Atomkraftwerke sind eine schmutzige Energiequelle, die lebensgefährliche radioaktive Strahlung emittiert, Probleme im Betrieb und beim Rückbau verursacht und das ungelöste Problem der Endlagerung radioaktive Abfallstoffe aufweist.
Energie aus Atomkraftwerken ist nicht erneuerbar, sie nutzt die begrenzte Ressource Uran 235. Die Technologie wird oft zu Unrecht als Alternative zur fossilen Energiegewinnung dargestellt.
Wie funktionieren Atomkraftwerke?
Kernkraftwerke erzeugen elektrische Energie ähnlich wie Verbrennungskraftwerke. Der Brennstoff ist das Isotop Uran 235.
Bei der Kernspaltung von Uran 235 entstehen 2-3 schnelle Neutronen, die aus dem umgebenden spaltfähigen Material neuerlich Neutronen herausschlagen, usw., was eine Kettenreaktion auslöst. Bei Kernwaffen wird dieser Reaktion bewusst ausgelöst, um möglichst große Zerstörung anzurichten. In einem Kernkraftwerk wird sie kontrolliert und geregelt.
Regelstäbe fangen 1-2 der schnellen Neutronen je Atomzerfall ein und unterdrücken dadurch die Kettenreaktion. Bei der Spaltung von Atomen weisen die Spaltprodukte weniger Masse auf als das Ausgangsprodukt. Die fehlende Masse wird als Massendefekt bezeichnet. Dieser Massendefekt wird in Energie freigesetzt.
Es gilt die Einstein‘sche Beziehung (Masse = Energie)
E = m · c2
E … Energie (Ws)
m … Masse (kg)
c … Lichtgeschwindigkeit (300.000 km/s)
3.000 Tonnen verbrannter Kohle entsprechen einem Massendefekt eines Gramms Uran.
Die Abbildung zeigt die Funktion. In einem Kreislauf erhitzt der Uranzerfall das Wasser, der Dampf treibt eine Turbinenstufe an, die mit einem Generator verbunden ist, der den Strom erzeugt.
Das Reaktorwasser wird durch Kühlwasser, meist aus einem naheliegenden Fluss, aus der dampfförmigen Phase in Flüssigform (Wasser) rückgekühlt.
Radioaktives Uran 235 ist in dem natürlich vorkommenden Uran 238 vorhanden. Sein Anteil ist nur 0,7%. Die beiden Uranarten sind chemisch nicht zu unterscheiden, aber sie haben unterschiedliche Massen und können folglich durch Zentrifugieren, mit hohem Energieaufwand, getrennt werden.
Die natürlichen Uranvorkommen sind begrenzt, daher nicht nachhaltig.
Problematik der Atomkraftwerke
Die Energiegewinnung durch Atomkraftwerke ist sehr problematisch, weil:
- Sie erzeugen radioaktives Material mit einer Zerfallszeit von mehreren tausend Jahren und eine sichere Endlagerung ist nicht möglich.
- Der Abbau radioaktiven Materials verursacht hohe Kosten.
- Sie bringen ein zweifelhaftes Sicherheitsrisiko mit sich, wie die Reaktorunfälle in Harrisburg, Tschernobyl oder Fukushima Raiichi, um nur einige zu nennen, bewiesen haben.
- Sie müssen beim Neubau hoch subventioniert werden, da ihre Stromkosten deutlich über jenen von erneuerbaren Energien liegen.
Die als Alternative gepriesene kontrollierte Kernfusion (ähnliche Prozesse wie sie im Inneren der Sonne ablaufen) wird seit Jahrzehnten erforscht, stellt aber die Techniker und Wissenschaftler bisher vor unlösbare Probleme.
Atomkraftwerke erzeugen beim Betrieb zwar kein CO2, aber dieses entsteht beim Abbau und der Gewinnung von Uran 235 und dem energieintensiven Anreicherungsprozess.
Die betriebenen Bagger und Abbaugeräte werden mit fossilen Brennstoffen betrieben. Der Bau von Atomkraftwerken verschlingt riesige Mengen Beton. Zementherstellung verursacht hohe CO2-Emissionen.
Die CO2-Bilanz hängt von der Einsatzdauer eines Atomkraftwerks ab. Gerechnet wird mit 40 Jahren. Unbestritten ist, wenn die Materialien ermüden, nehmen die Sicherheitsprobleme und Risiken zu.
Auch ist es besser, Gefahren auf halbem Weg entgegenzugehen, wenn sie nicht näherkommen, als zu lange auf ihr Herankommen zu warten; denn wenn jemand zu lange wacht, kann man darauf wetten, dass er einschläft.
