Baubeginn für zweiten Reaktor

Ende März erfolgte der offizielle Baubeginn des zweiten Reaktorblocks für das Kernkraftwerk Barakah in Abu Dhabi in der Vereinigten Arabischen Emiraten (UAE). Baubeginn für den ersten Block war im July 2012. Die Blöcke 3 und 4 sollen folgen. Alle vier Reaktoren sollen in den Jahren 2017 bis 2020 ans Netz gehen. Im Jahre 2009 wurde der Auftrag für knapp 16 Milliarden Euro an ein koreanisches Konsortium vergeben. Samsung, Hyundai und Doosan Heavy Industries werden dieses Kraftwerk mit 5600 MWe errichten. Bemerkenswert ist der spezifische Preis von deutlich unter 3000 EUR/kW. Der erwartete Strompreis wird mit rund 2 Cent/kWh angegeben. Für diesen Preis kann man heute in Deutschland nicht mal mehr Strom aus Braunkohle produzieren. So viel nur zum „energiegewendeten“ Industriestandort Deutschland im Jahre 2020.

Warum Kernenergie im Ölland?

In allen Golfstaaten hat in den letzten Jahren eine bemerkenswerte Industrialisierung statt gefunden: Riesige petrochemische Anlagen, Stahlwerke, Kupfer und Aluminiumhütten etc. Basis ist und bleibt der Reichtum an Öl und Erdgas. Man setzt allerdings konsequent auf den verstärkten Export von veredelten Produkten an der Stelle von Rohstoffen. Verknüpft ist das alles mit einer rasant wachsenden Bevölkerung und zunehmendem Wohlstand. So verdoppelt sich der Strombedarf in den Emiraten etwa alle zehn Jahre. Hinzu kommt noch ein riesiger Bedarf an Trinkwasser, der ausschließlich über energieintensive Meerwasser-Entsalzungsanlagen gewonnen werden muß.

In allen Golfstaaten begann die Elektrifizierung mit Ölkraftwerken. Schon in den 1970er Jahren ergab sich ein neuer Zielkonflikt: Das Rohöl (in Weltmartktpreisen) wurde immer teurer und gleichzeitig nahmen die Umweltprobleme durch das Abfackeln der Begleitgase immer mehr zu. Folgerichtig wurde eine Umstellung auf Gaskraftwerke betrieben. Man konnte in den Emiraten mit dieser Politik zwei Ziele erreichen: Gewinnung zusätzlicher Ölmengen für den Export und Umweltschutz. Es wurden Kombikraftwerke in Serie gebaut: Mit dem Erdgas werden Gasturbinen betrieben und deren Abgas anschließend in Dampfkesseln zur weiteren Stromerzeugung genutzt. Zusätzlich sind die Dampfturbinen mit Anzapfungen zur Auskoppelung von Niedertemperaturdampf versehen, der in Enstspannungsverdampfern Trinkwasser aus Meerwasser erzeugt. Dieser Verbund auf der Basis (einst) billig vorhandenen Brennstoffs war so günstig, daß in den Emiraten beispielsweise Aluminiumwerke betrieben werden können. Sonst eher eine Domäne billiger Wasserkraft. Inzwischen ist jedoch der Gasverbrauch so stark angestiegen, daß z. B. Erdgas aus dem benachbarten Katar importiert werden muß. Und schon drückt auch hier der Weltmarktpreis für Erdgas auf die Eigenerzeugung. Umfangreiche Studien kamen zu dem Ergebnis, daß der weiter steigende Strom- und Trinkwasserbedarf sinnvoll nur durch (importierte) Kohle oder Kernkraft gedeckt werden kann.

