Harmlose Kernenergie II

Windturbine auf dem Randen (Bilder Bruno Fricker)

Bitte beachten Sie die Hyperlinks im Text, statt Literaturverzeichnis.

Zusammenfassung

Wer cool auf die Geschichte der Kernreaktoren blickt, erkennt: Atomkraftwerke sind die bislang sicherste Versorgung mit elektrischer Bandenergie. Durch ihren Betrieb hat sich im Westen kein einziger Todesfall ereignet. Kernkraftwerke waren und sind so zuverlässig wie Wasserkraftwerke (Link). Die Energiewende ist im Gange, mit dem heissen Sommer erst recht. Anton Gunzinger, Tausendsassa in Supercomputern, weibelt landauf landab für Null CO2 mit den neuen Erneuerbaren. Wer wie Gunzinger von seiner Mission derart eingenommen ist und sich als Schwarzmaler für Kernenergie outet, ist vielleicht auf einem Auge blind. Was propagiert Gunzinger eigentlich? Er will die Schweiz mit 100 Prozent erneuerbarem Strom versorgen und unabhängig von Stromimporten machen. Dazu wären 150 Quadratkilometer Solarpanels und 2250 Hochleistungs-Windturbinen mit je 2 Megawatt Leistung (140 m Höhe) notwendig, wie Gunzinger berechnet hat. Dazu müssten alle 2 Millionen Gebäude mit Solardächern möglichst rasch (zwangsweise) eingedeckt werden. Windturbinen brauchen viel Platz. Der minimale Abstand beträgt 800 Meter zum nächsten Haus, das ergibt eine Gefahrenzone von zwei Quadratkilometern um jedes Rad. Also benötigen die 2250 Windräder 4500 Quadratkilometer Landfläche. So viel Landwirtschaftsland besitzt die Schweiz. Und dennoch konstatiert auch Gunzinger eine riesige Versorgungslücke im Winter, die er durch zahlreiche Biogas-Kraftwerke schliessen möchte. Biogaskraftwerke produzieren Methan, ein wichtiges Treibhausgas, und mehrere für Menschen gefährliche Gase (Link). Man sollte das eine tun und das andere nicht lassen. Für eine zeitweise reichliche und CO2-neutrale Stromversorgung begrüssen wir die neuen erneuerbaren Energien, ohne Zwang und wo es passt. Um nicht zu scheitern, müssen wir auch den Weg für eine Erneuerung unserer Atomkraftwerke frei machen. Die im Bau befindlichen Reaktoren Typ III+ sind noch sicherer. Sie sind sogar erneuerbare Energiequellen, da der noch sehr energiereiche Atommüll wiederverwendet und die Menschen auf unabsehbare Zeit versorgen wird. 

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Das „Rubbiatron“ ist kein Luftschloss mehr, es ist in Belgien im Bau. Es wird langlebigen Atommüll in kürzerlebige Nuklide verwandeln und dabei Energie liefern (myrrha.be). Ich habe dies in der Mai-Kolumne kolportiert. – Werfen wir nun einen Blick auf die globale Zukunft der Kernenergie. Die Schweiz hat leider beschlossen, die Kernenergie auslaufen zu lassen. Die Stimmbürger haben am 21.Mai 2017 das neue Energiegesetz angenommen, in dem die Förderung der erneuerbaren Energien mit einem Verbot des Baus neuer Kernkraftwerke gekoppelt ist. Man kann in Zweifel ziehen, ob sich die Stimmbürger gegen Kernenergie ausgesprochen hätten, wenn über beide Punkte separat abgestimmt worden wäre. Wir erachten das AKW-Bauverbot jedenfalls als fatalen Nachteil für die Schweiz, weil es die Energiewende massiv gefährden wird. Dies wird in vielen Ländern ganz anders gehandhabt. Das Power Reactor Information System der IAEA macht dazu präzise Angaben. Es gibt weltweit 24 Länder, die mindestens so viel Kernenergie produzieren wie die Schweiz. Die alphabetische Liste dieser Staaten lautet:

