Wissen

Hoffnung auf "Super-Reaktor" Rettet Atomkraft uns vor dem Klimakollaps?

ALT Jetzt anhören
27.jpg

Wind oder Atomkraft? Eine Alternative zu Strom aus fossilen Energieträgern wird händeringend gesucht.

Das Klimaproblem drängt, aber noch stößt die Menschheit gewaltige Mengen an Treibhausgasen aus - vor allem, um Energie zu erzeugen. Eine Überlegung: Der massive Einsatz von Atomenergie könnte das CO2-Problem lösen. Doch ist das machbar? Und was würde das bedeuten?

Immer weniger Zeit bleibt der Menschheit, ihren Ausstoß von Kohlendioxid (CO2) zu verringern und einen massiven Klimawandel mit unabsehbaren Folgen zu verhindern. Bisher ist jedoch unklar, wie das funktionieren soll. Denn das Treibhausgas CO2 entsteht vor allem durch Energieerzeugung - sei es von elektrischem Strom oder für den Antrieb von Verkehrsmitteln.

Schon werden Stimmen laut, Atomkraftwerke in Deutschland länger am Netz zu lassen. Denn im Gegensatz zu Kohlekraftwerken wird bei der Stromerzeugung durch Kernspaltung kein Treibhausgas produziert. Denkt man diesen Ansatz weiter - wäre es nicht möglich, die gesamte Erde mit Atomkraft vor dem Klimakollaps zu retten? Politiker könnten sich dazu entscheiden, die unbestreitbaren Nachteile der Atomenergie angesichts des großen Ziels in Kauf zu nehmen.

Insgesamt verbrauchte die Menschheit im Jahr 2018 laut einer BP-Studie rund 14 Milliarden Öleinheiten oder 160 Petawattstunden an Energie. 80 Prozent davon wurden mit dem Verbrennen fossiler Energieträger wie Kohle, Öl und Gas gedeckt. Dadurch wurden mehr als 33 Milliarden Tonnen CO2 in die Atmosphäre geblasen - unser Energieverbrauch ist damit für fast drei Viertel aller Treibhausgasemissionen verantwortlich. Wie viele Atomkraftwerke bräuchte anstelle dessen, um die von der Menschheit benötigte Energiemenge bereitzustellen?

15.000 Atomkraftwerke sind nötig

Der britische Wissenschaftler Derek Abbott hat mal ausgerechnet, wie viele Kernkraftwerke nötig wären. Das Ergebnis: 15.000 Atomreaktoren mit einer Leistung von je einem Gigawatt könnten den gesamten Energiebedarf der Menschheit decken, inklusive Verkehr. Allerdings stammt seine Berechnung aus dem Jahr 2011 - mittlerweile müssten sogar 18.000 Kernkraftwerke gebaut werden. Zum Vergleich: Laut der World Nuclear Association sind derzeit weltweit lediglich 448 Kernkraftwerke im Betrieb, 53 weitere befinden sich im Bau.

Doch nehmen wir mal die 15.000 Kernkraftwerke, um bei Abbotts Beispiel zu bleiben. Diese zu bauen, klingt erstmal nicht nach einem Ding der Unmöglichkeit. Aktuell sind in 59 Ländern zuletzt etwa 1400 neue Kohlekraftwerke in Planung - und die Kosten des Stroms sind bei modernen Kernkraftwerken am Ende ähnlich.

Doch der Forscher nennt eine Reihe von Herausforderungen, welche eine atomare Universallösung schwierig machen könnten - wenn nicht gar unmöglich. Hier eine Auswahl:

