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Kernenergieausstieg. Ökonomische und ökologische Wirkungen und die Frage der Kompensationsmöglichkeit durch Erneuerbare Energien

Diplomarbeit 2010 128 Seiten

Umweltwissenschaften

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Verzeichnis der Appendizes im Anhang

Abkürzungsverzeichnis

Symbolverzeichnis

1 Deutschlands Glauben an Yhprums Gesetz

2 Grundsätzliche Aspekte der atomaren Energiegewinnung
2.1 Die Kernenergie in der deutschen Energielandschaft
2.1.1 Der Beitrag der Kernenergie zum... deutschen Energiemix
2.1.2 Der Anteil der Kernenergie an der Grundlasstromversorgung
2.1.3 Der Anteil der Kernenergie am Primärenergieverbrauch
2.1.4 Die wirtschaftliche Bedeutung des Energiesektors
2.1.5 Uran - Abhängigkeit endlicher Rohstoffe
2.2 Technische Grundlagen der Kernenergienutzung
2.2.1 Die Gewinnung von Energie durch Kernspaltung
2.2.2 Reaktorentypen
2.2.3 Kernkraftwerke in Deutschland
2.3 Politischer Rahmen für die Nutzung der Kernenergie
2.3.1 Das deutsche Atomgesetz
2.3.2 Energiepolitik
2.3.3 Zukunft der Kernenergienutzung - Politische Strategien. der deutschen Parteien
2.3.4 Die zukünftige Strategie der Bundesregierung
2.3.5 Versorgungssicherheit in der BRD
2.3.6 Sicherheitsstandards und staatliche Aufsicht

3 Kernenergieausstieg - ökonomische Reaktionen und ökologische Effekte
3.1 Ökonomische Reaktionen eines Kernenergieausstiegs
3.1.1 Stromerzeugungskosten und Strompreisbildung
3.1.2 Wirkungen auf den Strompreis im Falle eines Verzichts auf die Kernenergie
3.1.3 Arbeitssektor Atomwirtschaft
3.1.4 Beschäftigungswirkungen im Falle eines Verzichts auf die Kernenergie
3.1.5 Abschätzung der gesamtwirtschaftlichen Kosten... eines deutschen Atomausstiegs
3.1.6 Abschätzung und Deckung einer möglicherweise.. entstehenden Energielücke
3.1.7 Fazit der ökonomischen Betrachtungen
3.2 Ökologische Effekte eines Kernenergieausstiegs
3.2.1 Das Leitbild der Nachhaltigkeit
3.2.2 Übertragung des Leitbildes der Nachhaltigkeit... auf den Energiesektor
3.2.3 Klimaschutzziele der BRD
3.2.4 CO2-freie Stromerzeugung durch Kernkraftwerke?
3.2.5 Auswirkungen des Kernenergieausstiegs auf. die deutsche CO2-Bilanz
3.2.6 Externe Effekte und externe Kosten.
3.2.7 Das Problem der Zwischen- und Endlagerung .. radioaktiver Abfälle
3.2.8 Fazit der ökologischen Betrachtungen

4 Erneuerbare Energien als Substitutionsalternative der Kernenergie
4.1 Möglichkeiten der Stromgewinnung durch Erneuerbare Energiien
4.1.1 Stromgewinnung durch Sonnenkraft
4.1.2 Stromgewinnung durch Windkraft
4.1.3 Stromgewinnung durch Wasserkraft
4.1.4 Stromgewinnung durch Biomasse
4.2 Ist die Sustitution der Kernenergie durch Erneuerbare Energien möglich?
4.3 Kosten der Substitution der Kernenergie durch Erneuerbare Energien
4.4 Belastungen und Entlastungen der Umwelt

5 Der Blick auf die Zukunft

Literaturverzeichnis

Anhang

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Deutscher Energiemix – Energieträgeranteil am Jahresverbrauch

Abbildung 2: Energieträgeranteil am Primärenergieverbrauch in Deutschland

Abbildung 3: Kernspaltung eines Uran 235-Atomkerns

Abbildung 4: Zieldreieck der Energiepolitik

Abbildung 5: Kostenstrukturen der unterschiedlichen Kraftwerke

Abbildung 6: Strompreis im Marktgleichgewicht

Abbildung 7: Erhöhung des Marktpreises für Strom

Abbildung 8: Prognostizierte Stromlü>

Abbildung 9: Das Nachhaltigkeitsdreieck

Abbildung 10: Zusammensetzung der Erneuerbaren–Energien-Träger an der.. Energiebereitstellung im Jahr 2008

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Kosten der Stromerzeugung nach Energieträgern

Tabelle 2: Abschätzung der gesamtwirtschaftlichen Kosten eines Atomausstiegs

Tabelle 3: Externe Kosten der Stromerzeugung in Deutschland

Tabelle 4: Vergütungssätze des EEG für die Stromerzeugung aus solarer Strahlungsenergie für das Jahr 2010

Tabelle 5: Kennzahlen für beispielhafte Solaranlagen im Überblick

Tabelle 6: Vergütungssätze von Windenergie nach EEG

Tabelle 7: Kennzahlen für beispielhafte Onshore-Anlagen

Tabelle 8: Vergütungssätze der Stromerzeugung aus Wasserkraft nach EEG

Tabelle 9: Kennzahlen für beispielhafte Wasserkraftanlagen

Tabelle 10: Grundvergütung der Stromerzeugung aus Biomasse nach EEG

Tabelle 11: Kennzahlen für Biogasanlagen im Allgemeinen

Tabelle 12: Stromerzeugung der deutschen Kernkraftwerke und Endenergiepotential der Erneuerbaren Energien im Vergleich

Tabelle 13: Abschätzung der Zusammensetzung des Substitutions-Mix und dessen Investitionskosten

Tabelle 14: Vergleich der Luftschadstoff-Emissionen der Stromerzeugung

Verzeichnis der Appendizes im Anhang

Appendix 1: Stufen der Energieumwandlung

Appendix 2: Meldekriterien für meldepflichtige Ereignisse

Appendix 3: INES – Internationale Bewertungsskala meldepflichtiger Ereignisse

Appendix 4: . Beispielhafte Übersicht: Meldepflichtige Ereignisse im 3.Quartal 2009

Appendix 5: Prozentuale Zusammensetzung des Strompreises

Appendix 6: Modellbeschreibung zur Analyse der Beschäftigungswirkung eines Atomausstiegs

Appendix 7: Abschätzung der kumulierten einzelwirtschaftlichen Kosten.. eines Atomausstiegs

Appendix 8 A: CO2-Emissionen in der Betrachtung der Prozesskette der.. nuklearen Stromerzeugung

Appendix 8 B: CO2-Emissionen der Energieträger (gesamter Zyklus.. der Energiegewinnung)

Appendix 8 C: CO2-Emissionen der Energieträger

Appendix 9 A: CO2-Vermeidungskosten

Appendix 9 B: Spezifische CO2-Vermeidungskosten in Bezug auf die Substitution von Kohlekraftwerken

Appendix 9 C: ... Beispielhafte Überschlagsrechung

Appendix 10: Erhebung radioaktiver Abfälle des BfS für das Jahr 2008

Appendix 11: Emissionvermeidung durch den Einsatz Erneuerbarer Energien im Bereich der Stromerzeugung

Appendix 12: Technisches Stromerzeugungspotential der Bundesrepublik. Deutschland durch Photovoltaik XL

Appendix 13: Abschätzung der erzeugten Strommengen der deutschen Kernkraftwerke für das Jahr 2007

Appendix 14: Darstellung der Berrechnung der Substitutionsanlagen... und deren Investitionskosten

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Deutschlands Glauben an Yhprums Gesetz