In 14 Ländern (+) werden derzeit neue Kernkraftwerke dazu gebaut. Die mit Abstand grössten Atomkraft-Produzenten sind die USA, Frankreich, Japan, China, Russland und Indien. In diesen 14 Ländern (+) gibt es nukleare Neubau-Projekte. Es kann mithin keine Rede davon sein, die Kernenergie sei ein Auslaufmodell. 2017 waren weltweit 449 Atomreaktoren in Betrieb. Diese haben netto 2‘519 TWh Strom erzeugt, das waren 11% der gesamten Stromproduktion. Die Schweiz produzierte atomar 20 TWh mit 33% Anteil am Strommix. 2017 baute die Welt 55 neue Kernkraftwerke. Blicken wir auf die gut 50-jährige Erfolgsgeschichte: Die US-Navy betrieb 254 Kernreaktoren für den Schiffsantrieb ohne schädliche Freisetzung von Radioaktivität. In den Vereinigten Staaten sind heute 99 zivile Atomkraftwerke in Betrieb, es gab bis jetzt deswegen keinen einzigen Todesfall. Derzeit gehen in den USA zwei neueste Druckwasserreaktoren mit passiver Sicherheit ans Netz. Sie versorgen rund eine Million Häuser. Bei einer gravierenden Störung kann sich dieses System ohne Benutzereingriff und bei Stromausfall ohne Pumpen automatisch abschalten. Der Reaktorkern schützt sich selber, mit Hilfe der Schwerkraft und der natürlichen Wasserzirkulation in seinem Innern. Durch den Betrieb dieses Megakraftwerks entstehen – es kann nicht genug betont werden – kein CO2 und   keine schädlichen Treibhausgase. Uran ist ein Brennstoff, der nicht brennt und deshalb auch keinerlei Luftschadstoffe oder Treibhausgase erzeugt. Man spricht zwar von Brennstäben, aber das ist keine Verbrennung wie bei Kohle, sondern eine Entfesselung der Bindungsenergie von Atomkernen. Uran ist ein Geschenk der Natur. Es besitzt eine ungeheure Energiedichte. Um eine gute alte 100 Watt Glühlampe 1 Jahr leuchten zu lassen braucht es 400 kg Kohle oder 1.5 Gramm 5% angereichertes Uran, wie es im Kernreaktor vorliegt. Jede Person in der Schweiz braucht etwa das 10-fache an elektrischem Strom. Alle Bewohner der Schweiz brauchen also gut 40 Tonnen Uran in Reaktorqualität pro Jahr, da ein Drittel des Stroms aus Kernkraft kommt. Hinzu kommen die Industrie und das Gewerbe. Pro Jahr benötigen die fünf Schweizer Kernkraftwerke insgesamt rund 550 Tonnen Natur-Uran, respektive 80 Tonnen angereichertes Urandioxid, was einem Volumen von gut sieben Kubikmetern entspricht. Das stärkste unserer Atomkraftwerke, Leibstadt, benötigt 25 Tonnen jährlich. Seine Bruttoleistung beträgt 1275 MW. Das entspricht rund 16 % des in der Schweiz verbrauchten Stroms. Es liefert Strom für 2 Millionen Haushalte auf einem nur 24 Hektaren grossen Areal.

Die Welt befindet sich mit der Atomenergie an einer technologischen Wende hin zu den Generation-IV Kernreaktoren. Es wird rund um die Erde an neuen Reaktortypen gearbeitet, mit denen vier Verbesserungen angestrebt werden:

-          Reaktorsicherheit: unkontrollierte Überhitzung und Kernschmelzen wären durch passive Eigensicherheit ausgeschlossen

-          Reduktion radioaktiven Abfalls: langlebige Atomabfälle gäbe es viel weniger, da selbst der radioaktive Müll früherer KKWs unter Energiegewinnung transmutiert und in radioaktiv kurzlebige oder nicht radioaktive, teilweise wertvolle Nuklide umgewandelt wird; dadurch würde das Endlagerproblem entschärft

-          Proliferationsresistenz: das Abzweigen von Spaltprodukten für militärische oder terroristische Verwendung würde noch schwieriger

-          Wirkungsgrad: durch hohe Temperaturen entstünde nebst Strom auch hochwertige Prozesswärme, die für Energiespeicherung verwendet werde kann (Produktion synthetischen Treibstoffs aus Luft, Wasserstoffproduktion)

-          Erneuerbare Kernenergie: der aufbereitete Kernbrennstoff wird nicht nur einmal verwendet und dann als Abfall entsorgt, sondern grösstenteils rezykliert, wodurch der Brennstoffkreislauf geschlossen wird; die Kernenergie wird durch „MOX-fuel“ erneuerbar; diese Abfallreduktion durch „Verbrennung“ wurde schon seit Jahren gemacht

Die neuen Kernreaktortypen arbeiten mit schnellen Neutronen und sehr hohen Temperaturen. Letzteres eröffnet ein weites Feld für einen energetischen Doppelnutzen: Turbinierter elektrischer Strom und Prozesswärme ergeben zusammen einen viel höheren Wirkungsgrad. Die überschüssige Prozesswärme kann in umweltneutrale Energieträger umgewandelt werden (synthetischer Treibstoff und Wasserstoff). Die energetisch wertvollen und teils seltenen Endprodukte aus Fission und Transmutation durch schnelle Neutronen werden für medizinische Anwendungen und in der Produktion hochwertiger Industrieprodukte gefragt sein. Die Trennung der zahlreichen, auch hochradioaktiven Spaltprodukte ist allerdings eine komplizierte Sache, die durch moderne Nuklearchemie und Robotertechnologie aber lösbar erscheint. Die ETHZ und ETHL leisten dazu wichtige Forschungsbeiträge. Das PSI verfügt aus vergangene Anstrengungen über die weltweit leistungsfähigste Quelle für schnelle Neutronen, fortschrittlichste Methoden zur Materialforschung, ein Hotlabor und erstklassige Fachleute. Diese Forschung ist international und langfristig. Das PSI hat z.B. Chinesen ausgebildet. Seit Jahrzehnten wurde bei uns in dieser Sache zu wenig investiert. Nun sind Geldmittel durch das fatale Verbot neuer Atomkraftwerke erst recht blockiert. Es ist höchste Zeit, dieses Verbot im Interesse des Klimaziels aufzuheben. Ohne Kernenergie wird es scheitern.

