Comeback der CO2-freien Atomenergie, ist der Atomausstieg ein "historischer Fehler"?

Atomindustrie weltweit

Ausstieg aus der Kernenergie?

Die Katastrophe von Fukushima im Jahr 2011 löste einen weltweiten Gegenwind gegen die Atomenergie aus. In der Folge stellte Japan fast seine gesamte Nuklearflotte ein, Deutschland entschied sich für den Ausstieg aus der Kernenergie, und verschiedene andere Länder stoppten, verzögerten oder sagten geplante Erweiterungen der Atomenergie ab. Zu den politischen Problemen der Branche gesellten sich bald auch wirtschaftliche hinzu. Als Amerikas Schieferrevolution die Welt mit billigem Gas überschwemmte und die massenhafte Verbreitung von Wind- und Solarenergie zu einer raschen Senkung der Kosten für erneuerbare Energien führte, konnte die Kernenergie nicht mehr mithalten. Einigen Klimaschützern erschien die langwierige, umweltpolitische Debatte darüber, ob die Kernenergie eine wirklich "saubere" Energiequelle sei, als überflüssig: Wer braucht schon den Ärger mit radioaktiven Abfällen, wenn der Ausbau der erneuerbaren Energien schneller und billiger ist?

Doch in den letzten Jahren hat die Kernenergie einen neuen Glanz bekommen. Im Jahr 2021 investierte der US Kongress mehr als 8 Milliarden Dollar in die Subventionierung bestehender Kernkraftwerke und die Finanzierung fortschrittlicher Demonstrationsprojekte, während private Investoren weitere Milliarden in neue amerikanische Kernenergieunternehmen steckten. Zwei dieser Unternehmen, TerraPower und X-energy, haben Pläne, die bei der US-Nuklearaufsichtsbehörde anhängig sind. Wenn es nach Präsident Joe Biden geht, wird der Kongress bald neue Anreize für die Kernenergieproduktion durch eine spezielle Steuergutschrift schaffen. Und in dieser Angelegenheit wird sich Biden mit großer Wahrscheinlichkeit durchsetzen: Die Förderung der Kernenergie ist einer der wenigen Punkte auf der Klimaagenda des Präsidenten, der sich der begeisterten Unterstützung von Senator Joe Manchin erfreut.

Zunehmende Unterstützung für die Kernenergie.

Zudem setzten sich die beiden beliebtesten Prominenten Amerikas, Grimes und Elon Musk, in den sozialen Medien für den Erhalt bestehender Kernkraftwerke ein. Unterdessen ließ die Europäische Kommission kürzlich Pläne durchsickern, die Kernenergie offiziell zu einer "grünen" Investition zu erklären. Mehr als ein halbes Dutzend Staaten in der Region arbeiten derzeit an fortschrittlichen Kernkraftwerken. Und China, der weltweit größte Verursacher von Kohlendioxidemissionen, hat kürzlich Pläne zum Bau von 150 neuen Kernreaktoren in den nächsten 15 Jahren bekannt gegeben - mehr als der Rest der Welt in den letzten drei Jahrzehnten gebaut hat.

Die zunehmende Unterstützung für die Kernenergie spiegelt zum Teil die Erkenntnis wider, dass die erneuerbaren Energien derzeit nicht ausreichen und die Denuklearisierung negative Auswirkungen auf die globalen Emissionen hat. Gleichzeitig leidet die Kernenergie immer noch an Unzulänglichkeiten, die ihren Nutzen im Kampf gegen den Klimawandel einschränken. In Anbetracht dieser Tatsachen sollten die USA ihre Unterstützung für bestehende Kernkraftwerke verdoppeln und regulatorische Reformen verfolgen, welche die Entwicklung und den Einsatz sicherer, kosteneffizienter Nukleartechnologien (sollten diese eines Tages existieren) erleichtern, ohne dabei zu sehr auf die Kernkraft zu setzen.

Ziele zur Emissionsreduzierung.

Der Hauptgrund für die wieder zunehmende Unterstützung der Kernenergie ist einfach: Es ist wahrscheinlich unmöglich, dass die Welt ihre Ziele zur Emissionsreduzierung ohne einen erheblichen globalen Ausbau der Atomenergie erreicht. Der Weltklimarat der Vereinten Nationen hat vier Modellpfade zur Vermeidung einer Erwärmung um mehr als 1,5 Grad ermittelt. Drei davon sehen vor, den Anteil der Kernenergie an der Primärenergieversorgung um 150 bis 500 Prozent zu erhöhen; bei keinem davon würde der Anteil der Kernenergie weit unter das Niveau von 2018 sinken. Als die Internationale Energieagentur versuchte, einen Weg zu einer weltweiten Netto-Null-Emission bis 2050 zu finden, stellte sie fest, dass die Erreichung dieses Ziels wahrscheinlich eine Verdoppelung der weltweiten Atomstromproduktion erfordern würde.

Wie steht es in Europa um die Kernenergie?

Kann die Kernenergie zur Rettung des Klimas beitragen?

Befürworter der Kernenergie behaupten, sie könne uns helfen, unsere Wirtschaft von umweltschädlichen fossilen Brennstoffen zu entwöhnen. Kein Wunder, dass das Thema heiß diskutiert wird. Aber wie sieht es mit den Fakten aus? Kann die Kernenergie wirklich zur Rettung des Klimas beitragen? Sollen bestehende Atomreaktoren weiter betrieben werden – oder sogar neue gebaut werden?

Welche Länder steigen aus der Kernenergie aus?

Trotz der Aufmerksamkeit, die Deutschland erhält, ist es nicht das einzige Land in Europa, das aus der Kernenergie aussteigt. Auch Italien, Belgien und die Schweiz haben grundsätzlich beschlossen, atomstromfrei zu sein oder zu werden. Andere Länder wie Dänemark, Irland, Portugal und Österreich werden atomstromfrei bleiben.

Großbritannien, Frankreich, Polen, Finnland, die Tschechische Republik, die Slowakei und Ungarn wollen die Kernkraft in ihrem Energiemix beibehalten und planen sogar den Bau neuer Reaktoren.

Die französische Regierung verabschiedete 2015 ein Gesetz zur Energiewende, das vorsieht, dass das Land seinen Anteil an Kernenergie bis 2025 von 75 auf 50 Prozent reduziert, erklärte jedoch im November 2017, dass dieses Ziel nicht realistisch sei und die Versorgungssicherheit gefährden würde.

Japan hat seine 50 Atomreaktoren nach Fukushima abgeschaltet, aber die Regierung hat 2014 beschlossen, die Reaktoren nach einer Sicherheitsüberprüfung wieder in Betrieb zu nehmen. In den Vereinigten Staaten wurden bis auf einen alle 99 kommerziellen Reaktoren (die etwa 20 Prozent des gesamten Stromverbrauchs produzieren) vor dem Jahr 2000 in Betrieb genommen. Seit 2012 befinden sich nach Angaben der US-amerikanischen Nuklearaufsichtsbehörde (NRC) zehn Kernkraftwerksblöcke im Bau.

32 Länder betreiben Kernkraftwerke – auch in Europa werden neue gebaut.

Nach Angaben der World Nuclear Association gibt es 437 betriebsbereite Kernreaktoren zur Stromerzeugung in 32 Ländern der Welt (Stand November 2022). Rund 60 weitere Kernreaktoren werden in 18 Ländern gebaut. Zusammengenommen lieferten die Kernkraftwerke im Jahr 2021 rund 10 % der weltweiten Stromerzeugung. Dies gegenüber dem historischen Höchststand von 17,6 Prozent im Jahr 1996. Frankreich setzt am stärksten auf die Kernenergie: 69 % seines Stroms wurde 2021 aus Kernkraft gewonnen. In weiteren 12 Ländern wurde in diesem Jahr mindestens ein Viertel des Stroms aus Kernenergie erzeugt. Das Vereinigte Königreich verfügt über neun in Betrieb befindliche Kernreaktoren in sechs Anlagen, die 2021 insgesamt etwa 15 % seines Stroms erzeugten. Fünf dieser Anlagen sollen bis zum Ende des Jahrzehnts stillgelegt werden. Hinkley Point C (HPC) in Somerset, das 2027 in Betrieb gehen soll, ist das erste neue Kernkraftwerk, das im Vereinigten Königreich seit 1987 gebaut wird, und soll bei voller Auslastung schätzungsweise 7 % des britischen Strombedarfs decken. Im November 2022 kündigte die britische Regierung den Bau eines zweiten neuen Kraftwerks an.

