Flugscharen zu Schwertern?

Kaum baut China seinen dritten natriumgekühlten Reaktor mit schnellem Neutronenspektrum, kommen die einschlägigen „Atomkraftgegner“ wieder unter ihren Steinen hervorgekrochen und erzählen das Märchen von den „Bomben aus den schnellen Brütern“ neu. Diesmal in der Version ‎China. Genau dieser Henry Sokolski hat schon 2010 seine steilen Thesen bei der Heirich Böll Stiftung (Die grüne politische Stiftung) unter dem Titel Wege aus dem nuklearen Dilemma verbreitet. Eigentlich nur neuer Wein aus alten Schläuchen. Gleichwohl Hauptgift der „Atomkraftgegner“ im doppelten Sinne: Erstens, der Mythos vom nicht wiederverwendbaren Atommüll und die „Endlagerfrage“ muß aufrecht erhalten bleiben und zweitens, es gibt keine Trennung zwischen friedlicher Nutzung der Kernenergie und „Atombomben“. Genau das, was schlichte Gemüter mit guten Herzen an die Wahlurnen oder auf Demos treiben soll. Es ist deshalb nötig, die Schleier der Propaganda etwas beiseite zu schieben.

Die Rolle Chinas

Da uns Claudia Kemfert und ihre Kumpane in unzähligen Auftritten im Staatsfernsehen erklärt haben, daß Wind und Sonne die einzig wahren Energieträger sind und „Atomkraft ganz, ganz unwirtschaftlich ist“, muß natürlich eine Begründung für den Ausbau der Kernenergie in China her: Was geht da besser, als „atomare“ Aufrüstung? Die Enthüllung ist, China baut gar keine Kern-Kraftwerke für die Stromerzeugung, sondern will nur Plutonium erzeugen, um daraus Bomben zu bauen oder wenigstens die Welt zu vergiften. Klingt alles – aber bestimmt nicht zufällig – nach Dr. Fu Manchu bzw. ist einfach nur schlechte Propaganda. Aber Vorsicht, langjährige Erfahrung mit dem Ökosozialismus zeigt, daß es denen egal ist, ob wahr oder falsch, Hauptsache die Spinnereien werden so lange in allen Medien wiederholt, bis jeder sie nachplappert und sie dadurch auf mystische Art wahr erscheinen.

Man mag ja über das kommunistische China denken was man will, aber China hat es gar nicht nötig, heimlich Kernwaffen zu produzieren. China ist seit 1964 „Atommacht“ – ganz im Gegenteil z. B. zum Iran. Inzwischen mit allem was dazu gehört, wie z. B. Raketen. Niemand dürfte daran zweifeln, daß China in der Lage wäre, weltweit einen „Atomschlag“ auszuführen. Aber will es das wirklich? Zweifellos hat China imperiale Gelüste, aber gerade deshalb wird es einen Atomkrieg vermeiden. Die blitzartige Einäscherung von Shanghai (ca. 26 Millionen Menschen) oder Peking (ca. 20 Millionen) würde China schneller in die Knie zwingen, als Hiroshima und Nagasaki das japanische Kaiserreich. China ist mit seiner Bevölkerungsstruktur längst nicht mehr in der Lage einen Atomkrieg zu führen. China kann auch nur auf Abschreckung setzen. Dafür reichen seine geschätzt 350 Sprengköpfe aus. Das mag gegenüber Russland (6375 Sprengköpfe) und USA (5800) gering erscheinen, ist aber in der Größenordnung von GB und Frankreich. Gerade für seine imperialen Züge im Pazifik – und nicht zuletzt für die latente Bedrohung von Taiwan – braucht es eine starke konventionelle Armee und Marine. Ein nukleares Wettrüsten frißt aber Unmengen Geld.

Selbst wenn China einen Ausbau seiner Nuklearstreitkräfte plant, kann es sogar auf Vorräte an für Waffen geeignetem Plutonium (geschätzt 2,5 bis 3,5 to) für weitere 480 Sprengköpfe zurückgreifen. Darüberhinaus noch auf hochangereichertes Uran (geschätzt 11 bis 17 to) für weitere etwa 1000 Sprengköpfe. Wenn das nicht reicht, kann man noch entsprechende Produktionsanlagen reaktivieren.

Plutonium ist nicht gleich Plutonium

An dieser Stelle ist noch ein bißchen Neutronenphysik nötig. Plutonium wird in jedem Reaktortyp aus U238 durch das Einfangen von Neutronen gebildet. Die Typen unterscheiden sich lediglich durch ihre Konversionsrate. Bei Leichtwasserreaktoren beträgt diese etwa 0,6. Das heißt statistisch betrachtet, wenn 10 Kerne gespalten wurden, haben sich 6 Plutoniumatome neu gebildet. Ist die Konversionsrate größer 1, spricht man von Brütern. Es werden also mehr Kerne – die zu Spontanspaltungen neigen, wie U235 und Pu239 – neu gebildet als verbraucht. Mit schnellen Neutronen kann man alle Kerne spalten, braucht aber eine höhere Anreicherung als bei langsamen (abgebremsten oder moderierten) Neutronen.

Wenn nun ein Neutron auf einen Kern Pu239 (Halbwertszeit 24 110 Jahre) trifft, wird er nicht zwingend gespalten, sondern es bildet sich (manchmal) Pu240 (Halbwertszeit 6 564 Jahre), aus diesem kann sich Pu241(Halbwertszeit 14,35 Jahre) bilden und daraus sogar Pu242 (Halbwertszeit 375 000 Jahre). Wichtig ist nur, daß man je nach Fahrweise und Betriebsdauer des Reaktors ein wildes Isotopengemisch erhält, welches man chemisch nicht trennen kann. Aus verschiedenen Gründen ist aber lediglich das Isotop Pu239 für eine Kernwaffe geeignet. Man unterscheidet deshalb zwischen Reaktor-Plutonium und Waffen-Plutonium. Letzteres muß mindestens eine Reinheit von 93% Pu239 haben. Es ist deshalb Unsinn – aber immer wieder gern von „Atomkraftgegnern“ gemacht – aus der Menge an anfallendem Reaktorplutonium aus Kernkraftwerken irgendwelche „Atombomben“ zusammen zu spekulieren. Noch einmal in aller Deutlichkeit: Aus dem Reaktorplutonium üblicher Kernkraftwerke läßt sich nur eine „Atombombe“ bauen, mit der man nicht einmal Fensterscheiben zum wackeln bringen kann.

Gleichwohl ist es kein Problem, Waffen-Plutonium herzustellen, wenn man die Erzeugung verstanden hat. Aus U238 bildet sich U239, welches mit einer Halbwertszeit von 24 Minuten in Np239 zerfällt und dieses zerfällt wiederum mit einer Halbwertszeit von 2,4 Tagen in Pu239. Der wesentliche Trick ist also, man läßt die Brennstäbe nur kurz im Reaktor verweilen. Will man hochreines Waffen-Plutonium herstellen, hat man dafür immer spezielle Anlagen verwendet, in denen die entstandene Wärme einfach als Abfall an die Umgebung abgegeben wurde. Die Brennelemente waren nur so kurz „abgebrannt“, daß sie einfach in Wasserbecken fielen und früher sogar nur mit Zangen entnommen wurden. Da sie so schwach strahlen, ist die Wiederaufbereitung ebenfalls viel einfacher als bei Brennelementen aus Kernkraftwerken. Kurzum, es ist einfach idiotisch, „Atombomben“ mit Kernkraftwerken herstellen zu wollen. Ganz besonders dann, wenn man – wie China als anerkannte „Atommacht“ – Heimlichkeit gar nicht nötig hat.

Warum baut China nun Natriumgekühlte-Reaktoren?

China setzt voll auf Kernenergie. Man geht beim Ausbau langfristig und in klar definierten Schritten vor. Erst kauft und klaut man das gesamte weltweit vorhandene Wissen zusammen. Diese Phase ist bezüglich Reaktoren der dritten Generation abgeschlossen. Jetzt geht man in die Serienproduktion mit „Eigenentwicklungen“, für die man keine Lizenzgebühren mehr bezahlt und keine Einschränkungen mehr akzeptieren muß. Chinesische Druckwasserreaktoren haben inzwischen Bauzeiten von rund fünf Jahren und Baukosten auf dem Niveau modernster Kohlekraftwerke mit Rauchgaswäsche und höchsten Wirkungsgraden. Die Auslegungslebensdauer bewegt sich auf dem internationalen Standard von 60 Jahren und wird real 100 Jahre überschreiten. Die Reaktoren, die heute ans Netz gehen, werden die Jahrhundertwende noch überleben. Wie immer, wird nicht die Technik, sondern die individuelle Wirtschaftlichkeit über deren Ende entscheiden.

China hat aber von Anbeginn der Nutzung von Kernenergie ein Problem: Zumindest die wirtschaftlich förderbaren Uranvorkommen im eigenen Land sind sehr gering. Deshalb gilt schon heute die Dreierregel: Ein Drittel aus inländischer Förderung, ein Drittel durch Kauf am Weltmarkt und ein Drittel aus ausländischen, aber von China betriebenen, Minen. Man darf dabei nie aus den Augen verlieren, daß ein abgebranntes Brennelement immer noch rund 95% Energieträger enthält. Es baut sich also ein gewaltiger Schatz auf, den es (langfristig) zu heben gilt. Die einzig verfügbare erprobte Technik zur Spaltung von U238 kommt derzeit aus Russland in der Form des mit Natrium gekühlten und schnellem Neutronenspektrum betriebenen BN-600. Dieser Reaktor ist seit 1981 in Beloyarsk am Netz. Inzwischen haben umfangreiche Nachrüstungen (seit 2010) stattgefunden und drei neue Dampferzeuger sind in Vorbereitung, die die genehmigte Betriebsdauer auf 60 Jahre erhöhen. Auf der Basis dieses Typs (1500 MWth, 600 MWel) hat China zwei Reaktoren für das Kraftwerk Xiapu bestellt. Sie sind seit 2018 in Bau und sollen 2023 bzw. 2026 den kommerziellen Betrieb aufnehmen. Sie können mit Uranoxid (Anreicherung 17 bis 26%) oder Mischoxid (100 GWd/t Abbrand) bestückt werden. Später ist sogar eine Beladung mit metallischem Brennstoff (100–120 GWd/t) vorgesehen. Dies würde auch ganz neue Wege bezüglich der Wiederaufbereitung ermöglichen. Der Brennstoff für die ersten sieben Jahre kommt von TCEL aus Russland. China geht auch hier wieder extrem konservativ vor.

Eine grobe Abschätzung ergibt für diese Reaktoren bei einer Erstbeladung mit Mischoxid einen Bedarf von etwa 10 to pro Reaktor. Dabei ist ein Verhältnis von (abgereichertem) Uran und Plutonium von etwa 8:2 erforderlich. Jedes Jahr dürfte eine Nachladung von rund 5 to MOX-Brennelementen pro Reaktor nötig sein. Die tatsächlichen Werte hängen stark von der jährlichen Auslastung und dem erzielten Abbrand (Werkstoffproblematik) ab. Die Energiedichte von natriumgekühlten Reaktoren ist sehr hoch: Der Reaktorkern eines BN-600 ist nur etwa 1m hoch, bei einem Durchmesser von etwa 2m (369 Brennelemente mit je 127 Brennstäben).

Die Wiederaufbereitung

Parallel läuft ein Programm zur Wiederaufbereitung. Aufbauend auf die umfangreiche Erfahrung aus der Waffenproduktion wurde bis 2005 eine Pilotanlage zur Aufbereitung ziviler Brennelemente gebaut. Ab 2010 begann der heiße Testbetrieb. Zahlreiche Verzögerungen ergaben aber erst 2017 einen halbwegs zufrieden stellenden Betrieb. Im Jahre 2011 wurde der Bau einer Anlage mit einer Kapazität von 200 toSM/a in Jinta beschlossen. Sie sollte 2020 in Betrieb gehen. Neben dieser Anlage wird auch eine Fertigung für MOX-Brennelemente mit einer Kapazität von 20 t/a errichtet. Diese Anlagen reichen für einen BN-600 Reaktor aus. Parallel ziehen sich seit Jahren Verhandlungen mit Frankreich über eine Wiederaufbereitungsanlage mit 800 t/a für Brennelemente aus Druckwasserreaktoren hin. Bisher scheiterten die Verhandlungen an den Preisvorstellungen der EDF.

Bezüglich der Wiederaufbereitung steht China nicht unter Zeitdruck: (Noch) sind die Weltmarktpreise für Uran niedrig, China verfügt bereits über große Kapazitäten zur Anreicherung und zur Produktion von Brennelementen für Druckwasserreaktoren. Die zeitlich nahezu unbefristete Lagerung von abgebrannten Brennelementen ist kein Problem – schon gar nicht für China mit seinen Wüsten. Es ist also folgerichtig, sich auf den Zubau der konventionellen Reaktorflotte (Generation III) zu konzentrieren. Jedes neue Kernkraftwerk am Netz kann potentiell alte umweltverschmutzende Kohlekraftwerke ersetzen. Der derzeitige Einstieg in die Reaktoren mit Natriumkühlung ist vergleichbar mit dem Einstieg in die Druckwasserreaktoren in den 1980er Jahren. Auch diesmal wird weniger auf Exotik als auf erprobte Technik gesetzt – nur verengt sich hier der Weltmarkt derzeit auf Russland.

Zusammenfassung

China setzt konsequent auf den Ausbau der Kernenergie:

  • Am Ende von 2019 verfügte China über eine installierte Leistung von 50 GWel. Geplant war eine Leistung von 58 GWel. Die kleine Delle kam durch die Reaktion auf das Unglück von Fukushima. Im laufenden Fünfjahrplan (2021 – 2025) ist eine Leistung von 70 GWel geplant. Beauftragt sind vier Reaktoren vom Typ CAP1000, vier vom russischen Typ VVER- V491, ein SMR vom Typ ACP100 und ein Hualong One. Alles Druckwasserreaktoren der III. Generation.
  • Seit 2011 ist der Chinese Experimental Fast Reactor (CEFR) mit einer Leistung von 65 MWth / 20 MWel in Betrieb. Er wird mit auf 64% angereichertem Uran betrieben. Reaktor und Brennstoff kommen aus Russland.
  • Seit 2017 bzw. 2020 befinden sich zwei schnelle Reaktoren mit Natriumkühlung in Xiapu in Bau. Die beiden russischen Reaktoren mit 1500 MWth / 600 MWel sollen 2023 bzw. 2026 ans Netz gehen. Die Brennstoffversorgung für sieben Jahre erfolgt aus einer neuen Fabrik in Russland. Beide Länder erzielen dadurch für ihre Programme mit schnellen Reaktoren einen bedeutenden Kostenvorteil. Beide Länder bevorzugen zusammen eine evolutionäre Strategie in Richtung 1000 MWel. (Russland verfügt bereits über einen BN-800 in Beloyarsk).
  • Bereits 1983 hat China einen geschlossenen Brennstoffkreislauf beschlossen. Seit 2015 gibt es eine Testanlage für die Aufbereitung ziviler Brennelemente in Jinta. Sie soll eine Kapazität von 50 to/a haben. Ihr Bau und Betrieb war mit zahlreichen Schwierigkeiten verbunden.
  • In Jiuquan ist eine 200 to/a Demonstrationsanlage in Bau. Die Bauarbeiten sind fertig und letztes Jahr hat die Montage der Verfahrenstechnik begonnen. Geplante Inbetriebnahme ist 2025. Inzwischen ist ein baugleicher zweiter Strang in Arbeit, der noch vor 2030 fertiggestellt sein soll.
  • Seit 2018 sind neben den zwei Wiederaufbereitungsanlagen auch zwei Brennelementefabriken für Mischoxid mit einer Kapazität von je 20 to/a in Bau. In ihnen kann das aus der Wiederaufbereitung von abgebrannten Brennelementen aus den Druckwasserreaktoren zurückgewonnene Uran und Plutonium zu neuen Brennelementen verarbeitet werden.
  • In Beishan laufen seit Jahren die vorbereitenden Untersuchungen und Baumaßnahmen für ein geologisches Endlager für die hochaktiven Reststoffe. Geplant ist eine Inbetriebnahme bis 2050.

Genehmigungsverfahren als Entwicklungsbremse

Langsam dämmert es den USA – Demokraten und Republikanern zusammen, was durchaus nicht häufig ist – was sich in Russland und China bereits getan hat. Die beiden bauen nicht nur die Kernkraftwerke in ihrem eigenen Land aus, sondern sind bereits eine schlagkräftige Exportmacht geworden. Dies hat auch weitgehende politische Konsequenzen. Nicht nur, was die Weiterverbreitung von Kernwaffen betrifft. Will man weiterhin an der Spitze bleiben, muß gehandelt werden. Nach amerikanischer Überzeugung geht das nur über Technologiesprünge. Eine ähnliche Situation wie einst in der Raumfahrt. Nach dem notwendigen Ende des Shuttle-Programms frohlockte schon die weltweite Linke über die Abhängigkeit von russischer Raketentechnik. Aber weit gefehlt, man besann sich auf die überlegenen Kräfte der Privatwirtschaft und heute fliegen wiederverwendbare Raketen ins All. Ein Quantensprung, den Russland und sogar China erst in Jahren nachvollziehen können. Wieder einmal ist der Kapitalismus nicht durch staatliche Planwirtschaft zu schlagen. In den USA hat sich bereits eine ganze Szene junger Unternehmen gebildet, die voller Ideen und Tatkraft sind. Wie nicht anders zu erwarten, kommt die staatliche Bürokratie da nicht mit. Ein wesentliches Nadelöhr ist die Genehmigungsbehörde in Gestalt der Nuclear Regulatory Commission (NRC). Zu dieser Problematik ist die Schrift Unlocking Advanced Nuclear Innovation: The Role of Fee Reform and Public Investment der Nuclear Innovation Alliance (NIA) erschienen.

