Der Klimawandel und die Laufzeitverlängerung der Kernkraftwerke

Anfang September 2010 entschied die Regierung Merkel/Westerwelle/Seehofer in einer Nachtsitzung die „Eckpunkte“ für die in der Koalitionsvereinbarung bereits festgelegten längeren Laufzeiten für die Kernkraftwerke in Deutschland: Ältere Kraftwerke sollen um etwa acht Jahre und jüngere um etwa 12 Jahre länger in Betrieb sein, als in dem Ausstiegsszenario der Schröder-Regierung vorgesehen ist. Da die Vorgaben nicht zeitlich definiert, sondern über zu produzierende, begrenzt übertragbare Strommengen festgelegt werden, können folgende Laufzeiten für den Betrieb von Kernkraftwerken angenommen werden:

Neue Restlaufzeiten der deutschen Kernkraftwerke

Kernkraftwerk Nennleistung in Megawatt Betrieb seit Abschaltung bisher vorgesehen Mögliche neue Laufzeit
BADEN-WÜRTTEMBERG        
Neckarwestheim I 840 1976 2011 Bis 2019
Neckarwestheim II 1.395 1989 2022 Bis 2036
Philippsburg I 926 1980 2012 Bis 2020
Philippsburg II 1.458 1985 2018 Bis 2032
BAYERN        
Isar I, Essenbach 912 1979 2011 Bis 2019
Isar II 1.475 1988 2020 Bis 2034
Grafenrheinfeld 1.345 1982 2014 Bis 2028
Gundremmingen B 1.344 1984 2015 Bis 2030
Gundremmingen C 1.344 1985 2016 Bis 2030
HESSEN        
Biblis A 1.225 1975 2012 Bis 2020
Biblis B 1.300 1977 2011 Bis 2019
NIEDERSACHSEN        
Unterweser, Esensham 1.410 1979 2012 Bis 2020
Grohnde 1.430 1985 2018 Bis 2032
Emsland, Lingen 1.400 1988 2020 Bis 2034
SCHLESWIG-HOLSTEIN        
Brunsbüttel 806 1976 2012 Bis 2020
Krümmel, Geesthacht 1.402 1984 2019 Bis 2033
Brokdorf 1440 1986 2019 Bis 2033

[Quelle: http://www.tagesschau.de/wirtschaft/reststrommengen102.html]

Nach dieser Übersicht würde als letztes Kraftwerk Neckarwestheim II im Jahr 2036 vom Netz gehen.

Deutschlands Beitrag zur Begrenzung des Klimawandels

Andererseits gibt sich die Bundeskanzlerin weltweit als Vorreiterin des Kampfes gegen den Klimawandel und sieht sich und ihre Politik als weltweit beispielgebend. Das kam auf dem G8-Gipfel in Heiligendamm zum Ausdruck und zeigt auch die Bezeichnung „Klimakanzlerin“, die sie nie verleugnet hat.

Was bedeutet nun „Kampf gegen den Klimawandel“ heute? – Der letzte Bericht des IPCC belegte, dass eine Eindämmung einer globalen Erhöhung der Temperatur derart, dass deren Folgen kaum spürbar sind, bereits nicht mehr möglich ist. Es geht heute darum, die Erhöhung auf maximal 2 Grad zu begrenzen, was als gerade noch beherrschbar betrachtet wird und gravierende Änderungen unseres Klimas nach sich ziehen wird. Was eine Häufung von Wetterextremen praktisch bedeuten, davon lieferte das Jahr 2010 einen leichten Vorgeschmack.