Die Nutzung der Kernenergie ist seit den Anfängen der Anti-Atomkraft-Bewegung Anfang der 1970er Jahre ein Thema das Deutschland, wie wohl kein anderes Land in Europa und in der Welt bewegt. Mit dem Festschreiben einer „geordneten Beendigung der Kernenergienutzung zur gewerblichen Erzeugung von Elektrizität“ im April 2002 wurden in Deutschland die Weichen für einen Staat ohne Kernkraftwerke gestellt.[2] Damit wurde aber auch der Weg für die zukünftige Energieversorgung des Landes vorgegeben. Die Energiemengen, die durch die 17 deutschen Kernkraftwerke[3] erzeugt werden müssen durch andere Erzeugungsformen substituiert werden, ansonsten bleibt nur der Energieimport und die damit verbundene Abhängigkeit von anderen Ländern. Da sich Deutschland aber im Rahmen des Kyoto-Protokolls dazu verpflichtet hat seine Treibhausgasemissionen erheblich zu verringern kann eine praktisch CO2-freie Energieerzeugung wie sie die Kernenergie darstellt nur durch Erzeugungsformen substituiert werden, die ebenfalls kaum CO2 emittieren.[4] Der massive Ausbau der Erneuerbaren Energien wurde damit praktisch mit beschlossen. Mit der Idee des Kernenergieausstiegs, die aus einer Art grünem Idealismus entstand und als nachhaltiger, zukunftsfähiger Weg gepriesen wurde, steht Deutschland heute allerdings ziemlich isoliert in der Welt der Industrienationen da. Es gibt zwar andere Länder, die einen Ausstieg aus der Kernenergie bereits vollzogen haben wie beispielsweise Italien[5], aber im Grunde denkt kein Land, das über diese Energieerzeugungsmöglichkeit verfügt an einen Ausstieg aus der Nutzung dieser Technologie. Weltweit werden zur Zeit ca. 36 Kernkraftwerke neu gebaut, bei ca. 93 ist die Planung schon weit voran geschritten und ca. 231 befinden sich in der Vorplanungsphase.[6] Während Deutschland ca. 22,1 % seiner Bruttostromerzeugung aus der Kernenergie gewinnt, produziert beispielsweise Frankreich mehr als dreimal so viel Strom mit Hilfe der Kernkraft. Dabei stammt französischer Strom auch nur zu relativ geringen Anteilen aus Kohlekraftwerken, der Anteil der Kohlekraftwerke an der deutschen Bruttostromerzeugung macht dagegen ca. 47,3 % aus. Da Kernkraftwerke aber praktisch CO2-freien Strom erzeugen, Kohlekraftwerke von allen Stromerzeugungsmöglichkeiten dagegen am meisten CO2 emittieren wird aus dieser Gegenüberstellung auch deutlich, dass ein Energiemix, der eine Kernenergiekomponente beinhaltet, im Grunde einen sehr klimafreundlichen Energiemix darstellt.[7] Aber ist dieser Energiemix auch sicher? Dass von der Kernenergie große Gefahren für Mensch und Umwelt ausgehen können zeigen die Beispiele der Vergangenheit. Der Vorfall in Harrisburg im März 1979 oder die Katastrophe von Tschernobyl im April 1986 verdeutlichen, welche Gefahren von der Nutzung der Kernenergie ausgehen können.[8] Deutschland hat den Weg in eine kernkraftwerksfreie Zukunft gewählt, doch die Umsetzung dieser Zukunftsvorstellung scheint im Hinblick auf eine nachhaltige Energieversorgung alles andere als einfach. Der Ausbau der Erneuerbaren Energien ist zwar in Deutschland in den letzten Jahren stark angestiegen,[9] allerdings ist der Anteil der Erneuerbaren Energien an der Energieversorgung bzw. an der Stromerzeugung bei Weitem noch nicht ausreichend um die Kapazitäten decken zu können, die durch die Abschaltung der Kernkraftwerke zu ersetzen sind. Aktuell wird in diesem Zusammenhang auch immer wieder über eine Verlängerung der Laufzeiten der deutschen Kernkraftwerke nachgedacht, da sie CO2-frei Strom erzeugen und der Ausbau der Erneuerbaren Energien noch nicht weit genug vorangeschritten ist.[10] Dass saubere und sichere Energie mit Hilfe der Erneuerbaren Energien erzeugt werden kann steht außer Frage. Fraglich ist aber, ob eine derart große Energiemenge, wie sie von den deutschen Kernkraftwerken erzeugt wird, durch das theoretische Ausbaupotential der Erneuerbaren Energien gedeckt werden kann, d.h. also ob der Kernenergieausstieg über Erneuerbare Energien funktionieren kann. Darüber hinaus stellen sich auch grundsätzlich die Fragen nach den ökonomischen und ökologischen Wirkungen, die von einem Ausstieg aus der Kernenergie ausgehen. Diese Arbeit soll versuchen dazu einen Beitrag zu leisten, indem wichtige ökonomische und ökologische Effekte eines Kernenergieausstieges betrachtet werden und der Substitutionsfrage, ob die Energieerzeugungsmengen aus der Kernenergie durch Erneuerbare Energien gedeckt werden kann, nachgegangen wird.[1]

Zunächst werden in dieser Arbeit grundsätzliche Aspekte der friedlichen Nutzung der Kernenergie betrachtet. Es wird der aktuelle Stand der Kernenergie im deutschen Energiemix betrachtet und es werden technische Grundlagen und politische Rahmenbedingungen in Bezug auf die Kernenergienutzung aufgezeigt. Daran anschließend werden zuerst die ökonomischen Wirkungen eines Kernenergieausstiegs betrachtet. Hierbei werden die möglichen Wirkungen des Kernenergieausstieges auf den Strompreis, die Beschäftigungswirkungen, die aus einem Kernenergieausstieg resultieren, die Abschätzung der gesamtwirtschaftlichen Kosten, sowie die mögliche Entstehung einer Versorgungslücke betrachtet. Im Anschluss daran folgt die Betrachtung der ökologischen Effekte, die mit einem Ausstieg aus der Kernenergie verbunden sind. Dabei wird unter Bezugnahme auf die Anwendung des Leitbilds der Nachhaltigkeit auf den Energiesektor und der Klimaschutzziele der Bundesrepublik Deutschland vor allem die möglichen Veränderungen der CO2-Emissionen aufgrund eines Kernenergieausstiegs betrachtet und auf die externen Effekte bzw. Kosten eingegangen, die mit der Kernenergienutzung verbunden sind. Ein weiterer Punkt stellt die Betrachtung der Problematik der Endlagerung der radioaktiven Abfälle dar. Im Anschluss daran wird der Frage der Substitutionsmöglichkeit der Kernenergie durch Erneuerbare Energien nachgegangen. Dabei wird auf die Bereiche der Erneuerbaren Energien eingegangen, die für die Stromerzeugung das größte theoretische Endenergiepotential besitzen. Die Arbeit schließt mit der theoretischen Beantwortung der Substitutionsfrage, der Abschätzung der Kosten der Substitution bezogen auf die Investitionskosten im Bereich der Erneuerbaren Energien und der Betrachtung der Be- und Entlastungen der Umwelt, die hieraus resultieren sowie einem Fazit des Erarbeiteten und einem Blick auf die möglichen Entwicklungen in der Zukunft.

2 Grundsätzliche Aspekte der atomaren Energie-gewinnung

2.1 Die Kernenergie in der deutschen Energielandschaft

2.1.1 Der Beitrag der Kernenergie zum deutschen Energiemix

Die Energieversorgung in Deutschland ist durch einen breit aufgestellten Energiemix gekennzeichnet. Die Hauptquellen der Energieversorgung sind dabei Mineralöle und Erdgase gefolgt von Braunkohle und Steinkohle. Die Kernenergie sowie die Erneuerbaren Energien, zu denen vor allem Windenergie[11], Wasserkraft, Photovoltaik, Biomasse und Geothermie zählen, stellen ebenfalls eine der Hauptquellen im deutschen Energiemix dar. Nach Berechnungen der Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.V. betrug der Anteil der Mineralöle am Energieverbrauch im Jahr 2009 34,6 %, was einer leichten Erhöhung von 0,3 % im Vergleich zum Vorjahr entspricht. Der Anteil der Erdgase lag bei 21,7 % mit einer minimalen Erhöhung von 0,1 % im Vergleich zum Vorjahr. Der Steinkohleanteil erreichte bei einer Verringerung um 1,6 %, 11.1 %. Der Anteil der Braunkohle betrug 11,4 % mit einer Erhöhung um 0,5 %, der Anteil der Kernenergie erreichte 11,1 % mit einer leichten Verringerung um 0,3 % und der Anteil der Erneuerbaren Energien betrug 9,1 % mit einer Erhöhung um 0,9 %. Der Anteil sonstiger Quellen lag bei 1,0 % mit einem minimalen Zugewinn von 0,1 %.[12] In Abbildung 1 ist die Zusammensetzung des deutschen Energiemix für das Jahr 2009 noch einmal dargestellt.

Abbildung 1: Deutscher Energiemix – Energieträgeranteil am Jahresverbrauch

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Eigene Darstellung in Anlehnung an Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.V. (2009).

