Brexit: Pleite bei der britischen Nuklearindustrie

Seit fast drei Jahren ist die Regierungstätigkeit in Großbritannien praktisch nur noch auf ein einziges Thema konzentriert: den Brexit. Den Anstoß gab das Referendum am 23. Juni 2016, bei dem 52 Prozent des Wahlvolks für den Austritt aus der EU stimmten. Wenige Wochen später trat der Premierminister David Cameron zurück und Theresa May übernahm die Regierungsgeschäfte. Seitdem wurde der 660 Seiten umfassende Ausstiegsvertrag erarbeitet, den das britische Unterhaus allerdings am 15. Januar 2019 mit großer Mehrheit ablehnte. Weitere Abstimmungen sollen in Bälde folgen.

Seitdem scheint sich das Regierungswirken im Vereinigten Königreich nur noch um das Großthema Brexit zu drehen. Die Verbesserung des Gesundheitswesens, welche vorher im Fokus stand, spielt kaum noch eine Rolle. Aber auch die staatliche Begleitung wirtschaftlicher Großprojekte ist der Regierung May entglitten. Als Negativbeispiele seien in diesem Blog mehrere internationale Investitionen auf dem Nukleargebiet beschrieben, die durch nachlässiges Regierungshandeln in Notlage gerieten und welche praktisch unter hohen Kosten aufgegeben werden mussten.


Die Kernkraftwerke Hinkley Point C und Moorside

Historisch betrachtet war Großbritannien in Europa lange Zeit führend im Bau und Betrieb von Kernkraftwerken zur Stromerzeugung. Das erste Atomkraftwerk mit einer Leistung von 50 Megawatt nahm bereits 1956 den Betrieb in Calder Hall auf. Danach folgten etwa fünfzig weitere, fast alle grafitmoderiert und gasgekühlt. Inzwischen muss bei den großen Kraftwerke über 1000 MW das Land internationale Hilfe in Anspruch nehmen, insbesondere aus Japan und Frankreich.

Noch unter der Regierung Cameron (2010 - 2016) wurde der Bau des Doppelkraftwerks Hinkley Point C auf der Insel Anglesey in Wales beschlossen. Die technische Grundlage bildete das deutsch-französische EPR-Projekt. Der französische Lieferant EdF sollte die Kosten übernehmen und sich über den Verkauf des Stroms selbst finanzieren. Die Verträge waren unterschriftsreif, als Theresa May 2016 ins Amt kam. Zur allgemeinen Überraschung ordnete sie nochmals eine Überprüfung des Projekts an, die sich über volle drei Jahre hinzog. Inzwischen hatte die japanische Firma Hitachi die Projektführerschaft übernommen, die mit diesem zögerlichen Ablauf und der unkompetenten staatlichen Einflussnahme nicht einverstanden war. Hitachi kündigte deshalb am 17. Januar 2019 alle Lieferverträge und seitdem ist das Projekt Hinkley Point C praktisch tot, da kein weiterer Reaktorbauer an der Übernahme interessiert war. Noch in diesem Jahr sollte die 4.500 Tonnen Bodenplatte auf der Baustelle gegossen werden.

Einige Monate früher hatte der japanische Projektführer Toshiba Corp. "hingeworfen". Er sollte in Moorside  drei Kernkraftwerke auf der Westinghousebasis AP 1000 errichten. Auch Toshiba klagte öffentlich über die zögerliche Kooperation der britischen Regierung, welche durch den Brexit von diesem Reaktorprojekt abgelenkt war und keine termingerechten Entscheidungen treffen konnte. Kurzzeitig erwog man in London sogar die Einbeziehung chinesischer Reaktorbaufirmen, was jedoch schließlich als zu riskant verworfen wurde. Derzeit stehen ein halbes Dutzend Kernkraftwerke in verschiedenen Bauphasen praktisch still, was Milliarden von Regressforderungen zur Folge haben dürfte.


Keine Verwendung für die Wiederaufarbeitungsanlage THORP

Die Wiederaufarbeitungsanlage THORP (=Thermal Oxide Reprocessing Plant) in Sellafield zur Rezyklierung bestrahlter Brennelemente aus Leichtwasserreaktoren war 1994 betriebsbereit. Seitdem verarbeitete sie 9.000 Tonnen Brennstoff für 30 Kernkraftwerke in 9 Ländern, u. a. für Deutschland. Über Einkünfte von (umgerechnet) 10 Milliarden Euro wird (inoffiziell) berichtet. Bei einem Störfall im Jahr 2005 kam es zum Austritt von 83 Kubikmetern Auflöserflüssigkeit aufgrund einer schadhaften Rohrleitung. Ab 2012 ging das Betriebsvolumen deutlich zurück, insbesondere weil Deutschland im Jahr zuvor die "Energiewende" verkündete und eine Reihe von Kernkraftwerke stilllegte. Im Jahr 2015 wurde der Betrieb bei Thorp zur Gänze eingestellt.


               
                              Wiederaufarbeitungsanlage THORP

Nun wäre es an der Zeit gewesen, einen Generalplan für Thorp zu erarbeiten, insbesondere im Hinblick auf die Reduzierung der Stillstandskosten. Bis dato gibt es allerdings noch keine sinnvollen Vorschläge. Stattdessen müssen jedes Jahr 40 Millionen Euro zur Bewachung von 50 Tonnen Plutonium aufgewendet werde, dessen Marktwert nahe bei Null liegt. Hinzu kommen noch die Kosten für die Bewachung des Magnox-Plutonium (140 Tonnen) aus den oben genannten Grafitreaktoren. Die Rückführung des Pu in Mischoxidbrennelemente läuft auch nur zögerlich; statt, wie geplant 120 Tonnen im Jahr, leistet die Fertigungsanlage nur 13,8 Tonnen. Die früheren Kunden, allen voran Deutschland, belassen offensichtlich ihre Abfälle in Sellafield - zu einen geheim gehaltenen Preis. Darüber hinaus verzichten viele Länder auch noch auf ihr Eigentum an den wiederaufgearbeiteten Materialien. Vorsichtigen Schätzungen zufolge wird Thorp im Jahr 2095 rückgebaut sein.
Zum satten Preis von 5 Milliarden Euro!

Japan: Wohin mit dem Plutonium?

Japan:  Wohin mit dem Plutonium?

Japan besitzt 47 Tonnen Plutonium.

Nach herkömmlicher Rechnung reicht dieser Bestand aus für den Bau von 6. 000 Atombomben. Japan will jedoch nicht dem derzeitigen Club von (vermutlich?) 12 Bombenstaaten beitreten. Dafür lässt es sich von der Wiener Atombehörde IAEO peinlichst genau und in kurzen Zeitabschnitten kontrollieren. Bislang wurde noch kein Fehlverhalten – auch nicht im Ansatz – nachgewiesen. 

Da mit dem Reaktorunfall von Fukushima im Jahr 2011 die meisten japanischen Kernkraftwerke stillgelegt sind, stellt sich um so dringender die Frage:  Was will Japan eigentlich mit dieser riesigen Menge an Plutonium anstellen? Wie war seine ursprüngliche Strategie im Umgang mit diesem Nuklearbrennstoff und was hat sich seit Fukushima daran geändert? Im Folgenden soll dies in seinem historischen Ablauf dargestellt werden.

Ein wohlgeplanter Plutonium-Kreislauf

Das chemische Element Plutonium (abgekürzt: Pu) kommt in der Natur praktisch nicht vor, es kann aber in Kernreaktoren künstlich erzeugt werden. Einige seiner Isotopen (=Atomsorten) sind spaltbar, sodass dieses Pu – ähnlich wie das Uranisotop 235 – zur Kernspaltung geeignet ist. Gängige Kernkraftwerke (KKW) erzeugen pro Jahr etwa 200 Kilogramm Pu in ihren Brennelementen. In Wiederaufarbeitungsanlagen (WAA) wird dieses Pu abgetrennt und zum Bau neuer Mischoxid-Brennelemente (MOX) wiederverwendet. Dieser sogenannte Brennstoffkreislauf ist besonders effizient, wenn man als Reaktoren Schnelle Brüter zugrunde legt. 

Japan hat mit dem Bau von Leichtwasserkernkraftwerken (LWR) in den sechziger Jahren des vorigen Jahrhunderts begonnen und besitzt inzwischen eine stattliche Flotte von 55 Kernkraftwerken. Mitte der siebziger Jahre kam die Entwicklung der Schnellen Brüter hinzu. Aus sämtlichen LWR-Brennelementen wurde das generierte Pu abgetrennt, zumeist in europäischen Aufarbeitungsanlagen. Von den genannten 47 Tonnen Plutonium befinden sich derzeit 17 Tonnen in England und 20 Tonnen in Frankreich – jeweils an den dortigen WAA Sellafield und La Hague. Weitere 10 Tonnen wurden an kleineren Anlagen in Japan selbst rezykliert. 

Das strategische Ziel der japanischen Regierung war, dieses abgetrennte Pu zum größten Teil in Schnellen Brütern zu verwenden. Solche natriumgekühlte Kernkraftwerke nutzen das „Abfallprodukt“ Pu besonders wirkungsvoll, benötigen aber für die Erstbeladung und den äußeren Brennstoffkreislauf erhebliche Mengen an Pu. Ein Schneller Forschungsreaktor „Joyo“ ist für diesem Zweck seit ca. 20. Jahren in Betrieb; ein 300 Megawatt Brüterkraftwerk (vergleichbar mit dem SNR 300 in Kalkar) wurde unter dem Namen „Monju“ in den neunziger Jahren mit erheblichen Schwierigkeiten angefahren. 

Nach Fukushima ist alles anders

Freitag, der 11. März 2011, war für die japanische Kernenergiepolitik eine Zeitenwende. Durch ein Erdbeben der Stärke 9 sowie einem nachfolgenden Tsunami kam es in der Präfektur Fukushima bei drei älteren Kernkraftwerken zu einer Kernschmelze. Die Regierung unter Premierminister Naoto Kan ließ alle Atomreaktoren abfahren und beschloss bis zum Jahr 2040 zur Ganze aus der Kernreaktortechnologie auszusteigen. Unter dem nachfolgenden Premier Yoshihiko Noda wurden bereits wieder zwei Blöcke wegen regionaler Stromknappheit hochgefahren. Die nächste Regierung unter Shinzo Abe beschloss 2012 die Wiederinbetriebnahme der stillgelegten Kernkraftwerke nach einer technischen Überprüfung. Seither wurden 15 ältere Kernkraftwerke endgültig stillgelegt, aber 8 wieder in Betrieb genommen.  Davon sind 4 in der Lage MOX, also Plutonium zu verbrennen, was den Bestand von 47 Tonnen allerdings kaum nennenswert mindert. 

Luftbildaufnahme des Brüterkraftwerks „Monju“

Dies gilt vor allem deswegen, weil die drei genannten Regierungen beschlossen haben, aus dem Schnellen Brüter auszusteigen. Der Forschungsreaktor Joyo und das Brüterkraftwerk Monju wurden bereits stillgelegt und werden derzeit rückgebaut. Sie waren die eigentlichen Nutzer der hohen Pu-Bestände. Aus dieser Sicht wäre es logisch, auch den Bau der großen japanischen WAA Rokkasho in der Nordprovinz Amori zu beenden, welche allerdings (nach vielen Verzögerungen) in zwei Jahren den Betrieb aufnehmen soll. Wegen der wirtschaftlichen Bedeutung dieser Anlage in der armen Präfektur ist die Regierung Abe jedoch nicht mutig genug, diese Entscheidung zu treffen. So tritt eine offensichtliche Unlogik in der japanischen Pu-Strategie zutage: durch die Beendigung der Brüterprogramme und dem baldigen Betrieb der WAA Rokkasho werden sich die japanischen Pu-Bestände auch in der Zukunft weiter erhöhen. 

