with the Precautionary Principle: Evidence from Fukushima Daiichi Nuclear Accident. Übersetzt etwa: Vorsicht mit dem Vorsorgeprinzip, Nachweis durch das Unglück in Fukushima. Was man auf den ersten Blick gar nicht vermuten mag, dieses Diskussionspapier stammt vom Institut zur Zukunft der Arbeit (IZA) in Bonn. Eine Wirtschaftsforschungseinrichtung der Deutschen-Post-Stiftung. Sie soll lt. wikipedia etwa 50 Mitarbeiter haben und in einer schmucken Villa in Bonn residieren. Was mag ein Forschungsinstitut zur „Zukunft der Arbeit“ in Deutschland bewegen, eine Studie über den Zusammenhang zwischen Strompreisen und Todesfällen zu veröffentlichen? Ein Schelm, wer dabei spontan an etwas ganz anderes als das Reaktorunglück in Fukushima denkt.

Die Labormaus Fukushima

Durch das Erdbeben mit anschließendem Tsunami kam es innerhalb von 14 Monaten zum totalen Abschalten aller Kernkraftwerke in Japan. Eine verständliche und richtige Reaktion. Man wollte in aller Ruhe die Ursachen und Schäden des Reaktorunglücks in Fukushima analysieren und gegebenenfalls Abwehrmaßnahmen einleiten. Bis heute sind noch nicht alle Reaktoren wieder am Netz. Hierdurch kam es zu einem scharfen Preisanstieg. In den ersten vier Jahren nach dem Unglück stieg der Anteil fossiler Energien von 62% auf 88%, parallel ging der Anteil der Kernenergie von 30% auf Null zurück. Bis 2016 war der Strommarkt – ähnlich wie früher in Deutschland auch – stark reguliert. Es gab zehn Versorgungsgebiete, in denen jeweils ein Versorger das Monopol hatte. Dafür mußte der Versorger sich seine Strompreise genehmigen lassen und zu diesem Zweck seine Kalkulationen offen legen. Man kann daher die Ursachen der Strompreisanstiege sehr genau nachvollziehen. Gemäß dem unterschiedlichen Anteil von Kernenergie in den Regionen, bewegte sich der Anstieg in Folge der Abschaltungen zwischen etwa 15% (Okinawa) und 44%. (Hokkaido, Kansai).

Für das Verständnis der Studie sind die gänzlich anderen Abrechnungsmodi für Haushaltsstrom in Japan von Bedeutung. Es gibt einen Grundpreis und einen Zuschlag, der sich aus dem Verbrauch des Vormonates ergibt (ähnlich Arbeits- und Leistungspreis für Industriekunden in Deutschland). Der „Preisdruck“ ist damit viel unmittelbarer als bei uns mit jährlicher Abrechnung und konstanten Monatsabschlägen. Japaner reagieren dadurch sofort mit Sparmaßnahmen. Ein weiterer Unterschied zu Deutschland ist der höhere Anteil elektrischer Energie zu Heizzwecken (ähnlich Frankreich).

Die monatlichen Sterbefälle wurden aus den öffentlichen Registern entnommen und auf Hunderttausend Einwohner normiert. Unterschiedliche Altersstrukturen in den Gemeinden wurden korrigierend berücksichtigt. Die stündlichen Temperaturen wurden von den meteorologischen Stationen verwendet und in acht Temperaturintervallen sortiert und mit den entsprechenden Bevölkerungszahlen gewichtet.

Die ökonometrischen Modelle

Im ersten Schritt wurde ein mathematisches Modell für die Quantifizierung von Strompreis und Verbrauch erstellt. Hierbei wurden noch zusätzliche Einflüsse berücksichtigt (z. B. die zeitliche Verzögerung durch die Rechnungsstellung, zusätzliche Wetterdaten wie Feuchtigkeit und Wind, Anzahl der Kinder bzw. Rentner im Haushalt usw.). Im zweiten Schritt wurde der Zusammenhang zwischen Sterblichkeit und Außentemperaturen geklärt. Im nächsten Schritt wurde aus diesen Teilmodellen ein Modell gebildet, welches die Sterblichkeit als Funktion von Außentemperatur und Strompreis darstellt. Vereinfacht kann man sagen, daß höhere Strompreise zu einer geringeren Beheizung führten und damit bei extremen Temperaturen das Risiko zu sterben anstieg.

Lange Rede, kurzer Sinn – allen Statistik-Freaks sei der Originalartikel empfohlen – die Studie kommt zu dem Ergebnis, daß infolge des Strompreisanstiegs durch die Abschaltung der Kernkraftwerke im Zeitraum 2011–2014 in Japan zusätzlich mindestens 4500 Menschen gestorben sind.

Konsequenzen für Deutschland

Bei aller Skepsis, die ein Kerntechniker gegenüber Korrelationen und daraus abgeleiteten Todesursachen hat, bleibt jedoch eine klare – wenn eigentlich triviale – Aussage: Hohe Energiepreise töten. Dies sei allen Anhängern der Öko-Sozialistischen-Verzichtskultur in ihre Gebetbücher geschrieben. Sie tötet nicht virtuell, wie irgendeine (eingebildete) Strahlengefahr, sondern ganz unmittelbar und meßbar. Die „Kältetoten“ sind real und erfaßbar. Kein Obdachloser oder Kleinrentner dem Strom und Gas abgestellt wurde, stirbt freiwillig. Alle Anhänger der „großen Transformation“ müssen sich einst wie ihre ideologischen Vorgänger Hitler, Stalin, Mao und Pol Pot für ihre Ideologie vor Gott und der Menschheit verantworten. Wer Energiepreise in schwindelnde Höhen treibt, rettet nicht die Erde vor einem (eingebildeten) „Hitzetod“, sondern tötet ganz unmittelbar und bewußt Menschen. Dies ist die Gemeinsamkeit aller sozialistischen Hirngespinste: Eine vermeintlich bessere Welt in der fernen Zukunft soll durch einen mit Toten gepflasterten Weg erkauft werden. Und noch etwas sei allen Akteueren ins Stammbuch geschrieben: Preise sind in freier Übereinkunft aus Angebot und Nachfrage gebildete Maßstäbe für die Knappheit eines Gutes. Irgendwelche CO2– Abgaben sind demgegenüber rein planwirtschaftliche Maßnahmen und damit das genaue Gegenteil von Marktwirtschaft und freiheitlicher Gesellschaft. Sie können niemals den Weg in eine bessere Zukunft weisen.

So geht Kohleausstieg

Rechtzeitig zum Winterbeginn wurde am 15. November in Haiyang in der Shandong Provinz in China die erste Stufe einer nuklearen Fernwärmeversorgung in Betrieb genommen. Vorerst werden 700 000 Quadratmeter Wohnfläche aus dem Kernkraftwerk Haiyang mit Wärme versorgt. Es handelt sich um die eigene Wohnsiedlung und einige öffentliche Gebäude. Schon dieser allererste Schritt spart rund 23 200 to Kohle pro Jahr ein. Die lokale Umwelt wird von 222 to Feinstaub und Ruß, 382 to Schwefeldioxid und 60 000 to CO2 jährlich entlastet. Ab 2021 soll ganz Haiyang mit 30 Millionen Quadratmeter versorgt werden. Im Endausbau sollen bis zu 200 Millionen Quadratmeter Wohnfläche in einem Radius von 100 km aus diesem Kernkraftwerk versorgt werden. Dies soll dann 6,6 Millionen to Kohle pro Jahr einsparen. Wohl gemerkt, nur für die Heizung in einem Ballungsraum.

Klimatische Verhältnisse

Neben seiner Größe und seines Bevölkerungsreichtums herrschen in China recht extreme Temperaturen. So liegt Haiyang etwa auf der gleichen Breite wie Tunis, hat aber eher Berliner Temperaturen. Im Januar bewegen sich die mittleren Temperaturen zwischen -5° und 1°C. Obwohl an der Küste gelegen, sind aber auch Temperaturen von unter -10°C durchaus nicht selten. Im Sommer herrscht feuchte Hitze zwischen 24° bis 28°C. Je nach Windrichtung (Monsun), herrscht Meeres- oder Kontinentalklima vor. Im Nordosten von China sind die Winter extrem lang und bitterkalt. Die vielen Kohleheizungen sind dort Ursache für die extrem schlechte Luft im Winter, die von der Bevölkerung nicht mehr länger toleriert wird. Luftverschmutzung ist eins der wesentlichen Probleme für die Regierenden auf allen Ebenen. Als (wirtschaftlich praktikable) Lösung bieten sich nur zwei Ansätze: Ersatz der „schmutzigen“ Kohle durch „sauberes“ Erdgas als Brennstoff oder Ausbau der Fernwärme und Einspeisung von nuklearer Abwärme. Erdgas muß überwiegend importiert werden und erfordert damit einen kontinuierlichen Devisenbedarf. Der Bau von Kernkraftwerken erfordert lediglich in der Bauphase einen großen Kapitalaufwand, während der Uranverbrauch später kaum noch ins Gewicht fällt. Langfristig sicherlich die günstigere Lösung. Mit jedem Kernkraftwerk das in Betrieb geht, sinkt der Kohlenverbrauch gleich um mehrere Millionen Tonnen pro Jahr.

Der Drang in die Ballungsräume

Weltweit wachsen die Ballungsräume immer schneller. Sie sind insbesondere für junge Menschen wegen der angebotenen Arbeitsplätze und der vielfältigen Freizeitangebote höchst attraktiv. Dies haben Berlin und Lagos – wenn auch auf völlig unterschiedlichem Niveau – gemeinsam. Die hohe Bevölkerungsdichte führt allerdings zu enormen Umweltbelastungen (Luftverschmutzung, Verkehr, Müll, Abwasser, usw.), die die Lebensqualität stark einschränken (können). Im Grunde genommen, sind Großstädte wie Mars-Kolonien: Sie sind nur durch „Technik“ überhaupt lebensfähig. Hat man erstmal eine Einwohnerzahl wie Peking (21 Millionen) oder Shanghai (23 Millionen) erreicht, ist eine Heizung bzw. Klimatisierung nur noch über Fernwärme- oder Kaltwassernetze sinnvoll möglich. Will man die Luftqualität merklich verbessern, muß man die Abgasquellen beseitigen oder zumindest aus der Stadt schaffen. Absolut keine neue Erkenntnis. Genau diesen Weg hat man in allen Industrieländern beschritten. Es ist der einzig gangbare Weg: Unabhängig von Region, Kultur und Wirtschaftssystem. Zentraler Gesichtspunkt ist dabei die Energiedichte. Will man den sehr hohen Energiebedarf pro Fläche in einer Großstadt ausgerechnet mit „Regenerativen“ (Wind, Sonne, Biomasse) bereitstellen, zerstört ein Ballungsraum eine ganze Region oder sogar ein ganzes Land. Immerhin hat das „kleine“ Shanghai inzwischen mehr Einwohner als ganz Österreich.

Der chinesische Weg

China hat ernsthafte Probleme mit der Luftverschmutzung. Hauptursache ist der gewaltige – und immer noch steigende –Verbrauch an Kohle. 2016 verbrauchte China 3349 Millionen to Steinkohle (Deutschland 57 Mio to), sowie 140 Millionen to Braunkohle (D 168 Mio to). China setzt deshalb konsequent auf den Ausbau der Kernenergie. In der ersten Phase hat man sich weltweit alle möglichen Reaktortypen zusammengekauft. Diese Phase scheint abgeschlossen. Von jetzt an, setzt man auf den Bau von Eigenentwicklungen (Hualong und CAP1000) auch für den Export. Bisher wurden fast alle Reaktoren an der Küste gebaut (billige Kühlung durch Meerwasser). Endgültige Klarheit über Typen und Standorte wird das Inkrafttreten des 14. Fünfjahrplan (2021–2026) verschaffen.

Von Anfang an, ist man aber mit großen Kraftwerken (bis 6 Reaktoren) möglichst nah an die Ballungszentren herangerückt. Dies spart schon mal lange und kostspielige Hochspannungstrassen. Auch mit diesen – anders als in Deutschland – hat man bereits seine Erfahrungen gesammelt. Das Hochspannungsnetz von China hat eine Länge von etwa einer Million km (Deutschland 35 000 km). Paradestücke ist z. B. die 800 kV Tian-Zhong Stromtrasse mit einer Länge von fast 2200 km. Zehn weitere solcher Trassen sind in Bau oder Planung. Thermische Kraftwerke in der Nähe von großen Städten bieten sich aber auch für die Kraft-Wärme-Kopplung an. Darunter versteht man die doppelte Ausnutzung des Brennstoffs für die Stromerzeugung und Heizung – eine besonders effiziente und umweltfreundliche Energienutzung.

Wenn man jedoch so nah an Ballungsräume heranrückt, ist ganz besonderer Wert auf die Sicherheit zu legen. Bei den zwei Reaktoren vom Typ AP-1000 handelt es sich wohl um die zur Zeit sichersten und modernsten Druckwasserreaktoren, die auf dem Weltmarkt zu kaufen sind. Zwei dieser Reaktoren befinden sich auch in Vogtle USA im Bau, zwei weitere in Sanmen China sind schon in Betrieb. Dieser Reaktor verfügt über passive Sicherheitseinrichtungen, die ein Unglück wie in Fukushima („station blackout“, dies ist ein totaler Ausfall des Kraftstroms) ausschließen. Die Nachzerfallswärme könnte ohne jeden Eingriff des Betriebspersonals abgeführt werden.

Die Verknüpfung mit dem Fernwärmenetz der Fengyan Thermal Power geschieht in einem separaten Gebäude auf dem Gelände des Kernkraftwerks. Wichtig unter Sicherheitsaspekten ist, daß das Fernheiznetz physikalisch durch Wärmeübertrager vom sekundären Dampfkreislauf des Kernkraftwerks völlig getrennt ist. Eine „Ausbreitung von Radioaktivität“ im Heizungsnetz kann also ausgeschlossen und ständig automatisch überwacht werden. Jeder muß nun selbst entscheiden, was für ihn ein größeres Risiko darstellt: Eine virtuelle Strahlenangst oder eine chronische Belastung durch Abgase.

Übertragung auf deutsche Verhältnisse

In Deutschland sind rund 14% aller Wohnungen an Fernwärme angeschlossen und damit werden rund 9% des gesamten Wärmebedarfs abgedeckt. Dies ist z. B. gegenüber Dänemark bescheiden: Dort werden 62% aller Haushalte durch Fernwärme versorgt. In großen Städten ist dort die Versorgung nahezu vollständig. So oder so, lassen sich durch den Ausbau der Fernwärme in Deutschland noch beträchtliche Mengen an fossilen Brennstoffen einsparen. Schneller und kostengünstiger als durch jedwede „Elektromobilität“. Aus ideologischen Gründen verdrängt man in Deutschland umweltfreundliche Kohlekraftwerke (mit Entstaubung, Entstickung und Rauchgaswäsche) durch kaum bessere Gaskraftwerke. Gemessen an den Entwicklungen z. B. in China, kann das nur eine Übergangslösung sein.

Es kann also nicht schaden, sich schon jetzt ein paar Gedanken für die Zeit nach dem Öko-Sozialismus zu machen. In dem dann wieder aufzubauenden Deutschland wird eine kostengünstige und sichere Energieversorgung (wieder) eine zentrale Aufgabe sein. Die Kerntechnik entwickelt sich beständig weiter. Sie hat bereits heute ein sicherheitstechnisches Niveau erreicht, das es erlaubt Kernkraftwerke in unmittelbarer Nähe von Städten zu errichten – jedenfalls eher als Chemieanlagen, Raffinerien, Windparks etc. Allerdings gibt es einen Unterschied zu China: Unsere Städte sind bedeutend kleiner. Der Einsatz konventioneller Reaktoren ist daher begrenzt. In Deutschland gehört die Zukunft den SMR (kleine Reaktoren bis zu etwa 300 MWel). Mit diesen könnten ganz unmittelbar bisherige Heiz-Kraftwerke (Kohle oder Erdgas) ersetzt werden. Alle notwendigen Einrichtungen (Stromanschlüsse, Pumpstationen etc.) könnten weiter benutzt werden. Durch diese dezentrale Lösung entfielen auch neue Hochspannungstrassen, wie sie z. B. für Windenergie aus der Nordsee nötig sind. Hinzu kommt eine enorme Versorgungssicherheit (Abdeckung des Bedarfs 24h an 7 Tagen die Woche) und Unabhängigkeit von Energieimporten. Da in solchen Kraftwerken nur alle paar Jahre ein Brennstoffwechsel notwendig ist, sind z. B. Erpressungsversuche durch Abstellen der Erdgaspipelines ausgeschlossen.