Nach Berechnungen des BMU lag der Anteil der Erneuerbaren Energien am deutschen Endenergieverbrauch im Jahr 2008 bei 9,5 %, dabei entfielen auf Wasserkraft 0,9 %, auf Windkraft 1,6 %, auf Biomasse[13] 6,6 % und auf die restlichen Erneuerbaren Energien wie beispielsweise Solarthermie, Photovoltaik und Geothermie entfielen 0,4 %. Auf die Strombereitstellung bezogen lag der Anteil der Erneuerbaren Energien bei 15,1 %. Dabei spielt vor allem die Windenergie mit einem Anteil von 43,5 %, die Wasserkraft mit einem Anteil von 23,0 % und die Biomasse mit insgesamt ca. 21,1 % eine bedeutende Rolle.[14] Insgesamt lässt sich jedoch erkennen, dass der Energieverbrauch der Bundesrepublik Deutschland im Jahr 2009 stark abgenommen hat. Der gesamte Primärenergieverbrauch sank im Jahr 2009 um 6,5 %, worin sich die Folgen der im Jahr 2008 auftretenden weltweiten Finanzkrise bzw. ihr Durchschlagen auf die Realwirtschaft erkennen lassen. Auch die Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.V. führt diesen Rückgang auf konjunkturbedingte Entwicklungen zurück. Starke Rückgänge verzeichneten im Einzelnen vor allem Steinkohle mit einem Rückgang um 18, 1 % und die Kernenergie mit einem Rückgang um 9,6%. Zulegen konnten einzig die Erneuerbaren Energien, wobei hier die aufgrund ungünstiger Witterungsbedingungen sinkenden Beiträge der Windenergie und Wasserkraft durch steigende Beiträge der Biomasse und Photovoltaik zur Stromerzeugung überkompensiert werden konnten.[15] In der Gesamtbetrachtung lässt sich für die Kernkraft eher eine untergeordnete Bedeutung erkennen, die Hauptquelle der deutschen Energieversorgung sind fossile Brennstoffe[16]. Dennoch wird die Kernkraft als eine der tragenden Säulen im deutschen Energiemix gesehen, da sie vor allem eine kostengünstige Alternative der Stromerzeugung darstellt und das schlagkräftige Argument der annähernd CO2-freien Produktion von Strom aufweisen kann.[17] So schreibt auch Hans-Werner Sinn, dass die Stromerzeugung aus der Kernkraft eine Option darstelle, die Deutschland sich offenhalten sollte und fordert generell ein Umdenken in der Umweltpolitik. Er sieht in der Stromerzeugung aus Kernkraft vor allem einen Kostenvorteil, daneben aber auch die Problematik der steigenden Preise für Emissionszertifikate. Er sieht aber auch einen Vorteil für den Atomstrom darin, dass die Probleme der Endlagerung von alten, radioaktiven Atombrennstäben vergleichsweise leichter zu lösen sind, als die Endlagerung von flüssigem CO2, was für die Stromerzeugung aus Kohlekraftwerken ein für die Zukunft kaum zu lösendes Problem darstellt.[18] Greenpeace dagegen entwickelt ein Energiekonzept „Plan B 2050“ in welchem der Kernenergieausstieg für das Jahr 2015 als realistisch angesehen wird. Der zukünftige Energiemix für Deutschland besteht, nach einem schrittweisen Ausstieg aus den fossilen Stromerzeugungstechnologien bis zum Jahr 2050, ausschließlich aus Erneuerbaren Energien, welche in der Lage sind den gesamten Strombedarf der Bundesrepublik Deutschland abzudecken.[19]

2.1.2 Der Anteil der Kernenergie an der Grundlaststromversorgung

An der Grundlaststromversorgung hat die Kernenergie derzeit einen Anteil von ca. 45 %. Von 17 Kernkraftwerksblöcken werden an zwölf Standorten ca. 20.000 MW in die deutschen Energienetze eingespeist. Braunkohle steuert einen Anteil von 49 % zur Grundlaststromversorgung bei und Laufwasserkraft einen Anteil von 6 %.[20] Der Stromverbrauch eines Tages ist nicht kontinuierlich gleich hoch. Es gibt dabei Stoßzeiten, in denen Spitzenwerte im Stromverbrauch erreicht werden und Zeiten, in denen der Verbrauch auf einem niedrigen Niveau liegt, was vor allem in der Nacht der Fall ist. Dieser niedrigere, nächtliche Stromverbrauch[21] bestimmt die sogenannte Grundlast, also den Sockelstrombedarf, unter den die Netzbelastung innerhalb eines ganzen Tages nicht fällt. Zur Deckung dieser Grundlast werden Kernkraftwerke, Braunkohlekraftwerke und Laufwasserkraftwerke, sogenannte Grundlastkraftwerke eingesetzt, die den Vorteil niedriger, variabler Stromgestehungskosten aufweisen, aber auch den Nachteil haben, dass sie sehr träge und schwer regelbar sind. Wird die Grundlast unterschritten, werden entweder weitere Verbraucher wie z.B. Pumpspeicher zugeschaltet oder aber es findet eine Abgabe in andere Stromnetze statt. Wird die Grundlast dagegen überschritten, werden zusätzlich Mittel- und Spitzenkraftwerke zugeschaltet.[22] In einem gegebenen Kraftwerkspark dominieren die Brennstoffkosten die variablen Kosten der Stromerzeugung. Für kurzfristige Einsatzplanungen sind nur die variablen Kosten relevant, welche bei Braunkohle, Kernbrennstoffen und Laufwasser am niedrigsten sind. Daher werden diese Techniken der Erzeugung von Strom im dauerhaften Betrieb genutzt, was bei der Kernenergie ca. 8000 Stunden entspricht. Für die Mittel- und Spitzenlastabdeckung sind diese Grundlastkraftwerke allerdings nicht geeignet, da hierbei einerseits die Kapitalkosten exponentiell ansteigen würden und sie andererseits unter Hochauslastung betrieben werden und der Reservebetriebeinsatz nicht auf Abruf möglich ist. Für die Mittel- und Spitzenlastabdeckung[23] werden daher Kraftwerke mit möglichst geringen Kapitalkosten verwendet.[24] Die Stromerzeugungs- oder auch Stromgestehungskosten hängen neben den Brennstoffkosten auch von Investitions- und Betriebskosten ab. Da diese Erzeugungskosten bei der Kernenergie wie auch bei Braunkohle und Wasserkraft am niedrigsten sind, wird die Grundlaststromversorgung fast ausschließlich von diesen drei Energieträgern[25] getragen. Tabelle 1 verdeutlicht dies anhand eines Vergleichs der derzeitigen Stromgestehungskosten. Da die Minimierung der Gesamtkosten der Erzeugung von Strom erreicht werden soll, wird für die Lastverteilung eine Rangfolge der Kraftwerke gebildet. Diese Rangfolge orientiert sich an der Höhe der variablen Kosten der Kraftwerke und deckt zuerst die Grundlast ab. Daher wird die Grundlast mit den Kraftwerken, die die geringsten variablen Kosten aufweisen, was, wie bereits erwähnt, bei Braunkohle-, Kernkraft- und Laufwasserkraftwerken der Fall ist, abgedeckt.[26]

Tabelle 1: Kosten der Stromerzeugung nach Energieträgern

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Vgl. BMWi (2008a), S. 10.

2.1.3 Der Anteil der Kernenergie am Primärenergieverbrauch

Für das Jahr 2009 sank der Primärenergieverbrauch aus der Kernenergie nach Berechnungen der Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.V. um 9,6 % auf 1.467 PJ.[27] Der Primärenergieverbrauch stellt neben dem Endenergieverbrauch[28] eine wichtige Messgröße für den Energieverbrauch dar. Da sich die meisten Energieträger im Rohzustand nicht für Verbrauchszwecke eignen ist ein Umwandlungsprozess notwendig, um diese in einen Nutzungszustand zu versetzen. Der Energieträgerverbrauch vor diesem Umwandlungsprozess wird mit dem Begriff Primärenergieverbrauch[29] bezeichnet. In Deutschland wird die Zusammensetzung des Primärenergieverbrauchs in seit Jahren kaum veränderter Weise von den Energieträgern Mineralöle, Naturgase, Kohle, Kernenergie und Wasserkraft bestimmt.[30] Die in verschiedenster Form zur Verfügung stehenden Primärenergieträger haben Umwandlungsprozesse zu durchlaufen, um schließlich in nutzbarer Form von den verschiedenen Endenergieverbrauchsgruppen Industrie, Verkehr, Haushalte und Gewerbe, Handel, Dienstleistungen genutzt bzw. verbraucht werden zu können. In dieser Umwandlungskette nimmt die Stromerzeugung den mengenmäßig bedeutendsten Platz ein. In der Erzeugung von Strom stellt die Kernenergie dabei mit einem Anteil von ca. 23 % neben Stein- (ca. 20 %) und Braunkohle (ca. 24 %) eine der dominierenden Positionen in Deutschland dar.[31] Damit liegt die Kernkraft im Energiemix der Stromerzeugung knapp hinter der Braunkohle. Im Jahr 2008 lieferten die deutschen Kernkraftwerke 148,8 TWh Strom, was einer Erhöhung um 6 % gegenüber dem Vorjahr entspricht.[32] Ca. 39 % des gesamten Primärenergieverbrauchs entfielen im Jahr 2008 auf die Gewinnung von Energie in elektrischer Form in einem Umfang von 639 Mrd. kWh. Dabei entfielen auf Kernbrennstoffe ca. 29 % des Einsatzes an Energie in der Erzeugung von Strom.[33] Das Statistische Bundesamt beziffert die Energieträgeranteile mit Verweis auf die Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.V. für das Jahr 2008 wie in Abbildung 2 dargestellt. Dabei wird auch ein Vergleich zum Jahr 1991 dargestellt in welchem deutlich zum Ausdruck kommt, dass sich der Anteil der Kernenergie als Energieträger zum Primärenergieverbrauch in Deutschland innerhalb dieses Zeitraums kaum verändert hat und nur minimal um 0,4 % angestiegen ist. Diese Steigerung führt das statistische Bundesamt zum einen auf Wiederinbetriebnahmen von Anlagen und zum anderen auf Effizienzsteigerungen zurück. Die größten Veränderungen fanden demnach bei den erneuerbaren Energie mit einem Zuwachs von 7,4 % und der Braunkohle[34] mit einem Rückgang um 6,3 % statt.[35] Der Anteil der Steinkohle sank im Betrachtungszeitraum um 3,3 %. Hierfür wird als einer der Hauptgründe neben dem geringeren Einsatz in Kraftwerken und dem zunehmenden Anteil der Stromerzeugung durch Erdgase[36] auch die Substitution durch Kernenergie genannt. Insgesamt beziffert das Statistische Bundesamt den gesamten Primärenergieverbrauch für das Jahr 2008 mit 14280 PJ.[37] Beim Endenergieverbrauch waren die wichtigsten Energieträger im Jahr 2008 Kraftstoffe mit einem Anteil von 27 %, Erdgase mit einem Anteil von 23 % und Strom mit einem Anteil von 21 %, wobei für die Industrie Strom mit einem Anteil von 32 % den wichtigsten Energieträger, gefolgt von Erdgas mit einem Anteil von 30 % darstellt.[38]