Vorbemerkung

Grundsätzlich muß man festhalten, daß jedwede von der Politik geforderte Vorschrift zu ihrer Einhaltung Kosten in der Form von Arbeitskraft und Ressourcen (Rechner, Teststände etc.) erfordert. Viel besser als die kerntechnische Industrie, hat dies die öko-sozialistische Bewegung verstanden. Durch die Erfindung immer neuer „potentieller Gefahren“ ist es gelungen, die Kernenergie als „unwirtschaftlich“ darzustellen. Deutschland ist dabei international der Meister, durch „Industriepolitik“ die eigenen politischen Phantasmen (Klimakatastrophe, Gefahren der Gentechnik ect.) durchzuziehen. Die handelnden Politiker waschen dabei ihre Hände in Unschuld. Sie setzen ja nur die vorgeblichen „Ängste der Bevölkerung“ um. In Wahrheit mißbrauchen sie Technik und Naturwissenschaft für den „Umbau der Gesellschaft“ in ihrem Sinne und zu ihrem Vorteil (Sonnenbarone, Windmühlen-Verpächter etc.). Die hier gemachten Aussagen gehen daher weit über die Kerntechnik hinaus. Es sind grundsätzliche Überlegungen von großer Tragweite für jede Gesellschaft. Letztendlich geht es immer um die Abwägung von Vorteil (für wen?) und Risiko (nicht nur als Schaden, sondern auch als entgangene Chance).

Notwendige Überwachung

Alle technischen Systeme müssen regelmäßig überwacht werden, damit Unfälle auf ein Minimum begrenzt bleiben. Die Frage ist nur durch wen (Staat oder private Institutionen) und in welchem Umfang (z. B. Hauptuntersuchung beim Kfz oder ständig bei einem Kernkraftwerk). Allgemeiner Maßstab ist hier der mögliche Schaden. Schon hier wird es höchst politisch: Wenn ein Flugzeug abstürzt sind üblicherweise alle Insassen tot. Bei einem Unfall in einem Kernkraftwerk (Fukushima) ist der Sachschaden sehr hoch, aber es sind kaum bis keine Menschenleben zu beklagen. Bei Unfällen in Chemieanlagen (Bophal, BASF in Ludwigshafen) hat es schon tausende Tote und hunderttausende Verletzte gegeben. Der Aufwand für die Überwachung steht allerdings eindeutig nicht im Verhältnis zu den Opferzahlen – Risiko ist für Laien eine empfundene Größe und ist damit politisch beliebig missbrauchbar.

Darüberhinaus muß noch zwischen laufender Überwachung und Zulassung unterschieden werden. Bei der Zulassung eines neuen Produkts (Reaktor, Flugzeug, Medikament, Mobilfunk etc.) bewegt sich die mögliche Bandbreite zwischen „keine Zulassung erforderlich“ bis zur Klärung aller möglichen Auswirkungen in der Zukunft. Beide Grenzwerte sind nicht praktikabel. Beispielsweise ein neues Medikament ohne jede Zulassung auf den Markt zu bringen, wäre grob fahrlässig. Alle Auswirkungen in der Zukunft voraussagen zu wollen, ist prinzipiell unmöglich. Mit diesem Anspruch wäre kein neues Produkt mehr möglich, da man immer neue Bedenken konstruieren könnte. Wie so etwas funktioniert, ist hinlänglich von der „Endlagersuche“ bekannt. Die praktikable Bandbreite liegt also irgendwo dazwischen.

Organisation

Wenn man Genehmigungen als nötig erachtet, stellt sich die Frage der Zuständigkeit. Staatsgläubige werden sofort an eine Behörde denken. Auf China und Russland soll in diesem Sinne gar nicht eingegangen werden. Japan reichte als negatives Beispiel. Ministerien sind immer für den Vollzug des politischen Willens zuständig. Wenn man die Kernenergie politisch fördern wollte, war es logisch, die Genehmigungen sehr nahe an dem Wirtschaftsministerium anzusiedeln. Der Erfolg war in Japan durchschlagend – aber am Ende stand leider auch Fukushima. Wenn man Sicherheit in den Vordergrund stellt, sollte eine Genehmigungsstelle möglichst unabhängig sein, auch vom Staat. Sonst werden sehr schnell z. B. Umweltbelange dem politischen Willen untergeordnet. Aktuell kann man das sehr eindringlich bei Windkraftanlagen in Deutschland beobachten.

Für die Unabhängigkeit ist eine ausreichende finanzielle Ausstattung die Grundlage. Dabei müssen erst die Aufgaben eindeutig definiert werden und anschließend die dafür erforderlichen Mittel bereitgestellt werden. Es muß eine klare Trennung von Anforderung und Ausführung bei strikter Verantwortlichkeit geben. In einer Demokratie ist das Parlament für die Definition der Anforderungen z. B. in der Form von Grenzwerten zuständig. Wie und wodurch diese eingehalten werden, ist allein die Aufgabe der Genehmigungs- und Überwachungsstelle. Die Finanzierung muß nach dem Verursacherprinzip durch die Nutzer erfolgen. Werden die „Gebühren“ staatlich festgelegt und sogar eingetrieben, ergibt sich daraus eine indirekte Einflussnahme wie beim „Staatsfernsehen“ in Deutschland. Man ist voll und ganz von der Festlegung dieser Gebühren abhängig und erliegt damit nur noch den politischen Wünschen. Die Nähe zur Politik wird überlebenswichtig. Faktisch kommt dieses Modell einer Finanzierung aus Steuergeldern gleich.

Insofern war das Modell der Nuclear Regulatory Commission (NRC, ab 1975 zuständig) richtungsweisend. Die NRC erstellt jährlich einen Haushalt. Anfangs wurde der vollständig aus Steuergeldern finanziert. Noch 1978 wurden lediglich 20% durch Gebühren abgedeckt. In dieser Zeit wurden dutzende Lizenzen für Reaktoren bearbeitet. Insofern sollte man bezüglich Russland und China keine vorschnellen Schlüsse ziehen. Hier wie dort, stand die Förderung der Kernenergie im Vordergrund. Nach zahlreichen Diskussionen und Gerichtsverfahren erreichte 1990 die NRC eine 100%ige Finanzierung aus Gebühren. Bis zum Jahr 2007 wurde die Gebührenfinanzierung wieder auf 90% zurückgefahren, da man anerkannte, daß gewisse Aufgaben der NRC nicht unmittelbar der Überwachung dienten. Ein solches System ist jedoch nur so lange stabil, wie der Markt stetig ist. Seit ca. 2015 ist das Budget der NRC um rund 30% zurückgegangen und die NRC hat rund 25% ihres Personals (2020 nur noch 3000 Beschäftigte gegenüber 3900 in 2015) verloren, da Kernkraftwerke geschlossen wurden und kaum noch neue Genehmigungsanträge gestellt wurden. Der Stundensatz schoß in schwindelerregende Höhen von etwa 300 US$. Eine erhebliche Belastung für laufende Kernkraftwerke und Neuzulassungen. Eine sich selbst verstärkende Abwärtsspirale hat eingesetzt. Dieses Modell funktioniert nur für konventionelle Reaktoren (Flotte aus Leichtwasserreaktoren in den USA) und finanzstarke Energieversorger, die Millionen vorfinanzieren können.

Gebühren als Innovationsbremse

Genehmigungsgebühren haben die gleiche Wirkung wie Pigou-Steuern. Es werden (vermeintliche) externe Kosten internalisiert. Typische Beispiele sind hierfür die Alkohol oder Tabaksteuern. Ihr Aufkommen ist zwar für den Staatshaushalt gering, sie entfalten aber eine mächtige Lenkungswirkung durch die relative Verteuerung gegenüber anderen „Vergnügungen“. So hat man durch überzogene Sicherheitsanforderungen bei der Kernenergie systematisch andere Energieformen bevorzugt und gefördert (z. B. fiktives Krebsrisiko durch Unglücke gegenüber tatsächlichem durch Abgase). Dies betrifft schon heutige Reaktoren: Bevor man ein Kernkraftwerk mit jahrelangem Genehmigungsverfahren kauft, kauft man lieber ein Gaskraftwerk von der Stange. Bevor man jedoch gar einen Flüssigsalzreaktor oder einen natriumgekühlten Reaktor mit unkalkulierbaren Genehmigungskosten kauft, nimmt man doch lieber einen zugelassenen Leichtwasserreaktor. Um welche Dimensionen es dabei geht, zeigt das Verfahren für den Small Modular Reactor (SMR) von NuScale. Das Verfahren im engeren Sinne dauerte 3,5 Jahre, mit den erforderlichen Vorstudien rund 10 Jahre. Es sind dadurch über 500 Millionen Dollar Kosten und Gebühren angefallen. Wohlgemerkt, der NuScale-SMR ist „nur“ ein integrierter Druckwasserreaktor mit rund 70 MWel Leistung. Gerade in diesem Marktsegment kann sich keine Gemeinde eine solche Investition leisten. Ohne staatliche Anlauffinanzierung – die im wesentlichen die staatlich verursachten Kosten abdeckt – wird es keinen Erstbesteller geben. In der guten, alten Zeit war das noch „geringfügig“ anders, weil die Energieversorger solche Kosten auf die Vielzahl ihrer Kunden umlegen konnten. Je kleiner der Reaktor, je durchschlagender das Genehmigungsproblem. Daran sind bisher alle Projekte in Alaska gescheitert. Will man ernsthaft den Einsatz von Kleinreaktoren, muß man die Finanzierung der Genehmigungsverfahren ändern.

Bei „innovativen“ Reaktorkonzepten ergibt sich für die NRC noch ein grundsätzliches Problem. Es müssen vorab ganz neue Fachabteilungen (z. B. für Flüssigsalze) aufgebaut werden. Die Grenze zur Forschung ist dabei gleitend. Sollen all diese Aktivitäten voll über Gebühren gedeckt werden, würde das zur Explosion der Stundensätze führen. Dabei ist das geltende Recht besonders hinderlich, da 90% der Ausgaben über Gebühren gedeckt werden müssen, müßten für jeden Dollar Zuschuss, neun weitere Dollar über zusätzliche Gebühren eingetrieben werden. Besonders irreführend ist, daß die Subventionen aus dem Advanced Reactor Demonstration Program (ARDP), die als Subventionen für neue Reaktorkonzepte gedacht sind, fast vollständig als Gebühren an die NRC fließen. So können wenigstens die „Atomkraftgegner“ ihre Legende von der subventionierten Kernenergie aufrecht erhalten. Erschwerend kommt hinzu, daß der latente Personalmangel bei der NRC zu erheblichen Verzögerungen führt. Für junge Unternehmen kann das sehr schnell tödlich wirken, da Investoren wenig Verständnis für nicht eingehaltene Terminpläne haben.

Besonders deutlich zeigt sich die „Abneigung gegen Atomkraft“ im Vergleich zu den fossilen Energien. Sie unterliegen maßgeblich der Überwachung durch die Environmental Protection Agency (EPA), die nur relativ geringe Gebühren erhebt, da sie überwiegend aus Steuermitteln finanziert wird.

Blick über den Zaun

Da die Kerntechnik ein besonders ideologisiertes Gebiet ist, lohnt der Blick auf zwei andere, ebenfalls mit besonderen Risiken und Emotionen versehene Fachgebiete: Die Luftfahrt und Medikamente. Bedenkenswert erscheint die Tatsache, daß in beiden Sektoren jährlich unzählige Tote und Verletzte ziemlich klaglos hingenommen werden. Wahrscheinlich liegt das an den auch von Laien unmittelbar erfahrbaren Vorteilen (Urlaubsflug, Krankheiten), während der „Strom aus der Steckdose“ kommt. Irgendwelchen abstrakten Strahlenrisiken steht für den Laien kein greifbarer Nutzen gegenüber.

Die Federal Aviation Administration (FAA) ist für die Sicherheit der zivilen Luftfahrt in den USA verantwortlich. Sie ist ebenfalls durch Gebühren finanziert. Allerdings werden 85–95% ihrer Ausgaben durch einen Treuhandfond abgedeckt. Dieser wird überwiegend durch Abgaben auf Flugtickets und Treibstoff gespeist. Die Gebühren sind also an der Nutzung orientiert. Durch das Fondsmodell ergibt sich die Möglichkeit notwendige Ausgaben flexibel abzudecken. Dies hat sich bei der außerordentlich schnellen Einführung von Drohnen bewährt (Aufbau neuer Fachabteilungen, Neueinstellung von Fachleuten etc.). Für die Typenzulassung werden keine Gebühren erhoben. Dieses Modell fördert Innovationen und behindert sie nicht durch hohe Ausgaben in der Entwicklungsphase sondern erhebt erst Gebühren bei erfolgreicher Anwendung.

Die Food and Drug Administration (FDA) ist seit 1927 für die Lebensmittel und Arzneimittelüberwachung zuständig. Bis 1992 wurde sie vollständig aus Steuermitteln finanziert. Ab 1992 wurden zusätzlich Gebühren eingeführt. Heute beträgt der Anteil der Gebühren über 40%. Allerdings sind die Ausgaben durch zusätzliche Aufgaben stetig angestiegen. Anders als bei der NRC wurden die Einnahmen nicht geringer (Abschaltung von Kernkraftwerken), sondern stetig angepaßt. So wurde durch den Ausbau die Zeit für Zulassungen verkürzt und ausdrücklich die Neuzulassungen gefördert.

Zusammenfassung

Zulassungs- und Überwachungsinstitutionen sollten möglichst unabhängig sein – ausdrücklich auch von der Politik. Deshalb ist eine Finanzierung durch Gebühren sinnvoll. Es sollte das Nutzerprinzip gelten. Nicht der „Erfinder“ von sicheren Reaktoren sollte bezahlen, sondern der Stromverbraucher. Die höhere Sicherheit kommt der gesamten Bevölkerung zu gute. Deshalb muß eine ausgewogene Belastung der unterschiedlichen Energieträger (Windmühlen und Sonnenkollektoren) durch Gebühren gemäß ihrer Umweltbelastung und ihrer Versorgungssicherheit erfolgen. Kraftwerke sind Teil der Infrastruktur und dienen der „Daseinsfürsorge“ genauso wie Brücken und Straßen. Innovationen bei Reaktoren sind sehr eng mit Forschung verknüpft. Will die Gesellschaft „sicherere“ Reaktoren, muß sie für die Kosten aufkommen. Sei es durch Subventionen in der Genehmigungsphase oder für die Prototypen. Grundsätzlich ist die Frage einer Überregulierung zu klären. Warum kann man bei Autos, Flugzeugen, Schiffen etc. Prototypen bauen und braucht erst eine Zulassung, wenn man damit in den Verkauf geht? Das Risiko kann man heute sehr genau im Voraus abschätzen. Einfacher und genauer jedenfalls, als bei jedem Impfstoff oder Medikament. Allerdings müßte man dafür die Ideologie der „Anti-Atomkraft-Bewegung“ aufgeben.

Wie die Niederlande die Kerntechnik fördern wollen

Die deutsche „Energiewende“ strahlt nun auch bis in die Niederlande. Wenn die Versorgung mit preisgünstiger Grundlast aus dem nahegelegenen rheinischen Braunkohlerevier nicht mehr möglich ist, muß Ersatz her: Erdgas scheidet aus, weil die eigene Förderung stark rückläufig ist und das Gas dringend für Haushalte, Industrie und Landwirtschaft gebraucht wird. Sonne und Wind geht nicht, da schon Deutschland fanatisch auf diese Karte setzt. Wenn in Deutschland Dunkelflaute herrscht, dann auch in den Niederlanden. Was bleibt also anderes als Kernkraftwerke? Im Februar 2021 erschien zu dieser Thematik ein bemerkenswertes Papier der e-lise Stiftung. Dort werden 13 Punkte aufgestellt, die als Appell an die niederländische Regierung gerichtet sind und als Voraussetzung für einen zügigen Ausbau der Kernkraftwerke (bisher nur ein Druckwasserreaktor mit 482 MWel in Borssele seit 1973 in Betrieb) angesehen werden können. Die Punkte sind so grundsätzlich, daß sie im Folgenden wiedergegeben und kritisch gewürdigt werden sollen.

1 Garantien gegen politische Schwankungen anbieten

Richtig, aber traurig ist die Feststellung, daß immer mehr Investoren unwillig sind, Milliarden in langfristige Energieprojekte zu investieren. Ausdrücklich angeführt als schädliches Beispiel wird der „Atomausstieg“ (wörtlich im Original und in der englischen Übersetzung) in Deutschland. Es ist schon beängstigend, wie schon wieder in Europa ≫Privateigentum≪ und ≫Rechtssicherheit≪ als Grundwerte einer freien und demokratischen Gesellschaft gefordert werden müssen. Wie wir heute wissen, war der „Atomausstieg“ nur der erste Schritt in die dunklen Nebel des Sozialismus. Es folgte der „Dieselskandal“, der „Kohleausstieg“ und jüngst in Berlin der „Mietendeckel“. Zwar alles noch irgendwie durch Gerichte geglättet, aber bereits abschreckend genug. Man sollte deshalb mit der Forderung nach besonderen Bürgschaften für Kernkraftwerke äußerst vorsichtig sein. Es geht hier längst nicht mehr um Energieformen, sondern um nichts weniger als um Freiheit und Wohlstand.

Richtig ist, daß die Dramen um den EPR (Olkiluoto, Flamanville gegenüber Taishan) das Vertrauen der Investoren zerstört haben. Richtig ist auch die Feststellung, daß die Politik durch ständige Verschärfung der Anforderungen maßgeblich verantwortlich ist. Insofern ist eine vollständige Genehmigung vor Baubeginn mit über die Bauzeit eingefrorenen Bedingungen zwingend notwendig. Nur so sind Verzögerungen eindeutig zu zu ordnen. Versäumnisse der Verwaltung werden genauso schonungslos aufgezeigt, wie mangelnde Planung (Olkiluoto) und Pfusch der Hersteller (Flamanville). Nur so können Mehrkosten – notfalls vor Gericht – eingetrieben werden. Behörden müssen genau wie Privatunternehmen für Fehlverhalten finanziell haften.

