Die Rede ist von der Entwicklung kleiner Kernreaktoren mit der Bezeichnung „Small Modular Reactor“ (SMR) unter anderem in China, Kanada, Russland und USA, die jetzt wieder Fahrt aufnimmt und für Leistungen bis 300 MWe pro Einheit konzipiert sind. Kleine Reaktoren sind im Prinzip nichts Neues. Sie wurden für spezielle Aufgaben und Einsätze (Militär, Raumfahrt, Marine, ablegene Standorte) entwickelt, gebaut und betrieben. Die Vielfalt der entwickelten Technologien wurde in 2011 bereits von G. Keil in einem Überblick zusammengestellt. Das jetzige Interesse rührt von ihren Einsatzmöglichkeiten her, für Einsatzgebiete, bei denen große Kernkraftwerke ungeeignet oder unrentabel wären. Wie kam es dazu?
Energie
Die EEG-Reform 2020 greift “eindeutig zu kurz”
Seit dem Jahre 2000 existiert das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG). Das Gesetz garantiert Erzeugern von Strom aus erneuerbaren Energien die vorrangige Einspeisung und Abnahme des Stroms sowie eine Garantievergütung über einen Zeitraum von 20 Jahren. Bisher wurde das Gesetz viermal geändert, was zweifellos Rückschlüsse auf die Gesetzesqualität zulässt. Die Kritik an dem Gesetz und seinen Folgen reißt nicht ab.
Die nunmehr beschlossene fünfte Novelle, die auch eine Absenkung der EEG-Umlage im kommenden Jahr vorsieht, soll nach Angaben von Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier (CDU) ein „klares Zukunftssignal für mehr Klimaschutz“ sein. Noch „vor dem Jahr 2050“ soll schließlich der gesamte in der Bundesrepublik verbrauchte und produzierte Strom klimaneutral sein. PV Magazin sieht in Altmaier’s Erklärung „eine unverantwortliche Täuschung der Öffentlichkeit“.
Deutschlands Stromerzeugung trifft die bedrohliche Versorgungslücke
Ein bei EIKE am 20.6.2020 veröffentlichter Beitrag von Axel Robert Göhring betrachtete die Situation an einem Tag des Jahres 2020.
Die Überschrift dieses Artikels: “Ein Tag im Deutschland des Energiewende-Wahnsinns”.
Auszüge aus diesem sehr aufschlussreichen Beitrag:
Gewählt wurde der 17. Juni 2020 (der kein Feiertag mehr ist); Uhrzeit 7:38 MEZ.
Der Elektroenergiebedarf belief sich zu dieser Minute auf 51 Gigawatt (= 51.000 Megawatt).
o Davon wurden aus fossilen (Erdgas, Kohle, Öl) und nuklearen Quellen bereitgestellt:
oo 12,74 % aus Kernenergie; (mit einer Nutzung von 80,05 % von deren installierter Leistung).
oo 32,58 % aus Kohle: ……….(mit einer Nutzung von 37 ,58 % ” ” ” ” ).
oo 19,13 % aus Erdgas: …. (mit einer Nutzung von 32,66 % ” ” ” ” ).
Das waren 64,45 % des gesamten, oben genannten Elektroenergie-Bedarfs.
Der Rest sollte sich dann eigentlich auf regenerative Energiequellen (sogenannte “erneuerbare Energien”) verteilen – aber so war es keineswegs:
oo 1,73 % lieferte die Windkraft (mit einer Nutzung von 1,45 % von deren installierter Leistung)
oo 4,24 % kam von Wasserkraft (mit einer Nutzung von 44,98 % ” ” ” ” ).
oo 2,43 % trug der Solarstrom (mit einer Nutzung von 2,54 % von dessen installierten Leistung) bei.
oo 8,39 % kam aus Biomasse (Biogasanlagen) (mit der Nutzung von 52,35 % ihrer ” ” ).
oo minus 2,4 % benötigten die Pumpspeicherkraftwerke, die gerade gefüllt wurden.
