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vom 01.10.2003

ATOMKRAFT

Rückkehr der Reaktoren

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Atomkraftwerk Philippsburg, Neubau eines Reaktors in Kungliao (Taiwan):
Milliarden-Investitionen erst nach 20 Jahren eingespielt

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Erlebt die Kernenergie ein Comeback? Weltweit werden derzeit neue Atomkraftwerke gebaut oder geplant. Die Meiler der nächsten Generation, behauptet die Nuklearlobby, seien sauberer und sicherer als ihre Vorgänger. Doch Gegner halten ihren Betrieb für unwirtschaftlich.

Die Wasserstoffrevolution ist in Amerika eine Frage der Freiheit. Von "Freedorn Fuel" erfuhr die erstaunte US-Öffentlichkeit, als Präsident George W Bush seinen futuristischen Plan für eine mit Wasserstoff betriebene USAutoflotte skizzierte. "Wenn ein heute geborenes Kind sein erstes Auto fährt, könnte der Wagen über einen Wasserstoffantrieb verfügen und abgasfrei sein", präzisierte der Texaner seine Vision. Rund 1,2 Milliarden Dollar stellte der Präsident für die Erforschung des Wasserstoffautos und seines sauberen Kraftstoffs in Aussicht.

Was Bush in seiner "State of the Union"Rede jedoch verschwieg: Der Preis für den Öko- Treibstoff (der die Amerikaner zugleich unabhängig vom arabischen Erdöl machen soll) ist aus Sicht von Experten der massive Ausbau der Atomkraft. Die Nuklearindustrie gilt denn auch als größter Fan der Bushschen Wasserstoffinitiative: Nur mit Strom aus neuen Reaktoren, so glaubt die Atomlobby, ließen sich die gewaltigen Mengen an Wasserstoff produzieren, die für das Ende des Ölzeitalters auf Amerikas Straßen gebraucht werden.

Der Strom trennt dabei Wasser über die so genannte Elektrolyse in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff auf. Geschätzte 4 000 Gigawatt Kraftwerksleistung umgerechnet etwa 400 große AKW wären notwendig, um genug Wasserstoffgas allein für die amerikanischen Autos zu gewinnen. "Vor wenigen Jahren haben wir uns noch gefragt, ob wir jemals wieder ein Atomkraftwerk bauen würden", sagt Corbin McNeill, ehemaliger Chef des USAtomkonzerns Exelon, "heute lautet die Frage nur noch, wie viele es sein werden." Schon hat Energieminister Spencer Abraham die Initiative "Nuclear Power 2010" angeschoben, die den Bau erster neuer Kernkraftwerke bis zum Ende des Jahrzehnts vorsieht. Mit der lange erwarteten neuen "Energy Bill" könnte der USNuklearindustrie zudem bald der ganz große Geldsegen ins Haus stehen. Geht Bushs neues Energiegesetz durch den Kongress - mit einer Entscheidung wird noch in diesem Jahr gerechnet -, könnten auf einen Schlag rund 15 Milliarden Dollar Subventionen für sechs oder sieben neue AKW bereitstehen.

"Unsere Administration hat Wasserstoff als mögliche Quelle von unbegrenzter und sauberer Energie erkannt", sagt Abraham. Eine der Herausforderungen werde es sein, diesen Wasserstoff effizient zu produzieren: "An der Atomkraft begeistert uns so sehr, dass sie genau das kann."

Kein Zweifel, in den USA werden die Weichen für eine strahlende Zukunft gestellt. Als hätte es die Teil-Kernschmelze von Harrisburg 1979 und den Super-GAU von Tschernobyl 1986 nie gegeben, diskutieren amerikanische Regierung und US-Nuklearindustrie wieder neu über Uranlagerstätten, Kernbrennstoffe und Entsorgung. Und die USA stehen nicht allein. Weltweit zeichnet sich eine Renaissance der Kernenergie ab.

Während sich die Bundesregierung noch ihres Atomausstiegs rühmt und sich eine große Mehrheit der Deutschen gegen die Errichtung neuer Reaktoren ausspricht (siehe Umfrage),

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sind global 33 Kernkraftwerke im Bau und mindestens 27 weitere in verschiedenen Stufen der Planung (siehe Grafik).