Das Durchschnittsalter der in Betrieb befindlichen Kernreaktoren lag 2017 bei 29,3 Jahren. Im Juli 2017 befanden sich 53 neue Reaktorblöcke im Bau. Während die durchschnittliche Bauzeit sieben Jahre beträgt, befinden sich sieben der Reaktoren seit mehr als einem Jahrzehnt im Bau. Zwischen 2000 und 2013 flossen die weltweiten Investitionen in neue Kraftwerke hauptsächlich in erneuerbare Energien (57 Prozent), gefolgt von fossilen Brennstoffen (40 Prozent), während nur drei Prozent der Investitionen in die Kernenergie flossen.

Investitionen in neue Kraftwerke im Vergleich
57% in erneuerbare Energien
40% in fossile Brennstoffen
3% in Kernenergie

Kontroversen rund um Kernenergie.

Sicherheit.

Die öffentliche Besorgnis über die Sicherheit der Kernenergie nahm nach der Katastrophe von Fukushima zu. Der Unfall führte zu einer Überprüfung der Sicherheit und in einigen Fällen zu Zusagen, aus der Kernenergie auszusteigen. Die einzelnen Länder vertreten jedoch unterschiedliche Standpunkte zu diesem Thema. Im Vereinigten Königreich und in Frankreich zum Beispiel gibt es eine starke politische Unterstützung und nur minimalen öffentlichen Widerstand gegen die zivile Atomindustrie.

Abfall.

Das Fehlen einer dauerhaften Lösung für den Atommüll gibt Anlass zur Sorge. Die geologische Tiefenlagerung in Form von speziell errichteten Höhlen, die Hunderte von Metern unter der Erde liegen, gilt weithin als die beste Lösung für die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle. Derzeit gibt es jedoch nur eine solche Anlage, die in Finnland im Jahr 2023 eröffnet werden soll. Eine Handvoll anderer Länder, darunter Frankreich, Schweden, die USA, das Vereinigte Königreich und Kanada, befinden sich erst in der Phase der Auswahl der bevorzugten Standorte für solche Anlagen.

Kosten.

Die Kernenergie ist aus mehreren Gründen teuer. Sowohl die Entwicklung neuer Sicherheitsanforderungen als auch der Bau der neuen Reaktoren der Generation III sind kostspielig. Kritiker argumentieren, dass die Argumente für die Kernenergie schwächer werden, wenn die Kosten für erneuerbare Energien sinken. Einige Länder sind jedoch in der Lage, Atomprojekte zu niedrigeren Kosten durchzuführen als andere (z. B. durch Standardisierung; siehe Beispiele aus Korea), was darauf schließen lässt, dass einige Kosten kontextspezifisch und theoretisch vermeidbar sind. Die World Nuclear Association argumentiert, dass Kernkraftwerke zwar teuer im Bau, aber relativ billig im Betrieb sind, so dass sie mit vielen anderen Formen der Stromerzeugung kostenmäßig konkurrenzfähig sind. Die Kernkraft gilt nach wie vor als die kohlenstoffarme Grundlasttechnologie mit den niedrigsten erwarteten globalen Durchschnittskosten im Jahr 2025.

Wie klimafreundlich ist die Kernenergie im Vergleich zu anderen Energien?

Die Kernenergie hat einen minimalen CO2-Fußabdruck von etwa 15-50 Gramm CO2 pro Kilowattstunde (gCO2/KWh). Dieser Wert ist aber ohne den Bau des Kraftwerks und ohne die Entsorgung des Atommülls oder den Rückbau des Kraftwerkes berechnet. Im Vergleich dazu beträgt der durchschnittliche CO2-Fußabdruck eines gasbetriebenen Generators rund 450 gCO2/KWh und der eines Kohlekraftwerks rund 1.050 gCO2/KWh. Die Kernenergie kann daher zur Dekarbonisierung des globalen Energiesystems beitragen. Die Kernenergie liefert derzeit fast 30 % des weltweiten kohlenstoffarmen Stroms und ist damit die zweitgrößte Energiequelle nach der Wasserkraft.

CO2-Fußabdruck (gCO2/KWh):
Kernkraftwerke: 15-50 Gramm CO2/KWh (ohne den Bau, Entsorgung und Rückbau)
Gaskraftwerke: 450 Gramm CO2/KWh
Kohlekraftwerke: 1.050 Gramm CO2/KWh

Auch wenn man den gesamten Lebenszyklus eines Kernkraftwerks in die Berechnung einbezieht, schneidet die Kernenergie sicherlich besser ab als fossile Brennstoffe wie Kohle oder Erdgas. Im Vergleich zu den erneuerbaren Energien ergibt sich jedoch ein drastisch anderes Bild. Nach neuen Daten des Umweltbundesamtes (UBA) sowie den WISE-Zahlen setzt die Kernenergie pro Kilowattstunde 3,5 Mal mehr CO2 frei als Photovoltaikanlagen. Im Vergleich zur Windenergie an Land ist es sogar das 13-fache an CO2. Im Vergleich zu Strom aus Wasserkraftwerken erzeugt die Kernenergie 29-mal mehr Kohlenstoff.

Könnten wir uns auf die Kernenergie verlassen, um die globale Erwärmung zu stoppen? Auf der ganzen Welt haben Vertreter der Kernenergie und auch einige Politiker den Ausbau der Atomkraft gefordert. In Deutschland zum Beispiel hat die rechtspopulistische Partei AfD Atomkraftwerke unterstützt und sie als "modern und sauber" bezeichnet. Die AfD fordert eine Rückkehr zu dieser Energiequelle, aus der Deutschland bis Ende 2022 vollständig aussteigen will. Auch andere Länder haben Pläne zum Bau neuer Kernkraftwerke unterstützt und argumentiert, dass der Energiesektor ohne sie noch klimaschädlicher sein wird. Zahlreiche Energieexperten sehen das anders. Der Beitrag der Kernenergie wird allgemein zu optimistisch gesehen. Die Bauzeiten sind zu lang und die Kosten zu hoch, um einen spürbaren Effekt auf den Klimawandel zu haben. Es dauert zu lange, bis die Kernenergie zur Verfügung steht.

Nachteile der Erneuerbaren gegenüber Atomkraft.

Abgesehen von der Unterbrechung der Energieversorgung haben erneuerbare Energien noch andere Nachteile, die die Argumente für die Subventionierung fortschrittlicher Nukleartechnologien untermauern. Ein Hauptnachteil der Atomenergie ist ihre politische Unglaubwürdigkeit. Während erneuerbare Energien abstrakt betrachtet äußerst populär sind, haben Wind- und Solarenergie in der Praxis ihre eigenen politischen Schwierigkeiten. Beide Energiequellen sind weitaus flächenintensiver als die Kernenergie. Außerdem erfordern sie wahrscheinlich eine enorme Ausweitung der Infrastruktur für die Energieübertragung. Wenn das Erreichen von Netto-Null-Emissionen bis Mitte des Jahrhunderts allein durch erneuerbare Energien realisiert werden wollte, würde dies eine Verfünffachung der Stromübertragung erfordern, um die in weit entfernten Solar- und Windparks erzeugte Energie in die Bevölkerungszentren zu bringen.

Für den Aufbau einer ausreichenden Kapazität an erneuerbaren Energien zur vollständigen Dekarbonisierung des Stromnetzes müssten eine schwindelerregende Anzahl von einzelnen Landnutzungsschlachten gewonnen werden. Das wird äußerst schwierig sein, denn selbst Umweltgruppen kann man nicht vertrauen, dass sie den Ausbau erneuerbarer Energien oder Hochspannungsleitungen unterstützen. Die Überwindung der Unterbrechungen und Flächenprobleme der erneuerbaren Energien könnte jedoch plausibler sein als die Überwindung der derzeitigen wirtschaftlichen Ineffizienz und des langwierigen Entwicklungsprozesses der neuen Kernkraft.