Alle diese Erzeuger lieferten somit nicht etwa 100 % des gesamten Bedarfs an elektrischer Energie, sondern
nur 78,84 %. Es fehlen also knapp ein Viertel des Strombedarfs zu diesem Zeitpunkt – und diese Menge musste aus teuren Stromimporten (zum Beispiel Kernkraftstrom aus Frankreich und Kernkraftstrom und Kohlestrom aus Tschechien).”
Ergänzende Bemerkungen von G. Keil:
Auch für die Bundesregierung gelten die Gesetze der Physik. So bestimmt das Kirchhoffsche Gesetz, dass es im Stromnetz ein präzises Gleichgewicht zwischen Stromerzeugung und – Verbrauch in jeder Sekunde geben muss. Bei Verletzung dieser Regel bricht die Stromversorgung zusammen – der sog. totale, landesweite Blackout – oder
zumindest die blitzschnelle Abschaltung von Großverbrauchern wie Industriebetriebe und Städte durch die Netzbetreiber; also lokale Blackouts.
Auch die Überproduktion von Strom – vor allem durch Windräder bei Starkwind – ruiniert die Netzstabilität in gleicher Weise.
Die ziemlich verzweifelte Lösung: Stromimporte aus den Nachbarländern. Sich aber immer darauf zu verlassen, ist fahrlässig. Denn es zeichnet sich bereits ab, dass diese Nachbarn ihre gesamte Stromproduktion zu bestimmten Zeiten – speziell im Winter – selbst benötigen.
Die Stilllegung der “schmutzigen” Kohle- und auch Gaskraftwerke (letztere werden wegen politisch verursachter Unrentabilität, Stichwort EEG, aufgegeben) und der sauberen Kernkraftwerke wird diese höchst unsichere Importabhängigkeit weiter verstärken. Und für Neubauten mit “negativer Rendite” gibt es keine Kapitalanleger .
Dann also Staatskraftwerke ? Selbst dieses Extrem einer Planwirtschaft würde etwa 6 Jahre brauchen, bis diese Anlagen ans Netz gehen könnten.
Bis dahin aber würde es eine Kette von Blackout-Katastrophen geben.
Wir werden es wohl erleben.
Günter Keil
Das waren 64,45 % des gesamten Elektroenergie-Bedarfs.
Endlagerung: BGE stellt Teilgebiete vor
Zum “Zwischenbericht Teilgebiete” der Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE) vom 28.09.2020 erklärte die Kerntechnischen Gesellschaft in ihrer Fachinformation 18/2020:
“Wie schon länger von der Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE) und dem Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung (BASE) angekündigt, wurde heute von der BGE der Zwischenbericht Teilgebiete veröffentlicht. Es handelt sich um eine umfangreiche Studie zu potentiell für die Endlagerung geeigneten Teilgebieten in Deutschland auf Basis der vorhandenen geowissenschaftlichen Daten aus öffentlichen und privaten Quellen. Der Zwischenbericht stellt gewissermaßen die Phase 0.5 im Standortauswahlverfahren dar, an dessen Ende nach Abschluss der dritten Phase – der untertägigen Erkundung – der Bundestag über einen auszuwählenden Standort entscheiden soll.
IAEO – Kernenergieprognosen bis 2050
Die Internationale Atomenergiebehörde (IAEO) hat ihre neuesten Prognosen für Energie-, Strom- und Kernenergietrends bis 2050 veröffentlicht. Im Vergleich zum Vorjahr sind die Prognosen für 2020 weitgehend unverändert. Im High-Case-Szenario erwarten IAEO-Analysten eine Erhöhung der globalen Kernstromkapazität um 82% auf 715 GWe. Im Low-Case-Szenario wird sie um 7% auf 363 GWe fallen.
Die 40. Ausgabe der Schätzungen zu Energie, Elektrizität und Kernenergie für den Zeitraum bis 2050 [1] enthält detaillierte globale Trends bei der Kernenergie nach Regionen. Der Bericht präsentiert seine Prognosen für die Kernstromerzeugungskapazität als niedrige und hohe Schätzungen. Sie spiegeln verschiedene Szenarien für den weltweiten Einsatz dieser kohlenstoffarmen Energiequelle wider.