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In Japan, China und Südkorea soll es in den nächsten Jahren ebenso zu neuen Meilern kommen wie in Taiwan, Südafrika und Russland. Erst Anfang vergangenen Monats bewilligte Indiens Regierung 76o Millionen Dollar für einen neuen Schnellen Brüter. In Finnland ist der Bau eines fünften AKW beschlossene Sache. Und auch in der EU wird - trotz der Kernkraft-Moratorien in Deutschland, Schweden, Belgien, Italien, Spanien und den Niederlanden - die Entwicklung eines neuen europäischen Druckwasserreaktors vorangetrieben. Kraftwerkskapazitäten von 2oo bis 3oo Gigawatt müssen in den kommenden zwei Dekaden der EU-Kommission zufolge in Europa neu geschaffen werden. EU- Energiekommissarin Loyola de Palacio: "Ich denke, dass wir in den nächsten 20, 30 Jahren nicht ohne Kernenergie auskommen werden," Woher diese Kehrtwende? Sind die leukämiekranken Kinder von Tschernobyl schon vergessen?

Wächst mit immer neuen Reaktoren nicht die Gefahr, dass sich auch immer mehr Staaten in den Besitz von Nuklearwaffen bringen könnten? Die Nuklearkrise um die möglichen iranischen Bombenpläne ist dafür ein Menetekel. Und was geschieht mit den immer weiter wachsenden Bergen strahlenden Mülls? Rund 255 ooo Tonnen hochradioaktiven Abfalls haben die weltweit 437 kommerziellen Reaktoren nach Schätzungen der International Atomic Energy Agency (IAEA) bisher produziert. Eine der größten Gefahren geht dabei von dem Plutonium aus. Allein in der EU warten heute schon rund 5oo Tonnen des Ultragifts auf Entsorgung. Weltweit wächst der Plutoniumberg um 70 Tonnen pro Jahr. Weniger als zehn Kilogramm reichen aus, um eine Atombombe zu bauen (siehe Grafik).

Hochradioakfive Abfälle

weltweit in Tonnen

Quelle: IAEA; Uranium Information Centre

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Für den Bau einer Atombombe reichen
rund 10 Kilogramm Plutonium.

Rund 250000 Jahre oder an die 10 000 Generationen, schätzen Experten, müsse das gefährliche Vermächtnis noch gesichert werden. Der deutsche Arbeitskreis Auswahlverfahren Endlagerstandorte geht sogar von einer Million Jahre aus, die der Strahlenmüll gelagert werden muss.

Doch wie kommt es dann zur neuen Euphorie der Nuklearfreaks? Der Hauptgrund: Atomkraft passt wieder in die politische Landschaft. Die Wasserstoffvisionen eines George W. Bush und auch die Bemühungen zum Klimaschutz vertragen sich zu gut mit der weitgehend emissionsfreien Kernenergie, als dass die alte Garde der Atomverfechter nicht ihre Chance wittern würde. "Wenn wir ohne Treibhauskatastrophe durch dieses Jahrhundert kommen wollen, müssen wir im großen Stil auf die Atomkraft setzen", forderte etwa James Lovelock, Vater der Gaia-Theorie, erst jüngst bei der Gründung einer neuen Weltnuklear-Universität in London. Und IAEADirektor Mohammed al-Baradei fügte noch eine weitere Idee hinzu: "Mehr als ein Sechstel der Weltbevölkerung hat keinen adäquaten Zugang zu Trinkwasser; nuklearbetriebene Meerwasserentsalzungsanlagen könnten Abhilfe schaffen." Baradeis Mitarbeiter sind weltweit im Einsatz, um die Sicherheit der laufenden Atomkraftwerke zu überprüfen und den militärischen Einsatz der Nukleartechnik einzudämmen. Die Nuklearexperten wissen: Zivile Reaktoren produzieren bei ihrem Betrieb auch automatisch den Bombenstoff für Kernwaffen.

Dennoch treibt auch die IAEA die zivile Nutzung der Kernenergie weiter voran. Vor drei Jahren schon rief die Organisation das "International Project on Innovative Nuclear Reactors and Fuel Cycles" (Inpro) ins Leben, das zur Entwicklung neuer Reaktoren führen soll. Und auch die Amerikaner trimmen ihre Wissenschaftler auf Atomkurs. Seit dem Jahr 2.ooo schon arbeiten US- Forscher im Rahmen des Projekts "Generation IV" an den Reaktoren der vierten Generation.