Weltweite Entwicklung der CO2-Emissionen

Emissionen des Energiesektors.

Die neuesten Zahlen zu den weltweiten Kohlendioxidemissionen stellen die Bemühungen der Welt zur Bewältigung der Klimakrise in Frage. Die CO2-Emissionen werden bis 2021 im Vergleich zum Vorjahr um 4,9 % ansteigen, so eine Studie, vom Global Carbon Project (GCP), einer Gruppe von Wissenschaftlern, welche die Emissionen verfolgen, veröffentlicht wurde.

Im Jahr 2020 waren die Emissionen aufgrund der COVID-19-Pandemie und der damit verbundenen Sperrungen um 5,4 % zurückgegangen. Die meisten Beobachter hatten für dieses Jahr einen Wiederanstieg erwartet - allerdings nicht in diesem Ausmaß. Der Energiesektor ist mit einem Anteil von 40 % weiterhin der größte Emittent von Treibhausgasen - Tendenz steigend.

CO2 Reduktion - Dekarbonisierung mit Kernkraft.

Zwischen 1979 und 1988 verringerte Frankreich seine durchschnittlichen jährlichen CO2-Emissionen um 2,9 % und reduzierte die Kohlenstoffintensität seines Energiesystems um 4,5 % - der bei weitem größte Rückgang, den ein Land in einem einzigen Jahrzehnt erreicht hat. Und dies wurde erreicht, indem ein Großteil der Stromversorger durch staatliche Kernkraftwerke ersetzt wurde.

Die Kernkraft funktioniert also als Mittel zur Dekarbonisierung. Das Problem in der westlichen Welt ist, dass neue Kernkraftwerke derzeit auf den Energiemärkten nicht konkurrenzfähig sind, dass sie mit hohen regulatorischen Auflagen konfrontiert sind und dass die Bauzeit sehr lang ist. Auch Rolls-Royce geht davon aus, dass sein erster SMR nicht vor 2031 betriebsbereit sein wird.

Andererseits wäre die Kernenergie in einem Land mit einer staatlich gelenkten Wirtschaft, die sich nicht den Zwängen des Marktes unterwirft, einer autoritären Regierung, die in der Lage ist, die Ängste der Öffentlichkeit zu überwinden, die den regulatorischen Aufwand begründen, und weiteren 38 Jahren, bevor das Land im Rahmen seiner internationalen Verpflichtungen Kohlenstoffneutralität erreichen muss, in der Tat ein wirkungsvolles Instrument zur Dekarbonisierung. Der weltweit größte CO2-Emittent erfüllt diese Anforderungen, wie auch immer. China plant, bis 2035 eine Atomkraftkapazität von 200 Gigawatt aufzubauen, genug, um mehr als ein Dutzend Städte mit der Einwohnerzahl Pekings zu beleuchten. Selbst wenn sich die neue Kernenergie in den USA und Europa als unrentabel erweisen sollte, ist sie in der Lage, eine zentrale Rolle bei der globalen Dekarbonisierung zu spielen.

Klimafreundliche Art der Stromerzeugung.

Befürworter der Kernenergie behaupten also, sie sei eine klimafreundliche Art der Stromerzeugung. Zumindest könnten wir auf sie zurückgreifen, bis wir in der Lage sind, umfassende Alternativen zu entwickeln. Während des Klimagipfels COP26, haben die Befürworter im Internet mit Aussagen wie "wer gegen Kernenergie ist, ist gegen Klimaschutz" und "die Kernenergie steht vor einem Comeback" für Aufsehen gesorgt. Aber auch die Kernenergie ist für Treibhausgasemissionen verantwortlich. Tatsächlich ist keine Energiequelle völlig frei von Emissionen. Bei der Kernenergie entstehen Emissionen durch die Gewinnung, den Transport und die Verarbeitung von Uran. Der lange und komplexe Bauprozess von Kernkraftwerken setzt ebenfalls CO2 frei, ebenso wie der Abriss stillgelegter Anlagen. Und nicht zuletzt muss auch der Atommüll unter strengen Bedingungen transportiert und gelagert werden - auch hier müssen die Emissionen berücksichtigt werden. Und doch behaupten Interessengruppen, die Kernenergie sei emissionsfrei. Zu ihnen gehört das österreichische Beratungsunternehmen ENCO. Ende 2020 veröffentlichte es eine Studie für das niederländische Ministerium für Wirtschaft und Klimapolitik, die sich positiv über die mögliche zukünftige Rolle der Kernenergie in den Niederlanden äußert. "Die wichtigsten Faktoren für die Wahl der Kernenergie waren Zuverlässigkeit und Versorgungssicherheit ohne CO2-Emissionen", heißt es darin. ENCO wurde von Experten der Internationalen Atomenergiebehörde gegründet und arbeitet regelmäßig mit Interessenvertretern des Atomsektors zusammen, ist also nicht ganz frei von Eigeninteressen.

Auf der COP26 legte die Umweltinitiative Scientists for Future (S4F) ein Papier über Atomenergie und Klima vor. Die Gruppe kam zu einem ganz anderen Schluss. "Unter Berücksichtigung des derzeitigen Gesamtenergiesystems ist die Kernenergie keineswegs CO2-neutral", so die Gruppe.

Ben Wealer von der Technischen Universität Berlin, einer der Autoren des Berichts, erklärte, dass die Befürworter der Kernenergie "viele Faktoren außer Acht lassen", darunter die oben genannten Emissionsquellen. Kernenergie ist nicht emissionsfrei. Doch - wie viel CO2 erzeugt die Kernenergie? Die Ergebnisse variieren erheblich, je nachdem, ob man nur den Prozess der Stromerzeugung oder den gesamten Lebenszyklus eines Kernkraftwerks berücksichtigt.

Ein Bericht der 2014 vom Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) der Vereinten Nationen veröffentlicht wurde, geht beispielsweise von einer Spanne von 3,7 bis 110 Gramm CO2-Äquivalent pro Kilowattstunde (kWh) aus. Lange Zeit ging man davon aus, dass Kernkraftwerke durchschnittlich 66 Gramm CO2/kWh erzeugen - Wealer glaubt jedoch, dass die tatsächliche Zahl viel höher ist. Neue Kraftwerke erzeugen beispielsweise aufgrund strengerer Sicherheitsvorschriften beim Bau mehr CO2 als solche, die in früheren Jahrzehnten errichtet wurden.

Studien zu Kernenergie

Grosse Unterschiede, je nach Studie.

Studien, die den gesamten Lebenszyklus von Kernkraftwerken - von der Urangewinnung bis zur Lagerung des Atommülls - berücksichtigen, sind rar, und einige Forscher weisen darauf hin, dass es noch immer an Daten fehlt. In einer Lebenszyklusstudie hat der in den Niederlanden ansässige World Information Service on Energy (WISE) berechnet, dass Kernkraftwerke 117 Gramm CO2-Emissionen pro Kilowattstunde verursachen. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass WISE eine Anti-Atomkraft-Gruppe ist und daher nicht völlig unvoreingenommen ist. Andere Studien sind ebenfalls zu ähnlichen Ergebnissen gekommen, wenn man den gesamten Lebenszyklus betrachtet. Mark Z. Jacobson, Direktor des Atmosphere/Energy Program an der kalifornischen Stanford University, errechnete Klimakosten von 68 bis 180 Gramm CO2/kWh, je nach dem bei der Uranproduktion verwendeten Strommix und anderen Variablen.

Es gibt grosse Unterschiede, je nach Studie:

3,7 bis 110 Gramm CO2-Äquivalent pro Kilowattstunde (kWh), Bericht der 2014 vom Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) der Vereinten Nationen.

