Die Welt braucht Energie!

Der Fortschritt der Kernenergie weltweit

Von Michael Gründler

Michael Gründler ist Landesvorsitzender der Bürgerrechtsbewegung Solidarität in Sachsen und kandidiert bei der Bundestagswahl in Dresden für die BüSo. Der folgende Aufsatz ist eine überarbeitete Fassung seines Vortrags beim Internetseminar der BüSo am 19. Mai.

Die weltweite Krise, in der sich die Menschheit befindet, kann nur durch ein schnelles und umfassendes Wirtschaftsaufbauprogramm, auch und gerade im Entwicklungssektor, überwunden werden. Und für ein solches Aufbauprogramm wird viel, sehr viel Energie benötigt.

Ich werde hier zeigen, warum die Kernkraft die geeignete Energiequelle dafür ist.

Lyndon LaRouche hat mit seinen „Vier Gesetzen“ den Rahmen für solch ein Programm geschaffen – ein weltweites Glass-Steagall-Trennbankensystem, um die Finanzspekulation auszutrocknen; dann Kreditschöpfung zur Ausweitung der produktiven Wirtschaft; und als Zugpferd für eine schnelle Produktivitätssteigerung die Entwicklung und Einführung der Kernfusion auf breiter Basis, als neue, höhere Plattform für die Weltwirtschaft.

Noch ist die Kernfusion nicht verfügbar, aber wir haben die Kernspaltung, die auch einfach Kernenergie oder Kernkraft genannt wird. Und diese Kernenergie ist durchaus eine ausreichende Alternative, um solch ein Aufbauprogramm mit den erforderlichen Produktivitätssteigerungen in Gang zu bringen und eine ganze Zeitlang zu tragen, bis wir die Kernfusion auf breiter Basis einsetzen können.

Energieflußdichte ist wesentlich

Das Konzept der Energiedichte bzw. der Energieflußdichte ist wesentlich, um das besondere an der Kernenergie gegenüber allen anderen verfügbaren Energieformen zu verstehen.

Technisch bezeichnet die Energieflußdichte die Durchflußrate von Energie durch eine bestimmte Fläche. Je höher diese Rate ist, um so wirkungsvoller kann die Energie eingesetzt werden.

Die Rohstoffe, die die Menschheit auf einer bestimmten Technologiestufe jeweils zur Verfügung hat, sind endlich, sind begrenzt. Und deshalb sind wir Menschen dazu gezwungen, ständig neue wissenschaftliche Erkenntnisse und damit neue Technologien zu erarbeiten, um dann auch wieder neue Rohstoffe und Ressourcen zur Verfügung zu haben. Die Anwendung dieser neuen Technologien erfordert immer eine höhere Energieflußdichte als die Anwendung der Vorläufer-Technologien.

Deshalb ist es jetzt auch ganz entscheidend, die Energieform mit der höchsten Energieflußdichte zu nutzen, um auf bestmögliche Weise diesen Weltaufbau zu meistern. Es ist ja eine riesige Herausforderung, wenn wir uns anschauen, wie schlecht oder auch katastrophal die Energieversorgung, und damit auch die Lebensumstände, in einem großen Teil der Entwicklungsländer sind.

Wir machen zuerst dazu ein Gedankenexperiment, um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie das Verhältnis der Energiedichte verschiedener, gebräuchlicher Energieformen zueinander ist:

1) Wir nehmen als ersten Energielieferanten Holz. Und zwar von der Menge her 30 m³. Das entspricht einem Würfel mit der Kantenlänge von 3,10 m. Also ein Würfel in einem Zimmer, der in der Höhe vielleicht bis zur Decke reicht und auch etwas mehr als drei Meter breit und drei Meter tief ist.

