Atomkraftwerk - Vom Anfang bis zum eigentlichen Ende

Geschrieben von Stefanie Schäffer

Zertifizierte Expertin für Energiemarkt und -anbieter

Im April 2023 wurden die letzten drei Atomkraftwerke in Deutschland abgeschaltet. Gründe dafür waren der Klimaschutz und Risiken für unsere Umwelt. Weltweit setzen dennoch viele Staaten wie Frankreich auf diese Form der Energiegewinnung, da diese Form eine der am wenigsten CO2-intensiven Energiequellen ist und höheren Energiegehalt als andere Quellen hat. Die Kernenergie, bei der Wasser durch eine künstliche Kettenreaktion erhitzt und Energie daraus gewonnen wird, wurde bereits 1896 entdeckt und sorgt immer noch regelmäßig für heiße Diskussionen in der Gesellschaft.

Atomkraftwerke in Deutschland

Am 15. April 2023 wurden die letzten drei Atomkraftwerke vom Deutschen Stromnetz entkoppelt und abgeschaltet.

In Deutschland gab es zur Energieversorgung insgesamt 17 Atomkraftwerke. Direkt nach der Nuklearkatastrophe vom Fukushima Kraftwerk 2011 wurden in Deutschland alle Atomkraftwerke abgeschaltet, die vor 1980 in Betrieb gingen. Dazu gehörten:

• Biblis A und B
• Brunsbüttel
• Isar 1
• Neckarwestheim 1
• Unterweser
• Philippsburg 1
• Krümmel

Atomausstieg Deutschland Gerhard Schröder (SPD) hatte den Atomausstieg 2002 beschlossen. Die darauffolgende Kanzlerin Angela Merkel (CDU) wollte die Laufzeiten verlängern, doch die Atomkatastrophe in Fukushima 2011 veranlasste sie dazu, den endgültigen Atomausstieg bis 2022 zu beschließen.

Wird es eine Atomkraftwerk-Laufzeitverlängerung geben?

In Deutschland gibt es aktuell keine konkreten Pläne für eine Laufzeitverlängerung von Atomkraftwerken.

Die CDU und FDP hatten eine Rückkehr der Kernenergie gefordert, aber dies bleibt vorerst unwahrscheinlich. Im Zuge des russischen Angriffskrieges und der globalen Energiekrise waren in Deutschland viele Diskussionen aufgetreten. Die Strom- und Gaspreise waren auf einem Allzeithoch. Die Verlängerung der Atomkraft wurde dennoch nach mehreren Prüfungen der Bundesregierung jedoch abgelehnt.

Zudem hat sich die Lage der Energieversorgung in Deutschland verbessert. Das liegt am Ausbau erneuerbarer Energien. Die Gaspreise haben sich stabilisiert und die Strompreise sind gesunken. Die Stromversorgung konnte im ganzen Land, trotz Entkopplung von Russischen Energieträgern und Strom- und Gaspreisen auf einem Allzeithoch, gewährleistet werden.

Atomkraftwerke Europa: Was machen die Nachbarn?

Obwohl Deutschland den Atomausstieg vollzogen hat und weltweit aufgrund des Klimawandels ein verstärktes Streben nach erneuerbaren Energien herrscht, haben andere europäische Länder abweichende Atompläne.

Länder wie Österreich und Italien sind schon vor längerer Zeit aus der Atomenergie ausgestiegen. Bei Frankreich zum Beispiel sieht das jedoch anders aus.

Atomkraft Europa – Frankreich, Belgien und Niederlande

Eines der größten Gegenbeispiele zum deutschen Atomausstieg ist Frankreich. Das Nachbarland gewinnt circa 70% seiner Energie aus Atomkraftwerken wie das Kernkraftwerk Bugey. Grund hierfür ist der Wunsch, unabhängiger von anderen Ländern zu sein.

Auch Länder wie Belgien und die Niederlande lassen ihre Atomkraftwerke weiterlaufen, außerdem hat Belgien den Ausstieg auf das Jahr 2035 verschoben. Begründet werden diese Schritte damit, dass Atomenergie grüner ist als andere fossile Brennstoffe und dass durch eine zukünftige Weiterentwicklung die Technologie verbessert und die Risiken minimiert werden könnten.

