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ENERGIETIPPS ZU STROM & GAS

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Das Atomkraftwerk - Erklärung und Funktionsweise

Atomkraftwerk

Wer an Klimaschutz und erneuerbare Energien denkt, denkt unmittelbar an Kernenergie, Atomkraftwerke und Atommüll. Deutschland hat bis Ende 2022 den kompletten Atomausstieg geplant, heute sind noch 6 Atomkraftwerke aktiv. Wie funktioniert Atomkraft? Wir erklären Ihnen wie diese Energiequelle von populär zu unpopulär wurde. Welche Gründe gibt es für einen Atomausstieg? Wir zählen die wichtigsten auf.


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Atomkraftwerk erklärt - So fing es an

atomkraftwerk

Alles begann in den 1940er Jahren. Nach dem Schock und Schrecken des Krieges und dem Einsatz der Atombombe versprach die Kernenergie ein friedlicher Nebeneffekt der neuen Technologie zu sein, der der Welt wieder auf die Beine helfen sollte. Würde Strom kostenlos werden? Könnte die Kernkraft helfen, die Antarktis zu besiedeln? Würde es atombetriebene Autos, Flugzeuge oder Häuser geben? Eines war damals sicher: Die Zukunft war nuklear. Nur wenige Jahre später gab es eine Art Atomzeitalter-Kater; wie sich herausstellte, war Atomkraft sehr kompliziert und sehr teuer. Die Umsetzung von Physik in Technik war auf dem Papier einfach, aber in der Realität schwierig. Außerdem hielten die privaten Unternehmen die Atomkraft für eine viel zu riskante Investition; die meisten von ihnen wollten lieber bei Gas, Kohle und Öl bleiben. Aber es gab viele, die das Versprechen des Atomzeitalters nicht aufgeben wollten.

Die Sternstunde der Kernkraft kam schließlich Anfang der 1970er Jahre, als der Krieg im Nahen Osten die Ölpreise weltweit in die Höhe schnellen ließ. Nun nahmen das kommerzielle Interesse und die Investitionen einen rasanten Aufschwung. Mehr als die Hälfte aller Kernreaktoren der Welt wurden zwischen 1970 und 1985 gebaut. Aber welcher Reaktortyp sollte gebaut werden, angesichts der vielen verschiedenen Typen, die zur Auswahl standen?

Der Leichtwasserreaktor - Das Atomkraftwerk erklärt

Der Leichtwasserreaktor war nicht sehr innovativ und bei den Wissenschaftlern nicht sonderlich beliebt, aber er hatte einige entscheidende Vorteile: Er war da, er funktionierte, und er war nicht furchtbar teuer. Das Grundprinzip dieses Reaktortyps ist sehr einfach:

  1. Es wird Wasser durch eine künstliche Kettenreaktion erhitzt. Bei der Kernspaltung wird mehrere Millionen Mal mehr Energie freigesetzt als bei jeder chemischen Reaktion.
  2. Wirklich schwere Elemente am Rande der Stabilität, wie Uran-253, werden mit Neutronen bestrahlt. Das Neutron wird absorbiert, aber das Ergebnis ist instabil. Meistens spaltet es sich sofort in schnellere, leichtere Elemente, einige zusätzliche freie Neutronen und Energie in Form von Strahlung.
  3. Die Strahlung heizt das umgebende Wasser auf, während die Neutronen den Prozess mit anderen Atomen wiederholen und in einer streng kontrollierten Kettenreaktion weitere Neutronen und Strahlung freisetzen. Ganz anders als bei der schnellen, zerstörerischen Durchgangsreaktion in einer Atombombe.
  4. Im Leichtwasserreaktor wird ein sogenannter Moderator benötigt, um die Energie der Neutronen zu kontrollieren. Einfaches, gewöhnliches Wasser erledigt diese Aufgabe, was sehr praktisch ist, da Wasser ohnehin zum Antrieb der Turbinen verwendet wird.

