Volle Atomkraft voraus

Eine neue Generation Atomkraftwerke könnte zum Klimaschutz beitragen, sagen einige Experten. Dafür könnten sie sogar den vorhandenen Atommüll nutzen. Wie realistisch ist das?

(u.a. Hamburger Abendblatt, November 2019)

In der Diskussion um klimafreundliche Energie geht es meist um die Kraft von Sonne und Wind. Doch es gibt Forscher, die eine Art der Energiegewinnung ins Spiel bringen, die seit Fukushima zumindest in Deutschland eigentlich undenkbar geworden ist: die Atomkraft.

Wolle das Land seine Klimaziele erreichen, komme man um diese Form der CO2-armen Energiegewinnung nicht herum, so die Argumentation einiger Wissenschaftler. Außerdem habe die Forschung derart gewaltige Fortschritte gemacht, dass moderne Reaktoren aus dem vorhandenen Atommüll Energie erzeugen könnten. Klingt verlockend. Oder doch nicht?

Als „definitiv vielversprechend“ sieht auch der Leiter für Reaktorsicherheit am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Sören Kliem, diese neuen Kernreaktoren. Aus „rationaler Sicht“ spreche vieles für die neue Technologie, sagt auch Dirk Bosbach, Professor für Nukleare Entsorgung und Reaktorsicherheit am Forschungszentrum Jülich. Atommüll werde beseitigt, gleichzeitig Energie gewonnen. Und das auch in Zeiten, in denen die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht. Aber selbst dann, so Bosbach, sei das Problem des Atommülls nicht geklärt.

Aus vorhandenem Atommüll Energie gewinnen

Um die Offenheit einiger Experten für einen Neustart der Kernkraft zu verstehen, muss man einen Blick in die Funktionsweise eines Atomkraftwerks werfen. In den Reaktoren findet in den Brennstäben die Kernspaltung statt. Dabei werden vorrangig Uran-Atome gespalten, Energie wird frei. Mit der lässt sich Wasser erhitzen. Wasserdampf entsteht, der wiederum eine Turbine antreibt. Mithilfe eines Generators lässt sich daraus Strom erzeugen.

Die klassischen Reaktoren können bislang nur einen winzigen Teil – 0,7 Prozent – des eingesetzten Urans nutzen, das Uran-235. Denn um die nukleare Kettenreaktion in Gang zu setzen, werden die Brennstäbe mit Neutronen beschossen. Diese Antreiber der Kettenreaktion werden jedoch durch das Kühlwasser im Reaktor stark abgebremst – so stark, dass sie den überwiegenden Anteil des Urans, das Uran-238, nicht spalten können. Übrig bleibt jede Menge ungenutztes Uran – der größte Teil des Atommülls.

Die neuen Reaktoren könnten hingegen das gesamte Uran-Sortiment nutzen. Hier werden die Brennelemente meist mit Natrium statt mit Wasser gekühlt. Die Neutronen werden so weniger abgebremst und können auch das Uran-238 angreifen. Der Atommüll werde so zwar nicht vollständig beseitigt, sagt Bosbach, die bislang in Deutschland vorhandenen 28.000 Kubikmeter hoch radioaktiven Abfalls würden jedoch auf ein Drittel reduziert. Der verbleibende Rest müsste dann nur noch 700 statt 300.000 Jahre endgelagert werden.

Die Idee ist nicht neu. Den ersten schnellen Reaktor gab es bereits 1951 in den USA. Sie galten jedoch bislang als technisch schwer kontrollierbar und ökonomisch unrentabel. Vor 18 Jahren gründete sich dann das Generation-IV-Forum. Der Forschungsverbund aus neun Staaten hatte sich zum Ziel gesetzt, diese schnellen Reaktoren rentabler und sicherer zu machen – und 2035 die erste Anlage der vierten Generation ans Netz zu bringen.

Nach Sören Kliems Einschätzung könnten diese neuen Anlagen schon jetzt gebaut werden, „bis auf wenige Materialprobleme“ seien die bereits marktreif. In Ländern wie Frankreich, die weiter auf Kernenergie setzen, sei es daher nur eine Frage der Zeit, bis die neuen Reaktoren gebaut werden, vermutlich in der zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts. In Deutschland will man dagegen bis 2022 endgültig aus der Atomenergie aussteigen.

