Kernenergie.pdf (2641.23KB) - Jugend und Wirtschaft
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I n p u t<br />
Aktuelles aus <strong>Wirtschaft</strong>, Politik <strong>und</strong> Gesellschaft<br />
für Schülerinnen <strong>und</strong> Schüler<br />
<strong>Kernenergie</strong><br />
Die Rolle der nuklearen Stromproduktion<br />
heute <strong>und</strong> in Zukunft<br />
JUGEND UND WIRTSCHAFT<br />
JEUNESSE ET ECONOMIE<br />
GIOVENTÙ ED ECONOMIA
Übersicht<br />
Kapitel 1:<br />
Ohne Strom steht vieles still<br />
Was haben Fernseher, Verkehrsampel,<br />
Kühlschrank <strong>und</strong> MP3-Player gemeinsam?<br />
Sie brauchen alle Strom. In der <strong>Wirtschaft</strong><br />
<strong>und</strong> in den Haushalten läuft heute nichts<br />
mehr ohne Strom. Die Basisdienstleistung<br />
«Strom» ist zum überlebenswichtigen<br />
Faktor geworden.<br />
Seite 4<br />
<strong>Wirtschaft</strong>, Gesellschaft<br />
Kapitel 4:<br />
Welche Rolle hat die<br />
<strong>Kernenergie</strong> in Zukunft?<br />
Klimawandel <strong>und</strong> steigende Preise für<br />
fossile Energieträger führen weltweit zu<br />
einem Comeback der <strong>Kernenergie</strong>. Zahlreiche<br />
Länder planen den Bau zusätzlicher<br />
Reaktoren. Und die Schweiz?<br />
Seite 11<br />
Technik, Politik, Gesellschaft, Ökologie<br />
Kapitel 6:<br />
Das geschieht mit den Abfällen<br />
In Kernkraftwerken, aber auch in der<br />
Medizin, Industrie <strong>und</strong> Forschung ent -<br />
stehen unterschiedliche radioaktive<br />
Abfälle. Die Entsorgung der Abfälle aus<br />
den Kernkraftwerken erfolgt über einen<br />
mehrstufigen Prozess <strong>und</strong> untersteht<br />
behördlicher Aufsicht.<br />
Seite 17<br />
Technik, Politik<br />
Kapitel 2:<br />
Stabilität ist alles –<br />
vom Kraftwerk zur K<strong>und</strong>schaft<br />
Strom produzieren ist nur die halbe<br />
Miete. Denn am Schluss muss der Strom<br />
bei den Verbraucherinnen <strong>und</strong> Verbrauchern<br />
sein. Wie aber kommt er da hin?<br />
Seite 7<br />
<strong>Wirtschaft</strong>, Technik<br />
Kapitel 3:<br />
Ausblick: Stromzukunft<br />
in der Schweiz<br />
Der gesamte Energiebedarf steigt weltweit<br />
an. Der wirtschaftliche Aufschwung<br />
in ehemaligen Schwellenländern wie<br />
Indien <strong>und</strong> China erzeugt eine grosse<br />
Nachfrage nach Öl, Gas <strong>und</strong> Kohle. Doch<br />
die Preise für diese Energieträger schwanken<br />
stark, <strong>und</strong> es sind in Zukunft grosse<br />
Preisanstiege zu erwarten. Diese Entwicklung<br />
könnte zu Verlagerungen auf andere<br />
Energieträger <strong>und</strong> zum verstärkten Einsatz<br />
von elektrischem Strom führen. Hinzu<br />
kommt, dass die Nutzung von Öl, Gas<br />
<strong>und</strong> Kohle zur globalen Klimaerwärmung<br />
beiträgt. CO 2 -freie, nachhaltige Stromproduktionsmethoden<br />
werden deshalb in<br />
Zukunft an Bedeutung gewinnen.<br />
Kapitel 5:<br />
Wie funktioniert<br />
ein Kernkraftwerk?<br />
In einem Kernkraftwerk wird wie bei<br />
anderen thermischen Kraftwerken aus<br />
Wärme Strom erzeugt. Als Brennstoff<br />