2) Dann vergleichen wir Kohle damit, und zwar so viel, daß die gleiche Energiemenge darin steckt, wie im Holz. Kohle hat siebenmal mehr Energie pro Volumen als Holz, und deshalb paßt die Kohle in einen Würfel mit der Kantenlänge von 1,70 m. Der Würfel hat also die Höhe einer durchschnittlichen Person, und ist auch 1,70 m breit und tief. – Das ist auch gut vorstellbar.

3) Jetzt nehmen wir Erdöl dazu. Vom Volumen her hat Öl eine ähnliche Energiedichte wie die Kohle, und deshalb ist das Becken in Würfelform gefüllt mit Öl genauso groß wie der Kohlewürfel. Das Öl hat allerdings nur ungefähr das halbe Gewicht der Kohle.

4) Und jetzt der Schock in Sachen Kernenergie: In einem Würfel mit der Kantenlänge von 5 Millimetern, der aus Uran 235 besteht, steckt genau so viel brauchbare Energie, wie jeweils in den drei großen Würfeln der vorherigen Brennstoffe. Diese 5 mm Kantenlänge entspricht ungefähr der Größe einer Erbse.

Daran sieht man das besondere an der Kernenergie und ihrer Energiedichte: Es ist ein mehrere Millionen Mal kleineres Volumen als bei Kohle oder Öl – für die gleiche Energiemenge (Abbildung 1).

Zur weiteren Illustration dieses riesigen Unterschieds vergleiche ich jetzt die Brennstoffversorgung eines 1000-MW-Kernreaktors mit einem entsprechenden Kohlekraftwerk.

Der Kernreaktor braucht einmal im Jahr 25 Tonnen Uran. Das kann mit einem Spezialwaggon auf der Schiene geliefert werden.

Das Kohlekraftwerk aber braucht 2,2 Millionen Tonnen Kohle im Jahr. Das sind täglich vier Eisenbahnzüge mit je 40 Waggons, die je 40 Tonnen Kohle geladen haben, also 365 Tage jeden Tag vier vollbeladene Züge.

Der Aufwand beim Kohlekraftwerk ist also unverhältnismäßig höher als beim Kernkraftwerk, um die gleiche Menge Energie bereitzustellen.

Eine Anmerkung dazu: Kohle ist eigentlich viel zu schade, um sie auf Dauer und im großen Stil zu verbrennen. Sie wird in der Zukunft noch gebraucht werden, als Rohstoff für die Chemieindustrie, für die Kunststoffherstellung, für Arzneimittelproduktion und für vieles anderes. Ähnliches gilt für die Kohlenwasserstoffe, wie Öl oder Gas, die auf Dauer auch durch Kernenergie ersetzt werden sollten.

Die Nachteile der „Erneuerbaren“

Die Energiedichte und Energieflußdichte von Uran im Verhältnis zu den neuen Erneuerbaren Energien ist sogar noch viel größer als im Verhältnis zu den traditionellen Energien. Der Unterschied läßt sich hier aber eher im übermäßigen Flächenverbrauch, übermäßigen Material- und Ressourcenverbrauch und teils großer Unzuverlässigkeit der Erneuerbaren ausdrücken. Diese Faktoren machen die neuen Erneuerbaren vollkommen ungeeignet für ein schnelles, wirkungsvolles Aufbauprogramm. Denn die gesellschaftlichen Kosten für ihren Einsatz wären unbezahlbar teuer.

Dazu möchte ich nur einige Hinweise geben:

Einmal zum Ressourcenverbrauch:

Hier die Menge des Baumaterials pro Terawattstunde (TWh) Stromerzeugung:

• Die Kernenergie braucht 1000 t, hauptsächlich Beton, etwas Stahl.

• Die Windenergie braucht 10.000 t, Beton, viel Stahl, und einiges anderes.

• Solarpaneele brauchen für die gleiche Stromerzeugung 16.000 t, und zwar sehr viel hochwertige Rohstoffe.