Abbildung 2: Energieträgeranteil am Primärenergieverbrauch in Deutschland

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Eigene Darstellung in Anlehnung an Bayer (2009), S. 7.

2.1.4 Die wirtschaftliche Bedeutung des Energiesektors

Die energiewirtschaftliche Industrie ist eine Schlüsselwirtschaft jeder Volkswirtschaft. Von ihr gingen immer wieder innovative Impulse[39] auf die Wirtschaft aus um neue Energiequellen zu erschließen und darüber hinaus ist das Funktionieren einer Volkswirtschaft vor allem auch von einer ausreichenden und zuverlässigen Energieversorgung abhängig.[40] Energieversorgungunternehmen übernehmen dabei die Aufgabe Energie in der entsprechenden Form am jeweiligen Ort in der erwünschten Menge und zur entsprechenden Einsatzzeit zur Verfügung zu stellen.[41] Daneben zählt der Energiesektor auch eine große Zahl an Unternehmen in Deutschland, er ist damit auch ein Sektor der Volkswirtschaft, der eine große Anzahl an Arbeitsplätzen zur Verfügung stellt. So ermittelte zum Beispiel das Statistische Bundesamt für das Jahr 2007 1.055 Unternehmen, die im Bereich der Elektrizitätsversorgung tätig waren und für den Bereich der Gasversorgung ermittelte es ca. 300 Unternehmen. Im Bereich der Elektrizitätsversorgung waren demnach im Jahr 2007 ca. 204.000 Mitarbeiter beschäftigt und der gesamte Sektor der Elektrizitätsversorgung erwirtschaftete dabei einen Umsatz von 226 Milliarden Euro.[42] Allerding trägt die Energiewirtschaft auch in großem Ausmaß zur Belastung der Umwelt bei. Beim Abbau der Rohstoffe werden der Umwelt große Schäden zugefügt, beispielsweise durch den Abbau von Braun- und Steinkohle, bei der Erzeugung von Energie durch fossile Energieträger wird die Luft massiv mit Schadstoffen belastet und die Erzeugung von Energie durch Kernkraft ist vor allem in Deutschland ein umstrittenes Thema, wie es diese Arbeit aufzuzeigen versucht.[43]

2.1.5 Uran – Abhängigkeit endlicher Rohstoffe

Der für den Betrieb von Kernkraftwerken notwendige Rohstoff Uran zählt zu den radioaktiven Metallen. Uran besitzt eine Dichte von 19,04 g/cm3, eine Ordnungszahl[44] von 92 und sein Schmelzpunkt liegt bei 1132 °C. Die Förderquote von Nartururan liegt bei ca. 3 g pro Tonne abgebautem Gestein.[45] Das BWMi gibt an, dass die derzeitig bekannten Uranvorräte[46] die weltweite Kernenergienutzung noch für mindestens 200 Jahre aufrecht erhalten kann.[47] Die Versorgungssicherheit von Uran liegt im Vergleich zu beispielsweise Öl sehr viel höher, da Uran größtenteils in Regionen gefördert wird in denen keine politischen Instabilitäten vorherrschen, wie z.B. Kanada oder Australien. Die Importabhängigkeit des Rohstoffs Uran liegt in der Bundesrepublik Deutschland bei 100 Prozent, dabei stammen ungefähr die Hälfte der Uranimporte Deutschlands aus Kanada.[48] Das Argument der Importabhängigkeit, das oftmals von Atomkraftkritikern[49] angeführt wird, relativiert das BMWi mit der Begründung, dass die Energiedichte von Uran zum einen sehr hoch ist und der Rohstoff sehr gut lagerfähig sei und zum anderen die Stufen der Wertschöpfung im Inland, wie die Anreicherung von Uran und die Fertigung von Brennelementen, zu berücksichtigen seien, so dass Uran praktisch als inländischer Rohstoff und die Kernenergie selbst als inländische Energieform anzusehen sei. Darüber hinaus determiniert der Uranpreis[50] den Strompreis nur minimal, Preisschwankungen wirken sich damit kaum auf den Strompreis aus.[51]

2.2 Technische Grundlagen der Kernenergienutzung

2.2.1 Die Gewinnung von Energie durch Kernspaltung

Die Kernspaltung von schweren Kernen ist neben der Kernfusion, der Verschmelzung leichter Kerne, eine der Möglichkeiten zur Gewinnung von Energie, die von den Chemikern O. Hahn, F. Straßmann und L. Meitner 1938 gefunden wurde. Die Bestandteile von natürlichem Uran sind zum einen das Isotop 238 (99,29 %) und zum anderen das Isotop 235 (0,71 %), dabei hat das Isotop 238 eine Bindungsenergie von 4,8 MeV und das Isotop 235 eine Bindungsenergie von 6,5 MeV je Nukleon. Von Bedeutung ist zunächst das Isotop 235. Der Uran-235-Atomkern wird nun mit thermischen Neutronen[52] bestrahlt, wobei Kerntrümmer mittleren Atomgewichts entstehen. Dabei entstehen Spaltprodukte, deren Kerne sich im Moment der Entstehung abstoßen, da sie positiv geladen sind. Atomkerne mit hohen Ordnungszahlen sind relativ instabil, daher ist eine Spaltung durch langsame, energiearme Neutronen möglich. Eine geringe Anregung durch ein thermisches Neutron reicht aus um das Gleichgewicht der positiv geladenen Neutronen zu stören. Wie in Abbildung 3 verdeutlicht kommt der Kern zunächst in Schwingung und zerreißt schließlich. Hierbei entstehen in der Regel zwei Teilkerne ungleichen Ausmaßes und einige Neutronen.[53] Bei dieser Kernspaltung entsteht eine Gesamtenergie von ca. 200 MeV, wovon ca. 194 MeV genutzt werden können. Was das bedeutet verdeutlicht folgender Vergleich: Bei der Spaltung eines Kilogramms des Uranisotops 235 werden 22 Mio. kWh bzw. 19 Mrd. kcal freigesetzt. Dieselbe Energiemenge würde bei der Verbrennung von 2714 t Steinkohle zu 7000 kcal/kg freigesetzt werden. Die Energieausbeute ist somit bezogen auf 1 kg Brennstoff bei der Kernspaltung des Uranisotops 235 2,7 millionenmal größer als bei der Steinkohleverbrennung. Als Faustformel lässt sich sagen, dass die Kernspaltung von einem Gramm Uran 235 ca. 24000 kWh Energie freisetzt.[54]

Abbildung 3: Kernspaltung eines Uran 235-Atomkerns

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Siehe Siegel (1995), S. 14.

