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Ressourcenbedarf und Uranreichweite

Beim Abbau von Natururan fallen langlebige radioaktive Abfälle an. Wegen der niedrigen Urangehalte im Erz sind diese Abfallberge jetzt schon riesig, knapper werdende Vorräte lassen sie zunehmend schneller anwachsen. In vielen Ländern gibt es trotzdem kein nachhaltiges Entsorgungskonzept für die Erzreste. Es kommt hinzu, dass die Uranvorräte endlich sind. Sie reichen für die vorgesehene Betriebszeit der heute laufenden Reaktoren aus. Mit einem massiven Ausbau der Kernenergie ginge aber auch ein entsprechend größerer Uranverbrauch einher. Fazit: Die heute bekannten Vorräte würden in diesem Falle rasch zu Ende gehen und für neu errichtete Anlagen wäre noch während der vorgesehenen Betriebszeit kein Uran mehr vorhanden.

Ein Reaktor mit 1.300 Megawatt elektrischer Leistung (MWel) wie zum Beispiel Biblis B verbraucht pro Jahr rund 28 Tonnen Brennstoff aus angereichertem Uran. Um diesen Brennstoff herzustellen, sind pro Betriebsjahr etwa 260 Tonnen Natururan erforderlich. Je nach Urangehalt im Erz, müssen dafür zwischen 5.700 und 760.000 Tonnen uranhaltiges Erz gefördert, das Uran chemisch extrahiert und weiterverarbeitet werden. Die deutschen Reaktoren benötigen jährlich etwa 4.500 Tonnen Natururan. Die weltweit 442 Reaktoren mit netto 375.000 MWel verbrauchen rund 10.000 Tonnen Brennstoff beziehungsweise rund 70.000 Tonnen Natururan. Das entspricht 1,5 bis 200 Millionen Tonnen Erz, die dafür gefördert werden müssen.

Aus welchen Ländern das Natururan stammt, das 2009 in der Europäischen Union verwendet wurde, zeigt Abbildung 13.

s. Bild 13: Herkunftsländer für Uran zur Verwendung in der EU 2009 (aus: ESA 2010)

Die Grafik belegt, dass das verwendete Uran nur zu 2,73 Prozent aus Ländern der EU selbst stammte. Der weit überwiegende Bedarf wird aus Ländern gedeckt, die als wenig zuverlässig (Russland, Usbekistan, Kasachstan) oder deren Bergbau-Umweltstandards als unterentwickelt gelten (Kanada, Niger, Südafrika/Namibia). Der führende Beitrag Russlands hängt im Wesentlichen nicht mit aktiv betriebenem Uranbergbau zusammen, sondern lässt sich auf den Verkauf bestehender Vorräte zurückführen. Darüber hinaus baut Russland ehemalige militärische Bestände an waffenfähigem Uran durch „Herunterblenden“ auf reaktorgängiges Uran ab („HEU Bestände“) und reichert bereits abgereichertes Uran erneut an („abgereichertes Uran“).

Die wichtigsten Lieferländer aus 2009 werden auch die künftigen Lieferanten von Natururan bleiben. Nach Australien verfügen Kasachstan, Kanada, Südafrika und die USA über große bekannte („reasonably assured resources“, RAR) und vermutete („estimated additional resources“, EAR I) Reserven.

OECD/NEA und IAEA gehen nach umfangreichen Befragungen in den Ländern davon aus, dass Vorräte von rund 4,6 Millionen Tonnen Uran in diesen beiden Kategorien vorkommen. Sie können gefördert werden, ohne dass die Kosten 130 US-Dollar pro Kilo Uran überschreiten. Diese Preiskategorie liegt etwas oberhalb der heutigen Preise für langfristige Lieferverträge und etwa beim oberen Preisniveau für so genannte Spotkäufe. Da der Spotpreis stark schwankt, kann das Preisniveau von 130 US-Dollar pro Kilo Uran zeitweise auch überschritten werden.

