Was ist los in Dänemark?

Was geschieht im schönen Dänemark, daß sich gleich zwei junge Unternehmen (Seaborg Technologies und Copenhagen Atomics) mit der Entwicklung von Kernreaktoren der Generation IV beschäftigen? War doch bisher für alle „Ökos“ Dänemark das Paradies für Windkraft und Bioenergie. Konnte man sich doch bisher einen schlanken ökologischen Fuß machen, da die Bevölkerung nicht einmal doppelt so groß ist wie die von Berlin und 76% der Arbeitnehmer in der Dienstleistung tätig sind und damit 79% des BIP erwirtschaften. Das bisschen Stahl für die Windmühlen, den Dünger für die intensive Landwirtschaft und die paar Autos konnte man sich bequem auf dem Weltmarkt zusammen kaufen. Die damit verbundenen Umweltbelastungen und der Energieverbrauch gehen halt auf das Konto der Erzeuger. Apropos Autos: Unsere grüne Verkehrssenatorin in Berlin bekommt immer leuchtende Augen, wenn sie von der „Fahrradstadt“ Kopenhagen schwärmt. Warum sollte man auch nicht in Kopenhagen Fahrrad fahren, ist doch annähernd so groß wie Bremen und genauso flach. Allerdings gibt es dort in der Innenstadt Hauptverkehrsachsen mit 3 Fahrspuren + 1 Busspur + 1 Fahrradspur. Nur die Fußgänger müssen sich etwas anpassen, da diese Magistralen nur mit zweimal grün zu überqueren sind. Schön sind auch die Nahverkehrszüge mit großen Fahrradabteilen. Trotzdem stehen die Pendler von und nach Kopenhagen (Großraum über 1,5 Millionen) täglich im Stau. Man kann eben nicht alles haben: Billige Wohnung und gut bezahlter Arbeitsplatz in Bullerbü geht nirgends auf der Welt.

In Dänemark ist aber ein weiteres dickes Ende abzusehen: Bereits heute wird schon oder erst – je nach Blickwinkel – die Hälfte der elektrischen Energie durch Windkraft erzeugt. Ein Netz mit so hohem fluktuierenden Anteil überhaupt am Laufen zu halten, geht nur mit der Wasserkraft in Norwegen, der Kernenergie in Schweden und der Kohle in Deutschland. Da aber alle „Ökos“ in Europa glauben, sie könnten ihre Stromlücken problemlos beim Nachbarn auffüllen, ist damit bald Schluß. Was bleibt, sind die hohen Stromkosten und wahrscheinliche Zwangsabschaltungen. Absehbar zeichnen sich die Grenzen des Wachstums der Windindustrie ab. Die immer größer werdenden Konflikte mit Umweltschützern und den belästigten Anwohnern haben die Schlangenölverkäufer bereits auf die Nord- und Ostsee hinausgetrieben. In einem in der Menschheitsgeschichte bisher nie da gewesenen Ausmaß und Tempo wird das Meer industrialisiert. Es ist halt wie mit den Schornsteinen der frühen Industrialisierung: Einige wenige waren ein willkommenes Fortschrittssymbol, aber ab einem gewissen Ausmaß zeichnete sich der Fluch der Luftverschmutzung ab. Einige wenige „Vogelschredder“ steckt die Natur locker weg, aber eine voll gepflasterte Nordsee wird zur ökologischen Katastrophe für Fauna und Flora. Wer gegenteiliges behauptet, ist ein Ignorant und hat nichts aus der Technikgeschichte gelernt.

Klein und smart passt gut zusammen

Es ist kein Zufall, daß sich gerade die dünner besiedelten Staaten für kleine und „moderne“ Reaktoren interessieren:

  • Ihre (lokalen) Netze sind meist zu klein, um konventionelle Reaktoren wirtschaftlich betreiben zu können.
  • Sie verfügen über keine Schwerindustrie, die die erforderlichen großen Bauteile (z. B. Reaktordruckbehälter) herstellen kann. Es sind deshalb besonders „drucklose“ Konzepte von Interesse.
  • Sie verfügen über zahlreiche kleine fossile Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (Fernwärme, Industriebetriebe) die ersetzt werden müssen.
  • Dänemark verfügt über eine beachtliche Flotte großer Containerschiffe (Maersk) für die neue Antriebskonzepte gefunden werden müssen (synthetische Brennstoffe und/oder nuklear).
  • Die skandinavischen Länder betreiben seit Jahrzehnten Leichtwasserreaktoren, die bereits eine Menge abgebrannter Brennelemente angehäuft haben – aber zu wenig für eine konventionelle Wiederaufbereitung. Die derzeitige Lösung, der dauerhaften unterirdischer Zwischenlagerung in Bergwerken, schreit förmlich nach neuen Ansätzen.

Geht man von diesen Rahmenbedingungen aus, ist es nicht verwunderlich, daß sich gleich zwei Unternehmen mit der Entwicklung von Reaktoren mit Salzschmelzen beschäftigen.

Salzschmelze-Reaktoren

Wenn man geeignete Salze auf einige hundert Grad erhitzt, werden sie flüssig wie Wasser. Andererseits sind sie dann noch weit entfernt zu verdampfen und damit Druck aufzubauen. Mit einfachen Worten: Man kann einen Reaktor bauen, der beachtliche Temperaturen (bis etwa 700°C) bereitstellt und trotzdem nahezu drucklos bleibt. Wenn man nun Salze aus Uran, Thorium, Plutonium und Minoren Aktinoiden (das sind die, die eine so langfristige Lagerung des Atommülls erforderlich machen) bildet und unter die Salzlösung mischt, erhält man einen Brennstoff, der gleichzeitig der Wärmeträger ist. Also anders als bei konventionellen Reaktoren, wo fester Brennstoff in Hüllrohre verpackt, mit Wasser, Natrium etc. zur Kühlung umgeben wird. Beide Konstruktionsweisen haben spezifische Vor- und Nachteile, die hier nicht näher diskutiert werden. – wie immer in der Technik, wo es grundsätzlich nur Optima gibt und nicht (nur) das Gute oder Schlechte. Selbst wenn man die Reaktortechnik auf Salzschmelzen einengt, ergeben sich noch dutzende verschiedene Konstruktionen. Es empfiehlt sich daher, vorab Gedanken zu machen, welche Anwendungen man anstrebt.

Die Gemeinsamkeiten der Dänen

Sowohl Seaborg, wie auch Copenhagen Atomics streben langfristig eine Serienproduktion an. Dafür müssen die Reaktoren so klein (Gewicht und Abmessungen) sein, daß sie sich komplett fertigen und transportieren lassen. Seaborg will sie auf Bargen in Werften installieren und anschließend betriebsbereit über den Wasserweg zum Verbraucher schleppen. Copenhagen Atomics geht noch einen Schritt weiter und will die komplette Anlage mit Pumpen, Wärmeübertragern und allem notwendigen Zubehör in einen handelsüblichen 40-Fuß-Container einbauen. Es geht also in die Richtung „Autofabrik“ und weit weg von der verfahrenstechnischen Großbaustelle heutiger Kernkraftwerke. Das kann die Kosten senken und vor allem ganz neue Märkte erschließen: Seit dem Krieg gegen die Ukraine wird auch hier breiten Schichten die Bedeutung von „Wärme“ und nicht nur elektrischer Energie für eine Industriegesellschaft bewußt. Es gibt einen riesigen Bedarf für Wärme mit „ein paar hundert Grad“ z. B. in der chemischen und verarbeitenden Industrie. Man stelle sich einmal vor, man könnte die tausende Kessel (< 100 MWth), die überwiegend aus teurem Erdgas und Heizöl nur Warmwasser und Dampf für die Produktion herstellen, durch „Nukleare Container“ ersetzen. Angeliefert und aufgestellt in wenigen Tagen, gemietet und betreut (die Reaktoren laufen voll automatisch) von Service Unternehmen, die für ein paar Cent die erforderliche Wärme bereitstellen. Welch verlockende Perspektive gegenüber dem irren Umweg aus „Grünem Wasserstoff“ Niedertemperaturwärme machen zu wollen.

Es gibt aber noch ein weiteres Anwendungsfeld, das sich Laien nicht so ohne weiteres erschließt, aber Reedern unter den Nägeln brennt: Seeschiffe geraten durch strengere Umweltschutzvorschriften und explodierende Treibstoffpreise immer mehr unter Druck. Langfristig bleibt nur der nukleare Antrieb als Ausweg, wenn man „fossil“ nicht mehr will. Egal ob bei großen Schiffen durch Reaktoren an Bord oder durch voll elektrischen Antrieb bei kleineren Schiffen mit „nuklearen Tankstellen“ auf dem Meer. Viele Reeder setzen auch auf Ammoniak als Treibstoff. Diesen Sektor hat auch Copenhagen Atomics in seinen Überlegungen.

Salzschmelze, zwei Fliegen mit einer Klappe?

Wenn man auf der Basis von Thorium arbeitet, erschließt man sich einen neuen Brennstoff, der noch viel häufiger als Uran vorkommt und zur Zeit schlicht weg Abfall (z. B. bei der Gewinnung seltener Erden) ist. Thorium erzeugt im Gegensatz zum Uranzyklus heutiger Leichtwasserreaktoren praktisch keinen langlebigen Atommüll (Plutonium-Isotopen, Minore Aktinoide). Im Gegenteil, man kann mit ihnen den Reaktor starten und sie so gewinnbringend vernichten. Copenhagen Atomics bezeichnet ihren Reaktor deshalb auch als „Waste Burner“. Gestartet wird der Reaktor mit einem Gemisch aus Thoriumfluorid und Plutoniumfluorid. So wie sich das Plutonium aufbraucht, wird gleichzeitig aus dem Thorium spaltbares Uran-233 „erbrütet“. Wichtig dabei ist, daß man – anders als für Mischoxid-Brennelemente für Leichtwasserreaktoren – kein möglichst reines Plutonium benötigt, sondern es kann durchaus mit Spaltprodukten verunreinigt sein (Proliferation) und soll sogar alle Minoren Aktinoide mit umfassen. Man kommt so zu wesentlich einfacheren Aufbereitungsverfahren für den zwischengelagerten „Atommüll“. Angestrebt sind hier eher reine (kurzlebige) Spaltprodukte, die einfach endgelagert werden können – kleine Menge (< 5%) und kurze Zerfallszeiten, die schnell zu schwach strahlendem „Restmüll“ führen. Ist der Gleichgewichtszustand erreicht, wird nur noch Thorium verbraucht.

Arbeiten wie bei Rickover

Man kann es sich heute gar nicht mehr vorstellen: Das erste Atom-U-Boot überhaupt, die USS Nautilus, wurde in nur fünf Jahren „erfunden“ und gebaut – und das mit den Hilfsmitteln der frühen 1950er Jahre. Dies war nur durch einen ingenieurtechnisch streng pragmatischen Ansatz möglich. An diese Vorgehensweise fühlt man sich bei Copenhagen Atomics erinnert. Werkstoffprobleme (Korrosion in heißem Salz) werden durch Tests gelöst. Zu diesem Zweck hat man sich eigene Prüfstände entwickelt, in denen vollautomatisch verschiedene Salzmischungen und (handelsübliche) Werkstoffe unter Betriebsbedingungen untersucht werden. Nicht „kaufbare“ Komponenten, wie z. B. die Umwälzpumpen sind selbst entwickelt und getestet worden. Das Gleiche betrifft die gesamte Instrumentierung und die notwendige Regelung. Salzmischungen in der erforderlichen Reinheit sind zumindest nicht in den erforderlichen Mengen zu kaufen. Deshalb wurde eine eigene Salzproduktion aufgebaut. Man ist jetzt an dem Punkt angekommen, einen „nicht nuklearen“ Reaktor in Originalgröße in Betrieb zu nehmen und damit Dauertests durchzuführen zu können.

Die Philosophie dahinter ist, nicht Unmengen von Papier und Berechnungen zu produzieren, mit denen man zu einer Genehmigungsbehörde geht und jahrelange theoretische Diskussionen führt, bis endlich mal etwas gebaut wird. Sondern ein konkretes Objekt vorzuzeigen und damit in den Genehmigungsprozess einzusteigen – quasi den Spieß umzudrehen. Was augenscheinlich funktioniert, muß mit starken Argumenten sicherheitstechnisch entkräftet oder eben zugelassen werden. Heute ist es eher üblich, bei theoretischen Diskussionen für jedes gelöste Problem drei neue aufzuwerfen. So kommt es, daß bei allen SMR-Projekten dreistellige Millionenbeträge der Investoren verbrannt sind, bevor der erste Spatenstich erfolgt. Das ist auch nicht verwunderlich, wenn man Genehmigungsverfahren als Stundenlohnarbeiten durchführt.

Bauen, statt nur Papier zu produzieren, hat noch einen weiteren Vorteil. So ist es Copenhagen Atomics gelungen, Gerätschaften die sie für den eigenen Reaktor entwickelt haben, bereits an andere Unternehmen und Forschungseinrichtungen zu verkaufen. Dies generiert nicht nur Umsatz während der Entwicklungsphase, sondern ermöglich ganz natürlich die Zusammenarbeit mit anderen Unternehmen und Forschungseinrichtungen. Darüberhinaus wird so sehr schnell aus einem Startup eine Marke.

Der schwierige Übergang in die nukleare Phase

An diesem Beispiel zeigt sich, in welch fatale Lage sich Europa selbst gebracht hat. Es mangelt nicht an klugen Köpfen, die sich für Kerntechnik begeistern. Immer mehr junge Leute gehen wieder den anspruchsvollen Weg eines Studiums der Kerntechnik. Das Bild von einer Jugend der „Freitagshüpfer“, die irgendwas aus den Weiten der „Genderwissenschaften“, dem „Klimaschutz“ oder sonstigen „Geschwätzwissenschaften“ studieren, um möglichst schnell eine Stellung im Staatsdienst zu ergattern, ist eine Erfindung der (meisten) Medien. Es wäre auch genug privates Kapital vorhanden, trotz aller Subventionen für „Grüne Technik“. Es klemmt heute an ganz anderen Dingen.

Ein Extrembeispiel ist Deutschland. Hier wäre ein Genehmigungsverfahren neuer Reaktoren gar nicht mehr möglich. Was ist, wenn Plan A, wir machen alles mit Wind, Sonne und Erdgas einfach nicht funktionirt? Wie lange glaubt man die Bevölkerung noch auf Kurs halten zu können, wenn die Energiepreise weiter steigen und Massenarbeitslosigkeit die Folge wird? Seit Minister Trittin hat man die deutschen Fachbehörden systematisch ruiniert, indem man frei werdende Stellen stets nach ideologischer Grundhaltung besetzt hat. Man hat sogar – im Gegensatz zu unseren Nachbarn – alles, was irgendwie nach Kerntechnik aussieht, an den Universitäten „auslaufen“ lassen. Was nicht sein darf, kann auch nicht sein.