Zwölf Cent für die Kilowattstunde Atomstrom – vier Cent für Strom aus Sonne

Klimafreundlich und womöglich ihren eigenen Abfall schluckend mag Atomkraft sein. Aber rechnet sie sich auch? Während erneuerbare Energieträger deutlich erschwinglicher wurden, hat sich die Kernenergie immer weiter verteuert. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme prognostiziert für das Jahr 2025 zwölf Cent für eine Kilowattstunde Atomstrom, für Strom aus Sonne etwa vier Cent, aus Wind vier bis neun Cent.

Sehr teuer würde die Kernenergie vor allem dann, wenn alle Kosten einberechnet würden. Etwa die ungeklärte Endlagerung oder die Versicherung gegen Unfälle. Bislang müssen die Kraftwerksbetreiber nicht dafür aufkommen. „In Ländern mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energien aus Wind und Sonne ist der wirtschaftliche Betrieb von Atomkraftwerken kaum möglich“, sagt Dirk Uwe Sauer, Leiter des Projekts „Energiesysteme der Zukunft“ und Professor für Elektrochemische Energiewandlung an der RWTH Aachen.

Um Schwankungen auszugleichen, so Sauer, bräuchte man zwar Kraftwerke, die schnell ihre Leistung hoch- und runterfahren können. Sie müssten aber auch günstig in ihren Investitionskosten sein. Atomkraftwerke lohnten sich nur bei voller Auslastung. Und nicht zuletzt: Die Reaktoren müssten erst gebaut werden. Mit technischen Updates bestehender Anlagen ist es nicht getan.

Neue Atomkraftwerke entstünden daher heute nur dort, wo sie direkt oder indirekt staatlich unterstützt werden, sich also nicht in einem freien Energiemarkt behaupten müssten. Eine flexible Alternative ist etwa die Power-to-Gas-Technologie, bei der Energie bei viel Wind und Sonne gespeichert wird und bei Bedarf in einem Gaskraftwerk in Strom umgewandelt wird – und nur weniger als ein Zehntel von einem Atomkraftwerk kostet.

Brennelemente müssen aufwendig aufbereitet werden

Selbst wenn man in den neuen Kraftwerken den Atommüll verwendet, würde das die Kosten nicht schmälern: „Man kann ja die verbrauchten Brennelemente nicht einfach in die neuen Reaktoren stecken und dann sind die weg. Die müssten vorher aufwendig wiederaufbereitet werden“, gibt Bosbach zu bedenken. Die Anlagen müssten erst geschaffen werden. Eine Studie der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften kam 2015 im Rahmen der Endlagersuche zu dem Ergebnis: Die hiesige Abfallmenge lohne sich nicht, um neue Anlagen zu bauen.

Auch das seien, nebenbei gesagt, keine neuen Überlegungen, so Bosbach. In Europa gibt es seit den 1960er Jahren zwei große Wiederaufbereitungsanlagen, in England und in Frankreich. Selbst in Deutschland hatte es schon vor mehr als 30 Jahren in Wackersdorf Pläne dafür gegeben. Damals hatten heftige Bürgerproteste die Fertigstellung der Anlage verhindert. Die Aufbereitung wäre mit vielen Transporten verbunden und zu gefährlich, so die Demonstranten damals.

Zudem müsste auch für den restlichen radioaktiven Müll ein Endlager gefunden werden, das es bislang hierzulande nicht gibt. Noch dazu entstünden bei der Aufarbeitung hochgiftige Chemikalien, die eingelagert werden müssten. Selbst unter den Ländern, die auch in Zukunft auf Kernenergie setzten, sagt Bosbach, interessieren sich bislang nur wenige für die Wiederaufbereitung.

Der Traum einiger Experten, die Welt mit CO2-armer Energie aus schnellen Reaktoren zu versorgen, könnte sich aber auch in anderer Hinsicht in einen Albtraum verwandeln. Denn mit den neuen Reaktoren lässt sich auch potenziell waffenfähiges Uran herstellen. In den Ländern, die aktuell erstmals Atomkraftwerke planen oder bauen, so Energieexperte Sauer, stehe oft der Wille im Vordergrund, Nukleartechnik zu beherrschen, um grundsätzlich auch Grundlagen für Atomwaffen zu haben.

Tatsächlich werde die Forschung an den neuen Reaktoren vor allem in den Ländern vorangetrieben, die Atomwaffen haben, räumt auch Sören Kliem ein. Mit der neuen Technologie würde demnach auch das Risiko wachsen, dass sich waffenfähiges Material ausbreitet.