01.11.2004

Die Wiederkehr der Kernenergie

Essay von Ludwig Lindner

Die Kernenergie ist die sicherste und effektivste Form der Energiegewinnung und vor allem dann empfehlenswert, wenn man natürliche Ressourcen schonen will.

Es entspricht der menschlichen Natur, dass man Dinge besser versteht, die man sehen oder anfassen kann. Deshalb sind radioaktive Strahlen, die außerhalb des sichtbaren Bereiches liegen, für viele Menschen schwer „begreifbar“. Dennoch ist Radioaktivität eine ganz natürliche Erscheinung in unserem alltäglichen Leben. Jeder Mensch ist selbst radioaktiv. In unserem Körper zerfallen jede Sekunde etwa 9000 Atome der Elemente Kalium 40 und Kohlenstoff 14 und setzen dabei Strahlung frei. Das Leben ist nur durch Radioaktivität möglich, denn die Wärme auf der Erde wird zu etwa 70 Prozent vom radioaktiven Zerfall des Urans im Erdreich geliefert, etwa 30 Prozent entstammen dem flüssigen Magma im Erdinnern. Die natürliche Radioaktivität, mit der alle Lebewesen zu leben gelernt haben, setzt sich hauptsächlich aus der Strahlung des Edelgases Radon, das aus dem natürlichen Zerfall von Uran gebildet wird, sowie aus kosmischer und terrestrischer Strahlung zusammen. Die Strahlenbelastung liegt in Deutschland bei etwa 2,4 mSv/Jahr, an einigen Stellen im Bayerischen Wald bei 3,5 mSv/Jahr, an manchen Orten der Welt ist sie noch deutlich höher, etwa im indischen Kerala, wo bis zu 20 mSv/Jahr erreicht werden. Hinzu kommen lebensstilbedingte Expositionen, vor allem durch das Rauchen, das bei 20 Zigaretten täglich die Lunge mit 8 mSv/Jahr belastet.
Während sich kaum jemand Gedanken macht, ob man – vielleicht durch geeignete Wohnortwahl – die natürliche Radioaktivität meiden sollte, sind die meisten Menschen durchaus ob der Gefahren künstlich erzeugter Radioaktivität besorgt, die in Kernkraftwerken entsteht. Wir fragen uns: Wie sicher sind Kernkraftwerke? Ist eine Katastrophe wie in Tschernobyl auch in Deutschland möglich? Sind die Castortransporte sicher und bleiben die Behälter dicht? Wie ist es mit der Endlagerung für viele Tausend Jahre?


Diese Fragen sind vor allem auch deshalb berechtigt, weil international der Einsatz der Kernenergie zunimmt und sich dieser Trend mittelfristig mit sinkender Verfügbarkeit und steigenden Preisen bei fossilen Energieträgen noch verstärken wird. Ende 2003 waren 439 Kernkraftwerke weltweit in Betrieb, die meisten schon seit Jahrzehnten, 29 sind derzeit im Bau, 32 in Planung und 72 in Vorschlagsreife. Die modernen Kernkraftwerke erreichen heute mehr als 90 Prozent Jahresverfügbarkeit. Unter den weltweit zehn Kernkraftwerken mit der höchsten Jahres-Stromproduktion sind seit vielen Jahren mehr als fünf deutsche Anlagen. Diese gute Verfügbarkeit und Sicherheit und auch die Wirtschaftlichkeit haben zu einer Renaissance der Kernenergie geführt: In den USA haben bereits 25 Kernkraftwerke die Verlängerung der Betriebslizenz von 40 auf 60 Jahre erhalten. Finnland und Frankreich bauen ein neues fortschrittliches Kernkraftwerk (EPR European Pressurized Water Reactor), in vielen Ländern Asiens werden neue Kernkraftwerke gebaut. Die Schweiz hat sich in einer Volksabstimmung für den Weiterbetrieb ihrer Kernkraftwerke entschieden, und in Ländern wie Schweden wird der geplante „Atomausstieg“ immer weiter verschoben. Auch in Deutschland zeigen Meinungsumfragen mittlerweile wieder eine Mehrheit für Kernenergie in der Bevölkerung.