Erdgas weiter auf dem Vormarsch

Durch die „Schiefer-Revolution“ in den USA wird Erdgas immer billiger – wobei diese Revolution im Rest der Welt noch gar nicht stattgefunden hat. Es ist wie so oft in freien Märkten, die durch neue Technologien entstandene Schwemme in einem Winkel der Welt drückt weltweit auf die Preise. Durch die verringerten Preise entstehen neue Anwendungsgebiete, wie z. B. in der Stromerzeugung (Gasturbinen mit Abhitzekesseln) oder beim Transport (Diesel-Gasmotoren). Diese zusätzliche Nachfrage wiederum, facht die ganze Entwicklung weiter an, auch wenn man durch künstliche Zäune – wie in Deutschland – versucht die Preise hoch zu halten. Technischer Fortschritt läßt sich nicht durch Ideologie aufhalten. Wer sich dem entgegenstemmt, wird untergehen.

Erdgas hat allerdings einen entscheidenden Nachteil gegenüber Öl: Als Gas ist seine Dichte sehr gering (etwa 0,72 kg pro m3) und damit auch sein auf das Volumen bezogener Energiegehalt (etwa 10 kWh pro m3, was nur etwa einem Liter Diesel entspricht.). Es blieb damit nur die Rohrleitung als Transportmöglichkeit, was aber ein äußerst starres System ergibt: Der Brenner der Heizung im Keller muß lückenlos mit dem Gasfeld (im fernen Sibirien) verbunden sein. Gibt es keinen Gasanschluss, kann man auch kein Erdgas nutzen. Soviel nur zum Thema „Abschaffung der Ölheizungen wegen Klima“. Die geringe Energiedichte bringt aber noch einen weiteren entscheidenden Nachteil für die Energiewirtschaft mit sich: Die Speicherung ist sehr aufwendig und ebenfalls sehr kapitalintensiv. Diese negative Eigenschaft hat Erdgas übrigens mit sog. „regenerativen Energien“ gemeinsam, was deren geplante Ergänzung durch Erdgas (Dunkelflaute) besonders delikat macht.

Eine handelsübliche Druckgasflasche aus Stahl, mit einem Volumen von 50 Litern und einem Fülldruck von 300 bar, wiegt 75 kg (nackt, ohne Ventil etc.). Sie kann 15 m3 Erdgas speichern und wiegt damit befüllt knapp 86 kg. Die gespeicherte Energie beträgt rund 150 kWh oder anders ausgedrückt: Auf die gesamte Masse bezogen, nur rund 15% der von Dieselkraftstoff. So viel zu der Schnapsidee „wegen Klima fahren wir bald mit Power to Gas“. Bei Wasserstoff sieht die Sache übrigens noch viel schlechter aus, da Wasserstoff nur 30% des Heizwertes pro Volumen von Erdgas besitzt. Noch Fragen, warum die deutschen Automobilhersteller aus der Wasserstoffnutzung ausgestiegen sind? Wenn man ein Auto ohne Benzin oder Diesel bauen soll, erscheint einem die Lithium-Ionen-Batterie geradezu als Rettung – solange man es nicht selbst fahren muß.

Erdgas zur Stromerzeugung

Erdgas verdrängt in den USA (momentan) Kohle als Brennstoff der Wahl. Die Stromerzeugungskosten setzen sich wesentlich aus den Fixkosten (Baukosten, Lebensdauer, Verzinsung, Arbeitsausnutzung, Personal etc.) und den Brennstoffkosten zusammen. Ein Kohlekraftwerk ist im Bau und Betrieb wesentlich teuerer als ein Kombikraftwerk mit Gasturbine und Abhitzekessel (bei gleichem Umweltschutzstandard). Dieser Nachteil müßte durch billige Kohle kompensiert werden. Trotz aller (vermeintlichen) Vorteile, kann man ein Gaskraftwerk nur bauen, wenn am gegebenen Standort auch allzeit genug Gas zur Verfügung steht – ein passendes Rohr allein, ist noch nicht hinreichend. Erdgaspreise unterliegen starken saisonalen Schwankungen. Ursache ist der Sektor Gebäudeheizungen. Die Heizungen müssen auf jeden Fall im Winter bedient werden. Deshalb bezahlen die Heizungskunden auch nahezu vollständig das erforderliche Rohrleitungsnetz und die Erdgasspeicher. Kraftwerke können zwar im Sommer – wenn kaum Erdgas verbraucht würde – sehr günstig einkaufen. Besonders an kalten Tagen müssen sie aber extrem hohe Preise bezahlen oder werden sogar abgeschaltet. Diese Tatsache macht aus der schönen neuen Welt der „umweltschonenden Gaskraftwerke“ als Backup für Windmühlen und Photovoltaik lediglich eine Fata Morgana. Man könnte auch sagen: Annalena verschiebt die „Speicherung von Strom im Netz“ lediglich durch „Power to Gas in das (angeblich) vorhandene Gasnetz“.

Kryotechnik

Will man mehr Erdgas einsetzen, braucht man ein weiteres Transport- und Speichersystem welches örtlich unabhängig ist und eine hohe Energiedichte besitzt. Die großtechnische Lösung ist die Verflüssigung durch Unterkühlung auf unter -162°C. Durch diesen Phasenwechsel von Gas auf flüssig verringert sich das Ursprungsvolumen auf den sechshundertsten Teil und erreicht damit immerhin 60% des Energiegehalts von Diesel. Schlagartig ist es auch in Fahrzeugen (Schiffe und LKW, bald auch Lokomotiven) einsatzbereit. Es muß nur noch zu den Häfen, Autobahntankstellen und Bahnbetriebswerken gelangen. Bisher geschieht der Transport von LNG (flüssiges Erdgas) fast ausschließlich durch spezielle Tankschiffe (über sehr große Entfernungen) und Tankwagen auf der Straße im Nahbereich. Es fehlt bisher noch das mittlere Glied für größere Mengen (z. B. abgelegene Kleinstädte, Industrieanlagen, Kraftwerke usw.) auf größeren Strecken. Hierfür bietet sich die Eisenbahn an. In den USA werden bereits über 30% aller Güter zwischen den Städten und dem Ex- und Import mit der Eisenbahn transportiert. Sie gilt dabei als besonders umweltfreundlich, da sie 2017 im Schnitt mit einer Gallone Diesel eine Tonne Fracht 479 Meilen weit transportiert hat. Rechnet man das auf einen LKW (40-Tonner mit 25 to Nutzlast) um, dürfte der gerade einmal etwas mehr als 12 Liter (und nicht zwischen 30 und 40 Litern) auf 100 km verbrauchen. So ist es nicht verwunderlich, daß Donald Trump im April eine Verordnung erließ, den Transport von LNG in Eisenbahntankwagen zu ermöglichen. Hintergrund ist die Steigerung der Kapazität zur Verflüssigung von Erdgas um 939% im Zeitraum zwischen 2010 und 2018 durch die Inbetriebnahme neuer Terminals für den Export – Tendenz weiter stark steigend. Mit anderen Worten, es steht genug verflüssigtes Erdgas in den USA zur Verfügung, es muß nur noch zu den potentiellen Verbrauchern im Inland gelangen.

DOT-113 C140W Eisenbahntankwagen

Bisher durfte verflüssigtes Erdgas (LNG) nur mit der Bahn in den USA transportiert werden, wenn eine Sondergenehmigung vorlag und es in eigenen Spezialbehältern abgefüllt war. So ist natürlich kein Massentransport möglich. LNG konnte nur mit Spezialtankwagen auf der Straße transportiert werden. Mit zunehmender Menge kommen damit die Nachteile bezüglich Umweltbelastung, Sicherheit und Kosten zum Tragen. Demgegenüber ist der Massentransport nicht nur von Mineralölen, sondern auch von technischen Gasen mittels Kryotankwagen vom Typ DOT-113 seit Jahrzehnten bei den amerikanischen Eisenbahnen erprobt. Gleichwohl gab es erstmal einen Aufschrei bei den einschlägig bekannten „Umweltschutzorganisationen“. Da alle Trends mit zeitlicher Verzögerung über den Atlantik nach Europa schwappen, erscheint es sinnvoll, hier schon heute etwas näher darauf einzugehen.

Ein solcher Kryotankwagen ist nach dem Prinzip der Thermosflasche gebaut. Der eigentlich Tank besteht aus mind. 5 mm starkem Edelstahl (Type 304 oder 304L stainless steel nach ASTM A240/A240M gefertigt). Edelstahl ist notwendig, da normaler Stahl nicht die tiefe Temperatur von -162,2 °C aushält (Versprödung). Die äußere Hülle besteht aus mind. 11 mm dickem Kohlenstoffstahl. Sie ist die eigentliche Schutzhülle bei Unfällen. Zwischen beiden Hüllen besteht Vakuum und eine zusätzliche Isolierung gegen Strahlung (Mylar). Die Isolierung muß so gut sein, daß der tägliche Druckanstieg nur 3 psig (0,2 bar) beträgt. Der Tankwagen muß mindestens 45 Tage unterwegs sein können, bevor er beginnt Gas abzublasen. Er ist also während des Transports hermetisch abgeschlossen und es gelangt kein Erdgas in die Umgebung. Um dies zu erreichen, dürfen die Tankwagen nur mit 32, 5 Gewichtsprozenten beladen werden und bei Transportbeginn höchstens einen Druck von maximal 15 psig (1,034 bar) aufweisen. Der Trick, mit der unvermeidlich von außen eindringenden Wärme fertig zu werden, besteht also darin, stets im Nassdampfgebiet zu verbleiben. Es verdampft beständig eine entsprechende Menge des flüssigen Erdgases – wodurch dieses sich selbst kühlt – und steigt als Dampf in den Gasraum oberhalb der Flüssigkeit auf. Dadurch steigt natürlich der Druck im Behälter an. Um ein platzen zu verhindern, verfügt der Tankwagen über mehrere Sicherheitsventile, die gegebenenfalls den Druck kontrolliert abbauen. Dies geschieht schon bei etwa der Hälfte des Berstdruckes für den inneren Behälter. Bei der äußeren Hülle ist das Auslegungskriterium ein Mindestdruck von 2,6 bar gegen das Einbeulen (Vakuum im Zwischenraum).

Beim Umgang mit LNG ist Schutzkleidung zu tragen. Schon Spritzer (Augen) können wegen ihrer „Kälte“ schwere Verletzungen verursachen. Läuft LNG aus, verbreitet es sich schnell auf Boden oder Gewässern und fängt sofort an zu sieden. Der Dampf kann mit der Luft im Bereich zwischen 5% bis 15% ein zündfähiges Gemisch bilden. Geschieht die Zündung unmittelbar, entsteht ein Flächenbrand. Steigt die Gaswolke auf, kann sie einen Feuerball mit einer maximalen Temperatur von 1330 °C bilden. Ihre Zündgeschwindigkeit ist aber so gering, daß im Freien daraus keine Explosion resultiert. Anders sieht es aus, wenn die Gase z. B. in ein Gebäude oder einen Tunnel eindringen. Ein Tankwagen kann nicht explodieren, selbst wenn ein anderer neben ihm brennt. Bei Überhitzung würden die Sicherheitsventile abblasen. Selbst beim Versagen aller Sicherheitsventile ist eine physikalische Explosion infolge eines hohen Wärmeeintrages (BLEVE Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion) auszuschließen. Für Züge mit solchen Wagons gelten darüberhinaus zahlreiche besonderen Betriebsvorschriften: Begrenzung der Geschwindigkeit außerhalb von Siedlungen auf 80 km/h und in der Nähe auf 64 km/h, regelmäßige Überwachung etc.

Wo kommt das viele Gas her?

Die USA sind Dank der Politik von Donald Trump zum größten Ölproduzenten aufgestiegen. Viele (Rußland, Saudi-Arabien usw.) hatten gehofft, daß bei einem Ölpreis von 50 bis 60 $/bbl die „Shale-Revolution“ in sich zusammenbrechen würde. Angefangen hat diese Revolution mit der Förderung von Schiefergas aus der Marcellus-Formation an der Ostküste, ist aber sehr schnell auf die Ölgebiete in Texas und New Mexico übergesprungen. Damit gibt es eine weitere sprudelnde Erdgasquelle in der Form von Begleitgas. In Texas waren die Erdgaspreise im letzten Jahr sogar negativ und man mußte wieder zum Abfackeln übergehen. Dies ist aber wegen der Umweltverschmutzung nur eingeschränkt erlaubt.

In den USA ist die Ölindustrie – völlig anders als in Rußland oder dem arabischen Raum – eher mittelständisch geprägt. Es gibt über 9000 Produzenten. Es geht eher zu, wie in der Software-Branche: Unzählige Erfinder und Glücksritter probieren ständig neue Ideen aus. Manche werden reich, viele gehen Pleite und unzählige werden von den ganz großen aufgekauft um ihre Erfindungen schnellstmöglich besser zu verwerten. So hat die international tätige Occidental die regionale Anadarko aus Texas geschluckt und so auf einen Schlag zusätzlich 25 000 Quellen und eine Beteiligung an weiteren 100 000 Quellen im Schiefergeschäft hinzugewonnen. Dies ist die eine Richtung der Kostensenkung durch Skaleneffekte. Die andere Richtung geht über den Hinzugewinn an Technologie und Daten. Die Ölindustrie ist neben dem Militär einer der entscheidenden Entwickler und Anwender des maschinellen Lernens – in Deutschland gern als künstliche Intelligenz (KI) bezeichnet. Die Ölindustrie hat traditionell schon immer gewaltige Datenmengen gesammelt und versucht auszuwerten. Diese harren nun der Nutzung für z. B. automatisierte Bohrungen. Die Fortschritte sind atemberaubend, so konnte allein in den drei Schiefer-Becken Eagle Ford, Bakken und Permian die Förderung von 1,5 auf 7 Millionen Barrel Öläquivalent pro Tag gesteigert werden – wohl gemerkt, in den letzten sechs Jahren. Durch die Anwendung von Technik und Wissenschaft konnte die Entölung von anfänglich 5–10% auf 20% gesteigert werden. Das führt zu dem Paradox von gleichzeitig steigender Förderung bei wachsenden Vorräten – mit der Konsequenz stark fallender Produktionskosten.

Anmerkung

Es werden weltweit noch immer große Mengen Erdgas einfach abgefackelt. Durch die Entwicklung der Erdgasverflüssigung (LNG) sind neue Transportwege und Absatzmärkte erschlossen worden. Solche Kuriositäten wie Nord Stream oder die Schwarzmeer-Pipeline werden wohl zukünftig nie mehr gebaut werden. Jetzt geht es um den konsequenten Aufbau von LNG-Lieferketten vom Supertanker über die Eisenbahn bis hin zum Tankwagen auf der Straße für die abgelegensten Ecken. Dann kann erstmalig nach der Erfindung von Benzin und Diesel ein neuer Kraftstoff in den Verkehrssektor als Alternative eindringen. Entscheidend ist nur der Preis und der sieht sehr verlockend aus (Aktuell kostet LNG knapp die Hälfte von Rohöl ab Corpus Christi). In den USA baut man bereits ein Tankstellennetz für LKW auf dem Autobahnnetz auf. In allen großen Häfen kann bereits LNG gebunkert werden.

Wasserstoff, der neue Heilsbringer

Es gibt einen guten Grundsatz im Bankgeschäft: Werfe nie gutes Geld schlechtem hinterher. Energiewende geht anders. Zuerst hat man die Landschaft mit Windmühlen und Sonnenkollektoren zugepflastert. Die zwei zentralen Werbeslogans waren ≫Die Sonne schickt keine Rechnung≪ und ≫Irgendwo weht immer der Wind≪. Beide gleichermaßen trivial und im Zusammenhang mit dem europäischen Stromnetz schlicht weg falsch. Kritik wurde einfach – z. B. durch die unvergleichliche Energie-Fach-Frau Claudia Kemfert –weg gelächelt. Sie schwafelte sich monatelang mit ihrem ≫smarten Netz≪ und ihren ≫intelligenten Zählern≪ durch die Gesprächsrunden im Staatsfernsehen. Leider kam die gemeine Hausfrau sehr schnell dahinter, daß es sich dabei nur um Neusprech für Rationierung handelte. Lebensmittelkarten, egal ob elektronisch oder nicht, sind nun mal in Deutschland aus Erfahrung gemieden. Auch wollte besagte Hausfrau ungern die Wäsche des nachts im Plattenbau schleudern lassen oder solange im Saft stehen lassen, bis mal wieder der Wind weht. Was natürlich unsere Schlangenölverkäufer und Kombinatsleiter nicht davon abhält – nun eher in aller Stille – die guten alten Stromzähler durch neue und wesentlich teurere auszutauschen. Geschäft ist Geschäft und man erfüllt damit natürlich nur die Vorgaben der Politik. Innerlich war man schon immer irgendwie kritisch.