2 Neue Wege finden, damit staatlich gestützte Kredite mit niedrigen Zinsen für den Neubau bereitgestellt werden können

Vordergründig richtig ist die Feststellung eines überdehnten „Marktes“ für elektrische Energie. Die zufällige wetterabhängige Überproduktion verursacht nicht kostendeckende oder sogar negative Preise (Entsorgungskosten). Man sollte endlich aufhören mit dem ökosozialistischen Neusprech vom „Strommarkt“. Bezüglich „alternativer Energien“ handelt es sich um reinrassige Planwirtschaft mit politisch vorgegebenen Produktionsquoten, staatlich garantierten Preisen, Anschlusszwang, Abnahmezwang, alles das bei kostenloser Infrastruktur. Kostenlos wohlgemerkt nur für die politisch gewünschten Neureichen. Die Kosten fallen natürlich an, werden aber voll und ausschließlich zu Lasten der Stromkunden umgelegt. Der Markt fängt erst an der Strombörse an. Dort findet – wenn auch unvollständig – eine Preisbildung durch Angebot und Nachfrage statt. Planwirtschaft und Markt lassen sich aber schon von der Theorie her nicht miteinander verknüpfen. Irgendwann erfolgt – wie bereits in Texas geschehen – die Explosion des Systems durch Mondpreise ($US9 für eine kWh zur Zeit des Kälteeinbruchs). Weitere staatliche Eingriffe werden nötig. Die Todesspirale wird immer enger, wie man es schon von der untergegangenen „DDR“ oder UDSSR her kannte.

Richtig – wenngleich trivial – ist die Feststellung, daß die spezifischen Kosten stark abhängig vom Zinssatz und der Laufzeit der Kredite sind. Da ein Kraftwerk erst Einnahmen erzielt, wenn es ans Netz gehen kann, ist hier Laufzeit mit Bauzeit gleich zu setzen. Dies erklärt schon mal wesentlich, warum die Baukosten von Flamanville gegenüber Taishan (EPR) bzw. Vogtle gegenüber Sanmen (AP1000) mehr als doppelt so hoch sind. Vor allem der Zinseszinseffekt schlägt bei langen Bauzeiten gnadenlos durch. Der Zinssatz für eine Investition setzt sich aus dem allgemeinen Zins (maßgeblich durch die Notenbank bestimmt) und dem individuellen Ausfallrisiko – quasi eine Versicherungsprämie – zusammen. Vereinfachend gesagt: Je höher die Wahrscheinlichkeit ist, daß die Bank ihr Geld nicht wiedersieht, um so höher der Zinssatz. Aus diesem Zusammenhang schlagen die Autoren drei Finanzierungsmodelle vor:

  1. Der Staat tritt als Bauherr auf und finanziert zu den günstigen Zinsen seiner Staatsanleihen (z. Zt. in Deutschland sogar negativer Zins). Bei Fertigstellung verkauft er das Kraftwerk an private Investoren. Entweder zu einem vorher vereinbarten Preis oder nach Angebot und Nachfrage.
  2. Der Staat übernimmt für die erforderlichen Kredite eine Bürgschaft. Der Investor muß für die Bürgschaften eine übliche Gebühr entrichten, bekommt dafür aber nahezu Konditionen einer Staatsanleihe am Kapitalmarkt.
  3. Der Energieversorger arbeitet nach dem RAB-Modell (Regulated Asset Based Finanzierungsmodell). Dabei werden – wie in guter alter Zeit – die Strompreise für die Endkunden staatlich kontrolliert. Alle Kosten müssen nachgewiesen werden (in diesem Fall die vereinbarten Zwischenrechnungen) und werden in vollem Umfang an die Stromkunden weitergegeben. Für seine Kosten und sein Risiko erhält der Energieversorger einen festgelegten „Zinssatz“ vergütet.

Bei Modell 1 übernimmt der Steuerzahler – wie bei vielen anderen Infrastrukturmaßnahmen auch – das volle Risiko. Dies kann nur politisch gerechtfertigt werden, wenn man die Stromversorgung als unverzichtbare Grundleistung für alle Bürger betrachtet. Die Übernahme einer staatlichen Bürgschaft ist rechtlich zweifelhaft (unerlaubte Subvention nach EU-Beihilferecht). Modell 3 ist ein Schritt zurück in – gar nicht so schlechte – alte Zeiten. Dazu müßte sich die Politik aber eingestehen, daß die Sprüche von „Deregulierung“ und „Strommarkt“ nichts als Neusprech oder Luftnummern waren. Da es inzwischen eine ganze neue Klasse Energiewende-Gewinner gibt wohl nur möglich, wenn ein entsprechender Politikerwechsel stattfinden würde.

Gar nicht diskutiert wird eine Aufforderung an die Finanzwirtschaft zur Entwicklung innovativer Modelle. Kraftwerke im Allgemeinen sind Investitionen mit hohem Anlagewert, sehr langen Laufzeiten und über Jahrzehnte genau kalkulierbaren Rückflüssen (bei entsprechender politischer Sicherheit). Also genau das, was beispielsweise Versicherungen und Pensionsfonds benötigen. In der guten alten Zeit nannte man Aktien deutscher Versorger gern „Papiere für Witwen und Waisen“. Heute stellt man mehr oder weniger erstaunt fest, daß der Hersteller Westinghouse (Neubau, Wartung und Reparatur, Brennelemente etc.) kein Pleite-Unternehmen, sondern unter neuer Führung von Brookfield eine unerwartete Ertragsperle ist. Wenn der Staat seinen Klassenkampf-Modus bei der „Atomkraft“ aufgeben würde, wäre auch jede Menge „Risikokapital“ vorhanden. Manch ein Investor würde sein Geld lieber in ein innovatives Kraftwerk stecken, als in einen Lieferservice auf Fahrrädern. Aber auch der Staat könnte Modelle entwickeln, wie im Ausland bereits bei Pipelines (Master Limited Partnership) und dem finnischen Kernkraftwerk Hanhikivi (Mankala-Kooperative; Anteilseigner kommen entsprechend ihrem Kapitalanteil für die Kosten auf und erhalten dafür die entsprechende Energiemenge geliefert) erprobt.

3 Eine Makroökonomische Analyse über die Kosteneinsparungen infolge Kernenergie durchführen

Kernkraftwerke sind sehr kapitalintensiv. Der Bau erfordert unmittelbar eine große Investition, liefert dafür aber über die Laufzeit (60+ Jahre) kontinuierlich und bedarfsgerecht elektrische Energie zu geringsten Produktionskosten. Wegen der langen Planungs- und Bauzeiten erwarten Investoren, daß die Regierung diese Investitionen absichert. Da aber Prognosen über Jahrzehnte nur schwer erstellbar sind, ergeben sich durch die notwendigen konservativen Annahmen vermeintlich hohe Preise im Vergleich zu kurzlebigen Investitionen wie Windmühlen oder Photovoltaik. Die Autoren meinen, daß eine erhebliche Kapitalbeteiligung des Staates Vertrauen schaffen könnte, da dadurch private und öffentliche Investoren im selben Boot sitzen würden und politische Ekstasen weniger verlockend wären.

Die Einsparung von CO2 – Abgaben durch Kernenergie ist trivial. Je höher diese sind, desto (relativ) günstiger ist die damit erzeugte elektrische Energie. Billiger Strom ergibt einen erheblichen Nutzen für private und industrielle Verbraucher. Dabei ist aber zu beachten, daß CO2 – Abgaben politisch sind und damit zeitlich und gesellschaftlich höchst variabel. Viel wichtiger wäre eine Analyse der über die Strompreise hinausgehenden Vorteile der Kernenergie (Versorgungssicherheit, technische Innovationen, überdurchschnittlich attraktive Arbeitsplätze etc.). „Gesellschaftlicher Nutzen“ ist aber prinzipiell ein Wiesel-Wort und damit mit Vorsicht zu genießen. Nicht ohne Grund werden solche Begriffe bevorzugt von Sozialisten erschaffen, um ihren Utopien einen wissenschaftlichen Anspruch zu geben.

4 Zusammenarbeit zwischen Energieversorgern und Lieferanten um eine ausgewogenere Kostenstruktur zu erzielen

Wenn man die Investitionen im „Westen“ (Europa, USA) und „Osten“ (China, Rußland, aber auch Süd-Korea, Indien) für Kernkraftwerke vergleicht, fällt sofort der extreme Unterschied auf. Abgesehen von der schon besprochenen unterschiedlichen Finanzierung fallen aber weitere gravierende Unterschiede auf. Die internen (zusätzlichen) Kosten (Bauüberwachung, Abwicklung der Finanzierung, Rechnungsprüfung etc.) der Eigentümer sind im „Westen“ wesentlich höher. Ebenso die indirekten Kosten (Genehmigungsverfahren, Rechtsstreitigkeiten etc.) für den Eigentümer. Und nicht zuletzt – aber weitaus geringer als wahrscheinlich vermutet – die unterschiedlichen Lohnkosten. Die extrem geringeren Baukosten in China sind auf eine Serienbauweise (erfahrenes und geübtes Personal auf allen Stufen) und nur noch zwei integrierte Konzerne, die sich ihre (unterschiedlichen) Kernkraftwerke „selber“ bauen, zurückzuführen. Hier ist noch eine Menge Einsparpotential im „Westen“ vorhanden. Für integrierte Konzerne gibt es allenfalls noch in den USA eine Perspektive. In Europa ist die industrielle Basis schon viel zu weit weggebrochen. Es kann nur eine engere Zusammenarbeit zwischen Energieversorgern, Herstellern und öffentlicher Verwaltung angestrebt werden.

5 Möglichkeiten zur nationalen und internationalen Zusammenarbeit mit dem Ziel von Serienfertigung ausfindig machen

Es wird richtig festgestellt, daß die massive politische Unterstützung und die immensen Subventionen bei Wind und Sonne das Investitionsrisiko verkleinert haben. Durch diesen seit Jahrzehnten anhaltenden Zustand waren die Kostensenkungen durch Serienproduktion und Prozessoptimierung erst möglich. Es ist allerdings mehr als fragwürdig, wollte man dieses Vorgehen nun auch für die Kerntechnik fordern. Vielmehr sollte man die sofortige Einstellung der Subventionen und Sonderrechte fordern. Der Spuk wäre in kürzester Zeit vorbei. Wie schnell das gehen könnte, zeigt in Deutschland gerade das Auslaufen der ersten Förderprogramme nach 20 Jahren. Obwohl längst bezahlt, werden die Mühlen überwiegend abgerissen, weil mit den erzielbaren Strompreisen nicht einmal die laufenden Betriebskosten abgedeckt werden können! Deutlicher kann man keine Fehlinvestition darstellen – selbst wenn der Wind keine Rechnung schickt.

Ein erster, wesentlicher Schritt wäre die Harmonisierung der Genehmigungsverfahren. Man verlangt auch nicht für jedes Flugzeug oder Auto eine komplett neue Zulassung. Selbstverständlich wird die Genehmigung in anderen Ländern bzw. die Zulassung durch internationale Gremien anerkannt – sonst setzt man sich sehr schnell dem Vorwurf von „Handelshemmnissen“ mit allen Konsequenzen aus. Das heißt nicht, daß man nicht länderspezifische Vorschriften (z. B. über Kühlwasser) einhalten muß. Mit dem nötigen politischen Willen läßt sich das sehr schnell umsetzen, denn in keinem anderen Industriezweig ist die internationale Zusammenarbeit und die laufende Kontrolle durch supranationale Institutionen enger als in der Kerntechnik. Aus dieser Standardisierung ergibt sich folgerichtig auch eine Arbeitsteilung über die Grenzen hinweg. Sind erstmal kalkulierbare Stückzahlen für Komponenten vorhanden, finden sich auch (konkurrierende) Lieferanten. Innerhalb von Europa zeichnet sich für SMR eine enge Kooperation zwischen GB, Polen, Estland, Tschechien, Rumänien, Finnland, Schweden und Irland ab. Die vermeintlich „kleinen Länder“ können als Verband eine mächtige Nachfragemacht entwickeln.

6 Den Verwaltungseinheiten ermöglichen, durch den gemeinsamen Bau von Kernkraftwerken ihre regionalen Energiestrategien umzusetzen.

Dieses Kapitel ist sehr speziell auf die föderale Struktur der Niederlande zugeschnitten. Wichtig ist jedoch die Widerlegung des „grünen Arguments“, daß der Bau von Kernkraftwerken viel zu lange dauert um „klimawirksam“ zu sein und man deshalb mit Wind und Sonne schnellstens Fakten schaffen müsse. Hilfreich für alle „Atomkraftgegner“ ist der Hinweis auf die Bauzeit von fünf Jahren für das KKW Borssele, Fertigstellung 1973. Ebenso die unterschiedlichen natürlichen Vorraussetzungen verschiedener Regionen (Wind an der Nordsee oder in Süddeutschland usw.) und die deshalb notwendigen verschiedenen Lösungsansätze.

7 Energieversorger ermutigen ihre fossilen und Biomassekraftwerke durch Kernkraftwerke zu ersetzen

In den Niederlanden wurden 13 Kraftwerksstandorte (Kohle, Biomasse, Gas) ermittelt, die durch neue Kraftwerke ersetzt werden müssen. Die Leistung beträgt überwiegend unter 1000 MWel und ist damit für SMR geeignet. An neun Standorten könnten jeweils zwei SMR gebaut werden. An diesen Standorten ist die Infrastruktur (Netzanschlüsse, Kühlwasser etc.) bereits vollständig vorhanden. Da an diesen Standorten bereits über längere Zeiten Kraftwerke in Betrieb sind, gibt es gute Kenntnisse über die Umweltbedingungen und reichhaltige Daten und Dokumentationen. Das sind beste Vorraussetzungen für ein schnelles Genehmigungsverfahren. Man Vergleiche dies beispielsweise mit der Situation bei einem Offshore-Windpark.

8 Forschung zum Einsatz der Kernenergie außerhalb der Stromerzeugung anregen

Es wird der Primärenergiebedarf hinterfragt. Elektroenergie ist nicht alles. Es gibt auch einen großen Wärmebedarf für Heizung und Industrie (Rotterdam ist ein großes petrochemisches Zentrum in Europa). Forschung bezieht sich hier auf die Verknüpfung der unterschiedlichen Verbraucher mit verschiedenen Reaktortypen. Auf der Verbrauchsseite gilt es Wasserstoffgewinnung, synthetische Kraftstoffe, Meerwasserentsalzung, Raumwärme, Industriewärme, Stahlerzeugung und Großchemie abzudecken. Bezüglich der Reaktoren sind die notwendigen Temperaturen bereitzustellen und langfristig die Wiederverwendung von „Atommüll“ in schnellen Reaktoren zu ermöglichen (Neudeutsch: cradle-to-cradle strategy).

9 Genehmigungsverfahren für innovative Reaktorkonzepte

Ein grundsätzliches Problem für ein Genehmigungsverfahren besteht in der mangelnden Ausstattung der öffentlichen Verwaltung und der Überwachungsinstitutionen (mit Personal und Technik), sowie mangelnder Erfahrung. Diese Mängel führen zu holprigen und langwierigen Verfahren. Die (unnötig langen) Verfahren wiederum zu mangelnder Unterstützung durch die Öffentlichkeit. Gegenmaßnahmen sind die Übernahme bereits erfolgreicher Zulassungen im Ausland. Es muß nicht alles von vorn gemacht werden, sondern es reicht ein Nachvollziehen im Austausch mit den ursprünglichen Institutionen. Eine sogenannte Module Design Certification (MDC), bei der die Zulassung zweigeteilt ist: Ein Reaktor wird im ersten Schritt grundsätzlich sicherheitstechnisch zugelassen und erst im zweiten Schritt werden die standortspezifischen Einflüsse berücksichtigt. Dabei können international zugelassene Berechnungsverfahren, Spezifikationen usw. übernommen werden. Übergang zu einer risikoorientierten Betrachtung, bei der Industriestandards übernommen werden (z. B der Reaktor muß „nuclear grade“ sein, für die Turbine reicht der übliche und erprobte Standard).

10 Das Wissen über Kernenergie in den Verwaltungen verbessern

Es wird darauf hingewiesen, daß Kerntechnik und Strahlenschutz mehr als den Bau von Kernkraftwerken umfassen. Im Gegenteil wird die Anwendung in Forschung, Medizin und Industrie beständig umfangreicher. Auch in den Niederlanden sind die Fachabteilungen in den Verwaltungen beständig verkleinert bzw. an den Rand gedrängt worden. In Deutschland kam seit Rot/Grün noch die Vereinnahmung durch die „Atomkraftgegner“ hinzu: Funktionierende und mit ausgewiesenen Fachleuten besetzte Behörden wurden systematisch zerstört, indem man gerade die Besten durch Schikanen, Entzug der Mittel usw. in die innere bzw. tatsächliche Kündigung trieb. Die „lukrativen Posten“ wurden anschließend mit ausgewählt unfähigen, aber um so festerer ideologischen Grundhaltung besetzt. Ein probates Mittel: Fachlich überforderte, sind stets besonders fügsam gegenüber Anweisungen von oben. Woher sollten sie auch bei einer Kündigung eine vergleichbar vergütete Position wieder her bekommen? Wie zerstörerisch und nachhaltig das wirkt, zeigt sich gerade wieder im Zusammenhang mit der „Endlagersuche“ in Deutschland. Fachleute der Kerntechnik sind längst in andere Sparten bzw. ins Ausland abgewandert.

11 Seelenfrieden beim Strahlenschutz herstellen

Strahlenschutz gründet auf Berechtigung, Optimierung und Grenzwerten. Die Berechtigung von „Strahlung“ ist z. B. im Bereich der Medizin ethisch allgemein gerechtfertigt. Bei der friedlichen Nutzung der Kernenergie scheiden sich plötzlich die Gemüter. Die Optimierung – lediglich ein anderes Wort für die Abwägung von (angeblichem) Schaden und Nutzen – ist unter Fachleuten selbstverständlich. ALARA (As Low as Reasonably Achievable) ist das täglich Brot eines jeden Strahlenschutzbeauftragten. Beim Arbeitsschutz muß ständig „Strahlengefahr“ gegen andere Gefahren abgewägt werden. Allerdings ist es in unserer europäischen (teilweise) saturierten Wohlstandsgesellschaft dringend notwendig, die „sozioökonomischen“ (wie man heute so sagt) Gesichtspunkte wieder in den Mittelpunkt zu rücken. Spätestens nach den Evakuierungen in Fukushima sollte auch der „Strahlenängstigste“ ins Nachdenken gekommen sein.

