10.12.21 Kernkraft als Klimaschützer? Autor*in: Christian Buck • Credits: IMAGO / Xinhua • Lesedauer: 8 min.

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Zusammenfassung

Ende des Jahres gehen drei der letzten sechs deutschen Kernkraftwerke vom Netz: Brokdorf, Grohnde und Gundremmingen C. Die Reaktoren Emsland, Isar 2 und Neckarwestheim 2 folgen in zwölf Monaten . Doch während Deutschland aussteigt, interessieren sich immer mehr Länder weltweit für CO2-freien Strom aus Kernenergie. Denn neue Reaktoren versprechen mehr Sicherheit, langfristige stabile Versorgung und manche sogar eine Lösung der Endlagerfrage.

Es war ungewöhnliche Post, die im Oktober aufhorchen ließ. „Deutschland schöpft (…) nicht alle Möglichkeiten aus, die dem Land zur Verfügung stehen“, heißt es in einem offenen Brief, den unter anderem der Kognitionswissenschaftler Steven Pinker, der Klimaforscher James Hansen, der ehemalige Zeit-Chefredakteur Theo Sommer und die finnische Grünen-Politikerin Tea Törmänen unterschrieben haben. „Der Elefant im Raum ist, dass Deutschland die Kohlenstoffemissionen seines Energiesystems dadurch erhöht, indem es aus der Kernenergie aussteigt. Und das ausgerechnet zu einer Zeit, in der die Dekarbonisierung der Elektrizitätswirtschaft die Hauptstrategie ist, um effektiv zu einem Energiesystem mit null Nettoemissionen zu kommen.“

Der Appell der Unterzeichner an Deutschland: „Sie könnten Ihr Klimaziel für 2030 noch erreichen. Sie könnten immer noch einen Kurswechsel vornehmen und Ihre Prioritäten so ändern, dass der Kohleausstieg vor dem Atomausstieg erfolgt. Alles, was es dazu benötigt, ist eine Klima-Notstandsverordnung mit Änderung des Atomgesetzes, welche die 2010 vereinbarten Laufzeitverlängerungen für die Kraftwerke auf 2030 bis 2036 wieder in Kraft setzt.“

Frankreich setzt auf Kernenergie

Emmanuel Macron, Französischer Präsident

Kernkraft als Klimaschützer? Worüber hierzulande allenfalls hinter vorgehaltener Hand gesprochen wird, ist in Europa inzwischen zu einem heiß diskutierten Thema geworden. Denn viele EU-Staaten setzen bei der CO2-Reduzierung auf Atomstrom – zum Beispiel Frankreich, das bereits heute 56 Reaktoren betreibt und voraussichtlich sechs weitere bauen will. „Für unsere energetische und ökologische Zukunft setzen wir auf Atomkraft“, so Frankreichs Präsident Emmanuel Macron.

Andere europäische Staaten wollen neu in den Club der Kernkraft-Nutzer. Polen ist das wohl prominenteste Beispiel: Mehr als 70 Prozent der Energie stammen dort aus Kohle. Will die EU ihre Klimaziele erreichen, muss Polen neue, CO2-freie Energiequellen nutzen. Darum hat Deutschlands östlicher Nachbar bereits vier potenzielle Standorte für den Bau neuer Reaktoren in die engere Auswahl genommen: Lubiatowo-Kopalino, Zarnowiec, Patnow und Belchatow. Frühestens 2033 könnten die ersten neuen Kraftwerk ans Netz gehen.

Andere Länder wehren sich vehement gegen den weiteren Ausbau der Kernenergie, vorneweg Österreich und Luxemburg. Aber sie stehen zunehmend alleine da, weil immer mehr europäische Staaten in puncto Atomstrom umdenken. Und auch auf EU-Ebene stehen derzeit Weichenstellungen für die kommenden Jahrzehnte an, die großen Einfluss auf die Zukunft der Kernenergie haben werden: Die „Taxonomie“ der EU-Kommission soll festlegen, welche Investitionen klimafreundlich und somit förderfähig sind. Würde die Kernenergie offiziell dazugezählt, könnten Milliarden in ihren weiteren Ausbau und in die Forschung fließen – zum Beispiel für kleine modulare Reaktoren (SMRs, Small Modular Reactors), deren Verfechter eine dezentrale, sichere und CO2-freie Stromversorgung versprechen.