Nun weiß man aber aus der Werbung, daß es wenig effektiv ist, abgedroschene Werbeslogans weiter zu senden. Es mußte also ein neuer Gimmick her, mit dem man in einschlägigen Talkshows brillieren konnte: Das batteriebetriebene Elektroauto ward geboren. Wohlgemerkt, die Betonung lag auf ≫batteriebetrieben≪. Damit sollte der Hipster aus der Vorstadt sein Auto aufladen, wenn die Sonne scheint oder der Wind weht und sollte sogar noch ein Zubrot erzielen können, wenn er dem Prekariat im Sozialbau bei kalter Dunkelflaute mit ein bischen Strom aus seinem Drittauto aushelfen würde. Leider ist dieser Markt zu klein, um für die deutsche Autoindustrie profitabel zu sein. Otto-Normalverbraucher hingegen muß lange und schwer arbeiten, bis er ein paar Zehntausend Euro für ein Elektroauto über hat. Er wird sich hüten, sein Fahrzeug irgendwelchen Windmüllern als Speicher zur Verfügung zu stellen. Wohlwissend, daß die Batterie das teuerste Bauteil an seinem Auto ist und deren Lebensdauer stark von der Anzahl der Ladezyklen abhängt. Ganz nebenbei, wird von ihm als Steuerzahler auch noch erwartet, daß er jeden Tag pünktlich auf seiner Arbeitsstätte erscheint. Chef, meine Batterie war leer, geht nicht. Wenn sich das Elektroauto tatsächlich ausbreitet, wird es zu einer Zunahme der Nachfrage nach elektrischer Energie und vor allem auch elektrischer Leistung führen. Mit einfachen, aber deutlichen Worten: Wir brauchen noch mehr konventionelle Kraftwerke als heute. Kohle und Kernenergie soll es aus ideologischen Gründen nicht mehr sein, also muß was anderes her. Die nächste Schnapsidee lautet Neudeutsch ≫Power to Gas≪ oder doch wenigstens ≫Wasserstoff≪, denn die GröKaZ irrt sich nie oder wie man früher auch sagte ≫Die Partei hat immer recht≪.

Wasserstoff

Wasserstoff hat den Charme aus fast überall verfügbarem Wasser herstellbar zu sein und nach getaner Arbeit auch wieder zu Wasser zu werden. Das die Umwandlung nicht so ganz einfach ist und durchaus auch nicht ganz ohne Schadstoffe vonstatten geht, soll hier erst einmal nicht interessieren. In diesem Zusammenhang geht es um die Frage der Speicherung. Was die Stromversorgung angeht, haben sich unsere grünen Schlehmile schon einen Weg ausgesucht. Sie wollen Wasserstoff durch ihre Windmühlen und Sonnenkollektoren erzeugen oder präziser gesagt, aus der von ihnen produzierten elektrischen Energie. Dies ist beileibe keine feinsinnige sprachliche Unterscheidung. Würden sie die Anlagen selber bauen und betreiben, würden sie an den Kapital- und Betriebskosten schlichtweg ersticken und das alles nur, um die ≫Nachfrage nach elektrischer Leistung≪ befriedigen zu können. Man kann es nicht oft genug betonen, solche Anlagen können nur dann Wasserstoff produzieren, wenn auch Wind weht bzw. die Sonne scheint. Wobei noch nicht einmal geklärt ist, ob solch eine Wasserstoffherstellung bei ständig schwankender und zufälliger Stromproduktion überhaupt funktioniert. Man denke nur mal einen Augenblick an tagelangen Frost im Winter. Wasser einfrieren lassen oder die bereits kostspielig gewonnene Energie zur notwendigen Heizung der Wasserstoffproduktion verbraten? Mit Sicherheit wird man auch hier den bewährten Weg des Schmarotzen gehen: Das Stromnetz und zukünftig auch noch das Erdgasnetz, werden sich selbstverständlich kostenlos den Bedürfnissen der grünen Energiebarone anpassen und unterordnen müssen. Alle notwendigen Mehrkosten werden wie gehabt direkt auf die Allgemeinheit umgelegt (Netzentgeld etc.).

Noch einmal zurück zur aktuellen Frage: Ist Wasserstoff als Antrieb bei Kraftfahrzeugen besser geeignet, als die (berüchtigte) Batterie? Beide haben das gleiche Problem: Geringe Energiedichte und/oder lange Ladezeiten. Jedes Fahrzeug (ausgenommen Schienenfahrzeuge) muß nicht nur sein komplettes Antriebssystem, sondern auch seinen kompletten Energievorrat mit sich führen. Bei Benzin und Diesel ist das bekanntlich kein Problem, denn es sind Flüssigkeiten mit hoher Energiedichte. Flüssigkeit bedeutet nahezu drucklos, hohe Energiedichte bedeutet kleiner Tank und was immer gern vergessen wird, beides zusammen ergibt eine sehr kurze Zeit zur vollständigen Betankung. Eine Autobahntankstelle mit Elektrozapfsäulen oder Verdichter für Wasserstoff benötigt einen eigenen Hochspannungsanschluss um die benötigte elektrische Leistung bereitzustellen. Wie gesagt, Wasserstoff ist ein Gas und es gibt damit nur drei Möglichkeiten es im Auto mitzuführen: In Druckgasflaschen (mindestens 300 bar), in einem Kryotank (Temperatur -252 °C) oder chemisch gebunden. Die Lösung Druckgas ist technisch einfach und kostengünstig und bei PKW wohl auch die einzig realistische. Aber auch hier wieder der Nachteil langer Ladezeiten bzw. geringer Reichweite (bei der notwendigen Verdichtung im Tank erwärmt sich das Gas und verringert somit die mögliche Beladung). Dämmert es jetzt, warum schon jetzt hinter vorgehaltener Hand von ≫synthetischen Kraftstoffen≪ gewispert wird? Das ist lediglich ein Neusprechwort für das, was Deutschland schon im zweiten Weltkrieg machen mußte. Diesmal will man nur nicht Braunkohle als Ausgangsstoff verwenden. Dabei nicht vergessen, wir reden nicht mehr nur von dem Sektor Stromerzeugung, sondern inzwischen auch schon von Verkehr und immer öfter auch von Industrie und Gebäuden. Alles versorgt durch Wind und Sonne. Bald auch wieder ≫Volk ohne Raum≪ für Windkraftanlagen? Regiert von Vegetariern als ≫Schutzstaffel≪ des Klimas?

Jetzt auch noch Kernkraftwerke

Das ist kein Witz. In den USA planen bereits Kernkraftwerke auf ihrem Gelände eine Wasserstoffproduktion aufzubauen. Es gibt dafür auch reichlich Subventionen, „wegen Klima“. Erstes Projekt ist der Bau einer Elektrolyseanlage für das Kernkraftwerk Davis Besse (Druckwasserreaktor mit 894 MWel) in Oak Harbor, Ohio. Die Anlage soll $11,5 Millionen kosten (davon $9,2 Millionen Zuschuss vom US Department of Energy). Sie soll 1–3 MWel aus dem Kernkraftwerk nutzen, um damit Wasserstoff für die Versorgung öffentlicher Fahrzeuge und der lokalen Wirtschaft bereitzustellen. Das Demonstrationsprojekt wird federführend vom Idaho National Laboratory (INL) betreut, Industriepartner ist FirstEnergy Solutions, die Partner als Stromversorger sind Xcel Energy und Arizona Public Service. Das Projekt soll mindestens zwei Jahre laufen. Betriebsbeginn soll schon nächstes Jahr sein.

Das Interesse der Versorger in Arizona an diesem Projekt ist nicht ganz abwegig. Das Kernkraftwerk Palo Verde in Tonopa, Arizona produziert mit seinen drei Reaktoren (3397 MWel) rund 35% des gesamten Verbrauchs an elektrischer Energie in diesem Bundesstaat. Arizona ist aber auch der Sonnenstaat der USA. Vor einigen Jahren gab es erbitterte Auseinandersetzungen um einen „Atomausstieg“ und alternativ eine Vollversorgung durch „Sonnenstrom“. Die Bürger in Arizona entschieden sich durch Volksentscheid für die Erhaltung ihres Kernkraftwerks. Gleichwohl nimmt die Produktion durch „Sonnenkraftwerke“ dank hoher Steuervergünstigungen im gesamten Süden der USA beständig zu. Dies führt zu erheblichen Störungen im Stromnetz. Die Preise für Spitzenstrom an heißen Sommertagen (Klimaanlagen) betragen inzwischen mehr als $8 pro kWh. Diese Stunden sind die Domäne der offenen Gasturbinen (geringe Investition, aber hoher Gasverbrauch). Noch ist Erdgas als Beiprodukt der Ölförderung in Texas und New Mexico extrem billig. Die Brennstoffkosten liegen bei rund $Cent 3,4 pro kWhel. Dies muß aber nicht so bleiben.

Letztendlich wird sich die Frage, Wasserstoff hergestellt aus Erdgas (heute überwiegende Produktion) oder aus Kernenergie über den Preis entscheiden. Am Preis aber, will die Politik über eine CO2 – Abgabe zukünftig kräftig drehen. Mit Sicherheit wird aber Wasserstoff aus „Wind und Sonne“ kein konkurrenzfähiges Produkt ergeben. Die geringe Arbeitsausnutzung solcher Anlagen und ihre wetterabhängige Zufallsproduktion können niemals mit Kernkraftwerken konkurrieren. Ist dies der Grund, warum unser Wirtschaftsminister neuerdings immer öfter darauf hinweist, daß wir heute schließlich auch den größten Teil unserer Primärenergie (Steinkohle, Erdgas, Öl) importieren?

Nukleare Sicherheit in China 2019

Die Informationsstelle des Staatsrates der Volksrepublik China hat gerade ein Grundsatzpapier über die Sicherheitsphilosophie in englischer Sprache veröffentlicht. Nicht nur das ist ein Hinweis, daß es an den Weltmarkt gerichtet ist. Gleich der allererste Satz im Vorwort lautet: Die Entdeckung des Atoms und die konsequente Entwicklung und Anwendung der Kernenergie hat den Fortschritt der Menschheit neuen Auftrieb gegeben und unsere Fähigkeit die Welt zu verstehen und zu gestalten entscheidend gestärkt. Dem ist nichts hinzuzufügen. Erfrischend ist, wie durchweg positiv die Einstellung gegenüber der Kerntechnik ist. Sie ist in China seit nunmehr 70 Jahren ein Erfolgsmodell. Wetten das, daß in Deutschland erst einmal auf die „Atomkatastrophen“ von Fukushima und Tschernobyl hingewiesen worden wäre und irgendwelche dunklen Untergangsgefahren beschworen worden wären? Dies ist der offensichtliche Unterschied zwischen einer aufstrebenden Nation und einer saturierten lebensmüden Gesellschaft.

Wenn man im Vorwort weiter liest, erhält man die Begründung für diese Schrift in der vollen sozialistischen Prosa: Präsident (auf Lebenszeit) Xi Jinping schlug eine rationale, abgestimmte und ausgewogene Sicherheitsstrategie für die Kerntechnik vor, unter Betonung der Gleichwertigkeit von Entwicklung und Sicherheit und setzte sich entschieden für den Aufbau einer weltweiten Gemeinschaft zur Teilung der nuklearen Sicherheit ein – er machte unmissverständlich die Richtung für die nukleare Sicherheit in einer neuen Weltordnung unter dem chinesischen Ansatz für internationale Zusammenarbeit für die Anwendung der Kernenergie und der nachhaltigen globalen nuklearen Sicherheit deutlich. Noch Fragen? Jedenfalls zahlt unsere Regierung in ihrer unendlichen Weisheit wohl immer noch mehrere hundert Millionen Entwicklungshilfe an den Roten Drachen – getreu der Devise, wer den Drachen füttert, wird als letzter gefressen. Vielleicht träumen Angela und Annalena auch nur davon, daß die Chinesen ganz, ganz viele Windmühlen für unser Geld kaufen.

Dieses Papier ist in sechs Kapitel gegliedert, die folgend näher beschrieben werden sollen.

I. Eine rationale, abgestimmte und ausgewogene Strategie zur nuklearen Sicherheit.

Chinas nukleare Sicherheitsstrategie auf dem Gebiet der Kerntechnik ist die Verkörperung von Xi Jinpings Gedanken über einen Sozialismus chinesischer Ausprägung in einem neuen Zeitalter; ein bedeutendes Element innerhalb der allgemeinen Rahmenordnung der nationalen Sicherheit und stellt eine bedeutende Innovation in der Theorie über die staatliche Lenkung nuklearer Sicherheit dar. Diese Strategie ist ein bedeutender Meilenstein zur Förderung der internationalen nuklearen Sicherheit. Bleibt einem nur zu hoffen, daß die chinesische Ausprägung des Sozialismus nicht die gleichen Folgen für die Kerntechnik hat, wie die Sowjetische. Der Kern der chinesischen Sicherheitsstrategie sind die „Vier Schwerpunkte“:

  1. Wir sollten die Entwicklung und Sicherheit gleichwertig behandeln und die kerntechnische Industrie im Rahmen einer „garantierten Sicherheit“ entwickeln. Entwicklung ist das Fundament für Sicherheit, solange Sicherheit die Vorbedingung für Entwicklung bleibt. Entwicklung und Sicherheit sind die Grundvorraussetzungen für eine friedliche Nutzung der Kernenergie durch die Menschheit. Die Kernaussage lautet hier: Nur durch fortschreitende Entwicklung können die Risiken sicher beherrscht werden und nur durch Gewährleistung der Sicherheit kann die Kernenergie nachhaltig weiter entwickelt werden.
  2. Wir sollten mit Nachdruck auf die Gleichwertigkeit von Anrecht (auf die Nutzung der Kernenergie) und Verpflichtung (bezüglich der Sicherheit) verweisen und die internationale Sicherheit auf der Basis von Achtung für die Rechte und Interessen aller Länder fördern. Es folgt dann der ausführliche und für sozialistische Länder obligatorische Verweis auf UNO, Internationalismus usw.
  3. Wir sollten mit Nachdruck eigene unabhängige Bemühungen und (internationale) Zusammenarbeit für eine umfassende nukleare Sicherheit in gegenseitig nützlicher Herangehensweise anstreben. Nukleare Sicherheit ist zuerst und herausragend eine nationale Angelegenheit und es sollte von allen Regierungen die grundlegende Verantwortung dafür berücksichtigt werden. Im Folgenden wird noch einmal ausführlich die nationale Verantwortung und gegebenenfalls ihre Auswirkungen auf die gesamte Welt erläutert.
  4. Wir sollten mit Nachdruck die Symptome und grundlegenden Ursachen betrachten und die nukleare Sicherheit umfassend durch die Beseitigung der grundlegenden Ursachen befördern. Im Folgenden werden Beispiele aufgeführt und es wird mit der Betonung der Internationalen geschlossen.

Die chinesischen Prinzipien zur nuklearen Sicherheit werden benannt und noch einmal erklärt: Sicherheit wird an die erste Stelle gestellt und kontrolliert ob alles in Übereinstimmung mit den Gesetzen geschieht. Im Zentrum steht die Gefahrenvermeidung und der Aufbau gestaffelter Sicherheitsmaßnahmen. Eine klare Abgrenzung der Zuständigkeiten und eine unabhängige Überwachung. Eine starke Verwaltung mit umfangreichen Garantien.

II. Aufbau eines politischen und rechtlichen Rahmens zur nuklearen Sicherheit

China ist ein führendes Land in der Nutzung der Kernenergie und der Kerntechnik. Nukleare Sicherheit ist entscheidend für die Staatssicherheit und die politischen Maßnahmen und Gesetze sind der Grundpfeiler der nuklearen Sicherheit. Um eine optimale Lenkung der nuklearen Sicherheit zu erreichen, wendet China die höchsten Standards und strengsten Auflagen bei der Gestaltung des politischen und rechtlichen Rahmens an, setzt eine nationale Strategie in Kraft, erstellt mittelfristige und langfristige Pläne und verbessert die Gesetze und Vorschriften bezüglich der nuklearen Sicherheit.

Es folgen viele blumige Worte zur Strategie eines wunderschönen Chinas und über die mittelfristigen und langfristigen Pläne. China erstellt im Rahmen der Fünfjahrespläne zur wirtschaftlichen und sozialen Entwicklung jeweils auch die Planvorgaben für die Kerntechnik. Es läuft der 12. Fünfjahrplan (2011–2015) bzw. 13. Fünfjahrplan (2016–2020) zur nuklearen Sicherheit und zur Vermeidung radioaktiver Belastungen. Gleichzeitig wird die Planerfüllung analysiert, Richtlinien und Vorschriften freigegeben, Zielindikatoren, Kernaufgaben, Vorhaben und unterstützende Maßnahmen zur nuklearen Sicherheit definiert. Diese Pläne hätten dabei geholfen, alle Anforderungen abzustimmen, die nukleare Sicherheit zu gewährleisten und auszuweiten und die Regularien zur nuklearen Sicherheit zu verbessern. Es folgt eine Tabelle über die Ziele der einzelnen Fünfjahrpläne. Bemerkenswert ist, daß in der 12. und 13. Periode ein Hochtemperaturreaktor und zwölf verschiedene Druckwasserreaktoren mit einer Gesamtleistung von 30 GWel gestartet worden sind.