Man wählte als ersten Schritt den Einstieg in eine erprobte Technik: Die Kernenergie. Im zweiten Schritt ist für Dubai ein Kohlekraftwerk mit CO2-Abscheidung geplant. Auch hier wird ein mehrfacher Nutzen angestrebt: Das abgeschiedene Kohlendioxid soll in „alte“ Ölfelder zur zusätzlichen Ölgewinnung verpreßt werden. Überkritisches Kohlendioxid ist einer der besten Lösungsmittel überhaupt. In Texas wird diese Methode bereits in großem Maßstab angewendet, um vermeintlich „trockene“ Ölfelder weiter zu entölen. Dort ist diese Methode wirtschaftlich, weil man große natürliche Kohlendioxidvorkommen in unmittelbarer Nähe der Ölfelder hat. In Norwegen fördert man stark kohlendioxidhaltiges Erdgas. Das Kohlendioxid wird nach Abscheidung ebenfalls wieder in die Lagerstätte verpreßt um den Lagerstättendruck aufrecht zu erhalten. Was die „unterirdische Lagerung von CO2“ betrifft, handelt es sich also um eine seit langem erprobte Technologie. Bleibt noch die Abscheidung im Kraftwerk: Einst auch eine verfahrenstechnische Domäne Deutschlands – bis „Grüne“ meinten, daß CO2 ganz, ganz böse und gefährlich sei. Mal sehen, welches Land den Auftrag für das Kraftwerk erhält. Aber der Deutsche Michel wird sich trotzdem glücklich schätzen, wenn er für sein Erdgas und Benzin noch ein weiteres „CO2-Zertifikat“ oben drauf kaufen darf, zur Wohlstandsförderung in den Ölstaaten. Er hat es halt nicht besser verdient.

Warum nicht Sonne?

Nun, alle Golfstaaten bauen durchaus „Sonnenkraftwerke“. Nur leider scheint auch in der Wüste nachts keine Sonne. Zwar gibt es ein paar mehr Sonnenstunden dort, aber leider ist es auch bedeutend wärmer und alle Verfahren zur Stromgewinnung knicken mit steigender Temperatur ein. Man kann dort also gar nicht so viel mehr elektrische Energie mit einem Sonnenkollektor gewinnen. Um die gleiche Energie, wie ein Kernkraftwerk mit seiner Arbeitsverfügbarkeit von 90 % zu gewinnen, benötigte man gigantische Flächen, Speicher und riesige Mengen Wasser zur Kühlung und/oder Reinigung. Tatsachen, die gerne von „Sonnenmännchen“ in ihren Werbebroschüren verschwiegen werden. Insofern kann auch in der Golfregion Sonnenenergie nur ergänzend eingesetzt werden. Eine Vollversorgung ist – nicht nur aus wirtschaftlichen Gründen – illusorisch.

Es gibt auch reichlich Wind in der Golfregion. Nur bläst der Wind noch zufälliger und wenn er bläst, ähnelt er mehr einem Sandstrahlgebläse. Außerdem macht es wenig Sinn, seine Küsten zu „verspargeln“, wenn man auch den Tourismus fördern will. Alles in allem, eher schlechte Bedingungen für „Alternativtechnik“.

Die Emirate sind der Musterfall für alle wüstenähnlichen Regionen. Wer glaubte, man könne diese Regionen zur Stromversorgung von Europa nutzen, ist einem Märchen aufgesessen. Die Mittel reichen nicht einmal für eine Selbstversorgung dieser Länder. Es ist daher kein Zufall, daß gerade die aufstrebenden Nationen in Kernkraftwerken ihre einzige Möglichkeit sehen. Hinzu kommt in diesen Ländern die notorische Trinkwasserknappheit. Meerwasserentsalzung ist die einzige Alternative. Wenn all diese Länder hierfür Kohle einsetzen wollten, würde der Weltmarkt aus den Fugen geraten. Die heimischen Gas- und Ölvorkommen (so weit vorhanden) werden als Devisenbringer ohnehin dringend benötigt.

Proliferation

Die UAE sind auch in politischer Hinsicht ein Musterfall: Um gar nicht erst den Verdacht zu erwecken, nach Kernwaffen zu streben, haben sie sich verpflichtet auf Urananreicherung und Wiederaufbereitung zu verzichten. Im Gegenzug garantiert man ihnen die Versorgung mit Brennstoff. Dies ist ein Modell, auf das sich auch andere Länder einlassen können und wahrscheinlich auch müssen, wenn sie die volle Unterstützung der Weltgemeinschaft genießen wollen. Iran ist das krasse Gegenbeispiel.