Bei der Bestrahlung des Uran-238-Atomkerns durch (langsame) Neutronen wird ein anderer Kernprozess[55] ausgelöst. Dabei ändert sich das Uran 238 in ein Transuran, nachdem zwei Elektronen ausgestrahlt wurden. Dieser Vorgang wird als das Brüten von Spaltstoffen bezeichnet, wobei das künstliche Element Plutonium[56] entsteht. Bei jeder Kernspaltung werden zwei bis drei Neutronen freigesetzt, die wiederum in der Lage sind weitere Kerne zu spalten, was eine Kettenreaktion möglich macht.[57]

2.2.2 Reaktorentypen

Von den 17 Kernkraftwerken, die sich in Deutschland in Betrieb befinden, sind elf sogenannte Druckwasserreaktoren, wie beispielsweise Neckarwestheim 1 und Grafenrheinfeld und sechs sogenannte Siedewasserreaktoren, wie zum Beispiel Brunsbüttel oder Krümmel. Der Druckwasserreaktor in Neckarwestheim 1 erzeugt eine elektrische Bruttoleistung von 840 MW, Grafenrheinfeld erzeugt eine elektrische Bruttoleistung von 1345 MW.[58] Sowohl in Druckwasserreaktoren als auch in Siedewasserreaktoren ist nur die Spaltung des Uran-235-Isotops möglich.[59] Ein Druckwasserreaktor führt die erzeugte Wärme durch Wasser ab. Die entstehende Wärme wird von den Brennelementen erzeugt, welche sich in einem aus Spezialstahl gefertigten Druckbehälter befinden. Der Reaktor steht dabei unter hohem Druck (ca. 160 bar) um einerseits eine hohe Temperatur zu erreichen und andererseits ein Sieden zu verhindern. Kühlwasser, das seine Wärme wiederum an einen Sekundärkreis abgibt, wird durch den Reaktor transportiert. In diesem Sekundärkreis verdampft das Kühlwasser und treibt dadurch eine Turbine an, die an einen sogenannten Drehstrom-Synchrongenerator angeschlossen ist, der die entsprechende Megawattleistung erzeugt.[60] Bei einem Siedewasserreaktor wird das Sieden in der sogenannten Spaltzone im Gegensatz zum Druckwasserreaktor nicht verhindert. Die von den Brennstäben erzeugte Wärme wird durch das Wasser, das hierbei als Kühlmittel wie auch als Moderator fungiert, abgeführt. Dabei wird das Wasser vertikal nach oben durch den Reaktorkern geleitet. Der Reaktordruckbehälter ist dabei nicht vollständig, sondern nur zu ca. zwei Drittel mit Wasser gefüllt, so dass im oberen Teil des Reaktordruckbehälters eine Trennung von Dampf und Wasser stattfinden kann. Der entstehende sogenannte Sattdampf wird mit hoher Temperatur (286,4 °C) einer Turbine zugeleitet, die wiederum an einen Drehstromgenerator angeschlossen ist, der die entsprechende Wirkleistung erzeugt. Bei beiden Reaktorentypen wird der Dampf, der in der Turbine austritt, in einem Kondensator wieder verflüssigt, wozu enorme Mengen an Kühlwasser notwendig sind. Über Vorwärmeanlagen wird dieses Wasser wieder auf über 200 °C erwärmt und dem Reaktor erneut zugeleitet.[61] Neben diesen beiden in Deutschland vorhandenen und verwendeten Reaktorentypen gibt es weiterhin sogenannte schnelle Brutreaktoren, in denen Uran-238-Isotope in einem Brutvorgang[62] zu Plutonium-239-Isotopen umgewandelt werden. Diese Plutonium-239-Isotope sind spaltbar und es kann durch ihre Kernspaltung Energie freigesetzt werden.[63] Darüber hinaus gibt es sogenannte Hochtemperaturreaktoren sowie Druckröhrenreaktoren. In Hochtemperaturreaktoren können wesentlich höhere Kühlmitteltemperaturen erreicht werden als in Leichtwasser- und Brutreaktoren. Dadurch ist es möglich neben Dampf zum Turbinenantrieb auch Prozesswärme zu erzeugen. Insgesamt ist eine bessere Ausnutzung der Ressourcen möglich.[64] Druckröhrenreaktoren verfügen über einige ökonomische Vorteile im Gegensatz zu den anderen Reaktorentypen. So ist es z.B. sehr viel leichter möglich Reaktoren zu entwickeln, die eine größere Leistung erbringen. Allerdings ist hier ein sehr viel aufwändiger Überwachungs- und Steuerungsprozess notwendig. Darüber hinaus ist hier kein Sicherheitsbehälter vorhanden. Das Kernkraftwerk in Tschernobyl, an dem sich am 26. April 1986 der wohl katastrophalste Unfall in der Geschichte der Kernkraftwerke ereignete, bestand aus vier solchen Siedewasser-Druckröhrenreaktoren vom Typ RBMK 1000.[65]

2.2.3 Kernkraftwerke in Deutschland

Nach dem Übereinkommen über nukleare Sicherheit[66] gibt es in Deutschland derzeit 18 Kernanlagen im Sinne dieses Übereinkommens. Die Ziele dieses Übereinkommens sind zum einen weltweit hohe Sicherheitsstandards und effektive Abwehrvorkehrungen gegen mögliche Gefahren, die durch etwaige Unfälle hervorgerufen werden könnten zu gewährleisten, sowie die Verhütung solcher Unfälle und die Abmilderung inhärenter Folgen. Von diesen 18 Anlagen sind momentan 17 Kernkraftwerksblöcke in Betrieb, die eine Gesamtleistung von 21457 MWe an 12 Standorten erzeugen.[67] Dies sind im einzelnen die Kernkraftwerke Biblis A und Biblis B in Hessen, Neckarwestheim 1 und Neckarwestheim 2, Philippsburg 1 und Philippsburg 2 in Baden-Württemberg, Brunsbüttel, Krümmel und Brokdorf in Schleswig-Holstein, Isar 1 und Isar 2, Grafenrheinfeld, Gundremmingen B und Gundremmingen C in Bayern, Unterweser, Grohnde und Emsland in Niedersachsen.[68] Das Kernkraftwerk Obrigheim in Baden-Württemberg zählt ebenfalls noch zu den Anlagen im Sinne des Übereinkommens über nukleare Sicherheit. Dieses wurde jedoch am 1. Mai 2005 abgeschaltet, die Stilllegung ist beantragt. Die Kernkraftwerke Mühlheim-Kärlich (seit 9. September 1988 abgeschaltet) in Rheinland-Pfalz und Stade (seit 14. November 2003 abgeschaltet) in Niedersachsen zählen nicht zu den Anlagen im Sinne des Übereinkommens über nukleare Sicherheit. Alle Brennelemente sind vollständig aus diesen Anlagen entfernt.[69] Neben diesen aktiven Kernanlagen existieren in Deutschland weitere Forschungsreaktoren, welche aber keine Kernanlagen im Sinne des Übereinkommens über nukleare Sicherheit darstellen. Dies sind vier Forschungsreaktoren, die eine thermische Leistung von mehr als 50 kW erzeugen und daneben acht weitere, kleinere Schulungsreaktoren. Des Weiteren existieren zehn stillgelegte Forschungsreaktoren, die sich im Abbauungszustand befinden und weitere 24, bei welchen der Abbau bereits vollständig abgeschlossen ist. Betrieben werden diese Forschungsreaktoren von Forschungszentren und Universitäten, Eigentümer ist der Staat, da er diese Institutionen finanziert.[70] Ebenfalls nicht Gegenstand des Übereinkommens über nukleare Sicherheit sind kerntechnische Einrichtungen, die bereits stillgelegt sind, abgebaut werden oder bereits vollständig abgebaut sind. In Deutschland existieren 19 stillgelegte Kernkraftwerksblöcke, wovon sich 15 im Abbau befinden, zwei befinden sich im sicheren Einschluss und weitere zwei sind im vollem Umfang abgebaut. Darüber hinaus zählen zu diesen kerntechnischen Einrichtungen Anlagen, die der Versorgung mit Kernbrennstoff bzw. der Entsorgung dessen dienen. Dies sind eine Urananreicherungs-Anlage (Gronau), eine Brennelementfertigung (Lingen), eine Pilot-Wiederaufbereitungsanlage (Karlsruhe)[71], eine Anlage zur Molybdänproduktion (Rossendorf)[72], eine Pilotkonditionierungsanlage (Gorleben)[73], sowie mehrere Einrichtungen, die der Zwischenlagerung der Brennelemente, deren Behandlung und Konditionierung sowie der Zwischenlagerung radioaktiver Abfälle dienen.[74] Für die Endlagerung existieren in Deutschland die Endlager Schacht Konrad[75], der Salzstock Gorleben[76], das Endlager für radioaktive Abfälle Morsleben (ERAM)[77] sowie die Schachtanlage Asse II[78].[79]