Es ist ein solides System aus Gesetzen und Normen entstanden: 30 gesetzliche Regelungen, 100 Sicherheitsrichtlinien und über 1000 Normen zur nuklearen Sicherheit. Hinzu kommen noch über 200 Vorschriften der 31 chinesischen Provinzen. Um die Normen auf dem neuesten Stand zu halten, werden die Normen der International Atomic Energy Agency und aller Länder mit fortschrittlicher Kerntechnik beständig beobachtet, ausgewertet und eingearbeitet.

III. Gewährleistung wirksamer Vorschriften zur nuklearen Sicherheit

China behandelt die nukleare Sicherheit als eine wichtige Verpflichtung des Staates und läßt einheitliche Vorschriften durch Sonderorganisationen ausüben und unterhält ein Aufsichtssystem abgestützt auf Unabhängigkeit, Offenheit, Rechtsstaatlichkeit, Vernunft und Wirksamkeit. Um unabhängige nukleare Sicherheitsvorschriften sicherzustellen und zur Stärkung der Befugnisse und Leistungsfähigkeit hat China die fachliche Unterstützung verstärkt und durch ein Profi-Team, das System kontinuierlich modernisiert und die Genehmigungskapazität gestärkt.

Das dreigleisige Aufsichtssystem

Die nukleare Sicherheit, Strahlenschutz und Umweltüberwachung wird durch eine dreigleisige (Hauptquartier, Regionalbüros und technische Unterstützungseinheiten) unabhängige Organisation wahrgenommen. Die National Nuclear Safety Administration ist seit 1984 für die Sicherheit aller zivilen kerntechnischen Anlagen, die Ausarbeitung von Sicherheitsvorschriften, Gesetzen, Regelungen, Normen, Pläne, Genehmigungsverfahren und die Abstimmung aller Vorschriften für das gesamte Land zuständig. Um die nukleare Sicherheit zu gewährleisten ist es in sechs Regionalbüros (Nord, Nordost, Ost, Süd, Südwest, und Nordwest ) gegliedert. Hinzu kommen noch zur technischen Unterstützung das Nuclear and Radiation Safety Center und das Radiation Monitoring Technical Center. Sie übernehmen eine unabhängige Kontrolle und Überwachung und haben besondere „Polizeibefugnisse“. Lokale Regierungen aller Ebenen übernehmen durch die den Verhältnissen angepaßten Ausführungsvorschriften mit Teilzeit- oder Vollzeitkräften den Strahlenschutz.

Umfassende Überprüfungen und Verwaltung der Genehmigungen

Die Regierung hat die Sicherheit durch die Vergabe von Lizenzen und deren konsequente Überwachung verbessert. Dies betrifft alle kerntechnischen Anlagen, Werkstoffe, Aktivitäten und radioaktive Stoffe. Es werden Lizenzen für den gesamten Lebenszyklus oder dessen Teile vergeben. Sie betreffen den Standort, die Errichtung, den Betrieb und den Abriß. Dies betrifft alle Kernkraftwerke, Forschungsreaktoren, Anlagen des Brennstoffkreislaufs und alle Einrichtungen die Abfälle behandeln, lagern, und endlagern. Lizenznehmer besitzen nukleare Materialien oder produzieren, handeln und benutzen Radioisotope oder Strahlung aussendende Gegenstände – unterschieden nach Strahlungsart und Leistung. Die Genehmigungen für den Transport radioaktiver Materialien werden durch Online Monitoring überwacht. Ebenso werden die Lizenzen für die Lizenznehmer zur zerstörungsfreien Werkstoffuntersuchung und für Container für radioaktive Stoffe verwaltet. Ein System zur problemorientierten Risikoüberwachung wurde eingerichtet und es werden Anstrengungen unternommen, die Kapazitäten für eine unabhängige Überwachung, Berechnung und probabilistische Sicherheits- und Risikoanalysen zu erweitern.

Überwachung der gesamten Prozesse und Vollstreckung der Gesetze

Die Regierung überwacht mit aller Strenge alle kerntechnischen Einrichtungen ob sie die Gesetze zur Sicherheit, die Vorschriften, Normen und Lizenzen einhalten. Bedeutende Einrichtungen und Aktivitäten werden durch die Regierung permanent vor Ort überwacht und die Unternehmen aufgefordert Fehlverhalten zu korrigieren und Gesetzesbrecher bestraft. Sie hat spezielle Programme in die Wege geleitet, um bedeutende Fälle von Qualitätsproblemen zu behandeln und entschlossene Maßnahmen gegen Verfälschungen und Verletzungen von Vorschriften zu ergreifen. Es wurde eine nationale Platform für Kernkraftwerke und Forschungsreaktoren eingerichtet, um Erfahrungen und Informationen auszutauschen, die den sicheren Betrieb kerntechnischer Einrichtungen gewährleisten.

Überwachung der Umwelt auf Strahlung – rund um die Uhr

China hat ein dreigliedriges System zur Überwachung der Strahlenbelastung auf staatlicher, regionaler und städtischer Ebene eingerichtet. Es wurden drei Netzwerke geschaffen: Nationale Beobachtung der Strahlung in der Umwelt, Überwachung der Strahlung in unmittelbarer Nähe kerntechnischer Anlagen und Beobachtung der Strahlung bei Störfällen. Damit kann die Radioaktivität in der Umwelt ständig, ohne Unterbrechung, im gesamten Land überwacht werden. Im Juni 2019 bestand das staatliche Überwachungssystem aus 1501 Meßstationen: 167 Meßstellen für die Überwachung der Radioaktivität in der Atmosphäre, 328 in der Fläche, 362 Bodenstationen, 477 in Gewässern im Inland, 48 Stationen im Meer, 85 Meßstellen für elektromagnetische Strahlung und 34 Stationen für Meereslebewesen. Zusätzlich gibt es 46 Stationen zur Überwachung der radioaktiven Umweltbelastung und der Belastung von Nahrungsmitteln in der Nähe von kerntechnischen Einrichtungen besonderer Bedeutung.

Verbesserte nukleare Gefahrenabwehr

China hat das National Nuclear Accident Emergency Coordination Committee, und ein dreigliedriges System für Katastrophenfälle auf Landes-, Regionalebene und bei den Betreibern der kerntechnischen Anlagen eingerichtet, das bei nuklearen und Strahlenunglücke tätig wird. Landesweit wurde eine Einsatzleitung und Einsatzverfahren für Strahlungsunfälle und Überwachung eingerichtet. In allen Provinzen und den entsprechenden Verwaltungseinheiten sind Katastrophenübungen abgehalten worden, um die schnelle Reaktion und die richtigen Maßnahmen auf unterschiedliche Strahlenereignisse zu üben. China verfügt über ein dreihundertköpfiges Rettungsteam, 25 Einsatzzüge, acht technische Unterstützungszentren, drei „schnelle Eingreiftruppen“ für Unfälle in Kernkraftwerken und 17 auf Strahlenkrankheiten spezialisierte medizinische Zentren. Regelmäßige Übungen werden durchgeführt, mit dem Ziel die Alarm- und Einsatzbereitschaft zu fördern.

Tatkräftige Fachleute

Um die Anforderungen für die Entwicklung eines kerntechnischen Sektors und die Sicherheitsvorschriften zu erfüllen, hat China größten Wert auf die Stärkung professioneller Teams gelegt. Es wurde eine „Eiserne Armee“ mit stark gefestigter politischer Überzeugung, fachlicher Kompetenz, einwandfreiem Verhalten und ausgeprägtem Verantwortungsbewusstsein aufgebaut. Sie arbeiten unter Druck, halten durch und widmen sich der nuklearen Sicherheit. Es wurde eine Arbeitsgruppe zur nuklearen Sicherheit und Strahlenschutz gebildet, bestehend aus 100 Personen im Hauptquartier, 1000 Personen in der Zentralebene und ungefähr 10.000 Personen landesweit. Um eine Gruppe führender Persönlichkeiten für die nukleare Sicherheit zu bilden, hat der Staat eine nationale Expertenkommission aus 25 Akademikern aus der chinesischen Akademie der Wissenschaften sowie der Ingenieurwissenschaften und über 100 ausgewiesenen Fachleuten für die nukleare Sicherheit einberufen. Um die Teams aus Fachleuten zu entwickeln, hat China ein professionelles Ausbildungsmanagement für die Fachleute der nuklearen Sicherheit und die Bediener in den kerntechnischen Anlagen durchgesetzt: Die Schweißer nuklearer Bauteile, zerstörungsfreier Werkstoffuntersuchungen und anderer Spezialisten und verlangt für die Kerntechnik zugelassene Sicherheitsingenieure bei entsprechenden Einsätzen. China hat ein Ausbildungs- und Weiterbildungssystem unter Einbeziehung höherer Bildungseinrichtungen, Forschungsinstituten und Unternehmen eingerichtet. Es sollen die Kanäle für professionelles Training ausgeweitet werden, die Heranbildung von Spezialisten für nukleare Sicherheitstechnik ausgebaut und ihre technische Kompetenz und Aufmerksamkeit für Sicherheitsfragen gestärkt werden. Im Juni 2019 haben 72 Universitäten Kerntechnik als Fachrichtung angeboten, 47 davon betreiben separate „Schulen für nukleare Wissenschaften“, die damit jährlich über 3000 Studienplätze für Studienanfänger bereitstellen. Ein Tortendiagramm zeigt, daß es 3005 „Reaktorfahrer“, 9464 Schweißer für nukleare Bauteile, 6243 Prüfer für zerstörungsfreie Werkstoffprüfung und 4544 geprüfte Sicherheitsingenieure gibt.

Steigende R&D für nukleare Sicherheitstechnik

China hat die R&D (Forschung und Entwicklung) für nukleare Sicherheit in die nationalen Pläne für Wissenschaft und technologische Programme mit dem Schwerpunkt auf die strategische Bedeutung von Basisanwendungen und das Allgemeinwohl aufgenommen. China hat das National Research and Development Center for Nuclear and Radiation Safety Regulation eingerichtet. Es leitet die Forschungen zu Schlüsseltechnologien für die Überwachung der Strahlung in der Umwelt und deren technische Überprüfung und begutachtet und berichtet über neue Technologien. Der Staat ermutigt die kerntechnische Industrie fortschrittliche und zuverlässige Sicherheitstechnik zu entwickeln und anzuwenden. Es wurden bedeutende Ergebnisse in der Forschung, bei Demonstrationsanlagen, fortschrittlichen Reaktoren und Hilfseinrichtungen erreicht. Eine Eigenentwicklung eines Prozessleitsystems (DCS) wurde beim Hualong-1 Demonstrationsreaktor eingesetzt. Es wurden einige wichtige Durchbrüche beim Druckwasserreaktor CAP-1400 erzielt. Demonstrationsanlagen, wie der gasgekühlte Hochtemperaturreaktor und der natriumgekühlte schnelle Reaktor machen Fortschritte. Die Forschung und Entwicklung von „Kleinreaktoren“ für verschiedene Anwendungen verläuft reibungslos. China verwendet vermehrt im eigenen Land hergestellte Ausrüstungen und arbeitet hart daran, die Produktionskapazitäten zu steigern. Es hat beständig Fortschritte bei der unabhängigen Herstellung von Schlüsselkomponenten für Kernkraftwerke der GW-Klasse gemacht. Es wurden entscheidende Erfolge bei der unabhängigen Forschung und Entwicklung, sowie Herstellung von Druckbehältern, Turbosätzen, Hauptkühlmittelleitungen, fortschrittlichen Kernbrennstoffen, schweißbaren Werkstoffen in Nuklearqualität und anderer sicherheitsrelevanter Ausrüstungen und Materialien erzielt.

Vollständige Umsetzung der Fortschritte in der nuklearen Sicherheit

Im Zuge der Ereignisse in Fukushima hat die chinesische Regierung eine neun Monate umfassende Sicherheitsüberprüfung aller in Betrieb und Bau befindlichen Kernkraftwerke, Forschungsreaktoren und sonstigen kerntechnischer Anlagen durchgeführt. Das Ergebnis war eine minimale Wahrscheinlichkeit eines nuklearen Unglückes, da die Standorte unter umfassender Berücksichtigung schwerer Naturkatastrophen wie Erdbeben, Hochwasser und Tsunami ausgesucht worden waren. Die chinesische Regierung hat die Lehren aus den Ereignissen in Japan gezogen und die Sicherheit der Nuklearanlagen weiter durch kurzfristige, mittelfristige und langfristige Verbesserungspläne zur Verstärkung der Anlagen gegen die Einwirkung äußerer Ereignisse und zur Vermeidung und Milderung ernsthafter Unglücke verbessert.

IV. Bewahren der hochgradigen Sicherheit

China hat für lange Zeit einen hohen Sicherheitsstandard aufrechterhalten. Bezüglich der Sicherheitsindikatoren für Kernenergie steht es international auf den vordersten Rängen. Der Sicherheitsstandard verbessert sich beständig, die Kontrolle über nukleare Materialien ist streng und die öffentliche Gesundheit und die Sicherheit der Umwelt ist in vollem Umfang gesichert. Die International Atomic Energy Agency hat in den Jahren 2000, 2004, 2010 und 2016 Begutachtungen der nuklearen Sicherheit und des Strahlenschutzes durchgeführt, wobei die uneingeschränkte Anerkennung der bewährten Verfahren und der Erfahrungen festgestellt wurden.

Sichere und effiziente Entwicklung der Kernenergie

Es wird im Folgenden ausführlich beschrieben, daß alle international üblichen Standards und Vorgehensweisen zur nuklearen Sicherheit in China angewendet werden. Seit 1985, als das erste Kernkraftwerk in Qinshan gebaut wurde, hat China sichere und zuverlässige Reaktortechnik übernommen, aus der Erfahrung gelernt und die Lektionen schwerer Unfälle im Ausland zur Verbesserung der Sicherheit genutzt. Nach über 30 Jahren hat China unabhängige Konstruktionen, Fertigung und Betrieb erreicht und ist in eine neue Phase sicherer und effizienter Entwicklung eingetreten. China hat die Führung in Bau und Betrieb von Druckwasserreaktoren der GW-Klasse übernommen: AP1000 mit passiven Sicherheitssystemen und EPR als evolutionäre Weiterentwicklung. Die Eigenentwicklung Hualong-1 gilt als einer der sichersten Reaktoren der Welt. Er ist das Highlight von China’s “going global” Strategie. Im Juni 2019 hat China 47 Kernkraftwerke in Betrieb (dritter Platz in der Welt) und 11 in Bau (Weltspitze). Die Leistungskennzahlen der Reaktoren sind insgesamt gut. Im Juni 2019 verfügt die Industrie bereits über 300-Betriebsjahre ohne sicherheitsrelevante Ereignisse: Es gab keine Vorkommnisse über Level 2 der International Nuclear and Radiological Event Scale (INES). Die Vorkommnisse nach Level 0 und Level 1 haben ebenfalls abgenommen. In der Rangfolge der World Association of Nuclear Operators (WANO) lagen die chinesischen Kraftwerke zu 80% über dem Median und haben zu 70% weltweite Spitzenwerte erreicht. 2018 erreichten 12 Anlagen in China die volle Punktzahl der WANO-Skala.

Sicherer Betrieb anderer bedeutenden Nuklearanlagen

Auf Grund der eigenen Fähigkeiten und der Möglichkeit auf ausländische Erfahrungen zurückgreifen zu können, hat China Forschungsreaktoren konstruiert und entwickelt: Gasgekühlte Hochtemperaturreaktoren, schnelle Reaktoren, kleine Kernreaktoren, Salzschmelzen-Reaktoren und Anlagen zur Transmutation. Neunzehn zivile Forschungsreaktoren und kritische Anordnungen versehen zuverlässig ihren Dienst. Wir haben die Strategie des geschlossenen Brennstoffkreislaufs umgesetzt und schrittweise den Brennstoffkreislauf inklusive Bergbau, Metallurgie, Konversion, Anreicherung, Herstellung der Brennelemente, Wiederaufbereitung, Abfallbehandlung und Endlagerung aufgebaut. Die 18 zivilen Anlagen des Brennstoffkreislaufs und die zwei Endlager für schwach und mittelaktive Abfälle wurden sicher betrieben.