Jetzt zum Flächenverbrauch, hier nehme ich den tatsächlichen Stand der Stromerzeugung in Deutschland aus dem Jahr 2019:

• Ungefähr 31.000 Windräder brauchen laut Bundesumweltamt 1800 km² Fläche, auf denen ansonsten nur sehr eingeschränkt Landwirtschaft betrieben werden kann. Diese über 30.000 Mühlen erzeugen so viel Strom wie zwölf Reaktorblöcke der Kernenergie.

• Solaranlagen benötigten im Jahr 2019 ungefähr 80.000 Hektar, also 800 km² Fläche, und leisteten so viel wie fünf Reaktorblöcke.

  Wir stellen uns das einmal bildlich vor: Umgerechnet benötigt ein Kernreaktor, mit allem Drum und Dran, also Verwaltungsgebäuden, Parkplätzen, Grünflächen usw. maximal einen halben Quadratkilometer Fläche.

  Die entsprechende Fläche, die die Solarpaneele für die gleiche Energieerzeugung brauchen, ist 160 km². Das ist sehr, sehr viel Fläche!

• Biomasse: Auf 20% der Gesamtackerfläche Deutschlands, nämlich auf 2,6 Mio. Hektar, werden Raps für den Tank, Mais für die Biogasanlage und ähnliches angebaut. Diese Fläche ist größer als die gesamte Fläche von Hessen! Besser wären es, diesen Acker für die Ernährung der hungernden Menschheit zu nutzen. Die Gesamtenergieausbeute der Biomasse entspricht 23 Reaktorblöcken der Kernenergie.

Und wegen der Unzuverlässigkeit von Wind und Sonne müssen immer konventionelle Kraftwerke, meist Gaskraftwerke, bereitstehen, um einzuspringen. Das ist zusätzlich noch ein erheblicher Kostenfaktor. (Oder unsere Nachbarländer liefern, aber dann auch teuer, Ersatzstrom.)

Ich hoffe, daß die Vergleiche deutlich zeigen, warum die Kernenergie diese hervorragende Stellung haben muß, wenn es um die Energieversorgung eines so breit angelegten Aufbauprogramms geht.

Eine Zukunftsperspektive

Hier möchte ich jetzt eine vorläufige Zukunftsperspektive vorschlagen. Ein paar Zahlen dazu, um die Diskussion über eine wirkliche Renaissance der Kernenergie in Gang zu bringen.

Zur Zeit leistet die Kernenergie ungefähr 2% der Weltprimärenergieversorgung, nämlich 2700 TWh.

Die Weltprimärenergie ist die gesamte Energie, also nicht nur die Elektrizität.

Meine Mindestanforderungen bis zum Jahr 2050 sind:

• die Gesamtenergieproduktion weltweit zu verdoppeln,

• und auch den Anteil der Kernkraft von 2% auf 20% der Gesamtenergieversorgung zu verzehnfachen.

Das ist dann insgesamt eine Verzwanzigfachung der Kernkraftnutzung innerhalb der nächsten 30 Jahre.

Zur Zeit laufen 440 Kernreaktoren weltweit. Eine Verzwanzigfachung bedeutet also, daß wir im Jahr 2050 dann weltweit ungefähr 8800 Kernreaktoren hätten.

Es sind allerdings viele neuartige Reaktortypen in Vorarbeit, die modular konzipiert sind. Also kleine Reaktoren, die man in Reihe schalten kann, je nach Bedarf. Deshalb ist das Ziel nicht die Anzahl der Reaktoren, sondern die Verzwanzigfachung der Energieerzeugung von 2700 TWh auf ungefähr 54.000 TWh im Jahr.

Wenn wir das neue Paradigma schnell durchsetzen können und die entscheidenden Kräfte in der Politik das zu ihrer Herzensangelegenheit machen, ist auch ein noch umfassenderer Übergang in die Kernenergiewirtschaft machbar.

Einen wichtigen Engpaß, den es zu überwinden gilt, möchte ich hier auch noch anbringen: Große Kernkraftwerke brauchen große Reaktor-Druck-Behälter, entsprechend große Dampfturbinen, Generatoren und andere große Teile.

