Ein Blick auf die Kernenergie
Jörg Michels
Vor einem Jahr wurden die letzten drei deutschen Kernkraftwerke abgeschaltet – und damit das Kapitel der Stromproduktion aus Kernenergie in Deutschland beendet. Dieser weitreichenden Entscheidung voraus ging eine Naturkatastrophe – ein Tsunami, der in Folge eines schweren Erdbebens im Jahr 2011 Japan überflutete. Neben viel Leid und internationaler Betroffenheit löste dieser Tsunami auch Diskussionen über die friedliche Nutzung von Kernenergie zur Stromerzeugung aus.
Nicht nur in Deutschland kam es zu einer Neubewertung: In Italien scheiterte beispielsweise die geplante Wiedereinführung der dort seit 1990 nicht mehr genutzten Kernenergie. In der Schweiz und in Spanien wurden Neubauprojekte von Kernkraftwerken gestoppt. Andere Länder, beispielsweise Finnland und Frankreich, setzten allerdings nicht nur den Betrieb der vorhandenen Anlagen fort, sondern führten auch die laufenden Neubauprojekte weiter. In Deutschland wurde die gerade erst beschlossene Laufzeitverlängerung zurückgezogen und stattdessen der Ausstieg gesetzlich verankert. Unmittelbar nach dem Tsunami erfolgte die Abschaltung von acht deutschen Kernkraftwerken, für die weiteren neun, damals noch in Betrieb befindlichen Anlagen, wurde der sukzessive Ausstieg bis Ende 2022 festgeschrieben. Weltweit gingen zwischen 2011 und 2020 gemäß Angaben der IAEA rund 48 Gigawatt an Kernkraftkapazität vom Netz, weil 65 Reaktoren entweder endgültig abgeschaltet oder ihre jeweiligen Betriebsgenehmigungen nicht verlängert wurden. Dafür verlagerte sich in diesem Zeitraum der Schwerpunkt des Kernenergieausbaus nach Asien, wo allein insgesamt 59 Gigawatt an Kapazität hinzukamen.
Modellierung von Wasserstoffproduktionstechnologien in einem integrierten Energiesystem bei unterschiedlichen Kohlenstoffgrenzwerten
Stefan Ballok, Marco Cometto, Aliki van Heek und Eileen Langegger
Hauptziel der Studie ist es, zu untersuchen, wie sich der Energiemix und die Wasserstoffproduktion bei unterschiedlichen Kohlenstoffintensitäten, der Wasserstoffnachfrage und bei einer Änderung der wirtschaftlichen Randbedingungen über die Kosten kohlenstoffarmer Technologien entwickeln. Die Studie zielt auch darauf ab, zu verstehen, unter welchen Bedingungen Wasserstoff wirtschaftlich als saisonaler Speicher und Flexibilitätslieferant genutzt werden kann, um die Variabilität der erneuerbaren Energien auszugleichen. Die Studie zielt darauf ab, die langfristig optimale Kombination von Erzeugungsquellen zu ermitteln, um eine gegebene Nachfrage nach Strom und Wasserstoff zu minimalen wirtschaftlichen Kosten zu decken. Insgesamt ist die Kopplung des Wasserstoffsystems mit dem Stromsystem vorteilhaft, da sie durch die Bereitstellung von Flexibilität dazu beiträgt, den Anteil der erneuerbaren Energien zu erhöhen und damit die weitere Dekarbonisierung zu beschleunigen.
Stilllegungskosten von Kernkraftwerken – ein internationaler Überblick
Peter Hippauf
In den nächsten Jahren wird die Zahl der nuklearen Rückbauprojekte steigen und damit auch der Bedarf an realistischen Plänen und transparenten Kostenberechnungen. Die NIS erstellt seit mehr als 40 Jahren Stilllegungspläne und Kostenberechnungen für kerntechnische Anlagen in Deutschland und Europa, die insbesondere die Stilllegungsmassen, die radiologischen Bewertungen und die Projektzeitpläne umfassen. Ein Überblick über geplante Stilllegungsprojekte für Druckwasserreaktoren (DWR) in 6 europäischen Ländern zeigt Gesamtkosten zwischen 320 und 1.500 Millionen € pro Block. Höhere Stilllegungskosten werden durch eine größere Stilllegungsmasse (DWR-Größe) sowie durch das Preis- und Lohnniveau in den entsprechenden Ländern verursacht. Optimierte Projektpläne und die Erzielung von Skaleneffekten an Standorten mit mehreren Blöcken führen zu niedrigeren Durchschnittskosten pro Block.
