Erdgas weiter auf dem Vormarsch

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

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

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

Erdgas zur Stromerzeugung

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

Kryotechnik

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

DOT-113 C140W Eisenbahntankwagen

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

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

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

Wo kommt das viele Gas her?

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

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

Anmerkung

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

Wirtschaftliche Bedeutung der Kerntechnik in Europa

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

Istzustand

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

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

Zukunft

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

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

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

Vorbeugend

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

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

Dampferzeuger aus China

Anfang Mai wurde der erste in China gefertigte Dampferzeuger für einen EPR (European Pressurized Water Reactor) auf der Baustelle in Taishan (140 km westlich von Hong Kong) angeliefert. Was ist daran so bemerkenswert? Nun, der EPR ist der modernste Reaktor (sog. Generation III+) von Areva. Ursprünglich eine gemeinsame Entwicklung von Deutschland und Frankreich. Er sollte die Weiterentwicklung der bis dahin modernsten Reaktoren (Konvoi und N4) in beiden Ländern sein. Dieser Typ verkörpert über mehrere Jahrzehnte gewachsene Erfahrung in Bau und Betrieb. Außerhalb von China sind nur zwei weitere Reaktoren (Olkiluoto in Finnland und Flamanville in Frankreich) z. Zt. im Bau. Man kann mit Fug und Recht sagen, dieses Modell ist das mit Abstand anspruchsvollste Projekt, was der europäische Anlagenbau (noch) zu bieten hatte. In seiner Komplexität und seinen technischen Anforderungen höchstens noch mit dem Airbus vergleichbar. Eine Nation, die solche Kernkraftwerke bauen kann, ist auch jederzeit auf allen anderen Gebieten der Anlagentechnik (Chemieanlagen, Raffinerien, Spezialschiffbau etc.) ein ernsthafter Konkurrent. Wer andererseits freiwillig aus der „Hochtechnologie“ aussteigt, leitet unweigerlich die Deindustrialisierung ein. Der Fortschritt kennt nur eine Richtung: Wer die Entwicklung (freiwillig oder unfreiwillig) einstellt, muß gnadenlos auf dem Weltmarkt aussteigen. Der Niedergang der DDR ist ein schönes Beispiel dafür. Letztendlich führt das „Rumwursteln im Mangel“ immer auch zu einem gesellschaftlichen Zusammenbruch.

Der Dampferzeuger als technisches Objekt

Was macht den Dampferzeuger eines Kernkraftwerks so besonders, daß weniger als eine Hand voll Länder dazu in der Lage sind? Die schiere Größe und die Komplexität. Trauriges Beispiel hierfür, sind die von Mitsubishi aus Japan neu gelieferten Dampferzeuger für das Kraftwerk San Onofre in USA. Sie waren in kürzester Zeit schwer beschädigt, was zu einem mehrmonatigen Ausfall des Kraftwerks geführt hat. Wahrscheinlicher Grund: Falsche Berechnung der Strömungsverhältnisse. Wieder einmal, ist die Kerntechnik der Antrieb für die Entwicklung verbesserter Simulationsprogramme. Die heute in vielen Industriezweigen verwendeten Thermo-Hydraulischen-Simulationen (Verknüpfte Berechnung von Strömungen und Wärmeübertragung) würde es ohne die Kerntechnik schlicht nicht geben. Die hierfür nötigen „Super-Computer“ ebenfalls nicht. Wer meint, aus dieser Entwicklung aussteigen zu können, endet zwangsläufig bei den bemitleidenswerten „Klimamodellen“ aus der Berliner Vorstadt, mit denen man uns weiß machen möchte, man könne die „Welttemperatur“ auf einige zehntel Grad genau berechnen.