Trump macht Druck

Dies fiel auch in Washington auf, wo ganze Heerscharen von Politikern und Wissenschaftlern die Transporte und Bestände von Pu und angereichertem Uran beobachten und registrieren. Praktischerweise endete vor wenigen Wochen ein vor 30 Jahren zwischen Japan und den USA abgeschlossenes Kooperationsabkommen , wonach dem Inselstaat das Recht zur Pu-Erzeugung wegen seiner Brüterprogramme ausdrücklich eingeräumt  wurde. Einen ähnlichen Vertrag gibt es übrigens auch mit der Europäischen Union, wobei die Brütertechnologie in Deutschland ausschlaggebend war. Die Vereinigten Staaten nutzen jetzt die Gunst der Stunde und üben Druck auf Japan aus, um deren Pu-Bestände zu verringern, womit sie gleichzeitig die Denuklearisierung von Nordkorea im Blick haben. 

Im Laufe der jüngsten Verhandlungen einigten sich Japan und die USA darauf, in Nippon die Erzeugung der Pu-Bestände zu „deckeln“, um damit den weiteren Zuwachs zu verhindern. Zusätzlich sollen die Waffenstaaten Frankreich und Großbritannien die dort lagernden 37 Tonnen Pu übernehmen, also Japan abkaufen. Zur allgemeinen Überraschung beschlossen die USA und Japan das ausgelaufene Kooperationsabkommen zu verlängern. Allerdings unter einer wesentlichen Prämisse: jede Seite kann den Vertragstermin innerhalb von nur sechs Monaten kündigen. Aus dieser relativ kurzen Zeitspanne wird von mancher Seite auf die technologische Nähe der japanischen Seite zu nichtzivilen Anwendungen geschlossen. Aber das sind bisher nur Vermutungen, die nicht durch Fakten gedeckt sind.

Fukushima: Schuldige werden gesucht

Als am 11. März 2011, einem Freitag Nachmittag um 14 Uhr 46 (japanischer Zeit), ein Seebeben der Magnitude 9,0 die vier Kernkraftwerke im Ortsteil Daiichi durchrüttelte, war die Welt, vergleichsweise, noch in Ordnung. Drei Reaktoren schalteten sich selbstständig ab, der vierte war wegen Wartungsarbeiten gar nicht in Betrieb. Die elektrische Stromversorgung des umliegenden Netzes war zwar ausgefallen, aber die für solche Fälle bereitstehenden Diesel sprangen automatisch an und sicherten die Kühlung der Reaktorkerne mit Wasser.

Eine Stunde später traf ein Tsunami von 14 Metern Höhe ein und überschwemmte den nur 5,7 Meter hohen Schutzwall sowie alle Dieselaggregate, die im Keller angeordnet waren.. Die Notstromversorgung kam zum Erliegen und die Urankerne der Reaktoren heizten sich wegen der weiterhin generierten Nachwärme stetig auf. Der erzeugte heiße Wasserdampf reagierte chemisch mit dem Zirkonmetall der Brennstabhüllen unter Freisetzung von Wasserstoff. Einen Tag danach kam es beim Reaktor Fukushima 1 (später bei den Reaktoren 2 und 3) zu einer heftigen Knallgasexplosion, welche das Reaktorgebäude massiv beschädigte und undicht machte. Die Urankerne waren inzwischen ganz oder teilweise geschmolzen und führten zur Freilassung der radioaktiven Gase Jod, Cäsium und Strontium in die Umgebung. Hier setzt die Kritik ein, die man unseren japanischen Freunden nicht ersparen kann.


Chaos bei der Konzernzentrale TEPCO in Tokio

Im Hauptquartier der Betreibergesellschaft TEPCO ("The Tokyo Electric Power Company") in Tokio war man über die bedrohliche Situation im 300 Kilometer entfernten Fukushima sehr wohl unterrichtet. Aber in den wichtigen Stunden nach dem Ausfall der Diesel-Notkühlung wurde dort viel Zeit verschwendet und es wurden eine Reihe falscher Entscheidungen getroffen. Statt mobile Notstromgeneratoren und Pumpen schnellstens per Hubschrauber aus Tokio heranzuschaffen, ließ man die vergleichsweise schwachen betrieblichen Batterien  leerlaufen. Die Manager bei Tepco in Tokio waren nicht in der Lage, die Betriebsleute vor Ort wirkungsvoll zu unterstützen. Zur gleichen Zeit offerierte die US-Regierung - welche die Gefährlichkeit der Lage von Anfang an richtig einschätzte - der japanischen Regierung ihre sofortige Hilfe. Aus militärischen Beständen auf den japanischen Stützpunkten wären Pumpenwägen, unbemannte Drohnen und Messroboter zur Verfügung gestellt worden. Doch der japanische Ministerpräsident Naoto Kan lehnte höflich ab; ein Asiate will eben sein Gesicht nicht verlieren.

Auch zwischen Tepco und dem Regierungschef funktionierte die Kommunikation nicht. Als Kan die Konzernmanager am Tag nach dem Störfall zur Berichterstattung empfing, erzählten ihm diese alles Mögliche - nur nicht, dass es wenige Stunden vorher bei Block 1 zu einer Wasserstoffexplosion gekommen war. Der Ministerpräsident erfuhr das erst nach der Sitzung von den Presseleuten und war entsprechend wütend. Beispielhaft für die verspätete und lückenhafte Informationspolitik der Tepco ist weiterhin, dass der Konzern die japanische Öffentlichkeit erst Mitte Mai - also volle zwei Monate nach Beginn des Unglücks - darüber unterrichtete, dass in allen drei Reaktoren die Urankerne zumindest angeschmolzen waren.

Ein Drama für sich war die Entscheidung zum Bespritzen der Reaktorkomponenten mit Meerwasser aus Feuerwehrschläuchen. Der Anlagenleiter Masao Yoshoda forderte die Genehmigung für diese Maßnahme von seinen Chefs in Tokio an, insbesondere um die hochgefährdeten Reaktortanks sowie die innenliegenden Brennelemente abzukühlen. Die Manager bei Tepco sträubten sich längere Zeit dagegen, gaben aber schließlich doch die Zustimmung - um sie 21 Minuten später wieder zurückzuziehen. Angeblich hatte man "aus der Umgebung des Ministerpräsidenten gehört", dass dieser ebenfalls dagegen sei. Das war jedoch nur vorgeschoben. In Wirklichkeit wusste die Tepco-Zentrale,  dass nach dem Einpumpen des korrosiven Meerwassers die Kernkraftwerke "kaputt" sein würden. Den Anlagenchef im fernen Fukushima focht dies jedoch nicht an. Geradezu einmalig für japanische Verhältnisse ignorierte er den Stopp-Befehl aus Tokio und besprühte weiterhin seine Reaktoren mit Meerwasser. Auch der Anweisung "zum Verlassen der Anlage" kam er nicht nach. Dabei hatte er die Unterstützung des Ministerpräsidenten, der darin ein "unheilvolles Fanal" gesehen hätte. Ein Kapitän verlässt eben nicht seine Brücke.


Späte Anklage

Erst sechs Jahre nach dem Unglück von Fukushima wurde gerichtlich Anklage erhoben. Vorher hatte es die Staatsanwaltschaft von Tokio zwei Mal abgelehnt, die Verantwortlichen vor Gericht zu bringen. Nach ihrer Argumentation sei es unmöglich gewesen, die katastrophalen Abläufe vorher zu sehen, weshalb es auch keine Schuldigen bei dieser Katastrophe gegeben habe. Der Prozess kam schließlich nur aufgrund des selten angewandten Verfahrens zweier "Bürger-Jurys" zustande, welche die Regierung zu einer Anklage förmlich zwangen.

Es ist das erste strafrechtliche Verfahren in Japan zur Aufarbeitung eines Atomunfalls. Angeklagt ist der 77 Jahre alte frühere Vorstandsvorsitzende Tsunehisa Katsamuta, sowie seine beiden Vizepräsidenten Sakae Muto (66) und Ichiro Takekura (71), allesamt frühere Manager der Betreiberfirma Tepco. Ihnen wird vorgeworfen, ihre dienstlichen Pflichten vernachlässigt zu haben. Unter anderem lastet die Anklage den Managern den Tod von 44 Patienten bei der überhasteten Evakuierung eines Krankenhauses an. Wie in Japan so üblich, verbeugten sich die Angeklagten tief vor Gericht, plädierten aber im Übrigen auf "unschuldig".

Klar ist, dass das Risiko einer großen Flutwelle im Nordosten Japans lange vor dem Unglück bekannt war. Schon im Jahr 2002 schätzten Fachleute der Regierung in einem Bericht die Wahrscheinlichkeit auf 20 Prozent, dass in den kommenden 30 Jahren ein Erdbeben der Stärke 8 auftreten und einen großen Tsunami auslösen werde. Die entscheidende Frage ist, wer bei Tepco wann von diesem Bericht Kenntnis hatte und warum danach nicht umgehend die Deiche erhöht wurden.


Ausblick

Den drei Angeklagten droht im Maximum eine Haftstrafe von 5 Jahren oder eine Geldstrafe von (umgerechnet) 7.800 Euro. Mit einem Urteil wird nicht vor dem Jahr 2018 gerechnet. Nach Schätzungen von Tepco wird es 30 bis 40 Jahre dauern, bis die Kraftwerksruinen in Fukushima endgültig rückgebaut sind.

Derweil setzt die Regierung darauf, dass die nach dem Unfall stillgelegten Kernkraftwerke Schritt für Schritt wieder ans Netz gehen können. Von den 42 Reaktoren, welche nach dem Unglück abgeschaltet wurden, sind bereits 5 wieder  in Betrieb.

Die Schnellen Brüter im Kommen?

Das russische zivile Nuklearprogramm ist beeindruckend. Neben 36 "konventionellen" Kernkraftwerken (zumeist auf Druckwasserbasis) leistet sich Russland auch eine stattliche Flotte an sogenannten "fortgeschrittenen" Kernkraftwerken, welche zum Typus der "Schnellen Brüter" gehören. Aufbauend auf einem halben Dutzend kleinerer Versuchskraftwerke bis zu 350 MW Leistung betreibt man im Ural, nahe der Stadt Beloyarsk, seit nunmehr 30 Jahren das Brüterkraftwerk BN-600 mit einer Leistung von 600 Megawatt elektrisch - durchaus erfolgreich und ohne besondere Störungen.

Seit August 2016 ist an benachbarter Stelle der noch leistungsstärkere Brüter BN-800 (entspr. 800 MWe) hinzu gekommen, der inzwischen unter Volllast betrieben wird. Aber das ist noch nicht das Ende der russischen Brüterambitionen. Ein weiteres Kraftwerk, der BN-1200 (also 1200 MWe) ist in der Planung und der BN-1600 soll demnächst folgen und mit 1600 MWe zu den leistungsstärksten Kernkraftwerken der Welt zählen.

Vor dem Hintergrund, dass im Westen (und insbesondere in Deutschland) die Brüterentwicklung, zumeist aus politischen Gründen, beendet wurde, ist das russische Voranschreiten durchaus erstaunlich. Vor allem auch deswegen, weil ein Brüterkraftwerk etwa 10 bis 20 Prozent höhere Baukosten verursacht als ein Leichtwasserkraftwerk vergleichbarer Größe.

   
                                                   Der russische Schnellbrüter BN-800


Der Brüter:  Alleskönner und Allesfresser

Die besagten Mehrkosten rentieren sich letztlich, weil der Schnelle Brüter vielfältiger einsetzbar ist als konventionelle Kernkraftwerke.

1. Stromerzeugung:
Beim Brüter wird der elektrische Strom in gleicher Weise erzeugt wie bei den konventionellen Leichtwasserkernkraftwerken: eine Turbine wird mit ca. 500 Grad heißem Wasserdampf angetrieben und der damit gekoppelte Generator erzeugt den Strom.

2. Nutzung des abgereicherten Urans:
Da der Brüter mit schnellen Neutronen betrieben wird, kann er (aus kernphysikalischen Gründen) abgereichertes Natururan des Isotops 238 zur Umwandlung in spaltbares Plutonium nutzen. Dieses Uran 238 gibt es auf Abraumhalden zuhauf und fast kostenlos. Es ist ein Abfallprodukt bei der Urananreicherung für die konventionellen Reaktoren. Damit erhöhen sich die strategischen nuklearen Uranvorräte fast um einen Faktor von 100 und die bergmännische Gewinnung von Natururan unter Strahlenbelastung entfällt.