117 Gramm CO2-Äquivalent pro Kilowattstunde (kWh), gemäss Lebenszyklusstudie der in den Niederlanden ansässigen World Information Service on Energy (WISE)

15 bis 50 Gramm CO2-Äquivalent pro Kilowattstunde (kWh), Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA)

68 bis 180 Gramm CO2-Äquivalent pro Kilowattstunde (kWh), Atmosphere/Energy Program an der kalifornischen Stanford University

Die Spanne reicht also von etwa 5 bis 180 Gramm CO2-Äquivalent pro Kilowattstunde (kWh).

Das sind sehr grosse Differenzen.

Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) können durch die Kernenergie jährlich etwa 1,5 Gigatonnen (Gt) an weltweiten Emissionen und 180 Milliarden Kubikmeter (bcm) an weltweitem Gasbedarf vermieden werden. Nach dem Fahrplan der IEA, die energiebedingten CO2-Emissionen bis 2050 auf Null zu bringen, müsste sich die weltweite Kernenergiekapazität gegenüber dem heutigen Stand fast verdoppeln und im Jahr 2050 812 Gigawatt (GW) erreichen. Die IEA argumentiert, dass weniger Kernenergie das Erreichen der globalen Netto-Null-Emissionen erschweren und verteuern würde.

Doch die Kernenergie allein wird wohl kaum die Lösung sein. Abgesehen von den Sicherheits- und Kostenbedenken eignet sich die Kernenergie gut für die Bereitstellung von Grundlaststrom, aber nur schlecht für den Ausgleich von Stromschwankungen im Netz (weder bei Angebot noch bei Nachfrage). Auch sind Kernkraftwerke nicht in der Lage, als Ergänzung zu intermittierenden erneuerbaren Energiequellen wie Wind- und Sonnenenergie zu dienen, da sie nicht in der Lage sind, schnell hoch- und runterzufahren.

Wie teuer ist Kernenergie?

Die Atomindustrie floriert nicht.

Kernkraftwerke sind etwa viermal so teuer wie Wind- oder Solarkraftwerke und brauchen fünfmal so lange für den Bau. Wenn man das alles berücksichtigt, kommt man auf eine Vorlaufzeit von 15 bis 20 Jahren für ein neues Kernkraftwerk. Die Welt muss aber die Treibhausgase innerhalb eines Jahrzehnts in den Griff bekommen. Deshalb kann die Kernkraft in den nächsten 10 Jahren keinen wesentlichen Beitrag leisten. Die Kernenergie wird derzeit nicht als eine der wichtigsten globalen Lösungen für den Klimawandel in Betracht gezogen. Eine Kombination aus überhöhten Kosten, Umweltauswirkungen und mangelnder öffentlicher Unterstützung sind Argumente gegen die Kernkraft.

Kernenergie-Finanzierung könnte in erneuerbare Energien fließen. Aufgrund der hohen Kosten, die mit der Kernenergie verbunden sind, blockiert sie auch wichtige Finanzmittel, die stattdessen für die Entwicklung erneuerbarer Energien verwendet werden könnten. Die erneuerbaren Energien würden mehr Energie liefern, welche schneller und auch billiger ist als die Kernenergie.  Jeder Franken, der in die Kernenergie investiert wird, fehlt bei dringenden Klimaschutzmaßnahmen. In diesem Sinne ist die Kernenergie nicht klimafreundlich. In den letzten 20 Jahren sind 95 Kernkraftwerke ans Netz gegangen und 98 wurden abgeschaltet. Wenn man China aus der Gleichung herausnimmt, ist die Zahl der Kernkraftwerke in den letzten zwei Jahrzehnten um 50 Reaktoren geschrumpft. Die Atomindustrie floriert nicht.

Kostensenkungen mit erneuerbaren Energien

Wird die Kernenergie bald überflüssig?

Die Kostensenkungen im Bereich der erneuerbaren Energien sind wirklich phänomenal. In den letzten zehn Jahren sind die Kosten für Solarenergie um das Neunfache, die für Windenergie um 40 Prozent und die für Batterien im Versorgungsmaßstab um 70 Prozent gesunken. Projiziert man dieses halsbrecherische Innovationstempo auf die Zukunft, könnte man meinen, dass die Kernenergie bald überflüssig wird. Derzeit gibt es jedoch keine skalierbare Lösung für das Problem der Schwankungen bei den erneuerbaren Energien. Allein von erneuerbarer Elektrizität zu leben ist deshalb heute noch undenkbar. Herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien können Sonnen- und Windenergie für Stunden, aber nicht für Tage oder Wochen speichern. Um Stromausfälle bei saisonalen Schwankungen der Windgeschwindigkeiten und des Sonnenlichts zu vermeiden, brauchen wir immer noch ein Fundament aus "fester" Energie in unseren Netzen. Und unter den bewährten Technologien ist die Kernenergie eine sehr zuverlässige Quelle für kohlenstofffreie Energie rund um die Uhr.

Energiekrise.

Die Energiekrise des vergangenen Jahres hat diese Realität deutlich gemacht. Auch dank der unerwartet schnellen Erholung der Weltwirtschaft von der COVID-19-Rezession sind die Öl- und Gaspreise im vergangenen Jahr in die Höhe geschnellt. In Europa wurden diese Kostenbelastungen durch ungewöhnlich schwache Winde und begrenzte Niederschläge verschärft, die zu einem geringeren Angebot an erneuerbarer Energie als erwartet führten. Dennoch lieferten die Kernkraftwerke während der daraus resultierenden Energiekrise eine konstante Versorgung mit kohlenstofffreier Energie zu einem stabilen Preis. Dieser Beweis für die Widerstandsfähigkeit der Energiequelle stärkte die Befürworter der Kernenergie auf dem Kontinent.

Die Emissionsentwicklung in den Ländern, die in den letzten zehn Jahren den Betrieb von Kernkraftwerken eingestellt haben, verdeutlicht die derzeitigen Unzulänglichkeiten der erneuerbaren Energien. In Deutschland wurde die durch den Ausstieg aus der Kernenergie verlorene Energie hauptsächlich durch Kohlekraftwerke ersetzt.

Sicherheitsbedenken.

Dies untergrub nicht nur das Streben des Landes nach Kohlenstoffneutralität, sondern erhöhte auch die Sterblichkeit seines Energiesystems. Ein Papier des National Bureau of Economic Research aus dem Jahr 2019 schätzt, dass der deutsche Atomausstieg die durch Umweltverschmutzung verursachten Todesfälle um etwa 1.100 pro Jahr erhöht hat. Dieses Ergebnis spiegelt eine Realität wider, welche die Befürworter der Kernenergie gerne betonen: Trotz aller Sicherheitsbedenken, die die Atomenergie hervorruft, ist sie exponentiell weniger schädlich für die öffentliche Gesundheit als fossile Energie. Selbst wenn man die höchste wissenschaftliche Schätzung der Todesopfer der Tschernobyl-Katastrophe akzeptiert, ist die Zahl der Todesopfer des schlimmsten Atomunfalls der Geschichte immer noch nur ein winziger Bruchteil der Zahl der Menschen, die jedes Jahr in den mit fossilen Brennstoffen betriebenen Kraftwerken ums Leben kommen, wenn diese ordnungsgemäß arbeiten. Japans Atomausstieg ist ähnlich unglücklich verlaufen. Die Kohlenstoffintensität des japanischen Stromsektors stieg nach der Abschaltung der Kraftwerke nach Fukushima sprunghaft an. Und nun warnt die Klimaberatungsgruppe der japanischen Regierung, dass das Land seine Emissionsreduktionsziele nicht erreichen kann, wenn es nicht fast alle Kernkraftwerke, die im letzten Jahrzehnt abgeschaltet wurden, wieder in Betrieb nimmt. Diese Entwicklungen zeigen, wie wichtig es ist, die bestehenden Kernkraftwerke am Netz zu halten, solange keine Durchbrüche bei der Speicherung erneuerbarer Energien dafür sorgen, dass die verloren gegangene Atomenergie nicht durch Kohlenstoffquellen verdrängt wird.

Atomausstieg - ist die Kernenergie vom Tisch?

Alle Kernkraftwerke abschalten - geht das?