Die werden in großen Schmiedepressen hergestellt. Und davon gibt es nicht viele auf der Welt. Weltführend sind Japan, China, Indien, Südkorea und Rußland. Weitere Kapazitäten sind in Frankreich, Großbritannien, Tschechien und den USA vorhanden. Deutschland hat eine etwas kleinere Schmiedepresse, die Saarschmiede in Völklingen.

Diese Kapazitäten reichen bei weitem nicht aus, um solch ein Kernkraftprogramm, wie ich es vorschlage, auf die Beine zu stellen. Wir brauchen also auch hier eine Entscheidung der Politik, damit diese großen Investitionen in der Industrie frühzeitig gemacht werden.

Kernenergie als Wirtschaftsplattform

Die Kernenergie ist aber nicht nur Energielieferant, sondern hat schon Eigenschaften einer Wirtschaftsplattform, in der sie in vielen Bereichen Anwendung findet.

Nur in Stichworten hier aufgelistet:

• In Landwirtschaft und Nahrungsproduktion: Haltbarmachung von Lebensmitteln, Pflanzenzüchtung, Schadinsektenabwehr.

• In der Medizin: Bildgebende Verfahren zur Diagnose; verschiedene Therapien.

• Bei den Industrieanwendungen ist der Hochtemperaturreaktor besonders geeignet. Er kann Industriewärme kostengünstig bereitstellen, und auch Fernwärme generell; er ist hervorragend für die Wasserentsalzung und auch zur kostengünstigen Wasserstoffherstellung geeignet.

• 240 Schiffe werden weltweit von Kernreaktoren angetrieben. Es sind hauptsächlich Kriegsschiffe, aber es sind auch russische Eisbrecher darunter, die die Nordpassage offenhalten.

Die Frage der Entsorgung

Hier möchte ich auch etwas zur Frage der Entsorgung des hochradioaktiven Abfalls sagen. Die ideologischen Gegner der Kernenergie wollen die Entsorgung zu einem Riesenproblem aufbauschen. Dazu gibt es aber keinen Anlaß. Durch den wissenschaftlich-technologischen Fortschritt der letzten Jahrzehnte haben sich mehrere Möglichkeiten der Abfallentsorgung ergeben:

• Der russische Schnelle Brutreaktor BN-800 ist seit 2014 am Netz und kann hochradioaktiven „Abfall“ zu Elektrizität verbrennen. Rußland entwickelt diese Reaktorlinie weiter und bereitet gerade den BN-1200 vor. Andere Länder ziehen bei der Entwicklung von Schnellen-Neutronen-Reaktoren nach; unter anderem auch, um damit den „Abfall“ zu verbrennen.

• Im Kernforschungszentrum Mol in Belgien wird die Beschleuniger-angetriebene Anlage MYRRHA gebaut. Damit will man bei Fertigstellung gezielt den radioaktiven „Abfall“ zu Strom umwandeln. Das Stichwort hier ist: Transmutation. An vielen anderen Teilchenbeschleunigern in der ganzen Welt arbeitet man an ähnlichen Konzepten (ADS).

• Auch die neu konzipierten Schmelzsalzreaktoren, z.B. der Dual-Fluid-Reaktor, können demnächst diesen sog. „Abfall“ zu wertvoller Energie umwandeln.

• Weitere fortschrittliche Konzepte sind in diesem Zusammenhang in der Planung, wie z.B. der Hybridreaktor.

• Auch die schon erprobte Endlagerung kann heute dank neuer Materialien (Siliziumkarbid) noch sicherer und effektiver durchgeführt werden – wenn man bereit ist, die hochradioaktiven Reste zu vergraben, anstatt sie mit den oben genannten Methoden in wertvolle Energie umzuwandeln.