Völlig zu Recht, wird von den Autoren die fatale Konsequenz der Linear No Threshold (LNT) Hypothese für die Festlegung von Grenzwerten angeführt. Wenn man fälschlicherweise annimmt, es gäbe keinen Schwellwert für die Strahlungsdosis, ist ein Rennen gegen Null in sich logisch. Schon bei den „Atomkraftgegnern“ gehörte das Narrativ von den wenigen Gramm Plutonium, die ausreichen die ganze Menschheit auszurotten zum festen Bestandteil der Propaganda, mit dem sich trefflich schlichte Gemüter ängstigen ließen. Nur wegen des LNT-Irrglaubens kann man sich vor der Einleitung von Wasser in den Pazifik fürchten, dessen Gehalt an Tritium neunfach unter dem Wert für Trinkwasser (bei lebenslangem Gebrauch) liegt. Nur wegen des LNT-Irrglaubens glaubten tatsächlich viele Menschen an Millionen zusätzlicher Krebstote durch Tschernobyl und Fukushima. Nur wegen des LNT-Irrglaubens konnte der Irrsinn um den Endlagerstandort Gorleben bis heute am Kochen gehalten werden. Nur wegen des LNT-Irrglaubens gruseln sich manche Deutsche vor den Kernkraftwerken in den Nachbarländern.

12 Seelenfrieden in der Gesellschaft herstellen – die „Atommüllfrage“ selbst stellen

Hier wird speziell auf die Situation in den Niederlanden eingegangen. Auch in Deutschland wird der „Atommüll“ gern als Totschlagargument gegen die friedliche Nutzung der Kernenergie eingesetzt. Es ist dringend notwendig, sprachlich präziser mit den auftretenden Formen umzugehen. „Abgebrannte Brennelemente“ sind noch lange kein Müll, genau so wenig wie Altpapier. Sie bestehen aus rund 95% noch weiter verwendbarem Brennstoff in der Form von Uran und Plutonium. Kernenergie ist die einzige Industrie, die von Anbeginn an das „Recycling“ in alle Planungen einbezogen hat. Selbst die Reststoffe der Wiederaufbereitung (Spaltprodukte und Minore Aktinoide) sind nicht unbedingt Restmüll. Schließlich enthalten sie das gesamte Periodensystem mit zahlreichen Wertstoffen. Letztendlich ist die Aufbereitung oder Endlagerung eine rein wirtschaftliche Frage, deren Antwort deshalb von Brennelemente komplett endlagern (Finnland, Schweden) über die Rückgewinnung der Brennstoffe (Frankreich) bis hin zur Gewinnung von Elementen aus dem Restmüll der Wiederaufbereitung (USA, Russland) geht. Für alle Formen der Abfälle gibt es erprobte Lagerkonzepte von geologischen Endlagern (Bergwerk oder Tiefbohrung) bis technischer Langzeitlagerung (Trockenlagerung von Brennelementen). Die ständig wiedergekäute Parole von der ungelösten Atommüllfrage wird durch ihre beständige Beschwörung keinesfalls richtiger. Leider wahr ist allerdings, daß die kerntechnische Industrie zu wenig zur Aufklärung darüber beigetragen hat.

13 Sicherstellen, daß Kernenergie als nachhaltig in die EU-Taxonomie aufgenommen wird

Die EU-Taxonomie ist eine kulturmarxistische Schöpfung um das alte Gespenst des Sozialismus in Europa unter dem neuen Namen „Great Reset“ wieder hoffähig zu machen. Die Illusion der Verelendung der Arbeiterklasse und die daraus resultierende revolutionäre Kraft ist im Wohlstand des Kapitalismus untergegangen (Pol Pot im Pariser Mai 68). Wenn die Zerstörung des gehaßten Systems also nicht von unten erfolgt, muß man es von oben versuchen. Man glaubt soviel vom Kapitalismus verstanden zu haben, daß das über staatlich gelenkte Kreditvergabe gelingt: Private Finanzinvestoren sollen nur noch Kredite für als nachhaltig definierte Energien vergeben dürfen. Was die alte Försterweisheit (wenn man mehr Bäume fällt, als nachwachsen, hat man bald keinen Wald mehr) mit fossilen oder Kernenergie zu tun hat, mögen die Funktionäre wissen. Man hat es allerdings schon mal vor gar nicht all zu langer Zeit als „Peak Oil“ zu verkaufen versucht. Spätestens seit der „Shale Revolution“ in der Gas und Ölindustrie ist es auch um dieses Untergangsszenario still geworden. Im Gegenteil, für kurze Zeit wurde das Erdgas sogar als Heilsbringer gegen die böse Kohle und Kernenergie gepuscht. Das reichte aber noch nicht aus, um die Gesellschaft durchdringend zu schädigen. Deshalb glaubt man nun die Atmosphäre als endlich entdeckt zu haben. Alles ist schädlich, nur Wind und Sonne führen ins (kommunistische) Paradies. Auch das wird wieder scheitern, spätestens wenn die breite Masse merkt, wie sie um ihren hart erarbeiteten und bescheidenen Wohlstand gebracht werden soll.

Es ist zwar legitim sich eine Gleichbehandlung mit Wind und Sonne zu wünschen, aber nicht auf Kosten anderer Energieformen. Wohin die Reise geht, ist klar. Als man in Deutschland aus der Kernenergie ausstieg, stand die Braunkohle (freudig) abseits. Woher sollte der Strom denn sonst kommen? Heute geht auch die Steinkohle in die Arbeitslosigkeit und über die „Klimaschädlichkeit“ von Erdgas wird schon diskutiert. Die Öko-Sozialisten haben ihre Hausaufgaben gemacht: Alles ist mit preisgünstiger Energie möglich – ohne geht nichts. Also äußerste Vorsicht vor falschen Freunden. Es ist an der Zeit, die Stärken der Kerntechnik offensiv in der Gesellschaft zu vertreten und nicht von einer grünen Dividende am Katzentisch der Gesellschaftsveränderer zu träumen.

SMR-2021, Xe-100

Anfang April unterzeichneten X-energy, Energy Northwest, und der Grant County (Washington) Public Utility District (PUD) eine Absichtserklärung einen Hochtemperaturreaktor für geschätzt $2,4 Milliarden als Demonstrationsprojekt bis 2027 zu bauen. Das TRi Energy Partnership – ein Wortspiel aus dem TRISO-Brennstoff bzw. der Tri-Cities area – übernimmt die Projektentwicklung für die Genehmigung, den Bau und Betrieb des Kraftwerks. Der angedachte Standort ist neben dem Kernkraftwerk Columbia, einem 1,174-MWe Siedewasserreaktor nahe Richland im Bundesstaat Washington. An diesem Standort sind alle Voraussetzungen für den Transport (Schiene, Straße, Wasserweg) sowie fachkundiges Personal vorhanden. Damit sind erst einmal alle Bedingungen für eine hälftige Finanzierung (50% Staat, 50% privates Risikokapital) nach dem Advanced Reactor Demonstration Program des „US Energieministeriums“ erfüllt.

Der Entwurf

Der Xe-100 besteht aus zwei Zylindern: Dem Reaktor mit einem Durchmesser von etwa 4,9m und einer Höhe von 19,5m und dem Dampferzeuger mit einem Durchmesser von etwa 6,5m und einer Höhe von 25m. Der Reaktor dürfte etwa 200 to wiegen und der Dampferzeuger etwa 700 to. Beides Maße und Gewichte, wie sie z. B. bei Raffinerien und Chemieanlagen heute üblich sind. Insofern sind Montage und Transport für einschlägige Unternehmen kein Problem. Beide Zylinder sind nur durch ein Doppelrohr für das Helium miteinander verschraubt. Eine solche Einheit soll eine Wärmeleistung von 200 MWth und eine elektrische Leistung von etwa 75 MWel haben. Die Eintrittstemperatur in den Reaktor beträgt 260°C und die Austrittstemperatur 750°C. Um überhaupt mit dem Gas Helium ausreichend Wärme bei akzeptabler Strömungsgeschwindigkeit transportieren zu können (kein Phasenübergang), beträgt der Betriebsdruck 70bar. Damit muß man wieder die Festigkeitsprobleme beherrschen, die sich aus der Kombination von hohem Druck bei hoher Temperatur ergeben. Mit anderen Worten: Die beiden „Zylinder“ werden entsprechend dickwandig und damit teuer. Ähnliches gilt für die spiralförmigen Rohre des Dampferzeugers, da sie auf Werte (165bar, 565°C) konventioneller Kraftwerke ausgelegt sind. Alles technisch beherrschbar, aber schon vom Ansatz her teuer.

Die Leistung eines solchen Moduls ist auch durch das „Kugelhaufen-Prinzip“ begrenzt. Das Ganze funktioniert wie ein Silo: Es werden ständig oben frische Brennstoffkugeln dem Reaktor zugeführt (ca. 175 Kugeln täglich) und unten wieder die entsprechende Menge abgebrannter Brennelemente abgezogen. Da die spezifische Leistung bei diesem Prinzip etwa 30 mal geringer als in einem konventionellen Druckwasserreaktor ist, ergibt sich ein „Haufen“ aus rund 220 000 Kugeln. Je größer jedoch ein Reaktorkern ist, um so mehr neigt er zu einem „Eigenleben“. Die sich ergebenden ungleichen Zustände müssen durch Regelstäbe im Griff behalten werden. Ab einer gewissen Größe ist es aber praktisch unmöglich, Regelstäbe in solch einen Haufen einzufahren ohne die Kugeln und die Regelstäbe zu beschädigen.

Sicherheit

Zentrales Sicherheitselement sind auch hier die TRISO-Brennelemente. In jeder einzelnen „Brennstoffkugel“ (6 cm Durchmesser) befinden sich rund 18 000 einzelne „Brennelemente“. Jedes einzelne Körnchen hat seine eigene Schutzhülle aus mehreren Schichten aus denen Spaltprodukte erst einmal entkommen müssen. Hätten sie es geschafft, müßten sie noch die Speicher- und Schutzschichten der Kugel durchdringen. Erst dann könnten sie ins „Kühlmittel“ Helium – das ständig (mit einfachen Mitteln) überwacht wird – gelangen. Bis an die Umwelt müßten sie dann noch den Druckbehälter, das Gebäude etc. überwinden. Die Sicherheitsfrage konzentriert sich damit auf die Beständigkeit der Kugeln. Die Tests über Bestrahlung und Temperatur sind bereits erfolgreich abgeschlossen. Für die Freisetzung von radioaktiven Stoffen ist die Stabilität von Brennelementen (Harrisburg, Fukushima) maßgeblich. Graphitkugeln können nicht schmelzen, sondern sublimieren (unmittelbare Verdampfung ohne Verflüssigung) bei über 3900°C. Diese Temperatur kann aber unter keinen Umständen (nicht im Betrieb und auch nicht durch Nachzerfallswärme) im Reaktor erreicht werden. Jede einzelne Kugel übernimmt quasi die Funktion des Containments von konventionellen Reaktoren (Verhinderung der Freisetzung radioaktiver Stoffe an die Umgebung).

Die Menge an spaltbarem Material (auf 15,5% angereichertes Uran) bzw. der Spaltprodukte (maximaler Abbrand 160 MWd/kg) ist schon durch das Volumen des Reaktors begrenzt. Es ist nur soviel „Überschussreaktivität“ vorhanden, daß die Veränderungen im Betrieb (z. B. Xenonvergiftung im Lastfolgebetrieb) über die Regelstäbe (2 mal 9 Stück) kompensiert werden können. Selbst wenn alle Regelstäbe vollständig gezogen sind, bricht die Kettenreaktion (stark negativer Temperaturkoeffizent) lange vor Erreichen der zulässigen Temperaturen in sich zusammen – der Reaktor ist „walk away sicher“. Fehlbedienungen sind ausgeschlossen bzw. der Reaktor könnte (zeitweise) ohne Personal betrieben werden. Selbst bei einem Ausfall der Kühlung (entweichen des Heliums) reicht die passive Wärmeabfuhr über Strahlung und Wärmeleitung aus um ein Unglück zu verhindern (Fukushima).

Revolutionärer Bestandteil des Genehmigungsverfahrens wird der Nachweis sein, daß keine unzulässige Strahlenbelastung außerhalb des Betriebsgeländes (400m um den Reaktor im Gegensatz zu 10 Meilen) auftreten kann. Alle erforderlichen Nachweise und Auflagen (Besiedelungsdichte, Evakuierungspläne etc.) für eine Genehmigung würden entfallen. Mit anderen Worten: Ein solcher Reaktor könnte unmittelbar neben einem Wohngebiet (z. B. Fernwärme) oder in einem Industriegebiet (Raffinerie, Chemiepark) gebaut werden.

Geschichte

X-energy wurde 2009 von Dr. Kam Ghaffarian gegründet. Es gelang ihm einige Fachleute mit Erfahrung auf dem Gebiet der Kugelhaufenreaktoren anzuwerben. Leitender Ingenieur z. B. ist Dr. Eben Mulder, der schon in Südafrika in der Entwicklung von Hochtemperaturreaktoren tätig war und einst auf diesem Gebiet in Deutschland promovierte. X-energy wuchs schnell und hatte bis 2017 bereits über $34 Millionen Kapital eingeworben. In diesem Jahr startete das Projekt eines 320 MWel Kraftwerks, bestehend aus vier Reaktormodulen. Federführend beteiligt ist Southern Nuclear (betreibt mehrere Kernkraftwerke und baut Vogtle) als Energieversorger und Burns & McDonnell als Ingenieurunternehmen. Richtungsweisend für andere Industriezweige ist die Entwicklung eines „Digitalen Zwillings“ des Reaktors (separat gefördert durch das Energieministerium). Stark vereinfacht gesagt, ist die gesamte Konstruktion als 3D-Modell digital vorhanden und verknüpft mit einschlägigen Programmen zur probabilistischen Sicherheitsanalyse, virtual reality usw. Ziel ist die systematische Ermittlung von Schwachstellen bereits in der Konstruktionsphase und z. B. der Test von Fertigungsrobotern etc. vorab am digitalen Modell. Dieser Ansatz hat sich bereits als revolutionär bei der Entwicklung von Kampfflugzeugen gezeigt. Wie schon immer, ist die Kerntechnik das Labor des technischen Fortschritts für die gesamte Industrie. Nur hier (außerhalb der Rüstungsindustrie) arbeiten die notwendigen Spitzenkräfte aus unterschiedlichen Disziplinen eng zusammen.

Bei den gasgekühlten Hochtemperaturreaktoren handelt es sich nicht um eine neue Erfindung, sondern eine evolutionäre Entwicklung in verschiedenen Ländern: USA (1944 ORNL, 1966–1974 Peach Bottom, 1967–1988 Fort St. Vrain, ab 2005 NGNP), UK (1966–1975 Dragon), Deutschland (1967–1988 AVR, 1986–1989 THTR), Japan (ab 1998 HTTR) und China (ab 2000 HTR-10). Es kommen über 70 Jahre Forschung und Entwicklung allein in Demonstrationsanlagen zusammen. Dieser Schatz an Daten ist für ein schnelles Genehmigungsverfahren von ausschlaggebender Bedeutung.

Marktpotential

Die Demonstrationsanlage soll aus vier Reaktoren bestehen und eine Leistung von 320 MWel haben. Damit wäre der Beweis für ein funktionstüchtiges Kraftwerk zum Ersatz alter fossiler Kraftwerke an einem gegebenen Standort erbracht. Ob es allerdings eine schlaue Idee ist, ein „Großkraftwerk“ aus zig Modulen zusammenzusetzen, muß sich noch erweisen. Allerdings muß man ganz klar feststellen, daß das Prinzip Kugelhaufenreaktor aus physikalischen Gründen nicht beliebig skalierbar ist. Dieses Reaktorprinzip bleibt nur kleineren Leistungen vorbehalten. Man braucht zur Produktion elektrischer Energie auch keine hohen Temperaturen. Eine Verbesserung des Wirkungsgrades ist bei heutigen Uranpreisen eher eine akademische Fragestellung. Das (bisherige) Alleinstellungsmerkmal liegt vielmehr in der „Walk Away Sicherheit“: Gelingt es, eine Zulassung als Reaktor zu bekommen, der auch bei einem schweren Störfall nur Auswirkungen auf das Betriebsgelände, aber nicht auf die Nachbarschaft hat, eröffnen sich völlig neue Anwendungen:

  • Man kann unmittelbar neben chemischen Anlagen bauen,
  • man kann nukleare Fernwärme nahe Wohngebieten betreiben,
  • man kann einen zeitweiligen Betrieb ohne Personal anstreben,
  • man kann solche SMR dezentral einsetzen, bzw. an abgelegenen Verbrauchsschwerpunkten.

Die Produktion von Heißdampf mit 565°C erlaubt nicht nur den Kauf von Dampfturbinen von der Stange, sondern zielt auch auf typische verfahrenstechnische Anwendungen ab (Raffinerien, Grundchemikalien etc.). So hat X-energy allein in den petrochemischen Anlagen an der Golfküste 41 Dampferzeuger ermittelt. Letztendlich stellt sich die Frage, was eine MWhth bzw. MWhel aus einem Xe-100 Reaktor kostet. Liegt der Preis unterhalb einer Kesselanlage mit Erdgas, läuft das Geschäft in großem Maßstab an. Wenn nicht, ist das Reaktorkonzept eher eine Totgeburt. Die Branche steht nicht zum ersten Mal wieder vor einem Henne-Ei Problem…

Internationale Kontakte

Jordanien ist ein typischer Vertreter von Ländern, deren Mangel an Kühlwasser das Hauptproblem bei der Elektrifizierung ist. Hochtemperaturreaktoren lassen sich auch mit Trockenkühltürmen betreiben. Auch das keine ganz neue Idee: Der THTR in Hamm-Uentrop hatte bereits einen solchen. Schon 2017 hat die Jordan Atomic Energy Commission (JAEC) mit X-energy eine Kooperation abgeschlossen. Zusätzlich haben Saudi Arabien und Jordanien auch Verhandlungen mit China über Hochtemperaturreaktoren geführt.