Der Ausstieg aus der Kernenergie ist in Deutschland eine beschlossene Sache und ebenso ein Teil der Energiewende wie viele andere Massnahmen hin zum Übergang zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft.

Aber – ist dies ein widersprüchlicher Ansatz? Deutschland will die Treibhausgasemissionen eindämmen, gleichzeitig aber alle Kernkraftwerke abschalten, die im Jahr 2000 einen Anteil von 29,5 Prozent am Stromerzeugungsmix hatten. Im Jahr 2020 ist der Anteil auf 11,4 Prozent gesunken, und bis 2023 sollen alle Kernkraftwerke abgeschaltet werden. Das Land verfolgt das Ziel, die Lücke mit erneuerbaren Energien zu schließen..

Die Anti-Atomkraft-Bewegung.

Deutschland hat sich mit seiner Energiewende ein doppeltes Ziel gesetzt:  Das Land will von der fossilen Energieerzeugung zu einer weitgehend kohlenstofffreien Energiewirtschaft übergehen und gleichzeitig bis 2023 aus der Kernenergie aussteigen. Was von vielen internationalen Beobachtern als Panikreaktion nach der Fukushima-Katastrophe im Jahr 2011 dargestellt wird, hat in Wirklichkeit eine lange Geschichte und ist tief in der deutschen Gesellschaft verwurzelt.

Die Anti-Atomkraft-Bewegung begann in Deutschland in den 1970er Jahren, als lokale Initianten Proteste gegen Pläne zum Bau von Kernkraftwerken organisierten. Kundgebungen und Klagen gegen einzelne Projekte wurden vor Ort über Parteigrenzen hinweg unterstützt. Im Jahr 1975 besetzten 28.000 Demonstranten die Baustelle eines Kernkraftwerks in Wyhl (im südwestlichen Baden-Württemberg) und konnten den Bau stoppen. Nach dem Unfall im US-Atomkraftwerk Three Mile Island im Jahr 1979 gingen in Hannover und Bonn rund 200.000 Menschen auf die Straße und demonstrierten gegen die Nutzung der Atomkraft. Weitere Proteste folgten überall dort, wo Standorte für die Verarbeitung und Lagerung radioaktiver Abfälle erwogen wurden. Die Anti-Atomkraft-Bewegung war eine der wichtigsten Triebfedern für die Gründung der Partei Bündnis 90/Die Grünen im Jahr 1980.

Die Nuklearkatastrophe in Tschernobyl (in der heutigen Ukraine) im April 1986 löste eine weit verbreitete Angst vor der Atomkraft aus und verstärkte die Anti-Atom-Stimmung. Eine Mehrheit der Deutschen war besorgt über die Risiken dieser Technologie. Die meisten Politiker begannen zu betonen, dass die Kernkraft eine "vorübergehende" Technologie sei, aber nicht die Zukunft, und nach 1989 wurden keine neuen kommerziellen Kernkraftwerke mehr gebaut. Auch in den 1990er Jahren gab es öffentliche Proteste, die sich vor allem gegen die Transporte abgebrannter Brennelemente zu und von den Wiederaufbereitungsanlagen und potenziellen Endlagern richteten (z. B. Gorleben und Schacht Konrad, Niedersachsen).

Atomausstieg - Ausstieg und Wiedereinstieg.

Nach dem Wahlsieg der Sozialdemokraten (SPD) und der Grünen im Jahr 1998 einigte sich die Regierung Gerhard Schröder (SPD) mit den großen Energieversorgern (im Jahr 2000) auf den so genannten "Atomkonsens". Sie einigten sich darauf, die Laufzeit der Kernkraftwerke auf 32 Jahre zu begrenzen. Jedem Kraftwerk wurde eine bestimmte Strommenge zugewiesen, die es produzieren kann, bevor es abgeschaltet werden muss. Da die Erzeugung von Atomstrom schwanken kann, wurde in dem Plan kein genaues Datum für den vollständigen Ausstieg festgelegt. Theoretisch hätte jedoch das letzte AKW im Jahr 2022 geschlossen werden müssen. Neue Kernkraftwerke wurden gänzlich verboten. Die Vereinbarung wurde im Jahr 2002 in Kraft gesetzt (Atomgesetz). Zwei Anlagen (Stade und Obrigheim) wurden in den Jahren 2003 und 2005 vom Netz genommen. Die oppositionelle Christlich-Demokratische Union (CDU) und ihre Vorsitzende Angela Merkel lehnten das Abkommen ab und bezeichneten es als "Zerstörung nationalen Eigentums", die im Falle einer Regierungsübernahme durch die CDU rückgängig gemacht werden würde.

Als die CDU/CSU 2009 die Wahlen gewann und eine Koalition mit der FDP bildete, verlängerte sie die Laufzeit für sieben Kernkraftwerke um acht Jahre und für die restlichen zehn um 14 Jahre. Dies wurde als "Ausstieg aus dem (Atom-)Ausstieg" bekannt. Rund 40.000 Menschen gingen im Herbst 2010 in Berlin auf die Straße, um gegen diese Entscheidung zu protestieren.

Fukushima und die letzte Ausstiegsentscheidung.

Nach der Nuklearkatastrophe im japanischen Fukushima am 11. März 2011 beschloss dieselbe Regierung Merkel am 14. und 15. März, die Laufzeitverlängerung von 2010 für drei Monate auszusetzen und anschließend die sieben ältesten deutschen Reaktoren für den gleichen Zeitraum stillzulegen (sogenanntes Atommoratorium). Der Unfall in Fukushima und die Reaktion der Bundesregierung fielen in die heiße Phase des Wahlkampfs für die wichtige Wahl in dem reichen und einflussreichen Bundesland Baden-Württemberg am 27. März 2011, wo die konservative CDU nach 58 Jahren an der Macht von den Grünen bedroht wurde (die Grünen gewannen und stellten zum ersten Mal in Deutschland den Ministerpräsidenten).

Im Juni 2011 schlug die Regierung vor, acht Kernkraftwerke endgültig abzuschalten und den Betrieb der übrigen neun bis 2022 zu begrenzen. Über 80 Prozent der Parlamentarier stimmten im Bundestag für den Gesetzentwurf. Die Partei Die Linke war nur deshalb dagegen, weil sie einen schnelleren Ausstieg und die Aufnahme der Maßnahme in das Grundgesetz wollte. Umfragen in den Folgejahren zeigten immer wieder, dass eine Mehrheit der Bevölkerung für den Ausstieg aus der Kernenergie ist.

Doch - woher soll all dieser saubere Strom kommen?

USA - größter Atomstromproduzent der Welt sehen.

Schauen wir in die USA. Die Vereinigten Staaten, der bei weitem größte Atomstromproduzent der Welt, verfügen derzeit über 94 Reaktoren in 28 Bundesstaaten. Doch nach dem Unfall von Three Mile Island im Jahr 1979, bei dem ein Reaktor in der Nähe von Middletown, Pennsylvania, teilweise schmolz, schwand die Begeisterung für die Kernenergie. Das Durchschnittsalter amerikanischer Kraftwerke, die für eine Betriebsdauer von 40 Jahren zugelassen sind, liegt bei 39 Jahren; in den letzten zehn Jahren wurden mindestens fünf Kraftwerke vorzeitig stillgelegt, vor allem weil die Wartungskosten und billigere Energiequellen ihren Betrieb zu teuer machten.

Die jüngste Abschaltung erfolgte erst letzte Woche, am 30. April, als der zweite von zwei Reaktoren im Kraftwerk Indian Point am Hudson River nördlich von New York City abgeschaltet wurde. Bis vor einigen Jahren hatten diese Reaktoren ein Viertel des Stroms der Stadt geliefert. Die EIA sagt voraus, dass die Stromerzeugung aus Kernkraft zwischen 2018 und 2025 landesweit um 17 Prozent zurückgehen wird.

Bestehende Kernkraftwerke weiter am Netz lassen.