Unter anderem sind auch in Schweden derzeit noch sechs Reaktoren in Betrieb. Sie sind auf sechs Standorte verteilt und bildeten in 2022 noch 29,5 Prozent der gesamten Nettostromerzeugung im gesamten Land.

Atomkraft: Endlager Schweiz Stand September 2024 plant die Schweiz bis 2050 ein Endlager für Atommüll an der baden-württembergischen Grenze nahe der Gemeinde Hohentengen (Kreis Waldshut) zu errichten. Die Genehmigungsverfahren laufen bereits und bis spätestens 2031 soll eine Entscheidung gefällt werden.

Kernkraftwerke weltweit

Das größte Atomkraftwerk der Welt wird wieder reaktiviert, nachdem es 2012 abgeschaltet wurde. Es handelt sich hierbei um das Atomkraftwerk Kshiwazaki-Kariwa in Japan. Der Betreiber Tepco erhielt eine Genehmigung der Aufsichtsbehörde.

Die Kernenergie deckt weiterhin etwa 10% des Weltenergiebedarfs. Es gibt etwa 412 Kernreaktoren in 32 Ländern. Etwa 55 neue Reaktoren befinden sich aktuell im Bau, vor allem in schnell wachsenden Ländern wie China und Indien. Die meisten Kernreaktoren wurden vor mehr als 25 Jahren mit ziemlich alter Technologie gebaut. Mehr als 80% sind verschiedene Typen von Leichtwasserreaktoren.

Hierzu zählen auch Reaktoren, die betriebsfähig und am Stromnetz angeschlossen sind, aber keinen Strom einspeisen (Bsp.: Japan)

Quelle: Anzahl der weltweiten Kernkraftwerke,Statista, 2024

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.

„Atomkraft? Nein Danke!" oder „Atomkraft? Ja Bitte!"

Die bekannten Sprüche “Atomkraft Nein Danke” und die Gegenbewegung “Atomkraft Ja bitte” zeigen, wie sich die Meinungen zum Thema Atomenergie spalten. Warum dem so ist, zeigen wir im Folgenden.

Mehrheit der deutschen Bevölkerung ist für die Kernenergie Laut einer Umfrage von Tech for Future im April 2024 ist 58% der Deutschen Bevölkerung für die Nutzung von Atomenergie. Allerdings sind die technischen Herausforderungen für eine Rückkehr immens. Eine Reaktivierung würde Jahre dauern und viele Investitionen in Anspruch nehmen.

„Atomkraft? Ja bitte!“

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 der Atomkraft bleibt auch etwas besser als die von erneuerbaren Energien wieWindkraft (14,1 g CO2/kWh) und Photovoltaik (50 g CO2/kWh). Doch auch wenn die Kohlenstoffbilanz niedrig ist, hat die Kernenergie gewisse Einschränkungen.

Ist Atomenergie nachhaltig und grün?

Nachhaltige bzw. Erneuerbare Energien werden wie folgt definiert:

„Als erneuerbare Energien (regenerative Energien) werden, im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern wie Öl, Kohle und Gas, Energieformen bezeichnet, die nicht auf endliche Ressourcen zurückgreifen."

Laut dieser Definition ist Atomkraft nicht nachhaltig, da für die Stromproduktion der endliche Rohstoff Uran verwendet wird. Jedoch gibt es auch einige Faktoren, die dafür sprechen, Atomkraft als “grün” einzustufen.

Hilft Atomenergie im Klimawandel?

Um dem Klimawandel entgegenzuwirken, sollte laut Experten ausschließlich auf klimaneutrale und ökologisch nachhaltige Technologiengesetzt werden. Die oben genannten Faktoren zeigen die Risiken, die Atomkraft mit sich bringt und warum man Atomenergie nicht als nachhaltig bezeichnen kann. Dementsprechend lässt sich schlussfolgern, dass Atomkraft nicht dabei hilft, den Klimawandel aufzuhaltenund dementsprechend der deutsche Atomausstieg in den Augen von Klimaschützer die richtige Entscheidung zum Erreichen der Klimaziele wäre.

