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Uran und Kernenergie -
ein Hintergrundpapier der Energy Watch Group

© Michael Meding, Factory X

Die Debatte um die Klimaänderungen bringt eine zumindest in Deutschland beinahe abgemeldete Energieform wieder in die Diskussion: Kernenergie.

Vordergründig ist Kernenergie CO2-frei, zumindest, was die reine Stromerzeugung angeht. Die gewaltigen Betonmengen, der Uranabbau, die Aufarbeitung zu Brennstoff, die Wiederaufbereitung von verbrauchten Brennstoffen, all dies muss in die Abrechnung einbezogen werden.

Ob diese Technologie in den nächsten 25 Jahren tatsächlich ein Ausweg aus der CO2-Falle bei der Energieerzeugung sein kann, hat die Energy Watch Group, eine Gruppe unabhängiger renommierter Wissenschaftler, untersucht. Zunächst beleuchten sie die Versorgungslage mit dem Brennstoff Uran, danach gehen sie der Möglichkeit nach, eine substanzielle Anzahl neuer Reaktoren zu bauen.

Versorgungslage: Uran kaum sicherer als Öl

© Energy Watch Group 2006

Die gesicherten Uranreserven lassen einen Betrieb der weltweit derzeit am Netz befindlichen Reaktoren etwa noch 30 Jahre lang zu. Diese Reserven sind zu Kosten von ca. 40 US$ pro kg Uran gewinnbar. Mögliche weitere Reserven, die zu Kosten bis zu 130 US$/kg abbaubar sind, wären bei gleichem Verbrauch innerhalb der nächsten 70 Jahre verbraucht. Diese Reserven sind jedoch teilweise nur vermutet, nicht entdeckt.

Der derzeitige Bedarf an Uran in Höhe von 67 Kilotonnen pro Jahr (kt/a) wird nur zu 42 kt/a durch neue Produktion gedeckt, der Rest in Höhe von 25 kt/a stammt aus alten Lagerbeständen, die vor 1980 aufgebaut wurden sowie aus der Beseitigung von Nuklearwaffen. Diese Lagerbestände sind innerhalb der nächsten 10 Jahre aufgebraucht. Schon alleine aus diesem Grund muss die Produktionskapazität innerhalb dieser Zeit um etwa 50% wachsen, nur um den gegenwärtigen Bedarf an Uran zu decken.

Zudem gibt es derzeit große Probleme bei einigen Großprojekten, von denen der künftige Abbau von Uran besonders abhängt, weil dort hohe Erzkonzentrationen erwartet werden. In Kanada beispielsweise hat es in der Mine Cigar Lake im Oktober 2006 einen Wassereinbruch gegeben, der eine Wiederaufnahme des Abbaus frühestens ab 2008 möglich macht.

Auffällig ist die Ähnlichkeit mit den Peak Oil Szenarien . Ähnlich wie beim Öl ist der Uranpreis in der letzten Zeit explodiert: Seit 2001 hat sich der Preis beinahe verzehnfacht. Auch hier liegen die Gründe auf der Hand: Es wird mehr Uran verbraucht als gefunden wird, derzeit übersteigt der Uranverbauch sogar die Gewinnung, weil immer noch Uran aus der Stilllegung von Atomwaffen verwendet wird.

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Wo kommen die Reaktoren her?

© Atominstitut Wien

Kernreaktoren haben einen langen Lebenszyklus. Jahrelange Standortsuche und Planung sowie Bauzeiten von mindestens 5 Jahren sind erforderlich, bevor ein neuer Reaktor dann für rund 40 Jahre Strom liefern kann. Wenn zahlreiche der in den 70er und 80er Jahren errichteten Anlagen ab 2020 das Ende ihrer Lebensdauer erreichen, muss spätestens ab 2010 mit der Planung von Ersatz begonnen werden. Damit ist aber noch kein neuer Reaktor am Netz, es geht zunächst nur um den Neubau der heute schon vorhandenen Reaktorkapazität. Derzeit werden weltweit jährlich 3 bis 4 Kernreaktoren in Betrieb genommen. Dieser Trend wird sich mindestens bis 2011 fortsetzen, da sich derzeit keine zusätzlichen Reaktoren in Planung befinden. Schon zum Ausgleich der ab 2020 vom Netz gehenden Kapazität wäre es aber erforderlich, jährlich 15-20 in Betrieb zu nehmen.

Die Energy Watch Group kommt daher zu dem Schluss, dass bis 2011 keinerlei zusätzliche Kapazität zur atomaren Stromerzeugung geschaffen werden kann.

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Langzeitperspektive

Yellow Cake © United States Departement of Energy

Ein deutlicher Ausbau der Kernenergie in der Form, wie sie bislang bekannt ist, wird - so die Ergebnisse der Studie der Energy Watch Group - an der mangelnden Versorgung mit Uran scheitern. Uran ist zwar ein in der Erdkruste und den Ozeanen beinahe überall vorkommendes Metall. Die Konzentrationen sind aber derart gering, dass ein Abbau nur an wenigen Lagerstätten auf der Erde möglich ist. Auch die Gewinnung aus dem Meerwasser konnte bislang nicht einmal in die Nähe einer großtechnisch und wirtschaftlich handhabbaren Lösung gebracht werden.

Daher muss sich ein massiver Ausbau der Kernenergie auf einen Reaktortypus stützen, der bislang weltweit noch nicht wesentlich über das Experimentalstadium hinausgekommen ist, den Brutreaktor. Dieser Reaktor ist in der Lage, aus dem häufigsten Uranisotop (U238), das an sich nicht spaltbar ist und daher nicht als Kernbrennstoff tauglich ist, über eine Reihe von atomaren Reaktionen spaltbare Stoffe zu erzeugen. Das dabei entstehende Plutonium (PU239) ist allerdings extrem giftig und strahlend. Dieses kann dann in Brennelementefabriken zu so genannten Mischoxid-Brennelementen  verarbeitet werden, die ihrerseits dann wieder in normalen Kernreaktoren einsetzbar sind. Auf diese Weise ließen sich bei einem massiven Einsatz von Brutreaktoren die Vorräte an spaltbaren Stoffen um mehr als den Faktor 100 steigern.

Interessant ist allerdings, dass im World Energy Outlook 2006  die Kernenergie als das am wenigsten taugliche Mittel zur Eindämmung des Klimawandels angesehen wird. Im „Alternative Policy Scenario“ wird der Hauptanteil (65%) der CO2-Reduktion durch die Steigerung der Energieeffizienz erreicht, 13% durch die Nutzung anderer CO2-ärmerer fossiler Treibstoffe, 12% durch Nutzung regenerativer Energie. Nur 10% der CO2 Reduktion gehen auf das Konto einer verstärkten Nutzung der Kernenergie.

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