dient das chemische Element Uran, ein<br />
leicht radioaktives Metall, das sich durch<br />
eine hohe Energiedichte auszeichnet.<br />
Interview<br />
mit Horst-Michael Prasser<br />
Professor für <strong>Kernenergie</strong>systeme an<br />
der ETH Zürich.<br />
Interview<br />
mit Céline Boulet<br />
Studentin Masterstudiengang<br />
Nukleartechnik.<br />
Seite 9<br />
Politik, Ökologie<br />
Seite 16<br />
Technik<br />
Seite 20<br />
<strong>Kernenergie</strong> | Input 1/2009 | Seite 3
Ohne Strom<br />
steht vieles still<br />
Was haben Fernseher, Verkehrsampel, Kühlschrank <strong>und</strong> MP3-Player<br />
gemeinsam? Sie brauchen alle Strom. In der <strong>Wirtschaft</strong> <strong>und</strong> in den<br />
Haushalten läuft heute nichts mehr ohne Strom. Die Basisdienstleistung<br />
«Strom» ist zum überlebenswichtigen Faktor geworden.<br />
Seit den Fünfzigerjahren des letzten<br />
Jahrh<strong>und</strong>erts ist der Energieverbrauch<br />
in der Schweiz stark angestiegen. Dies<br />
gilt für fossile Brennstoffe (Erdöl, Erdgas,<br />
Benzin) ebenso wie für Strom.<br />
Die steigenden Verbrauchszahlen<br />
sind auf das stetige Wachstum von<br />
Konsum <strong>und</strong> <strong>Wirtschaft</strong> sowie den<br />
Wunsch nach mehr Mobilität zurückzuführen.<br />
Aufgr<strong>und</strong> der überdurchschnittlich<br />
warmen Witterung in den<br />
Wintermonaten, die den Heizverbrauch<br />
senkte, war 2007 erstmals<br />
seit 10 Jahren ein geringfügiger<br />
Rückgang des Energieverbrauchs in<br />
der Schweiz zu verzeichnen. Dass es<br />
sich dabei aber um eine Ausnahme<br />
handelte, zeigt die Tatsache, dass<br />
der Verbrauch 2008 wieder angestiegen<br />
ist, <strong>und</strong> zwar um 2,3%. Strom ist<br />
aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken.<br />
Strom in der Industrie <strong>und</strong><br />
im Dienstleistungssektor<br />
Ohne Strom steht die <strong>Wirtschaft</strong> still:<br />
Für sie ist er ein unabdingbarer Produktionsfaktor.<br />
Eine konkurrenzfähige<br />
Schweizer <strong>Wirtschaft</strong> ist auf eine<br />
zuverlässige <strong>und</strong> günstige Strom -<br />
versorgung angewiesen. Seit 1995<br />
haben Industrie- <strong>und</strong> Dienstleistungssektor<br />
zusammen Jahr für Jahr mehr<br />
Strom verbraucht. 2007 hat sich der<br />
Verbrauch erstmals wieder stabilisiert.<br />
Nur mit Strom spielt die Musik: Openairs <strong>und</strong> andere Gross -<br />
veranstaltungen verbrauchen beträchtliche Mengen Elektrizität.<br />
Strom im Haushalt<br />
Verdorbene Lebensmittel sind dank<br />
Kühlschrank <strong>und</strong> Tiefkühltruhe selten<br />
geworden. Elektrische Geräte erleichtern<br />
den Alltag <strong>und</strong> tragen zu einem<br />
hohen Lebens- <strong>und</strong> Ges<strong>und</strong>heitsstandard<br />
bei: Staubsauger, Waschmaschine,<br />
Geschirrspüler <strong>und</strong> ein stetig steigendes<br />
Angebot an Unterhaltungselektronik<br />
gehören heute zu den angenehmen<br />
Selbstverständlichkeiten.<br />
Doch dieses komfortable Leben lässt<br />