Wie wird man in Dänemark reagieren, wenn im nächsten Schritt mit radioaktiven Stoffen gearbeitet werden müßte? Welche Behörden haben den Willen und die Fähigkeiten den Bau eines „Forschungsreaktors“ zu genehmigen und zu begleiten? Wahrscheinlich wird dieses Projekt, wie viele andere, Europa Richtung USA oder Asien verlassen müssen. Europa ist in Fragen von Wissenschaft und Technik zu einem mittelalterlichen Kirchenstaat verkommen. Erforscht oder gar gebaut werden darf nur noch, was das Wohlgefallen der „geistigen Obrigkeit“ findet.

Deutschland und die TAXONOMIE

Wenn man die staatsnahen Medien und die meisten deutschen Politiker zu der Veröffentlichung der Taxonomie zur Nutzung von Kernkraft- und Gaskraftwerken hört, denkt man unwillkürlich an „den Geisterfahrer“: Der Geisterfahrer hört in seinem Autoradio die Warnung vor einem Geisterfahrer auf seiner Strecke. Kopfschüttelnd stellt er die Frage: Wieso einer? Man kann es gar nicht fassen, daß die Europäer (bis auf die zwei Kleinstaaten Österreich und Luxemburg) alle Kernkraftwerke wollen, wo doch Deutschland so „tapfer vorangeht“. Flugs wittert man eine Verschwörung in der Veröffentlichung zum Jahresende.

Geschichte

In Wirklichkeit wird die Taxonomie seit mindestens zwei Jahren im Europäischen Parlament und Europarat heftig diskutiert. Es wurden zu den Arbeitspapieren weit über tausend schriftliche Stellungnahmen eingereicht. Allein zum Entwurf vom März 2020 haben 46 591 Interessenten ihre Stellungnahmen abgegeben. Wo waren da unsere Grünen Abgeordneten? Überdies hat die Kommission auch noch 200 Fachleute befragt und ist nicht einfach selbsternannten „Atomexperten“ gefolgt. Ausgerechnet Bündnis90/Die Grünen – die vehementen Verfechter eines europäischen Zentralstaats – sind nun ganz beleidigt, daß sie nicht ihren Willen bekommen. Dumm gelaufen. Hatte man sich doch für besonders schlau gehalten, indem man über das planwirtschaftliche Instrument einer Taxonomie die Investitionen in die nahestehende Windindustrie lenken wollte. Sozialisten sind immer ganz heiß darauf, das Geld anderer auszugeben. Nur wollen die bösen Kapitalisten ihr Geld nicht mit Windmühlen und Sonnenkollektoren verbrennen. Wenn der Staat Subventionen gibt, gern, aber wenn man eigenes Geld investieren soll, sollte am Ende auch eine hübsche Rendite stehen. Könnte sein, daß der Kinderbuchautor Habeck nun einen Schnellkursus in Wirtschaft – als bereits frisch gebackener Wirtschaftsminister – bekommt. Vielleicht hätte er mal lieber die Maus vor Amtsantritt gefragt?

„Grüne“ Kernkraftwerke

Die Kommission übernimmt brutal die Theorie von der Erderwärmung durch CO2 und legt fest, daß Kernkraftwerke weniger als 100 Gramm CO2 -Äquivalent pro kWh (Abkürzung: CO2 e/kWh) in ihrem Lebenszyklus erzeugen und deshalb gut fürs Klima sind – Basta. Dabei ist festzustellen, daß ein Kernkraftwerk durch seinen Betrieb genauso viel CO2 wie ein Windrad oder eine Photovoltaik-Anlage ausstößt – nämlich nichts. Alle Anlagen benötigen aber gleichermaßen Stahl, Beton usw. Bei deren Herstellung wird natürlich CO2 freigesetzt. Wieviel, entscheiden die Bilanzierer der Planwirtschaft. Hinzu kommen noch Betriebsstoffe für z. B. LKW in der Uranmine oder die Kräne zur Montage der Windmühlen. Nur soviel: Die Angabe solcher Zahlen – ohne deren genauen Weg der Ermittlung – ist völlig wertlos. Macht sich aber gut, da sie Seriosität ausstrahlt.

Das Märchen von der nicht beherrschbaren Hoch-Risiko-Technologie

Wir erinnern uns: Nach dem Tsunami in Japan hat die größte Kanzlerin aller Zeiten spontan ihre Ministerpräsidenten zusammengerufen und den „Atomausstieg“ verkündet. Nachdem sie zuvor mit der FDP einen Wahlkampf für eine Laufzeitverlängerung geführt und gewonnen hatte. Die Anbiederung bei den Grünen war umsonst. Kurz darauf gewannen die Grünen die Landtagswahl in Baden-Württemberg und sitzen heute zusammen mit der FDP in der Bundesregierung. Witzig daran ist nur, daß der FDP heute ihre damalige Unterordnung wieder auf die Füße fällt. Gleiche Nummer noch einmal oder etwas dazu gelernt?

Egal, die Kommission hat dieses Märchen brutal zerstört, indem sie verfügt, Kernkraftwerke, die mindestens der Generation III+ entsprechen und von den nationalen Institutionen nach internationalen Regeln geprüft und genehmigt sind, sind sicher (genug). Deutschland steht es selbstverständlich zu, seine „Atomangst“ weiter zu pflegen – nur kann es nicht verlangen, die „German Angst“ auch auf andere Nationen zu übertragen.

Das Märchen von der ungelösten Entsorgungsfrage

Auch hier geht die Kommission pragmatisch vor. Die Bedingungen sind erfüllt, wenn für schwach und mittel aktive Abfälle Endlager bestehen. Für hochaktive Abfälle muß bis 2050 ein geologisches Endlager in Betrieb sein. Bis dahin reicht die Zwischenlagerung abgebrannter Brennelemente. Es gilt der Grundsatz Wiederverwendung vor Endlagerung. Dies könnte für Deutschland noch eine böse Kröte werden. Geht man doch in Grün-Deutschland von einer Endlagerung der kompletten Brennelemente aus, damit die Mengen entsprechend groß bleiben und eine möglichst lange Gefährdung konstruiert werden kann. Was passiert eigentlich, wenn unsere Nachbarn diesen Weg für zu gefährlich halten und einen Verstoß gegen EU-Richtlinien monieren? Plötzlich sind wir nicht mehr die Musterschüler des Umweltschutzes, sondern eher die Umweltsünder Europas. Gerade Deutschland hält doch die Fahne des Recycling (auch für die letzten verdreckten Joghurtbecher) immer hoch und reibt dies allen anderen beckmesserisch unter die Nase. Ist Plastic tatsächlich gefährlicher als Plutonium?

„Grüne“ Gaskraftwerke

Wer jetzt immer noch glaubt, Deutschland könnte sich nach dem Atom- und Kohleausstieg mit Gaskraftwerken als sogenannte Übergangslösung in das Paradies der „Erneuerbaren“ rüber mogeln, sollte sich schleunigst mit der Taxonomie beschäftigen. Erstaunlich ist, wie dieses Kapitel in den Medien verschwiegen wird oder sogar als Zugeständnis für Deutschland dargestellt wird. Bei Lichte betrachtet, ist diese Taxonomie eher eine Absage an Gaskraftwerke.

Übergangslösung bis 2030

Erdgaskraftwerke, für die eine Baugenehmigung bis 2030 erteilt wird, erfüllen nur dann die Taxonomie, wenn sie weniger als 270g CO2 e/kWh freisetzen oder 550kg CO2 e/kW als Mittelwert über 20 Jahre. Um die Tragweite dieser beiden Zahlen zu verstehen, ist eine kleine Zwischenrechnung und etwas Fachkenntnis notwendig.

Die modernsten Erdgas-Kombi-Kraftwerke die man kaufen kann, haben einen elektrischen Wirkungsgrad von 60%, aber auch nur in ihrem Bestpunkt im Grundlast-Betrieb (d. h. sie laufen 24h täglich, 7 Tage die Woche durch). Wären also genau die Kraftwerke, die nach unserer Talkshow-Königin Claudia Kemfert die Netze „verstopfen“ würden. Unsere Windmüller und Sonnenkönige brauchen aber Kraftwerke, die nur ihre wetterabhängigen Lücken auffüllen. Sonst müßte ihr Strom kostenpflichtig entsorgt werden. Im realen Netz kann deshalb auch ein modernstes Kombi-Kraftwerk nicht einen Wirkungsgrad von 60% im Lastfolgebetrieb einhalten. Doch auch schon dieser Wert wäre im Sinne der Taxonomie tödlich. Wenn man eine Kilowattstunde Erdgas verbrennt, werden ungefähr 200g CO2erzeugt. Bei einem Wirkungsgrad von 60% werden somit über 330g CO2 für jede kWh elektrischer Energie erzeugt. Oder anders herum: Wenn man nur 270g CO2 freisetzen darf, wäre ein Wirkungsgrad von 74% erforderlich. Das ist aber für ein (rein elektrisches) Kraftwerk thermodynamisch unmöglich.

Betrachtet man den anderen möglichen Grenzwert von 550kg CO2 e/kW als Mittelwert über 20 Jahre, sieht die Sache nicht viel besser aus: Wenn die Leistung von 1 kW das ganze Jahr über betrieben wird, ergibt das eine Arbeit von 8760 kWh. Bei der Verbrennung von 8760 kWh Erdgas würden rund 1752 kg CO2 pro Jahr erzeugt. Es dürfen aber nur 550kg CO2 e/kW im Jahresmittel freigesetzt werden. Daraus folgt, daß die Anlage nur 2750 Stunden (Jahresnutzung 31%) im Jahresmittel betrieben werden darf. Ein reines Spitzenlastkraftwerk, was nicht ausreicht, um die Dunkelflauten in Deutschland aufzufüllen. Von Wirtschaftlichkeit ist hier ohnehin nicht die Rede. Von dem kleinen fiesen e im Grenzwert auch nicht. Hier müssen die Schadstoffe, der Transport und Leckagen (CH4 hat den Faktor 25) mit ihren „Treibhausgaswerten“ noch hinzu gerechnet werden. Die einschlägig bekannten „Abmahnvereine“ der Dieselkrise werden sich schon die Hände reiben.

Gaskraftwerke allgemein

Erdgaskraftwerke dürfen über ihre Betriebsdauer von 20 Jahren nur weniger als 100 g CO2e/kWh freisetzen. Damit ist der nächste grüne „Gottseibeiuns“ auf der Bildfläche erschienen: Die Abscheidung von CO2 (CCS). Ausdrücklich ist die unterirdische Lagerung vorgeschrieben. Auch hier sei von Kosten gar nicht die Rede.

Das Erdgas darf mit Biogas verschnitten werden, welches die Bedingungen der EU-Vorschrift 2018/2001 erfüllt.

Kraft-Wärme/Kälte-Kopplung

Auch hier gilt der Maximalwert von 100 g CO2 e/kWh. Allerdings beziehen sich die kWh auf die Summe aus elektrischer Energie und nutzbarer Kälte- bzw. Heizenergie. Da man nicht mehr Energie raus bekommen kann, als man reinsteckt, ist auch dieser Wert ohne Abscheidung von CO2 kaum realisierbar. Zudem müßten solche Anlagen wärmegeführt sein (Außentemperatur) und könnten nicht zur nachfrageorientierten Stromversorgung eingesetzt werden. Unbeantwortet bleibt die Frage, ob hiermit nicht die gesamte Industrie der Blockheizkraftwerke (BHKW) ab 2030 gleich mit ausgerottet wird – also noch ein weiterer Ausstieg?

Übergangslösung für KWK bis 2030

Solche Anlagen müssen eine Primärenergieeinsparung von mindestens 10% gegenüber der getrennten Erzeugung von Strom und Wärme haben. Sie dürfen höchstens 270g CO2e/kWh freisetzen. Dies ist machbar, wenn sie – analog zu Wärmepumpen – nur zur Abdeckung der Heizlast bis etwa 0°C eingesetzt werden. Wirtschaftlichkeit spielt auch hier für die Kommission keine Rolle. Ferner muß sie eine vorhandene Anlage mit hohem CO2 Ausstoß ersetzen oder eine getrennte Erzeugung von Strom und Wärme oder eine Anlage, die mit fester oder flüssiger fossiler Energie betrieben wurde. Ferner muß die Anlage mindestens 30% „Gase mit geringem Kohlenstoffgehalt“ mit verfeuern (ab Januar 2026) und 55% ab Januar 2030 und bis 2035 vollständig auf „erneuerbare Gase“ umgestellt sein. Unter „erneuerbaren Gasen“ soll wohl Biogas und Wasserstoff gemeint sein. Besonders über letzteres werden sich die Motorenbauer freuen. Der Ersatz muß zu einer Einsparung von mindestens 55% GHG per kWh produzierter Energien führen. Das dürfte für bereits bestehende BHKW ein Killerkriterium sein.

Zusammenfassung

Wer glaubt, Erdgas erhält ein grünes Label, der irrt sich gewaltig. Wie oben gezeigt wurde, sind die Anforderungen (nahezu) unerfüllbar. Es geht mit großen Schritten in die politisch erträumte Wasserstoffwirtschaft. Alle Michel, die nun wieder glauben, Grenzwerte der EU sitzt man einfach aus, sollen sich mal lieber an die Grenzwerte für Stickoxide bei Dieselmotoren erinnern. Wahrscheinlich ist es sogar viel zu spät noch grundlegende Änderungen vorzunehmen. Viel wahrscheinlicher ist es, daß wir mit Kernkraftwerken an den Grenzen zugepflastert werden (Niederlande 2, Polen 6, Tschechien 2). Wir dürfen dann Strom dort zu deren Preisen kaufen. Wobei halt, niemand kann unsere Nachbarn dazu zwingen, den Willen müssen wir uns schon durch höhere Preise erkaufen. Das Ergebnis wird eine massive (gewollte?) Abwanderung der Industrie sein. Arbeitsplätze und Steuern gehen verloren. Armes Deutschland, scheint hier nicht übertrieben. Wie viel schlimmer die Lage noch werden kann, zeigt ein polnisches Industriekonsortium, das 20 SMR bauen will. Das ergibt schöne „Chemieparks“, in denen deutsche Firmen hoch willkommen sein werden und ausreichend und zuverlässig mit billiger Energie versorgt werden. Wer glaubt, das Kernenergiezeitalter geht durch die Abschaltung von Reaktoren in Deutschland zu Ende, leidet einfach nur an Realitätsverlust.

