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Lösung Kernenergie?

Manche Experten betrachten die Kernenergie als Klimaschützer Nummer 1. Tatsächlich trifft diese Aussage jedoch nicht zu, wie sich beispielsweise an den Treibhausgasemissionen zeigt: Kernenergie ist betrachtet über den gesamten Lebensweg lediglich eine CO2-arme, aber keine CO2-freie Technologie. Auch der Anteil der Kernenergie am Primärenergieverbrauch von etwa sechs Prozent belegt, dass diese nur wenig zur weltweiten Energieversorgung beiträgt. Fazit: Die Kernenergie schützt das Klima nicht. Um einen wirklichen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten, wäre ein Ausbau von heute 442 auf mindestens 1.000 bis 1.500 Reaktoren weltweit erforderlich.

s. Bild 10: Weltweiter Primärenergieverbrauch im Jahr 2008 (Daten: IEA 2010)

Im Jahr 2008 betrug der weltweite Primärenergieverbrauch 12.267 Megatonnen Rohöleinheiten.

Die kerntechnische Industrie behauptet, dass die Kernenergie einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz leiste. Tatsächlich ist diese Aussage in Frage zu stellen. So beträgt der weltweite Anteil der Kernenergie am Primärenergieverbrauch in 2008 nur knapp sechs Prozent. Den weitaus größten Anteil am Primärenergieverbrauch hat Öl (33 Prozent) gefolgt von Kohle (27 Prozent) und Gas (21 Prozent). Wie sich der weltweite Primärenergieverbrauch auf die einzelnen Energieträger verteilt, zeigt Abbildung 10. Über 80 Prozent unseres weltweiten Primärenergieverbrauchs stellen demzufolge fossile Energieträger bereit.

Dabei wird unter Primärenergie die Energie verstanden, die mit den verschiedenen Energiequellen wie Kohle, Öl, Gas (fossile Energieträger), Wind, Wasser, Sonne, etc. (regenerative Energieträger) und Uran beziehungsweise Kernenergie verfügbar ist. Damit der Verbraucher die Energie nutzen kann (Endenergie), sind Umwandlungsprozesse erforderlich wie beispielsweise die Verbrennung von Kohle oder Gas im Kraftwerk, um Strom zu erzeugen oder die Aufbereitung von Öl, um es als Treibstoff für den Verkehr zu nutzen. Bei den Umwandlungsprozessen entstehen die schädlichen Treibhausgasemissionen, wobei deren jeweils anfallende Menge vom Energieträger und der verwendeten Technik abhängig ist.

Da Kernenergie praktisch nur genutzt wird, um Strom zu erzeugen, wird häufig nur ihr Anteil an der Stromerzeugung angegeben. Die Zahlen fallen dann entsprechend höher aus. So waren in 2009 die Kernkraftwerke in Deutschland zu etwa 23 Prozent an der gesamten Stromerzeugung beteiligt. Die Stromgewinnung ist in Deutschland für 44 Prozent der CO2 Emissionen verantwortlich. Tatsächlich nutzen wegen der komplexen Technik jedoch nur wenige Länder die Kernenergie. Ihr Anteil an der weltweiten Stromerzeugung bleibt entsprechend gering. Im Jahr 2009 machte der Anteil der Kernenergie an der weltweiten Stromerzeugung weniger als 15 Prozent aus. Das ist sogar weniger als der Anteil der Wasserkraft, der mit etwa 16 Prozent zur Stromerzeugung beitrug. Der Energieträger Kohle dominiert mit 41 Prozent bisher den Strommix (IEA 2010).

Kernenergie ist keineswegs CO2-frei.