Letztes Jahr hat X-energy auch ein Genehmigungsverfahren in Kanada gestartet. Es gibt dort die sog. Vendor Design Review (VDR). Ein Verfahren das risikoorientiert ist und drei Schritte umfaßt: Im ersten Schritt wird lediglich geprüft, ob der Reaktor grundsätzlich alle kanadischen Vorschriften erfüllt. Im folgenden zweiten Schritt werden die als kritisch empfundenen Punkte näher betrachtet und diskutiert. In der dritten Phase kann der Antragsteller alle Auflagen aus den vorhergehenden Schritten noch nachbessern. Diese Vorgehensweise erlaubt dem Antragsteller besonders bei innovativen Konzepten jederzeit die Notbremse ziehen zu können, wenn die Kosten explodieren sollten und eine Genehmigung zumindest in weiter Ferne erscheint. Da die Entwicklung des Xe-100 schon weit fortgeschritten ist, werden die ersten beiden Phasen zusammen abgehandelt. Eine Zulassung in Kanada ist für X-energy äußerst wertvoll, da Kanada über eine starke kerntechnische Industrie mit vollständigen Lieferketten verfügt. Die Zulieferer sind aber verständlicherweise erst bereit zu investieren, wenn sie genau wissen, was sie produzieren müssen. So konnte bereits Hatch als Partner für die Detailkonstruktion und den weltweiten Vertrieb gewonnen werden. Ontario Power Generation (OPG) hat in Zusammenarbeit mit anderen Provinzen federführend den (geplanten) Bau eines SMR und den Aufbau der Lieferketten in Angriff genommen. In die engere Betrachtung ist neben dem Xe-100 von X-energy, der Integral Molten Salt Reactor (IMSR) von Terrestrial Energy und der BWRX-300 von General Electric gekommen. Im Moment setzt kein Land außerhalb der USA so konsequent auf die Entwicklung von SMR, wie Kanada. Das macht Sinn, da Kanada mit dem Ausbau seiner Schwerwasserreaktoren mittlerer Größe langsam an die Grenzen stößt. Ein so weites Land mit seinen umfangreichen Bergbauaktivitäten, Ölsänden usw. braucht dringend dezentrale Einheiten. Hinzu kommt der erhebliche Heizwärmebedarf eines nördlichen Landes: Sonne geht gar nicht und mit Windparks hat man nur schlechte Erfahrungen gemacht.

Wasserstoff und Kernenergie

Nun ist der Hype um Wasserstoff auch bis zu den Kernkraftwerken durchgedrungen. Warum auch nicht? Wenn der Staat Subventionen austeilt, greift man halt gerne zu. Bisher ist Wasserstoff (H2) überwiegend ein Grundstoff für die Düngemittel-Industrie (Ammoniak NH3) und zur Veredelung in der Petrochemischen-Industrie (z. B. Entschwefelung von Kraftstoffen, Methanolherstellung etc.). Heute werden über 95% aus fossilen Energieträgern – hauptsächlich aus Erdgas durch Dampfreformierung – und knapp 5% über Elektrolyse als Nebenprodukt z. B. bei der Chlor-Elektrolyse gewonnen. Nachdem sich nun auch bei „Energiewendern“ die Erkenntnis rumspricht, daß man für die Stromproduktion durch Windmühlen Wind benötigt und bei der Photovoltaik zumindest Tageslicht, kommt man auf die Schnapsidee Wasserstoff als Energieträger im großen Maßstab einzusetzen. Die neuen Zauberwörter der Schlangenölverkäufer sind „Wasserstoffwirtschaft“ und „Sektorenkopplung“: Man will nicht nur elektrische Energie während der Dunkelflauten aus Wasserstoff herstellen, sondern ihn auch als Kraftstoff, zur Gebäudeheizung und für alle möglichen industriellen Anwendungen einsetzen. Auf solch eine Kopfgeburt kann nur einer kommen, für den Thermodynamik lediglich ein Wort mir 13 Buchstaben ist.

Hans im Glück

Wasserstoff kommt in der Natur praktisch nur in chemischen Verbindungen (Wasser H2 O, Erdgas CH4 usw.) vor. Diese müssen erstmal geknackt werden um Wasserstoff zu gewinnen. Dazu ist viel Energie nötig. Will man Wasser mittels Elektrolyse zerlegen, benötigt man etwa 4,4 kWh pro Normkubikmeter Wasserstoffgas. Verbrennt man diesen einen Normkubikmeter wieder, kann man nur 3,0 kWh (unterer Heizwert) zurückgewinnen. Geschieht dies in einem modernen Kombikraftwerk (Wirkungsgrad 60%) werden daraus nur 1,8 kWh elektrische Energie zurückgewonnen. Wohlgemerkt, hier wurde noch kein einziger Kubikmeter transportiert oder gespeichert. Beides ist – ob verdichtet oder verflüssigt – nur mit beträchtlichem Energieaufwand möglich. Wie man es auch dreht und wendet, in der Praxis bekommt man nur rund 1/3 zurück – oder anders ausgedrückt haben sich die Stromkosten (ohne jede Investition für die Elektrolyse) schon allein wegen der Umwandlungsverluste verdreifacht.

Man hat uns ja inzwischen beigebracht, daß der Wind – wie schon vorher die Sonne – keine Rechnung schickt. Gleichwohl sind gewaltige Investitionen in die Errichtung von Windparks notwendig. Hinzu kommen noch Betriebs- und Wartungskosten, die ebenfalls nicht gering sind, wie man heute gelernt hat. Alle Kosten müssen jedenfalls durch die Stromerlöse und Subventionen wieder eingebracht werden. Unter Grundlast in einem Netz versteht man die kleinste Leistung die immer anliegt – 24 Stunden am Tag, 7 Tage die Woche. Will man die Grundlast durch Windmühlen abdecken, braucht man dafür etwa die 8–9 fache installierte Leistung. Der Grund ist trivial: Wenn kein Wind weht, wird auch kein Strom produziert, egal wie viele Windmühlen man gebaut hat! Will man in schwachen Zeiten zu füttern, muß man die erforderliche Menge elektrischer Energie vorher produziert haben. In 2019 betrug die Arbeitsausnutzung der Windmühlen in Deutschland 28% (installierte Leistung 53,912 GW, Stromproduktion 131,8 TWh). Leider muß man die hierfür produzierte Energie speichern und bekommt über den Weg Wasserstoff nur etwa 1/3 zurück (siehe oben). Hinzu kommen selbstverständlich noch die Investitionen für die Elektrolyse, die Speicher und das Backup-Kraftwerk. Man könnte es auch anders formulieren: Wer den Menschen vorgaukelt, es wäre eine (wirtschaftliche) Stromversorgung nur mit Wind und Sonne möglich, der lügt. Es ist deshalb kein Zufall, daß alle einschlägigen „Energiewender*Innen“ immer von Zwangsabschaltungen – sprachlich getarnt als „Smart-Meter“ – und Konsum- und Wohlstandsverzicht – sprachlich getarnt als „Energieeffizienz“ – schwadronieren.

Transport und Speicherung

Wasserstoff ist ein Gas mit extrem geringer Dichte: Ein ganzer Kubikmeter wiegt noch nicht einmal 90 Gramm. Es muß deshalb verdichtet oder verflüssigt werden um es überhaupt transportieren und lagern zu können. Wenn man es auf 700 bar verdichtet (Industriestandard für PKW) hat es gerade mal einen Energiegehalt von 1,32 kWh/Liter. Selbst wenn man es durch Abkühlung auf -253°C verflüssigt, beträgt sein Energiegehalt gerade mal 2,34 kWh/Liter. Zum Vergleich: Benzin hat einen Energiegehalt von rund 8,7 kWh/Liter.

Selbst für den Transport in Rohrleitungen oder der Speicherung in Kavernen muß es verdichtet werden. Jede Verdichtung erfordert eine Menge elektrische Energie und ist immer mit erheblichen Verlusten verbunden. Wenn es in Pipelines strömt, entstehen ebenfalls Verluste durch Reibung. Man bevorzugt deshalb für sehr lange Strecken eine Verflüssigung und Tankschiffe. Allerdings werden für die Verflüssigung von Wasserstoff allein rund 35% seiner Energie benötigt. Spätestens hier sollte der geneigte Leser verstehen, warum wir uns in einer Welt von Mineralölen und Erdgas bewegen. Oder anders ausgedrückt, welche brutalen Konsequenzen drohen, wenn wir alle Fahrzeuge auf Wasserstoff umstellen wollen. Das Gerede von „Sektorkopplung“ (Strom aus Wind und Sonne wird benutzt um Kraftstoffe und andere Energieträger herzustellen) ist nur ein weiteres Neusprechwort für „Mobilitätsverzicht“. Ganz davon zu schweigen, daß Deutschland viel zu klein ist, um es mit der erforderlichen Anzahl von Windmühlen zupflastern zu können. Bahnt sich hier schon wieder das „Volk ohne Raum“ an?

Wasserstoff durch Kernenergie

Hat man erst einmal die Konsequenzen des „Grünen Wasserstoffs“ verstanden, ist die Produktion durch vorhandene Druckwasserreaktoren nicht mehr so abwegig. Immer unter der Voraussetzung, man lehnt die Produktion aus fossilen Energieträgern ab. Das erste Argument liefert die Arbeitsausnutzung (Kernkraftwerk 90%, Windmühlen in Deutschland 28%) oder mit anderen Worten, wie viel Wasserstoff man mit einer gegebenen Anlage produzieren kann. Das zweite Argument sind die Energiekosten. Wärmeenergie ist immer billiger als elektrische Energie. Dies ist der Grund, warum heute rund 95% des Wasserstoffs aus Erdgas hergestellt werden. Aber auch bei der Elektrolyse kann man durch erhöhte Temperaturen elektrische Energie einsparen. Bei einem Kraftwerk ist die Auskopplung von Wärme kein Problem. Der Anbau an konventionelle Kernkraftwerke ist hier nur der erste Schritt. Kommen (später) Reaktoren mit höheren Betriebstemperaturen zum Einsatz, wird der Vorteil noch gravierender. In fernerer Zukunft könnten Hochtemperaturreaktoren sogar den Weg über chemische Verfahren (z. B. Jod-Schwefelsäure) gehen.

Das U.S. Department of Energy (DOE) fördert eine Dampf-Elektrolyse-Anlage an einem Kernkraftwerk (wahrscheinlich Prairie Island Nuclear Generating Station von Xcel Energy) in USA mit $13,8 Millionen. Xcel Energy verfügt über einen hohen Anteil von Windenergie mit dem entsprechend stark schwankenden Angebot. Eine Fragestellung soll deshalb sein, ob man Energie aus dem Reaktor auskoppeln kann, ohne diesen bei Windspitzen abregeln zu müssen. Dies wäre damit die erste unmittelbare Kopplung von Wind- und Kernenergie bei einem Versorger. Böse Zungen könnten auch sagen: Eine den Markt verzerrende Subvention der Windenergie soll durch Subventionen bei einem vorhandenen Kernkraftwerk geheilt werden.

Ein zweites Förderprogramm des DOE über $12,5 Millionen unterstützt die Kooperation von FuelCell Energy of Danbury mit dem Idaho National Laboratory. Ziel ist die Entwicklung von Festkörper-Elektrolyse-Zellen mit hohem Wirkungsgrad und geringen Kosten als 200 bis 500 MW Module zur Nachrüstung bei Kernkraftwerken. Es soll der Wechsel zwischen Wasserstoffherstellung und Stromproduktion demonstriert werden, um Kernkraftwerken ein zweites wirtschaftliches Standbein zu erschließen.

Ausblick

Im Jahr 2019 wurden weltweit 69 Millionen to Wasserstoff in Raffinerien und Düngemittelfabriken verbraucht. Der Markt ist also vorhanden. Allerdings wird nur sehr wenig Wasserstoff über größere Entfernungen transportiert. Wegen der bekannten Transportschwierigkeiten wird er unmittelbar in der Nähe der Verbraucher erzeugt. Es gibt allerdings bedeutende regionale Pipeline-Systeme z. B. in den USA an der Golfküste, die verschiedene Chemiezentren untereinander verbinden. In dieser Region ist ein bedeutender Ausbau für „Blauen Wasserstoff“ geplant. Dabei wird der aus den reichlich vorhandenen Erdgasvorkommen über Dampfreformierung gewonnen. Das dabei anfallende CO2 ist beileibe kein Abfall, sondern kann an die Ölproduzenten in dieser Region verkauft werden. Ein doppeltes Geschäft wird möglich: Einsparung von CO2 – Abgaben und zusätzliche Ölförderung aus bereits erschöpften Quellen. Damit ist auch klar, warum die Erdgasindustrie immer ein Förderer der „Alternativ-Energien“ war und ist. Man weiß sehr genau über die Dunkel-Flauten bescheid. Erdgas ist der Energieträger, der mit den geringsten Investitionen Backup-Kraftwerke erlaubt – jede Windmühle und jeder Sonnenkollektor bedeutet also zusätzlichen Absatz. Es gibt momentan auch kein Henne-Ei-Problem: Man kann den Absatz an Wasserstoff schnell durch Beimischung zum Erdgas steigern. Es laufen bereits Verhandlungen über neue Spezifikationen. Es scheint möglich, bis zu 20% Wasserstoff ohne große Modifikationen an den Pipelines und Verbrauchern unter mischen zu können. Auch hier wird klar, wer größtes Interesse an der Einführung von CO2 – Abgaben hat.

Erkenntnisse zur Kosteneinsparung beim Neubau von KKW

Das zentrale – man könnte fast sagen einzige – Problem der kerntechnischen Industrie sind ihre außergewöhnlich hohen Kosten. Zwar war die Kostentreiberei durch immer neue und absurdere Forderungen das wirksamste Kampfmittel der „Anti-Atomkraft-Bewegung“, aber das ist auch nur die halbe Wahrheit. So gab es immer Kriegsgewinnler in den eigenen Reihen, die jedes hingehaltene Stöckchen begeistert übersprungen haben um Forschungsgelder etc. abgreifen zu können. Allgemein herrschte die Meinung vor, man sei so überlegen konkurrenzfähig, daß man ein paar Kröten problemlos schlucken könnte. Stellvertretend hierfür mag der „Kernfänger“ stehen, ein Millionen teures Bauteil als Produkt eines Hirngespinstes der Filmindustrie in Hollywood. Nur kommt leider bei permanenten Zugeständnissen ein Milliönchen zum nächsten. Oder das gern gepflegte Unwesen des „nuclear grade“, wo sich durch ein paar Stempel und Formulare auf wundersame Weise der Preis eines Bauteils vervielfacht. Oder Genehmigungsverfahren, in denen „Spezialisten“ endlose Diskussionen über abseitige Detailprobleme führen – selbstverständlich in Stundenlohnarbeit zu Stundensätzen, die selbst Gewerkschaftsfunktionären die Schamröte ins Gesicht treiben würde. Ging alles so lange gut, bis man feststellen mußte, daß man den Ast auf dem man saß, selbst abgesägt hatte. Es ergeben sich nun zwei Möglichkeiten: Der deutsche Weg, in dem sich die Kombinatsleiter um den Preis hoch subventionierter Windmühlen und Sonnenkollektoren vollständig aus dem angestammten Geschäft zurückzogen oder eine Umkehr, wie sie in anderen Ländern eingeschlagen wird. Wie so oft kann man zwar im Irrsinn vorangehen, es gibt aber keine Garantie, daß einem andere folgen. Plötzlich machen neue Player – Korea, China, Rußland – die Milliardengeschäfte. Für manche Länder ein heilsamer Schock. Jedenfalls für die, in denen regierende Politiker nicht mit religiös anmutendem „Weltrettungswahn“ ihren erbärmlichen Bildungsstand glauben kaschieren zu können.

Der Weg in GB

In Großbritannien war man schon immer positiv gegenüber der Kernenergie eingestellt. Es gab nie eine so gewalttätige „Anti-Atomkraft-Bewegung“ wie in Deutschland und es gelang auch nie den Ökosozialismus in den Regierungen zu etablieren. Im Gegenteil, in GB ist das Rechnen noch erlaubt. Der Ausflug in die Windenergie ist gescheitert. Mögen die Schlangenölverkäufer der Windindustrie auch noch so phantastische Erzeugungskosten aus dem Hut zaubern. Es zählt nur der Strompreis an der Steckdose des Endverbrauchers, also einschließlich der Backup-Kraftwerke, der gesamten Netzkosten usw. Ferner hat man in GB schon länger die Bedeutung qualifizierter und gut bezahlter Industriearbeitsplätze erkannt. Die Finanzindustrie in London kann weder das ganze Land ernähren, noch bietet es für alle Menschen geeignete Arbeitsplätze. Insofern ist es logisch, daß man die vorhandenen Kernkraftwerke nicht nur ersetzen will, sondern sogar von einem Ausbau ausgeht. Die Befreiung von ökosozialistischen Träumereien in Brüssel durch den Brexit beschleunigt diesen Prozeß erheblich. Es sollte im Zusammenhang mit dem Brexit nie vergessen werden, daß das Theater um den Neubau des Kernkraftwerks Hinkley Point C (HPC) erheblich die Abneigung gegen den europäischen Zentralstaat verstärkt hat: Wenn ein kleiner ferner Alpenstamm meint, die Energiepolitik einer frei gewählten britischen Regierung über Prozesse bestimmen zu können, ist Schluß für jeden aufrechten Britannier. Schließlich hat sich diese stolze Nation nicht einmal durch einen gewissen Adolf Hitler – ein Vertreter einer wenig anderen Variante des Sozialismus – auf die Knie zwingen lassen.

Die Bedeutung des Finanzierungsmodells

In GB ist allen klar, daß der vereinbarte Preis für die elektrische Energie aus dem im Bau befindlichen Kernkraftwerk HPC den Gipfel einer verfehlten Entwicklung darstellt und dringend gesenkt werden muß. Bemerkenswert ist, daß eine Annalyse zu dem Ergebnis kommt, daß das Finanzierungsmodell der dickste Brocken beim Energiepreis ist. Für HPC ergibt sich ein Anteil von 2/3 an dem Strompreis. Von dem vereinbarten Strike Price von 92,50 GBP/MWh entfallen volle 62 GBP/MWh auf die Finanzierungskosten. Mit anderen Worten: Lediglich ein Zahlungsstrom von rund 30 GBP pro produzierter Megawattstunde elektrischer Energie (über die Betriebsdauer von 60 Jahren gerechnet) dient dazu, die gesamten Investitions- und Betriebskosten zu bezahlen. Der Löwenanteil von 62 GBP/MWh dient ausschließlich zur Finanzierung der in der Bauzeit anfallenden Kosten. Noch interessanter ist, wenn man die Investition mit den Konditionen von sonstigen Infrastrukturmaßnahmen in GB ansetzt: Dann wäre lediglich ein Zahlungsstrom von 26 GBP/MWh nötig. Volle 36 GBP/MWh entfallen also allein auf die Abdeckung des Risikos während der Bauzeit dieses Kernkraftwerks. So wurde im Bezugsjahr 2016 die „Verzinsung“ (weighted average cost of capital) nach Steuern mit 9,2% angesetzt. Eine seltsame Wette zwischen (dem nie gefragten) Stromkunden und dem Hersteller. Auf jeden Fall bieten sich hier reichhaltige Möglichkeiten für „Finanzinnovationen“ im Zeitalter der „Nullzinspolitik“ und stetig steigender Staatsverschuldungen.