Da die Erneuerbaren keine tragfähige Lösung bieten, kann sich eigentlich kein fortschrittlicher Staat erlauben, die Kernenergieforschung zu vernachlässigen. Denn was sind die Konsequenzen dieser sogenannt nachhaltigen Energiewende für die Schweiz, welche „Atomkraft-nein-danke“ skandiert?  Ihr heutiger omnipräsenter Wortführer, Anton Gunzinger (Computeringenieur, nicht Physiker), hat es selber verdienstvoll und genau ausgerechnet, notabene für den heutigen Elektrizitätsbedarf, der doch gewiss enorm steigen müsste, wenn fossile Verbrennung verboten wird. Hier nur zwei bizarre Eckpunkte seiner Vision für die solare Schweiz: 150 Quadratkilometer Solarpanels (alle 2 Millionen Gebäude müssten damit zwangsweise eingedeckt werden), 2250 mächtige Windturbinen (auf unseren schönen Höhenzügen, Kuppen, Gebirgszügen wohin das Auge schaut rotieren im Alpenland gewaltige Räder) mit einem enormen Platzbedarf (Abstand 800 Meter zum nächsten Haus, möglichst keine Menschen in dieser Gefahrenzone von zwei Quadratkilometern um jedes Rad, also mit 4500 Quadratkilometern Flächenbedarf nur für die Windenergie, etwa so viel wie helvetisches Landwirtschaftsland).

Und dennoch konstatiert auch Gunzinger eine riesige Versorgungslücke im Winter, die er durch zahlreiche Biogas-Kraftwerke schliessen will, die durch explosives Methan und giftiges, stinkendes Schwefelwasserstoffgas Mensch und Umwelt erheblich gefährden würden. Tatsächlich werden wir im Winter nur durch Stromimporte, vermutlich aus Frankreichs 58 Atomkraftwerken, genug Strom haben. Deutschland wird im Winter selber zu wenig Energie haben, weil dannzumal auch sein Gaspotential ausgeschöpft und die dreckige Kohlekraft kaum mehr opportun sein wird. Ab 2022 hat ausgerechnet das Land der Maschinenbauer keine Atomkraftwerke mehr. Die Deutschen könnten uns aber Atommüll liefern, den wir in modernsten Kernkraftwerken transmutieren würden, ohne unsere einmalige Landschaft und die saubere Luft kaputt zu machen. Der bisherige AKW-Abfall enthält noch 95% ungenutzte Kernenergie. Wir hätten energetisch ausgesorgt, würden den Deutschen die Endlagerung abnehmen und hätten weiterhin mehr als genug erneuerbare Atomkraft in Ergänzung zu unseren Stauseen.

Kurzum: Etwas Windkraft und etwas Solarenergie sind sicher willkommen, aber bitte weiterhin mit diesem Drittel Atomstrom.

Warum unsere Gunzingers die Kernenergie scheuen wie der Teufel das Weihwasser ist schleierhaft. Die Angst vor einem Supergau und Verstrahlung ist überholt! Ein Beispiel: Es würde niemandem einfallen, auf die heutige Röntgendiagnostik mit CT-Scannern und auf die hoch wirksame Radio-Onkologie, auf Gamma-Knifes und radioaktive Seeds und PET-Scans, Knochenszintigramme und den Herzkatheter zu verzichten, nur weil dabei hohe Strahlendosen im Spiel sind, mit denen sich die Pioniere vor 100 Jahren verstrahlt haben, weil sie nicht wussten, was sie taten. (Dennoch wurde Madame Curie 66 Jahre alt.) Diese Strahlen sind heute berechenbar und kontrollierbar, genau wie die Abläufe in einem modernen Kernkraftwerk auch. Schon im Physikstudium erklärte uns der Kernphysik-Professor Marmier: „In einem Atomkraftwerk sind Sie besser vor Strahlung geschützt, als im Engadin.“ In der Medizin ermöglichen die Strahlen drastische Lebensverlängerung, nicht Verkürzung. Generell wird Radiotoxizität massiv überschätzt, geflissentlich übersehen werden dagegen die gesundheitlichen Schäden von Kohlekraftwerken. Warum will man ausgerechnet unsere sicherste Grundenergiequelle an die Wand fahren, die ein gutes Drittel unserer Industrie und unserer Haushalte seit 50 Jahren zuverlässig versorgt hat?

Wir sind stolze Innovationsweltmeister. Die Willensnation möge auch mit verstärkter Innovationskraft bitte ihre bewährten KKWs ersetzen, statt abstellen, und damit gleichzeitig auch das Endlagerproblem einer Lösung zuführen. Das sind keine übertriebenen Utopien, es ist die normale Evolution von Wissenschaft und Technologie in unserem schönen Land, das in Forschung und Ingenieurskunst seit eh und je die hellsten Köpfe vereint.