Francis Bacon
Kostenvergleich der Kraftwerkstypen
| Kraftwerkstyp | Wirkungsgrad | Kosten €/ MWh (Deutschland) | CO2-Emissionen / kWh in g | Anteil Weltmarkt (%) |
| Steinkohlekraftwerke | < 46% | 80 | 1080 | 38,3 |
| Braunkohlekraftwerke | < 44% | 62 | 1230 | |
| Erdgaskraftwerke | < 40% | 170 | 430 | 22,9 |
| Atomkraftwerke | 35% | 143 | 66 | 10,2 |
| Wasserkraftwerke | 90% | 85 | 13 | 16,3 |
| Geothermiekraftwerke | 45% | 0,3 | ||
| Photovoltaische Kraftwerke | 24% | 52 | 55 | 1,74 |
| Windkraftanlagen | 50% | 60 Onshore 108 Offshore | 16 | 4,4 |
| Gezeitenkraftwerke | 0,004 | |||
| Biomassekraftwerke | 40% | 215 | Pellets 17 | 2,4 |
| Biogas | 123 |
Die in der Tabelle angegebenen Kosten (Mittelwerte für Deutschland) enthalten keine externen Kosten. Externe Kosten fallen bei Kraftwerken durch Transport, Entsorgung, Umweltschädigung durch Abwässer, Schadstoffe in der Atmosphäre, Treibhausgasemissionen etc. an.
Erneuerbare Energien sind davon in geringerem Maße betroffen.
In Deutschland wird mit externen Kosten für die Braunkohlekraftwerke von zusätzlich 87 €/ MWh und für Steinkohlekraftwerke von 68 €/ MWh gerechnet. Für die photovoltaischen Kraftwerke entstehen externe Kosten von 8 €/ MWh und für Windkraftanlagen von 1 €/ MWh.
Nach der Tabelle liegen die Stromkosten für PV-Anlagen und Onshore-Windanlagen deutlich unter jenen der anderen erneuerbaren und der konventionellen Stromerzeuger. Kernkraft ist teuer und muss zum Betrieb subventioniert werden, daher stellt sie aus ökonomischer Sicht keine Alternative zu erneuerbaren Energien dar.
Rentabel wären Atomkraftwerke erst bei Strompreisen zwischen 120 bis 150 €/ MWh. Das liegt bis zum Vierfachen über dem Solarstrom.
Wie steht es um neuere Technologien für Atomkraftwerke?
Genau genommen handelt es sich bei diesen oft zitierten neueren Atomkraftwerke um alte Konzepte aus den 50er Jahren im neuen Gewand. Ein Beispiel dafür ist der „Schnelle Brüter“, in den fünfziger Jahren gefeiert, in den siebziger Jahren in Betrieb genommen und nach 20 Jahren in den neunziger Jahren wieder abgeschaltet.
Auch die so genannten Mini-Atomkraftwerke basieren auf einem alten nicht bewährten Konzept aus den fünfziger Jahren. Sie haben weder eine technologische noch eine ökonomische und schon gar keine ökologische Perspektive.
Bedeutung der Umweltbilanz
Klimafreundlichkeit ist ein wichtiges, aber nicht das einzige Kriterium beim Vergleich von Energieerzeugern. Eine Umweltbilanz muss alle Aspekte berücksichtigen wie Schadstoffemissionen, Bodenschutz, Gewässer- und Landschaftsschutz, Betriebssicherheit und Entsorgung.
Dazu zählen neben traditionellen Kriterien auch Wirtschaftlichkeit, Sozialverträglichkeit, langfristige Versorgungssicherheit und Unabhängigkeit von Importen.
Zu teuer und gefährlich – Atomkraft ist keine Option
Neben der ungelösten Frage der Endlagerung der Kernbrennstäbe steigt bei zunehmender Verbreitung der Atomkraftwerke die Gefahr durch Kernwaffen.
Die Erzeugung von Strom durch Kernkraft ist die wichtigste treibende Kraft für die Verbreitung von Atomwaffen und radioaktivem Material. Länder wie Indien, Pakistan, Nordkorea und Israel beschafften sich unter dem Vorwand des „zivilen“ Einsatzes von Atomkraft das Material für Atomwaffen.
Gegenüber den theoretischen Berechnungen zur Sicherheit hat sich in der gelebten Praxis herausgestellt, dass schwere Unfälle – wie in Fukushima – 200-mal häufiger vorkommen. Diese Ergebnisse sind beunruhigend.
Die Max-Plank-Gesellschaft hat errechnet, dass es beim aktuellen Reaktorbestand alle 10-20 Jahre zu einem so schweren Unfall wie in Fukushima oder Tschernobyl kommt. Westeuropa trägt das weltweit höchste Risiko einer radioaktiven Kontamination durch schwere Reaktorunfälle.