2.3 Politischer Rahmen für die Nutzung der Kernenergie

2.3.1 Das deutsche Atomgesetz

1959 wurde der Artikel 74 Nr. 11a[80] in das Grundgesetz der Bundesrepublik Deutschland aufgenommen. Dieser Grundgesetzartikel stellt die rechtliche Voraussetzung dar um die Kernenergie in friedlicher Absicht, also zur Energieerzeugung, nutzen zu können. Am 23. Dezember 1959 wurde das Atomgesetz[81] bzw. das „Gesetz über die friedliche Verwendung der Kernenergie und den Schutz gegen ihre Gefahren“ erlassen und trat am 1. Januar 1960 in Kraft. Dabei führen die Bundesländer das Atomgesetz aus, da Artikel 87c GG regelt, dass Gesetze, die nach Artikel 74 Nr. 11a erlassen werden, von den Bundesländern ausgeführt werden können, wenn der Bundesrat seine Zustimmung hierfür erteilt. Bei Einführung des Atomgesetzes wurde dabei entsprechend verfahren. Dem Bund obliegen dabei überprüfende Aufgaben und Sorge dafür zu tragen, dass das Atomgesetz bundeseinheitlich vollzogen wird.[82] In § 1 AtG wird der Zweck des Atomgesetzes geregelt. Dies ist als erstes die geordnete Beendigung der Nutzung der Kernenergie[83], die aufgrund des Atomkonsens durch eine Novellierung des Atomgesetzes im Jahr 2002 in das Gesetz aufgenommen wurde.[84] Weiterhin hat das Atomgesetz einen Schutz- und Sicherheitsgedanken zum Zweck. Zum einen den Schutz vor möglichen Gefahren, die von der Kernenergie ausgehen könnten und zum anderen sowohl die innere als auch die äußere Sicherheit der Bunderepublik Deutschland aufrecht zu erhalten. Darüber hinaus soll das Gesetz die Erfüllung von internationalen Verpflichtungen, die die Bundesrepublik Deutschland im Bereich der Kernenergie sowie im Bereich des Strahlenschutzes eingegangen ist, gewährleisten.[85] Der erste Abschnitt des Gesetzes bezieht sich auf allgemeine Vorschriften es folgt ein zweiter Abschnitt zu Überwachungsvorschriften, in dem in § 7 die Genehmigung zur Errichtung und zum Betrieb von Anlagen geregelt ist. Ein dritter Abschnitt umfasst die Zuständigkeiten der Verwaltungsbehörden, der vierte Abschnitt des Gesetzes bezieht sich auf Haftungsvorschriften[86], im fünften Abschnitt werden Bußgeldvorschriften geregelt und der sechste Abschnitt führt Schlussvorschriften auf.[87]

2.3.2 Energiepolitik

Die Energiepolitik in Deutschland ist von den drei[88] energiepolitischen Zielesetzungen Versorgungssicherheit, Wirtschaftlichkeit bzw. Preiswürdigkeit und Umweltverträglichkeit geprägt. Aus dem Postulat der Nachhaltigkeit wird für eine zukunftsfähige Energieversorgung die Prämisse abgeleitet, dass diese drei Ziele in gleichgestellter Weise zu verfolgen sind. Unter politischen Gesichtspunkten stellt die Versorgungssicherheit eine Absicherung gegenüber etwaigen Versorgungskrisen dar, d.h. den Nachfragern von Energie muss ein Energieangebot in ausreichendem Umfang gewährleistet werden. Wirtschaftlichkeit wird dabei in dem Sinne verstanden, dass die Energiebereitstellung sowie deren Nutzung auf effiziente Art geschieht und die Volkswirtschaft Deutschland dabei geringstmöglich belastet wird. Die Umweltverträglichkeit bezieht sich auf einen schonenden Ressourcenumgang, was eine geringe Umweltbelastung impliziert.[89] Dies führt zu einem energiepolitischen Zieldreieck, das in Abbildung 4 dargestellt ist, mit dessen Hilfe der Staat Energiepolitik zur Korrektur eines Marktversagens gestalten soll. Der Staat soll dabei auf das Angebot an Energie sowie die Nachfrage danach so Einfluss nehmen, dass ein nahezu optimaler Zustand der gesamtwirtschaftlichen Wohlfahrt erreicht werden kann. Im Vordergrund der deutschen Energiepolitik stehen v.a. die Marktliberalisierung von leistungsgebundenen Energien[90], der Klimaschutz, sowie eine am Postulat der Nachhaltigkeit ausgerichtete Energieversorgung.[91] Bezogen auf die Kernenergie lässt sich unter dem Gesichtspunkt des Zieldreiecks der Energiepolitik festhalten, dass die Kernenergie eine annähernd CO2-freie Stromerzeugung ermöglicht und daher in der Umweltverträglichkeit Vorteile[92] gegenüber anderen Erzeugungstechnologien besitzt.

Abbildung 4: Zieldreieck der Energiepolitik

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Eigene Darstellung in Anlehnung an Erdmann / Zweifel (2008), S. 9, BMWi (2009a), S. 20 und BMWi (2001), S. 10.

Darüber hinaus gewährleistet die Kernenergie eine hohe Versorgungssicherheit[93] sowie gleichzeitig geringe Stromerzeugungskosten[94] in Bezug auf den Punkt Wirtschaftlichkeit. Es lässt sich also festhalten, dass die Kernenergie den Zielsetzungen des energiepolitischen Zieldreiecks relativ gut entspricht.

2.3.3 Zukunft der Kernenergienutzung – Politische Strategien der deutschen Parteien

Am 14. Juni 2000 beschloss die damalige rot-grüne Bundesregierung unter Bundeskanzler Gerhard Schröder in einer Vereinbarung mit den Energieversorgungsunternehmen die Erzeugung von Strom mit Hilfe der Kernenergie auf geordnete Weise beenden zu wollen. Diese Vereinbarung sah zum einen das Verbot der Neuerrichtung von Kernkraftwerken vor und zum anderen die Festlegung von Reststrommengen, die die einzelnen Kernkraftwerke berechnet ab dem 01.01.2000 bis zu ihrer geplanten Stilllegung maximal erzeugen dürfen. Dazu erarbeitet die Bundesregierung eine Novelle des Atomgesetzes, die am 27. April 2002 in Kraft trat.[95] Nach der Bundestagswahl am 27. September 2009 und dem Politikwechsel von einer großen Koalition aus CDU und SPD zu einer Koalition aus Union und FDP wird intensiv über eine Änderung der getroffenen Vereinbarungen des Kernenergieausstiegs diskutiert. Dabei haben die nunmehr fünf Parteien in Deutschland unterschiedliche Vorstellungen über den Umgang mit der Kernkraft zur Erzeugung elektrischer Energie. Die CDU schrieb dazu in ihrem Grundsatzprogramm zur Bundestagswahl 2009, dass sie die Laufzeitverlängerung sicherer Kernkraftwerk anstreben will. Zum einen aus Gründen des Klimaschutzes zum anderen ist es aus

[...]


[1] Das Gesetz von Yhprum ist die Umkehrung des bekannten Gesetz von Murphy. Während Murphys Gesetz besagt, dass alles, was schief gehen kann, auch irgendwann schief gehen wird, formuliert Yhprums Gesetz den Umkehrschluss daraus, d.h., dass alles das funktionieren kann, auch funktionieren wird. Vgl. Betman (2008), S. 35 und Richter (2009), S. 34.

[2] Vgl. Rubner (2007), S. 8, S. 11 und S. 185 ff.

[3] Vgl. BMU (2007), S. 5 und S. 211.

[4] Vgl. Mach / Salander (2006), S. 42.

[5] Der Ausstieg aus der Kernenergie wurde in Italien auf Grund einer Volksabstimmung bis zum Jahr 1990 vollzogen. Im Gegensatz zu Deutschland waren in Italien allerdings nur vier Kernkraftanlagen in Betrieb. Heute importiert Italien große Mengen an Strom aus französischen Kernkraftwerken. Vgl. Rubner (2007), S. 201.

[6] Vgl. Sinn (2008), S. 270 ff.

[7] Vgl. Sinn (2008), S. 276.

[8] Vgl. Rubner (2007), S. 8 und S. 192 f.

[9] Vgl. BMU (2009k), S. 15, S. 16 – 17 und S. 18 – 19.

[10] Vgl. CDU / CSU / FDP (2009), S. 29.

[11] Im Bereich der Stromerzeugung nimmt die Windenergie bei den Erneuerbaren Energien eine starke Stellung ein. Auf sie entfiel nach Angaben des BMU im Jahr 2008 ein Anteil von 6,6 % am Bruttostromverbrauch in Deutschland. Im Vergleich dazu lag der Anteil der Biomasse am gesamten Bruttostromverbrauch nur bei 4,4 %. Vgl. BMU (2009a), S. 6.

[12] Vgl. Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.V. (2009), S. 5.

[13] Nach den Angaben des BMU sind unter dem Begriff Biomasse sowohl feste, flüssige und gasförmige Biomasse, wie auch biogene Anteile des Abfalls, Deponie- und Klärgase sowie biogene Kraftstoffe zusammengefasst. Vgl. BMU (2009b), S. 14.

[14] Vgl. BMU (2009b), S. 14 f.