3. Verbrennung von Bombenplutonium:
Im Zuge der West-Ost-Abrüstungsverhandlungen wurden beidseitig eine Vielzahl von Atombomben "ausgemustert". Der Schnelle Brüter ist in der Lage, dieses "Altplutonium", dessen Isotopenvektor sich durch interne Bestrahlung erheblich verändert hat, im Reaktorkern zu "knacken" und daraus Energie zu erzeugen. Somit entsteht letztlich das Edelprodukt Strom, während bei Nichtnutzung der Brütertechnologie nur erhebliche Bewachungskosten für das Pu anfallen würden.

4. Verbrennung langlebiger Transuran-Abfälle:
Beim Betrieb konventioneller Reaktoren entstehen bekanntlich radioaktive Alphastrahler mit der Ordnungszahl über 92. Die Abfälle - i. w. Neptunium, Americium, Curium, Berkelium und Californinum - sind für den Großteil der Hitze- und Strahlenentwicklung im abgebrannten Kernbrennstoff über einen Zeitraum von bis zu 100.000 Jahren verantwortlich.

Auch diese Aktiniden können in Spezialbrennelementen im Schnellen Brüter gespalten werden. Die entstehenden Spalttrümmer haben in der Regel nur noch eine Halbwertszeit von einigen hundert Jahren und erleichtern damit die Entsorgung dieser Abfallkategorie enorm. Forschungen zu diesem Thema werden überall auf der Welt betrieben; in Deutschland wurden sie allerdings seit der Energiewende drastisch zuück gefahren. Russland beabsichtigt mit seinen beschriebenen Brütern der BN-Klasse alle seine bislang generierten Aktinidenabfälle zu verbrennen und diese Technologie später auch im Westen zu verkaufen.


Einige technische Merkmale des Brüters

Charakteristisch für den Brutreaktor ist die Verwendung schneller Neutronen. Nur sie ermöglichen den Prozess des Brennstoffbrütens vom Uran 238 zum Plutonium. Damit verbietet sich auch die Verwendung von Wasser als Kühlmittel, denn die Wasserstoffatome würden die schnell fliegenden Neutronen schon nach wenigen Stößen abbremsen, also moderieren. Das Kühlmittel der Wahl ist deshalb beim Schnellen Brüter das (atomar leichte) Flüssigmetall Natrium. Es ist allerdings mit Vorsicht zu handhaben, denn beim Zutritt von Luft oder Wasser - im Falle eines Lecks an den Rohrleitungen - fängt Natrium an zu brennen.

Aber die Vorteile von Natrium überwiegen seine Nachteile bei weitem. So behält dieses Metall seinen flüssigen Aggregatszustand in dem weiten Bereich zwischen 100 und 1000 Grad Celsius bei und kann bei 500 Grad sicher betrieben werden. Des weiteren leitet es die Wärme hervorragend ab - viel besser als Wasser bzw. Dampf - sodass sich Temperaturspitzen im Kühlsystem kaum aufbauen können. Und es muss nicht (wie das Wasserdampfsystem beim LWR) unter mehr als hundert Atmosphärendruck gesetzt werden. Der Reaktortank beim Brüter ist kein dicker Stahlbehälter, sondern gleicht eher einem "Fass", in dem sich das Natrium nahezu drucklos bewegt.

Sicherheitstechnisch besonders vorteilhaft ist der Umstand, dass man mit Natrium (z. B. beim Ausfall der Pumpen) die Wärme passiv, via Naturumlauf, abführen kann. Bei gewissen Notsituationen ist also der Eingriff des Betriebspersonals überhaupt nicht erforderlich, sondern der Reaktor geht selbsttätig in den sicheren Zustand über.


Historisches zum SNR 300

Das deutsche Brüterkraftwerk SNR 300 wurde 1972 vom damaligen Bundeskanzler Willy Brandt auf den Weg gebracht. Seine Begründung dafür ist heute noch gültig: Der Schnelle Brüter soll das in den Leichtwasserreaktoren erzeugte Abfallprodukt Plutonium sinnvoll wiederverwenden. Zudem soll der Brüter die knappen Uranvorräte wirtschaftlich nutzen. Zur Realisierung wurde das damalige Kernforschungszentrum Karlsruhe mit der Beistellung der F+E-Leistungen beauftragt, Interatom/Siemens sollte die Anlage in Kalkar errichten, Alkem die Pu-Brennstäbe beistellen und RWE den Brüter betreiben. In Holland und Belgien konnten dafür Kooperationspartner gewonnen werden. Nach vielen Widerständen (zumeist politischer Art) war die Anlage unter der Kanzlerschaft Helmut Kohl im Jahr 1985 fertiggestellt.

Just zu diesem Zeitpunkt wurde der SPD-Genosse Johannes Rau zum Ministerpräsidenten des Sitzlandes Nordrhein-Westfalen gewählt. Er beschloss die "Kohle-Vorrang-Politik" und verkündete offen, dass NRW notfalls so lange gegen den Brüter prozessieren wird, bis dessen sanfter Tod eingetreten ist. Da NRW für die Genehmigung de SNR 300 zuständig war, konnte er dies in die Tat umsetzen. Die anschließenden Prozesse gingen bis vor das Bundesverfassungsgericht; die für den Betreiber positiven Urteile konnten allerdings nicht realisiert werden.

Mittlerweile eröffnete Rau den 50 Quadratkilometer großen Braunkohletagebau Garzweiler II. Für die Subventionierung der Steinkohle wurden (via "Kohlepfennig") insgesamt mehr als - umgerechnet - 150 Milliarden Euro aufgebracht. Demgegenüber hat der SNR 300 dem deutschen Steuerzahler insgesamt 2 Milliarden Euro gekostet.

Als absehbar war, dass Rau und seine Genossen der Inbetriebnahme des SNR 300 nicht mehr zustimmen würden, beschloss die Bundesregierung das Projekt zu beenden. In der Presserklärung des Forschungsministers Heinz Riesenhuber vom 21. März 1991 wird knapp vermerkt: "Die Verantwortung für das Ende von Kalkar liegt eindeutig beim Land Nordrhein-Westfalen".

Vier Jahre später wurde das Brüterkernkraftwerk Kalkar samt Gelände für 5 Millionen DM an einen holländischen Unternehmer verkauft, der es zu einem Rummelplatz á la Disneyland umbaute. Der Kühlturm wird seitdem für Kletterübungen benutzt.

Der bemalte Kühlturm des SNR 300 in Kalkar als Klettergerüst

Japan: der Löwe "Monju" wurde eingeschläfert

Es ist jetzt gut sechs Jahre her, dass das japanische Gebiet um Fukushima von einem Erdbeben mit nachfolgender Überschwemmung heimgesucht wurde. Vier Kernkraftwerke in dieser Gegend wurden zerstört, 46 weitere im ganzen Land aus Sicherheitsgründen abgeschaltet. Davon sind mittlerweile fünf wieder in Betrieb gesetzt worden, die allermeisten werden jedoch wohl auf Dauer stillgelegt bleiben. Zwischenzeitlich wird ein Großteil der benötigten Elektrizität mit (importierter) Kohle erzeugt. Die Kernkraftwerksfirmen Toshiba/Westinghouse bewegen sich - mangels Aufträge - an der Grenze zur Insolvenz.

Ein Kernkraftwerk hat die genannten Naturkatastrophen schadlos überstanden. Es ist der sogenannte Schnelle Brüter "Monju", der sich dadurch auszeichnet, dass er sein Uran im Reaktorkern viel effizienter ausnützt als die gängigen, Leichtwasserkernkraftwerke. Monju ist in der japanischen Religion und Mythologie ein (Neben-) Buddha, der stets auf einen Löwen reitend dargestellt wird. Auf diesen Reaqktortyp waren die Hoffnungen der Japaner gerichtet, welche praktisch keine Uranvorräte im eigenen Land besitzen. Dass die Regierung in Tokio nun vor kurzem beschlossen hat, auch den Monju dauerhaft abzuschalten, überraschte und bedeutet einen Schwenk in der japanischen nuklearen Reaktorstrategie. Die Gründe dafür sollen in diesem Blog dargelegt werden.

Ein außergewöhnlicher Standort

Die genannten Vorzüge des Schnellen Brüters werden u. a. dadurch erkauft, dass man als Kühlmittel nicht Wasserdampf, sondern flüssiges Natrium verwendet. Das Metall Natrium hat den Vorteil der niedrigen Neutronenabsorption, des höheren Siedepunkts und der besseren Wärmeleitung, reagiert aber leider sehr heftig mit Luft und Wasser, wie man es noch aus dem Chemieunterricht kennt. Das KKW Monju ist hinsichtlich seiner elektrischen Leistung von ca. 300 Megawatt vergleichbar mit seinem deutschen Pendant SNR 300 Kalkar. Als 1985 mit dem Bau des Monju begonnen wurde, war das Brüterkraftwerk in Kalkar allerdings bereits fertiggestellt. Angesichts dieser Terminsituation ist es nicht verwunderlich, dass beide Reaktoren in der technischen Auslegung ziemlich ähnlich sind. Dies gilt besonders für das natriumdurchflossene Primär- und Sekundärsystem.

Völlig verschieden ist die Standortgeografie beider Kraftwerke. Der SNR 300 liegt auf ebenem Gebiet direkt am Niederrhein, für den Monju haben die Japaner bewusst die nahezu unzugängliche Gegend um Tsuruga im Westen Japans und 300 Kilometer südlich von Tokio ausgesucht. Das eigentliche Kraftwerksgelände musste buchstäblich aus einem Gebirge herausgehauen werden. Um dorthin zu gelangen war der Bau einer speziellen Straße sowie zweier Tunnels erforderlich. Trotzdem konnten die Großkomponenten, wie der Reaktortank und die Natriumhauptpumpen, nur über das Meer antransportiert werden. Keine Kosten scheuend, bauten die Japaner dafür einen eigenen Hafen am Fuße des Kraftwerks. Trotz all dieser Schwierigkeiten verlief der Bau des Monju ziemlich zügig; im Jahr 1991 konnte man bereits probehalber mit der Inbetriebnahme beginnen. Das war zu jenem Zeitpunkt, als in Deutschland der fertig errichtete Schnellbrüter in Kalkar - aus politischen Gründen - gestoppt wurde.

Der Schnelle Brüter "Monju";

im Hintergrund das Gebirge, im Vordergrund ein Teil des Hafens.

Ein folgenreicher Störfall

Nach der rasanten Bauphase kam es bei der betrieblichen Erprobung des Monju zu einem jähen Halt. Am 8. Dezember 1995, einem Freitag Abend vor dem Wochenende, ertönte in der Schaltwarte des Kernkraftwerks ein Alarm, der eine Leckage in den sekundären Rohrleitungen - und damit den Austritt von 480 Grad heissem flüssigem Natrium - anzeigte. Ausgesandte Meldegänger berichteten von "weißem Rauch" in diesem Teil des Reaktorkühlkreislaufs. Das Kraftwerk wurde nach gut einer Stunde herunter gefahren und bei der genauen Besichtigung am nächsten Tag zeigte sich am Boden der betreffenden Rohrleitung eine Lache aus (inzwischen verfestigtem) Natrium, dessen Menge auf ca. 700 Kilogramm abgeschätzt wurde. Die Leckstelle befand sich in unmittelbarer Nähe eines Temperatursensors. Offensichtlich war dieses Instrument gebrochen und hatte so einen Spalt zum Austritt des flüssigen Natriums freigegeben.

In der Folge wurden der Betriebsmannschaft eine Reihe von Bedienungsfehler nachgewiesen, insbesondere die nicht rechtzeitige Abschaltung des Reaktors und die verzögerte Drainage der lecken Rohrleitung. Beim Thermoelement wurde ein Ermüdungsbruch festgestellt, hervorgerufen durch starke Schwingungen in der Umgebung. Die staatliche Reaktoraufsichtsbehörde in Tokio ordnete die sofortige Stilllegung der Kernkraftwerks an und eine umfangreiche technische Überprüfung. Zusätzlich wurde der Betreiber PNC veranlasst, den Betriebsdirektor und seinen Stellvertreter auszuwechseln. In dieser Phase geriet auch ein Hauptabteilungsleiter ins Visier, der - obwohl nachweisbar unschuldig - vom Dach eines Hochhauses in den Tod sprang. Offenbar war er in einen Loyalitätskonflikt mit seinem Arbeitgeber geraten und in dieser Situation mental überfordert.