den Stromverbrauch Jahr für Jahr ansteigen:<br />
Im Vergleich mit den Stromkonsumierenden<br />
aus Industrie, Ge-<br />
werbe <strong>und</strong> Dienstleistung nahm der<br />
Verbrauch im Haushalts bereich in<br />
den letzten 35 Jahren überdurchschnittlich<br />
zu. Am meisten Strom benötigen<br />
Geräte, die Wärme oder Käl-<br />
Wichtige Masse/Einheiten (SI-Einheitensystem)<br />
Leistungseinheit für Stromproduktion <strong>und</strong> -verbrauch<br />
1 Watt = 1 Joule / 1 Sek<strong>und</strong>e (1 Joule = 0,239 Kalorien)<br />
1000 Watt = 1 Kilowatt (kW)<br />
1’000’0000 Watt = 1000 kW = 1 Megawatt (MW)<br />
Energieeinheit für Stromproduktion <strong>und</strong> -verbrauch<br />
1 Kilowattst<strong>und</strong>e (kWh) = 1000 x 1 Watt x 1 St<strong>und</strong>e<br />
1000 kWh = 1 Megawattst<strong>und</strong>e (MWh)<br />
1’000’000 kWh = 1000 MWh = 1 Gigawattst<strong>und</strong>e (GWh)<br />
1’000’000’000 kWh = 1’000’000 MWh = 1000 GWh = 1 Terrawattst<strong>und</strong>e (1TWh)<br />
Anwendungsbeispiel: Mit 1 kWh kann man etwa 10 St<strong>und</strong>en fernsehen<br />
(LCD- Gerät), ein Zimmer mit einer 40-Watt-Glühbirne 25 St<strong>und</strong>en lang beleuchten<br />
oder mit einem Mittelklassewagen gut 1 km weit fahren (Richtwerte).<br />
<strong>Kernenergie</strong> | Input 1/2009 | Seite 4
te erzeugen (z.B. Kühl- <strong>und</strong> Gefrierschränke,<br />
Kochherde <strong>und</strong> Backöfen).<br />
Volkswirtschaftliche Bedeutung<br />
der Elektrizitätswirtschaft<br />
Die Schweizer Stromproduktion über -<br />
nimmt nicht nur eine wichtige Versorgungsfunktion.<br />
Die Elektrizitätswirtschaft<br />
ist auch aus regional-, beschäftigungs-<br />
<strong>und</strong> finanzpolitischer<br />
Sicht ein bedeutsamer Industriezweig,<br />
denn:<br />
in der Schweiz arbeiten r<strong>und</strong><br />
20’000 Menschen im Bereich der<br />
Elektrizitätswirtschaft. Die Bedeutung<br />
dieser Arbeitsplätze wird<br />
dadurch erhöht, dass sie sich zu<br />
einem grossen Teil in eher abgelegenen,<br />
wirtschaftlich schwächeren<br />
Gebieten befinden.<br />
jährlich werden über zwei Milliarden<br />
Franken von den Unternehmen<br />
der Strombranche in Immobilien,<br />
Anlagen, Geräte <strong>und</strong> Beteiligungen<br />
investiert. Von diesen<br />
Investitionen leben weitere Unternehmen<br />
<strong>und</strong> Arbeitnehmende.<br />
r<strong>und</strong> eine Milliarde Franken Steuern<br />
<strong>und</strong> Abgaben bezahlen die<br />
Elektrizitätsunternehmen jährlich<br />
der öffentlichen Hand (B<strong>und</strong>, Kantone,<br />
Gemeinden). Sie beliefern<br />
ihre Standorte mit Gratisstrom<br />
oder mit Strom zu Vorzugsbe -<br />
dingungen. Davon profitieren in<br />
grossem Masse auch die Gebirgskantone.<br />
Der Verbrauch steuert<br />
die Produktion<br />
Strom lässt sich nicht speichern (ausser<br />
in kleinen Mengen in Batterien).<br />
Was wir r<strong>und</strong> um die Uhr an Strom –<br />
ohne Vorbestellung – aus der Steckdose<br />
beziehen, muss im selben<br />
Moment von einem Generator in<br />
einem Kraftwerk erzeugt werden.<br />