Klassifizierung und sichere Entsorgung nuklearer Abfälle

China richtet in dafür geeigneten Gebieten an der Oberfläche und in mittleren Tiefen Endlager für schwach und mittelaktive Abfälle ein. Hochaktive Abfälle sollen in einem zentralen geologischen Tiefenlager eingelagert werden. Um dauerhafte Sicherheit zu gewährleisten sollen die Abfälle gemäß den gesetzlichen Vorschriften minimiert und dekontaminiert werden. Alle Provinzen und Verwaltungseinheiten haben städtische Lager zur sicheren und zentralen Lagerung radioaktiver Stoffe eingerichtet. Wir werden weiterhin die sichere Behandlung und Lagerung aller Arten von nuklearen Abfällen fördern.

Deutlich verbesserte Sicherheit beim Umgang mit nuklearer Technik

China verfolgt eine dynamische Bewirtschaftung radioaktiver Quellen „von der Geburt bis zum Grab“ und stellt alle Bezugsquellen unter staatliche Aufsicht. Es gibt eine nationale Datenbank, die alle Quellen erfaßt und verfolgt. Im Juni 2019 waren in China 142.607 radioaktive Quellen und 181.293 Strahlung aussendende Geräte in Gebrauch und es waren 73.070 Einheiten in der Fertigung im Einsatz. Alle Quellen und Geräte stehen vollständig unter Überwachung und befinden sich in gesicherten Lagern. Die Rate der jährlichen Unfälle hat sich beständig von 6,2 pro 10.000 in 1990 auf weniger als einen Fall pro 10.000 Quellen heute verringert.

Erhöhung der Sicherheit

Die Sicherung aller nuklearen Anlagen bewegt sich auf höchstem internationalen Niveau. Die Bemühungen zur Weiterverbreitung und Terrorismus werden verstärkt verbessert. Es wurden Milliarden Yuan in die Verbesserung bestehender Anlagen investiert. Bis zum heutigen Tag gibt es keinen Diebstahl, Verlust oder illegalen Gebrauch nuklearer Materialien.

Geringe Strahlungsbelastung der Umwelt

Die Überwachung der Radioaktivität in China zeigt, daß sich die Aktivität im Bereich der Hintergrundstrahlung bewegt. Die Konzentration an künstlichen Radionukliden ist normal. Die Radioaktivität in der Umgebung kerntechnischer Anlagen bewegt sich in den Werten vor deren Bau und die individuelle Dosis liegt weit unter den gesetzlichen Grenzwerten. Die Gesundheit der Bevölkerung und die Sicherheit der Umwelt sind vollumfänglich garantiert.

V. Erwerb und gemeinsame Nutzung der nuklearen Sicherheit

Der menschliche Einfluß ist der bedeutendste Faktor um nukleare Sicherheit zu gewährleisten. China hat sich zur Stärkung der nuklearen Sicherheitskultur verpflichtet. Es hat einen Kommunikationsmechanismus für die nukleare Sicherheit eingerichtet, der die Oberaufsicht durch die Zentralregierung mit der Lenkung der lokalen Verwaltungen und der Umsetzung durch die Unternehmen, unter Mitwirkung der Öffentlichkeit, kombiniert. Dies hat eine positive Stimmung erzeugt, in der jeder Verantwortung trägt, sich jeder beteiligt und die gesamte Industrie und Gesellschaft zusammenarbeitet um die nukleare Sicherheit zu gewährleisten.

Führung durch die Regierung

Die Regierungsstellen übernehmen die umfassende politische Führung und Überwachung und befördern das Bewußtsein für die überragende Bedeutung der nuklearen Sicherheit, ein Verantwortungsbewusstsein, eine strenge und akribisches Regulierung und ein Geist der Zusammenarbeit für weiteren Fortschritt. Es folgt eine detaillierte Beschreibung der notwendigen Einzelmaßnahmen.

Positiver Beitrag durch die Industrie

Einige ausgezeichnete Sicherheitskonzepte wurden geschaffen: „Vorschriften müssen eindeutig sein, Verantwortlichkeiten müssen klar sein, Nachweise müssen aufgeführt werden und Dokumentationen müssen verfügbar sein um sich darauf beziehen zu können.“ und „Behandle die nuklearen Fragestellungen vorrangig, halte die Zusammenarbeit in Ehren und betrachte Frieden und Harmonie als die Fundamente.“ Wir veröffentlichen wichtige Informationen in Übereinstimmung mit den Gesetzen. Als Antwort auf Bedenken der Öffentlichkeit zur Kerntechnik und Sicherheit werden jährliche Sicherheitsberichte erstellt.

Weitreichende öffentliche Teilhabe

Wir organisieren und führen zahlreiche Veranstaltungen durch um die Kerntechnik populär zu machen. Durch Diskussionen und über diverse Kanäle wurde das Verständnis für nukleare Sicherheit in der Gesellschaft ausgebaut. Es werden die umfangreichen Maßnahmen beschrieben.

VI. Aufbau einer gemeinsamen Zukunft der nuklearen Sicherheit

Alle Länder streben gemeinsam nach der friedlichen Entwicklung und Anwendung der Kernenergie und gewährleisten in gemeinsamer Verantwortung die nukleare Sicherheit. China befürwortet die Entwicklung eines internationalen nuklearen Sicherheitssystems, welches sich durch Fairness, Zusammenarbeit und gegenseitigem Nutzen auszeichnet. Es unterstützt die weltweiten Bemühungen zur Kontrolle der nuklearen Sicherheit durch faire und pragmatische Zusammenarbeit. Es arbeitet mit dem Rest der Welt zusammen um eine Gesellschaft mit gemeinsamer Zukunft der nuklearen Sicherheit aufzubauen und befördert den Aufbau einer humanen Gesellschaft mit gemeinsamer Zukunft.

Gewissenhafte Einhaltung internationaler Verpflichtungen und politischer Verbindlichkeiten

Es folgt eine ausführliche Auflistung aller von China abgeschlossenen internationalen Abkommen.

Fortentwicklung der multilateralen Zusammenarbeit um die nukleare Sicherheit zu verstärken

Es wird auf die enge Zusammenarbeit und finanzielle Unterstützung der International Atomic Energy Agency (IAEA) verwiesen.

Stärkung der internationalen Zusammenarbeit und des Austausches zur nuklearen Sicherheit

China bemisst dem Meinungsaustausch und der Zusammenarbeit zwischen Nationen große Bedeutung bei. Es pflegt enge Kontakte zu Frankreich, den Vereinigten Staaten, Rußland, Japan, Südkorea und anderen Ländern, sowie mit den aufstrebenden Ländern entlang der Seidenstraße. Es hat über 50 Abkommen zur Zusammenarbeit auf dem Gebiet der nuklearen Sicherheit abgeschlossen. Es geht um umfangreiche Zusammenarbeit durch den Austausch auf höchster Ebene, Kommunikation zwischen Experten, Begutachtung, Konsultationen und gemeinsame Forschung. China und die USA haben einen jährlichen Dialog zur nuklearen Sicherheit eingerichtet, ein Kompetenzzentrum für nukleare Sicherheit und das Ausbildungszentrum des chinesischen Zolls für die Fahndung nach radioaktiven Stoffen begründet. Chinesische und russische Zöllner haben gemeinsame Übungen gegen Schmuggel von radioaktiven Substanzen abgehalten. China, Japan und Südkorea vereinbaren Treffen der Genehmigungsbehörden um ihre Erfahrungen mit Genehmigungsvorschriften zu teilen. China hat den Austausch und die Zusammenarbeit mit der Nuclear Energy Agency of the Organization for Economic Cooperation and Development, der Europäischen Union, WANO und anderer internationaler Organisationen vertieft. Es ist ein aktiver Teilnehmer bei der Ausarbeitung und Verabschiedung internationaler Normen. Es folgen weitere Aufzählungen internationaler Kooperationen.

Schlusswort

So, wie China in ein neues Zeitalter des Sozialismus eingetreten ist, hat Chinas kerntechnische Industrie einen Zustand sicherer und effizienter Entwicklung erreicht, hineinführend in eine neue Phase des Qualitätsfortschritts um nukleare Sicherheit zu garantieren. Geleitet von den Gedanken Xi Jinpings zum Sozialismus chinesischer Ausprägung für ein neues Zeitalter, wird China eine rationale, koordinierte und ausgewogene nukleare Sicherheitsstrategie aufrechterhalten und seine Mission zur Beibehaltung und Verbesserung der nuklearen Sicherheit erfüllen. usw. usw.

Kommentierung

Die kerntechnischen Industrien in China und Rußland sind nach wie vor wenig transparent. Das beginnt schon mit der geringen Kenntnis von Schrift und Sprache. Beide Systeme sind sozialistische Diktaturen in denen alles irgendwie geheim ist. Zu groß ist die Angst vor dem eigenen Volk. Es gibt keine freie Presse, Umweltgruppen der Zivilgesellschaft werden verfolgt und eingeschüchtert. Insofern muß man vorsichtig sein mit regierungsamtlichen Verlautbarungen. Auch die DDR hatte passable Umweltschutzvorschriften und Gesetze – die Realität war freilich eine andere. Wie die Geschichte gezeigt hat, kann aber gerade darin der Zündstoff für gesellschaftliche Veränderungen liegen.

Nichts gegen die Leistungen chinesischer Facharbeiter und Ingenieure. China hat nun zweimal in Rekordzeit neuartige Reaktortypen gebaut und in Dienst gestellt. Die Bauleitungen in Olkiluoto und Flamanville (EPR) oder bei Vogtle und Summers (AP1000) bestehen mit Sicherheit nicht nur aus Vollidioten. Insofern macht die verzögerungsfreie Fertigstellung von vier Reaktoren dieser Typen in China schon etwas nachdenklich. Vielleicht hat man dort manchmal fünf gerade sein lassen? Was gar nicht unbedingt schlecht sein muß. China wird sich jedenfalls bei Baustellen in westlichen Ländern umstellen müssen. Dies zeigt sich schon beim Genehmigungsverfahren für den Hualong Reaktor in Großbritannien. In GB sind die gesamten eingereichten Unterlagen für jedermann frei zugänglich. Prompt verzögert sich das Genehmigungsverfahren, weil man in GB nicht nur mit blumigen Formulierungen durchkommt. Es sind Fakten und Zahlen gefragt. Eine ähnliche Erfahrung macht Rußland derzeit in Finnland und der Türkei.

Was die Zusammenarbeit mit China anbetrifft, ist Vorsicht geboten. China ist eine Planwirtschaft mit merkantilistischer Ausprägung. Mit Freihandel ist da rein gar nichts. Für China ist Zusammenarbeit stets Einbahnstraße. Man versucht so viel Fachwissen zusammen zu klauen, wie irgend möglich. Wenn man den „Partner“ ausgesaugt hat, wendet man sich ab und kommt flugs mit einer „Eigenentwicklung“ auf den Markt. Der riesige Inlandmarkt – von dem auch hier so viele geträumt haben – bleibt fest verschlossen. Man kauft nur Rohstoffe zu und was man (noch nicht) selbst produzieren kann. Schauen wir mal, wie es mit der Kerntechnik in China weitergehen wird. Man hat nun einen riesigen Gemischtwarenladen an verschiedenen Reaktoren im Betrieb. Das hat zwar eine Menge Know-how gebracht, wird aber bei der Schulung und Ersatzteilbeschaffung noch zu Problemen führen. Man wird sich zukünftig auf ein oder zwei Eigenentwicklungen stützen, die man in Serie baut. Der Markt China für komplette Kernkraftwerke westlicher Hersteller dürfte bereits zu Ende sein, bevor er überhaupt richtig angefangen hat. In Punkto Innovation ist ohnehin wenig aus China zu erwarten. Innovation und Sozialismus gehen einfach nicht zusammen.

Wirtschaftliche Bedeutung der Kerntechnik in Europa

Ganz offensichtlich haben nur die Wenigsten eine Vorstellung von den wirtschaftlichen Konsequenzen des „Atom-Ausstiegs“ in Deutschland. Wie sonst ist es zu erklären, daß die einsame Entscheidung der Grökaz Merkel – in der Folge der (willkommenen?) Ereignisse in Fukushima – so widerstandslos hingenommen worden ist. Es trifft sich gut, daß parallel zu dem „Krisentreffen Windenergie“ beim Wirtschaftsmister, FORATOM (European Atomic Forum) eine Studie zur wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Bedeutung der Kernenergie in Europa veröffentlicht hat. Bei dem „Krisentreffen-Windenergie“ haben alle Schlangenölverkäufer ihr gemeinsames Wehklagen nach noch mehr Subventionen und Ausnahmen vom Menschen- und Umweltschutz (Mindestabstände zu Wohngebäuden, Abholzungen in Wäldern etc.) für ihre Windmühlen angeschlagen. Nun droht die Windbranche auch noch mit dem Verlust von Arbeitsplätzen. Dies ist um so schamloser, da sich keiner für die Arbeitsplatzverluste in den Kohle- und Kernkraftwerken zu interessieren scheint. Noch heute schwätzen unsere Ökosozialisten bei ihren regelmäßigen Auftritten im Staatsfernsehen von dem „notwendigen Strukturwandel weg von der Kohle, hin zu Regenerativen Energien“. Wie erfrischend anders sieht der Polnische Energieminister die Dinge: „Kernenergie ist eine Möglichkeit technologisch anspruchsvolle Projekte in die Tat umzusetzen, die dazu beitragen, einen Arbeitsmarkt mit gut bezahlten Arbeitsplätzen in der gesamten Wirtschaft einzurichten“. Der Mann hat ja so recht und es stimmt – wie einst auch in Deutschland – auch noch die Reihenfolge: Erst Kernkraftwerke bauen und dann die Zechen und Kohlekraftwerke abschalten. Viele der heute in der Kohlenindustrie arbeitenden, können dann wieder auf anspruchsvolle und gut bezahlte Arbeitsplätze umgeschult werden. Wie gesagt, schon heute beträgt das Verhältnis der Beschäftigten in der kerntechnischen Industrie in Europa (EU28) zu denen in der Windindustrie etwa Faktor 4,4 und zur Sonnenindustrie gar 13,75. Tendenz steigend, da die Arbeitsplätze bei den „Regenerativen“ durch die Fertigung in Niedriglohnländern bereits rapide sinken – doch dazu später.

Istzustand

Seit rund 60 Jahren gibt es eine umfangreiche kerntechnische Industrie in der EU. Sie deckt von der Uranmine über den gesamten Brennstoffkreislauf bis zu den Kernkraftwerken die volle Bandbreite ab. Wieviel dort umgesetzt wird, wieviele Arbeitsplätze vorhanden sind, wieviele Steuern bezahlt werden etc. zu ermitteln, ist eher eine Fleißarbeit. Neben dieser „Direct Dimension“ gilt es noch die „Indirect Dimension“ zu erfassen: Wenn man beispielsweise ein Kernkraftwerk baut, braucht man Kühlmittelpumpen (direkte Ausgaben). Der Hersteller braucht aber beispielsweise Werkzeugmaschinen (indirekte Ausgaben) für die Pumpenherstellung, die aus der einschlägigen (nicht kerntechnischen) Industrie bezogen werden müssen. Eine Volkswirtschaft entsteht… Um solche komplexen Beziehungen nachbilden zu können, gibt es verschiedene Ansätze. Deloitte hat ein Computable General Equilibrium (CGE) Model für diese Studie verwendet. Über die Genauigkeit kann hier nichts ausgesagt werden. Nur so viel: Die direkten Ausgaben im Istzustand sind nachvollziehbar, die „angeregten Ausgaben“ sind nur von Spezialisten zu beurteilen und Betrachtungen in der Zukunft sind ohnehin unsicher.

Für viele wahrscheinlich verblüffend, nimmt der Sektor Kerntechnik mit einem Anteil von 3,30% am Gross Domestic Product (GDP) der EU in 2019 den zweiten Platz hinter dem Sektor Bau mit 4,76% ein. Der Sektor Automobile folgt erst mit 1,45% auf dem dritten Platz. Selbst in diesem Jahr sind noch 136.000 Menschen in Deutschland in der Kerntechnik beschäftigt, sie macht einen Umsatz von 71,6 Milliarden € und entrichtet Steuern in der Höhe von 13,9 Milliarden €. Recht ordentlich – für einen schon fast erdrosselten Industriezweig. Wie es sein könnte, zeigt Frankreich mit 457.200 Beschäftigten, einem Umsatz von 175,2 Milliarden und 53,3 Milliarden Steuereinnahmen. Und wer immer noch nicht nachdenklich wird: In Europa beschäftigt die Kerntechnik 1,1 Millionen festangestellte Arbeitnehmer, die Windindustrie (noch) 250.000 und die Solarwirtschaft (noch) 80.000. Noch vernichtender wird das Urteil, wenn man die 507 Milliarden der Kerntechnik zu den 36,1 Milliarden € der Windindustrie am europäischen GDP in Beziehung setzt. Wer immer noch eine Antwort sucht, warum uns unsere Nachbarn nicht folgen wollen, findet sie vielleicht hierin.

