01.09.2005
“Das Energieproblem kann gelöst werden”
Interview mit Wolf Häfele
Der Kernforscher Wolf Häfele im Gespräch mit Heinz Horeis über die Qualität von Energieprognosen und daraus abgeleiteter Politik - damals und heute.
„In ihren grundlegenden Aussagen gilt diese Studie noch immer“, sagt Prof. Wolf Häfele. Die Rede ist von „Energy in a Finite World“, veröffentlicht vor knapp 25 Jahren vom Internationalen Institut für Angewandte Systemanalyse (IIASA) in Laxenburg bei Wien. Die Studie gilt als „Mutter aller globalen Energieszenarios“, da ihre Autoren die Energiesituation erstmals im globalen Maßstab behandelten. Sie war das erste große Forschungsprojekt des IIASA, eines 1972 gegründeten Instituts, an dem Wissenschaftler aus Ost und West zusammenarbeiten sollten. Wolf Häfele, damals Kernphysiker am Kernforschungszentrum Karlsruhe, beteiligte sich ab 1973. Er leitete in den folgenden Jahren die Arbeit an der Energiestudie, an der etwa 140 Wissenschaftler aus 19 Ländern mitwirkten. Sie überrascht noch heute durch ihre Sachlichkeit. Die Wissenschaftler gingen davon aus, was gegeben, was absehbar und was machbar erschien. Sie suchten eine Lösung für eine dynamische, wachsende Zivilisation in einer endlichen Welt und kamen zu dem Schluss: das Energieproblem kann gelöst werden.
Novo: Herr Häfele, Sie waren Programmleiter der Studie „Energy in a Finite World“. Wie sehen Sie sie im Licht der heutigen Energiepolitik?
Wolf Häfele: Als unsere Studie in den 70er-Jahren entstand, entwickelten sich auch die Vorstellungen, welche heute die Energiepolitik, zumindest in Deutschland, prägen. Insbesondere möchte ich Amory Lovins nennen, der 1975 einen langen Artikel in der Zeitschrift Foreign Affairs veröffentlichte, betitelt „Energy Strategies – the Road not Taken“. Darin plädierte er für erneuerbare Energien sowie für eine dezentrale und kleine Energieversorgung. Damals entstand auch die Idee des Nullwachstums, und der britische Ökonom E.F. Schumacher propagierte sein „Small is beautiful“. Diese Vorstellungen waren nicht nur Energie-, sondern auch Gesellschaftspolitik. Der Sierra Club in den USA und die Grünen nahmen diese Welle auf, die heute weitgehend das Gefühlsbild der Öffentlichkeit bestimmt. Bereits in den 70er-Jahren war absehbar, dass es hier zu einer Konfrontation kommen würde.
Wie sehen Sie Ihre Studie vor diesem Hintergrund?
Die Sachfeststellungen unserer Studie gelten nach wie vor, etwa, was die Ressourcenlage angeht. Wir haben festgestellt, dass die Öl- und Gasvorräte noch für etwa 100 Jahre reichen würden. Solche Zahlen darf man nicht so genau nehmen; Aussagen darüber, wie groß die Vorräte sind, sind fließend. Wichtig an der Aussage war, dass die Öl- und Gasvorräte noch eine zeitlang halten und dass wir während dieser Zeit die Möglichkeit haben, insbesondere zur Wasserstoffwirtschaft überzugehen. Das ist immerhin ein Punkt, wo ich mit dem augenblicklichen Trend übereinstimme. Wir haben in der Studie auch davor gewarnt, in die Ära der „schmutzigen“, konventionellen fossilen Brennstoffvorräte einzutreten. Man macht heute allerdings das Gegenteil: im kanadischen Athabasca werden Teersande abgebaut, am Orinoco wird stark metallhaltiges Erdöl gefördert.
Sie haben die aktuelle Energiepolitik als Rückschritt bezeichnet und kritisieren, dass sie von „vorgefasste Meinungen und Ideologien“ bestimmt wird. Woran machen Sie dies fest?