AWiR: Ein beteiligungsorientiertes Change-Projekt im kerntechnischen Rückbau
Ralf Schimweg und Marco Steinbusch
Schutz von Kernkraftwerken gegen Einwirkungen aus Tsunamis und Starküberflutungen
Jens Wieneke
Der Schutz von Kernkraftwerken gegen Einwirkungen aus Tsunamis und Starküberflutungen ist von entscheidender sicherheitstechnischer Bedeutung, insbesondere angesichts der potenziell katastrophalen Auswirkungen solcher Ereignisse. Eine sinnvolle Strategie, um die Sicherheit von Kernkraftwerken zu erhöhen, stellt die Diversifizierung von Schutzvorrichtungen dar. Dadurch dass verschiedene Schutzmaßnahmen kombiniert werden, können mögliche Schwachstellen einzelner Systeme minimiert und die Gesamtsicherheit des Kraftwerks erhöht werden. So können zusätzliche Schutzeinrichtungen installiert werden, welche unabhängig von den bestehenden Überflutungsschutzmauern wirken. Diese zusätzlichen Schutzeinrichtungen könnten als ergänzende Sicherheitsmaßnahme dienen und die Gesamtwiderstandsfähigkeit des Kernkraftwerks gegen Einwirkungen aus Tsunamis und Starküberflutungen verbessern.
Nukleartechnologie gemäß Artikel 6.8 des Pariser Abkommens
Henrique Schneider
Artikel 6.8 des Pariser Abkommens ist in einzigartiger Weise geeignet, die verschiedenen Ziele des Abkommens mit verschiedenen Aktivitäten zu verbinden, die von den Vertragsparteien und in öffentlich-privaten Partnerschaften durchgeführt werden. Den teilnehmenden Parteien steht es frei, eine breite Palette von Aktivitäten im Rahmen dieser Bestimmung des Abkommens einzusetzen – solange ihre Minderungsergebnisse nicht zu handelbaren Einheiten führen. Aus diesem Grund ist die PA 6.8 flexibler als die finanziellen und technologischen Mechanismen des Abkommens. In der Tat scheint die Finanzierung von Nukleartechnologie und/oder die Durchführung gemeinsamer Forschungsarbeiten zu diesem Thema oder andere Aktivitäten, die als Technologietransfer gelten, der wahrscheinlichste Fall für den Einsatz von Nukleartechnologie unter PA 6.8 zu sein.
Kernkraftwerke weltweit: Schnellstatistik 2023
Redaktion
Ende 2023 waren 414 Kernkraftwerke in 33 Ländern weltweit in Betrieb. Die Zahl hat sich im Vergleich zum Vorjahresstichtag nicht verändert. Drei Kernkraftwerksblöcke haben den Betrieb aufgenommen, 2 haben nach längerem Betriebsstillstand den Betrieb wieder aufgenommen, 5 Blöcke wurden stillgelegt. Die installierte und verfügbare Kernkraftkapazität betrug 391 GWe brutto und 368 GWe netto. 6 neue Kernkraftwerksprojekte wurden mit Baubeginn in Angriff genommen. 56 Anlagen mit einer Gesamtleistung von 67 GWe brutto und 63 GWe netto in 16 Ländern befanden sich in Bau. Darüber hinaus befinden sich weltweit rund 200 Kernkraftwerksblöcke in 30 Ländern in der Projektierung.
Betriebserfahrungen mit Kernkraftwerken 2023
vgbe energy
Innerhalb der vgbe energy Ausschüsse wird seit mehr als 30 Jahren ein intensiver Austausch von Betriebserfahrungen mit Kernkraftwerken gepflegt. An diesem Erfahrungsaustausch sind Kernkraftwerksbetreiber aus mehreren europäischen Ländern beteiligt. Über im Jahr 2023 erzielte Betriebsergebnisse sowie sicherheitsrelevante Ereignisse, wichtige Reparaturmaßnahmen und besondere Umrüstmaßnahmen der drei deutschen Kernkraftwerke wird berichtet.