Zukunft

Mit der Vorhersage der Zukunft ist es grundsätzlich schwierig. Entscheidend ist schon mal, ob der Zeitraum und der Betrachtungsgegenstand in angemessenem Verhältnis zueinander stehen: Beim Wetter z. B. sind ein paar Tage noch zu bewältigen, mehrere Monate schlicht unmöglich. Bei dieser Studie wurde der Zeitraum von 2020 bis 2050 in 5-Jahresschritten gewählt. Das erscheint angemessen, denn (reife) Volkswirtschaften sind recht träge und neue Kernkraftwerke wachsen auch nicht über Nacht. Man hat die drei Szenarien „niedrig“, „mittel“ und „hoch“ durchgerechnet. Bei der Variante „niedrig“ geht man davon aus, daß es keine Verlängerung der Laufzeiten für bestehende Kraftwerke gibt und keine neuen gebaut werden. Damit würde die in Europa installierte Leistung von derzeit 118 GWel auf nur noch 36 GWel zurückfallen. Die obere Schranke wird durch das Szenario „hoch“ gebildet. Bei ihm werden alle Neubauten und Laufzeitverlängerungen umgesetzt. Dadurch stiege die installierte Leistung in Europa auf 150 GWel an. Dies ist beileibe keine utopische Variante. Der Anteil der Kernenergie würde damit sogar von derzeit 25% auf etwa 24% sinken. An dieser Stelle muß man darauf hinweisen, daß bei solchen Prognosen bereits eine erhebliche Unsicherheit in der Voraussage des Stromverbrauchs im Betrachtungszeitraum liegt. Er soll von derzeit 3100 TWh auf 4100 TWh in 30 Jahren ansteigen. Ein europaweiter Anstieg um 30% erscheint nicht abwegig, da in den meisten der 28 Staaten noch ein erheblicher Nachholbedarf besteht. Da helfen auch keine Phantasien über „Effizienzsteigerung“ – von „Elektromobilität“ und „Dekarbonisierung“ gar nicht zu schwafeln.

Bevor man über die wirtschaftlichen und sozialen Auswirkungen nachdenken kann, ist zu klären, ob die Variante „hoch“ überhaupt realisierbar scheint. Heute sind in Europa 126 Reaktoren (mit 118 GWel) in Betrieb, 5 im Bau (Olkiluoto (FIN), Flammanville (F) Mochovce (SK), Hinkleypoint (GB)) und 11 sollen bis 2050 definitiv stillgelegt werden. Um auf die angedachten 122 Reaktoren (mit dann 150 GWel) zu kommen, müssen also weitere hinzugebaut werden. Dies erscheint als kein großes (technisch/wirtschaftliches) Problem, da 99 Reaktoren bereits in Planung sind und verschiedene Typen erfolgreich ein Genehmigungsverfahren durchlaufen haben. Hat man den nötigen politischen Willen und einigt sich auf bereits erfolgreiche Reaktoren der dritten Generation (EPR, AP1000, ABWR, AP-1400, VVWR-1200 etc.) kann man „zahlreiche“ Neubauten in den kommenden 30 Jahren realisieren. Es sei nur an das Ausbauprogramm einst in Frankreich und heute in China erinnert. Einziger Engpass dürften die notwendigen Fachkräfte sein. Schon heute drohen beim Bau der Reaktoren in Hinkleypoint Verzögerungen, weil es an zugelassenen Schweißern in GB mangelt.

Bei der„hohen“ Variante sind 1.321.600 Vollzeitbeschäftigte in der EU tätig. Davon sind etwa 595.600 „hoch qualifizierte Beschäftigte“ mit entsprechend hohem Gehalt. Es ist eine Besonderheit der Kerntechnik, daß man für fast alle Tätigkeiten besondere Zusatzausbildungen, teilweise mit regelmäßigen Wiederholungsprüfungen, benötigt (z. B. Schweißer, Reaktorfahrer, Strahlenschutz etc.). Hierin liegt die schwerste Sünde der deutschen Politik: Durch den Ausstiegsbeschluß sind bereits viele Ausbildungsplätze – bei gleichzeitiger Überalterung der Beschäftigten – vernichtet worden. Es fehlen langsam sogar die Ausbilder. Schon in wenigen Jahren befinden wir uns auf dem kerntechnischen Niveau der Vereinigten Emirate oder Ägyptens. Wieviel Geld und Engagement ein Umsteuern noch deutlich vor der Klippe erfordert, kann man gerade in GB betrachten.

Vorbeugend

Bevor nun gleich wieder alle Schlangenölverkäufer ihre Kübel mit Desinformation ausschütten, hier gleich noch ein paar klärende Worte:

  1. Nein, man kann Kernkraftwerke und Windräder bzw. Sonnenkollektoren gar nicht miteinander vergleichen. Kernkraftwerke können zu jedem Zeitpunkt die von den Verbrauchern geforderte elektrische Leistung und Energie bereitstellen.
  2. Windräder und Sonnenkollektoren sind zu 100% vom Wetter abhängig. Kein Sonnenlicht und kein Wind, bedeutet auch keinen elektrischen Strom. Ja, irgendwo weht immer Wind – leider oft genug nicht gleichzeitig in ganz Europa. Ja, irgendwo scheint immer die Sonne – nur nicht nachts hier und in der Sahara. Wer das nicht glauben will, soll einfach mal einen Globus heranziehen.
  3. Nein, man kann die elektrische Energie für eine tagelange Dunkelflaute nicht speichern. Dies ist schon so oft vorgerechnet worden, daß ich mir das hier getrost erspare.
  4. Die Arbeitsausnutzung (wieviel elektrische Energie man produziert hat) beträgt bei Kernkraftwerken rund 90% der „Leistung auf dem Typenschild“ multipliziert mit der Kalender-Zeit. Bei Windrädern rund 20% und bei Photovoltaik in Deutschland gar nur rund 10%. Zukünftig also schön den „spezifischen Typenschildpreis“ (€/kW) bei Windrädern mit fünf multiplizieren und bei Photovoltaik mit dem Faktor zehn. Erst dann sind die Investitionskosten (halbwegs) vergleichbar. Alles andere ist vorsätzliche Täuschung.
  5. Das Vorgesagte gilt auch für alle „power to gas“ und sonst was Anlagen. Immer schön die Investitionskosten mit fünf bzw. zehn multiplizieren, denn diese Anlagen können immer nur Gas machen, wenn der Wind weht oder die Sonne scheint. Egal wie groß sie sind, egal wie viele es sind. Und alle guten Wünsche eines Verfahrenstechnikers zum Betrieb solcher „chemischer Anlagen“ unter ständig wechselnder Last.
  6. Wenn man (hochwertige) elektrische Energie in (minderwertiges) Gas verwandelt um dieses zu speichern und bei Bedarf wieder zurück zu wandeln in elektrische Energie, hat man immer enorme Verluste. Schon die Thermodynamik zeigt einem, daß die (theoretischen) Verluste der gesamten Umwandlungskette (Achtung: Die Einzelwirkungsgrade sind miteinander zu multiplizieren) bereits bei rund 50% liegen. Bei technischen Anlagen unter ständig wechselnden Lasten sind die Verluste noch beträchtlich höher. Also für die „Speicherketten“ besser die Investitionskosten mit dem Faktor 10 bis 20 multiplizieren, wenn man sie mit Kernkraftwerken vergleichen will. Ein bischen Überschlagsrechnung kann nie schaden.
  7. Ja, es hat auch etwas gutes, wenn die bösen „Atomkraftwerke nicht mehr die Netze verstopfen“: Man spart das sonst gespaltene Uran ein. Nur sind die Brennstoffkosten (einschließlich Wiederaufbereitung und Endlagerung) eine ganz kleine Position beim „Atomstrom“.

Westinghouse eVinci Microreactor

Tote leben länger. Westinghouse ist schon öfter verkauft worden oder pleite gegangen, aber immer wieder wie Phönix aus der Asche auferstanden. Westinghouse hat 1957 weltweit den ersten Druckwasserreaktor (Shippingport, 60 MWel) gebaut und ist am Bau des AP1000 (Druckwasserreaktor der III. Generation, vier bereits in China in Betrieb.) in den USA erstickt. Inzwischen unter dem neuen Eigentümer Brookfield erfolgreich restrukturiert.

Ohne Zweifel zählt Westinghouse zu den besonders innovativen Unternehmen auf dem Gebiet der Kerntechnik. Deswegen verwundert es auch nicht, daß sie sich mit ihrem „eVinci“ weltweit an die Spitze der Entwicklung sogenannter „Mikro-Reaktoren“ setzen. Dabei handelt es sich um „Kleinst-Kernkraftwerke“ im Leistungsbereich einiger hundert Kilowatt bis zu etwa 25 Megawatt elektrischer Leistung. Gemeinsam ist dieser Klasse, daß sie vollständig (in Serie) in einer Fabrik gefertigt werden und komplett auf einem LKW (etwa in einem Container) ausgeliefert werden sollen. Man zielt damit auf einen völlig neuen Markt: Das Kernkraftwerk nicht mehr als Milliarden teueres Großkraftwerk, sondern als dezentrales „Block-Heiz-Kraftwerk“. Ironischerweise ist diese Entwicklung erst durch die wetterabhängige Erzeugung mit Wind und Sonne so richtig angefacht worden. Die einstigen Vorteile des guten alten Stromnetzes – Versorgungssicherheit bei günstigen Kosten – drohen durch die „Regenerativen Energien“ systematisch zerstört zu werden. Will man nicht zurück ins Mittelalter, sind also schnellstens neue Lösungen gefragt.

Das Konstruktionsprinzip

Will man direkt in die Städte oder Industrieanlagen (Raffinerien, Chemieparks etc.) ist die maximale Leistung auf einige zehn Megawatt begrenzt. Diese Kernkraftwerke müssen für einen Inselbetrieb ausgelegt sein: Ohne ein Netz in Betrieb zu nehmen (Schwarzstart), nahezu unterbrechungsfrei laufen (kein Brennelementewechsel), äußerst robust auf Lastschwankungen reagieren können und nicht zuletzt – „sicher sein“.

Bei allen schweren Störfällen – Three Mile Island, Tschernobyl, Fukushima – war der Verlust des Kühlmittels (Wasser) ausschlaggebend. Während des Unfallgeschehens kamen noch Reaktionen des Kühlmittels mit den Reaktorwerkstoffen hinzu: Die Bildung von Wasserstoff und die anschließende Knallgas-Explosion führte z. B. in Fukushima erst zur Freisetzung von radioaktiven Stoffen. Es ist damit logisch, daß der gesamte Kühlwasserkreislauf besondere Sorgfalt bei jeder Wiederholungsprüfung erfordert (Zeitdauer und Kosten) und all seine Bauteile den Kostentreiber „nuclear grade“ erfüllen müssen. Hinzu kommt, daß insbesondere bei Druckwasserreaktoren erhebliche Druckverluste auftreten, die durch Pumpen mit großer Antriebsleistung ersetzt werden müssen. Ein Ausfall der Stromversorgung, wie z. B. in Fukushima durch die gewaltige Flutwelle, ergibt damit sofort ein ernsthaftes Sicherheitsproblem. Könnte man das Kühlmittel Wasser ersetzen und darüberhinaus noch ein rein passives „Umwälzverfahren“ anwenden, ergebe sich sofort ein Quantensprung in der Sicherheitstechnik.

Seit Anbeginn der Kernkrafttechnik hat man Natrium als Kühlmittel verwendet. Neben seinen herausragenden thermodynamischen Eigenschaften, besitzt es auch hervorragende neutronenphysikalische Eigenschaften. Allerdings war früher die Marschrichtung eine völlig andere: Man wollte sogenannte „Schnelle Brüter“ bauen, die aus Uran-238 mehr leicht spaltbares Plutonium-239 erzeugen, als sie während ihres Betriebs verbrauchen. Ursache war die falsche Annahme, daß die Vorräte an (wirtschaftlich) gewinnbarem Natururan nur sehr klein wären. Heute schwimmen wir weltweit nicht nur in Natururan, sondern auch bereits in Plutonium. Im Gegenteil, das Plutonium wird als „Endlager-Risiko“ und damit Handikap der Kernenergie betrachtet.

Strebt man einen „Schnellen Brüter“ an, muß dieser ein möglichst großes Volumen haben (Ausfluß von Neutronen) und daraus ergibt sich automatisch eine große Leistung. Schon muß man wieder die gleichen Sicherheitsprobleme wie bei einem Druckwasserreaktor lösen und stets im Griff behalten: Großes Kühlmittelvolumen, das auch noch zum Abtransport der Wärme ständig (aktiv) umgepumpt werden muß und unter keinen Umständen verloren gehen darf. Will man jedoch nur einen Reaktor (relativ) kleiner Leistung bauen, kann man diese Probleme geschickt umschiffen.

Wärmerohe als Kühlmedium

Beim eVinci wird der Wärmetransport vom festen Kern zum Arbeitsgas durch Wärmerohre (heat pipes) bewerkstelligt. Wärmerohre sind (dünne) Metallrohre mit einem Docht versehen, die teilweise mit einer Flüssigkeit gefüllt sind und anschließend gasdicht verschweißt werden. Das mit Flüssigkeit gefüllte Ende steckt in der Wärmequelle (Reaktorkern) und das mit Dampf gefüllte Ende in der Wärmesenke (Arbeitsgas). Die Flüssigkeit im Rohr wird nun kontinuierlich verdampft, breitet sich im Rohr aus und kondensiert am gekühlten Ende. Dort bildet sich ein Flüssigkeitsfilm, der durch die Kapillarwirkung im Docht wieder zum heißen Ende zurück strömt. Das Wärmerohr ist also stets mit Sattdampf gefüllt und besitzt dadurch annähernd die gleiche Temperatur an beiden Enden. Ist die Rohrwand dünn und besteht aus gut leitendem Material, können große Wärmeströme durch die Rohroberfläche übertragen werden. Das Wärmerohr kann immer nur in eine Richtung die Wärme transportieren, ist aber durch den „Docht“ nicht von der Lage abhängig.

Das Temperaturniveau hängt von der Flüssigkeit ab. Im eVinci sollen mit Natrium gefüllte Wärmerohre eingesetzt werden. Natrium hat einen Schmelzpunkt von ungefähr 98°C und einen Siedepunkt von 883°C bei Atmosphärendruck. Die übliche Bandbreite für mit Natrium gefüllte Wärmerohre beträgt etwa 600°C bis 1200°C. Strebt man eine „niedrige“ Temperatur von 600°C an, muß man im Wärmerohr einen sehr geringen Druck von etwa 0,06 bar einhalten. Die Kombination aus Temperatur und Druck ist keine besondere Herausforderung, da man sich damit noch im Bereich konventioneller Stähle bewegt.

Die Wärmerohre funktionieren vollständig passiv. Der einzige Antrieb ist die Wärmeproduktion im Kern – gleichgültig ob im Betrieb oder als Nachzerfallswärme nach einer Abschaltung. Da jedes einzelne Wärmerohr ein in sich geschlossener Kühlkreislauf ist, stellt ein Versagen einiger Rohre für den Reaktor kein großes Problem dar. Im Gegensatz zu einem kleinen Loch in einem Druckwasserreaktor, das bereits die Sicherheitskette auslösen muß.

Der Aufbau des Kerns

Der Kern besteht aus einem massiven Stahlblock, der mit ca. 2000 Längsbohrungen von etwa 1,5 m Länge versehen ist. In den Längsbohrungen stecken die Brennelemente und die Wärmerohre. Das Verhältnis zwischen „Brennstäben“ und Wärmerohren beträgt etwa 1:2. In der Fertigung dieses „durchlöcherten Stahlblocks“ liegt ein zentrales Fertigungsproblem des Reaktors. Mit einfachem Bohren wird es nicht gelingen, da die Wände zwischen den Bohrungen möglichst dünn sein sollten um eine gute Wärmeübertragung zu gewährleisten. Der Stahlblock gibt der ganzen Konstruktion Halt, Schutz und transportiert die Wärme gleichmäßig zu den Wärmerohren. Es kann also nichts auslaufen und es steht auch nichts unter Überdruck.

