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Heutige Kernkraftwerke und ihre Altersstruktur

Weltweit sind momentan 442 Kernkraftwerke am Netz, die zusammen rund 15 Prozent des gesamten Strombedarfs erzeugen. Dies entspricht etwa sechs Prozent des weltweiten Primärenergieverbrauchs. Dabei stehen die Kernkraftwerke nur in wenigen Ländern, 70 Prozent aller Reaktoren werden in den G10-Staaten betrieben. Die Anzahl der Anlagen bleibt seit vielen Jahren praktisch konstant, allerdings ist deren durchschnittliches Alter mit 26 Jahren recht hoch. Bisher sind Anlagen mit durchschnittlich 22 Jahren vom Netz gegangen. Entsprechend wenige Erfahrungen gibt es mit älteren Reaktoren. Dennoch diskutieren viele Länder über eine Laufzeitverlängerung. Fazit: Um den heutigen Beitrag der Kernenergie am Strommix konstant zu halten, müssten alte Reaktoren erheblich länger laufen. Das hat Folgen, denn es ist deutlich schwieriger, ein hohes Sicherheitsniveau bei älteren Anlagen zu garantieren.

s. Bild 01: Länder mit mindestens zehn Kernkraftwerken am Netz.
(Daten: IAEA PRIS 2011), Stand Januar 2011

442 Kernkraftwerke sind derzeit weltweit in Betrieb (Stand: Januar 2011). Diese Reaktoren verteilen sich auf nur 30 Länder, wovon lediglich 20 Länder mehr als zwei und nur zwölf Länder mindestens zehn Reaktoren betreiben (siehe Abbildung 01). Etwa 100 Anlagen stehen in den USA, weitere insgesamt rund 100 in verschiedenen asiatischen Staaten. In Kanada, Mexiko, Argentinien und Brasilien laufen insgesamt 24, in Afrika dagegen nur zwei Reaktoren. Alle übrigen Anlagen werden in Europa inklusive Russland betrieben. In den 27 EU-Ländern stehen 143 Anlagen, davon 17 in Deutschland. Die weltweit installierte elektrische Netto-Gesamtleistung dieser Reaktoren beläuft sich auf 375 Gigawatt elektrisch (GWel), in der EU-27 auf 130,9 GWel, in Deutschland auf 20,5 GWel. Etwa 70 Prozent aller Kernkraftwerke weltweit werden alleine in den G10-Staaten (Belgien, Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Italien, Japan, Kanada, die Niederlande, Schweden und USA sowie die Schweiz) betrieben.

Kernenergie wird fast ausschließlich genutzt, um Strom zu erzeugen. Nur in wenigen Ländern dient Kernenergie zum kleinen Teil auch dazu, Meerwasserentsalzungs-Anlagen zu betreiben oder Fernwärme zu produzieren (wie beispielsweise in Russland).  Im Jahr 2009 haben alle Kernkraftwerke weltweit 2.558 Terawatt-Stunden Strom (TWhel) erzeugt, was einem Anteil der Kernenergie am Strommix von etwa 15 Prozent entspricht. Bereits der Anteil der Wasserkraft an der weltweiten Stromerzeugung ist mit rund 16 Prozent größer. Der weltweite Beitrag zur Primärenergieversorgung liegt sogar nur bei sechs Prozent (vgl. Kapitel 5). Nur 15 Länder haben in 2009 mehr als ein Viertel ihres Strombedarfs mit Kernenergie gedeckt, dazu gehören zum Beispiel Frankreich und die Schweiz. In Deutschland haben die 17 Kernkraftwerke 2009 mit einer netto Stromerzeugung von knapp 130 TWh fast 10% weniger Strom als in 2008 erzeugt. Sie trugen damit zu etwa 23 Prozent des gesamten in Deutschland produzierten Stroms bei.

Mit 361 Anlagen stellen die so genannten Leichtwasserreaktoren den größten Anteil an Kraftwerken dar, die heute in Betrieb sind. Diese sind danach bezeichnet, dass sowohl für die Wärmeabfuhr aus dem Reaktor wie für die Abbremsung der Neutronen im Reaktorkern normales Wasser (Leichtwasser) verwendet wird. So gehören auch alle in Deutschland laufenden Reaktoren zu diesem Anlagen-Typ. Andere Reaktortypen wie beispielsweise Schwerwasserreaktoren, gasgekühlte oder graphitmoderierte Reaktoren spielen dagegen nur eine sehr untergeordnete Rolle. Dies gilt auch für die Reaktoren, die heute gerade gebaut werden und die zu über 90 Prozent zum Typ Leichtwasser-Reaktor gehören.