Stand der Technik heute
Für die Sicherheitsdiskussion gibt es zwei Bezugspunkte: Harrisburg und Tschernobyl. Die beiden Reaktorkatastrophen sind Beleg dafür, dass natürlich auch in Kernkraftwerken einiges schief gehen kann.
In Harrisburg trat im Kernkraftwerk Three Mile Island im Jahr 1979 eine Kernschmelze ein, die jedoch im geschlossenen Reaktorgebäude verblieb. Obwohl ein kleiner Teil der Radioaktivität freigesetzt wurde (Edelgase), gab es keine Toten, Verletzten oder direkt erkennbare Gesundheitsschäden, wie mehr als ein Dutzend Studien zwischen 1981 und 1991 gezeigt haben. Das System hat also schon vor 25 Jahren einen GAU (größter anzunehmender Unfall) verkraftet und die technische Weiterentwicklung hat inzwischen viele erhebliche Verbesserungen gebracht.
Anders in Tschernobyl im Jahr 1986. Dieser sowjetische Reaktortyp wurde zur militärischen Plutonium-Produktion entwickelt und dann auch zur Stromproduktion genutzt. Im Reaktor 4 hatte die Betriebsmannschaft einen nicht zulässigen Versuch im Grenzbereich gefahren und dabei wesentliche Sicherheitsvorrichtungen außer Betrieb genommen. Die Betriebsmannschaft war unzureichend informiert und ausgebildet.
Außerdem war dieser Reaktortyp konstruktiv und sicherheitstechnisch schlechter ausgestattet als die westlichen Kernkraftwerke. Es kam zur Zerstörung der Brennelemente, zum Graphitbrand und zum Austritt von 4 Prozent des Kernbrennstoffes in die Umwelt mit den bekannten Folgen. Nach Angaben der UNO starben 31 Menschen, die hohen Strahlendosen ausgesetzt waren. Zudem kam es bis zum Jahr 2003 zu rund 2000 zusätzlichen Fällen von Schilddrüsenkrebs in der Ukraine, in Russland sowie in Weißrussland, vor allem bei Kindern, die glücklicherweise zum größten Teil geheilt werden konnten. Direkte Ursache war die Belastung durch leicht flüchtiges radioaktives Jod, das sich in der Schilddrüse anreichert. Dies hätte durch die Gabe von Jodtabletten verhindert werden können, denn wenn die Schilddrüse mit Jod abgesättigt ist, nimmt sie das radioaktive Jod nicht mehr auf. Doch Jodtabletten wurden nur in Polen verteilt, wo daher kaum zusätzliche Schilddrüsenerkrankungen auftraten.
Die heute betriebenen und die zurzeit im Bau befindlichen Kernkraftwerke westlicher Technologie sind selbstverständlich in ihrer Sicherheitstechnik viel besser ausgerüstet als der Tschernobylreaktor. Für den Betrieb der Kernkraftwerke sind zur Vermeidung der Freisetzung von Spaltprodukten oder noch größerer Störungen wie zum Beispiel eines GAUs eine Reihe von Sicherheitseinrichtungen erforderlich. Die Reaktoren vom Typ EPR, die in Finnland im Jahre 2009 und in Frankreich 2011 in Betrieb gehen sollen, verfügen sogar über noch weiter gehende Sicherheitseinrichtungen, wie etwa über die Auslegung gegen Kernschmelze durch Sammeln und Kühlen derselben in einer speziell ausgeführten Reaktorgrube aus keramischem Material mit separater Notkühlung.
Neben den überwiegend genutzten Druck- und Siedewasserreaktoren sind unter den Ende 2003 weltweit betriebenen 439 Kernkraftwerken noch einige andere Reaktortypen in Betrieb, etwa Natururan-Schwerwasserreaktoren, Helium-Gasgekühlte Reaktoren und im ehemaligen Ostblock auch noch einige Reaktoren vom Tschernobyltyp, die allerdings heute mit Unterstützung der westlichen Länder auf einen erheblich verbesserten Sicherheitsstandard gebracht wurden.
Der so genannte „Schnelle Brüter“, bei dem mehr Kernbrennstoff erzeugt (erbrütet) als verbraucht wird, wurde im nordrhein-westfälischen Kalkar zu 90 Prozent fertiggestellt, nach jahrelangem politischem Streit und ständig neuen technischen Nachforderungen der Behörden aber schließlich von der Industrie aufgegeben. Anlagen vom Typ Schneller Brüter arbeiten zurzeit noch in Russland und Japan. Die Technologie dürfte dann wieder interessant werden, wenn das Natururan teurer wird.
Schließlich gibt es noch den Thorium-Hochtemperatur-Reaktor (THTR), auch als Kugelhaufen- oder Schultenreaktor bekannt, der Thorium als Kernbrennstoff verwendet. Ein solcher High-Tech-Hochtemperaturreaktor (300 MW) – eine deutsche Entwicklung – wurde in Hamm Uentrop nach rund 16.000 Betriebstunden1988 stillgelegt, weil die weitere staatliche Förderung vom damaligen Ministerpräsidenten Rau verwehrt wurde. Dieser Reaktortyp wird derzeit mit deutscher Hilfe in Südafrika sowie in China weiterentwickelt. Er besitzt aufgrund seiner Bauweise besonders vorteilhafte Sicherheitsmerkmale. Er ist inhärent sicher, so dass auch bei Totalausfall aller Systeme keine Kernschmelze mit Entweichen von Radioaktivität auftreten kann.