Quecksilberreduzierung in indonesischen Kohlekraftwerken - Strategie zur Einhaltung der Minamata-Konvention
Lesley Sloss, Wojciech Jacewicz, Edward Archer und Peter Nelson
Indonesien hat im September 2017 das UN-Minamata-Übereinkommen über Quecksilber ratifiziert und muss nun Maßnahmen ergreifen, um die Ziele des Übereinkommens zu erfüllen. Für den Kohlesektor bedeutet dies, ein Inventar der Quecksilberemissionen zu erstellen und diese Daten zu nutzen, um die kosteneffizientesten und geeignetsten Mittel zur Reduzierung von Quecksilber zu ermitteln. Dieser Bericht soll die indonesische Regierung bei der Entwicklung einer nationalen Strategie zur Verringerung der Quecksilberemissionen aus dem Kohleversorgungssektor unterstützen. Er konzentriert sich auf technische Lösungen und stellt, soweit möglich, fest, inwieweit diese für die indonesische Herausforderung geeignet sind.
Nachhaltige Finanzierung für die Energiewende nutzen
eurelectric
Veranstaltungsbericht vgbe/VÖU Expert Event River Management and Ecology 2024
vgbe energy
Veranstaltungsbericht – vgbe-Infotag Kommunale Strom- und Wärmeerzeugung
vgbe energy
Editorial
Jörg Michels
Vorsitzender Geschäftsführung
EnBW Kernkraft GmbH
Kernkraftwerk Philippsburg
Mitglied im Vorstand
des vgbe energy e.V.
Ein Blick auf die Kernenergie
Liebe Leserinnen und Leser des vgbe energy journals,
vor einem Jahr wurden die letzten drei deutschen Kernkraftwerke abgeschaltet – und damit das Kapitel der Stromproduktion aus Kernenergie in Deutschland beendet. Dieser weitreichenden Entscheidung voraus ging eine Naturkatastrophe – ein Tsunami, der in Folge eines schweren Erdbebens im Jahr 2011 Japan überflutete. Neben viel Leid und internationaler Betroffenheit löste dieser Tsunami auch Diskussionen über die friedliche Nutzung von Kernenergie zur Stromerzeugung aus.
Nicht nur in Deutschland kam es zu einer Neubewertung: In Italien scheiterte beispielsweise die geplante Wiedereinführung der dort seit 1990 nicht mehr genutzten Kernenergie. In der Schweiz und in Spanien wurden Neubauprojekte von Kernkraftwerken gestoppt. Andere Länder, beispielsweise Finnland und Frankreich, setzten allerdings nicht nur den Betrieb der vorhandenen Anlagen fort, sondern führten auch die laufenden Neubauprojekte weiter. In Deutschland wurde die gerade erst beschlossene Laufzeitverlängerung zurückgezogen und stattdessen der Ausstieg gesetzlich verankert. Unmittelbar nach dem Tsunami erfolgte die Abschaltung von acht deutschen Kernkraftwerken, für die weiteren neun, damals noch in Betrieb befindlichen Anlagen, wurde der sukzessive Ausstieg bis Ende 2022 festgeschrieben. Weltweit gingen zwischen 2011 und 2020 gemäß Angaben der IAEA rund 48 Gigawatt an Kernkraftkapazität vom Netz, weil 65 Reaktoren entweder endgültig abgeschaltet oder ihre jeweiligen Betriebsgenehmigungen nicht verlängert wurden. Dafür verlagerte sich in diesem Zeitraum der Schwerpunkt des Kernenergieausbaus nach Asien, wo allein insgesamt 59 Gigawatt an Kapazität hinzukamen.
Zwar befanden sich in Deutschland auch schon vor 2011 einige Kernkraftwerke im Rückbau, aber erst der Ausstiegsbeschluss führte zur Planung und Durchführung von Rückbauprojekten im großen Stil. Der Gesamtumfang an Rückbauvorhaben spiegelt sich dabei nicht nur in den Planungs- und Umsetzungsdauern in einer Größenordnung von rund zwei bis drei Dekaden, sondern auch im finanziellen Projektvolumen wider: Allein auf deutscher Betreiberseite bewegen sich die Gesamtkosten voraussichtlich in der Größenordnung eines mittleren zweistelligen Milliardenbetrages. Inzwischen liegen für fast alle deutschen Kernkraftwerke die Genehmigungen für Stilllegung und Abbau im atomrechtlichen Rahmen vor, einige Anlagen befinden sich im bereits weit fortgeschrittenen Rückbau.