[15] Vgl. Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.V. (2009), S. 5.

[16] Im Gegensatz dazu produziert beispielsweise der deutsche Nachbar Frankreich fast 75 % seines Strombedarfs aus der Kernkraft. Vgl. Sinn (2008), S. 276.

[17] Vgl. Hohlefelder (2008), S. 4 f.

[18] Vgl. Müller-Jung (2009), S. 3 und Sinn (2008), S. 297 ff.

[19] Vgl. Achner et. al. (2009), S. 14.

[20] BMWi (2009a), S. 21.

[21] Der nächtliche Stromverbrauch wird beispielsweise von Industrieanlagen, die nachts produzieren, der Straßenbeleuchtung und dem Dauerverbrauch in Haushalten, z.B. durch Kühlschränke oder Fernsehapparate im Stand-by Betrieb bestimmt. Vgl. SRU (2009), S. 24.

[22] Vgl. SRU (2009), S. 24.

[23] Dies sind für die Abdeckung der Mittellast v.a. Steinkohlekraftwerke und für die Spitzenlastabdeckung v.a. Naturgase und z.T. auch Heizöl. Vgl. BMWi (2009b), S. 19.

[24] Vgl. BMWi (2009b), S. 19.

[25] Vgl. zur Erläuterung des Begriffs Energieträger auch Appendix 1 im Anhang dieser Arbeit.

[26] Vgl. Kasper / Poll (1995), S. 402.

[27] Vgl. Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.V. (2009), S. 3.

[28] Im Gegensatz zum Primärenergieverbrauch wird mit dem Endenergieverbrauch der Energieträgerverbrauch beim Endverbraucher bezeichnet, wodurch unmittelbar Nutzenergie erzeugt wird. Vgl. Bayer (2009), S. 10 und S. 45.

[29] Das Statistische Bundesamt definiert den Primärenergieverbrauch als: „Summe aus der Gewinnung von Primärenergieträgern im Inland, den Bestandsveränderungen sowie dem Außenhandelssaldo (Entstehungsseite) oder Summe aus Endenergieverbrauch, dem nicht-energetischen Verbrauch sowie dem Saldo im Umwandlungsbereich (Verwendungsseite).“ Siehe Bayer (2009), S. 47.

[30] Vgl. Bayer (2009), S. 6 f.

[31] Vgl. BMWi (2009b), S. 15 ff.

[32] Vgl. Bayer (2009), S. 28.

[33] Vgl. BMWi (2009b), S. 19.

[34] Obwohl der Braunkohlenanteil am Primärenergieverbrauch relativ stark im Betrachtungszeitraum gesunken ist, ist diese mit einem Verbrauch von 1553 PJ immer noch der wichtigste Energieträger in Deutschland. Ca. 90 % der geförderten Braunkohle wird für die Strom und Fernwärmeerzeugung eingesetzt. Vgl. Bayer (2009), S. 8.

[35] Vgl. Bayer (2009), S. 7.

[36] Der Anteil von Naturgasen am Primärenergieverbrauch stieg zwischen 1991 und 2008 um 4,9 %, wobei dabei der industrielle Verbrauch an Erdgasen um mehr als 12 % gestiegen ist. Vgl. Bayer (2009), S. 7 f.

[37] Im Vergleich dazu lag der Primärenergieverbrauch für das Jahr 1991 mit 14610 PJ um ca. 2 % höher. Diese Veränderung fand allerdings sehr ungleichmäßig statt und war dabei vor allem von den Entwicklungen der Konjunktur, der Witterung, der Temperatur und der Energiepreise beeinflusst. Vgl. Bayer (2009), S. 6.

[38] Vgl. Bayer (2009), S. 10.

[39] In der Vergangenheit ging beispielsweise ein solcher innovativer Impuls vom Kohlebergbau im Ruhrgebiet aus, der dort einen wirtschaftlichen Aufschwung bewirkte. Vgl. Nentwig (205), S. 175. Für die Gegenwart lässt sich in diesem Zusammenhang der Bau großer Windparks in der Nord- und Ostsee anführen. Z.B. soll 2011 der Windpark „Board Offshore 1“ in der Nordsee fertiggestellt sein. Dieser Windpark soll ca. 400 MW Leistung erzeugen und damit ca. 400.000 Haushalte mit Strom versorgen können. Vgl. Duerand / Kempkens (2009), S. 86.

[40] Vgl. Nentwig (2005), S. 175.

[41] Vgl. Rebhan (2002), S. 59.

[42] Bei der Betrachtung der Entwicklung der Beschäftigung und des Umsatzes fällt dabei auf, dass der Umsatz im Bereich der Elektrizitätsversorgung stark gestiegen ist, während die Zahl der Beschäftigten kontinuierlich abgenommen hat. Ein ähnliches Bild zeichnet sich auch im Bereich der Gaswirtschaft ab, wobei hier die Mitarbeiterzahl bei ca. 21.300 und der kumulierte Umsatz bei ca. 61 Milliarden Euro im Jahr 2007 lag. Vgl. Bayer (2009), S. 24.

[43] Vgl. Nentwig (2005), S. 175.

[44] Die Ordnungszahl oder auch Atomnummer spiegelt die in einem Atomkern vorhandene Protonenanzahl wieder. Vgl. Schmuck et al. (2008), S. 5.

[45] Vgl. Barthel (2002), S. 2.

[46] Die IAEA kategorisiert die Vorräte in vier Klassen: 1. „sichere und wahrscheinliche Vorräte“, 2. „Mögliche Vorräte“, 3. „prognostische Vorräte“ und 4. „spekulative Vorräte“. Diese Klassen werden nach den erwarteten Abbaukosten gegliedert. In der Regel sind dies drei Kostenkategorien mit 40 $/kg U, 80 $/kg U und 130 $/kg U Abbaukosten. Vgl. Barthel (2002), S. 7.

[47] Diese Rechnung geht nach Angaben des BMWi aus der Studie der IAEA „Uranium 2007: Resources, Production and Demand“ hervor. Vgl. BMWi (2009a), S. 28. Andere Quellen sprechen hierbei davon, dass die Uranreserven, die wirtschaftlich abbaubar sind, in ca. 34 Jahren aufgebraucht seien. Vgl. Gründinger (2006), S. 84.

[48] Vgl. BMWi (2009a), S. 23 f.

[49] Vgl. z.B. Achner et al. (2009), S. 13.

[50] Der Uranpreis ist mit ca. 5 % ein relativ kleiner Bestandteil des Gesamtstrompreises. Vgl. BMWi (2009a), S. 23.

[51] Vgl. BMWi (2009a), S. 23.

[52] Neutronen sind bei ihrer Freisetzung in der Regel sehr energiereich bzw. “schnell“. Durch einen sogenannten Moderator, der dazu dient die Neutronen abzubremsen, werden diese auf ca. 2000 m/s verlangsamt. Diese abgebremsten Neutronen werden als thermische Neutronen bezeichnet. Vgl. Siegel (1995), S. 13.

[53] Vgl. Siegel (1995), S. 13 f. Vgl. dazu auch Erdmann / Zweifel (2008), S. 273.

[54] Vgl. Siegel (1995), S. 15.

[55] Der Grund dafür ist, dass das Isotop 238 eine Bindungsenergie von 4,8 MeV aufweist, welche in dem Moment freigesetzt wird, in dem das letzte Neutron in den Urankern aufgenommen wird. Diese Bindungsenergie ist niedriger als die zur Anregung notwendige Energie von 6,5 MeV. Ungebremste Neutronen verfügen über diese Energiedifferenz als Bewegungsenergie und sind daher in der Lage auch die Spaltung des Isotops 238 zu ermöglichen. Vgl. Siegel (1995), S. 16 f.

[56] Plutonium ist ein radioaktives Schwermetall, das in der Natur kaum vorhanden ist. Lediglich in geringsten Spuren wurde es in alten Gesteinsformationen nachgewiesen. Die Menge an künstlichem Plutonium, die in Kernkraftwerken, sogenannten schnellen Brutreaktoren, erschaffen wird, ist dabei um einiges größer. Vgl. Siegel (1995) S. 17, Vossebrecker / Ebbinghaus / Stanculescu (1995) S. 91 und Stoll (1995), S. 548 ff.

[57] Vgl. Siegel (1995), S. 17.

[58] Vgl. BMU (2007), S. 162 und 163.

[59] Vgl. Volkmer (2007), S. 45 f.

[60] Vgl. Volkmer (2007), S. 45 und Koelzer (2010), S. 38 f.

[61] Vgl. Volkmer (2007), S. 44 und Koelzer (2010), S. 137.

[62] Dabei wird der gesamte Prozess so gesteuert, dass mehr Plutonium-239 erbrütet wird als für die Kernspaltung notwendig ist. Die Ausnutzung des Natururans ist in diesen Brutreaktoren ca. um das sechzigfache besser als in Leichtwasserreaktoren. Vgl. Volkmer (2007), S. 47.