Der Leichtwasserreaktor hat sich durchgesetzt, weil er einfach und billig ist. Er ist aber weder der sicherste, noch der effizienteste, noch der technisch eleganteste Kernreaktor.

Atomkraftwerke - Unsicherheit und Sorgen

atomkraftwerk

Der erneute Atomhype hielt allerdings kaum ein Jahrzehnt an; 1979 entging das Atomkraftwerk Three Mile Island in Pennsylvania nur knapp einer Katastrophe, als sein Kern schmolz. 1986 bedrohte die Katastrophe von Tschernobyl Mitteleuropa direkt mit einer radioaktiven Wolke, und 2011 löste die langwierige Katastrophe von Fukushima neue Diskussionen und Sorgen aus.

Während in den 1980er Jahren 218 neue Kernkraftreaktoren in Betrieb gingen, hat ihre Zahl und der weltweite Anteil der Kernkraft an der Stromproduktion seit Ende der 80er Jahre weitgehend gestoppt.

Atomkraftwerke heute

Heute deckt die Kernenergie etwa 10 % des Weltenergiebedarfs. Es gibt etwa 439 Kernreaktoren in 31 Ländern. Etwa 70 neue Reaktoren waren 2015 im Bau, die meisten davon in Ländern, die schnell wachsen. Insgesamt waren weltweit 116 neue Reaktoren geplant. Die meisten Kernreaktoren wurden vor mehr als 25 Jahren mit ziemlich alter Technologie gebaut. Mehr als 80 % sind verschiedene Typen von Leichtwasserreaktoren.

Heute stehen viele Länder vor der Wahl: der teure Ersatz der alternden Reaktoren, möglicherweise durch effizientere, aber weniger erprobte Modelle, oder die Abkehr von der Kernenergie hin zu neuerer oder älterer Technologie mit unterschiedlichen Kosten und Umweltauswirkungen.

Quelle: Betriebsfähige Atomkraftwerke, Statista com, Juli 2020

Atomkraftwerke Deutschland

atomkraftwerke in deutschland

In Deutschland verfügen derzeit sechs Kernkraftwerke über Betriebsgenehmigungen. Heute macht es 11% der deutschen Stromversorgung aus, womit die Kernenergie nur der viertgrößte Stromversorger ist.

Während des Wiedervereinigungsprozesses wurden die ostdeutschen Reaktoren an den Standorten Rheinsburg und Greifswald stillgelegt und der Bau des größten deutschen Kernkraftwerks in Stendal Ende 1990 eingestellt. In westdeutschen Kernkraftwerken wurden nach dem rot-grünen Atomkonsens zwei kleine Kernkraftwerke in Obrigheim (2003) und Stade (2005) vom Netz genommen.

Nach der Reaktorkatastrophe in Fukushima (Japan), baute die schwarz-gelbe Regierung sieben weitere Kernkraftwerke ab und evakuierte Krümmel (Baujahr 1984) im März 2011. Die verbleibenden Kernkraftwerke sollen vor Ende 2022 auslaufen. Im Anschluss die Liste der (noch) aktiven Atomkraftwerke Deutschland:

Aktive Atomkraftwerke Deutschland
Name Wem gehört das Kraftwerk? Restliche Laufzeit ab 2020
Isar 2 (Essenbach) Stadtwerke München 3 Jahre
Emsland (Lingen) RWE und E.ON 3 Jahre
Neckarwestheim 2 EnBW 3 Jahre
Brokdorf E.ON und Vattenfall 2 Jahre
Grohnde Stadtwerke Bielefeld 2 Jahre
Grundremmingen C RWE und E.ON 2 Jahre

“Atomkraft? Nein Danke!”

Es gibt verschiedene Gründe warum wir aus der Atomkraft aussteigen sollten. Trotzdem ist Kernkraft eine der am wenigsten CO2-intensiven Energiequellen. Nach Angaben des Bundes Umweltamtes, emittiert Atomstrom etwa 12 Gramm CO2 pro erzeugter kWh.