Als wichtigste Maßnahme, um dieses Ziel mit einer hinreichenden Wahrscheinlichkeit zu erreichen, ist es aus Sicht des IPCC nötig, die durch menschliche Tätigkeit verursachten CO2-Emissionen bis 2050 weltweit auf 50%-80% des Wertes von 1990 zu reduzieren. Deutschland hat sich in diesem Zusammenhang verpflichtet, bis 2020 die CO2-Emission um 40% gegenüber dem Stand von 1990 zu reduzieren. Diese Verpflichtung stammt aus den 1990-er Jahren und der zugrundeliegende Zeithorizont ist heute unzureichend.
Zum Einen deshalb, weil die Begrenzung der Klimaveränderungen durch bereits geschaffene Tatsachen nur noch in einem Zeithorizont von 50 bis 100 Jahren betrachtet werden kann und deshalb die Forderung des IPCC für die Industriestaaten lautet, bis 2050 eine CO2-Reduzierung von 80%-95% gegenüber 1990 zu erreichen. Eine Betrachtungsweise nur bis 2020 oder ganz und gar in Zeithorizonten von Legislaturperioden einer Regierung ist also nicht angebracht. Zum Anderen deshalb, weil viele Kraftwerke auf eine Nutzungsdauer von einigen Jahrzehnten ausgelegt sind und mit einem Neubau von Kraftwerken heute die Entscheidungen getroffen werden, ob die Reduktionsziele des IPCC erreicht werden können. Aktuelle Neubaupläne von Braunkohle-Großkraftwerken, welche die Grundlast abdecken, sind damit offensichtlich nicht in Einklang zu bringen.

Eine Verlängerung der Laufzeit von Kernkraftwerken erscheint in diesem Zusammenhang als plausibler Weg, um das angegebene Ziel der Emissionsreduzierung zu erreichen: Im laufenden Betrieb emittieren diese Kraftwerke faktisch kein CO2 und eine ihrer Laufzeitverlängerung scheint technisch ohne allzu großen Aufwand machbar. Dies ist jedoch ein Trugschluss. Zuerst einmal wegen der nach wie vor ungeklärten Frage der Endlagerung der radioaktiven Abfallprodukte. Desweiteren wegen der unkalkulierbaren Risiken im Betrieb der Kraftwerke – keine Versicherung ist bereit die diesbezüglichen Risiken zu versichern. Darauf soll aber an dieser Stelle gar nicht eingegangen werden. Ein weiterer Widerspruch tut sich auf, ein Widerspruch zu der Aussage, dass letztendlich die Kernkraft eine „Brückentechnologie“ sein soll, hin zur vollständigen Elektroenergiegewinnung aus erneuerbaren Energien.

Eine Brücke hat für mich zuerst den Aspekt des Verbindenden. In diesem Fall ist also Kernkraft eine Technik, die den Übergang zur immer stärkeren Verwendung von erneuerbaren Energien fördert. Mit der beschlossenen Laufzeitverlängerung passiert jedoch das genaue Gegenteil: Die Entwicklung der erneuerbaren Energien wird ausgebremst. Der Grund dafür ist ein rein technischer, er kann also nicht durch politisches Schönreden beseitigt werden.

„Klassischer“ Lastgang bei konventioneller Stromerzeugung

Um diesen Zusammenhang darzustellen, muss zuerst einmal betrachtet werden, wie sich der Elektroenergieverbrauch im Verlauf eines Tages entwickelt. Dieser ist keineswegs konstant, sondern hat einen charakteristischen Verlauf:

Abbildung 1: Tagesgang des Elektroenergieverbrauchs

In den Morgenstunden nimmt der Verbrauch immer mehr zu um nach einer Spitze wieder abzusinken. In der Tagesmitte zeigt sich eine weitere Spitze. Abends sinkt der Verbrauch wieder deutlich.

Da im Energienetz zu jeder Zeit die Einspeisung und der Verbrauch von Elektroenergie gleich sein müssen, bedeutet das praktisch, dass je nach Bedarf Kraftwerke zu- bzw. abgeschaltet werden müssen. Das ist aber nicht mit jedem Kraftwerk technisch machbar. Deshalb werden verschiedene Typen von Kraftwerken unterschieden:

  • Grundlastkraftwerke – sie laufen kontinuierlich rund um die Uhr und sind nur sehr schwer regelbar. Wasserkraftwerke, Kernkraftwerke und große Braunkohlenkraftwerke laufen heute in Deutschland als Grundlastkraftwerke. Um ein solches Kraftwerk anzufahren bedarf es einiger Stunden, bei älteren Kernkraftwerken sogar Tage, bis diese stabil im Grundlastbetrieb laufen. Die Leistung der Grundlastkraftwerke insgesamt ist so ausgelegt, dass der Minimalbedarf gerade abgedeckt wird.
  • Mittellastkraftwerke – sie liefern nach Bedarf Elektroenergie, jedoch ist dieser Bedarf absehbar. Die Betreiber dieser Kraftwerke wissen also genau, wann sie am Netz sein müssen und richten den Betrieb des Kraftwerkes darauf aus. Für die Mittellast werden oft Steinkohlenkraftwerke eingesetzt
  • Spitzenlastkraftwerke – sie liefern die Energie im Spitzenlastbereich. Ob sie benötigt werden oder nicht, wissen die Kraftwerksbetreiber nicht. Deshalb müssen diese Kraftwerke sehr schnell, üblicherweise innerhalb weniger Minuten, hoch- und heruntergefahren werden können. Hierfür kommen typischerweise Pumpspeicherwerke oder Gasturbinenkraftwerke zum Einsatz.

Um den Lastgang eines Tages absichern zu können, wird alle 15 Minuten der Bedarf ermittelt und an die Betreiber der Kraftwerke jeweils die Lastanforderung weitergegeben, die dann die Kraftwerke entsprechend fahren. Dieser Vorgang, zusätzlichen Bedarf abzufordern, wird als Dispatch bezeichnet.

Lastgang bei hohem Anteil erneuerbarer Energien

Nun kommen aber zunehmend erneuerbare Energien hinzu. Eine technische Besonderheit dieser Energien ist die Tatsache, dass sie praktisch nicht regelbar und sehr schlecht vorhersehbar sind. Ob Wind weht oder die Sonne scheint ist nicht planbar. Trotzdem muss das irgendwie in den Lastgang „eingebaut“ werden. Ein Beispiel, wie ein Lastgang bei starkem Aufkommen von Windenergie aussehen könnte, ist nachfolgend dargestellt.

Abbildung 2: Tagesgang bei hohem Aufkommen von Windenergie

Unter den dargestellten Bedingungen kann von einer klaren Trennung zwischen Grundlast, Mittellast und Spitzenlast nicht mehr die Rede sein. Hier taucht ein Dilemma auf: Entweder, es wird bei der althergebrachten Fahrweise der Kraftwerke geblieben – das bedeutet aber, Verzicht auf erneuerbare Energien, Verstärkung des Klimawandels (sofern Kohle als Betriebsstoff eingesetzt wird) und hohe variable Kosten, weil Betriebsstoffe bezahlt werden müssen. Oder, die Fahrweise der Kraftwerke wird verändert – das bedeutet aber, Verzicht auf einen Grundlastbetrieb, Errichtung von Energie-Speicherkapazitäten einschließlich einer entsprechenden Netz-Infrastruktur, Abschwächung des Klimawandels und geringe variable Kosten, weil Windkraft- und Photovoltaik-Anlagen keine Betriebsstoffe benötigen.

Im Thesenpapier des Sachverständigenrates für Umweltfragen „Weichenstellungen für eine nachhaltige Stromversorgung“ wurde aus Daten des Netzbetreiber E.ON in Schleswig-Holstein für einen hohen Ausbau der Windenergie ein möglicher Lastgang hochgerechnet. Diese Daten sind nachfolgend dargestellt.

Abbildung 3: Durch Skalierung hochgerechneter Lastgang für das E.ON-Netz in Schleswig-Holstein bei starkem Energieertrag aus Windkraft

Wird die Differenz beider Kurven dargestellt, ergibt sich folgendes Bild:

Abbildung 4: resultierender Speicher- bzw. Dispatchbedarf

Aus dieser Darstellung wird deutlich, dass es faktisch keine Grundlast mehr gibt. Dieser Dispatchbedarf kann nur noch über Mittellast- und Spitzenlastkraftwerke abgesichert werden. Und noch etwas wird deutlich: Es wird nötig sein, Speicherkapazitäten für überschüssige Energie zur Verfügung zu haben. Die heute in Deutschland verfügbaren Kraftwerke sind einige Pumpspeicherwerke und ein Druckluft-Speicher-Kraftwerk, welches seit vielen Jahren im Forschungsbetrieb läuft. Potentielle Standorte nennenswerter neue Pumpspeicherkraftwerke sind in Deutschland aufgrund der Geografie nicht verfügbar. Eine Lösung kann hier nur ein europaweiter Netzverbund sein, der Speichermöglichkeiten in anderen Ländern (Schweiz, Norwegen) erschließt.