Zumindest der letzte Punkt ist auch für Deutschland von Vorteil. Die Gespensterdebatte um ein „Atommüll-Endlager“ ist überflüssig geworden, da sich kurz über lang ein internationaler Markt für Wiederaufbereitung herausbilden wird. Wie schnell das geschieht, hängt allein von der Wachstumsgeschwindigkeit der Kernenergie und von den Preisen für Natururan ab. Der Tag wird nicht mehr so fern sein, wo Deutschland seine „Uran- und Plutoniumvorräte“ auf dem Weltmarkt verkaufen kann. Deshalb bauen ähnlich kleine Länder, wie Schweden und Finnland auch „rückholbare Endlager“. Man vergräbt zwar durchaus Schätze, aber stets um sie sicher zu lagern und nicht um sie zu vergessen. Abgenutzte Brennelemente sind Wertstoffe und kein Müll.

Wie tödlich ist ihre kWh?

Diese makaber anmutende Frage stellte das Forbes-Magazin seinen Lesern schon vor geraumer Zeit (http://www.forbes.com/sites/jamesconca/2012/06/10/energys-deathprint-a-price-always-paid/) und fügte folgende Tabelle hin zu:

Energiequelle Tote pro Billion kWh Anteil an der Stromerzeugung
Kohle (weltweit) 170.000 50% weltweit
Kohle (China) 280.000 75% in China
Kohle (USA) 15.000 44% in USA
Öl 36.000 36% Energie, 8% Elektro
Erdgas 4.000 20% weltweit
Biomasse 24.000 21% Energie weltweit
Solar (PV) 440 1% weltweit
Wind 150 1% weltweit
Wasserkraft 1.400 15% weltweit
Kernenergie 90 17% weltweit

Die Redaktion hat diese Tabelle aus verschiedenen Quellen, wie z. B. der WHO zusammengetragen. Es lohnt nicht, die Zahlen im einzelnen diskutieren zu wollen. Man versinkt zu schnell in dem Sumpf der Statistik: Unterschiedliche Zugänglichkeit von Daten (z. B. China oder USA) und unterschiedliche Ansichten über Langzeitwirkungen. Besonders deutlich wird dies z. B. an den Opfern der Kernenergie. Hier wurden die Schätzungen von potentiellen Krebsopfern infolge der Reaktorunglücke in Tschernobyl und Fukushima eingearbeitet. Tatsache ist jedoch, in Fukushima ist bisher kein Opfer und in Tschernobyl sind zwischen 20 und 200 – je nach Zählweise – Strahlentote zu verzeichnen. Die Zukunft wird zeigen, welche Zahlen realistisch sind.

Trotzdem ist eine solche Tabelle als Denkanstoß (aber bitte nicht mehr!) sinnvoll. Sie macht auf den ersten Blick klar: Es gibt keine Energieerzeugung ohne Opfer. Energiegewinnung fordert wie alle anderen menschlichen Tätigkeiten immer auch Todesopfer. Wir gehen individuell völlig selbstverständlich mit einer Risiko/Nutzen – Abwägung um. Jeder, der in den Urlaubsflieger steigt, tut dies in vollem Bewußtsein, daß es sein absolut letzter Flug sein könnte. Nur bei der Energieversorgung kommt es plötzlich zu völlig irrationalen Reaktionen. Es wird nur noch das (vermeintliche) Risiko gesehen. Der Nutzen wird völlig verdrängt. Kann es sein, daß dies maßgeblich auf eine politisch gewollte und geförderte Sichtweise zurückzuführen ist? Der gesunde Menschenverstand reagiert anders. Würde man eine Umfrage unter Hausfrauen und Hausmännern machen, ob sie sich einen Haushalt ohne jeden elektrischen Strom vorstellen könnten, wäre das Ergebnis wohl eindeutig: Die Waschmaschine und der Staubsauger erscheinen nicht nur als unentbehrlich.