Die führenden Kernkraft-Nationen

Jetzt möchte ich noch einige Länder vorstellen, die eine wichtige Rolle beim Ausbau der Kernenergie spielen sollen (Abbildung 2):

• Unser direkter Nachbar Frankreich: Die 56 Reaktoren, die dort in Betrieb sind, liefern 72% der Elektrizität des Landes. Das ist weltweit der höchste Anteil an Kernenergiestrom überhaupt in einem Land. Die Bestrebungen der Politik gehen allerdings in Richtung Reduzierung dieses Kernenergieanteils.

Aber obwohl die französischen Kernkraftwerke nach dem Unglück in Fukushima Daiichi viele neue, teure Auflagen erfüllen mußten, ist der Strom dort nur fast halb so teuer wie in Deutschland. Der Verbraucher zahlt hier ungefähr 30 ct/kWh, in Frankreich zahlt er nur 17,5 ct.

Frankreich ist auch interessant im Zusammenhang mit meinem Vorschlag der Ausweitung auf 8800 Kernreaktoren in den nächsten 30 Jahren. Frankreich hat jetzt schon durch seinen hohen Kernenergieanteil genau den Pro-Kopf-Verbrauch an Kernenergie, den wir mit diesen 8800 Reaktoren dann weltweit erreichen würden.

• Rußland. Dort sind 38 Reaktoren am Netz und zwei werden gerade gebaut. Mitgezählt ist dabei auch das erste schwimmende Kernkraftwerk, die Akademik Lomonossow.

Für Rußland ist die Ausweitung der Kernenergie ein wichtiges Staatsziel. Und die Ausfuhr von Kerntechnik und Kernkraftwerken ist ein wichtiger Aspekt russischer Außenpolitik: Russische Reaktoren laufen in China, Indien, Iran und Weißrußland.

Erst vor wenigen Wochen gab es ein Online-Treffen zwischen Präsident Putin und Präsident Xi Jinping, um den Bau von vier weiteren russischen Kernkraftwerken in China zu beginnen (Tianwan 7 und 8, Xudapu 3 u. 4).

Auch baut Rußland gerade KKWs in Bangladesch und in der Türkei. Verträge über den baldigen Bau gibt es mit Ägypten und Finnland; und mit vielen anderen Ländern ist Rußland in Vorbereitung und Diskussion. Darunter sind auch 27 Entwicklungsländer, davon elf afrikanische und fünf südamerikanische Länder, mit denen Rußland auf diesem Gebiet zusammenarbeitet. Zum Teil sind dort Schulungszentren fertig oder in Vorbereitung, in denen Personal für den zukünftigen Einsatz in der Kerntechnik ausgebildet wird.

Rußland ist wohl von allen Ländern am besten darauf vorbereitet, jetzt eine weltweite Offensive der Kernenergie mitzutragen.

• China. China hat 50 Reaktoren am Netz, die 5% der Stromversorgung leisten, und 18 Reaktoren sind im Bau. Nach den USA und Frankreich steht das Land an dritter Stelle in der Nutzung der Kernenergie.

Zwei besondere Reaktorlinien sind in China in der Entwicklung:

1) Der Hochtemperaturreaktor (HTR). Zwei kleine modulare Reaktoren sind fast fertig; der erste soll im Laufe dieses Jahres ans Netz gehen. Wie ich schon erwähnt habe, ist der HTR hervorragend geeignet für Industriewärme, Fernwärme generell, Wasserentsalzung und für die Wasserstofferzeugung.

2) Die zweite besondere Entwicklung ist der Schnelle-Neutronen-Reaktor. Der 600-MW-Demonstrationsreaktor, den China gerade baut, soll 2023 ans Netz gehen. Er kann fast 100% des Urans ausnutzen, wogegen die üblichen Kernkraftwerke gerade einmal aus 2% des Urans Energie herausholen können. Auch deshalb soll dieser Reaktortyp ab 2050 in China die Hauptrolle spielen.