Steigende Energiepreise

Langsam geht unter den „Energiewendern“ in Europa die Angst vor explodierenden Preisen um. Sicherlich nicht in Deutschland, aber sonst wo in Europa, könnte das Volk im Winter unruhig werden. Selbst unsere Gorch-Fock-Uschi und ihre Spielkameraden verbreiten schon einen Werkzeugkasten (Tackling rising energy prices: a toolbox for action and support) zur Volksberuhigung. Geht man doch von über 30 Millionen Menschen aus, die im Winter ihre Wohnungen nicht ausreichend beheizen können. Wieder einmal werden Haushalte mit geringem Einkommen (Rentner, Allein-Erziehende, Geringverdiener etc.), besonders in ärmeren Ländern (Bulgarien, Rumänien etc.), hart betroffen. Wer weiß schon, ob die es diesmal genauso klaglos hinnehmen, wie nach dem Zusammenbruch des letzten sozialistischem Experiments vor über 30 Jahren? Es könnte ja auch sein, daß die diesmal endgültig die Schnauze voll haben von der Planwirtschaft. War der Anstieg der Großhandelspreise (2019–2021) für Erdgas um 559% und für elektrische Energie um 259% in Deutschland tatsächlich so unvorhersehbar? So wie die Flutkatastrophe? Wenn man nur Staatsfernsehen und sonstige Mainstream-Medien sieht, mag man das ja glauben, aber vielleicht gibt es auch Gesetzmäßigkeiten, die diese Entwicklung als Folge der „Großen Transformation“ entlarven. In der Realität gibt es immer verschiedene Ursachen – gleichwohl kann man meist die Bestimmenden leicht herausfinden.

Die Geldmenge

Wenn man über lange Zeit die Wirtschaft mit astronomischen Mengen erfundenen Geldes (Druckerpresse oder elektronisch) flutet, baut sich ein Ungleichgewicht auf. Die Preise müssen entsprechend steigen. Leider geschieht das nicht sofort und gleichmäßig, sondern zeitlich und sektoral verzögert. Das reingepumpte Geld verhält sich wie ein Tintenklecks im Wasserglas. Weiter entfernt vom Eintritt kann das Wasser noch lange klar bleiben, bis es wirksam wird. Das (erfundene) Zentralbankgeld wird über die Banken in den Wirtschaftskreislauf eingeschleust. Dies erklärt, warum die Aktienkurse und Immobilienpreise schon stark angestiegen sind. Plötzlich kann man Milliarden für die Geschäftsidee eines Fahrradkuriers zur Auslieferung hinblättern oder ganze abgewohnte Siedlungen zu überhöhten Preisen einkaufen. Dumm ist das nicht, man nutzt lediglich den Vorteil der eingeschleusten Geldmenge. Derjenige, der das erschaffene Geld zuerst bekommt – meist ist das der Staat selber – kann damit noch Güter zu alten Preisen kaufen und dadurch einen satten Vermögensgewinn (nahezu risikolos) erzielen. Eine wundersame Umverteilungsmaschine entsteht: Denn man muß ja erstmal Geld haben, um Sachwerte zu kaufen. Am anderen Ende stehen all jene, die nur über ein Einkommen verfügen und deshalb immer den steigenden Preisen hinterher laufen müssen. Auch wenn die Gewerkschaften stetig für einen „Lohnausgleich“ sorgen, laufen sie immer zeitlich hinterher und zahlen deshalb drauf. Dies erklärt aber nur das langsame Einfärben des Glases durch den Tintenfleck. In der Wolke können die Preissteigerungen für Begünstigte noch lange verlockend sein, bis sich das Wasser ganz blau eingefärbt hat, das nennt man dann (allgemeine) Inflation mit dem bekannten Katzenjammer.

Preissteigerungen erfordern aber auch eine Nachfrage. Wenn plötzlich Güter allgemein nachgefragt werden (Container, Energie etc.) und auf große Mengen erschaffenes Geld treffen, beginnt ein gnadenloses Wettrennen über den Preis. Da jeder Mensch und jedes Unternehmen Energie benötigt, hat das den Effekt als ob man das Glas schüttelt. Die Tinte als Analogie für das erschaffene Geld breitet sich schnell aus. Wenn man dann trotzdem weiter Geld in die Wirtschaft pumpt, kommen im nächsten Schritt die Gewerkschaften mit der Forderung eines Lohnausgleichs. Die Preisspirale setzt ein. Alles neu? Nein, gar nicht, höchstens vergessen. Am Ende steht wieder ein Jahrzehnt der Stagflation (geringes Wirtschaftswachstum bei steigenden Preisen), wie schon nach den Ölkrisen 1973 und 1976.

Warum diesmal Erdgas?

Am Anfang stand eine neue Technologie, das Fracking. Mit dieser Technik gelang es riesige Gas- und Ölvorkommen in den USA zu erschließen, die vorher nicht nutzbar waren. Nun ist es aber gar nicht so einfach, solch große Mengen in etablierten Märkten unter zu bringen. Letztendlich muß man andere Energieträger über den Preis verdrängen. Vehikel war und ist die „Dekarbonisierung“. Mit gewaltigen Subventionen – wegen einer vermeintlichen Überhitzung unserer Erde – wurden Wind- und Solaranlagen gebaut. Wenn diese mal witterungsbedingt Strom erzeugen, verringern sie damit die Erträge der vorhandenen Kraftwerke. In Deutschland wurden sogar negative Preise als Entsorgungsgebühren erzielt. In den USA drohten selbst die Kernkraftwerke unwirtschaftlich zu werden. Inzwischen muß man zu deren Erhalt weitere Interventionen in den Strommarkt durchführen. Planwirtschaft frißt sich halt wie eine Krebsgeschwulst durch die Wirtschaft.

Wer sich jemals gefragt hat, warum Ölkonzerne in Wind und Sonne investieren, findet in ihrem Gasgeschäft die Antwort. Mit Wind und Sonne allein, kann man gar kein Stromnetz betreiben. Man braucht auf jeden Fall Backup-Kraftwerke für die (überwiegende) Dunkelflaute. Wenn man „dekarbonisieren“ will oder muß, bietet sich hierfür Erdgas an. In Europa hat man ein weiteres planwirtschaftliches Element erfunden: Den Emissionshandel. Bei Lichte betrachtet, ist es eine Sondersteuer auf CO2. Jedes fossile Kraftwerk muß für seine Emissionen die entsprechende Menge an Zertifikaten kaufen. Die Zertifikate werden selbstverständlich vom Staat erschaffen und nach dessen belieben ausgegeben. Parteien – wie z. B. die FDP – verkaufen das auch noch als marktwirtschaftliche Lösung für den „Klimaschutz“. Der Staat kann sich so vor der Verantwortung drücken Grenzwerte (CO2 ist ja nach deren Definition ein Schadstoff) festzulegen und darüberhinaus noch an dem Ablasshandel verdienen. Der ETS (European Union Emissions Trading System) Preis für CO2 ist allein von Januar bis September 2021 um 30 EUR auf 60 EUR pro Tonne gestiegen. Dieser Anstieg bedeutet eine Kostensteigerung bei der elektrischen Energie von rund 10 EUR/MWh für ein modernes Erdgaskraftwerk (Wirkungsgrad 50%) bzw. 25 EUR/MWh für ein Kohlekraftwerk (Wirkungsgrad 40%). Gleichzeitig stieg aber der Gaspreis um 45 EUR/MWhth, was allein zu einer Steigerung der Stromkosten von 90 EUR/MWel bei einem Erdgaskraftwerk führt. Kohle ist dadurch trotz der höheren CO2Kosten wieder der günstigere Brennstoff geworden.

Wie gehts weiter?

In der EU hat Erdgas einen Anteil an der Primärenergie von rund 25%. Wichtig zur Beurteilung der Auswirkungen für uns ist, daß 23% die Industrie, aber 51% die Haushalte (Heizung) verbrauchen. Nur 26% werden bisher verstromt. Allerdings wird hier Deutschland mit seiner Wind- und Sonnenpolitik bei gleichzeitigem Ausstieg aus Kohle und Kernenergie zum Kostentreiber für ganz Europa werden. Die Strompreise werden den gesamten Winter über weiter steigen. Durch die Verknüpfung aller Strombörsen steigen nicht nur die Preise in Deutschland, sondern werden vielmehr in ganz Europa nach oben gezogen. Es wird sich sehr schnell die Frage stellen, ob unsere Nachbarn bereit sind, die Kosten der wahnwitzigen deutschen Energiepolitik zu tragen. Dies gilt ganz besonders für Frankreich vor der Präsidentenwahl mit seinem hohen Kernenergieanteil. Wird Frankreich die Lieferungen nach Deutschland begrenzen oder die Windfall-Profite nutzen um seine Endverbraucherpreise zu subventionieren? Schauen wir mal. Unsere Ampel könnte hier ganz unerwartet ihre erste „Europakrise“ durchmachen müssen.

Europa steht auf sehr tönernen Füßen. 90% des Erdgases, 44% der Kohle und 97% des Öls müssen importiert werden. Für viele Branchen werden die steigenden Weltmarktpreise fatale Folgen haben. Die Energiekosten machen schon heute 71% bei der Düngemittelproduktion, 40% beim Aluminium (primär) und 25% beim Flachglas aus. Ganze Industrien könnten weg brechen. So, wie schon die Magnesiumproduktion aus Europa komplett abgewandert ist. Wer Flugzeuge und Autos bauen will, braucht aber zwingend Magnesium.

Kurzfristige Hilfe ist weder aus Russland noch aus den USA zu erwarten. Erdgas läßt sich nur schwer kurzfristig steigern (Bohrungen, Rohrleitungen und Aufbereitung) und noch schwerer transportieren (Verflüssigung und Tankerkapazitäten). Nur ein Ausweichen auf Kohle und Öl verspricht kurzfristig Linderung. Die Preise für LNG aus den USA liegen derzeit in den asiatischen Häfen zwischen 31 bis 34 USD/MWh (gegenüber dem durchschnittlichen Großhandelspreis in Europa von etwa 45 EUR/MWh). Alles hängt davon ab, wie der Winter auf der Nordhalbkugel wird und die Wirtschaft in China wieder anspringt. Schnell kann auch eine geringe Nachfrage die Preise in ungekannte Höhen treiben.

Und die Kernenergie?

Glücklich ist der, der schon Kernkraftwerke in Betrieb oder wenigstens im Bau hat. Kernenergie ist wegen der hohen zeitlichen Verfügbarkeit (>90%), der geringen Brennstoffkosten und der langen Nutzungsdauer der Brennelemente (> 3 Jahre im Reaktor) die preisstabilste (thermische) Stromerzeugung. Dies hat man inzwischen auch in den USA erkannt. Von der Abschaltung wegen hoch subventioniertem „Grünstrom“ ist dort keine Rede mehr. Der Wintereinbruch in Texas mit großflächigen Stromabschaltungen und explodierenden Preisen für elektrische Leistung und Energie war eine heilsame Lehre. Die „Anti-Atomkraft-Bewegung“ hat an Boden verloren, nachdem die ideologisch bedingten Abschaltungen von „Atomkraftwerken“ in Kalifornien zu Zuständen, wie in Afrika geführt haben: Allein im Großraum Los Angeles knattern inzwischen über Einhunderttausend Notstrom-Aggregate vor sich hin. Eine bittere Konsequenz der immer zahlreicheren lokalen Stromabschaltungen. Mal am Rande bemerkt – wie in Afrika – sind die ärmsten Bevölkerungsschichten am schlimmsten davon betroffen.

Auch die härtesten Ideologen werden nach diesem Winter das Thema Kernenergie neu bewerten (müssen). Das ist aber beileibe kein Grund für die kerntechnische Industrie zu frohlocken. Es bleiben nach wie vor die hausgemachten Probleme:

  • Lange Bau- und Planungszeiten. Die Planungszeiten sind eher ein politisches Problem und könnten leicht verkürzt werden. Im Moment sind nur China, Russland und Korea in der Lage, Kernkraftwerke in etwa sechs Jahren zu bauen. Dies liegt an der Serienproduktion und vor allem der Kontinuität ihrer Programme.
  • Die Fertigungskapazitäten für Kernkomponenten (Reaktordruckbehälter, Hauptkühlmittelpumpen, Turbinenläufer etc.) sind nur eingeschränkt. Ein Ausbau erfordert viel Kapital und die feste Überzeugung, daß ein Boom auch länger anhalten würde.
  • Es fehlt an qualifiziertem Personal. Das ist schon länger z. B. in USA und GB erkannt worden. Man hat dort schon viel Geld in die Hand genommen, um Universitäten und Ausbildungszentren (insbesondere für Facharbeiter) auszubauen. In Frankreich und Deutschland ist man eher andersherum vorgegangen – mit den bereits spürbaren Konsequenzen (Olkiluoto, Flamanville).
  • Für alle „Kleinreaktoren“ gilt das vorgenannte prinzipiell genauso. SMR sind kein Allheilmittel. Sie versprechen nur Erfolg, wenn man die gemachten Fehler nicht wiederholt. Sie bieten allerdings die Chance, ganz neue Hersteller einzubeziehen. Ein weg von der Kultur der Anlagenbauer (Raffinerien, Chemiefabriken, Großbauten etc.) hin zu der Kultur der Serienhersteller (Flugzeuge, Automobile etc.) könnte heilsam wirken.
  • Die größte Gefahr lauert aber in der sich anbahnenden Inflation. Sie wird eher kurz als lang zu steigenden Zinsen führen. Hohe Zinsen sind aber Gift für kapitalintensive und langlebige Investitionen. Auch dies ist keine neue Erkenntnis. Die Hochzinsphase infolge der beiden Ölkrisen hat maßgeblich zum Ende des hoffnungsvollen Wachstums der kerntechnischen Industrie beigetragen. Neue Aufträge blieben aus und angefangene Projekte wurden teils mitten in der Bauphase abgebrochen.