Selbstverständlich wünschen wir uns alle eine Energieversorgung, die möglichst wenige Opfer fordert. Wir sollten jedoch nie vergessen, daß auch immer Dachdecker bei der Installation eines Sonnenkollektors vom Dach fallen werden, genauso wie es Unfälle in Kernkraftwerken geben wird. Wer jetzt gleich wieder in seinen Reflex verfällt, „aber Atomkraftwerke haben ein Restrisiko von Millionen Toten und zehntausende Jahre unbewohnbaren Landstrichen“ sollte einfach zur Kenntnis nehmen, daß das nichts weiter als schlechte Propaganda ist. Die Betonung liegt dabei auf „schlecht“, wie die Reaktorunfälle von Tschernobyl und Fukushima gezeigt haben. Parallel zum Reaktorunglück in Fukushima brannte zwei Wochen lang in der Bucht von Tokio eine Raffinerie. Bei den Löscharbeiten sind mehr als ein Dutzend Feuerwehrleute getötet worden und eine riesige Umweltverschmutzung ergoss sich über das Meer. Das hält aber bis heute, keinen der „Berufenen“ davon ab, der Bevölkerung immer wieder etwas von den „tollen Gaskraftwerken“ als Alternative zur bösen Kernenergie ins Ohr zu säuseln. Erst recht wird nicht hinterfragt, wie viele Menschenleben man pro Jahr mit den Milliarden Mehrkosten für fossile Brennstoffe in Japan (infolge der vorübergehenden Reaktorstilllegungen) retten könnte. Plötzlich sind all die Kreise, die stets mit ein paar Milliarden mehr für Bildung, Gesundheit und „soziales“, alles Elend der Welt glauben beseitigen zu können, ganz still.

Die Tabelle gibt uns aber noch einen weiteren wertvollen Hinweis: Den Zusammenhang zwischen Wohlstandsniveau und Arbeitssicherheit und Umweltschutz. Es ist kein Zufall, daß die Anzahl der Opfer pro Einheit Energie in China höher, als in den USA ist. Es gibt in China (noch nicht) einen vergleichbaren Arbeitsschutz, wie in den Bergwerken der USA. Auch die Rauchgasreinigung ist in China (noch nicht) auf dem gleichen Niveau, wie z. B. in Deutschland. Folgerichtig sind die Atemwegserkrankungen durch Abgase entsprechend höher. Und nicht zuletzt hat in diesem Zusammenhang auch der massive und konsequente Ausbau der Kernenergie in China seine Begründung. Es ist nicht abwegig, wenn andere Entwicklungsländer diesen Weg als vorbildlich ansehen. Vor allem, wenn die Konsequenzen der Deindustriealisierung im „energiegewendeten“ Deutschland erst voll sichtbar werden.

Zentral, Dezentral, …egal?

Heute reicht die Bandbreite bei der Stromerzeugung von der Photovoltaik auf dem Dach oder dem „Mini-BHKW“ im Keller des Einfamilienhauses bis zum Windpark in der Nordsee oder gar der Solarfarm in der Sahara. Die konventionelle Stromversorgung liegt irgendwo dazwischen. In Deutschland ist die Diskussion darüber hoch emotional und ideologisch aufgeladen. Wenn man jedoch ein wenig darüber nachdenkt, kann man durchaus Kriterien für eine Entscheidung finden.

Energienachfrage

Betrachtet man ein Versorgungsgebiet, wie z. B. Deutschland, so erkennt man eine höchst ungleiche Nachfrage nach elektrischer Energie: Es gibt Verbrauchsschwerpunkte und Regionen mit weit unterdurchschnittlicher Nachfrage. Man verwendet in der Energiewirtschaft nicht ohne Grund die Kennzahl Energieverbrauch pro Kopf. Sie wird für alle möglichen Energieformen ermittelt. In Städten ist die Bevölkerungsdichte und damit der Energiebedarf sehr hoch. Unsere Urgroßväter haben dies schon erkannt und Kraftwerke mitten in der Stadt gebaut (Berlin, Hamburg, München etc.). Lange vor der Erfindung der Ökologie haben sie bereits ihre Abwärme zur Heizung von Gebäuden genutzt. Umgekehrt ist der Verbrauch an elektrischer Energie in ländlichen Regionen nur gering und dünn gestreut. Eine Elektrifizierung ist hier auch in Deutschland wesentlich später erfolgt. Diese Entwicklung kann man auch heute noch in den Entwicklungsländern beobachten.

Energievorkommen

Elektrische Energie kommt leider nicht in verwertbaren Mengen in der Natur vor. Man kann deshalb die Frage „woher“ nicht vom „wie“ trennen. Will man man die Art der Erzeugung vorschreiben, muß man sich geeignete Vorkommen suchen. Mögen sie auch noch so weit entfernt sein. Das ist die Realität der Energiewende!