Hektischer Stillstand

Der technische Schaden infolge dieser Natriumleckage war marginal; er wurde auf wenige Hunderttausend Euro abgeschätzt. Personen innerhalb der Betriebsmannschaft wurden dabei nicht verletzt. Trotzdem wurde das Genehmigungsverfahren nochmals vom Anfang bis zum Ende aufgerollt. Insbesondere der hypothetische Bethe-Tait-Unfall (eine Sonderkategorie des Kernschmelzens) spielte dabei eine große Rolle. Darüber hinaus erpresste die Standortgemeinde Tsuruga ungeniert die Regierung in Tokio zum Bau einiger Regionaltrassen und -tunnels. Sogar der Hochgeschwindigkeitszug Shinkansen musste zukünftig in dem Provinzkaff einen Stopp einlegen.

Als Dutzende von Anlageräumen umgeplant und mit feuerfestem Blech ausgestattet waren, um eventuell wieder austretendes Natrium zurück halten zu können, schien die Wiederinbetriebnahme des Monju in greifbarer Nähe zu sein. Doch dann, im Januar 2011, passierte die Katastrophe von Fukushima. Obschon - technisch gesehen - der Monju, wegen seiner total anderen Bauart, nicht davon betroffen zu sein schien, wurde das Thema "Verantwortung des Betreibers" nochmals verschärft aufgegriffen und diskutiert. Auf einmal misstraute die Aufsichtsbehörde in Tokio dem Betriebspersonal in Tsuruga und verlangte einen Wechsel des Betreibers. Ein neuer Betreiber (mit vertieften Kenntnissen im Betrieb von Natriumreaktoren) konnte jedoch nicht gefunden werden. Deshalb verfügte die japanische Regierung kurz vor Weihnachten 2016 die dauerhafte Abschaltung des Brüters Monju.


Ausgebrütet? - Noch nicht!

Das Abenteuer Monju hat Tokio (umgerechnet) 8 Milliarden Euro gekostet, den Rückbau noch nicht eingerechnet. Auch die Kosten des SNR 300 Kalkar waren nicht gering, lagen aber mit 2 Milliarden für den Steuerzahler weit darunter. Trotzdem will die japanische Regierung die Schnellbrüterforschung, und insbesondere den Brennstoffkreislauf, nicht aufgeben. Sie hat Verträge mit Frankreich unterzeichnet, um dort gemeinsam ein Kernkraftwerk vom Typ eines Schnellen Brüters zu bauen. Kostenpunkt ca. 3,7 Milliarden Euro!
Eine Renaissance der Brütertechnologie?
Wait and see.

"Small is beautiful" - die Mini-Reaktoren sind im Kommen

Groß, größer, am größten 
ist ein Slogan, der in der Industrie häufig anzutreffen ist,
beispielsweise bei den deutschen Kernkraftwerken.

Es fing ganz klein und bescheiden an, als die Stromfirma RWE im Jahr 1958 das Kernkraftwerk VAK in Kahl mit einer Leistung von nur 15 Megawatt in Betrieb nahm. Aber schon in den siebziger Jahren bestellte das gleiche Unternehmen von Siemens/KWU ein Atomkraftwerk mit einer elektrischen (Brutto-) Leistung von über 1.000 Megawatt (MW) für den Standort Biblis. Inzwischen sind dieses, sowie neun weitere große Kernkraftwerke (KKW), im Zuge der sogenannten Energiewende, zwangsweise stillgelegt worden. Übrig geblieben sind nur noch die acht KKW Gundremmingen B und C (mit je 1.345 MW), Emsland und Neckarwestheim II (mit 1.400 MW), Grohnde und Philippsburg 2 (mit je 1.450 MW) sowie Brockdorf und Isar 2 (mit je 1.480 MW).

Die letztgenannten  acht Großkraftwerke sollen - gestaffelt - bis zum Jahr 2022 ebenfalls endgültig abgeschaltet werden. Ihr Wegfall wird eine riesige Stromlücke im Grundlastbereich hinterlassen, welche durch die unsteten Wind- und Sonnenkraftwerke nicht annähernd ausgeglichen werden kann. Hinzu kommt, dass die großen Gleichstromtrassen von der deutschen Küste in die Industriegebiete Bayerns und Baden-Württembergs frühestens 2025 zur Verfügung stehen werden.

Im internationalen Bereich geht aber der Bau immer noch größerer Kernkraftwerke ungebremst weiter: in Finnland, Frankreich China und England entstehen derzeit sieben weitere KKW, welche inzwischen für eine Bruttoleistung von 1.650 bis 1.750 MW ausgelegt sind.

Indes, es gibt auch eine zweite Bauphilosophie:
weitgehend unbemerkt von diesem Streben nach Rekordgröße wird immer häufiger über kleine Kernkraftwerke - zwischen 30 und 300 MW - nachgedacht, für die sich offenbar ein zweiter Markt auftut.
Über diese Spezialreaktoren soll im Folgenden berichtet werden.


Wirtschaftliche und technische Gründe

Das Interesse an kleinen Kernkraftwerken (und Reaktoren zu Heizzwecken) besteht schon lange. Es sind vor allem die Entwicklungs- und Schwellenländer, welche das Milliardenkapital für große Kernkraftwerke nicht aufbringen können und in deren kleines nationales Stromnetz Nuklearkraftwerke jenseits von 300 Megawatt elektrisch (MWe) nicht einzupassen sind.
Es ist bekannt, dass einige Aufträge für große Leichtwasserkernkraftwerke in früheren Jahren aus finanziellen Gründen zurück genommen werden mussten; einige Abbestellungen fanden sogar zu jenen Zeitpunkten statt, in denen das Kraftwerk bereits zu 70 Prozent oder mehr gefertigt war. Beim Großblock wird der Bau typischerweise über zehn Jahre abgewickelt, während die zugeordneten Anlagekosten von 6 bis 8 Milliarden Euro anfallen. Die Amortisation dieser Investitionen findet während der folgenden 30 Jahre statt, sodass die gesamte Unternehmung etwa 40 Jahre dauert. Da können kleine Stromfirmen häufig nicht mithalten. Bei kleinen Kraftwerken jedoch verkürzt sich die Bauzeit auf lediglich 5 Jahre, da u. a. die Infrastrukturleistungen am Standort bereits erbracht sind.

Besonders kostensparend wirkt sich die Modulbauweise aus. Während bei einer Großanlage umfangreiche Komponenten auf der Baustelle - in speziell errichteten (Einmal-) Werkstätten - gefertigt werden müssen, ist dies bei kleinen Moduln nicht der Fall. Diese können in der Fabrik gefertigt und zusammengebaut werden und - wegen ihrer Kleinheit - auf Fahrzeugen zum Standort gebracht werden. Im wesentlichen handelt es sich dabei um kleine Reaktortanks, sowie Kühlmittelpumpen und Dampferzeugereinheiten. Daraus ergibt sich ein Kostenvorteil von 30 bis 40 Prozent, welcher den Eskalierungskosten wegen Mehrfachfertigung entgegen wirkt.

Ein weiterer Vorteil der modularen Bauweise liegt in der höheren Sicherheit. Bei kleinen Reaktoren ist häufig eine verbesserte nukleare Sicherheit gegeben, weil gewisse Reaktorkoeffizienten (beispielsweise Natriumvoid bei Brutreaktoren) einfacher zu beherrschen sind. Auch die passive Nachwärmeabfuhr bei Ausfall der Kühlkreise ist zumeist gesichert und bedarf nicht des manuellen Eingriffs. Insgesamt erleichtert dies das atomrechtliche Genehmigungsverfahren, was wiederum die Planungs- und Bauzeit reduziert.

Inzwischen hat die Errichtung von Mini-Reaktoren an verschiedenen geografischen Lokationen der Erde begonnen. In Argentinien wird unter der Bezeichnung CAREM-25 bereits ein Modul mit 27 MWe gebaut. In Russland ist die Doppeleinheit KLT-40S mit je zwei 35 MWe-Reaktoren im Bau. In Korea erhielt der SMART-Reaktor (90 MWe) kürzlich seine atomrechtliche Genehmigung. Bei der chinesischen Einheit ACPR50S gibt es noch einige diplomatische Verwicklungen. Die Chinesen wollen einen kleinen Reaktor mit einer Leistung von 200 MW bzw. 60MWe auf einer schwimmenden Plattform errichten. Er soll auf verschiedenen Inseln des Chinesisch-Pazifischen Meeres Wärme und Elektrizität bereitstellen. Dagegen wehren sich die USA und Japan mit dem Argument, dass die Eigentümerschaft dieser kleinen, unbewohnten Inseln nicht geklärt sei.

Reminiszenz an die siebziger Jahre

Das (erneute) Aufkommen der Mini-Reaktoren erinnert an die Schlagwortdebatte der 1970er Jahre, als das Prinzip "Small is beautiful" fast zwei Jahrzehnte lang eine beherrschende Rolle spielte. Es wurde 1973 in einem Buch gleichen Titels von dem in Deutschland geborenen britischen Ökonomen  Ernst Friedrich Schumacher aufgebracht, der sich dabei von der frugalen Lebensweise der buddhistischen Inder inspirieren ließ. Schumacher wurde argumentativ unterstützt von zwei weiteren Slogan-Verbreitern, nämlich Lovins und Traube. Der US-Amerikaner Amory B. Lovins machte sich in seinem Bestsellerbuch stark für die "Sanfte Energie", wobei er in seinen Vorträgen besonders (kleine) Windräder propagierte. Und der kürzlich verstorbene Kernenergiekritiker Klaus Traube kritisierte die Großtechnik der damals verbreiteten Reaktoren und forderte stattdessen 1978 in seinem Buch "Müssen wir umschalten?" den Kollektor auf  jedem Hausdach.

Schumacher und sein Buch

Inzwischen bedecken Freiflächenkollektoren von Fußballfeldgröße die bäuerlichen Landschaften. Die neueste Windkraftanlage der Firma Enercon erreicht die stattlichen Höhe von 230 Metern. Und die Verbindung der alternativen Energiesysteme geschieht über monströse Gleichspannungsleitungen.
Ob E. F. Schumacher diese Technologie jetzt noch als "small" und "beautiful" bezeichnet würde?

PS.: Eines sollte nicht vergessen werden:
die Europäische Energiebehörde NEA schätzt in einen fast hundertseitigem Bericht ab, dass der Anteil der Mini-Reaktoren im gesamten Ausbau der Kernenergie kaum über drei Prozent hinauskommen wird.

Neustart der Kernkraftwerke in Japan

Während dieser Blog geschrieben wird, wurde am 11. August 2015 um 10 Uhr 30 in Japan Block 1 des Kernkraftwerks Sendai wieder in Betrieb genommen. Mit der Kritikalität rechnet man um 23 Uhr japanischer Zeit. Für den 14. August ist die Stromproduktion vorgesehen. Der Routinebetrieb soll Anfang September erfolgen. Der Block 2 soll Mitte Oktober in Betrieb gesetzt werden.

Das KKW Sendai ist an der Südspitze Japans gelegen und besteht aus zwei Druckwasserreaktoren von jeweils 890 Megawatt Leistung. Sie werden vom Energieversorgungsunternehmen Kyushu Electric Power betrieben, das vorzugsweise den Süden Japans mit Strom versorgt. Beide Blöcke wurden, wie die übrigen Atomkraftwerke Japans, nach dem Unfall von Fukushima im März 2011 stillgesetzt. Ihre Wiederinbetriebnahme bedeutet den Neustart der japanischen Kernenergiewirtschaft nach fast viereinhalb Jahren erzwungener Pause.

Strenge Sicherheitsüberprüfungen

Im Gefolge von Fukushima ordnete der damalige japanische Premierminister Naoto Kan im Juli 2011 den Ausstieg seines Landes aus der Kernenergie bis zum Jahr 2040 an. Sein Nachfolger Yoshihiko Noda weichte diesen Beschluss auf und nahm die zwei Blöcke des KKW Oi wieder in Betrieb, da eine regionale Stromknappheit drohte. Dessen Nachfolger Shinzo Abe kippte die Anordnungen seiner zwei Vorgänger und gab bereits an seinem ersten Arbeitstag bekannt, dass er die Wiederinbetriebnahme der abgeschalteten Atomkraftwerke anstrebe, sobald die technischen Überprüfungen positiv verlaufen seien. Die Mehrheit der Japaner steht - trotz einer lautstarken Minderheit - hinter diesem Beschluss.