Wer Lagerstätten abbauen möchte, die einen sehr niedrigen Gehalt an Uran haben und bei denen die Kosten für den Abbau jenseits der 130 US-Dollar pro Kilogramm Uran liegen, stößt dabei auch an ökologische Grenzen. Schon bei den heute ausgebeuteten Lagerstätten in Kanada und Australien mit vergleichweise hohen Urangehalten von vier Prozent verursacht ein 1.300-MWel-Reaktor jährlich einen Abfallkonus mit 23 Metern Durchmesser und Höhe. Dieser wächst bei der Verwendung namibischen Urans mit nur 0,03 Prozent Urangehalt im Erz auf 118 Meter an. Welches Ausmaß die Abfallberge bei einem durchschnittlichen Erzgehalt von 0,1 Prozent haben, zeigt die Abbildung 14. Weltweit betrachtet erzeugt der Uranabbau jährlich einen radioaktiven Abfallberg von etwa 500 Meter Durchmesser und Höhe.

s. Bild 14: Erzreste aus der jährlichen Versorgung mit Natururan (durchschnittlicher Erzgehalt von 0,1 Prozent)

Die langfristige Verwahrung solcher „radioaktiver Berge“ ist schwierig. So muss ein gutes Entsorgungskonzept die Radonausgasung reduzieren, die am gefährlichsten für den Menschen ist. Zudem darf das Material nicht in das Grundwasser gelangen, weshalb zuverlässige Abdeckungen notwendig sind. Deren Haltbarkeit ist jedoch auch nach heutigem Stand der Technik auf einige Jahrzehnte begrenzt. In der Vergangenheit gab es häufig gar keinen sicheren Umgang mit diesen radioaktiven Hinterlassenschaften. Und auch heute werden noch Minen ohne ein schlüssiges Abfallkonzept genehmigt. Entweder bleiben die Erzreste dann einfach liegen, landen in Bächen, Flüssen oder im Grundwasser oder werden von der unkundigen lokalen Bevölkerung sogar zum Bau von Häusern verwendet.

Bisher wurden weltweit 2,3 Millionen Tonnen Uran gefördert und verbraucht. Bei einem derzeitigen Jahresbedarf von ca. 70.000 Tonnen ist in etwa 16 Jahren „Peak-Uran“ erreicht, zu dem etwa die Hälfte des heute bekannten und vermuteten Urans gefördert und verbraucht sein wird.

Einige Experten rechnen mit weiteren Vorräten, deren Existenz (Kategorien „Estimated additional resources, category II“, EAR II, und „speculative resources“, SR) aber rein spekulativ ist. Es liegen keine Anhaltspunkte dafür vor, dass sie im vermuteten Umfang vorhanden sind.

Auffällig ist, dass Länder mit eigenen großen Plänen für den künftigen Ausbau der Kernenergie (China, Indien, Russland, Japan) selbst gar nicht über nennenswerte Vorkommen verfügen. Wenn sie ihre Pläne realisieren, werden sie darauf angewiesen sein, sich das dafür nötige Uran aus anderen Ländern zu beschaffen. Die Situation ähnelt sehr derjenigen bei Erdöl und Erdgas. Deshalb ist auf diesen und anderen Rohstoffmärkten mit ähnlichen Verteilungsproblemen zu rechnen. 

Die Uranvorräte sind endlich.

Falls der Uranverbrauch auf dem heutigen Niveau verbleibt, würden die bekannten und vermuteten Vorräte für etwa 70 Jahre den Bedarf decken. Falls sich jedoch die heutigen Nuklearkapazitäten im Laufe der nächsten vier Jahrzehnte verdoppeln, dann reichen die Uranvorräte bis etwa zum Jahr 2050. Bei einer Verdreifachung wäre die Reichweite sogar ungefähr bis zum Jahr 2040 begrenzt, so dass für viele Reaktoren schon während ihrer geplanten Betriebszeit der Brennstoff ausgehen würde.


Literatur:

European Supply Agency (ESA): Annual Report 2009. Luxembourg 2010.

International Atomic Energy Agency (IAEA): Power Reactor Information System (PRIS). www.iaea.org, Stand Januar 2011.

Nuclear Energy Agency (NEA)/International Atomic Energy Agency (IAEA): Fourty Years of Uranium Resources, Production and Demand in Perspective. Paris 2006.

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