Bestehende Kernkraftwerke vorerst am Netz zu lassen, wird allgemein akzeptiert. Auch wenn ihre kohlenstofffreie Energie durch Investitionen in neue Wind- und Solarkraftwerke billiger ersetzt werden könnte. Da die Reaktoren bereits gebaut sind, handelt es sich im Wesentlichen um verlorene Kosten, und da die meisten schon seit Jahrzehnten in Betrieb sind, haben sie sich bereits abgeschrieben. Dennoch muss ihre Energie vielerorts auf dem Markt konkurrieren, was bei einigen Kernkraftwerken schwierig ist.

Die Abschaltung von Kernkraftwerken kann die Vorteile der erneuerbaren Energien vollständig zunichte machen. Ein Beispiel aus den USA: als das Kernkraftwerk San Onofre, das etwa 8 Prozent des kalifornischen Stroms produzierte, 2013 geschlossen wurde, stiegen die lokalen Stromkosten, und die Kohlendioxidemissionen in Kalifornien nahmen im folgenden Jahr um 9,2 Millionen Tonnen zu. Das kosteneffizienteste und zuverlässigste Netz im nächsten Jahrzehnt  besteht deshalb aus einem Energiemix. Ein hoher Anteil an Kernenergie, ein hoher Anteil an erneuerbaren Energien und ein gewisser Anteil an Speichermöglichkeiten ist die beste Mischung, die kohlenstoffarm, zuverlässig und am kostengünstigsten ist. Eine Politik, welche die kosteneffektivste, kohlenstoffarme Energie belohnt - unabhängig von der Technologie - ist am sinnvollsten. Die Besteuerung von Kohlenstoff ist ein Beispiel für eine technologieneutrale Energiepolitik. Wenn man Kohlenstoff besteuert, werden die Menschen auf Brennstoffe umsteigen, die wirtschaftlicher sind.

Neue Kernkraftwerke bauen – lohnt sich das?

Die hohen Kosten sind das größte Problem.

Während in den 1980er und 90er Jahren vor allem der Widerstand gegen die Umwelt die Entwicklung der Kernenergie behindert hat, sind jetzt die Kosten das größte Problem. In jüngster Zeit wurden in den USA nur wenige Kernkraftwerke gebaut, weil ihre Errichtung hier sehr teuer ist, was den Preis für ihre Energie in die Höhe treibt.

Jacopo Buongiorno, Professor für Nuklearwissenschaften und -technik am MIT, leitete eine Gruppe von Wissenschaftlern, die vor kurzem eine zweijährige Studie über die Zukunft der Kernenergie in den USA und Westeuropa abgeschlossen hat. Sie kamen zu dem Ergebnis, dass die Kernenergie ohne Kostensenkungen keine bedeutende Rolle bei der Dekarbonisierung des Energiesektors spielen wird.

Im Westen hat die Atomindustrie ihre Fähigkeit zum Bau von Großkraftwerken weitgehend verloren. Es gibt genügend Beispiele, welche diese Aussage erhärten. So die Bemühungen der Southern Company, das Kraftwerk Vogtle in Waynesboro, Georgia, um zwei neue Reaktoren zu erweitern. Sie befinden sich seit 2013 im Bau und liegen nun Milliarden von Dollar über dem Budget - die Kosten haben sich mehr als verdoppelt - und Jahre hinter dem Zeitplan. Aber auch in Frankreich, das bei der Stromerzeugung aus Kernkraft nach den USA an zweiter Stelle steht, ist ein neuer Reaktor in Flamanville ein Jahrzehnt im Verzug und mehr als dreimal so hoch wie geplant.

Der Bau vieler weiterer konventioneller Kernkraftwerke ist im Grunde genommen aussichtslos. Leichtwasserreaktoren erfordern eine massive Infrastruktur, die mit sicherheitsfördernden Redundanzen ausgestattet ist. Die wenigen Energieversorgungsunternehmen, die in den letzten Jahren versucht haben, konventionelle Kernkraftwerke zu bauen, haben es bereut und sie überschritten das Budget in katastrophaler Weise.

Das Know-how für den Bau traditioneller Kernkraftwerke im Gigawattbereich ist verloren gegangen. 

Da allgemein jahrzehntelang keine neuen Anlagen gebaut wurden, hat man nicht mehr die nötige Erfahrung gesammelt, um die Arbeit effizient zu erledigen. Das führt zu Bauverzögerungen, welche die Kosten in die Höhe treiben. Anders in China und Südkorea - hier werden Reaktoren immer noch zu niedrigeren Kosten gebaut. Weil dort Projekte mehr oder weniger innerhalb des Budgets und des Zeitplans gebaut werden. Die Kosten für Kernkraftwerke in Asien liegen bei einem Viertel oder weniger der Kosten für Neubauten im Westen. Die wesentlich niedrigeren Arbeitskosten sein ein Grund dafür, das bessere Projektmanagement ist ein weiterer.

Ziele USA.

Präsident Joe Biden hat sich ehrgeizige Ziele zur Bekämpfung des Klimawandels gesetzt: Die Kohlenstoffemissionen der USA sollen bis 2030 um die Hälfte reduziert werden, und bis 2050 soll eine kohlenstofffreie Wirtschaft erreicht werden. Der Plan sieht vor, dass die Stromerzeugung - laut Analysten der am einfachsten zu bewerkstelligende Wirtschaftssektor - bis 2035 kohlenstofffrei sein soll.

Ein paar Zahlen der U.S. Energy Information Administration (EIA) verdeutlichen die Herausforderung. Im Jahr 2020 erzeugten die Vereinigten Staaten etwa vier Billionen Kilowattstunden Strom. Etwa 60 Prozent davon stammen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe, hauptsächlich Erdgas, in etwa 10.000 großen und kleinen Generatoren im ganzen Land. Der gesamte Strom muss ersetzt werden - und noch mehr, denn die Nachfrage nach Strom wird voraussichtlich steigen, vor allem, wenn wir mehr Autos mit Strom versorgen. Erneuerbare Energiequellen wie Solar- und Windenergie sind schneller gewachsen als erwartet; zusammen mit der Wasserkraft haben sie 2019 zum ersten Mal die Kohle überholt und produzieren nun 20 Prozent des US-Stroms. Im Februar prognostizierte die EIA, dass die erneuerbaren Energien auf dem besten Weg sind, bis 2050 mehr als 40 Prozent des Stroms zu produzieren - ein bemerkenswertes Wachstum, aber immer noch weit von dem entfernt, was nötig ist, um das Stromnetz bis 2035 zu dekarbonisieren und die Klimakrise abzuwenden.

Diese gewaltige Herausforderung hat einige Umweltschützer dazu veranlasst, eine Alternative zu überdenken, der sie lange Zeit misstraut hatten: die Kernkraft. Die Kernenergie hat viel für sich. Ihr Kohlenstoff-Fußabdruck ist gleichwertig mit dem von Windkraftanlagen, geringer als der von Solaranlagen und um Größenordnungen geringer als der von Kohleanlagen. Kernkraftwerke nehmen weit weniger Platz in der Landschaft ein als Solar- oder Windkraftanlagen, und sie produzieren auch nachts oder an windstillen Tagen Strom. Im Jahr 2020 erzeugten sie in den USA genauso viel Strom wie die erneuerbaren Energien, nämlich ein Fünftel des Gesamtstroms.

Die meisten amerikanischen Kernkraftwerke nähern sich dem Ende ihrer Lebensdauer, und in den letzten 20 Jahren wurde nur ein einziges neu gebaut. Die Befürworter der Kernenergie setzen nun auf die nächste Generation von Reaktoren, wie kleine, modulare Versionen konventioneller Leichtwasserreaktoren oder fortschrittliche Reaktoren, die sicherer, billiger und flexibler sein sollen.

Einem Ausbau der Kernenergie stehen jedoch einige ernsthafte Hürden entgegen, wobei die immerwährenden Bedenken hinsichtlich der Sicherheit und der langlebigen radioaktiven Abfälle nicht die größten sind: Kritiker sagen auch, dass Kernreaktoren einfach zu teuer sind und ihre Errichtung zu lange dauert, um bei der Bewältigung der Klimakrise eine große Hilfe zu sein.

Wie ist die aktuelle Einstellung zur Kernenergie?

Wie hat sich die politische Landschaft verändert?