kontraproduktive Orientierung auf die Grundlast

Die Tatsache, dass Grundlastkraftwerke immer weniger benötigt werden ergibt sich aus den dargestellten Zusammenhängen. Das wird auch in der Leitstudie des Sachverständigenrates für Umweltfragen deutlich:

„Bei sehr hohen Anteilen an EE (Erneuerbaren Energiequellen) […] verschwindet die herkömmliche Grundlaststromerzeugung weitgehend, die verbleibenden fossilen Kondensationskraftwerke stellen dann ausschließlich die zu einer sicheren Stromversorgung erforderliche Leistung zur Verfügung.“

Zusammenfassend kann damit gesagt werden, dass in einem Energiesystem mit hohen Anteilen fluktuierender Einspeisung aus regenerativen Energiequellen Grundlastkraftwerke entscheidend an Bedeutung verlieren. Mehr noch, sie sind aufgrund ihrer technischen Eigenschaft, dass sie nur sehr langsam angefahren werden können auch nicht mehr geeignet, die notwendigen Aufgaben regelbarer Kraftwerkskapazitäten in dem neuen Energiesystem sinnvoll zu erfüllen. Im Gegenteil dazu werden Kraftwerke mit gutem Regelverhalten und schneller Verfügbarkeit benötigt.

Die von der Bundesregierung getroffene Entscheidung zur Verlängerung der Laufzeiten von Kernkraftwerken steht dazu in klarem Widerspruch. Vielmehr führt diese Entscheidung zu einer Behinderung des weiteren Ausbaus der erneuerbaren Energien. Nötig sind Investitionen in Kraftwerke, die flexibel auf Lastschwankungen reagieren können, wie zum Beispiel gasbefeuerte Kraftwerke. Nötig sind Investitionen in den Ausbau des Netzes, hin zu einem „intelligenten“ Netz, welches Lastfluktuationen schnell ausregeln kann.

Situation der „Energieriesen“

Die Betreiber der Grundlastkraftwerke können natürlich diese Problematik nicht negieren. Wenn der Grundlastbedarf zurückgeht, wird das für ihre Kraftwerke zunächst einmal eine verringerte Auslastung bedeuten und damit erhöhte Kosten, weil bei gleichbleibenden Fixkosten weniger Strom verkauft wird. Hinzu kommt, dass diese Kraftwerke immer öfter herauf und heruntergefahren werden müssen, von Vollast- auf Teillastbetrieb. Dafür sind diese Kraftwerke aber nicht ausgelegt. Es wird ein größerer Wartungsaufwand nötig sein, was wieder mehr Kosten verursacht. Und ob es für die technische Sicherheit eines Kernkraftwerkes förderlich ist, wenn öfters der Betriebszustand gewechselt werden muss, ist zu bezweifeln. Inwiefern vor diesem Hintergrund die Laufzeitverlängerung mit Kosteneinsparungen in Verbindung gebracht werden kann, ist mehr als schleierhaft.

Betrachten wir aber den Kern der Tätigkeit der Kraftwerksbetreiber: Ziel ist es, Rendite zu erwirtschaften. Unter den dargestellten Bedingungen müssten diese also die erneuerbaren Energien ausbremsen, was jedoch nicht durchsetzbar ist. Sie könnten den Netzausbau behindern, was auch redlich versucht wird, aber die Entwicklung lediglich vielleicht um einige Jahre verzögern kann. Und sie könnten versuchen, die Regierung zu veranlassen, die Rahmenbedingungen zu ändern. Genau das ist offensichtlich geschehen. Denn gegen jeden technischen Sachverstand den Betrieb der Kernkraftwerke länger zu gestatten und damit Milliardengewinne für die Energiekonzerne zu garantieren kann nur als Kniefall vor den Konzernen oder als „zu Kreuze kriechen“ verstanden werden.

Am 18. September 2010 gibt es die Möglichkeit, eine abweichende Meinung klar zu äußern.

2 Gedanken zu „Der Klimawandel und die Laufzeitverlängerung der Kernkraftwerke

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