Energieart

Elektrische Energie muß erst durch Umwandlung aus anderen Energieformen gewonnen werden. Man steht damit vor der Wahl: Transportiert man den Primärenergieträger oder die elektrische Energie? Letztendlich, ist das auch nur eine Frage der Wirtschaftlichkeit. Man kann aber schon mit Physik und Technik eine Tendenz erkennen. Sind die Primärenergieträger gar nicht transportierbar (Wind, Sonne, Wasserkraft), bleibt nur der Transport der elektrischen Energie. Dies ist der einzige Grund, warum für die „Energiewende“ das Leitungsnetz drastisch ausgebaut werden muß. Ohne die ideologische Festlegung auf Sonnenenergie und ihre Ableger, wäre eine Verdrahtung der Landschaft in bisher unvorstellbarem Ausmaß gar nicht nötig. Haben die Energieträger nur einen geringen Heizwert, wie Biomasse oder auch Braunkohle, müssen sie vorher veredelt werden. Wer will schon Sand und Wasser transportieren? Das Zauberwort hieß früher Brikett und heute Biogas. Leider kostet jede Veredelung auch Energie, die man anschließend leider nicht mehr verkaufen kann. Deshalb ist auch hier meist der Transport der elektrischen Energie die wirtschaftlichere Lösung.

Energiedichte

Die Energiedichte ist der Dreh- und Angelpunkt in der Energiewirtschaft. Schon die antike Stadt war nicht in der Lage, die benötigte Energie innerhalb ihrer Stadtmauern zu erzeugen. Die Bevölkerungsdichte war einfach zu hoch. Wollte man heutige Metropolen mit ihrer Industrie ausschließlich durch Wind, Sonne und Biomasse versorgen, müsste man auch noch auf die letzten unbewohnten Gebiete der Erde zurückgreifen. Will man den Windpark im heimischen Landschaftsschutzgebiet nicht haben, bleibt eben nur die Palmölplantage im Regenwald oder die Sonnenfarm in der Sahara.

Die Transportfrage

Man kann es drehen und wenden wie man will: Die Energie muß immer von der Förderstelle zum Verbraucher transportiert werden. Jeder Transport erfordert Energie und kostet Geld. Förderstellen und Verbraucher müssen durch Transportsysteme miteinander verbunden sein. Das können Straßen, Eisenbahnen, Rohrleitungen oder elektrische Netze sein. Die vorhandene Infrastruktur beeinflußt maßgeblich die Auswahl des Kraftwerktyps. Ein Kohlekraftwerk erfordert einen leistungsfähigen Eisenbahnanschluß, ein Gaskraftwerk eine Hochdruckleitung entsprechender Kapazität und ein Wasserkraftwerk geeignete geologische Verhältnisse. Einzige Ausnahme bildet ein Kernkraftwerk: Wegen der ungeheuren Energiedichte, reichen einige LKW-Ladungen im Jahr aus. Ein Vorteil, der zukünftig immer größere Bedeutung gewinnen wird. So hat z. B. der Ballungsraum Shanghai heute schon mehr Einwohner als Österreich. Die Infrastruktur ist chronisch überlastet. Baugrund ist viel zu kostbar, um ihn für zusätzliche Eisenbahnstrecken für Kohlenzüge zu verwenden.

Stromnetze

Jeder Erzeuger muß mit jedem Verbraucher durch Leitungen verbunden sein. Es entsteht ein Stromnetz. Jede Minderproduktion oder jeder Mehrverbrauch wirkt sich sofort im ganzen Netz aus. Ein Stromnetz ist deshalb viel mehr als nur ein Gewirr von Drähten. Je mehr Störungen auf ein Netz wirken, um so komplizierter und teurer wird es. Ein weiterer Fluch der „Energiewende“. Früher brauchte der Kraftwerkseinsatz nur nach den Verbrauchsgewohnheiten geplant zu werden. Heute müssen die Störgrößen Wind- und Sonnenenergie zwangsweise aufgenommen werden. Man muß sich die Konsequenz so veranschaulichen: Verschiedene Fluggesellschaften entwickeln gemäß der Verbrauchernachfrage feste Flugpläne, die notwendigerweise sehr eng mit den Flugplätzen und der Luftverkehrsüberwachung abgestimmt sind. Ein sehr komplexes und langwieriges Verfahren. Jetzt macht der Staat ein Gesetz zur Förderung nahestehender Flugzeugbesitzer. Grün angestrichene Flugzeuge dürfen ab sofort starten und landen wann und wo sie wollen. Flughäfen müssen ausdrücklich nicht grün angestrichene Flugzeuge so lange am Boden warten lassen oder in der Luft kreisen lassen, bis kein grün angestrichenes Flugzeug mehr starten oder landen will. Dieses Recht gilt stets und ausnahmslos. Wenn die Kapazität eines Flughafens nicht mehr ausreicht, muß er sofort erweitert werden. Zur Beschleunigung des Ausbaues wird das geltende Verwaltungsrecht stark eingeschränkt. Die Kosten werden unmittelbar auf alle Fluggäste umgelegt. Die Luftverkehrsüberwachung muß sehen, wie sie mit dem neuen Chaos fertig wird. Selbstverständlich werden vom fürsorglichen Staat keine Sicherheitseinbußen tolleriert. Wenn sie meinen, daß diese Darstellung überzogen sei, haben sie sich noch nicht mit dem „EEG“ und den einschlägigen Vorschriften zum Netzausbau beschäftigen müssen.