Inzwischen sind insgesamt zehn Staaten, unter ihnen Brasilien, Frankreich, Großbritannien, die Schweiz und Südafrika, daran beteiligt. Sechs Reaktorkonzepte haben die Forscher ausgewählt, die sie bis 2030 zu Prototypen weiterentwickeln wollen. Eine neue Fortschrittsgläubigkeit treibt die Atomforscher dabei voran, wie sie die Welt seit den fünfziger Jahren nicht mehr gesehen hat. Damals forderte USPräsident Dwight D. Eisenhower in seiner berühmten "Atoms for Peace"-Rede die Staatengemeinschaft auf, die Atomkraft an die "Kunst des Friedens" anzupassen. Jetzt stellen sich die Ingenieure erneut der Herausforderung, das Atom zu zähmen. Die Kernkraftwerke der Zukunft sollen billiger, sauberer und sicherer sein als ihre Vorgänger. Ihr Müll soll sich nicht mehr zum Bombenbau eignen. Und: Katastrophale Unfälle sollen für immer der Vergangenheit angehören. "Reaktoren, bei denen es nachweislich nicht zu einer Kernschmelze kommen kann, sind möglich", behauptet John Ryskamp, "Generation IV"-Forscher vom Idaho National Engineering and Environmental Laboratory. Neue Sicherheitssystenie könnten die Anlagen künftig von aktiver Kontrolle unabhängig und damit katastrophensicher machen. So könnten die Steuerstäbe so konstruiert werden, dass sie bei Versagen der Systeme einfach herabfallen - die Kettenreaktion wäre automatisch gestoppt. Die Kühlkreisläufe der Meiler wollen die Ingenieure so bauen, dass bei Ausfall der Pumpen schon die Temperaturunterschiede im Kreislauf ausreichen, um das Kühlmittel in Bewegung zu halten und den Reaktorkern weiter zu kühlen.

Große Hoffnung setzen die Ingenieure ausgerechnet auf einen Reaktortyp, der in Deutschland schon vor 15 Jahren eingemottet wurde. Der Hochtemperaturreaktor THTR-300 in Hamm-Uentrop lief wegen zahlreicher technischer Pannen nur drei Jahre - ein finanzielles Fiasko. Nun jedoch wird genau diese Technik wieder populär. Ihr angeblicher Vorteil: Konstruktionsbedingt soll eine Kernschmelze und damit der atomare GAU bei Hochtemperaturreaktoren (HTR) ausgeschlossen sein. Speziell auf den Kugelhaufenreaktor, einen bestimmten Typ des HTR, setzen die Ingenieure große Hoffnungen. Sein Brennstoff besteht aus billardkugelgroßen Graphitsphären, die jeweils rund 15ooo beschichtete Uranoxid-Partikel mit dem Durchmesser von Mohnsamen enthalten. Mehrere zehntausend dieser Brennstoffkugeln werden in den Reaktor geladen. Das Edelgas Helium dient als Kühlmittel und wird durch die Abwärme der Keinspaltung auf etwa 900 Grad Celsius erhitzt.

Der Clou daran: Selbst wenn die Kühlung ausfällt, soll sich der Kern nicht über 16oo Grad Celsius erhitzen können - eine Temperatur, bei der die Kernschmelze ausgeschlossen ist (siehe Grafik).

Das gezähnte Atom

Unterschiedliche Kernrektoren

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Wassergekühlter Rektor

Hierzu zählen die gängigen Druck- und Siedewasserreaktoren. Das Kühlwasser wird vom Reaktorkem auf etwa 300 Grad Celsius (Cº) aufgeheizt und treibt eine Turbine zur Stromgewinnung an. Dieser Reaktortyp nutzt nur etwa ein Prozent des Urans aus. Bei einem Ausfall der Kühlung kann es zur Kernschmelze kommen.

 

2

Hochtemperaturreaktor

Um die kugelförmigen Brennelemente zu kühlen, wird Helium benutzt. Konstruktionsbedingt kann sich der Kein dieses Reaktortyps selbst bei Ausfall der Kühlung nicht über 1600 Grad (Cº) erhitzen. Die hohe Betriebstemperatur von 900 Grad (Cº) lässt Hochtemperaturreaktoren effizienter arbeiten ten als wassergekühlte Reaktoren.

3

Schneller Brüter Reaktor

Dieser Typ arbeitet mit schnellen Neutronen und kann dadurch den Brennstoff bis zu 60-mal besser ausnutzen als die anderen Reaktortypen. Als Kühlmittel wird häufig flüssiges Natrium eingesetzt. Die bisherigen Modelle (Schnelle Brüter) erbrüten unter anderem relativ viel Plutonium, das zum Bombenbau benutzt werden kann.