Zum Vergleich: Das ist deutlich weniger als bei einem Kohlekraftwerk (1058 g CO2/kWh) oder einem Gaskraftwerk (418 g CO2/kWh). Die Kohlenstoffbilanz des Atoms bleibt auch etwas besser als die von Windkraft (14,1 g CO2/kWh) und Photovoltaik (50 g CO2/kWh). Doch auch wenn die Kohlenstoffbilanz niedrig ist, hat die Kernenergie gewisse Einschränkungen.

 Verbreitung von Atomwaffen

1945, nur ein Jahr nach der allerersten nuklearen Testexplosion, wurden zwei große Städte von nur jeweils einer Atombombe dem Erdboden gleichgemacht. Es ist fast unmöglich, Atomwaffen zu entwickeln, wenn man keinen Zugang zu Reaktortechnologie hat.

Es gibt den Atomwaffensperrvertrag, der besagt, dass jedes Land Nukleartechnologie friedlich nutzen kann, aber niemand Atomwaffen bauen darf. Das hat aber nur mäßig gut funktioniert: fünf Länder haben die Technologie bereits genutzt, um eigene Atomwaffen zu bauen.

 Unfälle und Katastrophen.

Die Kernkraft wirft neben dem ökologischen Aspekt auch Fragen zur Gesundheit und Sicherheit auf. In über 60 Jahren Atomkraft gab es sieben große Unfälle in Reaktoren oder Wiederaufbereitungsanlagen. Drei davon konnten eingedämmt werden, aber bei den anderen vier wurden große Mengen Radioaktivität freigesetzt und an die Umwelt abgegeben.

1957, 1986 und 2011 wurden große Bereiche in Russland, der Ukraine und Japan so stark verstrahlt, dass sie bis heute unbewohnbar sind. Die Anzahl der Todesopfer ist ungeklärt, liegt aber wahrscheinlich im vierstelligen Bereich. Diese Katastrophen sind mit unterschiedlichen Reaktoren, in sehr unterschiedlichen Ländern und im Abstand von mehreren Jahrzehnten passiert.

“Atomkraft? Nein, Danke!” Unter dem populären Logo kennt man die Anti-Atomkraft-Bewegung, die seit 1975 politischen Druck gegen Atomenergie ausübt. Man kennt das Logo auch unter den Namen Anti-Atom(kraft)-Sonne oder rote Sonne.

Atommüll und Umweltverschmutzung

atomkraftwerke

Aus ökologischer Sicht wirft das Abfallmanagement Fragen auf. Laut der Nichtregierungsorganisation Greenpeace erzeugt die Atomindustrie jedes Jahr 23.000 m3 radioaktiven Abfall. Nukleare Brennelemente sind nicht nur radioaktiv, sondern enthalten auch hochgiftiges Elemente wie Plutonium, das eine Halbwertszeit von bis zu 24.000 Jahren haben.

Im Boden oder unter dem Meer vergraben, wird seine langfristige Degradation unweigerlich Folgen für die Ökosysteme haben. Wohin mit den ganzen Müll?

Nachdem die Entsorgung im Meer verboten wurde, wurde versucht, es zu vergraben. Wo aber soll man einen Ort finden, an dem der Müll definitiv Tausende Jahre lang sicher ist? In über 30 Ländern befinden sich im Moment über 400 Reaktoren und damit mehrere Hunderttausend Tonnen Atommüll und nur eines dieser Länder hat im Moment konkrete Pläne für ein dauerhaftes Endlager: Finnland.

Deutschland hat 2016 die Bundesgesellschaft für Endlagerung gegründet, die mit Hochdruck nach einem geeigneten Ort sucht, um Atommüll für eine Million Jahre sicher einzulagern als Frist für die Aufgabe ist 2031 gesetzt, aber ob das wirklich klappt, ist noch fraglich.

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