In den USA wurde unter der Federführung des Energieministeriums damit begonnen, speziell für den dezentralen Einsatz in der Dritten Welt kleine transportable und wartungsfreie, versiegelte Kernreaktoren zu entwickeln. Die SSTAR genannten Minikraftwerke („small, sealed, transportable, autonomous reactor“) funktionieren nach dem Prinzip des Schnellen Brüters. Sie werden betriebsbereit per Schiff und LKW geliefert, produzieren Strom, ohne dass irgendwelche Eingriffe erforderlich sind, und werden schließlich nach 30 Jahren Betriebszeit wieder abgeholt. Per Satellit wird überwacht, dass die Versiegelung nicht geöffnet wird. Bis 2015 soll der erste Prototyp fertiggestellt sein.
Während des Betriebes geht keine Gefährdung von Kernkraftwerken aus. Durch die massiven Beton- und Stahlabschirmungen ist die Strahlung in der Nähe der Kernkraftwerke gegenüber der natürlichen Radioaktivität nicht erhöht. Die Abgabe von radioaktiven Stoffen mit dem Wasser beziehungsweise mit der Abluft wird von den Betreibern ständig überwacht und von den Behörden kontrolliert, zum Teil durch Fernüberwachungen. Die Radioaktivität in Abwasser und Abluft liegt deutlich unter den von den Behörden genehmigten sehr niedrigen Werten. Für Störungsfälle sind umfangreiche Sicherheitsmaßnahmen und Abschaltverriegelungen vorhanden. Diese sind insgesamt deutlich besser als bei anderen Industrieanlagen.
Aufgrund der Flugzeugangriffe auf das World Trade Center am 11. September 2001 forderten Kernkraftgegner wiederholt die sofortige Abschaltung von Kernkraftwerken. Damit wäre das Problem Terrorgefährdung jedoch nicht gelöst. Es gibt in Deutschland 7800 Anlagen, die bei Angriffen von Terroristen zu einer Gefahr für die Umwelt und die Bevölkerung werden könnten. Diese Anlagen unterliegen deshalb der Störfallverordnung. Sie alle zu schützen ist nicht möglich. Wenn man auf diese Weise Prävention betreiben wollte, müssten Fußballspiele am Wochenende verboten, Flugplätze und das Frankfurter Waldstadion (nahe dem Frankfurter Flughafen) geschlossen, Raffinerien und Chemieanlagen geschlossen, Staus auf den Autobahnen „verboten“ werden usw.