Kohlekraftwerke stoßen große Mengen an klimaschädlichen Treibhausgasen aus, weshalb eine Trendwende hin zu anderen Energieträgern und zu mehr Energieeffizienz erforderlich ist. Die Kernenergie wird in diesem Zusammenhang häufig als klimaneutrale Alternative dargestellt. Tatsächlich entsteht beim laufenden Betrieb eines Kernkraftwerkes praktisch kein CO2, die Technik insgesamt ist jedoch keineswegs CO2-frei. Bei der gesamten Prozesskette vom Bau über den Betrieb bis zur Entsorgung und insbesondere bei der Urangewinnung und Brennstoffherstellung entstehen Treibhausgase. So erfordern der Abbau und die Verarbeitung von Uran-Erz, die Anreicherung des spaltbaren Urans und die Brennelementherstellung Energie. Auch der Bau eines Kernkraftwerkes und die Gewinnung der dazu erforderlichen Materialien sind energieintensiv. Für viele Prozesse werden fossile Primärenergieträger umgesetzt und so Treibhausgase erzeugt. Diese Vorgänge werden als vorgelagerte Prozesskette bezeichnet und betreffen nicht nur die Kernenergie. Für jeden anderen Kraftwerkstyp sind ebenfalls Herstellung, Energieträgergewinnung und Transporte zu berücksichtigen.

Die Tabelle (Abbildung 11) stellt CO2-Emissionen der einzelnen Energieformen zusammen - bezogen auf die erzeugte Leistung in Kilowattstunden elektrischer Energie und unter Berücksichtigung der gesamten Prozesskette. Die CO2-Emissionen der Prozesskette Kernenergie können zum Beispiel aufgrund von länderspezifischen Randbedingungen sehr unterschiedlich ausfallen. Im Vergleich zu einem konventionellen Kohlekraftwerk spart das Kernkraftwerk erhebliche Mengen an CO2 ein, regenerative Energiequellen haben aber vergleichbar geringe CO2-Emissionen. Die Ergebnisse zeigen insgesamt, dass Strom aus anderen Energiequellen genauso viel oder sogar mehr CO2 einsparen kann als Strom aus Kernkraftwerken.

s. Bild 11: Gesamte Treibhausgasemissionen verschiedener Stromerzeugungsoptionen (inkl. vorgelagerte Prozesse und Stoffeinsatz zur Anlagenherstellung) (Daten: Öko-Institut 2007)

Es stellt sich die Frage, ob denn die Kernenergie die geeignete Option ist, um solche CO2-intensiven Energieträger wie die Kohle abzulösen und welcher Zubau denn dazu erforderlich wäre. Manche Institutionen und Verbände sehen diese Möglichkeit. Die World Nuclear Association, ein Lobbyverband der Kernenergie, stellt Prognosen auf, nach denen bis zum Jahr 2060 1.130 bis 3.500 Gigawatt elektrischer Leistung (GWel) aus Kernkraftwerken bereitgestellt werden könnte, bis ins Jahr 2100 sogar 11.000 GWel. Werden Reaktoren mit einer Leistung von 1.600 Megawatt elektrischer Leistung (MWel) zu Grunde gelegt, wären dies bis zu 6.800 neue Reaktoren oder eine Steigerung gegenüber der heutigen Anzahl an Reaktoren um den Faktor 15.

Experten haben der Kernenergie schon häufiger hohe Wachstumsraten vorhergesagt. Abbildung 12 stellt Prognosen aus den Jahren 1973, 1977, 1982 und 2001 zusammen und beschreibt die vorhergesagte installierte Kernkraftwerkskapazität in den OECD-Ländern. Die Abbildung ist ergänzt um die Prognose der IAEA aus dem Jahr 2010 für die zukünftig weltweit installierten Kernenergiekapazitäten. Zum Vergleich: Die Ende 2010 installierte weltweite Kernenergiekapazität beträgt 375 GWel. Zunächst wird an dieser Abbildung deutlich, dass bereits in der Vergangenheit wiederholt ein massiver Zuwachs der Kernenergie prognostiziert wurde, der sich jedoch nie realisierte.

s. Bild 12: Frühere Prognosen zur Entwicklung der Kernenergie (IPFM 2009).