Damit das Übertragungsnetz nicht<br />
zusammenbricht, muss so viel elektrischer<br />
Strom ins Netz geleitet werden,<br />
wie die Konsumenten aus dem gleichen<br />
Netz zum selben Zeitpunkt<br />
verbrauchen. In den Netzstellen der<br />
Stromverb<strong>und</strong>unternehmen wird die<br />
Produktion gesteuert: Je nach Stromverbrauch<br />
werden einzelne Turbinen<br />
von Speicherwerken – manuell<br />
oder ferngesteuert – zu- bzw. abgeschaltet.<br />
Beim Stromverbrauch gibt es Bedarfsspitzen<br />
<strong>und</strong> Zeiten mit geringer<br />
Energieverbrauch in der Schweiz<br />
nach Energieträgern in Terajoule<br />
(1 Terajoule = 0.2778 GWh, Einheiten siehe Seite 4)<br />
1’000’000 TJ Übrige erneuerbare Energien<br />
800’000<br />
600’000<br />
400’000<br />
200’000<br />
Fernwärme<br />
Elektrizität<br />
Gas<br />
Treibstoffe<br />
Erdölbrennstoffe<br />
Industrieabfälle<br />
Kohle<br />
Holz<br />
0<br />
1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2009<br />
Der Energieverbrauch in der Schweiz hat sich seit Mitte der 1950er-Jahre<br />
mehr als vervierfacht. Quelle: BFE 2009<br />
Stromverbrauch nach K<strong>und</strong>engruppen<br />
Industrie,<br />
verarbeitendes<br />
Gewerbe 32,8%<br />
Landwirtschaft 1,7%<br />
Verkehr 8,2%<br />
Haushalt 30,5%<br />
Dienstleistungen 26,8%<br />
Im Jahr 2007 entfielen r<strong>und</strong> 60% des gesamten Stromverbrauchs auf Industrie,<br />
Gewerbe <strong>und</strong> Dienstleistungen. In Industrie <strong>und</strong> Gewerbe dient der Strom vor<br />
allem der Herstellung von Gütern. Die privaten Haushalte verbrauchen r<strong>und</strong> einen<br />
Drittel der gesamten Stromproduktion der Schweiz. Quelle: BFE 2009<br />
<strong>Kernenergie</strong> | Input 1/2009 | Seite 5
Stromproduktion im Tagesverlauf<br />
(MW)<br />
10000<br />
9000<br />
8000<br />
7000<br />
6000<br />
5000<br />
4000<br />
3000<br />
2000<br />
1000<br />
Speicherkraftwerke<br />
Laufkraftwerke<br />
Konv. thermische Kraftwerke<br />
Kernkraftwerke<br />
wenn viele Elektroboiler nach einigen<br />
St<strong>und</strong>en Aufladezeit wieder<br />
abschalten, herrscht in der zweiten<br />
Nachthälfte eine Stromnachfrage-Flaute.<br />
Wochenzyklus: Im Laufe der Woche<br />
schwankt der Strombedarf<br />
ebenfalls. An Werktagen, wenn in<br />
Fabriken <strong>und</strong> Büros gearbeitet<br />
wird <strong>und</strong> alle Geschäfte offen<br />
sind, wird mehr Strom verbraucht<br />
als an den Wochenenden.<br />
Saisonaler Zyklus: Wenn im Winterhalbjahr<br />
die Tage kürzer werden,<br />
erhöht sich die Nachfrage<br />
nach Strom: Die frühe Dämmerung<br />
wird mit elektrischem Licht<br />
kompensiert, Warmwasseraufbereitung<br />
<strong>und</strong> Heizung benötigen<br />
Strom, es wird häufiger warm gegessen.<br />
Zudem haben Bergbahnen<br />
<strong>und</strong> Skilifte Hochsaison.<br />
0<br />
0 4 8 12 16 20 24h<br />
Die Stromproduktion während eines Tages richtet sich nach dem Bedarf der Stromkun -<br />
dinnen <strong>und</strong> -k<strong>und</strong>en. Die Laufkraftwerke an den Flüssen <strong>und</strong> die Kernkraftwerke liefern<br />