Welch zerstörerische Wirkung Planwirtschaft in den Händen von Politikern mit Hang zur „Systemveränderung“ hat, zeigt sich am Vergleich der „Preise“ für Wind- und Sonnenenergie mit Kernenergie. Einerseits Anschlusszwang, Einspeisevorrang, Backup-Kraftwerke usw. die bewußt nicht in den Strompreis eingerechnet, sondern zusätzlich dem Endverbraucher über „Netzentgelte“ abgeknüpft werden und andererseits alle möglichen fiktiven Kosten, wie Entsorgungskosten etc. die durch den Strompreis unmittelbar abgedeckt werden müssen. Wenn dann besonders schlichte Gemüter einfach beide Zahlen vergleichen, ergeben sich volkswirtschaftlich tödliche Konsequenzen. Es zählt nämlich nur der Gesamtpreis auf der Rechnung des Endverbrauchers, deren Kostendifferenzen zu Konsumverzicht und Arbeitsplatzverlusten an anderer Stelle führen. Hier verschaffen sich gerade Staaten, die Stromversorgung als „öffentliches Gut“ (Zinssätze von Staatsanleihen) betrachten, zur Zeit große Vorteile.

Die Notwendigkeit der Serienfertigung

Die Erfahrung zeigt, daß eine Serienfertigung (möglichst) identischer Kraftwerke ein großes Einsparpotential birgt. Allerdings ist das insbesondere bei den unterschiedlichen Zulassungsbestimmungen der einzelnen Länder nicht ganz einfach. So ist der Reaktor Flamanville 3 vordergründig genau so ein EPR wie die Reaktoren in Hinkley Point. Praktisch haben sie aber etwa 30% mehr Kabel und Rohrleitungen. Gravierend ist auch das Backup eines analogen unabhängigen Abschaltsystems zusätzlich zu den beiden digitalen Kontrollsystemen. Solche Änderungen können schnell und kostenträchtig auf andere Systeme rückkoppeln. In diesem Sinne ist HPC eher schon wieder ein „First Of A Kind (FOAK)“. Die ersten gravierenden Einsparungen werden erst bei dem Nachfolgeprojekt in Sizewell eintreten. Es ist bereits in Vorbereitung. Dort soll (fast) eine Kopie von HPC entstehen. Wie schon bei einer Doppelblockanlage die Einsparungen durch Erfahrung zunehmen, zeigt sich bei HPC in der Anzahl der Arbeitsstunden für die Betonarbeiten: Bei Block 1 wurden noch 25 Stunden für die Einbringung einer to Betonstahl benötigt, bei Block 2 nur noch 16 Stunden. Je mehr (wieder) in der Kerntechnik erfahrene Fachkräfte vorhanden sind, je besser laufen die Baustellen. Man hat deshalb bereits großen Wert auf Ausbildungszentren gelegt, in denen z. B. Schweißer geschult werden bevor sie auf die Baustelle kommen.

Erst konstruieren, dann bauen

Bevor man mit dem Bau beginnt, muß ein Kraftwerk bis ins letzte Detail durchkonstruiert sein. Jede Änderung in der Bauphase führt nicht nur zu Verzögerungen, sondern wirkt sich auch meist auf schon installierte Bauteile aus. Es sind gravierende Änderungen nötig, die oft zu weiteren Änderungen führen. Eine Kostenexplosion ist unweigerlich die Folge. Man denke nur an die „ewige Baustelle“ des EPR in Olkiluoto. Dies hat nichts mit Kernkraftwerken an sich zu tun, sondern ist das Ergebnis von Missmanagement. Ebenso wichtig ist der Einsatz von qualifizierten und in der Kerntechnik erfahrenen Fachkräften und eine ständige Qualitätskontrolle. Geht man die Sache zu lax an, laufen die Kosten davon (Vogtle, Summers, Flamanville). Jede nicht fachgerechte Dokumentation oder gar Pfusch führt zu Neuanfertigungen und Terminüberschreitungen. Dies kann sogar renommierte Unternehmen wie Westinghouse oder Areva in den Ruin führen.

Management des Risikos

Je komplexer oder einzigartiger ein Projekt ist, desto risikoreicher. Es gibt auch bei sonstigen Großprojekten beträchtliche Kostensteigerungen (Berliner Flughafen, Elbphilharmonie etc.). Die Auswertung zahlreicher erfolgreicher und nicht so erfolgreicher Bauvorhaben hat zu 14 Punkten geführt, die ausschlaggebend erscheinen:

  1. Finanzierung. Steht die Finanzierung vor Baubeginn und ist robust gegen unerwartete Einflüsse von außen (Finanzmarkt) und durch das Projekt (z. B. Pleite eines Zulieferers)? Bei langen Bauzeiten muß sie ständig überprüft und gegebenenfalls angepaßt werden. Insbesondere bei innovativen Modellen muß Übereinkunft bei allen Kapitalgebern bestehen.
  2. Vorschriften. Sind alle Vorschriften bekannt und verstanden? In der Kerntechnik kann ein nicht vollständig oder falsch ausgefülltes Formular ein Bauteil in Schrott verwandeln. Zumindest sind zeitaufwendige und teure Nachprüfungen erforderlich.
  3. Unternehmensführung. Ist die Führungsstruktur definiert und dem Projekt angemessen? Bei einem Kernkraftwerk gibt es hunderte Lieferanten aus allen Kontinenten, Kulturen, Sprachen und mit unterschiedlichsten Unternehmensstrukturen. Die Verantwortungen müssen klar definiert und eindeutig abgegrenzt sein. Alle Beteiligten müssen stets die gleiche Sprache sprechen.
  4. Standortdaten. Sind alle Standortbedingungen bekannt, verstanden und vollständig und ausreichend berücksichtigt? (Negativbeispiel: Tsunamis in Fukushima)
  5. Verfahrenstechnik. Sind alle chemischen und physikalischen Prozesse verstanden und alle notwendigen Daten dokumentiert? Insbesondere bei Innovationen sind die Auswirkungen auf andere Teilverfahren genau zu beobachten und etwaige Rückkoppelungen zu prüfen.
  6. Konstruktion. Handelt es sich um ausgereifte Konstruktionen bei allen Baugruppen? (Negativbeispiel: Vibrationen in den ersten Hauptkühlmittelpumpen beim AP1000).
  7. Kostenvoranschläge. Sind die Kostenvoranschläge vor Vertragsabschluss auf ihren Realitätsgehalt überprüft? Nachträge, Substandards aus Not oder gar Firmenpleiten sind gleichermaßen schmerzhaft für ein Projekt. Jeder Zulieferer muß – wie vor allem auch der Generalübernehmer – in erhebliche finanzielle Vorleistungen gehen (Genehmigungen und Zulassungen) um überhaupt lieferfähig zu sein. In einem so engen und stark regulierten Markt kann daher schon eine Nichtberücksichtigung bei der Auftragserteilung zur existenziellen Bedrohung werden (siehe Horizon in GB).
  8. Vertragliche Schnittstellen. Sind Schnittstellen eindeutig definiert und von allen Beteiligten verstanden und akzeptiert? Sie müssen in allen Phasen des Projekts gemanagt werden.
  9. Projektleitung. Ist die Projektleitung ausreichend qualifiziert, fachlich und menschlich geeignet und durchsetzungsfähig? Ist die Organisationsstruktur robust genug für die Projektlaufzeit?
  10. Datenverwaltung. Für ein Kernkraftwerk sind tausende Dokumente und technische Zeichnungen notwendig. Sie müssen jederzeit auf der Baustelle griffbereit sein. Das ist heute nur noch papierlos möglich. Alle Daten und Datenformate müssen konsistent sein. Jegliche Änderung muß genau und nachvollziehbar dokumentiert werden. Grundvoraussetzung ist eine ausfallsichere Datenverarbeitungsanlage mit Internet-Verbindungen großer Bandbreite. Üblich ist heute das gesamte Kernkraftwerk als 4D-Modell. Damit lassen sich nicht nur alle Anlagenteile aus beliebiger Sicht betrachten (z. B. Kollisionskontrolle) sondern auch stets im aktuellen oder gewünschten Bauzustand.
  11. Baustelleneinrichtungen. Sind alle Hilfsmittel (z. B. Schwerlastkran) zeitgerecht vorhanden und für den Einsatz geeignet. Sind erforderliche Hallen und Werkstätten einsatzbereit. Ist Arbeitsschutz und Strahlenschutz stets gewährleistet?
  12. Zulieferketten. Sind die Verfahren zur Auftragserteilung, Lieferung (individuelle Verkehrswege zur Baustelle) und Qualitätskontrolle vorhanden? Sind die speziellen Vorschriften der Genehmigungsbehörden berücksichtigt und den potentiellen Lieferanten bekannt? Gibt es Anreize für besondere Qualität und Termintreue?
  13. Fachkräfte. Ist gewährleistet, daß jeweils zum erforderlichen Zeitpunkt ausreichend Fachkräfte mit gültiger Zulassung auf der Baustelle vorhanden sind? Diese Fachkräfte müssen nahtlos in den örtlichen Arbeitsschutz (Strahlenschutz etc.) und das Qualitätsmanagement integriert werden. Eventuell müssen rechtzeitig Schulungen oder Nachprüfungen organisiert werden.
  14. Betriebsvorbereitung. Ist der Übergang von Errichtung zu Betrieb organisiert? Ist z. B. die spätere Betriebsmannschaft frühzeitig genug auf der Baustelle integriert? Ist der Wissenstransfer vom Generalunternehmer zum Kunden (z. B. unterschiedliche Datenverarbeitungssysteme und Firmenkultur) zu jedem Zeitpunkt garantiert?

Die vorhergehende Aufzählung soll vor allem Laien ein Gefühl vermitteln, wie vielfältig der Bau von Kernkraftwerken ist. Ein paar Promille der Baukosten sind z. B. für einen Software-Entwickler ein ausgesprochener Großauftrag. So ist es nicht verwunderlich, daß die kerntechnische Industrie immer eine Triebfeder hoch industrialisierter Gesellschaften war und ist. Die „Abfallprodukte“ (z. B. Simulationsprogramme, probabilistische Methoden, Werkstoffwissenschaften, Arbeitsschutz etc.) sind stets schnell in andere Industrien nutzbringend eingeflossen. Man darf aber nie die alte Volksweisheit „wer die Musik bestellt, bestimmt die Kapelle“ außer acht lassen. Wenn man selbst keine Kernkraftwerke mehr baut und betreibt, ist man sehr schnell raus aus dem Spiel. Ganz analog, wie man es aus Luft- und Raumfahrt und der Rüstungsindustrie kennt. Andererseits ist „Atomausstieg“, „Kohleausstieg“ und „Benzin- und Dieselausstieg“ ein probates Mittel, um eine Industriegesellschaft wieder auf den Stand des Mittelalters zurückzuführen – mit allen gesellschaftlichen Konsequenzen. Gesellschaftssysteme sind träge, deshalb sind die Konsequenzen nicht unmittelbar fühlbar. Wer glaubt, gegebenenfalls könnte man ja einfach das Rad zurückdrehen, ist naiv. Wenn Technik so einfach geht, wäre Afrika längst ein weiteres China.

Erster Reaktor in Weißrussland

In Ostrovets in der Region Grodno (54° 36′ 49″ N, 25° 57′ 19″ E) geht das erste Kernkraftwerk Weißrussland ans Netz. Es besteht aus zwei Druckwasserreaktoren des Typs VVER-1200 mit insgesamt 2340 MWel,netto. Die Auftragserteilung und erste Baustellenvorbereitungen erfolgten noch 2011. Die Grundplatte von Reaktor 1 wurde im November 2013 und von Reaktor 2 im May 2014 betoniert (offizieller Baubeginn eines Kernkraftwerks). Damit hat auch die russische Nuklearindustrie gezeigt, daß sie Kernkraftwerke fristgerecht und ohne Kostenüberschreitungen im Ausland fertigstellen kann. Der erste Reaktor dieses Typs ging 2016 (Novovoronezh II-1) in Betrieb. Es folgten 2017 Leningrad II-1 und 2019 Novovoronezh II-2. Auch hier zeigt sich wieder, der Bau von Kernkraftwerken in der vorgesehenen Zeit zu festen Kosten ist keine Hexerei. Das Geheimnis liegt im Bau möglichst baugleicher Kraftwerke in dichter Folge: So hat man stets geübtes Personal im Einsatz und dies ist die beste Garantie vor Termin- und Kostenüberschreitungen.

Preis und Finanzierung

Die Exporterfolge der russischen Nuklearindustrie beruhen auf der gleichzeitigen Finanzierung durch russische Banken. Der Auftragswert für das Kraftwerk betrug 10 Milliarden US$ (entsprechend 4274 US$/kW). Das ist durchaus günstig für ein Kraftwerk der Generation III+ mit allem Schnickschnack, wie doppeltem Beton-Containment und Kernfänger. Bei diesem Typ hat sich der Hersteller eng an europäischen Vorstellungen orientiert, wie sie auch im französischen EPR realisiert werden.

Die Finanzierung erfolgt quasi nach einem Bauherrenmodell: Es gibt einen Zahlungsplan mit festgelegten Raten zu festgelegten Zahlungsbedingungen. Dies ergibt eine interessante Aufteilung des Risikos zwischen Auftragnehmer und Auftraggeber. Bis zur jeweiligen vertragsgemäßen Teillieferung trägt der Anbieter das Risiko von Kostensteigerungen durch Bauverzögerungen. Erst ab diesem Zeitpunkt wirken sich für den Auftraggeber zusätzliche Zinszahlungen durch eine verzögerte Inbetriebnahme aus. Wird eine Rate an den Hersteller fällig, wird diese durch eine russische Bank als Kredit für Weißrussland bereitgestellt. Erst ab diesem Moment muß der Kapitaldienst durch den Auftraggeber geleistet werden. Rußland finanziert so etwa 90% der Baukosten vor. Ganz nebenbei, haben die USA inzwischen erkannt, welchen Exportvorteil Rußland gegenüber finanzschwachen Ländern durch dieses Modell hat und streben wieder staatliche Ausfallbürgschaften an. So hat Rosatom im März 2020 veröffentlicht, daß es für die nächsten zehn Jahre über ein Auftragsvolumen im Ausland von US$ 140 Milliarden verfügt. Rosatom besteht aus 400 Unternehmen mit mehr als 250 000 Mitarbeitern. Für Rußland bedeutet dies nicht nur die Einwerbung von Exportaufträgen, sondern auch die Wandlung der stets schwankenden Deviseneinnahmen aus dem Rohstoffgeschäft in stetige langfristige Zahlungsströme – z. B. für Pensionszahlungen.

Die russische kerntechnische Industrie ist seit dem Zusammenbruch der Sowjetunion wie ein Phönix aus der Asche wiederauferstanden. Im Oktober 2015 wurde der erste Reaktordruckbehälter von Atomash in Wolgodonsk – nach 30 Jahren Pause – hergestellt. Das Werk wurde 1973 gegründet und stellte bis 1986 allein 14 Reaktorgefäße her. 1997 ging es endgültig pleite und hangelte sich dann mit Aufträgen aus dem Gas- und Ölsektor durch. Heute ist es wieder das Zentrum für Druckwasserreaktoren und verfügt über die Kapazität von vier kompletten Kernkraftwerken (Druckgefässe, Dampferzeuger etc.) jährlich. Das Werk verfügt über einen eigenen Anschluß an den Wolga-Don-Kanal. In diesem Jahr wurden bereits drei Reaktordruckgefäße und 17 Dampferzeuger für Projekte in Indien, Bangladesch und der Türkei ausgeliefert.

Der Bauablauf

Man bevorzugte in Weißrussland ein zur Errichtung paralleles, abschnittsweises Genehmigungsverfahren. Dies funktioniert sehr gut bei Serienbauweise ohne große lokale Anpassungen. Wie hier gezeigt, kann das die gesamte Bauzeit einschließlich notwendiger Planung und Vertragsverhandlungen vom „Wunsch“ ein Kernkraftwerk zu bauen, bis zur Inbetriebnahme auf rund zehn Jahre begrenzen. Wendet man dieses Verfahren jedoch beim erstmaligen Bau eines Kernkraftwerks (FOAK) an, kann es sehr schnell zu einem wirtschaftlichen Desaster führen. Eindringliches Beispiel hierfür ist die „ewige“ Baustelle des EPR in Finnland.

Auch bei diesem Projekt zeigt sich wieder der grundsätzliche Vorteil von Baustellen mit doppelten Blöcken. Auch die französische Industrie ist nun diesem Weg in Hinkley Point gefolgt. Die gesamte Baustelleneinrichtung, wie z. B. Schwerlastkran, Werkstätten, Unterkünfte usw. halbiert sich automatisch (bezogen auf die spezifischen Kosten). Man kann bei allen Projekten bereits beim zweiten Block eine merkliche Senkung der notwendigen Arbeitsstunden feststellen, da man bereits vor Ort eine geübte und aufeinander eingestellte Truppe im Einsatz hat. Dies gilt um so mehr, je mehr man lokale Unternehmen beauftragt. So kam man in Ostrovets mit angeblich 3000 Fachkräften aus.

Am 10. July 2016 ereignete sich beim Einbau des Reaktordruckbehälters ein Missgeschick: „Der Behälter rutschte langsam etwa 4 m ab und setzte sanft auf den Grund auf, keine Beschädigung, die Aufhängung am Gehäuse wurde verschoben“, so die offizielle Stellungnahme. Auf Wunsch der weißrussischen Genehmigungsbehörde wurde er durch einen neuen ersetzt. Am folgenden 3. April wurde der für Block 2 vorgesehene Behälter in Block 1 eingebaut. Für den Block 2 wurde der ursprünglich für das Kraftwerk Kaliningrad 2 vorgesehene Reaktordruckbehälter ersatzweise geliefert. An diesem Beispiel erkennt man, wie robust die Strategie einer Serienfertigung ist. Der notwendige Ersatz eines Bauteils mit 36 Monaten Lieferzeit wäre bei einem Einzelprojekt zu einer wirtschaftlichen Katastrophe geworden. So konnte der Fahrplan nahezu eingehalten werden und im August 2020 die Beladung mit den 163 Brennelementen abgeschlossen werden.