 

Schon will der südafrikanische Energiekonzern Eskom bis 2007 einen HTRPrototyp nahe Kapstadt bauen. Vor allem aber zeichnet sich ab, dass so genannte Schnelle Reaktoren wie beispielsweise die Schnellen Brüter ein überraschendes Comeback erleben könnten. Dieser Kraftwerkstyp, zu dem der französische Superphénix oder die Anlage von Kalkar gehörten, kann Kernbrennstoffe weit besser ausnutzen als herkömmliche Meilen "Neuartige Schnelle Reaktoren werden zudem in der Lage sein, die gefährlichsten Anteile der

Kernbrennstoffe zu recyceln und dadurch die Menge an hochradioaktivem Müll stark zu reduzieren", sagt Nuklearforscher Ryskamp. Plutonium und andere langlebige Problemstoffe könnten in künftigen Anlagen zu weniger gefährlichen Elementen verbrannt werden. Ohnehin richtet sich das Hauptaugenmerk der Atomforscher neben der Sicherheit auf die Entsorgung des strahlenden Mülls. Modernen Alchimisten gleich wollen sie künftig in eigens dafür entwickelten "Transmutatoren" gefährliche in ungefährlichere radioaktive Stoffe umwandeln. Die Konzepte dafür liegen bereits in den Schubladen der Forscher. Der italienische Physiknobelpreisträger Carlo Rubbia verficht schon länger die Idee, langlebige radioaktive Elemente gleichsam in harmlosere Stoffe zu zerschießen. Rubbia erträumte sich eine Maschine, die einerseits Strom produzieren und andererseits ihren eigenen Müll unschädlich machen soll.

Als Brennstoff schlug er Thorium vor, ein Schwermetall, dessen Vorräte in der Erdkruste die Energie für die nächsten 400 000 Jahre liefern könnten. Die genial anmutende Reaktorblaupause harrt indes seit Jahren ihrer Verwirklichung. Das "Rubbiatron" gilt als komplett unwirtschaftlich. Die Grundidee, Atommüll durch Transmutation zu entschärfen, haben Forscher jedoch weiterverfolgt, In einer Variante zum Beispiel werden Protonen aus einem Teilchenbeschleuniger auf Platten aus Blei gefeuert. Bei dem Crash werden energiereiche Neutronen frei, die dann langlebige Strahler wie Plutonium, Americium oder Curium in kurzlebigere Stoffe umwandeln.

"Gegen eine Terrorattacke wie am 11. September" sei ohnehin zumindest keiner der heutigen Reaktoren gefeit.

"Transmutierter Atommüll müsste nicht mehr für geologische, sondern nur noch für historische Zeiträume endgelagert werden", erläutert Joachim Knebel, Leiter des Programms Nukleare Sicherheitsforschung am Forschungszentrum Karlsruhe. Radioaktiver Müll mit einer Halbwertszeit von mehreren zehntausend Jahren könnte so in Stoffe umgewandelt werden, die schon nach looo Jahren nur noch so schwach wie Natur-Uran strahlen würden. Knebel und seine Kollegen untersuchen im Rahmen eines EU-Projekts mögliche Kühlsysteme für einen solchen Transmutator. Über neue Reaktorkonzepte zur Stromgewinnung dürfen die Deutschen jedenfalls solange eine rot-grüne Regierung an der Macht ist - nicht mehr auf Steuerkosten grübeln.

"Wir dürfen in Deutschland auf diesem Gebiet keine Visionen mehr haben", är gert sich Knebel - und drückt damit den Frust vieler seiner Kollegen aus. Allerdings glauben zumindest Atomkritiker, dass der deutsche Ausstieg ohnehin das vorwegnimmt, was auf lange Sicht weltweit zu erwarten sei. "Atomkraft ist ein Auslaufmodell", sagt etwa Michael Sailer, Nuldearexperte des Öko-Instituts in Darmstadt und Vorsitzender der Reaktorsicherheitskommission der Bundesregierung. Den absolut katastrophensicheren Reaktor hält er für eine gefährliche Illusion.