Bandenergie. Die Speicherkraftwerke in den Alpen sind für die Bereitstellung von<br />
Spitzenstrom wichtig. Quelle: VSE 2008<br />
Nachfrage. Dementsprechend ist der<br />
Preis für den elektrischen Strom während<br />
der Bedarfsspitzen höher als bei<br />
tiefer Nachfrage. Spitzenstrom ist<br />
deshalb teurer als Bandenergie.<br />
Gr<strong>und</strong>sätzlich folgt der Stromverbrauch<br />
drei Zyklen:<br />
Tageszyklus: Morgens, wenn in<br />
vielen Betrieben die Arbeit beginnt,<br />
<strong>und</strong> gegen Mittag, wenn<br />
überall gekocht, aber auch noch<br />
gearbeitet wird, steigt der Stromverbrauch<br />
stark an. Nach der<br />
abendlichen «Freizeitspitze» <strong>und</strong><br />
BEGRIFFE<br />
Bandenergie (Bandstrom): Strommenge, die r<strong>und</strong> um die Uhr<br />
produziert wird <strong>und</strong> den Gr<strong>und</strong>bedarf an Strom deckt.<br />
Generator: Maschine, in der mechanische in elektrische Energie<br />
umgewandelt wird.<br />
Kernkraftwerk (Atomkraftwerk): Kraftwerk, in dem Wärme durch<br />
die Spaltung von Uran gewonnen <strong>und</strong> anschliessend mittels Dampfturbinen<br />
<strong>und</strong> Generator Strom erzeugt wird.<br />
Laufkraftwerk (Flusskraftwerk, Laufwasserkraftwerk): Wasserkraftwerk,<br />
welches das geringe Gefälle von Flüssen zur Stromerzeugung<br />
nutzt.<br />
Speicherkraftwerk: Wasserkraftwerk, das Wasser in einem Stausee<br />
speichert, um es nach Bedarf für die Stromproduktion zu nutzen.<br />
Spitzenstrom (Spitzenenergie): Strom, der produziert wird, um<br />
die Bedarfsspitzen am Morgen, Mittag <strong>und</strong> Abend zu decken.<br />
Turbine: Maschine, welche die Energie von strömendem Gas,<br />
Dampf oder Wasser mit einem Schaufelrad in mechanische Energie<br />
umwandelt.<br />
Die Stromnachfrage wird durch unterschiedliche<br />
Typen von Kraftwerken<br />
befriedigt. Bei Fluss- bzw. Laufkraftwerken<br />
hängt die Stromproduktion<br />
direkt von der momentan vorhandenen<br />
Wassermenge ab, ihre Produktionsmenge<br />
lässt sich nur geringfügig<br />
steuern. Auch bei Kernkraftwerken<br />
ist der Produktionsspielraum<br />
begrenzt. Lauf- <strong>und</strong> Kernkraftwerke<br />
produzieren deshalb meist unter Volllast.<br />
Sie übernehmen die Basisver -<br />
sorgung (Bandenergie). Gut reguliert<br />
werden kann dagegen die Produk -<br />
tionsmenge der Speicherkraftwerke<br />
in den Alpen durch das Zu- oder<br />
Abschalten einzelner Turbinen. In der<br />
Schweiz dienen die Speicherkraftwerke<br />
dazu, die Bedarfsspitzen zu<br />
decken (Spitzenstrom). In Ländern<br />
ohne Stauseen liefern Gas-, Öl- oder<br />
Kohlekraftwerke den begehrten Spitzenstrom.<br />
REPETITIONSFRAGEN<br />
1. Welche Bedeutung hat der Strom im Energie-<br />
Mix?<br />
2. Welche Rolle spielen die Kernkraftwerke für<br />
die Stromversorgung in der Schweiz?<br />
3. Interpretieren Sie die Grafik «Stromproduktion<br />
im Tagesverlauf» in eigenen Worten.<br />
4. Welcher Unterschied besteht zwischen Bandenergie<br />
<strong>und</strong> Spitzenstrom?<br />