Bis vor wenigen Jahren waren Chinas Kernenergieziele allerdings noch ambitionierter. Noch im letzten Fünf-Jahres-Plan waren für das Jahr 2020 88 GWe Leistung einschließlich der im Bau befindlichen Reaktoren vorgesehen. Es sind dann aber Ende 2020 nur 62 GWe geworden, also 30% weniger als geplant.

Alle 50 laufenden und die 18 im Bau befindlichen Reaktoren liegen an der Küste und werden mit Meerwasser gekühlt. 31 inländische Standorte warten teils schon lange auf die Erlaubnis, bauen zu dürfen. Offiziell heißt es, daß man die Kontaminierung von Flußwasser befürchtet.

Dieses Problem, daß nichts im Inland gebaut wird, muß China unbedingt und schnell lösen, damit es über den 5%-Anteil der KE an der Stromversorgung hinauskommt.

• Indien: Indien hat 23 Reaktoren am Netz und sechs sind in Bau. Das Land hat große Thoriumvorräte, aber nur wenig Uran, und entwickelt deshalb Reaktoren, die Thorium als Brennstoff nutzen. Leider geht der Ausbau der Kernenergie in Indien nur mit Verzögerungen voran, obwohl gerade dort der wirtschaftliche Entwicklungsbedarf riesig ist.

Es gibt aber auch optimistische Aussichten. Nach langjähriger Vorarbeit hat die französische Elektrizitätsgesellschaft EDF den Indern im April dieses Jahres ein verbindliches Angebot über den Bau des Kernkraftwerks Jaitapur gemacht. Das würde nach dem heutigen Stand mit 9600 MWe Leistung das größte Kernkraftwerk der Welt werden und aus sechs Kernreaktoren der EPR-Klasse bestehen.

• Südkorea: 24 Reaktoren versorgen das Land mit einem Drittel der Elektrizität. Südkorea ist in Sachen Kernenergie exportorientiert, es baut in den Vereinigten Arabischen Emiraten deren erstes Kernkraftwerk mit vier Reaktoren. Der erste davon ging im Sommer 2020 ans Netz, der kommerzielle Betrieb der anderen soll in Jahresabständen folgen.

• Die Vereinigten Staaten sind das Land, das weltweit die Kernkraft am meisten nutzt. Es sind 93 Reaktoren am Netz, zwei werden gebaut, viele wurden auch in den letzten Jahren abgeschaltet. Man setzt auf Gaskraftwerke, und die Umweltlobby macht Druck gegen die Nutzung der Kernenergie und jetzt auch verstärkt gegen die Kohlenstoffenergie. Verschiedene Projekte, auch mit neuen und modularen Reaktorlinien, wie z.B. von NuScale, sind in Arbeit, aber es ist nicht klar, was daraus wird.

Wir brauchen unbedingt eine Neuorientierung der amerikanischen Politik, und unsere Kollegen dort haben die große Aufgabe, die Weichenstellung dafür zu organisieren.

• Während die ganze Welt mehr und mehr auf die Kernkraft setzt, geht Deutschland noch seinen verschrobenen Weg des Totalausstiegs bis zum Jahresende 2022. Das gilt es umzukehren. Auch Deutschland hat eine wichtige Rolle beim Aufbau der Weltwirtschaft zu spielen.

Warum jetzt?

Gerade im Zusammenhang mit unserer aktuellen Welt-Gesundheits-Offensive, dem Aufbau einer modernen Gesundheitsversorgung in allen Ländern, einschließlich der dazu nötigen Infrastruktur, kommt diese Kernenergie-Intervention genau zur richtigen Zeit. Mit diesem Weckruf der Gesundheits-Offensive, daß nämlich die Grundbedürfnisse aller Menschen schnell und auch auf Dauer befriedigt werden müssen, ist ein Riesenbedarf an Energie verbunden. Und da ist die Kernkraft ein ausgezeichnetes Mittel, weil sie mit dem geringsten Aufwand die größte Wirkung für das Wohlergehen der Menschheit entfalten kann.