  • Im Unterschied zu Kohlekraftwerken haben Kernkraftwerke einen größeren Platzbedarf - etwa, um ausreichend Abstand zu dicht besiedelten Gebieten zu gewähren. Zugleich kann nicht überall ein Atomkraftwerk errichtet werden, weil der Zugang zu ausreichend Kühlwasser aus Flüssen oder dem Meer gewährleistet sein muss - es wird also nicht einfach, Standorte für die Kraftwerke zu finden.
  • Auch der Brennstoff Uran ist nur begrenzt auf der Erde vorrätig. Bei 15.000 Kraftwerken im Dauerbetrieb wäre er laut Abbott in wenigen Jahren erschöpft. Allerdings gibt es die Möglichkeit, Uran aus Meerwasser zu gewinnen - was die Vorräte jedoch maximal um ein paar Jahrzehnte strecken dürfte. Beim massenhaften Einsatz effizienter Atomkraftwerke wie sogenannter Schneller Brüter hingegen könnten die Vorkommen etwa 300 Jahre reichen - allerdings zu gewaltigen Mehrkosten.
  • Ein weiteres Problem ist das der Abnutzung. Neutronen und chemisch aggressive Stoffe führen dazu, dass Kernkraftwerke im Schnitt nach 50 Jahren stillgelegt werden müssen - und der Bau eines neuen Kraftwerks nötig wird. Bei 15.000 Kraftwerken würde das ein neues Kraftwerk pro Tag bedeuten. Allerdings beträgt die Bauzeit sechs bis zwölf Jahre - die Stilllegung dauert sogar bis zu 50 Jahre.
  • Für den Bau von Atomreaktoren sind seltene Materialien nötig wie Hafnium, Beryllium oder Zirconium. Der Bau von 15.000 Atomkraftwerken - und die ständige Erneuerung des Bestands - würde die weltweiten Ressourcen der seltenen Materialien schnell erschöpfen. Denn recycelbar sind diese nach Gebrauch radioaktiven Elemente für lange Zeit nicht mehr.
  • Auch die Gefahr von Unfällen bleibt bestehen und erhöht sich laut Abbott, wenn mehr Atomkraftwerke gebaut würden. Rechnet man die Unfallgefahr ausgehend von den bisherigen Erfahrungen auf 15.000 Kraftwerke hoch, würde das einen GAU irgendwo auf der Welt jeden Monat bedeuten.
  • Bleibt am Ende noch das bisher ungelöste Problem der Endlagerung. Solange es nicht gelöst ist, dürfte es kaum vertretbar sein, so Abbott, einen massiven Ausbau der Atomkraft anzugehen.

Für einige diese Probleme gibt es aber möglicherweise einen Ausweg: eine neue Art von Atomreaktoren, die sogenannte vierte Generation. Bisher existieren diese Reaktortypen - von zwei kleinen Versuchsanlagen aus den 1950er und 1960er Jahren mal abgesehen - nur auf dem Papier. Aber sie verheißen, sicher, kostengünstig und so gut wie atommüllfrei zu sein. Flüssigsalzreaktor heißt das Konzept. Und zuletzt erfährt es eine gewisse Renaissance.

Neuer Reaktortyp "verbrennt" Atommüll

Das Grundprinzip des Flüssigsalzreaktors: Der Brennstoff ist, wie der Name schon verrät, flüssig und kann während des Betriebs nachgetankt werden - bei bisherigen Kernreaktoren müssen die Brennstäbe aufwendig ausgewechselt werden. Als einer der größten Vorteile der Flüssigsalzreaktoren gilt, dass sie theoretisch auch mit dem vergleichsweise häufigen Metall Thorium oder sogar mit Atommüll betrieben werden können. Dies würde die bisherigen Probleme der Brennstoffversorgung und der Langzeit-Endlagerung weitgehend lösen. Und aufgrund ihres Aufbaus sollen Flüssigsalzreaktoren so sicher sein, dass eine Kernschmelze wie in Fukushima ausgeschlossen ist.

Die Forschungen an solchen Anlagen laufen - vor allem im englischsprachigen Raum und in China, aber auch in Deutschland, wo Atomenergie mittlerweile keinen guten Ruf mehr hat. Am Institut für Festkörper-Kernphysik in Berlin hat man sich das eigene Konzept sogar patentieren lassen: den sogenannten Dual-Fluid-Reaktor. Allerdings gibt es diesen bisher nur auf dem Papier. Und das ist auch die Schwäche des neuen Reaktortyps, kritisieren Experten. Denn noch ist völlig unklar, ob Flüssigsalzreaktoren auch im Dauerbetrieb wie gewünscht und zuverlässig funktionieren.

Als ein großes Problem werden bei diesem Reaktortyp die aggressiven Stoffe genannt, welche die mit radioaktivem Material gefüllten Rohrleitungen beschädigen können - das hatten bereits die Erfahrungen mit den Versuchsreaktoren gezeigt. Unklar ist, ob dieses Problem komplett gelöst werden kann. Und selbst wenn, sind dafür wohl noch viele Jahre an Forschung nötig. Die neuen "Super-Reaktoren", sollten sie überhaupt funktionieren, werden also nicht in absehbarer Zeit zur Verfügung stehen. Das Klimaproblem - und damit die Notwendigkeit, möglichst CO2-frei Energie zu erzeugen -, drängt jedoch. Wie man es auch dreht und wendet: Atomkraft scheint derzeit nicht die richtige Waffe im Kampf gegen den Klimawandel zu sein.

Quelle: n-tv.de

Mehr zum Thema