Gibt es grüne Atomkraft?

Die Antwort auf diese Frage ist einfach: Nein, es gibt keine grüne Atomkraft. Denn man kann Atomkraftwerke nicht mit grünen, also nachhaltigen Technologien betreiben, sondern nur mit dem Brennstoff Uran, welcher eine endliche, fossile Quelle ist.

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.

Kernkraftwerk Saporischschja: 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.

Angriffe auf Kraftwerke, wie beispielsweise auf Kernkraftwerk Saporischschja im Russland-Ukraine-Krieg, stellen auch ein mögliches Risiko für eine größere Katastrophe dar.

Atommüll und Umweltverschmutzung

Aus ökologischer Sicht wirft das Abfallmanagement Fragen auf. Laut der Nichtregierungsorganisation Greenpeace erzeugt die Atomindustrie jedes Jahr 23.000m³ 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 dem 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.

Gerade vor dem aktuellen Hintergrund stellt sich Atomenergie mal wieder als zweischneidiges Schwert da, da sie einerseits als potenzieller Ausweg aus der Krise gesehen wird, aber genauso gut eine Krise völlig neuer Ausmaße hervorrufen kann.

Wie funktioniert ein Atomkraftwerk?

Atomenergie ist technisch komplex und wurde über lange Jahre erforscht. Vor allem der Aufbau von Atomkraftwerken und die Umsetzung von der Theorie der Energiegewinnung mit Hilfe von Kernspaltung hin zur Umsetzung im ersten Reaktor war ein langer Prozess. Verschiedene Wissenschaftler aus diversen Ländern haben sich mit diesem Fachgebiet befasst.

Kurz erklärt, wird eine künstliche Kettenreaktion erzeugt, die Wasser erhitzt. Der Stoff Uran-253, welcher in den Brennstäben innerhalb eines Atomkraftwerkes vorhanden ist, wird von Neutronen bestrahlt. Diese Neutronen werden absorbiert und sofort wieder abgespalten in leichtere Elemente, freie Neutronen und Energie in Form von Strahlung.

Dieser Prozess wiederholt sich unendlich und ist streng kontrolliert durch einen Moderator, im Falle von Leichtwasserreaktoren Wasser. Das erhitzte Wasser kann dann mithilfe von Turbinen in Strom umgewandelt werden. Der Prozess ist natürlich viel komplexer, jedoch ist dies das Grundprinzip eines jeden Atomkraftwerkes.

Der Leichtwasserreaktor - Atomkraftwerk Funktionsweise

Der Leichtwasserreaktor im Atomkraftwerk 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. Die Funktionsweise des Atomkraftwerks einfach erklärt:

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 bei ihm die Atomkraftwerk Funktionsweise einfach und billig ist. Er ist aber weder der sicherste, noch der effizienteste, noch der technisch eleganteste Kernreaktor.

Atomkraftwerk Erklärung - Geschichtlicher Hintergrund

Radioaktivität wurde bereits 1896 entdeckt. In den Vereinigten Staaten von Amerika wurde vor und während des Zweiten Weltkriegs intensiv an der Technologie geforscht und sie wurde auch in Form von Atombomben eingesetzt.

Nach dem Schock und Schrecken des Krieges und dem Einsatz der Atombombe versprach die Kernenergie, ein friedlicheres Beiprodukt der neuen Technologie zu sein, der der Welt wieder auf die Beine helfen sollte.

Wie sich hinterher aber herausstellte, waren Atomkraftwerke sehr kompliziert und sehr teuer. 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.

Die Ölpreiskrise in den 1970er-Jahren und der steigende Energiebedarf durch das rasante Wirtschaftswachstum führten jedoch zum Aufschwung.

1979 entging das Atomkraftwerk Three Mile Island in Pennsylvania nur knapp einer Katastrophe, als sein Kern schmolz. 1986 bedrohte die Katastrophe von Atomkraftwerk 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 sich ihre Zahl und der weltweite Anteil der Kernkraft an der Stromproduktion seit Ende der 80er Jahre verringert.

Seitdem wurden in Deutschland insgesamt 17 Atomkraftwerke betrieben, die aber nach und nach stillgelegt wurden.