Die neu organisierte Aufsichts- und Genehmigungsbehörde (Nuclear Regulatory Authority - NRA)  wurde mit der Aufgabe betraut, alle Kernkraftwerke von Grund auf sicherheitstechnisch zu überprüfen. Dies betraf u. a. die Basisauslegung, aber auch die detaillierte Spezifikation der Komponenten hinsichtlich ihrer Festigkeit. Als Lehre aus dem Unfall in Fukushima wurden auch die Managementsysteme der Betreiber im Falle von Kernschmelzen untersucht.

Im politischen Bereich wurde den regionalen und kommunalen Behörden am Standort (u. a. den Präfekturen) mehr Mitsprache eingereicht. Dies betraf vor allem die Evakuierungspläne bei großflächigen Kontaminationen. Dieser politische Prozess sowie die oben genannten technischen Evaluierungen dauerten bei allen Kraftwerken mehrere Jahre. Im Falle von Sendai 1 und 2 lag die Zustimmung der NRA für den Neustart bereits im September 2014 vor; die Diskussionen mit den lokalen Behörden nahmen noch ein weiteres dreiviertel Jahr in Anspruch.

Datenblatt der japanischen Kernkraftwerke

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Wirtschaftliche Auswirkungen

Die wirtschaftlichen Auswirkungen der politisch verfügten Abschaltung der Kernkraftwerke waren für die Energieversorgungsunternehmen (EVU) sehr einschneidend. Große Mengen an fossilen Brennstoffen mussten plötzlich auf dem Weltmarkt eingekauft werden. Im Jahr 2014 allein beliefen sich die Ausgaben dafür auf (umgerechnet) ca. 30 Milliarden Euro. Hinzu kamen die Auflagen der NRA zur Nachrüstung der Anlagen. Höhere Dämme gegen das Meerwasserwaren waren zu errichten und bessere Notstrompumpen sowie Dieselaggregate mussten beschafft werden. Diese Kostenposition erreichte im vergangenen Jahr ca. 15 Milliarden Euro. Die EVU versuchten bei den Kosten für die Wartung der Stromnetze zu sparen, was sich aber in der Zukunft als Fehlkalkulation herausstellen könnte.

Für die Stromkunden brachte der Umstieg von nuklearer auf fossile Energie deutliche Mehrkosten. Die Strompreise erhöhten sich für die privaten Verbraucher um 20 Prozent, für die Industriekunden gar um 30 Prozent. Damit erreichten sie zwar noch nicht das deutsche Kostenniveau, sind aber dennoch doppelt so hoch wie im benachbarten Südkorea. Dies führt mittlerweile zur Abwanderung japanischer Industriebetriebe in dieses Land und andere asiatische Billigländer.

Ausblick

Welche der 48 kommerziellen Atomkraftwerke nach Sendai wieder zum Betrieb zugelassen werden, ist derzeit noch nicht beschlossen. Die größten Chancen haben die Blöcke Takahama 3 und 4 im südlichen Westen, deren Sicherheitsauslegung die NRA bereits akzeptiert hat. Aber noch haben die umgebenden Präfekturen der Wiederinbetriebnahme nicht zugestimmt. Die Stadt Kyoto hat dem Betreiber Kansai Electric sogar ein zusätzliches spezielles und sehr rigides Sicherheitsabkommen abgerungen. In weiterer Zukunft könnten die Atomkraftwerke Ikata (betrieben von Shikoku Power) und Genkai (Kyushu Power) zum Betrieb zugelassen werden.

Im allgemeinen sind Japans Kernkraftwerke auf eine Lebensdauer von 40 Jahren lizensiert. Nicht wenige der Anlagen sind diesem Grenzwert bereits sehr nahe, beispielsweise Takahama 1 und 2, beides 830 MW Blöcke, die auf eine Lebenszeit von (fast) 40 Jahre bzw. 39 Jahre zurückblicken. Ihre Genehmigung zum verlängerten Betrieb wird nicht leicht sein, denn die NRA hat bereits angekündigt, dass die Auflagen für diese Altanlagen noch strenger sein werden, als im bisherigen Verfahren. So werden beispielsweise alle Kabel zu erneuern sein, was mit horrenden Kosten verbunden ist. Der Betreiber wird sich genau überlegen müssen, ob sich die Nachrüstung lohnt - und ob er dafür die nötige Manpower hat.

Viel diskutiert wird derzeit in Japan der zukünftige Stellenwert der Kernenergie. Bislang lieferte diese 30 Prozent des Bedarfs, aber es ist einhellige Meinung, dass sich ihr Anteil - angesichts vieler Altanlagen - reduzieren wird. Die landeseigenen Alternativen zur Stromerzeugung sind sehr limitiert: die Wasserkraft wird in ihrer Kapazität auf rd. 10 Prozent abgeschätzt, den erneuerbaren Energien traut man gar nur 1 bis 2 Prozent zu. Ein Großteil an (fossilen) Brennstoffen muss weiterhin eingeführt werden.  

Das alles zusammen genommen lässt die Energiewirtschaftler vermuten, dass im Jahr 2030 der nukleare Anteil an Japans Stromerzeugung auf 15 bis 25 Prozent absinken wird.

Atomkonzern AREVA am Abgrund

Der weltgrößte Nuklearkonzern AREVA bewegt sich wirtschaftlich am Abgrund. Für manche Medien, wie die Berliner Zeitung, ist er sogar schon "pleite". Aber so weit ist es noch nicht, wie im Folgenden gezeigt werden wird. Trotzdem: die Lage des französischen Unternehmens ist prekär. Im vergangenen Jahr musste es einen Rekordverlust von 4,8 Milliarden Euro in seiner Bilanz ausweisen, worauf sich der Aktienkurs von 16 auf 8 Euro halbierte. Im Jahr 2007 notierte die Areva-Aktie noch bei 81 Euro!

Logo der Firma AREVA

Der Konzern Areva entstand 2001 durch die Fusion mehrerer großer Nuklearfirmen. Den neuen Namen AREVA wählte die Gründerin Anne Lauvergeon ("Atom-Anne") zufällig aus einer Liste spanischer Klöster. Der Zusammenschluss von CEA-Industries, Cogema, Framatome ANP und FCI, die zusammen AREVA bildeten, wurde am 30. November 2000 öffentlich gemacht. Die Teilfirma Cogema betrieb damals schon die Wiederaufarbeitungsanlage La Hague und war vor allem im nuklearen Brennstoffkreislauf in den Bereichen Brennelementherstellung, Transport, Rezyklierung und Entsorgung tätig.








Die Gründe des Niedergangs

Nicht alle Ursachen für den Niedergang der Areva sind hausgemacht. Die Katastrophe von Fukushima kann man dem Konzern sicherlich nicht anlasten, aber seit diesem Ereignis schwächelt die Nachfrage nach Kernkraftwerken weltweit. Lediglich in einzelnen Ländern wie Großbritannien und China beschäftigt man sich derzeit noch mit Reaktorprojekten - die aber allesamt zumeist nur auf dem Papier stehen. Auch die Rückkehr Japans als Nuklearnation dauert länger, als vor Jahren noch erwartet wurde. Hinzu kommt, dass das billige Schiefergas die Energiemärkte verunsichert hat.


Eigenes Verschulden kann aber Areva nicht von sich weisen bei der "ewigen Baustelle" Olkiluoto in Finnland. Im Jahr 2009 sollte das Gemeinschaftsprojekt EPR-3 von Areva und Siemens in Betrieb gehen; den ersten Strom erwartet man nunmehr nicht vor 2018. Statt 3 Milliarden Euro kostet das Kraftwerk wohl mindestens 8,5 Milliarden. Die "Schuldfrage" soll seit 2008 ein Schiedsgericht klären. Der deutsche Partner hat inzwischen seinen Anteil (Turbogenerator, Steuerung etc.) geliefert. Die Franzosen werfen den Finnen vor, durch ständige Änderungen und Auflagen die Verzögerungen und die Mehrkosten verursacht zu haben. Sicher ist bereits jetzt, dass aus diesem Projekt kein Gewinn für Areva fließen wird.


Völlig unverständlich ist, dass Areva auch  mit dem zweiten EPR-3-Projekt auf heimischen Gelände in Flamanville (Normandie) nicht zurande kommt. Auch dieses Kernkraftwerk ist volle fünf Jahre verzögert und wird seinen Betrieb erst im Jahr 2017 aufnehmen können. Die Kosten werden die Anfangsplanung mindestens um den Faktor zwei überschreiten. Die französische Überwachungsbehörde hat "Risse in den inneren Reaktorwänden" festgestellt; das Pariser Wochenblatt Canard Enchaîné sprach sogar von "42 Zentimeter großen Löchern". Der italienische Projektkonsorte ENEL hat daraufhin seine Beteiligung an weiteren Vorhaben dieser Art gekündigt.


Trübe Perspektiven


Angesichts der Schuldensituation ist klar: Areva benötigt dringend frisches Geld. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen, wie im Folgenden dargestellt wird. Alle Bemühungen in diese Richtung sind allerdings auch stets mit Erschwernissen und Risiken verbunden.


Areva ist kein "normales" Unternehmen, denn 87 Prozent der Anteile gehören dem französischen Staat. Der direkteste Weg zur Konsolidierung wäre eine Geldspritze der Pariser Regierung in der Höhe von einigen Milliarden Euro. Die Chancen hierfür sind jedoch sehr gering, denn Frankreich ist derzeit hoch verschuldet und unternimmt alle Anstrengungen, um mittelfristig wieder die Mastricht-Kriterien zu erfüllen.


Eine weitere Möglichkeit, um an frisches Geld zu kommen, wäre die (teilweise oder ganze) Privatisierung der Areva. Die französische Regierung hält dies jedoch für ausgeschlossen, weil das Unternehmen auch im militärischen Bereich (Kernwaffen!) hoheitliche Aufgaben erfüllt, die aus Geheimhaltungsgründen privaten Investoren nicht zugänglich gemacht werden dürfen.


Immer wieder wird in Paris die Option diskutiert, die beiden grossen Staatskonzerne Areva und Electricité de France zu fusionieren. EdF ist der Betreiber aller französischen Kernkraftwerke, also gewissermaßen der Kunde von Areva. Ein Zusammenschluss von Lieferant und Kunde ist aber grundsätzlich kritisch zu bewerten. Im Falle von Areva/EdF auch deswegen, weil die Finanzsituation bei beiden Unternehmen in etwa gleich schlecht ist. Auch EdF hat beträchtliche Schulden und es wäre fraglich, wer wen stützen könnte. Außerdem sind sich beide Konzerne in "herzlicher Abneigung" verbunden. Im Jahr 2009 trug die Rivalität der Unternehmen sogar zum Verlust eines Großauftrags in Abu Dhabi bei.


EdF käme im nationalen Rahmen ohnehin nicht als Besteller weiterer Atomkraftwerke bei Areva infrage. Der Grund dafür ist, dass die Regierung Hollande 2012 ein Wahlversprechen abgegeben hat, wonach die nukleare Stromerzeugung in Frankreich bis 2025 von 75 auf 50 Prozent absinken soll. Areva muss also den Exportmarkt im Blick haben, wenn es seine Auftragssituation verbessern will.


Vor diesem tristen Hintergrund fällt Areva nur das ein, was defizitäre Unternehmen allerorten als Heilmittel anpreisen: Kosten reduzieren. Der Konzern hat bereits verkündet, dass er seine Investitionen zurückfahren wird, Teile des Unternehmens auf dem Markt verkaufen möchte und 10 Prozent seiner 45.000 Mitarbeiter entlassen werde. Dass es dabei auch den Areva-Standort Erlangen (früher KWU/Siemens) treffen wird, ist leider nicht unwahrscheinlich.




Postscriptum: Eine aktuelle Nachricht.