Der nukleare Friedhof

Es ist eine russische Tradition, die nuklearen Abfälle in unmittelbarer Nähe des Kraftwerks zu lagern. Man hat deshalb parallel die Genehmigung für ein Endlager durchgeführt. Die erste Stufe für US$ 10 Millionen soll bis 2028 fertiggestellt sein. Man geht bei einer Betriebsdauer des Kernkraftwerks von (erstmal) 60 Jahren aus. In diesem Zeitraum sollen 9360 m3 feste Abfälle (leicht und mittelaktiv) und 60 m3 hochaktive Abfälle anfallen. Beim Abbruch der Anlage sollen noch einmal 4100 m3 leicht und mittelaktive Abfälle und 85 m3 hochaktive Abfälle anfallen. Die leicht und mittelaktiven Abfälle sollen dauerhaft lokal gelagert werden. Für die hochaktiven Abfälle wird ein unterirdisches Zwischenlager geschaffen.

Die Geschichte der VVER-Baureihe

In Rußland werden Druckwasserreaktoren als Wasser/Wasser-Energie Reaktoren (VVER) bezeichnet. Diesem Kürzel wird die gerundete elektrische Leistung in Megawatt und gegebenenfalls eine Fertigungsnummer angehängt. So ist der VVER-1200 ein Druckwasserreaktor mit rund 1200 MW elektrischer Leistung. Erst am 8.9.1964 wurde der erste Druckwasserreaktor als VVER-210 im Kraftwerk Novovoronezh kritisch und blieb bis 1984 in Betrieb. 1971 folgte der erste VVER-440 und 1980 der erste VVER-1000. Die beiden letzten Typen wurden auch exportiert (Ukraine, Armenien, Finnland, Bulgarien, Ungarn, Tschechien., Slowakei, Iran, China).

Alleinstellungsmerkmal aller VVER sind liegende Dampferzeuger und sechseckige Brennelemente. Das grundsätzliche Konstruktionsprinzip wurde bis heute beibehalten und ist ausgereizt. Durch die stetige Leistungssteigerung ergibt sich eine evolutionäre Entwicklung, bei der man die Betriebserfahrungen, technische Weiterentwicklungen (z. B. Werkstoffe) und zusätzliche Sicherheitsanforderungen (Containment, Kernfänger etc.) stets in die nächste Baureihe ohne all zu große Entwicklungsrisiken einfließen lassen kann. Führt man jedoch eine Baureihe über einen solch langen Zeitraum fort, verkompliziert dies irgendwann die Anlage. Dies gilt beispielsweise für die liegenden Dampferzeuger (Durchmesser 4 m, Höhe 5 m, Länge 15 m, Gewicht 340 to). Stehende Pumpen, Druckbehälter usw. mit liegenden Dampferzeugern zu verbinden, führt zu einer sehr unaufgeräumten Konstruktion mit langen und verschlungenen Rohrleitungen. Dies erschwert Wartung und Wiederholungsprüfungen. Das Reaktordruckgefäß wächst auch mit steigender Leistung. Durch die Beibehaltung der Grundkonstruktion mit zwei Anschlussebenen (4 Rücklauf und 4 Vorlaufleitungen plus Noteinspeisung) besteht das Druckgefäß aus 6 geschmiedeten Ringen und einer Kalotte. Die Schweißarbeiten am oberen und unteren Teil dauern jeweils 15 Tage bei einer Temperatur von 200 °C. Anschließend muß jede Hälfte noch bei 300 °C geglüht werden um die Spannungen in den Nähten zu verringern. Nachdem beide Hälften in einem weiteren Schritt zusammengeschweißt wurden, muß das gesamte Gefäß noch komplett mit einer korrosionsbeständigen Legierung plattiert werden. Alles sehr umständlich und damit teuer. Die Fertigungszeit beträgt deshalb etwa 36 Monate.

Hintergründe

Weißrussland ist als selbstständiger Staat aus der Auflösung der Sowjetunion hervorgegangen. Es ist ein relativ kleines und dünn besiedeltes Land mit knapp 60% der Fläche von Deutschland, aber nur 10 Millionen Einwohnern. Durch die enge Verknüpfung der Wirtschaft in der ehemaligen Sowjetunion – die bis heute noch nicht überwunden ist – kommt praktisch die gesamte Kohle, das Rohöl und Erdgas immer noch aus Rußland. Diese extreme Abhängigkeit hat immer wieder zu Spannungen zwischen beiden Ländern geführt. Vereinfacht kann man sagen, daß Putin-Rußland hat immer wieder versucht durch angedrohte Preiserhöhungen und Lieferunterbrechungen Weißrussland seinen Willen aufzudrücken – umgekehrt hat Weißrussland versucht, seine „Kosten“ durch Erhöhung von Transitgebühren erträglich zu halten. Insofern sind die Ostsee-Pipeline und das Kernkraftwerk Ostrovets unmittelbare Produkte dieses Konflikts. Rußland mußte Weißrussland ein Kernkraftwerk bauen und vorfinanzieren, sonst hätte es Weißrussland durch den Bau der Ostsee-Pipeline unweigerlich in die Arme des „Westens“ getrieben. Ein weiterer Satellitenstaat wäre dem „roten Zaren“ – wie schon vorher die Ukraine – davongelaufen.

Ein Kernkraftwerk entzieht sich weitestgehend politischer Erpressbarkeit: Wegen der außerordentlichen Energiedichte von Uran kann es für Monate und Jahre ohne neue Brennstofflieferungen betrieben werden. Auch ein russisches Kernkraftwerk stellt heute kein Problem mehr da. Es gibt für die Reaktoren heute Brennelemente von verschiedenen Herstellern außerhalb der russischen Einflußsphäre. Auch die Versorgung mit Ersatzteilen und „Kow-how“ ist nicht unbedingt ein Problem. Eine enge Kooperation mit der Ukraine, Finnland usw. kann im Ernstfall helfen – es haben schließlich all diese Länder ein Problem mit russischer Technik und Politik.

Der erste Reaktor der VAE ist kritisch

Mit der Inbetriebnahme des Kernkraftwerks Barakah sind die Vereinigten Arabischen Emirate (VAE) als 33. Nation in den weltweiten Kreis der Nationen mit friedlicher Nutzung der Kernenergie aufgestiegen. Ein unter verschieden Gesichtspunkten erwähnenswerter Schritt.

Proliferation

Die VAE haben sich bewußt zur ausschließlichen friedlichen Nutzung bekannt. Sie haben deshalb bewußt auf einen eigenen Brennstoffkreislauf vertraglich verzichtet: Keine Anreicherung von Uran und keinerlei Gewinnung von Plutonium um „Verdachtsmomente“ einer militärischen Nutzung vollständig auszuschließen. Bezug von Brennstoff nur in der Form einsatzbereiter Brennelemente. So radikal hat sich bisher keine Nation positioniert. Extremes Gegenbeispiel ist der Nachbar auf der anderen Seite des Golfs. Im Mullah-Iran wird die Anreicherung von Uran und die Gewinnung von (waffengrädigem) Plutonium leichtgläubigen Europäern als notwendig für den Betrieb des Kernkraftwerks Busher verkauft.

Der Verzicht auf einen eigenen Brennstoffkreislauf hat einerseits enorme diplomatische Verwerfungen ausgelöst und andererseits interessante neuartige Ansätze erschaffen. So haben die USA größte Bauschmerzen bei der Lieferung von Kernkraftwerken an Saudi Arabien oder Indien. Indien ist bereits faktisch „Atommacht“. Saudi Arabien ist nicht grundsätzlich bereit einen faktischen Verzicht auf Kernwaffen auszusprechen solange der „Erzfeind Iran“ weiter offen an der „Atombombe“ bastelt. Schon aus diesem Grunde ist das – insbesondere von Deutschland immer noch verzweifelt hoch gelobte „Iranabkommen“ äußerst kontraproduktiv gewesen. Andererseits ist durch die inzwischen verwirklichte Brennstoffbank mehr als ein Ansatz für die Nichtverbreitung von Kernwaffen geschaffen worden.

Um die Brennstoffversorgung zu sichern, wurde die Versorgung durch die VAE in fünf Bereiche vom Uranbergbau bis zum Brennelement gegliedert. Für jede Stufe wird mit mehreren Lieferanten aus unterschiedlichen Ländern Lieferverträge abgeschlossen. Für die Erstbeladung allein mit sechs Unternehmen. Für abgebrannte Brennelemente werden drei Perioden (bis 20 Jahre, bis 200 Jahre und darüber hinaus) definiert. Für die Lagerung bis zu 20 Jahren sind Abklingbecken vorgesehen. Alle sechs Jahre sollen die Elemente in oberirdische Betontresore für mindestens (mögliche) 200 Jahre umgelagert werden. Für den Zeitraum danach kann eine Wiederaufbereitung im Ausland durchgeführt oder eine direkte Endlagerung vorgenommen werden. Eine endgültige Entscheidung wird dann wahrscheinlich nach Kosten gefällt werden.

Die Energiesituation in den VAE

Im Jahr 2007 wurde eine umfangreiche Energiestudie durchgeführt. Man kam zu der Erkenntnis, daß der Verbrauch an elektrischer Energie mit einer Rate von 9% jährlich wachsen würde. Es blieb daher nur der Weg über den Neubau von Kernkraftwerken oder Kohlekraftwerken. Ab dem Jahr 2007 wurde die VAE bereits zum Netto-Gasimporteur mit stetig steigender Tendenz. Noch heute wird fast 98% der elektrischen Energie aus Erdgas gewonnen. Der Primärenergieverbrauch wurde 2018 aus etwa 40% Öl und 59% Erdgas gedeckt. Im Jahr 2017 wurden 127 TWh elektrische Energie verbraucht. Das Kernkraftwerk Barakah mit 4 Blöcken vom Typ APR1400 kann rund 44 TWh jährlich produzieren. Damit können erhebliche Mengen Erdgas in den nächsten Jahren für die Industrie oder den Export freigesetzt werden.

Finanzierung

Nach internationaler Ausschreibung und mehr als einjähriger Prüfung ging der Auftrag 2009 an die Korea Electric Power Company über die schlüsselfertige Lieferung zum Festpreis von 20 Milliarden USD für das Kernkraftwerk Barakah (3600 USD/kW). Es war der erste Exporterfolg Koreas für Reaktoren der sog. III. Generation. Insofern ein mutiger Schritt auf beiden Seiten. Vor der Entscheidung wurden zahlreiche internationale Fachleute mit Erfahrungen im Bau von Kernkraftwerken im Auftrag der VAE nach Korea entsandt. Ihr Auftrag war die Beurteilung der Zulieferer und der Baustellen des gleichen Typs. Die VAE selbst verfügen über zahlreiche Erfahrungen in der Abwicklung von Großprojekten ihrer Öl- und Gasindustrie und den Bau und Betrieb zahlreicher Gas-Kombi-Kraftwerke.

Im Jahr 2016 gingen die VAE und Korea eine gegenseitige Beteiligung ein. Man gründete ≫Barakah One (BO)≪ als Finanzierungs- und ≫Nawah≪ als gemeinsame Betriebsgesellschaft. An diesen beiden Gesellschaft hat jeweils die ≫Emirates Nuclear Energy Corporation (ENEC)≪ einen Anteil von 82% und die ≫Korea Electric Power Corporation (KEPCO)≪ einen Anteil von 18%. BO verfügt über ein Kapital von 24,4 Milliarden USD. Davon sind 4,7 Milliarden Eigenkapital und rund 19,6 Milliarden Fremdfinanzierung. Das Department of Finance of Abu Dhabi hat 16,2 Milliarden beigesteuert und die Export-Importbank von Korea (KEXIM) 2,5 Milliarden. Weitere Mittel kommen von einem Bankenkonsortium (National Bank of Abu Dhabi, First Gulf Bank, HSBC, Standard Chartered Bank). Das Volumen beinhaltet den Auftragswert (overnight cost), die Zinsen und etwaige Kostensteigerung durch Inflation während der Bauzeit, sowie die erste Brennstoffladung.

Die Baustelle als ein Konjunkturprogramm

Im July 2012 begann der Bau mit dem Betonieren der Grundplatte des Reaktors 1. Diese Arbeiten gelten international als der Baubeginn eines Kernkraftwerks. Im May 2013 folgte die Grundplatte des Reaktors 2 und im September 2014 Grundplatte 3 bzw. im September 2015 Grundplatte 4. Hier wird schon das Prinzip eines kostengünstigen Bauens erkennbar: Man baut viermal die gleiche Anlage, aber geringfügig zeitversetzt. So hat man jeweils nach dem Bau der Anlage 1 ein bereits geübtes Team für die Anlagen 2 bis 4 vor Ort. Dies bietet die größte Rationalisierung und Sicherheit vor Fehlern, die zu Bauverzögerungen führen. Eine stets wiederkehrende Erfahrung auf allen Baustellen der Welt. Dieser Takt wurde auch bei den Komponenten gehalten: Z. B. Einbau des ersten Reaktordruckgefäßes im May 2014, im Reaktor 2 im Juni 2015, im Reaktor 3 July 2016 und 2017 im Reaktor 4. Eine solche Auftragsvergabe wirkt sich natürlich auch kostensenkend bei den Zulieferern aus. Eine Kleinserie ist immer günstiger als eine spezielle Einzelanfertigung. Jedes „erste Mal“ birgt immer das Risiko nicht vorhergesehener Probleme, die automatisch zu Verzögerungen führen.

Auf der Baustelle arbeiteten mehr als 18 000 Menschen. So viele Menschen über so lange Zeit mit Unterkunft, Essen, sauberer Arbeitsbekleidung etc. zu versorgen, ist ein enormer Input für die lokale Wirtschaft. Hinzu kommen die Aufträge im Inland. Rund 1400 Unternehmen aus den VAE erhielten vom Generalunternehmer Aufträge über mehr als 3 Milliarden USD. Viel bedeutender als der Geldwert ist jedoch der Wissenstransfer: Alle Produkte und Dienstleistungen müssen den strengen Qualitätsanforderungen der Kerntechnik genügen. So haben die koreanischen Zulieferer durch tatkräftige Hilfe dazu beigetragen, daß zahlreiche Unternehmen sich erstmalig für eine Zulassung bei der American Society of Mechanical Engineers (ASME) zertifizieren konnten. So besitzen z. B. Emirates Steel durch ihre Lieferung für Betonstahl nun eine ASME-Zulassung für Kernkraftwerke. Solche Zertifikate müssen beileibe keine Eintagsfliegen sein. So konnte der Kabellieferant Ducab inzwischen sogar Kabel für das Kernkraftwerk Shin Hanul in Korea liefern. Es ist kein Zufall, daß hier keine Rede mehr von DIN und sonstigen deutschen Regelwerken ist. Keine Exporte von Kernkraftwerken, keine Verbreitung von deutscher Spitzentechnik. Wer seinen Betrieb einmal aufwendig auf die US-Maßsysteme und ihre Technik-Philosophie eingestellt hat, wird nur sehr unwillig alles ändern. Dies gilt auch für andere Produkte.

Die Folgeaufträge

Ein solches Projekt ergibt eine gegenseitige Verknüpfung der Wirtschaftsbeziehungen für Jahrzehnte. Für den Lieferanten ergeben sich unzählige lukrative Folgeaufträge. So hat die Korea Hydro und Nuclear Power (KHNP) mit der Betriebsgesellschaft Nawah ein ≫Operating Support Service Agreement (QSSA)≪ abgeschlossen. Für 10 Jahre nach Fertigstellung sollen 400 Fachkräfte von KHNP den Betrieb vor Ort unterstützen. Der Auftragswert: 880 Millionen USD. Hinzu kam 2017 ein weiteres Abkommen zwischen KHNP und Nawah über den gemeinsamen Einkauf von Ersatzteilen für die koreanischen und VAE Kraftwerke vom Typ APR1400. Im März 2019 hat Nawah einen fünfjährigen Wartungsvertrag mit Kepco und Doosan Heavy Industries abgeschlossen. Man muß nicht nur unzählige „Elektro-Golfs“ verkaufen, bis man einen Umsatz von 20 Milliarden erzielt hat, sondern bei einem Kernkraftwerk fallen einem auch noch weitere Milliardenaufträge quasi ins Haus. Nicht zu unterschätzen, welche ganz anderen Aufträge man durch solch enge Kontakte einwerben kann. So haben sich die Koreaner schon vorher durch den Bau von Gaskraftwerken und Meerwasserentsalzungsanlagen einen Namen in den VAE gemacht. So wie einst Siemens – jedenfalls sind nicht immer höhere Lohnkosten in Deutschland eine Ausrede für alles. Politischer Wille spielt auch eine nicht ganz unwichtige Rolle. Wenn man jedenfalls sein Heil in der Neuerfindung mittelalterlicher Techniken sucht, sollte man sich über keinen Stellenabbau wundern.

Der steinige Weg

Es ist eine nicht zu unterschätzende Leistung, ein bitterarmes Volk aus einer nahezu unbewohnbaren Salzwüste in das 21. Jahrhundert zu katapultieren. Inzwischen setzt sich in allen Ölförderländern die Erkenntnis durch, daß nur durch eine konsequente Industrialisierung dauerhaft gut bezahlte und anspruchsvolle Arbeitsplätze geschaffen werden können. Davor steht wiederum Bildung und Ausbildung. So ist die Emirates Nuclear Energy Corporation (ENEC) buchstäblich aus dem Nichts 2008 entstanden. Heute hat die ENEC über 2900 Mitarbeiter. Der Anteil der Emiratis ist inzwischen auf 60% angestiegen und der Anteil der Frauen beträgt 20%, was vielleicht viele „Gender-GaGa-Anhänger“ erstaunen mag. Hier wächst eine Generation hoch qualifizierter Frauen heran, von denen bereits einige Führungspositionen – ganz ohne Quote, sondern durch Fleiß (Kerntechnik-Studium) und Befähigung – erklommen haben.