Kernenergie in Tschechien

Hin und wieder empfiehlt es sich, mal einen Blick auf seine „kleinen“ Nachbarn zu werfen. Dies gilt ganz besonders für die, die glauben immer voran gehen zu können – sonst könnten die irgendwann feststellen, daß sie ganz allein dastehen, umzingelt von Andersdenkenden. Tschechien war und ist Kohlenland. Zwar ist der Primärenergie-Anteil nach dem Zusammenbruch des Ostblocks schon deutlich geringer geworden (1990–63,2%, 2020–30,3%), aber immer noch sehr hoch. Im Ostblock war Tschechien sogar Nettoexporteur. Der Energieverbrauch an Kohle betrug 2019 rund 14 Mtoe (Millionen Tonnen Öläquivalent), von dem etwa 74% für Wärme und Stromerzeugung eingesetzt wurden. Der Anteil an Steinkohle an der inländischen Förderung ist nur noch gering und soll bis 2023 vollständig auslaufen. Bei Braunkohle sieht es noch anders aus: Die Jahresproduktion betrug 2020 über 31 Millionen Tonnen. Die laufenden Tagebaue verfügen noch über Reserven von knapp 600 Mto. Allerdings kommt der Bergbau auch in Tschechien an seine wirtschaftlichen Grenzen und die Kohleimporte nehmen stetig zu. Der Löwenanteil wird – wie in Deutschland auch – in elektrische Energie umgewandelt. Eine Besonderheit ist, daß jährlich 2 bis 3 Millionen Tonnen Braunkohle für die Gebäudeheizung verwendet werden – überwiegend in Fernwärmenetzen in den Städten – und nur in geringem Umfang als Brikett in ländlichen Regionen.

Der Druck aus Brüssel

Braunkohle ist ein heimischer Energieträger, der dem Staat sogar noch direkte Einnahmen über Royalties und indirekte über die Arbeitsplätze verschafft. Brüssel nimmt nun diese Industrie auf mehreren Wegen in die Zange:

  • Durch den Emissionshandel ETS verteuert sich der heimische Energieträger Braunkohle rapide gegenüber dem importierten Erdgas (aus Russland).
  • Die strengen Abgasvorschriften der EU für Kraftwerke zwingen Tschechien zu einem teueren Nachrüstungsprogramm oder sogar zur Schließung der Kraftwerke. So sollen bis 2023 knapp 1,6 GW Braunkohle-Kraftwerke vom Netz gehen. Das sind etwa 14% der Gesamtleistung. Konsequenz ist, daß der Kohlestrom schon 2025 nur noch 25% und ab 2030 wahrscheinlich nur noch 12,5% betragen soll. Eine enorme Bürde für ein so kleines Land mit seiner leidvollen Geschichte.

Die sozialen Verwerfungen der „Großen Transformation“ werden gewaltig sein. Wie weltfremd und absurd Brüssel dabei vorgeht, zeigt sich z. B. an den zu erwartenden Heizkostensteigerungen in den sozialen Brennpunkten der Großstädte: Man unterwirft die Heizkraftwerke der vollen ETS-Abgabe, während Individual-Heizungen davon befreit bleiben – wehe wenn Zentralismus und „Sozialpolitik“ aufeinander treffen. Die Zeche zahlen nicht nur die Mieter in den Plattenbausiedlungen, sondern letztlich auch noch die Natur, denn Kraft-Wärme-Kopplung ist einer der umweltfreundlichsten Formen der Heizung. Immerhin werden ungefähr die Hälfte der Bevölkerung durch Fernwärme versorgt.

Die Alternativen

Tschechien hat 10,7 Millionen Einwohner auf einer Fläche von 79 000 km2. 75% der Einwohner leben in Städten. „Bioenergie“ kann deshalb keine Alternative, bestenfalls eine Ergänzung sein. Offshore-Wind geht in einem Binnenstaat auch nicht. Mit Sonnenenergie ein Industrieland in solch nördlichen Breiten versorgen zu wollen ist absurd. Die totale Abhängigkeit von russischem Erdgas will auch keiner, die Verschandelung der Höhenzüge mit Windmühlen geht mangels Platz und fehlender Speicher auch nicht. Es bleibt also nur mit voller Kraft voraus ins Kernenergiezeitalter. Keine neue Erkenntnis, die Bevölkerung war und ist immer positiv gegenüber Kernkraftwerken eingestellt. Daran hat dort auch keine Flutwelle im fernen Japan etwas ändern können.

Dukovani und Temelin

Tschechien besitzt die Kernkraftwerke Dukovani (vier Blöcke mit zusammen 2040 MW) und Temelin (zwei Blöcke mit zusammen 2250 MW). Die Reaktoren in Dukovani (VVER-440/213) gingen zwischen 1985 und 1987 ans Netz. Die Reaktoren in Temelin (VVER-1000/320) wurden 2002 und 2003 – also erst nach dem Zusammenbruch des Ostblocks – fertiggestellt. Bemerkenswert ist die Kontinuität im Bau von Kernkraftwerken über alle System-Brüche hinweg. Alle Reaktoren sind noch sowjetische Konstruktionen. Sie wurden aber auf westliche Sicherheitsstandards nachgerüstet bzw. durch Westinghouse zu Ende gebaut. Verständlich, daß man sich nach dem „Prager Frühling“ gegenüber Russland etwas distanziert verhält. 2020 produzierten diese Kraftwerke etwa 37,5% der elektrischen Energie bzw. 19,5% der Primärenergie.

Bemerkenswert ist die Versorgung mit Fernwärme für zwei Nachbarstädte von Temelin. Der Ausbau für die 26 km entfernte Stadt České Budějovice (100 000 Einwohner) ist in Arbeit. Der Ausbau der Fernwärme um den Standort Dukovani in Planung (Brno mit 380 000 Einwohnern, 40 km entfernt). Ein so konsequentes Bekenntnis für Kernenergie zur Gebäudeheizung findet man sonst nirgendwo (noch nicht) in Europa.

Die tschechischen Kernkraftwerke wurden nicht nur sicherheitstechnisch auf internationalen Standard nachgerüstet, sondern auch beständig modernisiert. So wurde die Leistung des Kraftwerks Dukovani bis 2021 um 12% auf 2040 MWel gesteigert. Ein ähnliches Programm für Temelin läuft noch. Das alles ist möglich, weil Tschechien über eine bemerkenswerte Forschungs- (3 Forschungsreaktoren) und Ausbildungskapazität verfügt. Skoda war schon im Ostblock ein angesehener Lieferant für Kraftwerkskomponenten.

Neubauprogramm

In den letzten Jahrzehnten wurde immer wieder der Ausbau befürwortet und Angebote eingeholt. 2015 wurde im Rahmen eines Langzeitprogramms für die kerntechnische Industrie der Zubau von drei Reaktoren an den alten Standorten genehmigt. Priorität hat Dukovani 5 als Ersatz für die vorhandenen Blöcke nach (bisher geplant) 60 Jahren Betriebszeit. Geplant ist der Baubeginn für 2029 und die Fertigstellung 2036. Aufgerufen sind nur Modelle mit nachgewiesener Betriebserfahrung. Favorisiert werden der französische EPR, der koreanische APR1400 und der AP1000 aus den USA. Die endgültige Entscheidung wird für den Herbst 2021 – nach den Parlamentswahlen – erwartet.

Die neu gegründete Zweckgesellschaft Elektrárna Dukovany II geht von Baukosten von 6 bis 7 Milliarden USD aus (5000–5833 USD/kWe ohne Finanzierungskosten). Die tschechische Regierung beschloss 2020, daß 70% der Investitionskosten durch einen staatlichen Kredit finanziert werden, der während der Bauzeit zinslos ist und nach Inbetriebnahme mit 2% verzinst wird. Darüberhinaus verabschiedete 2020 die tschechische Regierung ein Gesetz, das es dem Staat erlaubt, ein festes Kontingent (>100 MWel) für mindestens 30 Jahre vom Erzeuger abzukaufen. Diese Energiemenge wird über den Großhandel verkauft. Etwaige Verluste oder Gewinne werden über den Einzelhandelspreis umgelegt. Bei Lichte betrachtet, entspricht dieser Ansatz einer öffentlichen Investition – z. B. für eine Autobahn, einen Kanal etc. – die zu einem Festpreis (das Risiko von Kostensteigerungen während der Bauzeit geht voll zu Lasten des Lieferanten) vergeben wird und die Nutzung (Preis der kWh) meistbietend versteigert wird. Dies ist eine besonders intelligente Lösung, wenn man bedenkt, daß Temelin z. B. nur 60 km von der deutschen und 50 km von der österreichischen Grenze entfernt ist. Diese beiden Länder können sich gern bei Dunkelflaute Strom in Tschechien (zu hohen Preisen wegen der Nachfrage) ersteigern, der „Profit“ kommt dann unmittelbar dem tschechischen Stromkunden zu gute. Energiepolitik einmal ohne Ideologie, dafür aber clever. Sie ist nicht gegen die eigene Bevölkerung gerichtet. Anders als z. B. in Deutschland, wo alle Risiken über das EEG von der Allgemeinheit (den Stromkunden) voll getragen werden müssen, die Gewinne aber ausschließlich garantiert in die Taschen der Sonnen- und Windbarone fließen.

Tschechien geht aber auch mit der Zeit. Frühzeitig wurden Kooperationen für Small Modular Reactors (SMR) mit GE Hitachi (300 MWel Siedewasserreaktor), NuScale (77 MWel Druckwasser-Module) und Rolls-Royce (477 MWel Leichtwasserreaktor) geschlossen. Kleine Reaktoren können für die Kraft-Wärme-Kopplung und die Industrie eine sinnvolle Ergänzung darstellen. Außerdem kann sich die heimische Industrie (Skoda) besser in die Lieferketten einbringen. Der Eigenanteil könnte wesentlich höher sein.

Konsequenzen für Deutschland

Man kann die Ausbaupläne mit einem lachenden und einem weinenden Auge betrachten. In Deutschland werden die Strom- und Heizkosten weiter explodieren – die momentanen Preissteigerungen bei Erdgas sind nur das Wetterleuchten. Wer auf Wind und Sonne zur Energieversorgung setzt, setzt in Wirklichkeit auf Erdgas, wenn er aus Kohle und Kernenergie aussteigt. Immer, wenn der Wind nicht weht oder die Sonne nicht scheint (ausgerechnet im Winter bis zu 16 h täglich) müssen die Erdgaskraftwerke ran. Wasserstoff aus der Nordsee oder Batterien sind in diesem Sinne reines Schlangenöl. Die Bayern können sich glücklich schätzen, wenn Tschechien vor ihrer Tür neue Kernkraftwerke baut. Teurer Strom ist immer noch besser, als gar kein Strom. Teuer wird er werden, denn der Preis richtet sich immer nach Angebot und Nachfrage, nicht nach den Produktionskosten. Warum sollte Tschechien auch Mitleid mit Deutschland haben? Der ein oder andere Deutsche kann vielleicht sogar als Gastarbeiter über die Grenze gehen, wenn er entsprechend qualifiziert ist. Glückliches Bayern, mit Rindviechern und Biobauern.

SMR-2021 Einleitung

Die Kerntechnik bekommt gerade einen unerwarteten Aufschwung: Immer mehr junge Menschen drängen in die einschlägigen Studiengänge, es entstehen unzählige neu gegründete Unternehmen und es steht plötzlich auch viel privates Kapital zur Verfügung. Darüberhinaus zeigt dieser Winter in Texas auch dem gutgläubigsten Menschen, daß eine Stromversorgung (nur) aus Wind, Sonne und Erdgas ein totes Pferd ist.

  • Texas ist nahezu doppelt so groß wie Deutschland, hat aber nur etwa ein Drittel der Einwohner, die sich überwiegend in einigen Großstädten ballen. Windparks waren deshalb höchstens ein Thema für Vogelfreunde und Landschaftsschützer. Texas ist darüberhinaus auch noch sehr windreich durch seine Lage „zwischen Golf und mittlerem Westen“.
  • Texas liegt etwa auf der „Breite der Sahara“ (Corpus Christi 27°N, Amarillo 35°N; Kanarische Inseln 28°N, Bagdad 33°N). Mal sehen, wann in Deutschland wieder von der Photovoltaik in der Sahara gefaselt wird.
  • In Texas kommt das Erdgas aus der Erde. Trotz der inzwischen gigantischen Verflüssigungsanlagen für den Export, muß immer noch Erdgas abgefackelt werden. Das alles ändert aber nichts an der Tatsache, daß im Ernstfall nur das Gas am Anschluss des Kraftwerks zählt. Kommt noch parallel zum Strombedarf der Bedarf für die Gebäudeheizungen hinzu, ist schnell die Grenze erreicht. Wohl gemerkt, das Gas kommt in Texas aus der Erde und nicht aus dem fernen Russland.

Das Kapital ist bekanntlich ein scheues Reh. Nach den Milliarden-Pleiten in Texas wird man sich schnell umorientieren. Darüberhinaus fängt die Bevölkerung an zu fragen, warum man eigentlich zig Milliarden Steuergelder mit Wind und Sonne versenkt hat.

Was sind SMR?

SMR (Small Modular Reactor) sind kleine Kernkraftwerke mit einer elektrischen Leistung von bis zu 300 MWel. Eine ziemlich willkürliche Grenze, die auf kleine Reaktoren abzielt, die gerade noch mit der Eisenbahn (in den USA) transportierbar sein sollen. Eine weitere Untergruppe sind Mikroreaktoren mit einer elektrischen Leistung von bis zu etwa 10 MWel. Bei den bisherigen Kernkraftwerken hat man immer größere Leistungen (z. B. EPR mit 1650 MWel) angestrebt, um die in der Verfahrenstechnik üblichen Skaleneffekte zu erzielen. Problem dabei ist, daß man einen erheblichen Montageaufwand auf der Baustelle hat, da alle Bauteile sehr groß werden. Bei den SMR geht man umgekehrt den Weg, das Kraftwerk weitesgehend in Fabriken in Serie zu fertigen und zu testen. Es steht also Kosteneinsparung durch Skaleneffekte gegen Serienfertigung (wie z. B. im Flugzeugbau). Welcher Weg letztlich kostensparender ist, kann vorab gar nicht gesagt werden. Vielmehr kann durch SMR ein völlig neuer Markt der „kleinen Netze“ erschlossen werden. Das betrifft beileibe nicht nur Schwellenländer, sondern vielmehr lernen wir in Deutschland gerade, welche enormen Netzkosten entstehen, wenn man zentrale Windparks baut. Ferner ist die Finanzierung wegen des kleineren (absoluten) Kapitalbedarfes weniger risikoreich und damit leichter handhabbar. Ein „Kraftwerk von der Stange“ erfordert eine wesentlich kürzere Zeitspanne – also Vorfinanzierung – von der Bestellung bis zur Inbetriebnahme. Hinzu kommt, daß die kleineren Bauteile auch nur kleinere Fertigungsanlagen erfordern. Beispielsweise baut Indien zur Zeit 15 Schwerwasserreaktoren, da dafür alle Komponenten im eigenen Land hergestellt werden können. Der ursprünglich angedachte Bau von konventionellen Druckwasserreaktoren wurde aufgegeben, da dafür wesentliche Komponenten (z.B. Reaktordruckbehälter) im Ausland gegen Devisen gekauft werden müßten. Aus gleichem Grund treffen SMR auch in Europa (z. B. Tschechien, Großbritannien) auf großes Interesse.

