Die Menschheit erkennt langsam die Realität an, dass sie sich nicht auf unbestimmte Zeit auf die Verbrennung von Kohle, Gas und Öl verlassen kann, um den größten Teil ihres Energiebedarfs zu decken. Im unvermeidlichen Prozess des schrittweisen Ersatzes fossiler Brennstoffe kommen viele Energietechnologien in Betracht, und die meisten von ihnen werden in spezifischen Anwendungen eingesetzt.
Auffällig ist jedoch, dass die Kernspaltungstechnologie langfristig als einzige entwickelte Energiequelle in der Lage ist, genau die große Energiemenge zu liefern, die für ein wirtschaftliches, zuverlässiges und nachhaltiges Funktionieren moderner Industriegesellschaften benötigt wird. Dies ist heute fast die einzige Lösung des Problems, die sowohl ökologisch als auch im Hinblick auf die verfügbare Ressourcenbasis optimal ist. Daher könnte die Kernspaltung bei diesem notwendigen Umbau des Energieversorgungssystems der Zukunft eine große Rolle spielen.
Jetzt ist ein guter Zeitpunkt, um die ersten Schritte zu gehen
In der ersten Phase dieser notwendigen globalen Energiewende soll der Schwerpunkt darauf liegen, einen Großteil der weltweiten Stromerzeugungskapazität von fossilen Brennstoffen auf Kernspaltung umzustellen. In der Realität kann dies in wenigen Jahrzehnten erreicht werden, wie dies in Frankreich bereits in den 1970er und 1980er Jahren geschehen ist.
Diese Energieumwandlung würde die globalen Kohlendioxidemissionen sowie die Emissionen anderer bedeutender Treibhausgase wie Methan erheblich reduzieren. Die Industrieländer sollten bei diesem Übergang die Führung übernehmen.
Warum lohnt es sich?
Da Methan ein starkes Treibhausgas ist, wird der Ersatz von Kohlekraftwerken durch Gaskraftwerke nicht unbedingt die Treibhausgasemissionen reduzieren, selbst bei relativ geringen Mengen an Erdgas, die in die Atmosphäre entweichen.
Gleichzeitig werden erneuerbare Energiequellen wie Wind- und Sonnenenergie Schwierigkeiten haben, die benötigte Energiemenge nachhaltig, wirtschaftlich und zuverlässig bereitzustellen. Sie sind von Natur aus intermittierend und abhängig von Notstrom oder Energiespeicherung, wenn sie dazu verwendet werden sollen, Grundlaststrom an das Netz zu liefern.
Diese Reservekapazität soll flexibel sein und in den meisten Fällen durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe – hauptsächlich Erdgas – bereitgestellt werden. Auf diese Weise genutzte intermittierende Energiequellen sind weder nachhaltig noch wirtschaftlich rentabel, da sie übermäßige, nicht ausgelastete Investitionen in Kapazitäten sowohl für die Erzeugung als auch für die Übertragung erfordern.
Welche weiteren Herausforderungen gilt es zu meistern?
Solche intermittierenden Kraftwerke in Kombination mit gasbefeuerten Standby-Kraftwerken haben in vielen Fällen ein höheres kombiniertes Treibhausgasemissionsniveau als eigenständige Kohlekraftwerke mit gleicher Erzeugungskapazität. Netzanschlussgebühren, die Ländern mit großer intermittierender Erzeugungskapazität in Rechnung gestellt werden, sollten in Betracht gezogen werden, um Nachbarländer dafür zu entschädigen, dass sie ihre miteinander verbundenen Stromnetze als Backup-Energiequelle nutzen. Zudem wirken sich intermittierende Stromquellen tendenziell negativ auf die Netzstabilität aus, insbesondere mit zunehmender Marktdurchdringung.
Was sind die Lösungen?
Die Alternative – dedizierte Energiespeicher für netzgekoppelte intermittierende Stromquellen anstelle von Notstrom – ist in vielen Fällen noch nicht wirtschaftlich. Intermittierende Quellen plus Speicherung können jedoch für die lokale Stromversorgung in geografisch isolierten Regionen ohne Zugang zu einem großen Stromnetz kostengünstig sein. Trotzdem wird Kernspaltungsenergie benötigt, um die meisten fossilen Brennstoffe in den nächsten 50 Jahren zu ersetzen.
Einige Stichworte zugunsten der Kernenergie
Erdgas ist nicht erneuerbar, aber moderne Technologien ermöglichen uns den Zugriff auf eine so erstaunliche Menge, dass es nach den Maßstäben der Vergangenheit endlos erscheinen mag. Und zukünftige Technologien werden es uns ermöglichen, noch mehr zu extrahieren. Es wird sehr schwierig sein, die Menschen davon abzuhalten, so viele verfügbare fossile Brennstoffe zu verwenden, nur um die Umwelt zu schützen.
Aber auch erneuerbare Energie wird unhaltbar, wenn sie schneller verbraucht wird, als sie zurückgewonnen werden kann. Dies ist häufig bei Geothermie zu beobachten, wo Wärme nicht schnell genug durch heißes Gestein ersetzt wird und die Eintrittstemperatur unter den Punkt fällt, an dem Dampf produziert wird. Daher ist die Erdgasförderung ein geografisch abhängiges Phänomen, wodurch einige Lieferländer Druck ausüben und angebotsabhängige Regionen manipulieren können.
Umgekehrt kann eine nicht erneuerbare Ressource nachhaltig sein, wenn sie langsam genug verwendet wird, um Tausende von Jahren zu überdauern, und die Umweltauswirkungen keine großen Probleme verursachen. Am deutlichsten wird dies im Zusammenhang mit der Kernenergie.
Wie bei den fossilen Brennstoffen wurde die aus konventionellen Quellen verfügbare Menge an Uran lange Zeit unterschätzt. Reserven werden nur für wirtschaftlich förderbare Quellen unter Verwendung moderner Technologien und Preisgestaltung berechnet. Und beides wird immer besser.
Darüber hinaus verbrauchen fortschrittliche Kernreaktoren, die bestehende Reaktoren ersetzen könnten, viel mehr Brennstoffe als aktuelle Reaktoren. Kleine modulare Reaktoren können den Energieverbrauch besser an die -nachfrage anpassen.
Salzschmelzereaktoren holen aus der gleichen Menge Uran 10-mal mehr Leistung, weil Spaltprodukte und Reaktionsgifte während des Betriebs entfernt werden. Schnelle Reaktoren gewinnen mindestens zehnmal mehr Energie aus vorhandenem Kernbrennstoff und verbrennen alles, nicht nur U-235.