Zum einen in der nahezu grenzenlosen Förderung der Windenergie. Windenergie ist zu teuer. Die Subsidien sind erheblich. Windenergie kann man nicht speichern. Die Speicherung wird stattdessen ersetzt durch die Rückfallproduktionskapazität konventioneller Kraftwerke. Weht der Wind nicht oder nur ungenügend, müssen diese anlaufen. Das führt dazu, dass die benötigte Kapazität doppelt installiert sein muss. Zum zweiten ist auch die totale Negation der Kernenergie nicht nachzuvollziehen. Mehr als 30 Prozent des Elektrizitätsbedarfs in Deutschland werden durch Kernkraftwerke gedeckt, in Frankreich sind es 70 Prozent. Den Ausstoß von CO2 verringern und gleichzeitig die Kernenergie ablösen – beides zusammen geht nicht.
Ist die Vehemenz, mit der die Politik bei hohen Zusatzkosten alternative Energien in den Markt drückt, notwendig?
Wenn man ideologische Ziele verfolgt, dann ja. Zur Lösung des Energieproblems allerdings nicht. Da müsste man strategisch vorgehen, nicht ideologisch.
Sie setzen immer noch auf die Kernenergie?
Ganz ausdrücklich.
Nach heutiger Lesart ist das eine Dinosauriertechnologie von vorgestern. Können Sie mit dieser Kritik leben?
Das stört mich überhaupt nicht. Kernkraftwerke sind groß und deswegen billig und zuverlässig. Das Etikett „Dinosauriertechnologie“ hat mit der Sache nichts zu tun.
Bei vollständiger Spaltung setzt ein Gramm Uran drei Millionen Mal mehr Energie frei als ein Gramm Kohle. Über diesen Faktor, so sagen Sie, staunen Sie noch immer. Warum?
Dieser Faktor kommt aus der Physik und liegt in der technischen Umsetzung natürlich nicht mehr so hoch. Dennoch ist er eine ganz unerwartete Hilfe. Diesen Faktor findet man, je nachdem, wie man es rechnet, auch zwischen den erneuerbaren und den fossilen Energien, so dass zwischen den erneuerbaren Energien und der Kernenergie ein Faktor von einer Milliarde liegt. Wenn ich also mit der Kernenergie vernünftig umgehe, verfüge ich über einen Schatz, der es mir erlaubt, beispielsweise Flächen und Landschaft unberührt zu lassen. Wir können die Erzeugung der Primärenergie auf wenige Plätze konzentrieren und den Rest des Landes frei halten.
Das Kriterium des Flächenverbrauchs geht seitens der Politik nicht ein in die Bewertung der erneuerbaren Energien?
Ein entscheidendes Kapitel unserer Studie befasst sich mit Energiedichten. Die Verbrauchsdichte in Städten beträgt fünf Watt pro Quadratmeter. Die Erzeugungsdichte von Biomasse und anderen „weichen Energien“ liegt bei einem Watt pro Quadratmeter. Das bringt uns zurück zu dem Problem der Holzversorgung, das wir im 18. Jahrhundert hatten. Da wurden die Wälder abgeholzt, weil die Versorgungsflächen für die Städte um ein Mehrfaches größer sein mussten. Der Wald wurde erst wieder aufgeforstet, als die Kohle den erneuerbaren Energieträger Holz ablöste. Kohle bedeutete damals Freiheit. Das haben wir inzwischen vergessen. Die Eifel zum Beispiel wurde ab 1815, nach den Napoleonischen Kriegen, wieder aufgeforstet. Davor war sie ein ödes Karstgebiet. Diese Freiheit kommt daher, dass sie Primärenergie konzentrierter erzeugen können. Das galt damals für Kohle gegenüber Holz. Heute, bei gestiegener Bevölkerungszahl, hat die infrastrukturelle Flächenfreiheit durch Kernenergie einen ähnlich hohen Faktor in Bezug auf Kohle wie damals Kohle gegenüber Holz. Diesen grundlegenden Zusammenhang lässt man heute außer Acht.
Umweltminister Trittin meint jedoch, die Nutzung der Kernenergie führe zu einem „permanenten Überangebot an Elektrizität“.
