Die Welt kann nicht gleichzeitig grün und frei von Kernenergie werden

Die Nuklearindustrie verbrachte den größten Teil des letzten Jahrzehnts in einer nicht wörtlichen Kernschmelze. Die Katastrophe von Fukushima im Jahr 2011 löste eine weltweite Gegenreaktion gegen die Atomenergie aus. In der Folge stoppte Japan fast seine gesamte Nuklearflotte. Deutschland entschied sich für den Ausstieg aus seinen Kernkraftwerken. Verschiedene andere Nationen stoppten, verzögerten oder stornierten den geplanten Ausbau der Kernenergie.


Die politischen Probleme der Branche wurden bald durch wirtschaftliche Probleme verstärkt. Als Amerikas Schieferrevolution die Welt mit billigem Gas überschwemmte und der massenhafte Einsatz von Wind- und Solarenergie zu schnellen Kostensenkungen bei erneuerbaren Energien führte, hatte die Kernenergie Mühe, sich zu behaupten. Für einige Klimafalken begann die langjährige, umweltschützerische Debatte darüber, ob Atomkraft eine wirklich „saubere“ Energiequelle sei, strittig zu werden. Wer braucht den Ärger mit radioaktivem Abfall, wenn der Ausbau erneuerbarer Energien schneller und billiger ist?

Die Welt kann nicht gleichzeitig grün und frei von Kernenergie werden. Erneuerbare können Energiebedarf nicht decken.
Die Welt kann nicht gleichzeitig grün und frei von Kernenergie werden. Erneuerbare können Energiebedarf nicht decken.
NRC, Public domain, via Wikimedia Commons

Kernkraft erlebt Renaissance

Aber in den letzten Jahren hat die Kernenergie eine Renaissance erlangt. Im Jahr 2021 investierte der US-Kongress mehr als 8 Milliarden US-Dollar in die Subventionierung bestehender Kernkraftwerke und die Finanzierung fortschrittlicher nuklearer Demonstrationsprojekte. Dazu investieren private Investoren weitere Milliarden in amerikanische Kernenergie-Start-ups. Zwei dieser Firmen, TerraPower und X-Energy, haben Pläne vor der U.S. Nuclear Regulatory Commission anhängig gemacht.


US-Regierung fördert Nutzung der Kernkraft

Wenn es nach Präsident Joe Biden geht, wird der Kongress bald mit einer speziellen Steuergutschrift Anreize für die neue Kernenergieproduktion schaffen. In dieser Angelegenheit wird Biden sich ziemlich wahrscheinlich durchsetzen. Die Steigerung der Kernkraft ist einer der wenigen Punkte auf der Klimaagenda des Präsidenten. Die beiden am meisten geliebten Prominenten Amerikas, Grimes und Elon Musk, haben sich in den sozialen Medien für die Wartung bestehender Kernkraftwerke eingesetzt.

Europa stuft Kernkraft als nachhaltig ein

Unterdessen ließ die Europäische Kommission kürzlich Pläne durchsickern, Kernenergie offiziell zu einer „grünen“ Investition zu erklären. Mehr als ein halbes Dutzend Staaten aus der gesamten Region streben derzeit fortgeschrittene Kernkraftwerke an. Und China hat kürzlich Pläne zum Bau von 150 neuen Kernreaktoren in den nächsten 15 Jahren bekannt gegeben, Damit baut der größte CO2 Emittent der Welt mehr als der Rest der Welt in den letzten drei Jahrzehnten zusammen.

Klimaziele nur mit Kernenergie erreichbar

Der Hauptgrund für die wieder erstarkende Unterstützung der Kernenergie ist einfach. Es ist wahrscheinlich unmöglich für die Welt, ihre Emissionsreduktionsziele ohne einen erheblichen globalen Ausbau der Atomenergie zu erreichen. Der Zwischenstaatliche Ausschuss der Vereinten Nationen für Klimawandel hat vier Modellpfade identifiziert, um mehr als 1,5 Grad Erwärmung zu vermeiden. Drei davon beinhalten die Erhöhung des Anteils der Kernenergie an der Primärenergiebereitstellung um 150 bis 500 Prozent; keine lässt zu, dass der Anteil der Kernenergie weit unter das Niveau von 2018 zurückgeht.