In der Vergangenheit gab es immer wieder Prognosen zur zukünftigen Entwicklung der Kernenergie in den Ländern der OECD oder weltweit. Bis 1982 sagten Prognosen regelmäßig eine installierte Kernkraftwerksleistung von mehr als 1000 GWel für die Zukunft voraus, heute sind etwa 375 GWel in Betrieb. In 2001 sagte die Internationale Atomenergieorganisation schließlich eine Abnahme der installierten Kernkraftwerksleistung voraus, erst in den Prognosen seit 2007 hält sie wieder einen moderaten Anstieg für möglich.

Die Prognose der IAEA von 2010 hält im Jahr 2020 eine weltweit installierte elektrische Leistung von 453 bis 550 GWel, für 2030 von 546 bis 803 GWel und für 2050 eine erhebliche Spannbreite von 590 bis 1415 GWel für möglich. Die letzte Annahme entspräche fast einer Vervierfachung der aktuellen Kraftwerksleistung. Mit dieser installierten Kapazität sieht die IAEA den Anteil der Kernenergie an der weltweiten Stromerzeugung im Jahr 2050 bei 7,1 bis 17 Prozent. Unter der Annahme eines weltweit höheren Strombedarfs hält die IAEA damit sowohl eine deutliche Abnahme als auch eine leichte Zunahme der Bedeutung der Kernenergie für möglich. Zum Vergleich: 2009 lag der Anteil der weltweiten Stromerzeugung aus Kernkraft bei unter 15 Prozent.

Wissenschaftler am Massachusetts Institute of Technology haben 2003 untersucht, welche Kernenergie-Infrastruktur in der Zukunft nötig wäre, um den Ausstoß an Treibhausgasen bedeutend zu verringern. Die Studie legt eine Steigerungsrate des weltweiten Stromverbrauchs zwischen 1,5 bis 2,5 Prozent pro Jahr im Zeitraum 2000 bis 2050 zu Grunde. Soll die Kernenergie ihren bisherigen Anteil an der weltweiten Stromversorgung beibehalten oder diesen sogar auf etwa 25 Prozent ausbauen, so ergäbe sich für das Jahr 2050 eine erforderliche Bandbreite der installierten Kraftwerksleistung zwischen 650 und 1.545 GWel. Bei einer installierten Leistung von 1.000 GWel könnte die Kernenergie dann im Jahr 2050 1.800 Millionen Tonnen an CO2-Äquivalenten einsparen. Dies entspräche etwa zehn Prozent der heutigen weltweiten Treibhausgas-Emissionen. Um einen aus Sicht dieser Studie bedeutenden Beitrag zum Klimaschutz zu leisten, müssten daher im Jahr 2050 zwischen 1.000 und 1.500 Reaktoren mit jeweils 1.000 MWel installiert sein. Zum Vergleich: Heute gibt es weltweit 442 Kernkraftwerke.

Studien, die von der Kernenergie einen wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz erwarten, fordern also typischerweise mindestens eine Verdreifachung des heutigen Kraftwerksparks bis zum Jahr 2050. Die möglichen Folgen eines solchen massiven Kernenergieausbaus werden in der Rubrik "Problem Ausbau" diskutiert.


Literatur:

International Energy Agency (IEA): Key World Energy Statistics. 2010.

Öko-Institut: Treibhausgasemissionen und Vermeidungskosten der nuklearen, fossilen und erneuerbaren Strombereitstellung. März 2007.

International Atomic Energy Agency (IAEA): Energy, Electricity and Nuclear Power Estimates for the Period up to 2050; 2010 Edition. Reference Data Series No. 1, Wien 2010.

World Nuclear Association (WNA): The WNA Nuclear Century Outlook. www.world-nuclear.org, Stand März 2009.

Massachusetts Institute of Technology: The Future of Nuclear Power. An Interdiciplinary MIT Study. 2003.

International Panel on Fissile Materials (IPFM). www.fissilematerials.org, Stand Februar 2011.

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