Das ist doch wunderbar! Elektrizität ist die sauberste Energie, die wir haben. Davon können wir gar nicht genug haben. Trittins Argument ist doch Unsinn! Da schimmert ein gesellschaftspolitisches Unternehmen durch, zurück zu rustikalen, zurückgenommenen Lebensformen, wie es von Lovins propagiert wurde.
"Den Ausstoß von CO2 verringern und gleichzeitig die Kernenergie ablösen – beides zusammen geht nicht."
Die Windenergienutzung hat allerdings wenig mit den ursprünglichen Vorstellungen von dezentraler Kleintechnologie zu tun.
Solange es klein ist, ist es schön. Wenn die Technologie aber die Grundlast tragen soll, dann wird es hässlich. Mit dem früheren Konzept des „Small is beautiful“ hat die heutige Energiepolitik nichts mehr zu tun. Da setzt sich die Wirklichkeit durch. Da kommt zum Vorschein, was wir schon berechnet haben: man benötigt sehr, sehr großen Flächen, wenn man den Energiebedarf aus erneuerbaren Energiequellen decken will.
Kommen wir auf den Faktor drei Millionen zurück. Dahinter verbirgt sich ein großes Potenzial, welches heutige Technologien gerade erst angekratzt haben. Ist bei diesen theoretischen Möglichkeiten ein Ausstieg nicht töricht?
Technisch machbar ist von diesem Potenzial derzeit der Faktor 1000. Aber das ist ja immer noch sehr schön. Aber potenziell bedeutet Kernenergie unbegrenzte Energiebereitstellung. Allerdings müssen wir dann brüten; anders geht es nicht. Gemessen an diesen Möglichkeiten ist ein Ausstieg natürlich töricht. China und Indien gehen ja aus diesem Grund auch in die Kernenergie.
In Deutschland gab es eigenständige kerntechnologische Entwicklungen – den Schnellen Brutreaktor (SBR) und den Hochtemperaturreaktor (HTR). Wie passen sie zur der Strategie „Weg von den fossilen Brennstoffen“?
Ohne den Schnellen Brüter wird das Uran nur zu zwei oder drei Prozent ausgenutzt. Dann wären die abbaubaren und bezahlbaren Uranvorräte vergleichbar mit den Öl- oder Erdgasvorräten – Reichweite etwa 150 Terawattjahre. Das ist schön zu haben, und es ist wichtig, aber es ist ebenso begrenzt wie das Öl.
Will man das wirkliche Potenzial der Kernenergie nutzen, muss man brüten. Dann nutzen wir das Uran zu 60 Prozent aus. Dann könnte man auch hohe Preise für die Uranversorgung zahlen, bis hin zur Gewinnung von Uran aus dem Meerwasser. Die strategischen Dimensionen der Kernenergie hängen also am Schnellen Brüter.
Damit hätte man eine Reichweite von einigen tausend Jahren?
Richtig.
Worin liegt die Bedeutung des HTR?
Es gab drei Konzepte für die Nutzung des HTR. Der aussichtsreichste Ansatz sah einen kleinen Reaktor von nicht mehr als 250 MW vor, der als schlanke Säule gebaut wird und nicht als großer Topf wie der Versuchsreaktor in Hamm-Uentrop. Dieser Kleinreaktor hat sehr attraktive sicherheitstechnische Eigenschaften, die zum Beispiel ein Durchgehen des Reaktors grundsätzlich ausschließen.
Diese Vorteile kombinieren mit dem wirtschaftlichen Aspekt der Wasserstofferzeugung. Der HTR liefert Prozesswärme von 1000 Grad, die man zur Hochtemperaturelektrolyse von Wasser nutzen kann. Für diese Technologie gab es in den 70er- und 80er-Jahren vor allem in Deutschland schöne Ansätze – etwa das Verfahren „Hot Elly“. Doch sind diese Entwicklungen schon bald versandet. Aber will man ernsthaft in die Wasserstoffwirtschaft einsteigen, wäre unter strategischen Gesichtspunkten die Einführung des Hochtemperaturreaktors mit der Entwicklung der „Hot Elly“ ein sehr guter Weg.