Als die Internationale Energieagentur versuchte, einen Weg zu globalen Netto-Null-Emissionen bis 2050 aufzuzeigen. Dabei stellte sie fest, dass das Erreichen dieses Ziels wahrscheinlich eine Verdoppelung der weltweiten Kernenergieproduktion erfordern würde.

Obwohl auf globaler Ebene wichtiger, würde der Bau neuer Kernkraftwerke – oder andernfalls die Aufrechterhaltung bestehender – Amerikas Weg zur Dekarbonisierung seiner gesamten Wirtschaft bis Mitte des Jahrhunderts erleichtern. Forscher der Princeton University modellierten kürzlich eine Vielzahl von Wegen, um in den USA bis 2050 eine vollständige Dekarbonisierung zu erreichen. Sie haben dabei festgestellt, dass der billigste Weg angesichts der vorhandenen Technologie die Verdreifachung der Kernenergieerzeugung beinhaltete.

Kosten für erneuerbare drastisch gesunken

Die Kostensenkungen im erneuerbaren Sektor waren wirklich phänomenal. In den letzten zehn Jahren haben sich die Kosten für Solarenergie auf ein Neuntel reduziert. Die Kosten für Windenergie haben sich um 40 Prozent und die für Batterien um 70 Prozent gesenkt. Projiziert man dieses Tempo der Innovation nach vorne, kann es den Anschein haben, als ob die Veralterung der Kernkraft nahe ist.

Derzeit gibt es jedoch keine skalierbare Lösung für das Intermittenzproblem der erneuerbaren Energien. Zumindest keine, die es Amerika ermöglichen würde, nur von erneuerbarem Strom zu leben. Herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien können Sonnen- und Windenergie stundenlang, aber nicht tage- oder wochenlang speichern. Um Stromausfälle bei jahreszeitlich schwankenden Windgeschwindigkeiten und Sonneneinstrahlung zu vermeiden, brauchen wir nach wie vor ein Fundament aus zuverlässig abrufbarer Energie in unseren Netzen. Und unter den bewährten Technologien ist die Kernenergie die zuverlässigste Quelle für kohlenstofffreien Strom rund um die Uhr.


Erneuerbare können Energiebedarf nicht decken

Die Energiekrise des letzten Jahres hat diese Realität ins Rampenlicht gerückt. Teilweise dank der unerwartet schnellen Erholung der Weltwirtschaft von der COVID-19-Rezession stiegen die Öl- und Gaspreise im vergangenen Jahr in die Höhe. In Europa wurden diese Kostenbelastungen durch ungewöhnlich schwache Winde und begrenzte Niederschläge verstärkt. Dies hat zu einer geringeren als erwarteten Versorgung mit erneuerbarer Energie geführte. Und doch lieferten Kernkraftwerke während der daraus resultierenden Energiekrise eine konstante Versorgung mit kohlenstofffreiem Strom zu einem stabilen Preis. Diese Demonstration der Widerstandsfähigkeit der Energiequelle stärkte die Befürworter der Kernenergie auf dem Kontinent.

Atomausstieg führt zu höherem CO2-Ausstoß

Unterdessen verdeutlichten die Emissionskurven von Nationen, die Kernkraftwerke im letzten Jahrzehnt gedrosselt haben, die gegenwärtigen Unzulänglichkeiten der erneuerbaren Energien. In Deutschland hat man die durch den Atomausstieg verlorene Energie überwiegend durch Kohlekraftwerke ersetzt. Dies untergrub nicht nur das Streben der Nation nach CO2-Neutralität, sondern erhöhte auch die Tödlichkeit ihres Energiesystems. Ein Papier des National Bureau of Economic Research aus dem Jahr 2019 schätzte, dass der Atomausstieg in Deutschland die durch Umweltverschmutzung verursachten Todesfälle um etwa 1.100 pro Jahr erhöhte. Dieser Befund spiegelt eine Realität wider, die die Verfechter der Kernenergie gerne betonen.