Konzept der Bundesregierung zum Kompetenzerhalt in der nuklearen Sicherheit
Soweit ist es bereits mit Deutschland gekommen, nicht nur nukleare Hightech-Arbeitsplätze und -Forschungsstätten wurden vernichtet, auch die nuklearen Forschungszentren wandten sich neuen, nichtnuklearen Forschungsgebieten zu und Hochschulen kappten ihre Angebote an nuklearen Studiengängen, alles verbunden mit dem spürbaren Niedergang einschlägiger kerntechnischer Kenntnisse. Nun diese Reaktion:
Im letzten Monat legte die Bundesregierung ihr „Konzept zur Kompetenz und Nachwuchsförderung für nukleare Sicherheit“ vor [1] und erfüllte damit den Arbeitsauftrag aus dem Koalitionsvertrag vom 14. März 2018.
Die Abarbeitung einer Verpflichtung oder steckt aufgrund später Einsicht mehr dahinter? Oder doch nur eine Bereitstellung des Erforderlichen? Das Vorwort ist umfassender als der Titel des Konzeptes zunächst vermuten lässt.
Corona-Krise verschärft die Probleme der Energiewende
Zu diesem Urteil gelangte McKinsey in seiner jüngsten Wertung des Status der Energiewende in Deutschland. Anhand von 15 Indikatoren beurteilt das Beratungsunternehmen auf der Basis des energiewirtschaftlichen Dreiecks Klima und Umweltschutz, Versorgungssicherheit und Wirtschaftlichkeit die Zielwerte im geplanten Zeitverlauf der Energiewende. Es würde „noch viel Arbeit“ bedürfen, die Zielwerte zu erreichen. Bereits im letzten Bericht war von Zielverfehlung die Rede (hier).
Der aktuelle Energiewende-Index (Stand September 2020) zeigt [1]: Acht der 15 Ziele sind zwar noch realistisch zu erreichen, drei davon stehen aber auf der Kippe. Für fünf Indikatoren ist die Zielerreichung schon länger „unrealistisch“. Bei zwei weiteren besteht Anpassungsbedarf.
Ökostrom: Keine Versorgungssicherheit ohne konventionelle Kraftwerke
Im Vorjahr 2019 überstieg der Anteil der erneuerbaren Energien an der erzeugten Strommenge in Deutschland erstmals den Stromanteil aus Fossilkraftwerken und Kernkraftwerken. Im Juli dieses Jahres deckte der Ökostrom durch sehr hohen Solarstromanteil stundenweise den momentanen Strombedarf nahezu vollständig. Aber eben für nur sehr kurze Zeit.
Es wäre jetzt ein fataler Trugschluss zu glauben, dass es nur eines weiteren Zubaus an Windkraft- und Solaranlagen bedarf, um die konventionellen Kraftwerke dauerhaft überflüssig zu machen.
Weltweite nukleare Stromerzeugung in 2019
Wie die World Nuclear Association in ihrem „World Nuclear Performance Report 2020“ berichtet, erzeugten die Kernkraftwerke in 2019 weltweit 2657 TWh Strom (Abb.1). Dies entspricht mehr als 10 % des weltweiten Strombedarfs. Die Jahresendkapazität am 31. Dezember 2019 betrug 392 GWe (Abb.2).
Nukleare Kettenreaktion: Die Natur machte sie uns vor
Der Naturreaktor als Teil der Schöpfung ist ein in Fachkreisen, weniger in der Öffentlichkeit bekanntes Phänomen, das beim Uranabbau entdeckt wurde.
Das in der Natur vorkommende Uran besteht hauptsächlich aus drei Isotopen des Urans, die sich durch die Neutronenzahl im Atomkern unterscheiden. Das für den Leichtwasserreaktor interessante Uranisotop ist das Uran-235, das einen Anteil von 0,7204(6) % im natürlich vorkommenden Uran hat. Alle drei Isotope zerfallen mit unterschiedlicher Halbwertszeit. Die größte Halbwertszeit besitzt mit ca. 4,47 Milliarden Jahres das Uran-238. Uran-235 hat ca. 0,704 Milliarden Jahre und das Uran-234 ca.0,246 Millionen Jahre. Infolge dieser enormen Halbwertszeiten finden wir dieses Isotopengemisch noch in der Erdkruste.