Es ist ja sinnvoll, Wasserstoff nicht ausgerechnet mit fossilen Brennstoffen zu erzeugen. Das kann nicht die Strategie sein. Das geht nur mit Sonnenenergie oder Kernenergie, und wenn es die Kernenergie sein soll, dann sollte man dafür den HTR gezielt entwickeln. Insofern hat der Hochtemperaturreaktor aufgrund seiner Eigenschaften eine große Perspektive. Gefüttert werden müsste der HTR aus dem Schnellen Brüter. Übernähme der SBR die Elektrizitätsversorgung und steckte das erbrütete Material in den HTR, ließe sich ein Energieszenario vorstellen, in dem sowohl Elektrizität als auch Wasserstoff mit Kernenergie bereitgestellt würden.
Wie passen Wasserstoffwirtschaft und Sonnenenergie zusammen?
Prima, denn das Großartige ist, dass man mit einem Sekundärnetz aus Elektrizität und Wasserstoff jedwede Art von Primärenergie aufnehmen kann – Kernenergie, Sonnenenergie ebenso wie den kleinen Anteil, den die Erneuerbaren bringen.
Mit Sonnenenergie hätte man das Problem des immensen Flächenbedarfs. Wollte man das Öl mit solar erzeugtem Wasserstoff ersetzen, müsste man nicht die halbe Sahara mit Solarzellen bedecken?
Sogar die ganze Sahara, aber es geht. Man bräuchte zehn Millionen Quadratkilometer nutzbare Erdoberfläche. Die gesamte Erdoberfläche umfasst 150 Millionen Quadratkilometer. Davon sind 50 Millionen für diesen Zweck brauchbar. 13 Millionen davon werden landwirtschaftlich genutzt. Von der übrigen Fläche könnten sie zehn Millionen Quadratkilometer für die Wasserstofferzeugung nehmen. Das Szenario haben wir durchgerechnet. Es ist denkbar. Es müssen die Kosten stimmen, und es muss technisch machbar sein. Das Beste wäre, wir hätten eine Photozelle, die nicht Elektrizität, sondern direkt Wasserstoff erzeugt. Mittels Gentechnologie sollte das grundsätzlich machbar sein. Das ist natürlich eine langfristige Zukunftsperspektive. Sie bedeutet aber, dass wir auch mit zwölf oder mehr Milliarden Menschen am Energieproblem nicht scheitern müssten. Der letzte Satz unserer Studie heißt deshalb auch: „It could be done!“
Mit Solarenergie stellt sich die Frage nach dem Flächenbedarf und dem Landschaftsverbrauch in extremer Schärfe.
Das ist eine politische Frage, und die muss man beantworten. Mit der Konzentration auf die Sahara mit ihren rund neun Millionen Quadratkilometern gerieten wir natürlich wieder in eine neue Art von Energieabhängigkeit. Das sind alles sehr langfristige Perspektiven. Sie hängen von der Politik ab. Das technische Argument aber bleibt: die Sonnenenergie als Grundlastversorger hätte einen Flächenbedarf von zehn Millionen Quadratkilometern. Im Prinzip ist diese Fläche vorhanden.
Ist Wasserstoff also der Heilsbringer?
Es wird der Eindruck erweckt, als sei Wasserstoff eine Primärquelle. Das ist es nicht. Man muss sagen, wo die Primärenergie herkommt, um den Wasserstoff herzustellen. Kluge Leute sprechen von Hydricity – der Kombination von Hydrogen (Wasserstoff) und Elektrizität. Das ist das ideale Sekundärenergieträgernetz. In den 80er-Jahren haben wir in Jülich die Laxenburger Studie fortgesetzt und ein Energiesystem beschrieben und durchgerechnet, das auf Wasserstoff, Elektrizität und, in dem Maße, wie man es für den Verkehr braucht, mittelfristig auch auf Methanol beruht. Methanol enthält ja einen Anteil Kohlenstoff. Immerhin ist Methanol zu 50 Prozent ein Energieträger auf der Basis von Wasserstoff, die übrigen 50 sind aber Kohlenstoff.