5. Erklären Sie die volkswirtschaftliche Bedeutung<br />
der Stromwirtschaft in zwei bis drei Sätzen.<br />
<strong>Kernenergie</strong> | Input 1/2009 | Seite 6
Stabilität ist alles – vom<br />
Kraftwerk zur K<strong>und</strong>schaft<br />
Strom produzieren ist nur die halbe Miete. Denn am Schluss muss<br />
der Strom bei den Verbraucherinnen <strong>und</strong> Verbrauchern sein.<br />
Wie aber kommt er da hin?<br />
Strom kommt bekanntlich aus der<br />
Steckdose. In der Schweiz ist das<br />
eine Selbstverständlichkeit, die mit<br />
dem Begriff «Versorgungssicherheit»<br />
umschrieben wird. Was aber bedeutet<br />
Versorgungssicherheit? Auf den<br />
Strom bezogen heisst dies, dass jederzeit<br />
genügend Produktions- <strong>und</strong><br />
Leistungskapazi täten vorhanden sein<br />
müssen. Darüber hinaus muss die<br />
Spannung im Stromnetz stets stabil<br />
gehalten werden. Dies geschieht<br />
gr<strong>und</strong>sätzlich mit dem Zu- <strong>und</strong> Abschalten<br />
von Turbinen. Ist zu viel<br />
Strom im Netz, dann wird Blindstrom<br />
produziert, d.h. der Generator eines<br />
Kraftwerkes nimmt Strom aus dem<br />
Netz auf. Grosse unvorhersehbare<br />
Leistungsschwankungen gefährden<br />
die Netzstabilität <strong>und</strong> damit unmit -<br />
telbar die Versorgungssicherheit. Sie<br />
können schnell zu flächendeckenden<br />
Stromausfällen führen.<br />
Vom Kraftwerk zur K<strong>und</strong>schaft<br />
Der Weg des Stroms beginnt in den<br />
Generatoren des Kraftwerks. Für den<br />
Transport über Höchstspannungsleitungen<br />
erhöhen Transformatoren die<br />
Spannung des Stroms auf 230’000<br />
Volt (230 kV) oder 380’000 Volt<br />
(380 kV). Je höher die Spannung,<br />
desto geringer die Transportverluste.<br />
Möglichst nahe bei den Verbraucherinnen<br />
<strong>und</strong> Verbrauchern wird<br />
die Spannung in Unterwerken für<br />
die Grob- <strong>und</strong> Feinverteilung wieder<br />
reduziert. Mittelspannungsleitungen<br />
leiten den Strom zu Grossverbrauchern<br />
(z.B. Industriek<strong>und</strong>en) <strong>und</strong> zu<br />
den Transformatorenstationen in den<br />
Quartieren <strong>und</strong> Dörfern. Dort wird<br />
der Strom in die haushaltsübliche<br />
Spannung von 230 bzw. 400 Volt<br />
umgewandelt <strong>und</strong> in jedes Haus verteilt.<br />
R<strong>und</strong> 80% der fast 250’000 Kilometer<br />
(=sechsfacher Erdumfang) des<br />
schweizerischen Mittel- <strong>und</strong> Niederspannungsnetzes<br />
wurden in der Erde<br />
verlegt, das r<strong>und</strong> 6700 Kilometer lange<br />
Höchstspannungsnetz ist vorwiegend<br />
als Freileitungsnetz ausgebaut.<br />
Eine Erdverlegung von Hochspannungskabeln<br />
wird aus ökologischen,<br />
wirtschaftlichen, rechtlichen <strong>und</strong><br />
technischen Gründen abgelehnt.<br />
Die Endverbraucher beziehen ihren<br />
Strom nicht direkt von einem<br />
Kraftwerk, sondern von Energieversorgungsunternehmen,<br />
vielerorts ist<br />
dies ein Stadt- oder Gemeindewerk.<br />
Dieses bestimmt den Verkaufspreis<br />
für die Endk<strong>und</strong>schaft. Preisunterschiede<br />