Die Sicherheitsfrage

Bei kleineren Kraftwerken kann man näher an die Städte heranrücken und damit Kraft-Wärme-Kopplung in vorhandenen Fernwärmenetzen abgasfrei betreiben. Finnland z. B. plant mittelfristig die vorhandenen Kraftwerke in den Ballungszentren durch SMR zu ersetzen. Analog gelten die gleichen Überlegungen für Fernkälte und Meerwasserentsalzungsanlagen z. B. in der Golfregion. Will man jedoch in der Nähe von Großstädten bauen, müssen solche Kernkraftwerke zwingend „walk away“ sicher sein, damit sie überhaupt genehmigungsfähig sind. Dazu gehört insbesondere der Verzicht auf eine aktive Notkühlung. Reaktoren kleiner Leistung kommen dem physikalisch entgegen: Um die Leistung zu produzieren, ist eine entsprechende Anzahl von Kernspaltungen notwendig. Bei der Kernspaltung entstehen radioaktive Spaltprodukte, die auch nach der Abschaltung noch Zerfallswärme produzieren. Bei kleinen Reaktoren ist diese Nachzerfallswärme so gering, daß sie problemlos passiv abgeführt werden kann – oder anders ausgedrückt, die Temperatur im abgeschalteten Reaktor steigt nur so weit an, daß keine Grenzwerte erreicht werden. Dies war z. B. beim Unfall in Fukushima völlig anders. Dort hat die Nachzerfallswärme gereicht, um eine Kernschmelze auch noch nach der Abschaltung der Reaktoren auszulösen.

Damit Kernkraftwerke in oder in unmittelbarer Nähe zu Städten akzeptiert werden, muß faktisch gewährleistet sein, daß keine (nennenswerte) Radioaktivität das Betriebsgelände überschreitet. Damit an dieser Stelle kein Missverständnis entsteht: Es gibt keine absolute Sicherheit. Es wird auch zukünftig Unfälle in Kernkraftwerken geben, genauso wie immer wieder Flugzeuge abstürzen werden. Trotzdem fliegen Menschen. Der Mensch ist nämlich durchaus in der Lage, Risiken und Vorteile für sich abzuwägen – solange er nicht ideologisch verblödet wird. Selbst eine ideologische Verblödung kann aber nicht unendlich lange aufrecht erhalten werden: Gerade durch Tschernobyl und Fukushima sind die Märchen der „Atomkraftgegner“ von „Millionen-Toten“ etc. als Propaganda entlarvt worden. Auffällig still ist es in den letzten Jahren um die „Gefahren durch Atomkraft“ geworden. Übrig geblieben ist einzig die Lüge von dem „Millionen Jahre strahlenden Atommüll, für den es keine Lösung gibt“. Auch dieser Unsinn wird sich von selbst widerlegen.

Die Vielzahl der Entwürfe

Es gibt unzählige Entwürfe von Kernreaktoren. Jeder Professor, der etwas auf sich hält, erfindet einen neuen Reaktor zu Übungszwecken. Der Weg zu einem Kernkraftwerk ist aber lang. Irgendwann stirbt die überwiegende Anzahl wegen irgendwelcher unvorhergesehenen Detailprobleme. Hier werden nur Entwürfe betrachtet, für die ausreichend Unterlagen aus Genehmigungsverfahren, Veröffentlichungen etc. zur Verfügung stehen. Immerhin blieben noch über 90 Konzepte übrig, die sich auf dem Weg zu einem Prototypen befinden. Für jedes einzelne Konzept wurde bereits mindestens ein zweistelliger Millionenbetrag investiert und ein Unternehmen gegründet. Als erstes soll etwas Systematik in dieses Angebot gebracht werden. In späteren Folgen werden dann einzelne Entwürfe näher vorgestellt und diskutiert werden.

Neutronenspektrum

Je langsamer Neutronen sind, je höher ist die Wahrscheinlichkeit einer Spaltung eines U235 – Kerns. Demgegenüber können alle schnellen Neutronen auch Kerne von U238 bzw. anderer Aktinoiden spalten. Schnelle Reaktoren haben den Vorteil, daß sie mit „Atommüll“ (so verunglimpfen „Atomkraftgegner“ immer die abgebrannten Brennelemente aus Leichtwasserreaktoren) betrieben werden können. Eine verlockende Perspektive: Betrieb der Kernkraftwerke mit „Abfall“, bei gleichzeitiger Entschärfung der „Endlagerproblematik“ auf wenige Jahrzehnte bis Jahrhunderte. Nur hat alles seinen Preis, gerade kleine Reaktoren (im räumlichen Sinne, nicht nur im übertragenen, bezogen auf die Leistung) sind schwierig als schnelle Reaktoren zu bauen. Es ist deshalb nicht verwunderlich, daß 59 Entwürfe mit thermischem Spektrum und nur 20 als schnelle Reaktoren ausgeführt sind.

Die angestrebten geringen Abmessungen (Transport) sind faktisch auch bei thermischen Reaktoren nur über eine höhere Anreicherung realisierbar. Mit der bei heutigen Druckwasserreaktoren üblichen Anreicherung von weniger als 5% lassen sich kaum SMR bauen. Man hat deshalb den neuen Standard HALEU mit einer Anreicherung von knapp unter 20% eingeführt. Der Begriff „thermisch“ im Zusammenhang mit der Geschwindigkeit von Neutronen bezieht sich auf die Geschwindigkeitsverteilung der brownschen Molekularbewegung. Je höher deshalb die Betriebstemperatur eines Reaktors ist, um so höher auch die Geschwindigkeit der Neutronen und damit um so geringer die Wahrscheinlichkeit einer Spaltung eines Urankernes. Deshalb sind „Hochtemperaturreaktoren“ schon wegen der neutronenphysikalischen Auslegung anspruchsvoller.

Moderatoren

Wenn man Neutronen abbremsen will, benötigt man einen Moderator. Bei den Leichtwasserreaktoren ist das das Arbeitsmedium Wasser. Die einfachste Konstruktion ist der Siedewasserreaktor, bei dem der im Reaktor erzeugte Dampf unmittelbar die Turbine antreibt (5 Entwürfe). Demgegenüber wird beim Druckwasserreaktor erst in einem zusätzlichen Wärmeübertrager der Dampf erzeugt (24 Entwürfe). Eine gewisse Sonderstellung nehmen Schwerwasserreaktoren ein, in denen Deuterium die Funktion des Moderators übernimmt (2 Entwürfe). Bei Mikroreaktoren kommen noch andere Moderatoren zum Einsatz.

Kühlmittel

Bei thermischen Reaktoren kommen Wasser, Helium und Salzschmelzen zur Anwendung. Bei Wasser sind die erreichbaren Temperaturen durch die abhängigen Drücke begrenzt (31 Entwürfe). Für eine reine Stromerzeugung ist das jedoch kein Hinderungsgrund. Will man hohe Temperaturen erreichen, bleibt Helium (20 Entwürfe) oder eine Salzschmelze (13 Entwürfe). Bei beiden kommt man mit relativ geringem (Helium) oder gar Atmosphärendruck (Salze) aus. Will man schnelle Reaktoren bauen, bleibt nur Helium (2 Entwürfe), Blei (9 Entwürfe), Natrium (5 Entwürfe) oder Salzschmelzen (3 Entwürfe). Tauscht man Wasser gegen andere Kühlmittel, wird man zwar den hohen Druck und den Phasenübergang los – was oft als Sicherheitsgewinn dargestellt wird – handelt sich aber damit eine Menge neuer Probleme ein: Einfrieren bei Raumtemperatur (Blei und Salzschmelzen), Korrosion (Blei und Salzschmelzen), Staub (Helium), Brandgefahr (Natrium), Zeitstandsfestigkeit usw. Es verwundert deshalb nicht, daß die Überzahl der Entwürfe bei Wasser als Moderator und Kühlmittel bleibt. Durch die überragenden thermodynamischen Eigenschaften des Wasser-Dampf-Kreisprozesses ist das für eine Stromproduktion auch kein Hinderungsgrund. Oft gehörte Argumente von möglichen höheren Wirkungsgraden sind bei den geringen Brennstoffkosten eher Scheinargumente. Anders sieht es mit der Entwicklung von schnellen Reaktoren aus. Blei und Natrium haben hier eine überragende Stellung. Allerdings sind die Preise für Natururan immer noch im Keller und die Zwischenlagerung abgebrannter Brennelemente ist ebenfalls konkurrenzlos billig. In einigen Jahren könnte jedoch ein geschlossener Brennstoffkreislauf aus politischen Gründen (Angst vor Atommüll) zum Renner werden. Momentan liegt Russland bei dieser technischen Entwicklung mit großem Abstand vorn. Die USA haben das erkannt und starten gerade eine beeindruckende Aufholjagd.

Brennstoff

Standard ist immer noch Uran. Bei schnellen Reaktoren kann man den „Abfall“ der konventionellen Reaktoren weiter nutzen. Thorium bleibt vorläufig auch weiter ein Exot. Das Uran kann in unterschiedlichen chemischen Verbindungen (metallisch, Uranoxid, Urannitrid, Legierungen usw.) im Reaktor verwendet werden und in unterschiedlichen geometrischen Formen (als Brennstäbe, als TRISO-Elemente, im Kühlmittel aufgelöst usw.) eingebaut werden. Der Brennstoff ist in seiner chemischen Zusammensetzung und seiner geometrischen Form bestimmend für die maximale Betriebstemperatur. Ferner ist er das erste Glied der Sicherheitskette: Er bindet während des Betriebs die Spaltprodukte und soll diese auch bei einem Störfall zurückhalten. SMR benötigen wegen der höheren Anreicherung mehr Natururan und sind wegen der höheren Trennarbeit teurer in der Herstellung als konventionelle Brennelemente.

Die Hersteller

Mit deutlichem Abstand sind die beiden führenden Länder in der Entwicklung von SMR Russland und die USA.

Alle Projekte befinden sich in einer unterschiedlichen Realisierungsphase von Konstruktion, Genehmigungsverfahren, über Bau bis Probebetrieb. Der chinesische SMR vom Typ ACPR50S (Druckwasserreaktor in klassischer Bauweise mit 50 MWel) ist fast fertiggestellt. Er soll bei Serienfertigung als schwimmender Reaktor auf einem Ponton verwendet werden. Der argentinische SMR Carem (integrierter Druckwasserreaktor mit 30 MWel) ist eine Eigenentwicklung und soll 2023 in Betrieb gehen.

Land LWR Gas Blei Natrium Salz Summe
Argentinien– – – – 1
China– – 7
Dänemark– – – – 
Finnland– – – 
Frankreich1– – – 
GB1– – – 
Indonesien– – – 
Japan– 
Kanada– – 
Luxemburg– – – – 
Russland11 – 17 
Schweden– – – – 
Südafrika– – – – 
Süd Korea– – – 
USA21 
Summe29 17 13 – 
Betrachtete SMR-Entwürfe nach Ländern und Typen geordnet.

Der chinesische HTR-PM (Hochtemperaturreaktor, Kugelhaufen mit Helium, 105 MWel) befindet sich im Testbetrieb. Sein Vorläufer HTR-10 von der Tsinghua University, China (Kugelhaufen mit 2,5 MWel) ist seit 2018 in Betrieb. Der japanische HTTR 1 (prismatischer Hochtemperaturreaktor, Helium, 30 MWth) ist seit 2007 mit Unterbrechungen für Umbauten in Betrieb. Der russische RITM-200M (modularer Druckwasserreaktor mit 50 MWel) ist seit 2020 auf Eisbrechern in Betrieb und soll bis 2027 in Ust-Kuyga in Sibirien als Kraftwerk in Betrieb gehen. Der russische KLT-40S (Druckwasserreaktor in klassischer Bauweise, 35 MWel) ist zweifach auf einem schwimmenden Ponton seit 2020 in Pevek in Chukotka als Heizkraftwerk in Betrieb.

So geht Kohleausstieg

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

Klimatische Verhältnisse

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

Der Drang in die Ballungsräume

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

Der chinesische Weg

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

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

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

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

Übertragung auf deutsche Verhältnisse

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

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

Erdgas weiter auf dem Vormarsch

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

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

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

Erdgas zur Stromerzeugung

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

Kryotechnik

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

DOT-113 C140W Eisenbahntankwagen

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

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

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

Wo kommt das viele Gas her?

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

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

Anmerkung

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

Nord Stream oder LNG?

In den letzten Monaten wurde plötzlich die Erweiterung der Nord Stream Pipeline durch die Ostsee wieder neu diskutiert. Meist sehr oberflächlich auf dem Niveau Trump gegen Putin. Ist die Sache wirklich so einfach oder geht es um grundlegende Zusammenhänge?

Nord Stream

Diese Leitung soll jährlich 110 Milliarden Kubikmeter Erdgas aus Rußland unterhalb der Ostsee nach Deutschland transportieren. Dies ist der erste Streitpunkt: Sie umgeht damit die bisherigen Transportwege durch Drittländer. Diese Länder verlieren damit beträchtliche Transitgebühren und Dienstleistungen. Genau das ist ein Ziel der russischen Regierung: Sie will auch weiterhin über den Gashahn ihre Nachbarn disziplinieren können. Unvergessen sind die Liefereinschränkungen in die Ukraine in kalten Wintern. Diese Gefahr besteht heute so nicht mehr, da die „Pufferstaaten“ durchweg von Westen aus beliefert werden können.

Der Gasmann Schröder als ehemaliger Bundeskanzler und heutiger bester Freund und gut dotierter Günstling von Putin wird nicht müde zu betonen, welch zuverlässiger Handelspartner doch Rußland sei. Selbst im Kalten-Krieg sei immer Gas geliefert worden. Das ist zwar richtig, aber heute haben wir einen heißen Krieg in der Ost-Ukraine und gewaltsame Verschiebungen von Grenzen auf der Krim.

Das alles ficht echte deutsche Putin-Versteher nicht an. Um so geringer ist das deutsche Verständnis für den US-Steuerzahler: Dem geht es nämlich schon lange – nicht erst seit Trump Präsident geworden ist – mächtig gegen den Strich, daß sich Deutschland gern auf seine Kosten verteidigen läßt und gleichzeitig Russlands Aufrüstung auch noch mit den dafür dringend benötigten Devisen fördert. Die Politik unserer gelernten Agit-Prop-Sekretärin alles zu unterschreiben – ob Stickoxid Grenzwerte oder Zusagen zu Verteidigungsausgaben (2%-Kriterium) – wird nicht mehr lange gut gehen.