Wohin mit dem Atommüll?
Ein Problem der Kernenergie besteht zweifellos darin, dass Stoffe zurückbleiben, die zum Teil noch für sehr lange Zeit radioaktiv strahlen und daher sicher verwahrt werden müssen. Eine Alternative wäre die Zerstörung der langlebigen hochradioaktiven Stoffe durch so genannte Transmutation, was heute zwar im Labormaßstab technisch möglich ist, aber sehr hohe Kosten verursachen würde. Dies mag sich in Zukunft ändern. Im Moment werden die abgebrannten Brennstäbe zunächst in Castorbehälter verpackt. Deren Transportsicherheit wurde in umfangreichen Tests geprüft. Sie überstehen den Abwurf aus einem Hubschrauber, den Zusammenstoß mit einer Eisenbahn, eine Fahrt gegen eine Wand und 30 Minuten Feuer bei mehr als 800 Grad. Die Außenstrahlung während des Transports ist minimal, die zusätzliche Strahlenbelastung für die Polizisten vernachlässigbar. Das Begleitpersonal hat bereits 1997 Dosimeter zum Nachweis der Strahlenbelastung getragen, die erhaltenen Strahlendosen lagen unterhalb der Nachweisgrenze.
Für die Endlagerung der radioaktiven Abfälle gibt es zwei Möglichkeiten: Eine ist die chemische Aufarbeitung der Brennelemente in einer Wiederaufbereitungsanlage, wie zum Beispiel im französischen La Hague oder im britischen Sellafield. Dabei wird der verbrauchte Kernbrennstoff aufgearbeitet, die Spaltprodukte vom Uran und Plutonium abgetrennt. Das Plutonium kann mit neuem Uran zu so genanntem MOX-Kernbrennstoff (Uran-Plutonium-Misch-Oxid) verarbeitet und wieder in Kernreaktoren zur Stromerzeugung genutzt werden. Die Spaltprodukte werden in Glas eingeschmolzen und sind in speziellen Behältern direkt für die Endlagerung geeignet. Die Vorteile dieser Verfahrensweise liegen auf der Hand: Spaltprodukte in unlöslichem Glas, kleines Volumen und Nutzung des Plutoniums im MOX-Kernbrennstoff. Dieser vernünftigste Weg für die abgebrannten Brennelemente ist laut „Atomkonsens“ allerdings nur noch bis 2005 zulässig.
In Deutschland steht derzeit keine entsprechende Anlage zur Verfügung. Das Projekt der vorgesehenen Wiederaufbereitungsanlage im bayerischen Wackersdorf wurde nach massiven, teilweise gewaltvollen Protesten fallen gelassen. Hinzu kam, dass es sich auch für die Energiewirtschaft als ökonomischer erwies, statt der teuren Wiederaufarbeitung die Brennelemente der direkten Endlagerung zuzuführen, auf die Wiederverwendung des erzeugten Plutoniums zu verzichten und stattdessen preiswertes Uran zu verwenden. Ähnlich erging es der MOX-Anlage in Hanau, die zur Wiederverwendung des Plutoniums in Kernreaktoren und damit zur Entsorgung geplant war. Aufgrund immer neuer Auflagen durch den damaligen hessischen Umweltminister Joschka Fischer gab schließlich der Betreiber auf und verzichtete auf die Inbetriebnahme. Die voll funktionsfähige Anlage wurde zerlegt und in Kisten verpackt, um vielleicht irgendwann doch noch nach China verkauft zu werden.
Die zweite, ab 2005 einzig zulässige Möglichkeit ist die direkte Endlagerung der abgebrannten Brennelemente. Die Brennelemente in den Castorbehältern werden dabei in standortnahen Zwischenlagern etliche Jahre zum weiteren Abklingen der Radioaktivität gelagert.
Als Endlager für den radioaktiven Abfall unter der Erde sind Salz, Granit und Ton vorgesehen. Mit Gorleben hat Deutschland im Salzstock einen sehr gut geeigneten Endlagerstandort. Das ist zumindest die Meinung aller namhaften Experten. Die Salzstöcke in Deutschland sind mehr als 100 Millionen Jahre alt und seitdem unversehrt. Fest verschlossener radioaktiver Abfall würde dort auch Millionen Jahre wie ein „toter Hund liegen“, so die Geologen vor Ort.
Im Jahre 1999 hat jedoch Bundesumweltminister Trittin einen Erkundungsstopp (Memorandum) für Gorleben verfügt und einen Arbeitskreis AkEnd gegründet, der deutschlandweit nach Alternativstandorten suchen soll. Damit kann nun wieder offiziell behauptet werden, das Endlagerproblem sei ungelöst, was gemeinhin als eines der Hauptargumente gegen die Nutzung der Kernenergie vorgebracht wird.
Mit diesem Erkundungsstopp und der Suche nach neuen Endlagern verhindert Trittin einen vernünftigen Abschluss der Arbeiten und verursacht Kosten in Milliardenhöhe für die Volkswirtschaft. Bisher wurden für Gorleben und den bereits genehmigten Standort für schwachen bis mittelaktiven Abfall Konrad insgesamt 2,2 Mrd. Euro ausgegeben.