Trotz aller Sicherheitsbedenken, die Atomenergie hervorruft, ist sie für die öffentliche Gesundheit exponentiell weniger schädlich als fossile Energie. Selbst wenn man die höchste wissenschaftliche Schätzung der Zahl der Todesopfer der Tschernobyl-Katastrophe akzeptiert, tötete der schlimmste Nuklearunfall der Geschichte immer noch einen winzigen Bruchteil der Zahl der Menschen, die jährlich in Kraftwerken für fossile Brennstoffe getötet werden.


Japans Atomausstieg war ähnlich unglücklich. Die CO2-Intensität des Energiesektors des Landes stieg nach den Schließungen nach Fukushima sprunghaft an. Und jetzt warnt die Klimaberatungsgruppe der japanischen Regierung, dass das Land nicht in der Lage sein wird, seine Emissionsreduktionsziele zu erreichen, wenn es nicht fast alle Kernkraftwerke wieder in Betrieb nimmt, die es im letzten Jahrzehnt vom Netz genommen hat.

Diese Entwicklungen zeigen, wie wichtig es ist, bestehende Kernkraftwerke am Netz zu halten. Zumindest so lange bis Durchbrüche bei der Speicherung erneuerbarer Energien sicherstellen, dass verlorene Atomenergie nicht durch Kohlenstoffquellen ersetzt wird.

Erneuerbare benötigen höheren Flächenbedarf und höhere Investitionen beim Netzausbau

Abgesehen von Unterbrechungen haben Erneuerbare andere Verbindlichkeiten, die die Argumente für die Subventionierung fortschrittlicher Nukleartechnologien gestärkt haben. Ein Hauptnachteil der Atomenergie ist ihre politische Unbeliebtheit. Doch während erneuerbare Energien abstrakt sehr beliebt sind, haben Wind und Sonne in der Praxis ihre eigenen politischen Schwierigkeiten. Beide Energiequellen sind weitaus landintensiver als Kernenergie. Sie werden wahrscheinlich auch enorme Erweiterungen der Energieübertragungsinfrastruktur erfordern. Laut der Studie von Princeton würde das Erreichen von Netto-Null-Emissionen bis Mitte des Jahrhunderts allein durch erneuerbare Energien eine Verfünffachung der Stromübertragung erfordern, um die in weit entfernten Solar- und Windparks erzeugte Energie in die Ballungszentren zu transportieren.

All dies bedeutet, dass der Aufbau von ausreichend erneuerbarer Kapazität zur vollständigen Dekarbonisierung des Stromnetzes den Sieg einer schwindelerregenden Anzahl diskreter Landnutzungsschlachten erfordern wird. Was zutiefst schwierig ist, da nicht einmal Umweltgruppen darauf vertrauen können, den Bau erneuerbarer Energien oder Hochspannungsleitungen zu unterstützen. Allein in den letzten Monaten haben drei der besten „grünen“ Gruppen von Maine dazu beigetragen, eine Übertragungsleitung zu blockieren. In Massachusetts hat sich das Amherst-Kapitel der Sunrise-Bewegung diesen Monat für ein Moratorium für neue Solarprojekte eingesetzt.


Natürlich werden nur wenige Vorschläge einen intensiveren NIMBY-Widerstand hervorrufen als neue Kernkraftwerke. Da solche Anlagen jedoch so viel mehr Energie pro Quadratfuß Land produzieren, können sie letztendlich weniger lästige Standortprobleme darstellen als ein System mit 100 Prozent erneuerbarer Energie.

Die Überwindung der Unterbrechungen und Landprobleme bei erneuerbaren Energien kann jedoch plausibler sein, als die derzeitige wirtschaftliche Ineffizienz und den langwierigen Entwicklungsprozess neuer Kernkraftwerke zu überwinden. In einer Studie aus dem Jahr 2018, die in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht wurde, versuchten Forscher, ein plausibles Szenario zu finden, in dem fortschrittliche Nukleartechnologien in den USA bis 2050 die Kostenwettbewerbsfähigkeit erreichen.