Aber zurück zum Problem der Entfernung. Es macht einen sehr großen Unterschied, ob die Kraftwerke möglichst nahe bei den Verbrauchern errichtet werden oder weit davon entfernt. Es seien hier nur die wichtigsten Gründe erwähnt:

  • Mit jedem Meter Leitungslänge steigen die Verluste.
  • Je größer die über weite Entfernungen zu transportierende Leistung ist, um so mehr steigen die Kosten und um so höher wird deshalb die Spannung gewählt. Jedes mal, wenn die Spannungsebene geändert werden muß, ist eine Transformation mit zusätzlichen Verlusten nötig.
  • Je mehr elektrische Energie hin und her geschoben wird, um so mehr Verluste treten auf und erhöhen sich die Investitionen: Wegen der geringen Energiedichte müssen viele Leitungen erstmal die Energie von den unzähligen Windmühlen und Sonnenkollektoren einsammeln. Weil die Energie am Entstehungsort gar nicht gebraucht wird, wird sie nach der Sammlung hochtransformiert (bei Photovoltaik über alle Spannungsebenen) um diesen Vorgang weit entfernt wieder rückwärts ablaufen zu lassen.
  • Jedes Drehstromnetz überträgt nicht nur Wirkleistung (das ist das, was der Kunde eigentlich haben will), sondern auch Blindleistung. Je länger die Kabel, um so größer die erforderliche Kompensation. Diese Kompensation haben bisher die konventionellen Kraftwerke übernommen. Ziel ist aber gerade deren Stilllegung mit wachsendem Anteil der „Erneuerbaren“. Der Windpark in der Nordsee wirkt daher doppelt auf die zukünftigen Netzkosten.
  • Manche sehen ihr Heil in Höchstspannugs-Gleichstrom-Übertragung. Diese kann aber nur Strom von Punkt zu Punkt transportieren. Dies ist ungefähr so, als ob die Bahn zur Entlastung ihres Netzes neue Breitspurtrassen von Norddeutschland nach Süddeutschland bauen würde. Die Güter würden dann in Norddeutschland mit der vorhandenen Eisenbahn eingesammelt, am Kopfbahnhof umgeladen, nach Süddeutschland mit der Breitspurbahn zum dortigen Kopfbahnhof gefahren, dort wieder umgeladen und mit der vorhandenen Eisenbahn in Bayern feinverteilt. Für ein so kleines Land wie Deutschland, erscheint mir das keine sinnvolle Lösung.

Fazit

Das Stromnetz und der Kraftwerkspark, den wir bisher in Deutschland hatten, ist nicht zufällig entstanden, sondern das Ergebnis eines rund hundert Jahre alten Entwicklungsprozesses. Dieses System verkörpert das Gehirnschmalz einer Legion von Ingenieuren. Stromnetze sind nicht zufällig überall auf der Welt recht ähnlich. Es gilt halt überall die gleiche Physik. Es gibt in der Energietechnik auch keine allein selig machende Lösung. Jeder Energieträger und jedes Versorgungsprinzip hat seine ganz speziellen Vor- und Nachteile. Es kann stets nur eine optimierte Lösung für das gesamte System aus Netz, Erzeuger und Verbraucher gefunden werden. Für Ideologien ist kein Platz vorhanden.