Frau Dr. Maria Betti, eine Italienerin, wurde von der EU-Kommission in Brüssel zur neuen Direktorin am Karlsruher Institut für Transurane (ITU) ernannt. Sie war bereits von 1991 bis 2008 dort Leiterin der Abteilung für Analytische Chemie.
Der bisherige ITU-Chef (seit 2006), Professor Dr. Thomas Fanghänel, wurde vor kurzem abberufen und nach Brüssel versetzt. Dort soll er hauptsächlich auf den Gebiet der innovativen Kernkraftwerke G-IV Beratungsdienste leisten.
Gerüchten zufolge, haben die hohen Kosten bei den neuen und nachgerüsteten ITU-Strahlenbunkern im zuständigen Generaldirektorat Kritik ausgelöst.

Die Iden des März 2011

Iden wurden im römischen Kalender jene Festtage genannt, die in der Monatsmitte liegen. Seit der Ermordung Caesars am 15. März im Jahr 44 v. Chr. sind die Iden auch eine Metapher für bevorstehendes Unheil. "Cave Idus Martias" (deutsch: "Hüte dich vor den Iden des März") warnte schon der griechische Schriftsteller Plutarch seine Zeitgenossen.

Vor vier Jahren, um die Mitte des März 2011, ereigneten sich die Reaktorunfälle bei Fukushima, die eine neue Zeit in der Kernenergiewirtschaft einläuteten. In diesem Blog sollen die wesentlichen damaligen Geschehnisse in Japan - und parallel dazu in Deutschland - dargestellt werden, sowie der gegenwärtige Stand der Stromwirtschaft in beiden Ländern.

Die Reaktorunfälle in Fukushima

Am japanischen Standort Fukushima-Daiichi, rd. 250 km nördlich von Tokio gelegen, befinden sich vier Siedewasser-Kernkraftwerke des Energieversorgungsunternehmen TEPCO. Sie wurden in der 70er Jahren von der US-Firma General Electric (nach Plänen aus den 60er Jahren) gebaut. Die elektrische Leistung der vier Blöcke rangiert zwischen 500 und 800 Megawatt.

Am Freitag den 11. März, um 14 Uhr 46 Ortszeit, registrierten die Seismografen 150 km östlich vom Reaktorstandort ein heftiges Seebeben der Stärke 9,0 auf der logarithmischen Skala. Es lag damit um 0,8 Punkte über dem bisher stärksten registrierten Erdbeben in Japan. Die Reaktorblöcke 1 bis 3 schalteten daraufhin automatisch ab; Block 4 war wegen Revisionsarbeiten bereits außer Betrieb. Bemerkenswert ist, dass diese Abschaltung gelang, obwohl die Erdstöße heftiger waren, als die Auslegungswerte der Reaktoren dies vorsahen. Die Notstromdiesel starteten nach dem Netzausfall nach Plan und versorgten die vier Blöcke mit elektrischen Strom.

Eine knappe Stunde später, um 15 Uhr 41, erreichte die vom Seebeben ausgelöste Tsunamiwelle mit einer Höhe von 14 Metern die Standortküste bei Fukushima. Ein 5,7 Meter hoher Schutzwall wurde glattweg überspült. Die Wassermassen überfluteten allerdings auch die im Kellerbereich installierten Dieselgeneratoren, verursachten elektrische Kurzschlüsse und rissen die Treibstofftanks aus ihren Verankerungen. Die Notstromversorgung war damit dauerhaft unterbrochen.

Die Betriebsmannschaft begann sofort dem erlernten Unfallmanagement und kühlte die Reaktoren mit einen Hilfssystem, welches von noch verfügbaren Batterien gespeist wurde. Nach acht Stunden war die Kapazität des Batteriesatzes jedoch erschöpft und die Notkühlsysteme schalteten ab. Während dieser Zeit gelang es der Mutterfirma Tepco nicht, mobile Pumpen per Hubschrauber aus Tokio zum Standort zu fliegen. Entsprechende Hilfsangebote der in der Nähe stationierten amerikanischen Armee wurden (aus Gründen des Gesichtsverlusts?) von den Japanern abgelehnt.

Die Betriebsmannschaft wollte daraufhin die Reaktorblöcke von außen mit Meerwasser aus Feuerwehrschläuchen kühlen, um die befürchtete Kernschmelze zu verhindern. Diese Maßnahme wurde vom Hauptquartier der Tepco abgelehnt - bis es zu spät war. Die Restwärme des Reaktorkerns heizte die Brennelemente auf über 1.200 Grad Celsius auf, worauf es in den Zirkon-haltigen Brennstabhüllen zur Bildung von freiem Wasserstoff kam. Als der Druck in den Toruskammern und im inneren Containment weiter anstieg, sah sich die Betriebsmannschaft ( etwa 24 Stunden nach dem Erdbeben) gezwungen, die Druckventile zu öffnen.  Nun strömten Dampf, Wasserstoff und Spaltprodukte in den oberen Gebäudebereich, wo durch Knallgasexplosionen die äußere Gebäudehülle zerstört wurde. Handelsüblich erhältliche Wasserstoffrekombinatoren hätten diese Explosionen verhindern können, aber damit waren diese Kraftwerke - im Gegensatz zu allen deutschen - nicht ausgestattet.

Durch die radioaktiven Spaltprodukte und das Fehlen entsprechender Aerosolfilter wurden etwa hundert Quadratkilometer Landfläche radioaktiv kontaminiert. Die Behörden veranlassten die Evakuierung von ca. 200.000 Personen in einem Umkreis von ca. 20 Kilometern. Auf dem Reaktorgelände kam niemand durch Strahlenwirkung ums Leben. Vier Betriebsleute wurden allerdings getötet; davon ertranken zwei in den Wellen des Tsunami, zwei weitere verunglückten tödlich durch herabfallende schwere Gegenstände. Außerhalb des Reaktorbereichs kamen durch den Tsunami allerdings ca. 20.000 Menschen ums Leben.

Nach intensiver Kühlung mit Meerwasser aus Feuerwehrschläuchen und Hochdruckpumpen fiel einige Monate später die Reaktortemperatur in den meisten Blöcken unter 100 Grad Celsius. Simulationsrechnungen und Messungen haben ergeben, dass ein Teil der Reaktorkerne geschmolzen ist und die Debris auf dem Betonboden des Sicherheitsbehälters liegt. Aus einer offiziellen Verlautbarung der japanischen Regierung vom Januar 2015 ist zu entnehmen, dass es bei drei Blöcken zum Kernschmelzen kam und ebenfalls bei dreien zu einer Wasserstoffexplosion. Dies ist in der nachstehenden Grafik veranschaulich. Die Zahlen darin beziehen sich auf die Anzahl der bestrahlten Brennelemente in den oben angeordneten Lägern. Alle 1533 Brennelemente in dem strukturell gefährdeten Lager des Blocks 4 sind entladen; die übrigen befinden sich noch in den intakten Lägern. Zur Bergung der Brennelemente in Block 4 war der Bau eines Krangebäudes in unmittelbarer Nähe erforderlich.

Abb. 1:  Der Status bei den vier Reaktorblöcken am Standort Fukushima-Daichii

(zum Vergrössern anklicken)

Atomaustieg und Energiewende in Deutschland

Die Ereignisse in Fukushima waren ein Schock für die Welt, aber insbesondere für die deutsche Bevölkerung. Fernsehen und Zeitungen berichteten viele Wochen lang über kaum etwas anderes als das befürchtete Kernschmelzen bei den japanischen Atomreaktoren. Auch die Bundeskanzlerin Angela Merkel bekundete bei der Lagebesprechung im Kanzleramt gegenüber ihren Mitarbeitern, dass sich ihre Einstellung zum "Restrisiko der Kernkraft" geändert habe. Am vierten Tag nach der Katastrophe - am 15. März, den Iden des März 2011- rief sie die fünf Ministerpräsidenten aus den Ländern mit Kernkraftwerken zu sich ins Kanzleramt. Ihr Plan: die ältesten deutschen Kernkraftwerke sollten sofort für zunächst drei Monate abgeschaltet werden.

Juristisch konnte dieses "Moratorium" nur per Gesetz oder über Verhandlungen mit den Kraftwerkseigentümern durchgesetzt werden. Beides hätte zu lange gedauert, deshalb wählte der damals verantwortliche Bundesumweltminister Norbert Röttgen den Erlass einer "Anordnung" nach § 19 Atomgesetz. Bei Vorliegen eines Gefahrenverdachts, heißt es dort, könne eine sofortige Stilllegung angeordnet werden. Allerdings wäre diese Maßnahme gut zu begründen gewesen. Dies gelang den Fachreferenten des in den Ministerien von Bund und Land jedoch nicht, deshalb erließ man eine Stilllegungsverfügung ohne Begründung , was später Schadensersatzklagen in dreistelliger Millionenhöhe nach sich zog.

Die Bundeskanzlerin sah sich in der Pflicht schnell zu handeln, denn schon in zwei Wochen standen Landtagswahlen in Baden-Württemberg und Rheinland-Pfalz an. Beide Wahlen gingen aber dennoch für die CDU verloren. Besonders schmerzlich war dies in Baden-Württemberg, wo die Grünen (noch vor der SPD) stärkste Partei wurden und mit dem charismatischen Winfried Kretschmann sogar den Ministerpräsidenten stellen durften. Deshalb sah sich Merkel gezwungen in Sachen Atomausstieg nachzulegen: die ältesten acht Reaktoren sollten auf Dauer abgeschaltet bleiben und die restlichen neun wollte man sukzessive innerhalb von zehn Jahren ebenfalls stilllegen.

Trotzdem beauftragte Röttgen die Reaktorsicherheitskommission (RSK) mit der technischen Überprüfung aller 17 deutschen Kernkraftwerke. Die RSK sollte die Unfallsituation im japanischen Fukushima zugrunde legen und analysieren, was im gleichen Fall an den Atomkraftwerken hierzulande passiert wäre. Nach zwei Monaten lag der 115-seitige Bericht der RSK vor, an dem mehr als hundert ausgewiesene Experten mitgearbeitet hatten. Die Aussage der Fachleute war eindeutig: ein ähnlicher Unfall wie in Fukushima hätte an deutschen Kernkraftwerken nicht passieren können. Einfach deshalb, weil die geologischen Verhältnisse in Deutschland dies nicht zugelassen hätten und weil die deutschen Kernkraftwerke gegen Notsituationen besser ausgelegt sind, als die japanischen. Stichworte: höher liegende Notdiesel, Wasserstoffrekombinatoren etc.

Enttäuscht vom RSK-Bericht, setzte Bundesumweltminister Norbert Röttgen daraufhin eine "Ethikkommission " zur Bewertung des kerntechnischen Risikos ein. Ein 17-köpfiger Kreis an Persönlichkeiten, vorwiegend bestehend aus Politologen, Soziologen und Philosophen - aber ohne Kernenergieexperten - beriet sich einige Wochen, wobei das Kommissionsmitglied Kardinal Marx bereits im Vorfeld die Kernkraft als "Teufelszeug" abkanzelte. Das Ergebnis der mehrwöchigen Beratungen war nicht verwunderlich: Die Ethikkommission ist der festen Überzeugung, dass der Ausstieg aus der Kernenergie innerhalb eines Jahrzehnts abgeschlossen werden kann.

Am 30. Juni 2011 war es so weit: der Deutsche Bundestag beschloss den Ausstieg aus der Kernenergie mit großer Mehrheit. Nur fünf Abgeordnete aus der CDU/CSU-Fraktion waren dagegen, darunter der Sachse Arnold Vaatz. Der frühere Wirtschaftsminister Michael Glos nahm an der Abstimmung nicht teil, weil, wie er sagte "ihm die Zustimmung nicht möglich gewesen wäre". Beim atomaren Endlager wurde de facto beschlossen, Gorleben aufzugeben und mit der Suche von vorne zu beginnen. Auch der "beschleunigte Ausbau der Stromtrassen" wurde beschlossen, was sich später, angesichts der Widerstände, als übereilt herausstellen sollte. Das internationale Echo auf den deutschen Atomausstieg und die Energiewende war zumeist kritisch. In Frankreich war man sehr verärgert über den deutschen Alleingang. Die Schweden bescheinigten der Bundesrepublik eine sprunghafte Energiepolitik. Begrüßt wurde der Ausstieg in Österreich, einem Land, welches selbst jedoch keine Atomkraftwerke besitzt - aber über viel Wasserkraft verfügt.