Bau konventioneller Atomreaktoren zu teuer

Der Bau vieler weiterer konventioneller Kernkraftwerke in den Vereinigten Staaten ist im Grunde aussichtslos. Solche Leichtwasserreaktoren erfordern eine massive Infrastruktur, vollgestopft mit sicherheitssteigernden Redundanzen. Die wenigen Energieversorger, die in den letzten Jahren versucht haben, konventionelle Atomkapazitäten zu bauen, haben dies bedauert. Der Bau des Kernkraftwerk Virgil C Summer in South Carolina wurde am Ende eingestellt. Das Kraftwerk Vogtle in Georgia lag katastrophal über dem geplanten Budget.

Aber Leichtwasserreaktoren waren immer als Nukleartechnologie der „ersten Generation“ gedacht. Und die Industrie setzt seit langem auf fortschrittliche Reaktordesigns, die sich durch eine höhere Eigensicherheit und Kosteneffizienz auszeichnen. Investoren waren besonders an kleinen modularen Reaktoren oder SMRs interessiert. Diese können Stück für Stück aus standardisierten Teilen in Fabriken gebaut und schnell überall eingesetzt werden.


Leider stellte die PNAS-Studie fest, dass Versuche in den letzten Jahrzehnten, wirtschaftliche fortschrittliche Nukleartechnologien zu entwickeln, kaum Fortschritte erbracht haben. SMRs, die der bestehenden Leichtwassertechnologie nachempfunden sind, unterliegen derweil sowohl dem „wirtschaftlichen Aufschlag als auch dem erheblichen regulatorischen Aufwand, der mit jedem Kernreaktor verbunden ist“. Daher „sehen die Forscher keinen klaren Weg für die Vereinigten Staaten, um bis Mitte dieses Jahrhunderts eine ausreichende Anzahl von SMRs im Elektrizitätssektor einzusetzen, um einen signifikanten Beitrag zur Minderung von Treibhausgasen zu leisten“.

Private Unternehmen entwickeln kostengünstige SMRs

Die PNAS-Studie ist nicht das letzte Wort zu diesem Thema. Dank einer Flut privater Investitionen konnten in den letzten Jahren einige potenzielle Durchbrüche erzielt werden. In Großbritannien sagt Rolls-Royce, dass es ein Mittel zum Bau von SMRs zu weniger als einem Zehntel der Kosten herkömmlicher Kernkraftwerke entwickelt hat. Die britische Regierung setzt auf die Technologie des Unternehmens.

Unabhängig davon bleibt die Kernkraft technisch einzigartig. Im Gegensatz zu erneuerbaren Energien ist die bestehende Nukleartechnologie bereits in der Lage, stabile, kohlenstofffreie Energie in gesamtwirtschaftlichem Maßstab zu liefern. Tatsächlich hat es diese Fähigkeit schon vor Jahrzehnten demonstriert. Zwischen 1979 und 1988 senkte Frankreich seine durchschnittlichen jährlichen C02-Emissionen um 2,9 Prozent. Dabei reduzierte Frankreich die Kohlenstoffintensität seines Energiesystems um 4,5 Prozent, der mit Abstand größte Rückgang, den ein Land in einem einzigen Jahrzehnt erreicht hat. Und es hat dies erreicht, indem es einfach den Großteil seiner Stromversorger durch staatliche Kernkraftwerke ersetzt hat.


Kernenergie mit hohen regulatorischen Hürden belegt

Atomkraft funktioniert also als Mittel zur Dekarbonisierung. Das Problem im Westen ist, dass neue Kernkraftwerke derzeit auf den Energiemärkten nicht konkurrieren können. Denn diese sind mit hohen regulatorischen Belastungen konfrontiert und der Bau dauert deshalb sehr lange. Rolls-Royce geht davon aus, dass sein erstes SMR nicht vor 2031 in Betrieb gehen wird.