Die Energiewende

Deutschland steigt aus der Kernenergie aus, will möglichst schnell die Braunkohlekraftwerke abschalten und bereitet schon den Ausstieg aus der Steinkohle vor. Was bleibt, ist faktisch nur noch Erdgas als Primärenergieträger. Energiemix und Versorgungssicherheit war gestern.

Auch bildungsresistente Politiker sollten inzwischen verstanden haben, daß Wind Wetter ist. Entweder er weht oder er weht nicht. Da kann man so viele Windmühlen gegen bauen wie man will. Hier liegt nämlich genau die Crux: Wenn er weht, produzieren ganz viele Windmühlen ganz viel elektrische Leistung – demnächst mehr, als überhaupt verbraucht wird. Wenn er aber nicht weht, dann keine einzige. Noch mal in einfacher Sprache: Die mögliche Bandbreite bewegt sich zwischen Null Produktion (Windstille) und maximaler momentaner Nachfrage (durch alle Stromkunden zu einem Zeitpunkt). Die Natur läßt sich nicht durch Menschen steuern: Oft weht der Wind gerade besonders stark, wenn wenig elektrische Energie benötigt wird (Nachts, Sonntags) und umgekehrt.

Noch schlimmer geht es in unseren Breiten mit dem Sonnenlicht zu. Im Winter ist es bis zu 16 Stunden täglich dunkel. Deshalb ist es auch noch kalt und der Energiebedarf steigt stark an.

Ich kann die Einwände von Annalena und Anton schon hören: Wenn erstmal unsere Führerin ihre Wunderwaffe Speicher hat, ist auch der Endsieg in der Energiewende sicher. Hat sie aber nicht und wird sie auch auf absehbare Zeit nicht kriegen. So einfach, aber auch so grausam, ist die Natur.

Die besondere Rolle des Erdgases

Kohle, Kernenergie und Öl sind leicht transportierbar und einfach zu speichern. Erdgas als Gas aber nicht. Kohle und Kernenergie sind besonders preiswert, aber heute praktisch nur in Kraftwerken zur Stromproduktion einsetzbar. Mineralöl ist mit Abstand am flexibelsten einsetzbar und deshalb auf Grund der hohen Nachfrage am teuersten.

Nun stellen sie sich einfach mal vor, sie verfügen über riesige, schier unerschöpfliche Vorräte an Erdgas. Pech nur, sie sind völlig wertlos, weil weit von den Verbrauchszentren entfernt. Oft sogar Müll, wenn sie als Begleitgas der Ölförderung noch entsorgt werden müssen, was überdies meist sehr belastend für die Umwelt ist und deshalb schon in vielen Gebieten mit hohen Strafgebühren belegt ist. Glück, wenn ihre Förderanlagen in der Nähe von dicht besiedelten Wohngebieten liegen (z. B. „Hollandgas“, Niedersachsen etc.), dann können sie den Konkurrenten Heizöl über etwas günstigere Preise aus dem Markt drücken.

Die Achillesferse des Erdgases ist dessen Transport. Rohrleitungen und Verflüssigungsanlagen sind extrem kapitalintensiv. So soll allein Nord Stream zwischen 15 und 20 Milliarden Baukosten erfordern. Hinzu kommt noch der Energieverbrauch für den Transport, Transitgebühren, Wartung etc. Kein Mensch tätigt solche Investitionen für ein paar Kubikmeter oder will solche Anlagen nur ein paar Jahre nutzen. Die Transportkapazität von 110 Milliarden Kubikmeter pro Jahr (≈ 10,6 Bcf/d) entspricht einer Leistung von knapp 140 GWBrennstoff . Richtig erkannt, das ist eine ganze Menge. Mit der Wärmeversorgung von Einfamilienhäusern richtet man da wenig aus. Es muß also ein richtiger Absatz her.

Im Jahr 2017 betrug der Erdgasverbrauch in Deutschland 3230 PJ (897 TWhBrennstoff). Damit wurden neben Heizung und Industrie auch etwa 86 TWh elektrischer Energie erzeugt. Die Stromerzeugung aus Kernenergie betrug 76 TWh, aus Steinkohle 93 TWh und aus Braunkohle 148 TWh. Jetzt überschlagen wir mal den möglichen Erdgaseinsatz: Braunkohle- und Kernenergie- sind Grundlastkraftwerke. Man könnte sie durch modernste Gasturbinenkraftwerke mit Abhitzekesseln ersetzen. Es wird deshalb ein Wirkungsgrad von 60% angesetzt. Steinkohle übernimmt schon heute die Mittellast, d. h. Kraftwerke müssen dem Netz folgen und teilweise ganz abgeschaltet werden (Sonntags, Nacht). Dies würde den Erdgaskraftwerken nicht anders ergehen. Es wird für diese Betriebsweise ein Wirkungsgrad von 40% angesetzt. Macht also locker 606 TWhBrennstoff bzw. 2182 PJ zusätzlich. Der Erdgasverbrauch Deutschlands steigert sich auf 168%. Der Durchschnittspreis für Erdgas betrug in Deutschland 6,1 Cent pro kWh (2017). Davon entfielen 49,1% auf die Beschaffungskosten. Das sind also über 18 Milliarden zusätzliche Importkosten für Erdgas jährlich. Allerdings ohne Kohle und Kernenergie keine Versorgungssicherheit mehr – wenn Gas weg (aus welchen Gründen auch immer), auch Strom weg. Die gewaltigen Investitionskosten für neue Kraftwerke bezahlt selbstverständlich der Stromkunde. Die Investitionskosten für notwendige Gas-Infrastruktur der Gaskunde. Der wehrlose Haushaltskunde wird gleich zweimal zur Kasse gebeten. Bei einer steigenden Zahl von Kleinrentnern, prekär Beschäftigten und absehbaren Arbeitslosen (noch nicht integrierten Flüchtlingen, abgeschafften Autowerkern, eingeschränktem Konsum durch immer weniger frei verfügbare Einkommen etc.).

Bevor sich jetzt alle Blitzdenker zu Wort melden: Natürlich werden die „Regenerativen Energien“ weiter ausgebaut – dafür sorgen schon die Schlangenölverkäufer. Das ändert aber nichts an der Tatsache, daß wenn der Wind mal weht und die Sonne scheint, trifft das alle Anlagen. Man kann aber nicht mehr elektrische Leistung einspeisen als gerade verbraucht wird. Die Wunderwaffe Speicher gibt es nicht. Damit ändert sich aber auch nichts an der erforderlichen Leistung aus konventionellen Kraftwerken, da sich weder die Jahreszeiten noch das Wetter durch den Menschen beeinflussen lassen, auch nicht (wesentlich) die möglichen Betriebsstunden. Man kann die Lücke – vornehm ausgedrückt: Residuallast – nur über Erdgas abdecken. Eigentlich ganz einfach, könnten sogar die Annalenas verstehen, wenn sie denn wollten.

Aber noch einmal einen Schritt zurück. Wenn sie ihr Erdgas aus abgelegenen Weltgegenden zu den Verbrauchsschwerpunken (Kraftwerke) bringen wollen, wird das sehr teuer. Entweder ewig lange Pipelines oder Verflüssigungsanlagen mit entsprechender Transportkette. Sie können es drehen wie sie wollen, aber mit Kohle und Kernenergie können sie nicht konkurrieren. Da sie nicht billiger werden können, haben sie nur eine Chance: Sie müssen dafür sorgen, daß die anderen Energieformen teurer werden und/oder verunglimpft werden. Sie erfinden beispielsweise den „menschengemachten Klimawandel“. Sie fördern – ganz unverdächtig – massiv „regenerative Energien“ und sponsern ihre politischen Vertreter, weil sie (die offensichtlich nicht) genau wissen, daß mit Wetter-Energie gar keine zuverlässige Stromversorgung möglich ist. Gleichzeitig kehren sie ihren Nachteil in einen (vermeintlichen) Vorteil um: Der höchste Wasserstoffgehalt unter den Brennstoffen, der ihr Produkt zu einem schwer handhabbaren Gas macht, wird jetzt zum kleineren „CO2 Fußabdruck“ umgedeutet (Neudeutsch framing).

Trump’sche Energiewende

Für Trump ist Energieverbrauch nicht per se schlecht. Ganz im Gegenteil: „Billige“-Energie hebt den Lebensstandard. Für den Privatmann bedeutet eine kleinere Energierechnung mehr Geld für andere Dinge des Lebens übrig zu haben. Für die Industrie weniger Kosten und damit mehr Geld für Investitionen und Gehälter.

Er hat das gemacht, was Politiker machen können, er hat alle unsinnigen und hemmenden Vorschriften wieder abgeschafft. Achtung, Wähler aufgepaßt: Das ist jederzeit in einer Demokratie möglich. Es ist also sinnvoll, vor einer Wahl die unterschiedlichen Wahlprogramme zu studieren und den Politikern aufmerksam zuzuhören.

Von den Fesseln befreit, ist die Öl- und Gasindustrie in den USA förmlich explodiert. Die USA sind auf dem Weg größter Ölproduzent (noch vor Saudi Arabien und Rußland) der Welt zu werden. Kann sich noch jemand an „peak oil“, die andere sozialistische Erfindung zum „Marktversagen“ erinnern? Nach dieser verquasten Theorie müßten die Ölvorräte der USA längst erschöpft sein. Tatsache ist jedoch, daß der bisherige Förderrekord aus den 1970er Jahren gerade übertroffen wurde. Das Ergebnis ist eine steigende Beschäftigung bei steigenden Einkommen. Gerade auch bei Minderheiten – die Flut hebt bekanntlich alle Boote. Wirtschaftspolitik ist immer noch die wirksamste Sozialpolitik. Leider gilt das auch anders herum, wie man gerade im Energiewende-Deutschland beobachten kann.

Die USA schwimmen zur Zeit in Öl und Gas. Dies hat zu einem Preisverfall in den USA geführt. Eine ungesunde Entwicklung, die zur Senkung der Produktion mit umgekehrten Konsequenzen führen würde. So beträgt der Rohölpreis in den USA (West Texas Intermediate) rund 90% des Referenzpreises in Europa (Brent). Die Antwort darauf ist ein Ausbau der Häfen in Texas für Supertanker zum Export von Rohöl. Noch schlimmer ist die Situation beim Erdgas. Alles begann mit dem Shale Gas Boom (Appalachian region). Parallel kam die zunehmende Ölförderung aus der Bakken-Formation (North Dakota) und dem Permian Basin (Texas, New Mexico) hinzu. Dort fallen nämlich gewaltige Mengen als Begleitgas an. Das Ergebnis ist ein Referenzpreis (Henry Hub, März 2019) für Erdgas von rund 2,82 $/MMBtu (0,0865 Eurocent/kWh). Da dieser Preis sogar unter dem von Kesselkohle liegt, drängt das Erdgas zeitweise die Kohlekraftwerke aus dem Markt. Es ist aber gar nicht beabsichtigt auf Kohle oder Kernkraft zu verzichten (Versorgungssicherheit). Auch hier bleibt nur der Export als Ausweg. Es mag sich zwar paradox anhören, aber die hohen Weltmarktpreise ziehen die heimatlichen Erdgaspreise über die zusätzliche Nachfrage aus dem Export nach oben und sichern damit der heimischen Industrie auch langfristig günstige Rohstoff- und Energiepreise.

Der LNG-Boom

Die USA können ihr Erdgas über Rohrleitungen nur nach Kanada (ist selbst ein Nettoexporteur) und Mexiko exportieren. Also bleibt nur der Seeweg. Der Gesamtexport im Jahr 2018 betrug 9,9 Bcf/d. Damit sind die USA zum ersten Mal seit 60 Jahren zum Nettoexporteur geworden und der Bezug über Rohrleitungen ist seit 20 Jahren zum ersten Mal kleiner als die Lieferungen ins Ausland.

Der Ausbau der Verflüssigungsanlagen geht schnell voran. Im Jahr 2018 wurde noch ganzjährig durchschnittlich 3,1 Bcf/d (87,8 Millionen m3 pro Tag) Gas verflüssigt. Dieses Jahr gehen noch weitere Anlagen in Sabine Pass, Corpus Christi, Cameron, Freeport und Elba Island in Betrieb. Damit dürfte sich die Kapazität auf etwa 9 Bcf/d (0,255 Milliarden m3 pro Tag) Gas erhöhen.

Hat man Erdgas verflüssigt (Liquefied Natural Gas, LNG), hat man einen Quantensprung in der Flexibilität erreicht: Man ist nicht mehr auf starre Rohrleitungen angewiesen, sondern kann es mit Tankern weltweit und sogar mit Tankwagen in die hintersten Ecken transportieren. Ebenso benötigt man keine aufwendigen und energieintensiven geologischen Speicher mehr um die Lastspitzen an kalten Tagen (Bedarf der Heizungen) ausgleichen zu können. Schon heute werden stationäre Tankanlagen für die Glättung solcher Spitzen eingesetzt. Je mehr sich LNG in der Fläche ausbreitet, um so mehr Schiffe und LKW können es dann als (billigen) Treibstoff nutzen. LNG hat rund 60% der Energiedichte von Dieselkraftstoff und etwa 70% von Benzin.

Der Weltmarkt für LNG wächst schnell. 2017 gab es bereits 19 exportierende und 40 importierende Länder. Die drei größten Exporteure waren Qatar (77.5 MT, Millionen to), Australia (55.6 MT) and Malaysia (26.9 MT) und die drei größten Importeure Japan (83.5 MT), China (39 MT) and South Korea (37.8 MT). Der Bedarf in China wird weiter steigen, da China dringend den Kohleverbrauch in Haushalten und Industrie senken muß. Der Verbrauch in Japan wird demgegenüber mit jedem Kernkraftwerk, das wieder in Betrieb geht, weiter sinken. Durch LNG werden sich analog zu Rohöl die Erdgaspreise weltweit angleichen. Ist das LNG erstmal im Tanker, kann es weltweit umdisponiert werden – immer in Richtung der lokal höchsten Preise. Dies gilt auch dann, wenn beispielsweise ein japanischer Gasversorger feste Verträge mit einer Laufzeit über zwei Jahrzehnte mit einem US-Anbieter hat. Gibt es z. B. ein günstigeres „Tages-Angebot“ aus Australien, kann er seine Ladung aus den USA umleiten. Im Ölgeschäft ist es nicht unüblich, daß ein Tanker auf seiner Reise mehrfach verkauft wird.