[63] Vgl. Volkmer (2007), S.45 f. Vgl. dazu ausführlich Vossebrecker / Ebbinghaus / Stanculescu (1995), S. 91 ff.

[64] Vgl. Volkmer (2007), S. 48 und Koelzer (2010), S. 1 und S. 68.

[65] Vgl. Volkmer (2007), S. 50.

[66] Das Übereinkommen über nukleare Sicherheit oder auch Convention on Nuclear Safety (CNS) trat im Oktober 1996 in Kraft. Im Abstand von drei Jahren ist ein Überprüfungsprozess dieses Übereinkommens vorgesehen, welcher zuletzt vom 14. – 25. April 2008 in Wien stattfand (Vierter Überprüfungsprozess des Übereinkommens über nukleare Sicherheit). Vgl. Bundesamt für Strahlenschutz (2008), S. 1.

[67] Vgl. BMU (2007), S. 5 und S. 211.

[68] Vgl. BMU (2007), S. 162 und S. 163.

[69] Vgl. BMU (2007), S. 5.

[70] Vgl. BMU (2007), S. 9.

[71] Diese Anlage ist bereits stillgelegt und befindet sich im Abbauungszustand. Vgl. BMU (2007), S. 11.

[72] Diese Anlage befindet sich im Stilllegungszustand. Vgl. BMU (2007), S. 11.

[73] Diese Anlage befasst sich ausschließlich mit Reparaturen schadhafter Behälter. Vgl. BMU (2007), S. 11.

[74] Vgl. BMU (2007), S. 11.

[75] Die Inbetriebnahme von Schacht Konrad ist für das Jahr 2014 geplant, die Betriebszeit ist dabei auf bis zu 80 Jahre ausgelegt, dabei ist die Einlagerungskapazität auf 303.000 m3 Abfallgebindevolumen für den nationalen Bedarf beschränkt, das eine Gesamtaktivität von 5*1018 Becquerel aufweist. Vgl. BMU (2009d), S. 1.

[76] Die Erkundungsarbeiten in diesem potentiellen Endlagerstandort wurden ab 01.10.2000 aufgrund des Moratoriums für mindestens drei und höchstens zehn Jahre unterbrochen, da die damalige Bundesregierung zum einen die Eignungskriterien für Endlager weiterentwickeln wollte und zum anderen eine Überarbeitung des Gesamtkonzeptes der Endlagerung radioaktiver Abfälle anstrebte. Vgl. BMU (2009e), S. 1.

[77] Bis September 1998 war dieses Endlager in Betreib, ein Planfeststellungsverfahren zu dessen Stilllegung wurde bereits eingeleitet. Vgl. BMU (2007), S. 11.

[78] In den Jahren 1967 bis 1978 fand in der Schachtanlage Asse II bei Wolfenbüttel die Einlagerung schwach- und mittelradioaktive Abfälle statt, 1992 wurde die Forschungsarbeiten in dieser Schachtanlage eingestellt und mit der Änderung des Atomgesetzes vom 17.03.2009 wurde die Stilllegung der Schachtanlage Asse II beschlossen. Vgl. BMU (2009f), S. 1. Wie die WirtschaftsWoche am 25.01.2010 berichtete steht es um dieses ehemalige Versuchsendlager zur Erforschung der Risiken und Techniken der Einlagerung von radioaktivem Abfall nicht gut. Der Salzstock verformt sich und es sammelt sich immer wieder strahlendes Salzwasser an. Nach diesem Bericht lagern in Asse II 47000 m3 radioaktiver Abfall, den es zu sichern gilt. Der BfS-Präsident Wolfgang König sieht hierfür verschiedene Lösungsmöglichkeiten: die Abfallverlagerung in tiefer liegende Schichten des Salzstocks, die Bergung des radioaktiven Abfalls oder die Verfüllung des gesamten Bergwerks. Bei letzterer Möglichkeit wird über eine Bedeckung des radioaktiven Abfalls mit Serol-Beton, der strahlungsundurchlässig ist, bzw. die Flutung des Bergwerks mit Wasser, das derart mit Natrium-, Kalium- und Magnesiumchlorid angereichert wird, dass es kein zusätzliches Salz aus dem Salzstollen lösen kann, nachgedacht. Vgl. Kempkens (2010), S. 62 f.

[79] Vgl. BMU (2009c), S. 1 und Robinson (1995), S. 545 ff.

[80] Nach Art. 74 Nr. 11a GG erstreckt sich die konkurrierende Gesetzgebung u.a. auf: „die Erzeugung und Nutzung der Kernenergie zu friedlichen Zwecken, die Errichtung und den Betrieb von Anlagen, die diesen Zwecken dienen, den Schutz gegen Gefahren, die bei Freiwerden von Kernenergie oder durch ionisierende Strahlung entstehen, und die Beseitigung radioaktiver Stoffe“. Vgl. BMFT (1977), S. 367 und Art. 74 Nr. 11a GG.

[81] Das Atomgesetz wurde durch die Bekanntmachung vom 15. Juli 1985 (BGBI. I S.1565) neugefasst und zuletzt durch Art. 1 des Gesetzes vom 17. März 2009 (BGBI. I S. 556) geändert. Vgl. AtG (2009), S. 1.

[82] Vgl. BMFT (1977), S. 367.

[83] Im Gegensatz zur alten Fassung des Atomgesetzes, in welchem die Förderung der Kernenergie festgeschrieben war. Vgl. BMFT (1977), S. 369.

[84] Vgl. BT-Drs. 14/6890 (2001).

[85] Vgl. § 1 AtG.

[86] Siehe dazu auch Fußnote 70.

[87] Vgl. AtG (2009), S. 1 ff.

[88] Als vierte Zielsetzung wird oftmals auch die soziale Verträglichkeit genannt. Diese spielt v.a. beim Thema Kernenergie eine gewichtige Rolle, da die Akzeptanz der deutschen Bevölkerung gegenüber Kernkraftwerken sehr gering ist. Vgl. Brauch (1997), S. 12. Einer Umfrage des Meinungs-forschungsinstituts Emnid im Auftrag des Nachrichtensenders N24 zufolge halten 54 % der Deutschen die Energiegewinnung durch Kernkraftwerke für unsicher. Vgl. N24 (2009), S. 1.

[89] Vgl. Böske (2007), S. 27 und BMWi (2001), S. 10.

[90] Durch die Liberalisierung soll der Rahmen gesetzt werden, um Wettbewerb auf dem Gebiet der leistungsgebundenen Energien zu ermöglichen. Dazu wurde von der EU eine Richtlinie geschaffen (EU-Binnenmarktrichtlinie Elektrizität 96/92/EG), die von den Mitgliedsstaaten in nationales Recht umzusetzen war. Durch das Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) wurde diese Richtlinie in Deutschland am 24. April 1998 in deutsches Recht umgesetzt. Das EnWG wurde am 7. Juli 2005 neu gefasst, die Neufassung trat am 13. Juli 2005 in Kraft trat. Vgl. Konstantin (2009), S. 41 und EnWG (2005), S. 1.

[91] Vgl. Erdmann / Zweifel (2008), S. 9.

[92] Dagegen stehen natürlich das Risikopotential, das von einem Kernkraftwerk auf die Umwelt ausgeht und das immer noch nicht vollständig gelöste Problem der Endlagerung der radioaktiven Abfälle. Vgl. BMWi (2009a), S. 29.

[93] Die Kernenergie trägt in Deutschland mit einem Anteil von ca. 22 % zur Stromerzeugung bei. Vgl. BMWi (2009a), S. 28.

[94] Vgl. Tabelle 1, S. 5. Darüber hinaus besitzen neue Kernkraftwerke den Kostenvorteil sich nicht am Emissionszertifikatehandel beteiligen zu müssen. Vgl. BMWi (2009a), S. 28.

[95] Vgl. BT-Drs. 14/6890 (2001), S. 1 f. Vgl. auch § 1, Nr. 1, § 7, Nr. 1 und Nr. 1a AtG

Details

Seiten
128
Jahr
2010
ISBN (eBook)
9783640658985
ISBN (Buch)
9783640658848
Dateigröße
1.6 MB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v153578
Institution / Hochschule
Universität Hohenheim – Institut für Betriebswirtschaftslehre Fachgebiet Umweltmanagement
Note
2,3
Schlagworte
Wirkungen Frage Kompensationsmöglichkeit Erneuerbare Energien Atomenergie Atomwirtschaft Kernkraft Atomkraftwerke Kernenergie Windenergie Sonnenenergie Biomasse Wasserkraft Withdrawal from the nuclear energy program Thema Kernkraft

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Titel: Kernenergieausstieg. Ökonomische und ökologische Wirkungen und die Frage der Kompensationsmöglichkeit durch Erneuerbare Energien