Die durch den japanischen Tsunami im März 2011 ausgelöste Katastrophe von Fukushima hat die weltweiten Aussichten für die Kernenergie erheblich verändert. Unmittelbar danach nahm Japan fast alle seine Kernkraftwerke vom Netz, was dazu führte, dass die weltweite Stromerzeugung aus Kernkraft bis 2012 zurückging. In ähnlicher Weise beschloss Deutschland, bis 2022 vollständig aus der Kernenergie auszusteigen (eine Entscheidung, die inzwischen verschoben wurde). Weltweit sind seit 2011 schätzungsweise 48 GW Äquivalent an Kernkraftwerkskapazität verloren gegangen, weil die Kraftwerke nach Fukushima entweder dauerhaft abgeschaltet wurden oder ihre Betriebsdauer nicht verlängert wurde.

Die politische Landschaft hat sich in den letzten Jahren rapide verändert und hat damit die Voraussetzungen für ein mögliches "Comeback der Kernenergie" geschaffen. Bis November 2022 hatten rund 140 Länder Netto-Null-Ziele angekündigt oder in Erwägung gezogen, was fast 90 % der weltweiten Emissionen entspricht. Viele dieser Länder, darunter China und Indien, haben Energiestrategien angekündigt, die eine wesentliche Rolle für die Kernenergie vorsehen.

Die weltweite Energiekrise im Gefolge der russischen Invasion in der Ukraine hat die Verringerung der Abhängigkeit von importierten fossilen Brennstoffen zur obersten Priorität für die Energiesicherheit gemacht. Die doppelte Herausforderung, die Energiesicherheit zu verbessern und die Emissionen zu reduzieren, hat vielerorts die Argumente für die Kernenergie verstärkt. So hat die EU beispielsweise die Kernenergie in ihren REPowerEU-Plan aufgenommen.

Die USA haben in ihrem Inflation Reduction Act Steuergutschriften für bestehende Kernkraftwerke und Unterstützung für fortschrittliche Reaktoren eingeführt, und das Vereinigte Königreich hat sich in seiner Energiesicherheitsstrategie verpflichtet, bis 2030 bis zu acht neue Kernreaktoren in Betrieb zu nehmen. Deutschland hat beschlossen, die Laufzeit seiner drei verbleibenden Kernkraftwerke über das Jahr 2022 hinaus zu verlängern, während Belgien und Korea ihre Pläne zur Abschaltung bestehender Kernkraftwerke ebenfalls zurückgeschraubt haben.

Können Innovationen in der Kernenergie diese zu einer attraktiveren Option machen?

Die Kernkraftwerk-Branche setzt ihre Hoffnungen seit langem auf fortschrittliche Reaktorkonzepte, die sich durch größere Sicherheit und Kosteneffizienz auszeichnen. Die Investoren haben sich besonders für kleine modulare Reaktoren (Small Modular Reactors, SMR) interessiert, die Stück für Stück aus standardisierten Teilen in Fabriken gebaut und schnell überall dort eingesetzt werden können, wo mehr Energiekapazität benötigt wird. Fortschrittliche Nukleartechnologien wie kleine modulare Reaktoren (SMR) und fortgeschrittene modulare Reaktoren (AMR) sind kleiner als herkömmliche Reaktoren. SMR und AMR Reaktoren können den Bedarf an maßgeschneiderten Konstruktionen verringern und die Investitionskosten für Nuklearprojekte senken. Die Standardisierung von Reaktorkonzepten und der mehrfache Bau desselben Reaktors ist ein Schlüssel zur Kostensenkung ist. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, könnten kleine modulare Reaktoren (SMR) sein, die im Allgemeinen weniger als 300 Megawatt leisten, verglichen mit den 1.000 Megawatt eines herkömmlichen Kernkraftwerks.

Leider hat eine PNAS-Studie (www.pnas.org) festgestellt, dass die Versuche der letzten Jahrzehnte, wirtschaftliche fortschrittliche Nukleartechnologien zu entwickeln, kaum Fortschritte gebracht haben. In der Zwischenzeit müssen SMRs, die auf der bestehenden Leichtwassertechnologie basieren, sowohl den wirtschaftlichen Mehrpreis als auch die beträchtliche regulatorische Belastung auf sich nehmen, die mit jedem Kernreaktor verbunden sind. Daher sehen die meisten Forscher keinen Weg, eine ausreichende Anzahl von SMRs im Stromsektor einzusetzen, um bis Mitte dieses Jahrhunderts einen signifikanten Beitrag zur Verringerung der Treibhausgase zu leisten. Doch die PNAS-Studie ist nicht das letzte Wort zu diesem Thema. Dank einer Flut privater Investitionen gab es in den letzten Jahren einige potenzielle Durchbrüche. In Großbritannien hat Rolls-Royce nach eigenen Angaben ein Verfahren entwickelt, mit dem Kernreaktoren zu weniger als einem Zehntel der Kosten herkömmlicher Kernkraftwerke gebaut werden können, und die britische Regierung setzt auf die Technologie des Unternehmens.

Aufgrund ihrer geringeren Größe könnten die Komponenten dieser Reaktoren in Fabriken gebaut werden, was zu Einsparungen bei der Produktion führt und die Bauzeiten und Unsicherheiten verringert. Die kleinen Reaktoren könnten entweder einzeln eingesetzt oder zu einem einzigen großen Kraftwerk kombiniert werden. In den USA hat das Unternehmen NuScale vor kurzem als erstes und einziges Unternehmen die Bauartzulassung für seinen SMR von der Nuclear Regulatory Commission erhalten. Der Reaktor ist eine verkleinerte Version eines herkömmlichen Reaktors, in dem Druckwasser den Kern kühlt, in dem die Kernspaltung stattfindet. Bei der NuScale-Konstruktion ist jedoch der gesamte Reaktor selbst in ein Wasserbecken eingetaucht, das ihn vor einer versehentlichen Kernschmelze schützen soll.

NuScale hofft, 12 dieser Reaktoren zur Erzeugung von 720 Megawatt im Idaho National Laboratory als Pilotprojekt zu bauen. Unterstützt wird das Projekt vom US-Energieministerium, das bis zu 1,4 Mrd. USD für die Demonstration der Technologie bewilligt hat. NuScale plant, die Anlage an ein Energiekonsortium namens Utah Associated Municipal Power Systems zu verkaufen. Letztes Jahr stiegen acht der 36 Versorgungsunternehmen des Konsortiums aus dem Projekt aus und begründeten dies mit den Kosten. Kürzlich gab das Unternehmen bekannt, dass sich das Projekt bis 2030 verzögern und die Kosten von 4,2 Mrd. $ auf 6,1 Mrd. $ steigen würden.

Atomkraftgegner verweisen auf diese jüngste Enttäuschung als ein weiteres Beispiel dafür, dass die Atomkraft der Aufgabe nicht gewachsen ist. Denn wenn der erste SMR erst in den späten 2020er Jahren gebaut wird, dann wird dies nicht helfen, bis 2035 Null-Emissionen zu erreichen. Die lange Geschichte von Überschreitungen und Verzögerungen in der Industrie ist besonders problematisch, wenn es um Klimaverpflichtungen geht.

Neue Technologie ARM und Kernfusion

Was ist der Vorteil von AMRs?

Einige AMRs liefern viel höhere Austrittstemperaturen als herkömmliche Reaktoren, wodurch die Kernenergie neben der Stromerzeugung für eine Reihe weiterer Zwecke eingesetzt werden kann, darunter die direkte Bereitstellung hochwertiger Wärme für die Schwerindustrie (z. B. Glas, Papier, Chemikalien) und die effiziente Produktion von kohlenstoffarmem Wasserstoff. Diese Innovationen könnten die Anwendungsbereiche der Kernenergie diversifizieren und ihr eine größere Rolle beim globalen Übergang zu Netto-Null-Emissionen verschaffen.

Kernfusion.