Die technischen und energiewirtschaftlichen Konsequenzen in Japan

Die Strahlenbelastung der japanischen Bevölkerung lag im ersten und schlimmsten Jahr bei höchstens 10 Millisievert (mSv). Das ist etwa das Vierfache der natürlichen Hintergrundbestrahlung in Deutschland. Gesundheitliche Folgen sind bei diesen geringen Werten nicht zu erwarten. Das geht auch aus einem Bericht der Weltgesundheitsorganisation WHO und deren Untergruppe UNSCEAR hervor, an dem 18o Wissenschaftler aus 27 Ländern mitgearbeitet haben. Im Vergleich zu Fukushima war der Reaktorunfall in Tschernobyl weitaus gravierender und folgenreicher. In Tschernobyl wurden etwa 10 mal mehr radioaktive Stoffe freigesetzt.

Das größte Problem in Fukushima sind derzeit die radioaktiven Abwässer. Das außen aufgespritzte Kühlwasser für die Reaktorblöcke 1 - 3 (ca. 400 Kubikmeter pro Tag) muss immer wieder aufgefangen werden, da es die strahlenden Nuklide Caesium und Strontium enthält. Weitere tausend Kubikmeter fließen täglich - insbesondere in der regenreichen Sommerzeit - von den Hügeln als Grundwasser in die Reaktoranlagen und werden dort ebenfalls radioaktiv verschmutzt. Bislang wird das radioaktive Abwasser in Tanks gesammelt; parallel dazu werden Dekontaminationsanlagen zu deren Reinigung gebaut.

Damit das Grundwasser nicht mehr an die Reaktorkerne herankommt, plant man den Erdboden rings um die vier beschädigten Reaktoren künstlich zu vereisen. Dafür sollen Kühlstäbe (ähnlich wie bei Eisschränken) in den Grund versenkt werden, wodurch quasi eine künstliche Permafrost-Wand entsteht, welche das Grundwasser fern hält.

Die japanische Nuklearpolitik hat sich in den vergangenen vier Jahren mehrfach geändert. Naoto Kan, der während der Unfälle in Fukushima Premierminister des Landes war, verfügte die Abschaltung aller 54 Kernkraftwerke und kündigte an, dass Japan bis zum Jahr 2040 aus der Kernenergie aussteigen werde. Bei diesem Vorhaben wurde er von den mächtigen Präfektur-Regierungen unterstützt. Ende 2011 kam Yoshihiko Noda als neuer Premierminister ans Ruder. Er bekräftigte den mittelfristigen Atomausstieg, musste aber bereits im Juni 2012 die beiden Blöcke Oi wieder in Betrieb nehmen, da eine regionale Stromknappheit drohte.

Im Dezember 2012 kam es wiederum zu Unterhauswahlen in Japan und der Anführer der Liberaldemokratischen Partei (LDP), Shinzo Abe, wurde zehn Tage darauf zum Premierminister gewählt. Bereits an seinem ersten Arbeitstag gab Abe bekannt, dass er alle Kernkraftwerke wieder in Betrieb nehmen werde, sofern sie der technischen Überprüfung standhalten. Er wies u. a. auf die horrenden Kosten der teuren Öl-, Gas- und Kohleimporte hin, die ein riesiges Loch in der japanischen Handelsbilanz schlagen würden. So schloss diese Bilanz allein im Jahr 2013 mit einem Defizit von 10 Billionen Yen, umgerechnet etwa 100 Milliarden Euro. Als erstes werden wohl die beiden Kernkraftwerke Senda an der Südspitze Japans in Betrieb genommen, die im September 2014 alle Tests bestanden haben. Einen gerafften Überblick zur Geografie der japanischen Nuklearkapazitäten vermittelt die nachstehende Abbildung 2.

Abb.2: Überblick der japanischen Kernkraftwerke und der Stand ihrer Wiederinbetriebnahme    (Anträge rot umrandet)

Die energiewirtschaftlichen Konsequenzen in Deutschland

Die spontane Abschaltung von sieben Kernkraftwerken riss eine große Lücke in die Grundlastversorgung mit Strom. Die wachsende Instabilität der Stromnetze ist besorgniserregend. Wegen des stark fluktuierenden Stroms aus Wind- und Solaranlagen ist die Frequenz- und Spannungshaltung sehr aufwendig geworden. Ungewollte Stromabschaltungen, Blackouts und Brownouts, werden in der Zukunft immer wahrscheinlicher.

Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) ist misslungen. Seine grundsätzliche Schwäche liegt darin, dass es bestimmte Techniken, wie Windräder und Photovoltaik, vorgibt, anstatt die Stromeinsparziele zu definieren und die Wahl der dafür erforderlichen Techniken dem Wettbewerb zu überlassen. Außerdem wurde der Ausbau der Erneuerbaren Energien exzessiv vorangetrieben - ohne sich im gleichen Umfang um die Stromtrassen und Speicher zu kümmern.

Es gibt keine Branche in der deutschen Industrielandschaft, die vom Atomausstieg und der Energiewende stärker betroffen wären als die vier Energieversorgungsunternehmen REW, E.ON, EnBW und Vattenfall. RWE fuhr im Geschäftsjahr 2013 einen Verlust in der historischen Höhe von 2,8 Milliarden ein. E.ON musste viele Großkraftwerke abschalten und die Mitarbeiter um rd. 10.000 Mann reduzieren. EnBW konnte die Liquidität nur über eine Anleihe mit Landesbürgschaft sichern. Vattenfall beendete das Jahr 2013 mit einem Verlust von 1,5 Milliarden Euro und denkt daran, sich nach Schweden zurückzuziehen.

Für 2016 hat E.ON die Abspaltung des bisherigen Kerngeschäfts mit Atom-, Kohle- und Gaskraftwerken in eine neue Gesellschaft angekündigt, die an die Börse gehen soll. Der "grüne Rest" soll sich künftig den Geschäften mit erneuerbaren Energien, Stromnetzen und Dienstleistungen widmen. Ob dies den Konzern tragen wird? Zweifel bestehen bei allen EVU über den Rückbau der Kernkraftwerke. Dafür wurden zwar Rückstellungen gemacht, aber niemand kann garantieren, ob diese ausreichen werden. Stiftungsmodelle, analog RAG, bei denen die finanzielle Verantwortung letztlich beim Staat liegt, gehen immer wieder durch die Presse.

Fazit: Durch den übereilten Atomausstieg und die hektische Energiewende hat Deutschland seine bislang gut funktionierende Stromwirtschaft aufgegeben. Das neue Konzept führt zu höheren Strompreisen, instabilen Netzen und einem vermehrten Ausstoß von Kohlendioxid. Die Kosten der Energiewende steigen exorbitant an und werden nach Aussagen von Politikern (Altmaier) und Energiewirtschaftlern die Billionengrenze überschreiten.

Mit heisser Nadel gestrickt

Der Atomausstieg ist fast schon Geschichte. Nicht aber seine juristische Aufarbeitung. Diese beginnt erst und kann (für die Steuerzahler) noch sehr teuer werden. Erinnern wir uns: wenige Tage nach den Vorfällen im japanischen Fukushima, am 11. März 2011, veranlasste die Bundeskanzlerin die sofortige Stilllegung von acht deutschen Kernkraftwerken (das sogenannte Moratorium) und die zeitlich gestufte Abschaltung von weiteren neun bis zum Jahr 2022. Sie begründete diese Maßnahme unter anderem mit dem erheblichen Restrisiko dieser Technologie, wie in Japan ersichtlich. Niemand argumentierte hörbar dagegen - auch nicht die Betreiber der genannten Atomkraftwerke. Dies geschieht erst jetzt und kulminiert in Schadensersatzklagen von hunderten von Millionen, ja sogar solchen in Milliardenhöhe. Wie ist dieses anfängliche Schweigen zu verstehen und welche Aussichten besitzen diese Klagen?

Schwache Argumentationsbasis der Kanzlerin

Wenige Tage nach Fukushima, am 15. März 2011, traf sich die Bundeskanzlerin mit den Ministerpräsidenten der Länder, in denen Kernkraftwerke aufgestellt waren. Sie erläuterte des Plan eines Moratoriums im Sinne einer vorsorglichen Gefahrenabwehr. Juristisch werde das Moratorium gestützt durch das Atomgesetz § 19 Absatz 3, wonach man Kernkraftwerke einstweilen oder gar endgültig abschalten könne, wenn Gefahr im Verzug sei. Die Ministerpräsidenten stimmten dem zu. Die Bundeskanzlerin kündigte zusätzlich an, dass die Reaktorsicherheitskommission (RSK) jedes Atomkraftwerk technisch überprüfen werde, mit dem Ziel, bisher nicht entdeckte Risiken zu ermitteln.

Die RSK legte etwa zwei Monate später einen 115-seitigen Bericht vor, der von über hundert ausgewiesenen Reaktorexperten verfasst war. Die eindeutige Aussage dieser Fachleute war, dass ein ähnlicher Unfall wie in Fukushima an deutschen Kraftwerken nicht passieren könne. Einerseits, weil die geologischen und meteorologischen Verhältnisse dies nicht zulassen und andererseits, weil die deutschen Anlagen gegen Störfälle dieser Art weitaus besser geschützt sind. Der damalige Bundesumweltminister Norbert Röttgen stellte deshalb auf einer Pressekonferenz folgerichtig fest: Unsere Anlagen in Deutschland weisen alle miteinander ein deutlich höheres Sicherheitsniveau und größere Reserven gegenüber solchen Ereignissen auf als die betroffenen Anlagen in Japan. Es gibt deshalb aus sicherheitstechnischer Sicht keine Notwendigkeit, Hals über Kopf aus der Kerntechnik auszusteigen

Späte Gegenwehr der Betreiber

Verwunderlich ist, dass die Betreiber der stillgelegten Kernkraftwerke - also RWE, Eon, EnBW und Vattenfall - diese argumentative Steilvorlage des obersten Aufsehers Röttgen nicht nutzten. Sie hätten lediglich eine Klage gegen die offensichtlich unbegründete Stilllegungsanordnung einreichen müssen, um ihre Anlagen weiterbetreiben zu dürfen. Röttgen hätte in diesem Fall seine Anordnung mit Sofortvollzug samt technischer Begründung ausstatten müssen. Das wäre ihm, angesichts des Votums der RSK, sicherlich schwer gefallen. De facto wäre es juristisch unmöglich gewesen. Aber offensichtlich getrauten sich die Betreiber in der damals aufgeheizten öffentlichen Stimmung gegen die Atomkraftwerke nicht, diesen Schritt zu gehen.

Das hat sich drei Jahre danach geändert. RWE verklagte im Sommer d. J. den Bund und das Land Hessen auf Schadensersatz für die Stilllegung seines Kraftwerks Biblis. In der Presse spekuliert man über einen Betrag von mehreren hundert Millionen Euro. Wenige Monate später verklagte Eon den Bund und mehrere Länder auf Schadensersatz in Höhe von 380 Millionen Euro wegen der dreimonatigen Stilllegung der Meiler Unterweser und Isar 1. Besonders teuer könnte der erzwungene Atomausstieg bei Vattenfall werden. Diese Firma klagt vor einem amerikanischen Gericht in Washington D. C. gegen die Abschaltung der Kernkraftwerke Krümmel und Brunsbüttel auf sage und schreibe 4,7 Milliarden Euro. Vattenfall ist dieser Gang nach USA möglich, da es ein schwedisches Unternehmen ist. Nach Einschätzung der juristischen Experten haben sämtliche Klagen durchaus Gewinnchancen für die Versorger.

Politisches Kalkül?

Es stellt sich die Frage, ob der Bundesregierung diese prozessualen Risiken nicht schon im Frühjahr 2011 bekannt waren. Immerhin kann sie auf eine Vielzahl höchstqualifizierter Juristen zurückgreifen. Über diese Frage wird derzeit immer mehr spekuliert. Nicht wenige sind der Meinung, dass die maßgebenden Regierungspolitiker damals bewusst dies Ausstiegsentscheidung getroffen haben, weil es die letzten Divergenzen mit der Partei der Grünen beseitigte und dies neue und zusätzliche Koalitionsoptionen eröffnete. Who knows?