Allerdings fehlt hier noch der Moderator. Bei einem Druckwasserreaktor übernimmt das Wasser selbst die notwendige Abbremsung der Neutronen. Beim eVinci soll Zirkoniumhydrid (ZrH2) diese Aufgabe übernehmen. Wahrscheinlich auch als Legierung aus Uran, Zirkon und Wasserstoff. Für diese Legierungen existieren jahrzehntelange Betriebserfahrungen in den TRIGA-Forschungsreaktoren. Diese Brennstoffe besitzen ein ausgeprägtes Verhalten zur Selbstregulierung der Leistung (stark negativer Temperaturkoeffizient der Reaktivität): Erhöht sich die Brennstofftemperatur ungebührlich, bricht die Kettenreaktion praktisch sofort ein und infolge auch die Wärmeproduktion. Ein Schmelzen des Brennstoffs wird sicher verhindert.

Der Brennstoff

Als Brennelemente sollen die – auch hier schon näher beschriebenen – TRISO Elemente verwendet werden. Sie besitzen ausgezeichnete Eigenschaften bezüglich hoher Temperaturbeständigkeit und dem Rückhaltevermögen von Spaltprodukten. Erinnert sei nur an die zwanzigjährige Erfolgsgeschichte des Kugelhaufenreaktors in Jülich. Unzählige Versuche in Deutschland und China haben die „Walk-Away-Sicherheit“ nachgewiesen. Dieser Brennstoff kann auch nach schwersten Störfällen, wie z. B. in Fukushima, nicht schmelzen und damit größere Mengen radioaktiver Stoffe freisetzen.

Allerdings benötigt man bei solch kleinen Reaktoren höher angereichertes Uran als bei Leichtwasserreaktoren. Ferner wird hier das „Batterie-Konzept“ angestrebt. Man liefert den betriebsbereiten Reaktor, schließt ihn an und läßt ihn für mindestens zehn Jahre (nahezu) vollautomatisch und ohne Unterbrechung laufen. Quasi ein Blockheizkraftwerk ohne Tankstelle. Durch die Wahl der TRISO-Brennelemente ist man zukünftig sehr flexibel. Neben Uran (HALEU) sind auch Plutonium und Thorium einsetzbar. Nur die Brennstoffherstellung muß verändert werden.

Das Arbeitsmedium

Da bei dieser Konstruktion der Kern mit seiner Neutronenstrahlung durch die Wärmerohre physikalisch vom Arbeitsmedium CO2 getrennt ist, hat man stets ein „sauberes“ Arbeitsmedium. Man muß also nicht noch einen sekundären Dampf-Kreislauf wie z. B. beim Kugelhaufenreaktor (radioaktiver Staub durch Abrieb der Brennelemente) oder einem mit Natrium gekühlten Reaktor (Aktivierung des Natriums durch schnelle Neutronen) hinzufügen. Dies spart Bauvolumen, Bauteile (die Funktion des Zwischenwärmetauschers übernehmen die Wärmerohre) und letztendlich Kosten. Im Prinzip ist man damit in der Wahl des Arbeitsmediums völlig frei. Allerdings sollte man die „Drucklosigkeit“ dieses Reaktortyps nicht grundlos aufgeben. Druckdifferenz bei hoher Temperatur bedeutet automatisch Wandstärke und damit Gewicht. Der Vorteil des einfachen Transports könnte schnell verloren gehen.

Beim eVinci ist zur Stromproduktion eine Gasturbine mit CO2 als Arbeitsmedium vorgesehen. Mit CO2 als Betriebsstoff besitzt man in der Kerntechnik jahrzehntelange Erfahrung (z. B. die gasgekühlten Kernkraftwerke in Großbritannien). CO2 läßt sich aber auch sehr gut als Medium für eine Gasturbine einsetzen. Man kommt damit mit wesentlich kleineren Arbeitsdrücken als bei Wasser aus. Die hohe angestrebte Betriebstemperatur von 600°C+ bei diesem Reaktor, erlaubt trotzdem akzeptable Wirkungsgrade. Noch wichtiger ist die Temperatur am kalten Ende des Turbinenaustritts: Eine Gasturbine arbeitete – anders als eine Dampfturbine – ohnehin mit so hohen Temperaturen, daß problemlos eine Kühlung mit Umgebungsluft möglich ist. Ein nicht zu unterschätzender Vorteil für alle „Wüstengebiete“ bzw. Flüsse, bei denen die zulässige Temperaturerhöhung bereits ausgereizt ist. Momentan ist der Einsatz von Turbinen mit überkritischem CO2 Kreisprozess geplant. Solche Turbinen gibt es bereits für diese Leistungsklasse. Ein weiterer Vorteil für die Beschränkung als „Mikroreaktor“. Des weiteren will man sich im ersten Schritt auf eine Temperatur von 600°C beschränken, sodaß man sich noch voll im Bereich konventioneller Kraftwerkstechnik bewegt.

Wieder ein Papierreaktor mehr?

Danach schaut es diesmal wahrlich nicht aus. Der eVinci besteht aus Komponenten, an denen bereits seit Jahrzehnten in den „National Laboratories“ geforscht und entwickelt wird. Das Gesamtkonzept mag revolutionär anmuten, die Grundlagen sind längst in aller Stille geschaffen worden. Deshalb ist der Terminplan auch sehr eng gestrickt. Fertigstellung eines Prototyps – noch ohne Kernbrennstoff – bis Ende 2020. An diesem „Modell“ sollen die Fertigungsverfahren ausprobiert werden und die Berechnungsverfahren etc. verifiziert werden. Inbetriebnahme eines Prototyps durch Westinghouse noch 2024. Bereitstellung von genehmigungsfähigen und lieferbaren Reaktoren für das Verteidigungsministerium bis 2026. In diesem Zusammenhang ist interessant, daß die kanadischen Genehmigungsbehörden ein paralleles Genehmigungsverfahren aufgenommen haben. Ziel dort ist die Versorgung abgelegener Minen mit Strom und Wärme. Es ergibt sich damit erstmalig die Situation, daß die Entwicklung eines „Prototypen“ – wie in guten alten Zeiten – in der Hand des Energieministeriums verbleibt. Parallel wird ein kommerzielles Genehmigungsverfahren von zwei nationalen Behörden gleichzeitig entwickelt. Konkurrenz belebt das Geschäft. Das bisher praktizierte „Totprüfen“ durch immer neu erfundene Sicherheitsnachweise – in Stundenlohnarbeit versteht sich – scheint diesmal ausgeschlossen.

Betrachtet man die Ströme an Forschungsgelder innerhalb der Kerntechnik in den USA der letzten zwei Jahre, so wird der Stellenwert dieses Projekts deutlich. Dies betrifft sowohl die absolute Höhe, als vor allem den relativen Anteil. Große Summen fließen bereits in Fertigungsverfahren. So wird eine vollautomatische Fertigung für die Wärmerohre entwickelt. Diese soll die Produktionskosten auf unter ein Zehntel der bisherigen Kosten senken. Gleiches gilt für die Produktion von TRISO-Brennelementen und eine neue Anreicherungsanlage für HALEU. Erklärtes Ziel ist ein Kraftwerk für einen Preis unter 2000 US$/kW anzubieten. Ausdrücklich in Konkurrenz zu Erdgas-Kombikraftwerken. Diese Kraftwerke sollen innerhalb von 30 Tagen ab Auslieferung vor Ort einsetzbar sein. Sie sollen in Fabriken, ähnlich denen für Flugzeugtriebwerke, in Serie gefertigt werden.

Warum das alles?

Man mag es gut finden oder nicht. Mal wieder scheint der Krieg Vater aller technischen Entwicklungen zu sein. Das US-Militär befindet sich mitten im Umbruch. Weg von der jahrzehntelangen Jagd auf irgendwelche Taliban mit Kalaschnikows und am Ende der Träume von der „Friedensdividende“ aus dem Zusammenbruch der Sowjetunion. China wird immer aggressiver (Südchinesisches Meer) und Parallelen zum Japan der 1930er Jahre erscheinen immer beängstigender. Hinzu kommt der Potentat Putin mit seinen Eskapaden in Osteuropa und Syrien, der sich inzwischen als die beste Werbeabteilung der amerikanischen Rüstungsindustrie erweist. Man muß sein Geschwafel über seine Wunderwaffen nur wörtlich nehmen und schon hat man Vorlagen für neue Rüstungsprogramme. Im Rahmen der Umstrukturierung wird immer deutlicher, daß der nächste „große Krieg“ voll elektrisch wird: Immer mehr Radaranlagen, immer mehr Datenverkehr, immer mehr Computer und sogar Laser-Waffen. All dies erfordert immer mehr elektrische Leistung, möglichst nah an der Front. Diese Energieerzeugungsanlagen müssen aber ständig mit Treibstoff versorgt werden, was zusätzliche Kräfte bindet – besonders in den Weiten des Pazifiks. Ganz ähnlich ist die Entwicklung bei der Marine. Hinzu kommt dort die neuartige Bedrohung durch präzise Mittelstreckenraketen. Eine Antwort auf diese Bedrohung ist die Kombination aus klassischen Schiffen mit „Roboter-Schiffen“. Diese Schiffe machen aber nur Sinn, wenn sie – ohne Besatzung – quasi endlos über die Weltmeere ziehen können. Kernreaktoren bieten sich als Antrieb geradezu an, sind aber mit heutiger Technik nicht finanzierbar. Billige Mikroreaktoren wären eine Lösung.

Immer wenn sich Militärs etwas in den Kopf gesetzt haben, bekommen sie kurz über lang ihre Wünsche erfüllt. Ganz besonders, wenn in breiten Bevölkerungskreisen eine Angst vor einer konkreten Bedrohung vorhanden ist. Dann spielen Kosten keine Rolle mehr. In den USA ist es schon immer Tradition gewesen, neuartige militärische Entwicklungen möglichst schnell in die zivilen Märkte überzuführen (Spielekonsolen, GPS etc..). Geheimhaltung ist sowieso nur beschränkt möglich, aber große Stückzahlen senken die Kosten. In diesem Sinne, ist in der Tat mit dem schnellen Aufbau von „Reaktor-Fabriken“ zu rechnen. Dies paßt auch zum aktuellen Zeitgeist: Donald Trump ist mit dem Slogan angetreten, die Industriearbeitsplätze zurück zu holen. Er hat dabei sicherlich nicht an Nähereien für Hemden gedacht. Alle, die dies milde als „populistisch“ abgetan haben, könnte das Lachen bald vergehen.

NELA

Das Kunstwort NELA ist eine Abkürzung für den Nuclear Energy Leadership Act. Eine Anweisung des US-Senats („Länderkammer der USA“) an den Secretary of Energy („Energieminister“ ), die Ziele für die zukünftige friedliche Nutzung der Kernenergie in den USA aufzustellen, eine vielseitig verwendbare Quelle für schnelle Neutronen auf der Basis eines Kernreaktors zu bauen (VTR) und High-Assay-Uran (Anmerkung: Uran mit knapp unter 20% Anreicherung, HALEU) für Forschung, Entwicklung und den Bau eines fortschrittlichen Reaktors etc. bereit zu stellen.

Die Reaktion auf dieses Gesetz – z. B. durch den Milliardär Bill Gates – war geradezu euphorisch. Der ehemalige Mitbegründer von Microsoft hält Kernenergie für eine der wichtigsten Zukunftstechnologien und ist auch aktiv und mit eigenem Geld an der Förderung beteiligt. So soll in seine Gründung TerraPower LLC Nuclear Energy bereits über eine Milliarde US-Dollar Risikokapital geflossen sein. Er war auch nicht ganz unschuldig an dieser Gesetzgebung, da seine Ankündigung mit seinem Reaktortyp nach China abzuwandern, mächtig Staub aufgewirbelt hat – man muß nicht extra erwähnen, daß dieser Schachzug bei Donald Trump voll ins Schwarze getroffen hat.

Politische Auswirkungen

Mag auch im deutschen Staatsfernsehen immer wieder der Eindruck geschürt werden, die USA seinen vollkommen gespalten und stünden kurz vor einem Bürgerkrieg, so ist dieses Gesetz ausdrücklich von Demokraten und Republikanern gemeinsam eingebracht worden.

Es gibt aber noch einen weiteren Hinweis für eine in der Bevölkerung breit vorhandene Zustimmung. Im Senat ist jeder Bundesstaat – unabhängig von Größe und Bevölkerung – durch zwei Senatoren vertreten. Jeder Senator ist für sechs Jahre gewählt und die Wahlen finden zeitversetzt alle zwei Jahre statt. Anders als in Deutschland („Parteiendemokratie“), werden die Senatoren direkt durch die Einwohner ihres Bundesstaates gewählt. Sie besitzen daher einen hohen Bekanntheitsgrad und entsprechendes Ansehen – deshalb wird keiner ein Gesetz einbringen, das seine Wiederwahl gefährdet. Insofern wird die Standortsuche nur eine Formsache sein. Verzögerungen durch „Bürgerproteste“ sind nicht zu erwarten.

Inhalt der Anweisung

NELA beinhaltet eine Menge tiefgreifender Veränderungen für die zukünftige Entwicklung der friedlichen Nutzung der Kernenergie: Endlich scheint der Gegensatz von hohen Investitionen – bei später extrem geringen Betriebskosten – verstanden und als Besonderheit der Kerntechnik akzeptiert zu sein. Es soll eine Wiederbelebung der sog. „schnellen Reaktoren“ erfolgen, diesmal jedoch nicht wegen (falsch eingeschätzter) kleiner Uranreserven, sondern zur „Entschärfung“ der Atommüll-Problematik. Die Zeit ist dafür reif. Gibt es doch auch in den USA mehrere tausend Tonnen abgebrannter Brennelemente, die durch jahrzehntelange Lagerung bereits so stark abgeklungen sind, daß sie förmlich nach einer Wiederaufbereitung schreien.

(Section 2) Genehmigung von langfristigen Energielieferungsverträgen

In den USA sind Verträge zwischen Energieerzeugern und öffentlichen Versorgern über die PPA (Power Purchase Agreement) reglementiert. Zukünftig dürfen Verträge über eine Laufzeit von 40 Jahren (bisher 10 Jahre) für Kernkraftwerke abgeschlossen werden. Die Zahlungsströme über die Vertragslaufzeit sind eine wichtige Grundlage für eine Finanzierung durch Kreditgeber.

(Section 3) Langfristige Pilotverträge

Der Energieminister soll insbesondere mit dem Verteidigungsminister und dem Minister für die Heimatverteidigung langfristige Verträge zur Versorgung mit Kernenergie ausarbeiten. Ziel ist mindestens ein Vertrag mit einem kommerziellen Kernkraftwerk bis zum 31.12.2023.

Der Minister soll neuartige Reaktoren (first-of-a-kind ) und neue kerntechnische Verfahren besonders berücksichtigen, die eine zuverlässige und belastbare (Anmerkung: also ausdrücklich keine wetterabhängigen und an Rohrleitungen gebundene Systeme) Energieversorgung von besonders wichtigen Einrichtungen ermöglichen. Insbesondere für abgelegene Regionen (Anmerkung: Militärstützpunkte etc.) und bei Inselbetrieb geeignete Systeme.

Es sind unter diesen Umständen ausdrücklich höhere, als Marktpreise erlaubt.

(Section 4) Entwicklungsziele für fortschrittliche Kernreaktoren

Unter fortschrittliche Reaktoren werden auch Prototypen verstanden, die besondere Fortschritte zur jeweils neusten Generation aufweisen:

  • Zusätzliche inhärente Sicherheiten,
  • geringerwertige (Anmerkung: Im Sinne von Menge und Aktivität) Abfälle,
  • bessere Brennstoffausnutzung (Anmerkung: Weniger Natur-Uran),
  • größere Toleranz gegenüber Ausfall der Kühlung,
  • höhere Verfügbarkeit (Anmerkung: Brennelementewechsel etc.),
  • besserer Wirkungsgrad,
  • geringerer Verbrauch an Kühlwasser,
  • die Fähigkeit zur Erzeugung elektrischer Energie und Heizwärme,
  • Anpassung an wachsende Verbräuche durch einen modularen Aufbau,
  • flexible Leistungsbereitstellung zum Ausgleich zwischen dem Angebot an wetterabhängigen Energien und der Verbrauchernachfrage
  • und Fusionsreaktoren.

Es soll ein Projekt zur Demonstration durchgeführt werden. Darunter wird ein fortschrittlicher Reaktor verstanden, der

  • innerhalb eines Versorgungsgebietes als Kraftwerk eingesetzt wird,
  • oder in irgendeinem anderen Zusammenhang, der den kommerziellen Einsatz eines solchen Reaktors erlaubt, eingesetzt wird.