Der Weg ist durchaus eine Orientierung für andere Schwellen- oder gar Entwicklungsländer die Kernenergie nutzen wollen. Auch Wissen kann importiert werden. Man hat Fachleute aus aller Welt mit mindestens 25-jähriger einschlägiger Berufserfahrung angeworben. Der eigene Nachwuchs lernt durch die unmittelbare Zusammenarbeit an dem konkreten Projekt. Für die Grundausbildung sind vier Züge vorgesehen:

  1. Weiterbildung von erfahrenem Personal aus anderen Industriezweigen des Landes.
  2. Studium von besonders qualifizierten Studenten der eigenen Hochschulen zur Erlangung eines „Nuclear Masters“ an renommierten Universitäten im Ausland.
  3. Aufbau eines „Bachelors der Kerntechnik“ an den Hochschulen des Landes.
  4. Techniker für Wartung und Betrieb im eigenen Kraftwerk.

KHNP und ENEC haben 2016 einen Vertrag über die Entsendung von 50 Fachkräften für die Ausbildung in Korea abgeschlossen. Daraus sind unter anderem 10 voll ausgebildete und zertifizierte Reaktorfahrer hervorgegangen. Seit 2010 läuft das ≫Energy Pioneers Program≪ mit den USA. Bisher wurden 500 Emiratis ausgebildet. Weiter werden 200 Emiratis durch die USA zu Reaktorfahrern ausgebildet. Im July 2019 wurden die ersten 15 Reaktorfahrer nach 3-jähriger praktischer Ausbildung in Korea, Südafrika und USA von der ENEC zugelassen. Für den Betrieb des Kraftwerks geht ENEC von etwa 2000 Dauerarbeitsplätzen aus.

Zwangsläufige Verzögerungen

Die Kernenergie in den VAE wurde praktisch auf einem weißen Blatt begonnen. Von Anfang an hat man die Kooperation mit dem Ausland angestrebt um aus Erfahrungen und Fehlern zu lernen. Auf Transparenz gegenüber allen internationalen Institutionen wurde stets großer Wert gelegt. Die Federal Authority for Nuclear Regulation (FANR) der VAE ging nie allein vor.

Bereits im Mai 2017 wurden vertragsgemäß die Brennelemente für den ersten Reaktor geliefert und im Kraftwerk bis zur Erlangung einer Betriebsgenehmigung eingelagert. Im Oktober 2017 hat ein ≫Pre-Operational Safety Review Team (Pre-OSART)≪ der ≫World Association of Nuclear Operators (WANO)≪ die Anlage auf ihre Betriebssicherheit überprüft. 15 internationale Fachleute aus 7 Ländern haben 18 Tage vor Ort das Kraftwerk begutachtet. Hierbei geht es vor allen Dingen um die Einhaltung der Sicherheitsstandards der ≫International Atomic Energy Agency (IAEA)≪. Der Bericht schloß mit einem Lob für die Bildung der „Multi-Kulti“ Betriebsmannschaft, aber auch mit einiger Kritik ab. Es wurde für die Behebung der Mängel ein Zeitraum von 18 Monaten vorgegeben.

Im März 2018 wurde der erste Reaktor offiziell fertig gestellt und dem Kunden übergeben. Damit sind alle Tests und Prüfungen unter Fremdenergie abgeschlossen und die Betriebsfähigkeit nachgewiesen. Der Reaktor durfte aber erst mit Kernbrennstoff beladen werden, nachdem die Betriebsgesellschaft Nawah eine Betriebserlaubnis erhalten hatte.

Im November 2019 führte die WANO eine ≫Pre-Start Up Review≪ durch und erklärte den Reaktor 1 für betriebsbereit. Am 17.02.2020 erteilte die FANR als zuständige Institution der Nawah eine Betriebsgenehmigung für 60 Jahre. Dies geschah nachdem über 14 000 eingereichte Seiten technische Dokumentation geprüft, 255 Inspektionen durchgeführt, 2000 ergänzende Anfragen bearbeitet und 40 internationale Inspektionen durch WANO und IAEA durchgeführt worden waren. Damit konnte Reaktor 1 mit Kernbrennstoff beladen werden. Die Erstbeladung konnte bereits durch ein Team aus 90% Emitatis eigenverantwortlich durchgeführt werden. Trotz Corona konnte nun endlich zum 1. August der erste Block seine Kettenreaktion einleiten. Es beginnen jetzt die üblichen Garantietests in verschiedenen Leistungsstufen. Man strebt eine vollständige Übergabe bis Ende des Jahres an. Gleichwohl wird schon in dieser Inbetriebnahmephase elektrische Energie in das Verteilnetz der VAE eingespeist.

Laufzeitverlängerung

Schon 2019 haben folgende Reaktoren eine Betriebsdauer von 50 Jahren erreicht: Tarapur 1+2 in Indien, Beznau in der Schweiz, Nine Mile Point 1 und Ginna in den USA. Seit 2018 besitzt das Kernkraftwerk Turkey Point in Florida, USA sogar eine Lizenz für 80 Jahre. Ein Trend, der sich weltweit fortsetzt. Was steckt dahinter?

Lebensdauer vs. Betriebsdauer

Diese zwei Begriffe werden – bewußt oder unbewußt – oft gleichgesetzt. Die technische Lebensdauer eines Kraftwerks ist theoretisch unbegrenzt, da ständig gewartet wird und einzelne Komponenten bei Bedarf ausgetauscht werden können. Die Betriebsdauer ist (vornehmlich) eine betriebswirtschaftlich Größe: Irgendwann wird der laufende Aufwand für Reparaturen so groß, daß sich ein Weiterbetrieb nicht mehr lohnt. Bei der ersten und zweiten Generation von Reaktoren wurde die Betriebsdauer mit 30 bis 40 Jahren angegeben. Dies war quasi ein „Mindesthaltbarkeitsdatum“ des Herstellers, damit der Kunde überhaupt eine Wirtschaftlichkeitsrechnung ausführen konnte. Im Kraftwerksbau ermittelt man die Stromgestehungskosten (z. B. in €/MWh) als ≫Levelised Cost Of Elektricity (LCOE)≪. Darunter versteht man nicht nur die Investition, sondern alle im Betrachtungszeitraum anfallenden Kosten (Kapitaldienst, Personal, Brennstoff, Versicherungen, Wartung und Reparatur, Rücklagen für die Entsorgung etc.) geteilt durch die zu erwartende elektrische Energie. An dieser Stelle wird schon deutlich, warum Wind und Sonne nie mit Kernkraft (wirtschaftlich) wird konkurrieren können: Bei Kernkraftwerken der dritten Generation wird die „Mindesthaltbarkeit“ heute mit 60 Jahren angegeben. Bei Windmühlen und Photovoltaik mit 20 Jahren. Dies ist schon ein Faktor drei. Die Arbeitsausnutzung eines Kernkraftwerks liegt bei 90%. Demgegenüber beträgt die realisierte Arbeitsausnutzung von Wind und Sonne wetterbedingt etwa 15% (als tatsächlich gemessene und über einen längeren Zeitraum gemittelte Werte für die installierte Leistung in Wind- und Sonnenenergie in Deutschland). Überschlägig muß man also die spezifischen Investitionskosten von Wind und Sonne mit einem Faktor 18 multiplizieren um sie mit einer Investition in ein Kernkraftwerk vergleichbar zu machen. Ganz abgesehen davon, sind solche Vergleiche zwischen stets nach Bedarf lieferbarer elektrischer Energie und wetterbedingt zufälliger Erzeugung ohnehin ein Vergleich zwischen Äpfeln und Birnen. Spätestens jetzt muß – zumindest jedem ideologisch nicht vorbelasteten Menschen – klar sein, warum sich (sogar ein so extrem teures) Kernkraftwerk wie Hinkley Point gegenüber „Windkraft aus der Nordsee“ rechnet und bereits folgerichtig die nächsten baugleichen Blöcke in Sizewell in Vorbereitung sind. Erklärt das vielleicht den neuen Hype auf „grünen“ Wasserstoff in einschlägigen Kreisen, so zu sagen als neuen Sattel für ein längst totes Pferd?

Das Potential für Laufzeitverlängerungen

Weltweit sind zur Zeit 363 Leichtwasser-, 48 Schwerwasser-, 14 AGR- (CO2 / Graphit), 13 RBMK- (Wasser / Graphit) und 2 schnelle Reaktoren in kommerziellem Betrieb. Zieht man die 27 graphitmoderierten Reaktoren ab, verbleiben somit trotzdem über 400 potentielle Reaktoren zur Laufzeitverlängerung. Hier wird auch die prinzipielle Grenze notwendiger Nachrüstungen deutlich: Die Konstruktion der AGR in GB erlaubt es nicht, die gealterten Moderatoren aus Graphit zu vertretbaren Kosten auszuwechseln. Bei den RBMK (Tschernobyl-Typ) kommen noch grundsätzliche Bedenken hinzu.

Ausschlaggebend für eine Laufzeitverlängerung ist aber immer der politische Wille. In vielen Ländern besteht eine negative Einstellung zu Kernenergie. Wo die „Atomkraftgegner“ noch nicht an der Macht sind, versucht man die Kosten durch Sonderbelastungen politisch hochzutreiben (z. B. Brennelementesteuer in Spanien oder Schweden) oder durch Dumping (Verkauf an der Börse weit unter den Produktionskosten) von Wind- und Sonnenstrom. Beliebt sind auch „neue Standards“ (z. B. Kühltürme) um Projekte unwirtschaftlich zu machen. In Ländern mit öko-sozialistischer Orientierung ist selbst das nicht mehr notwendig. Dort reicht der Wille einer Regierung (CDU/CSU mit FDP) par ordre du mufti den „Atomausstieg“ zu vollziehen. Kosten spielen dabei selbstredend keine Rolle, denn die müssen ja durch Dritte – uns, dem Verbraucher – getragen werden. Vorläufige Krönung dieser Untaten war die Sprengung von Philippsburg (Inbetriebnahme 1985) mit einem angeblichen Restwert von 3 Milliarden €. Aus pubertärer Zerstörungswut mußten unmittelbar Fakten geschaffen werden, da eine Laufzeitverlängerung mit geringen Kosten möglich gewesen wäre. Doch nicht genug, der Hässliche Deutsche greift schon wieder nach Frankreich: Um der eigenen verbohrten Klientel genüge zu tun, verleumdet man dummdreist französische Reaktoren als „Schrottreaktoren“. Was man wohl dem Genossen Macron für seine innenpolitische Unbill zahlen muß?

Der wirtschaftlich Aspekt

Die Schließung eines Kernkraftwerks führt zu erheblichen sozialen Schwierigkeiten vor Ort: Wegfallende Einnahmen für die Gemeinde, Wegfall gut bezahlter Arbeitsplätze, Verlust von Aufträgen für das lokale Gewerbe, verringerte Kaufkraft etc. Es ist kein Zufall, daß überall wo Kraftwerke stillgelegt werden sollen, Kundgebungen für deren Erhalt stattfinden.

Es gibt faktisch keine kostengünstigere Stromerzeugung als durch die Laufzeitverlängerung eines bestehenden Kernkraftwerks. Geht man von maximal 50% der ursprünglichen Baukosten für die erforderliche Modernisierung aus, kann damit keine andere Erzeugungsart konkurrieren. Natürlich bleiben die Vorteile der Kernenergie dabei in vollem Umfang erhalten:

  • geringster Materialverbrauch über den Lebenszyklus, nahezu ohne Freisetzung von Abgasen.
  • Einsparung von Boden (insbesondere gegenüber „Regenerativen“ mit geringer Energiedichte)
  • Verhinderung von Luftverschmutzung durch Stickoxide, Feinstaub etc.
  • Bereitstellung von Grundlast bzw. Lastfolge zum Ausgleich von Spitzen und Tälern.
  • Versorgungssicherheit bei extremen Wetter- oder schwierigen aussenpolitischen Lagen.
  • Bereitstellung großer Schwungmassen zur Stabilisierung der Netzfrequenz.
  • Große „Brennstofflagerung“ auf dem Kraftwerksgelände als Sicherheit vor Energiepreisschwankungen.
  • Gefragter Arbeitgeber mit gut bezahlten Jobs für hochqualifizierte Arbeitnehmer und Nachfrage für das lokale Gewerbe, überwiegend in ländlichen Gemeinden.
  • Gegebenenfalls Bereitstellung von Isotopen für Medizin, Forschung, Industrie und Landwirtschaft.

Darüberhinaus fallen keinerlei Kosten für Netzausbau, Bereitstellung von Bilanz- und Regelleistung, Backup-Kraftwerke zur Kompensation des Wetters oder gar Speicher an. Deutschland zeigt eindrucksvoll, daß durch den Ausstieg aus der Kernenergie – und neuerdings auch noch der Kohle – eine dauerhafte Abhängigkeit von (importiertem) Erdgas geschaffen wird. Ist das vielleicht das wirkliche Ziel? Schröder fing auch als rot/grüner Bundeskanzler an und endete als russischer Gasmann.

Die Voraussetzungen

Eine Laufzeitverlängerung erfordert eine langjährige Planung in enger Abstimmung mit den Genehmigungsstellen und Zulieferern. Am Anfang steht die Erfassung des Istzustand durch den Betreiber. Je genauer die Dokumentation im laufenden Betrieb ist, um so besser: Protokolle der Wiederholungsprüfungen, Kontakte zu Ersatzteillieferanten, Dokumentationen über schon erfolgte Modernisierungen etc. Eine möglichst detaillierte Planung ist erforderlich, da es sich schnell um drei- bis vierstellige Millionenbeträge drehen kann. Heute erstellt man deshalb von Anbeginn an ein ≫Plant Life Management Program (PLiM)≪. So kann man z. B. Modernisierungsmaßnahmen, das Auswechseln von Großkomponenten usw. über einen längeren Betriebszeitraum bzw. unter Nutzung der notwendigen Wiederholungsprüfungen verteilen, damit die Ausfallzeiten des Kraftwerks minimiert werden.

Geradezu überlebenswichtig ist die enge Zusammenarbeit und Abstimmung mit den zuständigen Überwachungsstellen. Man kann nicht einfach einzelne Komponenten in einem Kernkraftwerk auswechseln. Jedes „Ersatzteil“ muß durch die Zulassungsbehörde geprüft und genehmigt sein. Eine funktionierende Zulieferkette ist deshalb zwingend erforderlich und in der Praxis oft ein großes Problem. Warnendes Beispiel ist z. B. das Kernkraftwerk San Onofre in Kalifornien, das durch die Auswechslung der Dampferzeuger zu einem Totalschaden kaputt modernisiert wurde. Problem war, daß der ursprüngliche Hersteller längst nicht mehr existierte und der neue Anbieter offensichtlich überfordert war. Hinzu kommt, jede Komponente ist ein Teil des „Systems Kernkraftwerk“ und seiner (ursprünglichen) Sicherheitsphilosophie. So gibt es Kernkraftwerke, die voll digital umgerüstet wurden, aber immer noch Telefone mit Wählscheiben haben. Die Genehmigungsbehörde hat die Telefone als Teil des Sicherheitssystems betrachtet und wegen einer Diversifizierung auf die gute, alte Analogtechnik auch weiterhin bestanden. Es kommt deshalb irgendwann zu (wirtschaftlichen) Problemen, wenn man eine Technik über rund hundert Jahre pflegen muß. Andererseits bieten heute auch neue Technologien wie der 3-D-Druck, neue Werkstoffe und Computersimulationen wertvolle Hilfe. Eine notwendige Generalüberholung von Baugruppen ist oft auch mit einer Leistungssteigerung verbunden. So wurde bei vielen Dampfturbinen durch den (notwendigen) Einsatz neuer Schaufeln die Leistung gesteigert. Selbst ein einstelliger Leistungszuwachs ergibt bei den vielen tausend Betriebsstunden eine hübsche Zusatzeinnahme. Bezeichnenderweise stieg die Gesamtleistung aller Kernkraftwerke in den USA an, obwohl gleichzeitig einige Kraftwerke stillgelegt worden sind.

Eine weitere Aufgabenstellung bei Laufzeitverlängerungen ist die Personalplanung. Kein Berufsleben kann länger als 60 Jahre dauern. Es muß also rechtzeitig Nachwuchs ausgebildet und eingestellt werden. Dies gilt auch für die gesamte Zulieferindustrie. Die Zulieferindustrie kann aber nicht beliebig lange Kapazitäten vorhalten. Das Fachpersonal braucht besondere Qualifikationen, Wiederholungstests und vor allen Dingen Übung durch beständige Praxis. Zu welchen Kosten und Schwierigkeiten mangelnde Übung führt, zeigen die Baustellen Vogtle in USA und Flamanville in Frankreich auf dramatische Weise. Die Aussage der „Atomkraftgegner“ von hohen Baukosten und langen Bauzeiten ist zu einer sich selbst erfüllenden Prophezeiung geworden. Laufzeitverlängerungen und Neubauten sind keine Gegensätze, sondern ergänzen sich vortrefflich.

Armes Deutschland

Die Eselei eines „Atomausstiegs“ bevor man eine vergleichbar effiziente und kostengünstige Technologie hat, dürfte in der Industriegeschichte ziemlich einmalig sein und bleiben. Hat man erst die Dampflokomotiven zerstört, bevor man brauchbare Diesel- und Elektroloks hatte? Zerstört man heute alle Computer, wegen der wagen Idee von Quantenrechnern? Genau das ist aber hier passiert: Man zerstört erst mal eine funktionierende Stromversorgung, weil ein paar bildungsresistente – gleichwohl äußerst geschickte und auf ihre eigenen Pfründe bedachte – Politiker etwas von einem Stromnetz aus 100% Windmühlen und Sonnenkollektoren zusammenfantasieren, bereitwillig unterstützt von unzähligen Schlangenölverkäufern aus der Wirtschaft. Namen, Aussagen und Taten sind bekannt – das Internet vergißt bekanntlich nicht. Es wird eine schöne Aufgabe für kommende Historikergenerationen sein, zu beurteilen, ob es sich einfach nur um abgrundtiefe Dämlichkeit oder eher wieder um die Banalität des Bösen gehandelt hat. Inzwischen ist die Verantwortung ja so breit gestreut und so eng auf Spezialgebiete verteilt, daß wieder alle sagen können, sie hätten von nichts gewußt und außerdem nur Anweisungen ausgeführt. Gute Nacht, deutsche Wissenschaftler und Ingenieure, wundert euch nicht, wenn unser Berufsstand auf ewig kompromittiert ist: Innerlich wart ihr ja alle dagegen, aber man konnte ja nichts machen, gelle. Ob diese Nummer zum 3. Mal durchgeht?

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.