Die Leistung der einzelnen Reaktoren ist über die Jahrzehnte erheblich angestiegen. Während anfangs ein Reaktor typischerweise einige hundert Megawatt elektrischer Leistung (MWel) erbrachte, weisen die heute gebauten Reaktoren eine Leistung über 1.000 MWel auf. Der neu entwickelte Europäische Druckwasserreaktor (EPR) ist sogar für 1.600 MWel Leistung konzipiert. Die durchschnittliche Leistung der heute lau-fenden Reaktoren liegt bei etwa 850 MWel.

s. Bild 02: Altersverteilung aller Kernkraftwerke am Netz. (Daten: IAEA PRIS 2011), Stand Januar 2011

Die ersten, heute noch laufenden Anlagen sind bereits Ende der 1960er Jahre gebaut worden (siehe Abbildung 02). Der größte Teil der laufenden Reaktoren wurde in den 1970er und 1980er Jahren fertig gestellt. Somit sind die noch betriebenen Anlagen durchschnittlich etwas über 26 Jahre alt. Nur 33 Anlagen sind jünger als zehn Jahre, 26 Reaktoren weisen sogar schon eine Betriebsdauer zwischen 40 und 44 Jahren auf.

Der heutige Bestand der Kernkraftwerke ist überaltert.

Insgesamt sind seit den Anfängen der Kernenergie 125 Kraftwerke endgültig abgeschaltet worden. Deren durchschnittliches Alter lag bei rund 22 Jahren. Damit sind die heute noch laufenden Anlagen im Mittel älter als die bereits wieder stillgelegten Reaktoren. Der heutige Bestand der Kernkraftwerke ist also überaltert. Es lässt sich aus der bisherigen Erfahrung auch nur sehr begrenzt eine Aussage ableiten, welches Betriebsalter die Reaktoren aus technischer und sicherheitsrelevanter sowie aus wirtschaftlicher Sicht überhaupt erreichen können.

Wenn die heute noch laufenden Anlagen durchschnittlich 40 Jahre in Betrieb bleiben, dann müssen in den nächsten zehn Jahren weltweit rund 150 Reaktoren, in den nächsten 20 Jahren sogar 360 Reaktoren abgeschaltet und dann abgerissen werden.

Dies ist einer der Gründe, weshalb viele Länder über die möglichen Betriebzeiten der Kernkraftwerke diskutieren. Hinzu kommt, dass sich neue Anlagen aus wirtschaftlichen, technischen und politischen Gründen nicht so einfach bauen lassen. So haben verschiedene Staaten, beispielsweise die USA, die Betriebsgenehmigungen für ihre älteren Reaktoren verlängert. Jedoch: Es gibt bislang wenig Erfahrung mit Kernkraftwerken, die länger als 40 Jahre laufen.

In jedem Fall ist es notwendig, Reaktoren mit einer längeren Betriebszeit kontinuierlich nachzurüsten und an den Stand der Technik anzupassen. Nicht immer ist das technisch möglich oder ökonomisch sinnvoll. Deshalb werden ältere Kernkraftwerke auch nie die gleichen Sicherheitsanforderungen erfüllen können, wie sie an neu gebaute Reaktoren gestellt werden (vgl. Rubrik Sicherheit). Ein längerer Betrieb kann daher zu zusätzlichen Sicherheitsrisiken führen. Gleichzeitig haben die derzeitigen Betreiber mit längeren Laufzeiten weniger Druck, für Ersatzkapazitäten zu sorgen. Ob und wann daher heute geplante Anlagen wirklich gebaut werden, wird in vielen Fällen auch vom Zeitpunkt der Abschaltung älterer Anlagen abhängen.


Literatur:

International Atomic Energy Agency (IAEA): Power Reactor Information System (PRIS). www.iaea.or.at/programmes/a2, Stand Januar 2011.

International Atomic Energy Agency (IAEA): International Status and Prospects of Nuclear Power. GOV/INF/2008/10-GC(52)/INF/6, 12 August 2008.

Nuclear Energy Agency (NEA): Nuclear Energy Data. OECD, Paris, 2008.

atw - Internationale Zeitschrift für Kernenergie: Kernenergie Weltreport 2009. April 2010.

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