Der Erdgaspreis hat auch eine wichtige Konsequenz für die „Alternativen Energien“. Die maximal zulässigen Stromkosten aus Wind und Sonne entsprechen (über dem dicken Daumen) ungefähr dem doppelten Erdgaspreis. Das Gaskraftwerk hat feste Kosten für Personal und Kapitaldienst – ob es nun läuft oder nicht. Das einzige was es spart, wenn es durch Wind und Sonne aus dem Netz gedrängt wird, ist der verringerte Gasverbrauch. Für den Süden der USA ergibt das bei einem aktuellen Erdgaspreis von 2,75 $/MMBtu, weniger als 2 Eurocent für eine Kilowattstunde „Wetterstrom“. Viel Spaß bei der Arbeit, liebe Schlangenölverkäufer. Damit kein Mißverständnis entsteht, noch einmal mit anderen Worten: Deutlich unter zwei Cent pro kWh darf eure elektrische Energie in der Herstellung (ohne Subventionen!) nur kosten, sonst seit ihr sehr bald wieder vom Markt verschwunden. Mit Kohle und Kernenergie hofft ihr ja bald ohnehin nicht mehr konkurrieren zu müssen.

Der Kampf gegen unsere Gesellschaft nimmt Fahrt auf

Pünktlich zum Klimazirkus in Kattowitz macht auch Brüssel wieder von sich reden: Ab 2030 (also in nur 12 Jahren!) soll für neue PKW und Kleintransporter (Handwerker aufgepaßt!) nur noch eine maximale Freisetzung von kapp 60 Gramm CO2 pro Kilometer erlaubt sein. Sie können gar nichts mit diesem Wert anfangen? Das genau, ist die Absicht. Je alltagsferner die Maßeinheit, um so besser für die Propaganda geeignet. Dies wußten schon die „Atomkraft-Gegner“. Übersetzen wir deshalb mal schleunigst diesen geplanten Grenzwert in Maßeinheiten, die jedem Autofahrer nur zu vertraut sind: 60 gr CO2 / km entspricht etwa einem Verbrauch von rund 2,5 Liter Benzin bzw. 2,3 Liter Diesel pro 100 km. Dämmert es jetzt, wohin die Reise gehen soll?

Damit sind Kraftfahrzeuge – wie wir sie heute kennen – gestorben! Nehmen wir mal als stellvertretendes Beispiel einen Golf-Diesel. Der Verbrauch bewegt sich seit dem ersten Modell bis bis zum heutigen Tage um die 6,5 Liter. Dies mag für Annalena und Svenja nur an den Konzernen liegen, aber weit gefehlt Mädels: Es gibt da etwas, was ihr besser nicht abgewählt hättet, das nennt sich Physik! In der Natur verläuft Aufwand und Nutzen immer in der Form von Exponentialfunktionen, die sich einem Grenzwert annähern. Der Volksmund sagte früher: Gott läßt keine Bäume in den Himmel wachsen! In diesem Fall ist der Grenzwert die Leistung (kW!), die man benötigt um ein Auto zu beschleunigen bzw. gegen die Widerstände in Bewegung zu halten. Jetzt kommt auch noch die Zeit (h) mit ins Spiel, die man benötigt um 100 km zurückzulegen. Mal relativ schnell (Autobahn) und mal im „Stop and Go“ (Stadtverkehr) mit ständiger „Kraftstoffvernichtung“ durchs Bremsen. Simsalabim haben wir die benötigte Bewegungs-Energie (kWh!). Nun ist aber Energie, nicht gleich Energie! Die benötigte Antriebsenergie muß erst noch im Fahrzeug (!) erzeugt werden. Diese liegt stets in chemischer Form vor. Gleichgültig ob als Benzin, Diesel, Akku, Wasserstoff oder sonst etwas. Für die Umwandlung setzt die Thermodynamik eindeutige und nicht überwindbare Grenzen. Heutige Verbrennungsmotoren sind nahezu ausgereizt.

Die Energiedichte

Jedes Kraftfahrzeug muß neben seinem Antrieb (Motor, Getriebe und notwendiges Zubehör) auch noch seinen ganzen Energievorrat mitführen. Dieses notwendige Eigengewicht treibt wiederum den Verbrauch selbst in die Höhe. Lange Rede, kurze Aussage: Ein Kraftfahrzeug mit etwa 2 Liter Verbrauch könnte nur ein moderner Trabant sein: Ein Auto mit nur vier Sitzen, aus Plastik und einer Höchstgeschwindigkeit von ca. 100 km/h. Immerhin ein Zugeständnis an die Handwerker, für die bisher ein Lastenfahrrad vorgesehen ist (Kein Witz! Der Rot-Rot-Grüne Berliner Senat fördert bereits Lastenfahrräder für Handwerker und Paketdienste). Wer noch die alte DDR kennt, weiß was alles möglich ist, wenn man nicht anders kann.

Genau das ist der Grund, warum Elektrofahrzeuge ein Flop waren, sind und immer sein werden. Man kann nicht oft genug daran erinnern, daß der erste Porsche einen Elektroantrieb (mit Nabenmotor!) hatte, weil es damals noch keine brauchbaren Verbrennungsmotoren gab. Als es diese gab, war das Konzept schlagartig mausetot. Im Krieg hatte man LKW mit Batterien und Oberleitungsbusse, weil der Treibstoff an der Front gebraucht wurde. Nach dem Krieg war der Spuk wieder vorbei. Die Sache ist eigentlich ganz einfach: Entweder man hat ein Fahrzeug mit geringer Reichweite (kleine Batterie) oder geringer Nutzlast.

Alle Schlaumeier, die nun einfach öfters laden wollen, tappen sofort in die nächste Falle: Die Betankung mit Benzin und Dieselkraftstoff dauert wegen deren hoher Energiedichte (rund 10 kWh/l) nur wenige Minuten. Wollte man gleiches mit elektrischer Energie machen, bräuchte man gewaltige Anschlussleistungen. Hochspannung am Straßenrand, in öffentlich zugänglichen Zapfsäulen?

Ähnliche Überlegungen gelten auch für alle Gase. Hier bleibt nur der Weg über Verflüssigung (LNG). Will man über verdichtete Gase gehen, braucht man große Verdichter (mehrere MW Antriebsleistung bei einer üblichen Autobahntankstelle) und senkt trotzdem die Reichweite auch noch weiter deutlich ab (zwangsläufige Erwärmung im Tank durch die Verdichtung). Wenn es Benzin und Diesel nicht geben würde, müßte man sie halt erfinden. Das das kein Scherz ist, kann man schon an den Kohlehydrieranlagen im Kriegsdeutschland und in Südafrika erkennen.

Mit Wind fahren?

Der größte Witz der Windindustrie ist, man könne doch mit ihrem Abfallstrom CO2 -frei fahren. Scheinbar überschreitet es die geistigen Fähigkeiten von „Ökos“ nachhaltig, den Unterschied zwischen Leistung und Energie zu begreifen. Es ist völlig unbedeutend, wie viel elektrische Energie mit Wind und Sonne erzeugt wird, vielmehr entscheidend ist, welche Leistung wann erzeugt wird. Am anschaulichsten ist es noch bei der Photovoltaik: Nachts ist es dunkel, also Stromproduktion gleich Null. Folglich könnte man damit kein einziges Fahrzeug nachts aufladen – mag die installierte Leistung (dank Subventionen) auch unendlich groß werden.

Ähnlich verhält es sich mit dem Wind. Bläst er tatsächlich mal und die Produktion übersteigt die verwertbare Leistung, hilft nur Abschalten. Man kann doch nicht wirklich glauben, daß sich jemand ein teures Elektroauto kauft um darauf zu warten, daß mal der Wind stark genug bläst. Noch abwegiger ist, die Autobatterien als Netzspeicher zu verwenden. Man stelle sich vor, man muß zur Arbeit, aber die Autobatterie ist leer – gleichgültig ob nicht genug Energie zum Laden vorhanden war oder das Netz mangels Wind noch zusätzlich gezapft hat.

Noch abwegiger ist die Schnapsidee, mit Wind und Sonne Gase herstellen zu wollen. Alle Verfahren sind sehr kapitalintensiv. Die Auslastung einer solchen Anlage ist aber noch deutlich geringer, als die des Windrades selbst. Es soll ja nur dessen „Überschuss-Strom“ eingelagert werden.

Die Stromversorgung

Wenn tatsächlich mehr als 2/3 aller Autos Elektroautos wären, müßten dafür gewaltige Mengen elektrischer Energie zusätzlich produziert werden und noch mehr Leistung (d. h. mehr Kraftwerke) bereitgestellt werden. Praktisch müßte für jedes Auto in der Nähe der eigenen Wohnung oder des Arbeitsplatzes eine Ladestation vorhanden sein. Dafür ist aber das vorhandene Stromnetz gar nicht ausgelegt. Es müßten gewaltige Investitionen in das Nieder- und Mittelspannungsnetz getätigt werden. Überwiegend in den bereits völlig dichten Städten (Erd- und Straßenbauarbeiten). Bei dem heutigen Zustand unseres Landes, eine Aufgabe für Jahrzehnte. Wer trägt dafür die Kosten? Doch wohl letztendlich der Autofahrer selbst.

An dieser Stelle erkennt man auch, wie durchtrieben der Begriff „Flottenverbrauch“ ist. Ein Hersteller der Golf-Klasse müßte für jedes produzierte Auto ein bis zwei Elektromobile verkaufen um den Flottenverbrauch (Elektroautos werden per Definition mit 0,0 COangesetzt, selbst wenn der Strom aus einem Kohlekraftwerk stammt. Alles klar???) zu erreichen. Woher sollen diese Käufer kommen? Für die meisten Familien, die sich höchstens ein Auto finanziell leisten können, dürfte ein Elektromobil völlig ungeeignet sein. Als Zweitwagen mit eigener Garage (Aufladung) oder Arbeitgeberparkplatz mag es ja noch gehen, aber für die Fahrt mit der Familie in den Urlaub?

Da hilft auch keine Mischkalkulation oder Strafzahlungen nach Brüssel. Elektroautos lassen sich nicht verkaufen, wahrscheinlich nicht einmal verschenken.

Gesellschaftliche Konsequenzen

Das Auto soll dem Bürger endgültig mies gemacht werden. Es steckt die allen Sozialisten gemeine Angst vor dem sich frei bewegenden Bürgern dahinter. Michel wird schon noch zu spüren bekommen, wie wahr der alte Slogan „Freie Fahrt für Freie Bürger“ einst war. Man stelle sich mal vor, nur die Hälfte der heutigen Autofahrer müssen auf das nicht vorhandene – bis völlig marode – öffentliche Verkehrssystem umsteigen. Was würden die Konsequenzen für die Vorstädte und ländlichen Räume sein? Nur noch Rentner und Transferleistungsempfänger oder Slums am Rande der Großstädte für die noch arbeitenden?

Der angepeilte Zeitraum von zwölf Jahren ist der ideale Zeitraum für eine „Verschleißstrategie a la DDR“. Man tätigt keine Neuinvestitionen mehr und reduziert Wartung und Instandhaltung um möglichst wenig Wertverlust am Ende zu haben. Parallel investiert man außerhalb dieser seltsamen EU. Die USA – und bald auch GB – stehen schon bereit. Die Europäer können sich dann ausländische Fahrzeuge kaufen oder es bleiben lassen. Wer der Politik auf dem Leim geht – wie einst die Energieversorger mit Energiewende und „Atomausstieg“ – wird untergehen. Jeder in Elektroautos investierte Euro ist zum Fenster rausgeschmissen. Jeder, der jünger als ca. 55 Jahre ist und in der Automobilindustrie oder bei den einschlägigen Zulieferern arbeitet, sollte seine persönliche Lebensplanung dringend überdenken – entweder rechtzeitig den Beruf wechseln oder mit der Industrie ins Ausland gehen. Mit „sozialverträglich“ – wie bei Stahlarbeitern und Steinkohlebergbau, die übrigens hart dafür kämpfen mußten – ist nicht mehr. Dafür ist die Dimension viel zu groß. Rezession ist, wenn dein Nachbar arbeitslos wird, Depression ist, wenn du selbst deinen Arbeitsplatz verlierst.

Umweltschutz auf den Meeren

In weniger als einem Jahr tritt die letzte Stufe der Begrenzung des Schwefelgehaltes für Schiffstreibstoffe in Kraft. Auf den ersten Blick ein energietechnischer Nebenschauplatz. Zumindest aber ein gutes Beispiel dafür, wie Umweltschutznormen entstehen, sich beständig verschärfen und weltweite Folgen für die Wirtschaft haben – weit über das gedachte Anwendungsgebiet hinaus. In diesem Fall bis hin zur Stromerzeugung.

Der Schadstoff Schwefel

Wenn Schwefel verbrannt wird, entsteht Schwefeldioxid (SO2) und Schwefeltrioxid (SO3). In Verbindung mit Wasser bildet sich daraus Schwefelsäure (H2 SO4). Im grünen Deutschland einst – unter dem Kampfbegriff „Waldsterben“ – sehr populär. Im Zusammenhang mit Dieselmotoren soll besonders SO3 eine herausragende Rolle spielen: Es gilt als ein wesentlicher Verursacher des Dieselrußes. Der Vorläufer des aktuellen Aufregers Stickoxide im Kampf gegen den Verbrennungsmotor.

Wenn Abgase den Schornstein verlassen, beginnen sie sich unmittelbar zu verdünnen. Eine nicht zu vernachlässigende Tatsache, insbesondere auf Hoher See. Dort werden sie vom Regen ausgewaschen und stellen kein Problem für die Meeres Flora und Fauna dar. Anders verhält es sich in Küstennähe und auf Flüssen oder in Hafenstädten. Dort können die Abgase zumindest für einige Menschen lästig sein.

Die Entwicklung der Grenzwerte

Besonders in der Bucht von Tokio, in den Häfen der Westküste der USA und in Nord- und Ostsee begann man deshalb Emission Control Areas (ECA) zu definieren. In solchen Gebieten durfte ab July 2010 nur noch Treibstoff mit einem maximalen Gehalt von 1% Schwefel verwendet werden. Dieser Grenzwert wurde ab Januar 2015 weiter auf 0,1% verschärft. Hat man erst einmal einen Schadstoff gefunden, kann man die Grenzwerte immer weiter verschärfen. Wer will schon auf Gremien, Kongresse und Dienstreisen verzichten?

Der nächste Schritt ist dann, die gesamte Erde zu beglücken. So hat die International Maritime Organization (IMO) – müßig zu erwähnen, eine Sonderorganisation der Vereinten Nationen (UN) – schon im Januar 2012 den Schwefelgehalt weltweit auf 3,5% (ehemals 4,5%) begrenzt. Vorsichtshalber hat man gleich beschlossen, daß ab Januar 2020 nur noch ein Grenzwert von 0,5% Schwefel für Schiffstreibstoffe zulässig ist. Ein echter Kostentreiber: Bisher war es üblich, einerseits HSFO (high-sulfur fuel oil mit 3,5% Schwefel) für das offene Meer zu tanken und andererseits schwefelarmen Treibstoff für die ECA-Zonen. Nach dem Verlassen der Küstengewässer wurde umgeschaltet. Zumindest im Sinne von Menschenschutz ein sinnvolles Vorgehen zu optimalen Kosten.