"Viele denken, mit Kyoto käme alles wieder in Ordnung. Das kommt es nicht."
In diesem Energiesystem schlagen wir vor, dass der Primärenergieträger Öl, Erdgas oder Kohle vor der Verbrennung zerlegt wird. Damit werden Schadstoffe vor der Verbrennung separiert und gehen gar nicht erst in die Luft. Damit ließe sich der CO2-Ausstoß um 75 Prozent reduzieren.
Das größte Hemmnis für die Kernenergie ist die Entsorgung. Wie stehen Sie dazu?
Das ist ein schier endloses Thema, dass sich aber auch kurz behandeln lässt. Dazu muss man sich drei Zahlen merken. Lagert man die Brennstäbe so, wie sie sind, und wartet, bis sie keine Radioaktivität mehr enthalten, dauert das eine Million Jahre. Lässt man die Strahlung auf Werte abklingen, wie sie in natürlichem Uranerz vorkommen, dauert das 10.000 Jahre. Letztere sind geologisch überschaubar, eine Million Jahre sind es jedoch nicht.
Trennt man die hochradioaktiven Spaltprodukte ab und setzt die Transmutation ein, indem man den hochradioaktiven Rest bestrahlt und dadurch in unschädliche Elemente umwandelt, dann liegt der Zeitraum bei 300 Jahren. Es gibt derzeit ein europäisches Projekt, wo das Verfahren im Prinzip demonstriert werden soll. Nutzt man Kernenergie im großen Maßstab, dann ist auch die Entwicklung der Entsorgung über Transmutation kein zu großer Aufwand. Dieser Aufwand läge heute bei 10 bis 20 Milliarden Euro.
Muss dieser Aufwand sein, wenn 10.000 Jahre geologisch überschaubar sind?
Man könnte sich durchaus mit einer Frist von 10.000 Jahren zufrieden geben. Das Entsorgungsproblem ist ein hinreichend ernstes, aber gleichzeitig weiches Problem. Es ist so wenig fassbar, es betrifft lange Zeiträume und biologische Fragen. Damit lässt sich lange argumentieren, wenn man die Nutzung der Kernenergie verhindern will.
Natürlich haben viele Menschen ernsthaft Angst vor den Problemen, die mit der Entsorgung verbunden sind. Aber das CO2-Problem ist ähnlich gelagert. Die Beschlüsse von Kyoto werden daran nichts ändern. Damit kann man den künftigen Anstieg des CO2-Gehalts in der Atmosphäre verringern, nicht aber den bereits vorhandenen übergroßen Anteil des CO2 in der Atmosphäre. Bis sich dieser Anteil wieder reduziert, braucht es 1000, 2000 oder 3000 Jahre. Anders ausgedrückt: das fossile Entsorgungsproblem, nämlich das in der Atmosphäre vorhandene Kohlendioxid, hat annähernd dieselbe Zeitskala wie das nukleare Entsorgungsproblem. Das ist den Wenigsten bewusst.
Im Bewusstsein ist: Mit Kyoto kommt alles wieder in Ordnung. Das kommt es nicht. Will man das CO2 so beseitigen, wie man bei der nuklearen Seite die Strahlung beseitigen will, dauert das viele tausend Jahre, und das mit einem viel, viel größeren Aufwand. Da sind wir wieder bei der Größe der Infrastruktur. Das CO2 muss über die Oberfläche des gesamten Globus entsorgt werden; bei der Kernenergie konzentriert sich die Entsorgung räumlich auf eine kleine Zahl von Entsorgungsanlagen.
Früher spielte die Wissenschaft eine wichtige Rolle in der Energiediskussion und bei der Festlegung von Perspektiven und Strategien. Wie ist das heute?
Diese Rolle ist nicht mehr vorhanden. Es gibt bestimmte Wissenschaftler, „concerned scientists“, die als Einzelperson eine bestimmte Richtung unterstützen. Dann heißt es zwar, die Wissenschaft habe das und das gesagt. Aber im großen Maßstab ist der wissenschaftliche Einfluss auf diesem Sektor verschwunden.