Viel unmittelbarer ist der Zusammenhang auf der „mechanischen“ Seite. Ein solcher Dampferzeuger hat ein Gewicht von etwa 550 to bei einer Länge von 25 Metern. Wer solche Massen wie ein rohes Ei heben, transportieren und auf den Millimeter genau absetzen kann, braucht sich auch vor anderen Baumaßnahmen nicht zu fürchten. Dies erfordert eine entsprechende Infrastruktur und vor allem „Fachkräfte“ mit jahrelanger praktischer Erfahrung. Viel entscheidender ist jedoch, die Fertigung solch großer Teile, in der erforderlichen Präzision, aus speziellen Materialien. Bisher ist der Bau von Bearbeitungszentren eine Domäne der deutschen Werkzeugmaschinenindustrie. Was geschieht aber, wenn Europa den Schwermaschinenbau immer mehr aufgibt? Die Werkzeugmaschinenhersteller werden ihren Kunden nach Asien folgen müssen.

Die Kerntechnik war stets ein Hort für die Verarbeitung exotischer Werkstoffe. Die Dampferzeuger sind ein typisches Beispiel. Sie müssen die gesamte im Reaktor erzeugte Wärme übertragen und daraus Dampf erzeugen. Dazu ist eine entsprechende Druckdifferenz und Wärmeübertragungsfläche nötig. Ein Druckwasserreaktor muß wegen der Neutronenphysik mit flüssigem Wasser betrieben werden. Eine Turbine mit Dampf. Damit das Wasser bei einer Temperatur von rund 330 °C noch flüssig bleibt, muß es unter einem Druck von etwa 155 bar stehen. Der damit hergestellte Dampf von knapp 300 °C hat aber nur einen Druck von etwa 78 bar. Diese enorme Druckdifferenz von etwa 80 bar muß sicher beherrscht werden. Für solch hohe Drücke kommen praktisch nur dünne Rohre in Frage, denn die Wärme soll ja durch die Rohrwand hindurch übertragen werden. Solche Dampferzeugerrohre haben eine Wandstärke von lediglich einem Millimeter, bei einem Außendurchmesser von weniger als 2 Zentimetern. Wie kann man aber fast 24.000 Liter pro Sekunde durch solch enge Rohre pumpen? Nur indem man tausende Rohre parallel schaltet und genau das ist die nächste Herausforderung: Zehntausende Röhren müssen pro Reaktor hergestellt, gebogen, befestigt und abgedichtet werden. Das Material muß eine gute Wärmeleitung besitzen, bei möglichst hoher Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Hinzu kommen noch jede Menge Einbauten und Instrumentierung. So etwas kann man nur in einer Fabrik bauen, die eher einem Labor oder Krankenhaus gleicht, aber nicht in einer Schlosserei. Mit hoch qualifizierten (und deshalb auch gut bezahlten) Fachkräften.

Die gesellschaftlichen Konsequenzen

Die ersten vier Dampferzeuger für den Block Taishan 1 wurden noch komplett bei bei Areva in Chalon-StMarcel gefertigt. Die weiteren vier für Taishan 2 kommen bereits aus chinesischer Fertigung. Das Lerntempo ist bemerkenswert. Entscheidend ist aber folgendes: Niemand baut eine eigene Fabrik für nur vier Dampferzeuger. Ein solcher Schritt macht nur Sinn, wenn man vor hat, noch ganz viele zu bauen. Zuerst lockt der eigene Inlandsmarkt. Für Areva dürfte sich schon dieses Geschäft mit dem Wissenstransfer erledigt haben. Der chinesische Markt für Kernkraftwerke ist gegenüber dem europäischen gigantisch. China kann also in kürzester Zeit Kostenvorteile durch Serienproduktion erzielen. Mit diesen Kostenvorteilen wird es in spätestens einem Jahrzehnt massiv auf den Weltmarkt drücken. China wird aber auch die eingekaufte Technik weiterentwickeln. Die „kleine“ Areva hat langfristig keine Chance mitzuhalten. Wenn nicht jetzt massiv umgedacht wird, hat Europa in weniger als einer Generation eine weitere Schlüsseltechnik verspielt: Nach dem Bau von Computern wird auch der Kraftwerksbau aus Europa verschwinden und mit ihm im Fahrwasser, ganze Industriezweige. Aber wahrscheinlich ist das der wahre Grund für die „Energiewende“: Es geht nicht um ein bischen „Ökologismus“ sondern schlicht weg (mal wieder) um „Gesellschaftsveränderung“.