Der Europäische Druckwasserreaktor EPR in Finnland - ein Albtraum

Der Europäische Druckwasserreaktor EPR wurde gemeinsam vom Siemens und Framatome entwickelt und stellt die sogenannte 3. Generation an Kernkraftwerken dar. In Bezug auf Sicherheit besitzt er u. a. eine hohe Resistenz gegen Kernschmelzen, gegen Erdbeben sowie Flugzeugabsturz und wird gerühmt für seine vorzügliche Nachwärmeabfuhr. Einige Details zu seinem Aufbau sind aus der nachstehenden Abbildung und Beschreibung ersichtlich, welche ich Wikipedia entnommen habe.

Das Reaktorgebäude besteht aus einem doppelschaligen Containment: einer inneren Hülle aus vorgespanntem Beton (2) und einer äußeren Stahlbetonhülle (1). Es umschließt das Hauptkühlmittelsystem mit dem Reaktordruckbehälter (3), den Dampferzeugern (4), dem Druckhalter (5) und den Hauptkühlmittelpumpen (6) als wichtigsten Komponenten. Innerhalb des Containments gibt es eine spezielle Ausbreitungsfläche (7), auf der bei einem extrem unwahrscheinlichen Kernschmelzunfall die Schmelze aufgefangen und gekühlt würde.
Das Maschinenhaus (8) enthält die gesamte „Dampfkraftanlage“, in der der erzeugte Dampf in elektrischen Strom umgewandelt wird: die Turbine, den Generator und den Blocktransformator, der an das öffentliche Versorgungsnetz angeschlossen ist.
Im Falle eines Stromausfalls stellen Notstromdiesel den zur Aufrechterhaltung der Sicherheitsfunktionen benötigten Strom bereit. Sie sind räumlich voneinander getrennt in zwei verschiedenen Gebäuden (9) untergebracht. 

 

Finnland bestellt den ersten EPR


Im Jahr 2003 bestellte das kleine Land Finnland den ersten EPR von der Firma AREVA, einem Konsortium aus Siemens und Framatome. Er sollte 3 Milliarden Euro kosten und im Jahr 2009 in Betrieb gehen. Als Standort für den 1.600 Megawatt Druckwasserreaktor war die Halbinsel Olkilouto vorgesehen, wo das finnischen Energieversorgungsunternehmen TVO bereits zwei kleinere Kernkraftwerke betrieb. Für den EPR bestand ein Vertrag, worin ein Festpreis und die schlüsselfertige Übergabe vereinbart war. Inzwischen sind die Kosten auf 8,5 Milliarden Euro aufgelaufen und mit der Übergabe wird nicht vor 2018 gerechnet. Das Konsortium Siemens/ Framatome hat sich vor Gericht im Streit getrennt und Siemens ist (im Gefolge von Fukushima) aus der Reaktortechnologie ausgestiegen.


Wie konnte es zu dieser katastrophalen Situation kommen? Nun, das Projekt stand von Beginn an unter keinem guten Stern. Es gab Probleme, wo man sie nicht erwarten konnte. So entsprach der Beton für die Grundplatte nicht den Spezifikationen und beim Schweißen der Rohrleitungen wurden erhebliche Mängel festgestellt. Zum weitaus überwiegenden Teil geschahen diese Fehlleistungen beim Firmenteil Framatome, welcher für den größeren nuklearen Bereich zuständig war, während Siemens im Wesentlichen nur den Turbogenerator (entsprechend 27 Prozent konventioneller Anteil) und Teile der Kraftwerkssteuerung zulieferte. Nicht ausreichend hatte man bei Areva auch das reduzierte Tageslicht im hohen Norden eingeschätzt, was unweigerlich zu geringerer Effektivität führt - auch wenn man den polnischen Tagelöhnern nur zwei Euro pro Stunde an Lohn ausbezahlte.


Im Jahr 2008 trafen sich Areva und TVO zum ersten Mal vor einem internationalen Schiedsgericht. Sie warfen sich gegenseitig vor, die Fertigstellung des Kernkraftwerks erheblich verzögert zu haben. Areva beschuldigte die Finnen, durch ständige Änderung der Auflagen und Bauausführung diese Situation hervorgerufen zu haben; TVO machte schwerwiegende Fehler der Gegenseite dafür geltend. Im Jahr 2011 beendete Siemens die Zusammenarbeit mit den Franzosen im Streit, wofür der damalige Konzern-Chef Peter Löscher  684 Millionen Euro berappen musste. Auf der Baustelle ist das frühere Konsortium aber weiterhin auf Gedeih und Verderb zur Zusammenarbeit gezwungen, denn der Liefervertrag muss abgewickelt werden.


An dem Kraftwerk wird keine Seite mehr Geld verdienen. Areva hat bislang 3,9 Milliarden Euro als Verluste zurückgestellt; Siemens hatte bisher Belastungen in der Höhe von 583 Millionen Euro zu verkraften. Auch die personellen Abgänge sind erheblich. Der Siemens-Vorstandsvorsitzende Peter Löscher musste inzwischen seinen Sessel räumen - nicht nur wegen Olkilouto, sondern auch wegen milliardenschwerer Verluste bei den Hochsee-Windprojekten. Sein Nachfolger Joe Kaeser wird das Finnlandprojekt weiter im Auge behalten müssen. Auf französischer Seite wurde 2011 die charismatische Anne Lauvergeon noch von Nicolas Sarkozy gefeuert und durch Luc Oursel ersetzt. Bei einer kürzlichen Sitzung des Areva-Aufsichtsrats warf auch Oursel (wegen Krankheit!) das Handtuch. Sein Interimsnachfolger wurde Philippe Knoche.


Vermutlich der richtige Mann für diesen Knochen-Job.

Von Wassernot zu Wassersnot in Fukushima

Die gute Nachricht zuerst: Im Reaktor Nr. 4 des havarierten Atomkraftwerks Fukushima hat die Betreiberfirma TEPCO damit begonnen, die hochradioaktiven Brennelemente zu bergen. Sie befinden sich in einem Abklingbecken in 30 Metern Höhe, welches durch das Erdbeben vom März 2011 ziemlich in Mitleidenschaft gezogen wurde. Jedes weitere starke Beben - und damit muss man in Japan täglich rechnen - könnte das grosse Wasserbecken zum Absturz bringen, oder es zumindest leckschlagen, mit der Folge, dass die Brennelemente sich aufheizen, undicht werden und die gefährlichen Spaltgase Cäsium und Strontium freilassen.

Der Plan des Betreibers sieht vor, dass die 1.500 Brennelemente in CASTOR-ähnliche Abschirmbehälter gezogen werden, die man sodann zu einem sicheren Zwischenlager abtransportiert. In einem Jahr soll diese Prozedur beendet sein, was darauf hinausläuft, dass im Schnitt stündlich ein Brennelement vom Abklingbecken in die Transportbehälter gezogen werden muss. Ein ziemlich ambitionöses Unterfangen, denn man muss damit rechnen, dass manches Brennelement im Becken verklemmt ist und sich nicht so einfach (fernbedient) in den Castorbehälter bugsieren lässt. Immerhin, diese Aktion des Betreibers Tepco ist positiv zu bewerten und man sollte viel Glück dazu wünschen.


Die anfängliche Wassernot

Rekapituliert man den Störfallablauf bei den Kraftwerken Nr. 1 - 3 in Fukushima, so herrschte dort in den ersten Monaten Wassernot. Die Reaktoren hatten sich zwar automatisch abgeschaltet - was bei einem Beben der Stärke 9 nicht trivial ist - aber die Brennelemente im Tank produzierten immer noch Wärme, die sogenannte Nachwärme. (Verglichen mit einem Küchenherd, der noch Hitze abstrahlt, auch wenn der Ofen bereits elektrisch abgeschaltet ist). Diese Nachwärme, in ihrer Stärke vergleichbar mit ca. 10.000 handelsüblichen Tauchsiedern, wäre im Normalfall durch das Nachwärmeabfuhrsystem sicher beherrscht worden. Leider war dieses Notsystem in Fukushima durch die Fluten des Tsunamis zerstört worden. Deshalb sah sich die Betriebsmannschaft gezwungen, die drei Reaktoren - die Nr. 4 war von vornherein ausser Betrieb - aus Feuerwehrschläuchen mit kühlendem Meerwasser zu bespritzen, was in der Konsequenz dazu führte, dass diese aus Korrosionsgründen endgültig unbrauchbar wurden. Die partielle Kernschmelze, verbunden mit dem Austritt der radioaktiven Spaltprodukte Jod, Cäsium und Strontium, konnte trotzdem nicht verhindert werden. Auch strukturelle Schäden in den Beton- und Stahlstrukturen waren die Folge.


Die jetzige Wassersnot

Das eingespritzte Wasser wird durch die Berührung mit den Kernmaterialien selbst kontaminiert und muss deshalb wieder aufgefangen und abgesaugt werden. Ein spezielles Team nicht sonderlich kompetenter Arbeiter schweisst deshalb "auf die Schnelle" Stahlbehälter zusammen, worin dieses radioaktive Abflusswasser eingefüllt wird und die man in der Nähe der Reaktoren positioniert. Die Qualität dieser Wassertanks ist offensichtlich mangelhaft, denn nach eigenen Angaben der Fa. Tepco kommt es immer wieder zu Leckagen. Im August diesen Jahres ergoss sich ein Drittel eines 1.000-Kubikmeter-Tanks in den nahen Pazifik. Ein Aufschrei der lokalen Fischer war die Folge.

Inzwischen sind einige hundert Tanks in der Umgebung der Reaktoren aufgestellt; die grössten haben einen Durchmesser von 12 Meter und sind 11 Meter hoch. Im Jahr 2015 sollen es weit über 2.000 sein: Tepco ersäuft in diesem Wasser, es herrscht Wassersnot! Immer wieder stellen Kontrolltrupps fest, dass an Roststellen mancher Tanks kontaminiertes Wasser ausläuft, im Erdboden versickert und letztlich ins Meer gerät.

Wassersnot und Platznot in Fukushima

Statt nur passiv zu lagern, sollte man diese radioaktiven Wässer dekontaminieren, d. h. verfahrenstechnisch die schädlichen Nuklide abtrennen. Die Grundlagen dafür sind bekannt; schon im ehemaligen Kernforschungszentrum Karlsruhe hat man jahrelang mit Erfolg (kleine Mengen) von strahlenden Flüssigkeiten "dekontaminiert". In Fukushima bräuchte man für diese Prozedur sicherlich eine fabrikartige grosse Anlage. Warum die Japaner mit dem Bau einer solchen Anlage zögern, ist nicht bekannt.


Ring-Lösungen

Inzwischen nimmt die Wassersnot immer mehr überhand. Messungen haben ergeben, dass offensichtlich das Grundwasser unter den beschädigten Reaktoren nach oben drückt, mit den Brennmaterial in Kontakt kommt und dadurch kontaminiert wird. Auf diese Weise sind täglich etwa 400 Kubikmeter Abwasser abzupumpen und in den erwähnten Stahlbehältern zu lagern. Das kann keine Dauerlösung sein. Deshalb ist man auf die Idee gekommen, den Erdboden rings um die vier Reaktoren künstlich zu vereisen, damit das Grundwasser nicht mehr hindurchdringen kann. Kühlstäbe sollen in den Grund versenkt werden, wodurch quasi ein künstlicher Permafrost-Wall entstehen würde, der das Wasser abhalten soll. Das Ganze ist ein gigantisches Unternehmen, denn der Frost-Ring würde einen Umfang von 1,4 Kilometer haben müssen. Noch nirgendwo auf der Erde ist diese (Bergbau-) Methode in diesem Masstab angewendet worden.  Möglicherweise ist dieser Ring aus Permafrost aber gar nicht wirksam, wenn das Wasser nicht nur von der Seite, sondern auch von unten hochdrückt.

Nimmt man alles zusammen, dann wird immer deutlicher, dass der Betreiber Tepco - und die japanische Regierung - dem Wassersproblem nicht gewachsen ist. Dieses Thema wird die Öffentlichkeit über die Medien noch viele Jahre beunruhigen.