Mehr Sicherheit durch neue Reaktorkonzepte

Kernkraft-Gegner lehnen die Technologie unter anderem mit Verweis auf die Sicherheitsrisiken und die Unfälle in den USA (Three Mile Island), der Sowjetunion (Tschernobyl) sowie in Japan (Fukushima) ab. Befürworter verweisen dagegen auf die geringe Zahl an Zwischenfällen in den letzten Jahrzehnten.

Zudem hat sich die Technik kontinuierlich weiterentwickelt – beispielsweise beim Europäischen Druckwasserreaktor (EPR), der zur „Generation 3+“ gehört und von dem zwei Blöcke in China bereits seit Jahren in Betrieb sind. Drei weitere befinden sich in Finnland, Frankreich und Großbritannien im Bau. „Der EPR ist eine verbesserte Version bekannter deutscher und französischer Reaktoren“, sagt Dr. Walter Tromm, Experte für nukleare Sicherheitsforschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). „Unter seinem Reaktordruckbehälter befindet sich ein Kernfänger, der – ähnlich wie eine Wanne – eine Kernschmelze auffangen und kühlen soll, bis sie erstarrt ist. Der AP1000-Reaktor von Westinghouse ist ebenfalls eine evolutionäre Weiterentwicklung bekannter Konzepte. Er soll eine Kernschmelze im Reaktordruckbehälter einschließen und sich bei einem Störfall von außen kühlen lassen.“

In der Praxis haben neue Reaktoren allerdings mit großen Problemen zu kämpfen. So verzögerte sich die Inbetriebnahme des finnischen EPR erheblich, und die Baukosten explodierten. Aktuell ist geplant, das Kraftwerk im Sommer 2022 in Betrieb zu nehmen. Ähnlich erging es Großbritannien mit seinem EPR, der nach letztem Stand 2026 den ersten Strom liefern soll. Und selbst im EPR-Heimatland Frankreich war der Reaktor-Neubau in Flamanville von Verzögerungen und Preissteigerungen begleitet. Statt 2012 soll die Anlage nun frühestens 2023 in Betrieb gehen. „In Europa fehlen momentan die Erfahrungen im Reaktorbau“, erklärt Tromm die Probleme. „Länder wie China oder Südkorea sind uns in dieser Hinsicht überlegen.“

Atommüll wird Rohstoff

Dr. Sören Kliem, Leiter der Abteilung Reaktorsicherheit am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

Neben den verbesserten Reaktordesigns der dritten Generation diskutieren Experten auch über völlig neue Arten von Kernkraftwerken. Einige Reaktortypen dieser vierten Generation wären in der Lage, die weitverbreiteten Brennstoffe Uran 238 oder Thorium zu nutzen, sodass in absehbarer Zukunft genügend nukleare Rohstoffe zur Verfügung stünden. Zudem können sie auch den vorhandenen Atommüll verbrennen und so das Entsorgungsproblem deutlich entschärfen. „Aus Abfall würde ein Rohstoff“, sagt Dr. Sören Kliem, der am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf die Abteilung Reaktorsicherheit leitet. „In den Reaktoren entstünden Endprodukte, die man nur rund 1.000 Jahre lagern muss – und nicht 300.000 Jahre.“

Andere Typen von Generation-4-Reaktoren produzieren neben Strom auch sehr effizient Prozesswärme. „Diese könnten sie zum Beispiel der chemischen Industrie zur Verfügung stellen, um synthetische Kraftstoffe herzustellen“, erklärt Kliem. Die Sicherheit der neuen Reaktoren ist aus seiner Sicht deutlich höher als bei der Generation 3, außerdem produzierten sie kein Material für Kernwaffen.

Noch ist aber kein kommerzieller Reaktor am Netz, und viele Ideen müssen sich erst in der Praxis beweisen. Geforscht wird unterdessen weltweit: Im „Generation IV International Forum“ (GIF) sind 13 Staaten und die Europäische Atomgemeinschaft Euratom vertreten, um ihre Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten zu koordinieren. Auch Deutschland ist mit dabei – indirekt über Euratom.