Die Kernenergie wird derzeit durch Kernspaltung gewonnen, aber ein wichtiger technologischer Fortschritt, an dem die Forscher derzeit arbeiten, ist die Kernfusion, die im Grunde genommen bedeutet, einen Stern auf der Erde zu erschaffen - eine unbegrenzte Quelle für kohlenstoffarme Energie. Die Fusionsforschung ist jedoch äußerst kostspielig. So werden die Kosten für ITER (das internationale Megaprojekt zur Verwirklichung der Kernfusion) inzwischen auf 22 Milliarden EURO geschätzt, während ursprünglich 6 Milliarden EURO veranschlagt worden waren. Die Investitionen des Privatsektors in die Kernfusion nehmen jedoch rasch zu, was ein Zeichen für die wachsende Zuversicht ist, dass die Kernfusion letztendlich kommerziell genutzt werden kann.

Neue Technologien für variable und resiliente Netze.

In einem Stromnetz muss das Angebot genau auf die ständig schwankende Nachfrage abgestimmt werden. Derzeit gibt es noch keine großen Elektrizitäts-Speicher, wie wir sie für Wasser haben. Erneuerbare Energien erschweren diesen Balanceakt, weil sie ein schwankendes Stromangebot erzeugen - wenn es bewölkt ist oder der Wind nicht weht, braucht das Netz mehr Energie aus anderen Quellen. Die Zukunft der Kernenergie wird zum Teil davon abhängen, wie gut sie ein Netz ausgleichen kann, das zunehmend auf erneuerbare Energien angewiesen ist. Die Kernkraft gilt traditionell als Grundlast-Energiequelle - die Reaktoren laufen so oft wie möglich, um ihre enormen Fixkosten auf eine möglichst große Anzahl von Kilowattstunden zu verteilen. Im Gegensatz zu Gasturbinen, die in Sekundenschnelle ein- und ausgeschaltet werden können, um "der Last zu folgen", brauchen Reaktoren eine Stunde oder länger, um ihre Produktion zu halbieren.

Es ist nicht so, dass die Reaktoren der Last nicht folgen können, sie sind nur langsamer. Und das ist mit hohen Kosten verbunden. Zwei Unternehmen, die an fortschrittlichen Reaktorkonzepten arbeiten, sollten dieses Problem löse. Das erste, TerraPower, ein von Bill Gates gegründetes Startup-Unternehmen, arbeitet an einem natriumgekühlten Reaktor, der die Wärme nicht direkt zum Antrieb einer Turbine und zur Stromerzeugung nutzt, sondern in einem Tank mit geschmolzenem Salz speichert, wo sie bei Bedarf zur Stromerzeugung abgezapft werden kann. Das zweite Unternehmen namens X-energy entwickelt einen gasgekühlten Reaktor, der bei sehr hohen Temperaturen arbeitet und Dampf erzeugt und der sowohl für industrielle Prozesse als auch für die Stromerzeugung geeignet wäre. Diese Art der Lastumschaltung kann Kernreaktoren dabei helfen, die schwankende Stromnachfrage zu bewältigen und gleichzeitig einen Beitrag zur Dekarbonisierung der Industrie zu leisten. Kleine Reaktoren könnten sogar direkt neben einer Fabrik aufgestellt werden, die sowohl Wärme als auch Strom benötigt. Die hochradioaktiven Abfälle, die sie produzieren, müssten jedoch zur Entsorgung an einen zentralen Ort gebracht werden.

Gleichgewicht des Stromnetzes – auch ohne Kernkraft möglich.

Viele Experten sind deshalb der Meinung, dass die Kernenergie für das Gleichgewicht des Stromnetzes nicht benötigt werden wird. Eine Studie aus dem 2016, die für den Bundesstaat Maryland durchgeführt wurde, kam zu dem Ergebnis, dass eine verstärkte Batteriespeicherung in Kombination mit Anreizen für die Verbraucher, ihren Stromverbrauch zu Spitzenzeiten zu reduzieren, es den Versorgungsunternehmen fast ermöglichen würde, die Schwankungen der erneuerbaren Energien auszugleichen. Die Versorgungsunternehmen müssten nur einen Teil der Energie in Form von Wasserstoff speichern, der erzeugt werden kann, indem erneuerbarer Strom durch Wasser geleitet und dann in einer Brennstoffzelle wieder in Strom umgewandelt wird. Dieses Verfahren ist derzeit bei riesigen Mengen sehr teuer, aber bei kleinen Mengen erschwinglich und machbar. 

Weltweite Weiter-Entwicklung der Kernkraft.

Weltweit könnte die Kernkraft in den kommenden Jahrzehnten eine wichtige Rolle spielen. China, der größte Verursacher von Treibhausgasemissionen, wird seine Kernkraftleistung bis 2020 um 6 Prozent steigern und hat derzeit 17 neue Reaktoren im Bau. Indien baut sechs. Es ist unwahrscheinlich, dass die USA und Europa in absehbarer Zeit mit diesem Wert mithalten können.

Fazit - Zukunft der Kernkraft

Die Aufrechterhaltung der Kraftwerke ist teuer und wird noch teurer werden.

Es gibt mindestens drei Implikationen für die Klimapolitik. Erstens sollten die Bemühungen, die bestehenden Kernkraftwerke am Laufen zu halten, verdoppelt werden. Angesichts ihrer erheblichen Wartungskosten und ihrer Unfähigkeit, preislich mit Gas zu konkurrieren, wird die Aufrechterhaltung der Kraftwerke fiskalisch teuer werden. Aber aus der Sicht des Klimarealismus ist es immer noch ein Schnäppchen. Der Unterhalt von Kernkraftwerken ist viel billiger als der Bau neuer Anlagen. Und der Verlust einer soliden kohlenstofffreien Energiequelle, die bereits fast ein Fünftel der Energie liefert, steht im Widerspruch zu den Zielen zur Emissionsreduzierung.

Technische Innovationen statt staatliche Regulation.

Zweitens sollten Staaten, die ihren Energieversorgern vorschreiben wollen, welche Art von Strom sie kaufen dürfen, kohlenstofffreie Mandate anstreben und nicht solche, die sich ausschließlich auf erneuerbare Energien beziehen. Kurzfristig wird die Kernenergie benötigt, um die Schwankungen bei den erneuerbaren Energien auszugleichen. Und obwohl es möglich - und vielleicht sogar wahrscheinlich - ist, dass es langfristig einfacher sein wird, die Nachteile der erneuerbaren Energien zu überwinden als die der Kernenergie, sollte dies durch technische Innovationen und nicht durch regulatorische Diskriminierung entschieden werden. Unter sonst gleichen Bedingungen sind erneuerbare Energien sicherlich der Kernenergie vorzuziehen, da bei der Nutzung von Solarmodulen weder radioaktiver Abfall noch das Risiko der Verbreitung von Kernwaffen entsteht. Sollte sich jedoch die Entwicklung von Langzeitbatteriespeichern als schwieriger erweisen als erhofft oder die Sicherung der für ein vollständig erneuerbares Netz erforderlichen Flächen politisch nicht durchsetzbar sein, werden wir froh sein, dass wir andere Formen der kohlenstofffreien Energie nicht durch gesetzliche Verbote ausrotten.

Wettbewerbsfähigkeit der Kernenergie.

Regulatorische Reformen, die den Einsatz fortschrittlicher Nukleartechnologien erleichtern, könnten für die Zukunft der Kernenergie entscheidend sein. Es ist natürlich äußerst wichtig, die Sicherheit neuer kerntechnischer Anlagen zu gewährleisten. In dem Maße, in dem übertriebene oder überflüssige Sicherheitsbestimmungen die Wettbewerbsfähigkeit der Kernenergie gegenüber fossilen Brennstoffen einschränken, werden sich die Chancen verschlechtern. Ein Regelwerk, das einen technologieübergreifenden Rechtsrahmen schafft, wird die technologischen Innovationen für fortgeschrittene Kernreaktoren fördern.

Zusammenfassung.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die "nukleare Option" echte Schwächen hat. Aber wie die Welt mit Verspätung erkennt, können wir uns – je nach Land und Energiemix - den Luxus vermutlich nicht leisten können, bei unserem Streben nach einer sicheren Dekarbonisierung auf Kernkraft komplett zu verzichten.