Gegen eine Terrorattacke wie am 11. September" sei ohnehin zumindest keiner der heutigen Reaktoren gefeit. Tatsächlich sind die Kraftwerkstypen, deren Konzepte nun weiterverfolgt werden, in der Vergangenheit fast immer spektakulär gescheitert. Der Hochtemperaturreaktor von Hamm- Uentrop etwa wurde seine sicherheitstechnischen Mängel nie los und belastet den nordrhein- westfälischen Landeshaushalt bis heute. Und auch die nun wieder hoch gepriesenen Schnellen Reaktoren sind fast überall auf der Welt längst abgeschaltet worden. Als problematisch gilt beispielsweise, dass der Brennstoff dieser Anlagen immer wieder aufbereitet werden muss, was den Umgang mit hochradioaktiven Stoffen erfordert. Auch die Kühlung ist bislang schwierig. Der japanische Brutreaktor Monju etwa wurde vom Netz genommen, nachdem sein extrem reaktionsfreudiges Kühlmittel Natrium auslief und Feuer fing.

Zudem mussten die Brüter-Betreiber massive Proteste in Kauf nehmen. Im Fall der Anlage in Kalkar führten nicht zuletzt unzählige Demonstrationen zur Aufgabe des Meilers, noch bevor er eine einzige Kilowattstunde Strom produziert hatte. Mehrere Milliarden Mark Steuergelder setzte die Betreibergesellschaft in den Sand. Heute ist das Gelände ein Freizeitpark. Einzig die bewährten Druck- und Siedewasserreaktoren verteidigen bislang ihren Platz im Strommix. In Deutschland sind sie zu 30 Prozent an der Stromversorgung beteiligt, in Frankreich sogar zu über 7o Prozent. "Diese Kraftwerke werden noch einige Jahrzehnte am Netz bleiben", prophezeit Sailer. Einst hoch subventioniert, hätten sie ihre Investitionskosten längst wieder eingefahren und würden nun hohe Renditen abwerfen.

Davon abgesehen glaubt der Nuklearkritiker jedoch vorerst nicht an die Renaissance der Atomkraft - und das nicht nur aus ökologischen und sicherheitstechnischen Gründen. Den mächtigsten Verbündeten gegen die neuen Anlagen glaubt er just in jenen gefunden zu haben, die er einst bekämpfte: den Stromkonzernen. Neue Reaktoren hält Sailer für "komplett unwirtschaftlich": "Die Beträge, die in ein Kernkraftwerk vorweg hineingesteckt werden müssen, sind immens hoch." Erst nach rund 20 Jahren seien die Milliarden-Investitionen wieder eingespielt - bei modernen Gaskraftwerken dauere dies nur etwa 5 Jahre. "Ich glaube daher nicht, dass es für neue Reaktoren überhaupt Kundschaft gibt", sagt Sailer - und beschreibt damit die Zurückhaltung der Wirtschaft. "Kernenergie ist kein Thema, das man heute politisch diskutieren muss", bestätigt Klaus Rauscher, Chef des Stromkonzerns Vattenfall Europe.

Doch mit der Zurückhaltung könnte es schon bald vorbei sein. Eine drastische KIimaschutz- Steuer auf Kohlendioxid-Emissionen zum Beispiel, die Atomstrom einen Wettbewerbsvorteil bringen wurde, gehört zu den Hoffnungen der Nuklearfans. In ersten Ländern beginnt zudem der Staat, den Bau von AKW wieder verstärkt zu fördern. Nur so glauben viele Regierungen, den wachsenden Strombedarf decken zu können.

Auf massive staatliche Unterstützung setzen auch die Stromkonzerne. Ein Report der Washingtoner Investmentfirma Scully Capital für das US-Energieministerium beispielsweise nennt als Voraussetzung für neue Kraftwerke unter anderem Steuerfreiheit bei der Finanzierung und die Stromabnahme zu staatlich garantierten Preisen. Überdies führt der Report drei "Show Stoppers" an, die derzeit den Bau neuer Anlagen verhindern. Einen sicheren Endlagerstandort fordern die Industrievertreter ebenso wie die Zusage der Regierung, im Katastrophenfall einen Großteil der Haftung zu übernehmen. Vor allem aber wollen sie die Garantie, ihre Anlagen reibungslos betreiben zu können, um "das Kostenrisiko verlängerter Bauzeit oder einer Stilllegung etwa wegen eines Gerichtsverfahrens" zu minimieren. Die Klage eines Stromchefs: "Es gibt zu viele Schlupflöcher für Leute, die sich ein mischen wollen."

PHILIP BETHGE

Bearbeitet am: 01.10.2003/ad


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