Mini-Reaktoren vom Fließband

Dr. Walter Tromm, Experte für nukleare Sicherheitsforschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Dezentrale Energieversorgung versprechen die kleinen und modularen SMRs, die teilweise mit Reaktoren der vierten Generation ausgerüstet werden sollen. Sie sind mit einigen Hundert Megawatt elektrischer Leistung nicht nur deutlich kleiner als herkömmliche Kernkraftwerke, die pro Block rund 1.500 Megawatt liefern – sie werden auch unter kontrollierten Bedingungen in einer Fabrik vorproduziert und vor Ort nur noch zusammengesetzt.

Das könnte teure Pannen auf den Baustellen vermeiden, wäre aber auch ein Plus für die Sicherheit: „Durch die Fließbandproduktion und die relativ hohen Stückzahlen könnten Erfahrungen aus der Praxis direkt in Verbesserungen der Reaktoren einfließen“, so Tromm. „So ließen sich Entwicklungszyklen wie in der Flugzeugindustrie erreichen, deren Produkte ja kontinuierlich weiterentwickelt werden.“ Durch ihre geringe Größe und die massive Bauweise sollen sich Störfälle auf das Innere der Reaktoren begrenzen lassen. „Zur Kühlung könnte man einen havarierten SMR einfach mit Wasser fluten, wenn sich der Reaktor unter der Erdoberfläche befindet“, berichtet Tromm.

Viele Unternehmen beteiligen sich derzeit am Wettrennen um den SMR-Markt. Zu ihnen gehören das dänische Start-up Seaborg Technologies, das britische Traditionsunternehmen Rolls Royce, Rosatom aus Russland sowie NuScale aus den USA. Die USA, Kanada und Großbritannien unterstützen die junge Branche ausgiebig mit Forschungsmitteln. „Damit stellt die kanadische Regierung sicher, dass wir über alle möglichen Instrumente verfügen, um bis 2050 Netto-Null-Emissionen zu erreichen und die existenzielle Krise des Klimawandels zu bewältigen“, sagt Seamus O’Regan, Kanadas Minister für natürliche Ressourcen, der den weltweiten SMR-Markt im Jahr 2040 auf bis zu 300 Milliarden Dollar schätzt.

Wettlauf um die Kernfusion

Neben der Kernspaltung lässt sich auch aus der Verschmelzung von Atomkernen Energie gewinnen – was die Sonne jeden Tag beweist. Weltweit sind neben dem internationalen ITER-Konsortium auch einzelne Staaten wie Großbritannien und China aktiv auf diesem Gebiet. Glaubt man den Versprechen von Forschern, Politikern und Unternehmern, stünde durch die Kernfusion eine praktisch unerschöpfliche Energiequelle zur Verfügung. Kritiker verweisen hingegen auf den langsamen Fortschritt auf diesem Gebiet – so soll der ITER-Forschungsreaktor erst Mitte der 2030er-Jahre einen kleinen Energieüberschuss liefern.
Bleibt es bei diesem Tempo, ist mit einem kommerziell nutzbaren Reaktor voraussichtlich erst gegen Mitte des Jahrhunderts zu rechnen. Allerdings haben inzwischen auch Start-ups wie First Light Fusion aus Oxford die Kernfusion entdeckt. Das Unternehmen will den Brennstoff nicht wie bei ITER in einem Magnetfeld einschließen, sondern durch Kollisionen eine Kernreaktion starten. Bereits in den 2030er-Jahren soll ein erstes Fusionskraftwerk fertiggestellt sein.

Welche Rolle Kernspaltung und -fusion bis dahin für die deutsche Energieversorgung spielen werden, ist heute noch ungewiss. Der beschlossene Atomausstieg lässt sich nach Expertenmeinung jedenfalls kaum noch umkehren. „Die drei im Dezember abzuschaltenden Kernkraftwerke sind mit Sicherheit verloren – schon deshalb, weil keine Brennelemente mehr vorhanden und die Genehmigungen abgelaufen sind“, so Kliem. „Aus technischer Sicht hätte man sie und die verbleibenden drei, bis Ende 2022 laufenden Reaktoren problemlos weiterbetreiben können, denn sie gehören nach wie vor zu den sichersten der Welt.“ Trotzdem wird es wohl dabei bleiben: keine Rückkehr zur Laufzeitverlängerung von 2010. Der Wunsch der Autoren des offenen Briefes dürfte sich nicht erfüllen.

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