Wohin die Reise geht, kann man schon an den Grenzwerten für Benzin und Dieselkraftstoff nach DIN EN 590 erkennen. Hier sind nur noch 0,001% Schwefel zulässig. Bei den Kraftfahrzeugen mit Abgaskatalysator (nächster Schritt im Schiffsbetrieb?) eine technische Notwendigkeit. Für unser Heizöl Extra Leicht schwefelarm (HEL) sind noch 0,005% Schwefelgehalt zulässig. Hier ist es das Kondensat aus den Brennwertkesseln und die Kanalisation. Lediglich die Luftfahrt scheint noch ein wenig widerspenstig. Für deren Triebwerke gilt ein Grenzwert von 0,03% Schwefel für Jet A1.

Das Rohöl und seine Verarbeitung

Erdöl ist ein Naturprodukt und unterliegt damit großen Schwankungen in seiner Zusammensetzung. Im Handel unterscheidet man leichte (light crude oil) und schwere Rohöle (heavy crude oil), sowie den Schwefelgehalt (sweet oder sour crude oil). Raffinerien müssen sich entsprechend ihrer Verfahrenstechnik und ihrer Kundenwünsche das geeignete Rohöl zusammenkaufen. Der Preis stellt sich am Weltmarkt nach Angebot und Nachfrage ein. Von der Tendenz her, sind dünnflüssige und schwefelarme Rohöle teurer.

Der erste – und in vielen Ländern auch der einzige – Verfahrensschritt ist die Destillation. Das Rohöl wird auf etwa 400 °C erhitzt und in eine Kolonne eingespeist. Dort verdampft es teilweise und kondensiert bei unterschiedlichen Temperaturen in verschiedenen Stufen. Die leicht flüchtigen Anteile (Benzin, Kerosin, leichtes Heizöl etc.) werden so abgetrennt. Es verbleibt ein zähflüssiges Rückstandsöl (residual fuel oil oder resid) mit fast dem gesamten Schwefel. Täglich fallen davon etwa 8 Millionen barrel weltweit an. Bisher wurden davon rund die Hälfte als Schiffstreibstoff verwendet. Die andere Hälfte wird weiter verarbeitet (z. B. Asphalt), mit großem Aufwand weiter zerlegt oder in Kraftwerken verfeuert.

Schon an dieser Stelle erkennt man, daß der derzeitige Verbrauch von etwa 3,2 Millionen barrel HSB (high-sulfur bunker mit 3,5% Schwefel) pro Tag, kein Nischenprodukt ist. Jegliche Veränderung der Spezifikationen wirkt sich unmittelbar auf die Verarbeitung (Investitions- und Betriebskosten) und die Rohölpreise aus. Ob dies die UNO-Beamten überhaupt durchschaut haben oder gar für ihre politischen Interessen ausgenutzt haben, muß der geneigte Leser selbst entscheiden.

Klar ist, daß schon immer die edleren Produkte, wie z. B. Benzin und Kerosin das Geld bei einer Raffinerie bringen mußten. Das Rückstandsöl mußte meist unter dem Einstandspreis für Rohöl verkauft werden. Für alle ein gutes Geschäft: Benzin und Heizöl wurden nicht noch teurer und die Reeder konnten wegen geringer Treibstoffpreise niedrige Frachtraten anbieten.

Die Möglichkeiten

Auf die veränderten Grenzwerte zeichnen sich folgende Reaktionen ab:

  • Erwirken von Ausnahmegenehmigungen. Kann ein Schiff nicht genug schwefelarmen Treibstoff bekommen, kann es eine Sondergenehmigung für die Fahrt oder den Fahrtabschnitt erhalten.
  • Einbau von Rauchgaswäschen (Scrubber)
  • Umrüstung auf alternative Kraftstoffe (LNG, Methanol)
  • Blending (Mischung von Produkten mit unterschiedlichem Schwefelgehalt)
  • Nachrüstung von Raffinerien mit Cokern und Crackern, wodurch ein neues „Abfallprodukt“, der Petrolkoks, entsteht. Entsorgung nur zum Preis von Kesselkohle in Kohlekraftwerken möglich. Einbau zusätzlicher Entschwefelungsanlagen (Hydrodesulfurierung).
  • Veränderung des Rohöleinsatzes wodurch sich die weltweiten Handelsströme verschieben.
  • Erhöhung des Rohöleinsatzes, Steigerung des Eigenverbrauches der Raffinerien.

Ausnahmegenehmigung

Noch ist die Abwicklung von Ausnahmen noch nicht genau geregelt. Man geht aber davon aus, daß sie ähnlich der Gepflogenheiten in der 200-Meilenzone um die USA gehandhabt werden. Dort muß die Anzeige elektronisch vor Einlaufen über einen FONAR (electronic Fuel Oil Non-Availability Report or FONAR) angezeigt werden.

In Deutschland wird das sicherlich streng überwacht und mit drastischen Bußgeldern geahndet werden. Was allerdings in Rußland und Afrika passieren wird, kann man sich leicht vorstellen.

Rauchgaswäschen

Man kann die Abgase eines Schiffsdiesels – wie in einem modernen (schornsteinlosen) Kohlekraftwerk – waschen, bevor sie in den Auspuff geleitet werden. Allerdings mit gewissen Einschränkungen. Auf einem Schiff ist der Platz begrenzt. Man kann daher nicht eine so aufwendige Verfahrenstechnik, wie in einem Kraftwerk an Land einbauen. Die nächste Frage betrifft das Waschmittel. Man kann einfach Meerwasser verwenden, was aber bedeutet, man gibt nun die Schadstoffe konzentriert ab. Ob das eine Verbesserung gegenüber der Verdünnung im Fahrtwind ist, sei dahingestellt. Mit Sicherheit kann man die Abgase deshalb nicht in Häfen und Flüssen waschen. Will man auch dort waschen, braucht man einen geschlossenen Kreislauf wie in einem Kraftwerk. Bleibt dann aber die Frage der Entsorgung des Sondermülls.

Solch eine Rauchgasreinigung kostet je nach Schiff ca. 2 bis 5 Millionen US$ und erfordert einen zusätzlichen Betriebsaufwand. Bisher werden sie hauptsächlich in Kreuzfahrtschiffen eingebaut. Dort können sie den Passagieren ein besonders gutes Gefühl geben.

Alternative Kraftstoffe

Es gibt praktisch zwei Alternativen: Flüssiges Erdgas (LNG) und Methanol. Beide enthalten keinen Schwefel. In sog. Gas-Diesel-Motoren können sie problemlos verbrannt werden. Bei ihnen ist ein kleiner Anteil Diesel nur noch zur Zündung (1,5 bis 6%) erforderlich (d. h. der Diesel-Kreisprozess mit seinem guten Wirkungsgrad bleibt erhalten). Gleichwohl können sie auch stufenlos nur mit Diesel betrieben werden. Derzeit ist LNG der absolute Favorit (bei Neubauten) gegenüber Bunkeröl. Hinzu kommt eine „Zukunftssicherheit“. Auch die IMO bastelt bereits an CO2 Vorschriften und Abgaben. Erdgas setzt gegenüber Öl nur rund 75% CO2 frei. Allerdings ist das Volumen von LNG größer und es ist eine aufwendigere Technik mit Isoliertanks nötig (Lagertemperatur < -160°C). Der Platzbedarf ist rund doppelt so groß.

Inzwischen gibt es einen Weltmarkt und ganze Tankerflotten für LNG. Gleichwohl muß erst eine Infrastruktur aus dezentralen Lagern, Tankstellen in den Häfen, Bunkerbooten, Tanklastern usw. aufgebaut werden. An der Nordseeküste und im Ostseeraum (ECA-Zonen) ist man damit bereits weit vorangekommen. Hinzu kommt, daß LNG billig ist, jedenfalls weitaus billiger als entschwefelter Kraftstoff.

Blending

Zumindest in den ersten Jahren wird das Mischen von unterschiedlichen Ölen zu LSB ( low-sulfur bunker bis 0,5% S) gängige Praxis sein. Es gibt etliche Raffinerien, die für dünnflüssige und süße Rohöle gebaut sind. Diese liefern ein Rückstandsöl mit rund 1% Schwefelgehalt. Will man daraus LSB herstellen, benötigt man rund die gleiche Menge an Dieselkraftstoff bzw. Kerosin etc. Diese Nachfrage wird die Preise für Kraftstoffe und Flugzeugtreibstoff in die Höhe treiben.

Nachrüstung von Raffinerien

Rückstandsöle sind ein Abfallprodukt. Ihr Wert liegt deshalb meist deutlich unter dem Einstandspreis für Rohöl. Es gab deshalb schon immer Bestrebungen, Rückstandsöle in höherwertige Produkte umzuwandeln. Grundsätzlich gilt, je mehr Wasserstoff ein Öl enthält, um so geringer ist sein Siedepunkt. Man muß also dem Rückstandsöl Wasserstoff hinzufügen. Dies geschieht z. B. in einem Coker. Dort wird Rückstandsöl bei Temperaturen von über 500°C in wasserstoffreiche Leichtöle und Petrolkoks zerlegt. Der Wasserstoff wird also hierbei nur intern umgelagert. Schwefel und Schwermetalle verbleiben im Koks.

Man kann aber auch Wasserstoff von außen hinzuführen. Mit Wasserstoff gelingt auch eine Entschwefelung. Bei der Hydrodesulfurierung wird der im Öl enthaltene Schwefel erst in Schwefelwasserstoff und anschließend in elementaren Schwefel umgewandelt. Ein sehr energieintensives Verfahren. Zudem ist Wasserstoff recht teuer.

Es handelt sich um komplexe verfahrenstechnische Anlagen. Eine Nachrüstung einer Raffinerie dauert mehrere Jahre und kostet zig Milliarden. Es ist klar, daß sich diese Kosten in den Produkten widerspiegeln müssen.

Rohöleinsatz

Raffinerien sind meist für die Verarbeitung bestimmter Rohöle gebaut. Es ist aber schon immer üblich, Mischungen verschiedener Rohöle herzustellen, um ein synthetisches Rohöl zu erhalten. Dies ist ein Weg für einfachere Raffinerien sich den Gegebenheiten ab 2020 anzupassen. Man kann z. B. das Rückstandsöl einer Raffinerie, die Arab Light verarbeitet etwa hälftig mit Bakken Rohöl vermischen und erhält daraus ein Öl ähnlich Maya Crude. Dies ist ein typischer Weg für Raffinerien am Golf von Mexiko. Man kauft das Rückstandsöl billig am Weltmarkt ein, mischt es mit besonders leichtem Rohöl aus Dakota usw. (Fracking) und kann es in den entsprechenden Raffinerien verarbeiten.

Das Henne-Ei Problem

Die Verschärfung der Grenzwerte in einem Schritt, an einem Stichtag, hat eine enorme wirtschaftliche Herausforderung heraufbeschworen. Die Reeder können nur Wetten abschließen. Keiner kennt die zukünftige Preisdifferenz zwischen HFO (higher-sulfur heavy fuel oil) und (MGO) (low-sulfur marine distillates—marine gas oil) bzw. MDO (marine diesel oil). Genau dieser Wert entscheidet aber über die Amortisation für die Millionen-Investition pro Schiff und Wäscher. Ganz ähnliches gilt für die Preisdifferenz zu LNG. Der Einsatz von LNG dürfte sich nur für Schiffe rechnen, die überwiegend in den ECA-Zonen (nur 0,1% S) fahren. Es verwundert daher nicht, daß bis heute weniger als 1% der Handelsflotte mit über 50 000 Schiffen umgestellt ist.

Bei den Raffinerien sieht es nicht besser aus. Man geht davon aus, daß die Preise für HFO weiter fallen werden (auf ca. 60% der Rohöleinstandspreise). Gewinner sind im Moment Raffinerien, die bereits über Coker und Hydrodesulfurierung verfügen. Sie können doppelt von den fallenden Preisen für HFO und den steigenden Preisen für schwefelarme Öle profitieren. Gerade für kleine Raffinerien ist das Investitionsrisiko in Milliardenprojekte viel zu groß. Außerdem werden die Preisdifferenzen um so kleiner, je mehr Raffinerien umstellen.

Wie gewaltig die Verschiebungen sein werden, zeigen die Bilanzen aus 2012: Es wurden weltweit insgesamt 260 Millionen to Schiffstreibstoffe verbraucht. Davon waren 223 Millionen to HFO und lediglich 37 Millionen to MGO/MDO. Für 2020 schätzt man den Verbrauch auf 352 Millionen to. Die Verteilung ist noch unabsehbar. Man muß deshalb mindestens von Mitte 2019 bis 2020 von stark schwankenden Preisen für Mineralölprodukte ausgehen. Wie die Weltwirtschaft darauf reagiert, weiß keiner.

Konsequenzen

Dies ist wieder mal ein Beispiel für die Festlegung von Grenzwerten – die der Mehrheit der Bevölkerung gar nichts sagen – durch ferne und abgehobene Gremien. Ähnlich der Stickoxide durch die EU. Die Bombe ist erst geplatzt, als der Normalbürger von Fahrverboten betroffen war. Aktuell hat man gerade die Diskussion über „unverbindliche Empfehlungen“ der UNO auf einem ganz anderen Gebiet. Auch die IMO-Grenzwerte waren einst nicht bindend. Hier setzt die Kritik an den einschlägigen Industrieverbänden ein. In der Phantasiewelt der Linken, schreiben die Lobby-Verbände die Gesetze. In der Realität ist das mitnichten so. Sie stehen einer Mauer von – überwiegend ungebildeten, aber ideologisch gefestigten – Politikern, Bürokraten und Nicht-Regierungsorganisationen gegenüber. Allesamt Personen, die für die wirtschaftlichen Konsequenzen ihres Handelns in keiner Weise verantwortlich sind. Die meisten sind nicht einmal demokratisch legitimiert. Das Vehikel Umweltschutz hat sich inzwischen als eine Gefahr für alle Gesellschaften herausgebildet. Auf keinem Sektor sind so viele Scharlatane und Ideologen unterwegs. Mit der zunehmenden Abnahme naturwissenschaftlicher Kenntnisse in Deutschland wird eine notwendige Aufklärung über technisch-wirtschaftliche Abhängigkeiten immer schwieriger.