Wie im Betrieb, so sind auch beim Rückbau Sorgfalt und Verantwortungsbewusstsein weiterhin gefragt. Neben den Anforderungen der nuklearen Sicherheit und des Strahlenschutzes gewinnen beispielsweise Fragestellungen zu Brandschutz, Arbeitssicherheit, Umweltschutz und Entsorgung zusätzliche Bedeutung. Auch wenn es in der Vergangenheit national wie international bereits viele Kernkraftwerke im Rückbau gab, erzeugte die Parallelität von über zwanzig Rückbauprojekten in Deutschland zuletzt nochmals einen deutlichen zusätzlichen Kompetenzgewinn und war Triebfeder für Innovationen. Nicht nur bei den deutschen Betreibern wurde ein entsprechender Erfahrungsschatz aufgebaut. Es entstand auch ein erweitertes Feld für nationale und internationale Dienstleister. Dies ist insbesondere mit Blick auf zukünftige Rückbauprojekte im internationalen Raum wertvoll. Der durch den vgbe geförderte internationale Erfahrungsaustausch trägt dazu bei, den Rückbau der Kernkraftwerke auch künftig nicht nur weiterhin sicher, sondern auch noch wirtschaftlicher und effizienter durchzuführen.
Aber nicht nur beim Rückbau von Kernkraftwerken ist dieser internationale Austausch von Relevanz. Im Lichte des Klimawandels und vor dem Hintergrund des Angriffskriegs Russlands auf die Ukraine erfuhr die Rolle der Kernenergie teilweise nochmals eine Neubewertung, insbesondere auch auf europäischer Ebene. So legte die EU-Kommission mit dem Regelwerk der Taxonomie Standards für ökologisches Wirtschaften fest. Die Kernenergie wurde darin im Jahr 2022 als nachhaltig eingestuft, was Investitionen in den Weiterbetrieb und Neubau von Kernkraftwerken förderte. In Deutschland führten die Unsicherheiten hinsichtlich der Energieversorgung Ende 2022 zu einer erneuten Gesetzesänderung. Damit wurde ein dreieinhalbmonatiger Weiterbetrieb der letzten drei Kernkraftwerke ermöglicht, welcher im Winterhalbjahr 2022/2023 zur Versorgungssicherheit und Netzstabilität beitrug, bevor auch diese drei Anlagen endgültig abgeschaltet wurden.
Auch wenn in Deutschland das Kapitel der Stromproduktion aus Kernenergie damit beendet ist, macht es Sinn, dass sich der vbge auch zukünftig mit dem Thema beschäftigt. Denn im internationalen Kontext finden neben dem Betrieb der vorhandenen und dem Bau von Kernkraftwerken der dritten Generation auch Forschung und Entwicklung an Reaktortypen der vierten Generation sowie an weiteren Konzepten, wie den Small Modular Reactors (SMR), weiterhin statt. Es ist daher nicht nur sinnvoll, sondern – im Interesse der Sicherheit der noch in Betrieb befindlichen Anlagen und der neuen Kernkraftwerke – geboten, die internationale Entwicklung auch weiterhin zu verfolgen und mitzugestalten. Neben der Technik und der Sicherheit müssen hierbei auch Fragestellungen zur Umsetzungsdauer und Wirtschaftlichkeit neuer Anlagen und Projekte betrachtet werden – auch im Vergleich zu anderen klimafreundlichen Alternativen.
Der Fachverband vgbe und seine internationalen Mitglieder verfügen über langjährige Erfahrungen und wichtige Kompetenzen im Betrieb von Kernkraftwerken, in deren Modernisierung und Rückbau sowie im Bereich Forschung und Entwicklung. Dies beinhaltet ein weites Feld an Fachkompetenzen, das von Technik, Strahlenschutz, Reaktorphysik und Chemie über Qualifizierung und Standardisierung bis hin zur nationalen und internationalen Regelwerksarbeit reicht. Über unterschiedliche Datenbanksysteme kann auf weitere Informationen, beispielsweise zum internationalen Erfahrungsrückfluss aus dem Betrieb der Anlagen, zugegriffen werden. Diese Erfahrungen und dieses Know-how auch zukünftig für den sicheren Betrieb und Rückbau von Kernkraftwerken nutzbar zu machen, ist und bleibt eines der erklärten Ziele des vgbe.