Vernünftige Zukunftsszenarien
Für eine Volkswirtschaft sollten zwei Prämissen bei der Energieerzeugung gelten: Es dürfen keine ideologischen Argumente gegen oder für bestimmte Energieformen zum Tragen kommen, und die Energiegewinnungsverfahren müssen zur jeweiligen Zeit nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten unter Einbeziehung langfristiger Perspektiven ausgewählt werden. Beide Prämissen sind in Deutschland heute nicht erfüllt. Der Ausstieg wurde aus rein ideologischen und politischen Gründen beschlossen und mutet vom Ausland betrachtet als sehr seltsam und unverständlich an, wenn man bedenkt, dass die weltweit besten Kernkraftwerke in Deutschland betrieben werden. Ebenso fragwürdig erscheint die massive Subventionierung der als alternativ bezeichneten Energieversorgungsformen. Diese Alimentierung kostete die Volkswirtschaft allein 2003 rund 2,6 Mrd. Euro und soll mit steigender Tendenz noch rund 20 Jahre weiter laufen. Dabei können Windräder Kohle und Kernenergie nicht ersetzen, weil immer Reservekraftwerke (so genannte Schattenkraftwerke) bereitstehen müssen für Zeiten, in denen der Wind nicht genug oder zu heftig weht. Bei hohem Windangebot müssen die Schattenkraftwerke auf der Basis von Kohle mit Teillast und damit schlechterem Wirkungsgrad betrieben werden, was höhere CO2-Emissionen pro kWh bedeutet.
Es sind inzwischen 15.000 Windkraftanlagen in Deutschland installiert. Die Technik ist ausreichend erprobt. Die weitere Subventionierung ist deshalb falsch. Das gleiche gilt heute für die Solarzellen zur Stromerzeugung. Beide Stromerzeugungsverfahren haben ihre Berechtigung in Sonderfällen, wenn keine Infrastruktur für Strom vorhanden ist. Sie haben aber keine Berechtigung in Deutschland mit einer ausgesprochen guten Infrastruktur. Die Windkraftanlagen im Binnenland sind ökonomisch unsinnig. Auch die Stromerzeugung mit Off-Shore-Windkraftanlagen wird wegen der hohen Investitionskosten noch lange unwirtschaftlich bleiben. Solarzellen zur Stromerzeugung werden auch auf lange Sicht nicht nur in Deutschland ein Nischendasein fristen, weil sie zu teuer und nicht effektiv genug sind. Auf die Biomasse (Holz, landwirtschaftliche Abfälle, gezielter Anbau von Energiepflanzen) werden von Rot-Grün große Hoffnungen gesetzt. Doch auch diese Verfahren funktionieren nur mit massiver Subvention. Auch die scheinbare „CO2-Neutralität“ bei den nachwachsenden Rohstoffen ist zweifelhaft. Die Pflanzen wachsen nur im Sommer. Und bei Holz brauchen die Bäume 80 Jahre, um das bei der Verfeuerung entstandene CO2 wieder zu binden.
Im laufenden Jahrhundert sollten wir in Deutschland die Braunkohle als ökonomischen und heimischen Brennstoff nutzen, die deutsche Steinkohle „auf Sparflamme“ weiter nutzen (damit die weltweit führende Bergbautechnologie ein Übungsfeld hat), Importsteinkohle verwenden, die Laufzeit der bestehenden Kernkraftwerke wie in den USA auf 60 Jahre verlängern und dann neue Kernkraftwerke bauen. Beim Bau von Erdgaskraftwerken zur Stromerzeugung sollte wegen der starken Abhängigkeit der Stromerzeugungskosten vom unberechenbaren Erdgaspreis Zurückhaltung geübt werden.
Die Kraft-Wärme-Kopplung, die schon seit den 30er-Jahren des 20. Jahrhunderts in der Chemieindustrie in großem Stil eingesetzt wird, wird mit Erdgas als Rohstoff dort eine verstärkte Anwendung finden, wo Wärme oder Kälte das ganze Jahr benötigt wird. Die Wasserkraft ist in Deutschland ausgereizt, weltweit gibt es aber noch beträchtliche Potenziale.


Sinnvolle Nutzung aller Energiequellen
Von heute ca. 6 Mrd. wird die Menschheit bis 2030 auf ca.10 Mrd. Menschen anwachsen. Alle diese Menschen brauchen Energie und wollen einen Lebensstandard haben wie wir in Mitteleuropa. Deshalb betont die Weltenergiekonferenz (World Energy Conference) immer wieder, dass wir zukünftig alle möglichen Energieformen nutzen müssen. Folglich ist es auch richtig, alle denkbaren Energieerzeugungsarten zu untersuchen, insbesondere weil die fossilen Energien (Erdöl, Erdgas, Kohle) endlich sind und als Rohstoffe für die chemische Industrie nachfolgender Generationen geschont werden sollten.
Hierzu kann besonders die Kernenergie beitragen kann, denn für Uran gibt es bisher als wesentliche Nutzung nur die Energieerzeugung. Und Kernenergie ist neben Wasserkraft die einzige sinnvolle und wirtschaftliche Energie, bei der CO2-Emissionen vermieden werden.