Auf der anderen Seite, wäre Kernenergie in der Tat ein wirksames Instrument zur Dekarbonisierung. China plant, bis 2035, seine Atomenergiekapazität um 200 GW aufzubauen. Genug, um mehr als ein Dutzend der bevölkerungsreichen Städte wie Peking mit Strom zu versorgen. Selbst wenn sich neue Kernenergie in den USA und Europa nicht als rentabel erweisen sollte, kann sie eine zentrale Rolle bei der globalen Dekarbonisierung spielen.

Auch durch Laufzeitverlängerung kann CO2 eingespart werden

All dies hat (mindestens) drei Implikationen für die amerikanische Klimapolitik. Erstens sollten die Bemühungen, bestehende Kernkraftwerke am Laufen zu halten, verdoppelt werden. Angesichts ihrer erheblichen Wartungskosten und ihrer Unfähigkeit, preislich mit Gas zu konkurrieren, werden diese Anlagen teuer in der Unterhaltung sein. Aber aus klimarealistischer Sicht ist es immer noch ein Schnäppchen. Die Wartung von Kernkraftwerken ist viel billiger als der Bau neuer. Und der Verlust einer festen Quelle kohlenstofffreier Energie, die bereits fast ein Fünftel des US-Stroms liefert, steht im Widerspruch zur Erreichung der amerikanischen Emissionsreduktionsziele. Trotz dieser Tatsache haben einige der Blues-Staaten Amerikas in den letzten Jahren Kernkraftwerke geschlossen. Im Jahr 2021 schloss New York sein Kernkraftwerk Indian Point, und Kalifornien steht kurz davor, das Kraftwerk Diablo Canyon abzuschalten. Klimafalken müssen die Erhaltung solcher Einrichtungen zu einer obersten politischen Priorität machen.


Kernenergie kann erneuerbare Energien zum Klimaschutz ergänzen

Zweitens sollten Staaten, die Vorschriften für die Arten von Strom auferlegen möchten, die ihre Versorger kaufen können, kohlenstofffreie Vorschriften im Gegensatz zu rein erneuerbaren Vorschriften verfolgen. Kurzfristig wird Kernkraft benötigt, um die Unterbrechungen der erneuerbaren Energien auszugleichen. Und obwohl es möglich – und vielleicht sogar wahrscheinlich – ist, dass die Nachteile der erneuerbaren Energien auf lange Sicht leichter zu überwinden sind als die der Kernenergie, sollte dies durch technische Innovation und nicht durch regulatorische Diskriminierung entschieden werden. Unter sonst gleichen Bedingungen sind Erneuerbare der Kernenergie sicherlich vorzuziehen, da Solarmodule weder radioaktiven Abfall noch das Risiko der Verbreitung von Atomwaffen erzeugen. Aber wenn sich die Entwicklung von Langzeitbatteriespeichern als schwieriger als erhofft erweist oder sich die Sicherung des für ein vollständig erneuerbares Netz erforderlichen Landes als politisch unhaltbar erweist, werden wir froh sein, dass wir andere Formen von kohlenstofffreier Energie nicht durch gesetzliche Verbote ausgelöscht haben.

Durch fossile Brennstoffe sterben jährlich 8 Millionen Menschen

Es ist natürlich äußerst wichtig, die Sicherheit neuer Nuklearanlagen zu gewährleisten. Gleichzeitig wird in dem Maße, in dem übermäßige oder überflüssige Sicherheitsvorkehrungen die Fähigkeit der Kernenergie einschränken, mit fossilen Brennstoffen zu konkurrieren – die jährlich etwa 8 Millionen Menschen durch Luftverschmutzung töten – die Wirkung darin bestehen, die Tödlichkeit der amerikanischen Energieinfrastruktur zu erhöhen. Diese Realität sollte die Regulierung des Nuklearsektors stärker beeinflussen, als dies derzeit der Fall ist.

Zusammenfassend hat die „nukleare Option“ echte Mängel. Aber wie die Welt spät erkennt, können wir uns bei unserem Streben nach einer gemeinsam zugesicherten Dekarbonisierung nicht den Luxus leisten, auf unvollkommene Werkzeuge zu verzichten.

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