Zu diesem Zweck soll der Minister möglichst bald nach dem Inkrafttreten, die Forschung und Entwicklung von fortschrittlicher, bezahlbarer und sauberer Kernenergie im eigenen Land vorantreiben. Zu diesem Zweck soll die Eignung verschiedener fortschrittlicher Reaktortechnologien für eine Anwendung durch private Unternehmen nachgewiesen werden:

  • zur Gewinnung von emissionsfreier elektrischer Leistung bei einem Energiepreis von bis zu 60 $ pro Megawattstunde, gemittelt über die geplante Lebensdauer des Kraftwerks,
  • zur Versorgung durch Fernwärme, Wärme in industriellen Prozessen und zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe,
  • als Backup (Anmerkung: Für „Flatterstrom“) oder beim Einsatz von betriebsnotwendigen Strom-Versorgungsanlagen (Anmerkung: Rechenzentren, militärische Anlagen etc.).

Entwicklungsziele für die (staatliche) Kernforschung sind in diesem Sinne Demonstrationsprojekte, die nicht durch private Unternehmen durchgeführt werden können, da diese nicht in der Lage oder willens sind, das erhebliche finanzielle Risiko der Forschung zu tragen. Es soll der Zugang von Privatunternehmen zu staatlichen Forschungseinrichtungen oder die Nutzung staatlicher Forschungsergebnisse erleichtert werden.

Der Minister soll bis zum 30.9.2028 mindestens in ein Abkommen mit mindestens vier verschiedenen fortschrittlichen Reaktoren eintreten. Der Minister soll in diesem Sinne verschiedene Verfahren zur primären Kühlung (Anmerkung: Metalle, Gas, Salzschmelzen etc.) aussuchen. Er sollte dabei anstreben, daß die Langzeitkosten für elektrische Energie und Wärme konkurrenzfähig sind. Die in die Auswahl einbezogenen Reaktortypen sind durch externe Gutachten zu überprüfen. Es sollen in Zusammenarbeit mit privaten Unternehmen geeignete Liegenschaften ermittelt werden. Es sind staatliche Stellen, die National Laboratories und „höhere Bildungseinrichtungen“ direkt anzusprechen. Neben traditionellen Abnehmern, wie z. B. Stromversorger, sind auch potentielle Anwender neuer Technologien, wie z. B die petrochemische Industrie, sowie die Entwickler fortschrittlicher Reaktoren einzubeziehen.

Der Minister soll sicherstellen, daß er die Forschung auf Schlüsselgebieten der Kernenergie erleichtert, die Erkenntnisse über den gesamten Entwicklungsprozess, die Sicherheitstests und das Genehmigungsverfahren umsetzt. Aufgelegte Forschungsprogramme sollten Wert darauf legen, daß sie Lösungen für die Strahlenbelastung (Anmerkung: Schnelle Neutronen sind fürs Material schädlicher als thermische) und korrodierende Kühlmittel (Anmerkung: z. B. Salzschmelzen) bereitstellen und für die Zulassung fortschrittlicher Brennstoffe (Anmerkung: z. B. metallische zur einfacheren Wiederaufbereitung) sorgen.

Herausforderungen bezüglich Modellierung und Simulation, die den Konstruktionsprozess und das Zulassungsverfahren beschleunigen können, sind zeitnah zu realisieren.

Zugehörige Technologien, wie z.B. elektro-chemische Verfahren oder Wiederaufbereitungsverfahren, die das Volumen der Abfälle und deren Halbwertszeiten verringern, sind entwickelt. Die Infrastruktur, wie z. B. die „versatile fast neutron source“ und Prüfstände für Salzschmelzen sind errichtet. Das Grundlagenwissen über die Physik und Chemie von anderen Kühlmitteln als Wasser, wurde vertieft. Um die Kosten für die Realisierung fortschrittlicher Kernreaktoren zu senken, wurden fortschrittliche Herstellungs- und Konstruktionsverfahren, sowie Materialien untersucht.

(Section 5) Strategische Planung für die Kernenergie

Nicht später als 180 Tage nach dem Inkrafttreten soll der Minister den Fachausschüssen von Senat und Parlament einen 10-Jahres-Plan für die Strategie der Umsetzung vorlegen.(Anmerkung: Bisher gibt es keine übergreifende Koordinierung der Forschung und Entwicklung. Kernforschung wird von verschiedensten Regierungsstellen mit jeweils eigener Zielsetzung betrieben.)

Mindestens im Zwei-Jahres-Turnus hat der Minister den einschlägigen Fachausschüssen von Senat und Parlament einen aktualisierten 10-Jahres-Plan vorzulegen. Die Abweichungen oder die nicht Erfüllung sind zu begründen. (Anmerkung: Damit soll erreicht werden, daß neueste Forschungsergebnisse – von wem auch immer – unmittelbar in die laufende Entwicklung neuartiger Reaktoren einfliessen können und so die Zeitdauer bis zur Markteinführung verkürzt wird.)

(Section 6) Vielseitig verwendbare Quelle schneller Neutronen auf der Basis eines Reaktors

Als „Schnelle Neutronen“ werden hier Neutronen mit einer Bewegungsenergie von über 100 Kiloelektronenvolt verstanden. Der Minister soll für diese Quelle verantwortlich sein und sie soll als öffentliche Einrichtung betrieben werden. (Anmerkung: Hinter dieser „Quelle“ verbirgt sich ein Reaktor auf der Basis des PRISM Konzepts von GE Hitachi. Aufträge wurden bereits erteilt und Mittel von bis zu 800 Milionen Dollar jährlich in den Haushalt eingestellt. Man rechnet mit Gesamtkosten von bis zu sechs Milliarden Dollar. Es wird also diesmal nicht gekleckert. Als „Forschungsreaktor“ unterliegt er auch nicht dem normalen Genehmigungsverfahren mit seiner bekannt langen Dauer – auch hier heißt es: Zurück in die Zukunft.)

Der VTR (Versatile Test Reactor) soll die öffentliche Forschung mit „schnellen Neutronen“ sicherstellen. (Anmerkung: Seit der Ausserbetriebsetzung des Halden-Reaktors in Norwegen ist selbst die Industrie bei Bestrahlungsexperimenten auf China und Rußland angewiesen – ein absolutes No Go für die nationale Sicherheit.) Der Minister soll gewährleisten, daß die Quelle die Bestrahlung mit dem schnellen Neutronenspektrum ermöglicht und für neuartige Forschungsanforderungen erweiterbar ist. Der Minister soll gewährleisten:

  • Die Fähigkeit Experimente und Materialtests unter hohen Temperaturen durchzuführen.
  • Hohe Flüsse von schnellen Neutronen, wie sie bisher an anderen Forschungseinrichtungen nicht möglich sind.
  • Eine optimale Basis für zukünftige Forscher zu schaffen.
  • Eine maximale Flexibilität bei der Bestrahlung und ein maximales Volumen zu schaffen, damit so viele Forschergruppen wie praktikabel, tätig sein können.
  • Möglichkeiten zur Bestrahlung von Neutronen mit einem geringeren Energiespektrum zu gewährleisten.
  • Verschiedene Kreisläufe für Tests mit verschiedenen Brennstoffen und Kühlmitteln.
  • Zusätzliche Einrichtungen zur Untersuchung der Eigenschaften vor und nach der Bestrahlung.
  • Geringe Kosten für den Betrieb und Unterhalt über die gesamte Lebenszeit.

Der Minister soll bis spätestens zum Ende des Jahres 2025 die Anlage in Betrieb nehmen. (Anmerkung: Make America Great Again. Dieses Programm ist nur mit dem Bau des ersten Atom U-Boots oder dem Apollo-Programm in seinem Ehrgeiz vergleichbar.)

(Section 7) Programm zur Sicherheit von fortgeschrittenem Brennstoff

Zur Unterstützung der Kernwaffenproduktion und der Schiffsreaktoren (der Marine) benötigen die USA einen vollständigen Brennstoffkreislauf für leicht- und hochangereichertes Uran: Uranminen, Konversion, Anreicherung und Brennstoffherstellung.

Viele Unternehmen in den USA benötigen den Zugang zu Uran mit einer Anreicherung von knapp unter 20%-U235 (HALEU) für:

  • Erste Brennstofftests
  • Betrieb von Demonstrationsreaktoren
  • Kommerzieller Betrieb von fortschrittlichen Reaktoren

Bis heute existiert keine Anlage zur Herstellung von Brennstoff mit einer Anreicherung von mehr als 5%-U235 in den USA. Ein gesunder kommerzieller Brennstoffkreislauf mit höherer Anreicherung wäre gut für die einschlägigen Bereiche der nationalen Sicherheit und für die fortschrittliche kerntechnische Industrie der USA. Durch die Bereitstellung von Uran mit einer Anreicherung von knapp bis unter 20% aus den Beständen für die Rüstung für erste Brennstofftests und einen Demonstrationsreaktor könnte

  • der Weg bis zur Markteinführung solcher Konzepte,
  • die Entwicklung eines Marktes für fortgeschrittene Reaktoren
  • und ein wachsender kommerzieller Brennstoffkreislauf

beschleunigt werden. (Anmerkung: Hier wird das „Henne-Ei“ Problem durch eine Öffnung der Schatulle der Rüstung durchbrochen. Ein Zeichen, daß es mit einer möglichst schnellen Umsetzung sehr ernst gemeint ist. Gleichzeitig wird mit der Verwendung von höher angereichertem Uran die Plutonium-Problematik geschickt umschifft. Auch diese Pragmatik, deutet auf den festen Willen zu einer schnellen Entwicklung hin.)

Der Minister soll nicht später als in einem Jahr nach Inkraftsetzung höher angereichertes Uran bereitstellen und Verträge für Verkauf, Weiterverkauf, Übertragung und Vermietung zur Verwendung in kommerziellen oder nicht kommerziellen Reaktoren ausarbeiten.

Jeder Mietvertrag sollte eine Klausel enthalten, daß der Brennstoff im Eigentum des Ministeriums verbleibt, einschließlich einer Endlagerung der radioaktiven Abfälle infolge der Bestrahlung, und einer Wiederaufbereitung.(Anmerkung: Bei einer Miete könnten also die vorhandenen (militärischen) Wiederaufbereitungsanlagen und das WIPP als (staatliches) Endlager genutzt werden. Dies dürfte Störungen durch die „Anti-Atombewegung“ nahezu unmöglich machen.)

Bis Ende 2022 hat der Minister zwei Tonnen (bezogen auf den Gehalt von U235) und bis Ende 2025 zehn Tonnen zur Verfügung zu stellen. Dieses Programm endet 2034 oder wenn genug Uran aus kommerziellen Quellen zur Verfügung steht.

(Section 8) Qualitätsoffensive für Universitäten

Das Parlament stellt fest, daß Kernkraftwerke in den USA Milliarden Dollar Auftragsvolumen erzeugen und zehntausenden Amerikanern gut bezahlte Arbeitsplätze geben; dies gilt insbesondere in den Standort-Gemeinden. Der Weltmarkt für kommerzielle Kernkraftwerke wird in der Dekade 2018–2028 (nach Angabe der Handelskammer) um 740 Milliarden Dollar wachsen. Die Teilnahme und (wieder gewonnene) Führerschaft auf diesem Markt kann zu entsprechenden Exporten führen. Den Einfluß auf die internationalen Standards für Sicherheit, Schutz und gegen Weiterverbreitung könnten über die Handelsbeziehungen aufrechterhalten und weiter ausgebaut werden. Dies erfordert umfangreiche Investitionen in fortschrittliche Kerntechnik. Um die Welt in die nächste Generation kommerzieller Kernreaktoren zu führen, muß die Industrie für fortschrittliche Kernenergie in einen Zustand beschleunigten Wachstums versetzt werden. Dazu müssen Kooperationen (public-private-partnerships) zwischen den öffentlichen Institutionen und der Privatwirtschaft geschaffen werden. Neue Reaktoren stellen besondere Anforderungen an die Genehmigungs- und Überwachungsinstitutionen. Dafür sind hoch qualifizierte Arbeitskräfte nötig. Die Universitäten sollen jährlich mindestens 600 Absolventen (undergraduate students) bzw. 500 Absolventen (graduate students) der Kerntechnik hervorbringen. Dies ist der Mindestbedarf um eine internationale Führung auf diesem Gebiet zu erlangen. (Anmerkung: Hinzu kommen noch die von der Marine selbst ausgebildeten und aus deren aktiven Dienst ausgeschiedenen.)

Um auf dem neusten Stand Forschung und Entwicklung betreiben zu können, sind zusätzlich Fachkräfte auf den Gebieten Rüstungskontrolle, Nuklearmedizin und fortschrittlicher Fertigungsverfahren etc. auszubilden. (Anmerkung: Wie gut, daß auf Grund der unendlichen Weisheit unserer Kanzlerin, Deutschland bald nur noch „Windmühlenbauer“ und „Batterien in Autos Einsetzer“ braucht. Angepaßte Technologie halt, für die, „die noch nicht so lange hier leben“.)

Abschließende Bemerkungen

Es scheint, der Riese USA ist erwacht. Inzwischen kommen rund zwei Drittel aller neuen Kernkraftwerke aus China und Rußland. Die USA sind nicht mehr lange der größte Produzent elektrischer Energie aus Kernenergie. Das bedeutet, die Führungsrolle geht verloren. Die Druckwasser-Technologie ist ausgereizt. Es ist absehbar, wann China und Rußland vollständig aus eigener Kraft Kernkraftwerke auf internationalem Niveau bauen können. China wegen seiner breiteren industriellen Basis sicherlich früher. Beide Länder drängen massiv auf die Märkte in Schwellenländern. Was sie technisch noch nicht leisten können, machen sie über den Preis wett.

Hinzu kommt der Schock über die beiden aus dem Ruder gelaufenen Baustellen Vogtle und Summers: Man kriegt einen selbst entwickelten Reaktor im eigenen Land nicht mehr termingerecht und zu den geplanten Kosten fertig. Für die kerntechnische Industrie hat das wie die Unglücke mit der Raumfähre auf die Raumfahrtindustrie gewirkt. Es war höchste Zeit sich neu zu erfinden. Aus dem „Raumgleiter“ wurde ein privat entwickelter „Bleistift“, der senkrecht auf einem Ponton im Meer zur Wiederverwendung landet. Inzwischen plant man die Reise zum Mars.

In der Kerntechnik kommt die Abkehr vom immer größer werden (Kostendegression), zum genauen Gegenteil hin. Anstatt immer mehr (erforderliche) Sicherheitssysteme, hin zu „inhärenter Sicherheit“. Zur Kostensenkung Serienfertigung in der Fabrik. Ganz nebenbei die Erschließung neuer Märkte durch diese Maßnahmen: Kleinere Stromnetze, Länder die gar nicht so viel Kapital für ein konventionelles Kernkraftwerk aufbringen können, Länder die nicht über die Infrastruktur für Betrieb und Wartung verfügen usw.

Hinzu kommt die größer werdende – oder zumindest so empfundene – Problematik des „Atommülls“. Ein Leichtwasserreaktor produziert zwar – gemessen an einem fossilen Kraftwerk – verschwindend geringe Mengen an Abfall, aber mit steigender Anzahl werden auch die abgebrannten Brennelemente spürbar. Die naßchemische Wiederaufbereitung mit anschließender erneuter Verwendung des Plutoniums in Leichtwasserreaktoren (Mischoxid) hat sich auch nicht als der Hit erwiesen. Will man das „Atommüllproblem“ besser in den Griff kriegen, ist der Übergang zu Reaktoren mit schnellem Neutronenspektrum nötig. Nur mit schnellen Neutronen kann man alle Uran- und Plutoniumkerne erfolgreich spalten. So wird aus abgebrannten Brennelementen wieder neuer Brennstoff. Das verringert den Einsatz des Brennstoffs für eine vorgegebene Menge elektrischer Energie mindestens um den Faktor 60. Weniger Brennstoff, weniger Abfall. Hinzu kommt aber noch ein zweiter Vorteil: Nicht nur weniger, sondern auch weniger langlebiger Abfall. Die übrig bleibenden Spaltprodukte stellen nur eine Strahlenquelle für Jahrzehnte oder wenige Jahrhunderte dar. Früher stand das „Brüten“, heute das „vollständig aufbrauchen“ im Vordergrund. Brütertechnologie wird auf absehbare Zeit – wenn überhaupt jemals – nicht gebraucht. Schon heute haben wir Plutonium im Überfluß und Uran und Thorium sowieso. Deshalb kann man auch bei dieser Reaktortechnologie von den „Gigawattmaschinen“ abschied nehmen und auf kleinere, inhärent sichere Einheiten übergehen. Diese sind „walk-away-safe“. Man kann einfach die Turbine abstellen und nach Hause gehen. Keine Science Fiction, sondern zig mal beim EBER II praktiziert. Das Kernkraftwerk zur Strom- und Wärmeversorgung mitten in der Stadt, alles andere als Utopie. Natürlich für das Zeitalter nach dem Zusammenbruch des Öko-Sozialismus, versteht sich.