sind daher das Resultat von<br />
unterschiedlichen Vereinbarungen<br />
zwischen den Gemeinde-, Kantons<strong>und</strong><br />
Überlandwerken, verschieden<br />
hohen Gestehungskosten (je nach<br />
Produktionsart) sowie unterschiedlich<br />
hohen Durchleitungskosten.<br />
Netzverb<strong>und</strong> Schweiz<br />
<strong>und</strong> Europa<br />
Die Schweizer Stromversorgung ist<br />
dezentral aufgebaut. Wenige grosse<br />
<strong>und</strong> h<strong>und</strong>erte von kleineren Kraft-<br />
werken speisen Strom ins Netz ein.<br />
Das macht Sinn, denn je mehr Kraftwerke<br />
an einem Stromnetz angeschlossen<br />
sind, desto kleiner wird das<br />
Risiko von Unterbrüchen aufgr<strong>und</strong><br />
von Überlastungen oder Störungen<br />
im Leitungsnetz. Schon sehr früh<br />
haben deshalb die schweizerischen<br />
Elektrizitätsgesellschaften begonnen,<br />
ihre Netze zusammenzuschliessen.<br />
Seit dem 15. Dezember 2006 ist eine<br />
nationale Netzgesellschaft (swissgrid)<br />
für den Betrieb des Schweizer<br />
Höchstspannungsnetzes verantwortlich.<br />
Die swissgrid überwacht, führt<br />
<strong>und</strong> steuert das Übertragungsnetz<br />
<strong>und</strong> regelt den Zugang nach einheitlichen<br />
<strong>und</strong> transparenten Kriterien.<br />
Sie ermöglicht den Ausgleich von<br />
Energieüberfluss <strong>und</strong> Energiemangel<br />
zwischen einzelnen Regionen, eine<br />
bessere Auslastung <strong>und</strong> damit den<br />
wirtschaftlichen Betrieb der Kraftwerke<br />
sowie eine hohe Versorgungssicherheit<br />
als Voraussetzung für eine<br />
gut funktionierende <strong>Wirtschaft</strong>.<br />
Die Schweiz steht mit ihrem<br />
Stromnetz aber nicht isoliert da, die<br />
Rückgrat der Stromversorgung: Das Schweizer Hochspannungsnetz<br />
wird stark beansprucht, insbesondere an den Landesgrenzen.<br />
<strong>Kernenergie</strong> | Input 1/2009 | Seite 7
A<br />
C<br />
Vom Kraftwerk zur K<strong>und</strong>schaft<br />
Über mehrere Netzebenen mit abnehmend hoher Spannung gelangt der Strom<br />
vom Kraftwerk zur Steckdose. Quelle: VSE 2008<br />
europäischen Hochspannungsnetze<br />
sind ebenfalls miteinander verb<strong>und</strong>en.<br />
Stromproduktion <strong>und</strong> Transport<br />
von elektrischer Energie lassen sich so<br />
optimieren. Zudem können Pannen<br />
<strong>und</strong> Störungen kurzfristig überbrückt<br />
werden, was die Versorgungssicherheit<br />
nochmals erhöht. Doch das<br />
schweizerische Höchstspannungsnetz<br />
hat heute vielerorts die Grenzen<br />
seiner Leistungskapazität erreicht.<br />
Gerade an der nördlichen Landes-<br />
Stromaustausch mit dem Ausland<br />
F<br />
18,7<br />
10,8<br />
Jahr<br />
Winter<br />
Ausfuhrsaldo 2008<br />
1,135 TWh<br />
D<br />
0,6 2,8<br />
20,2<br />
grenze wird es zunehmend schwierig,<br />
Strom in unser Land einzuführen.<br />
Wer neue Hochspannungsleitungen<br />
bauen will, stösst allerdings oft auf<br />
Widerstand <strong>und</strong> sieht sich mit einer<br />
Flut von Einsprachen konfrontiert,<br />
denn Strommasten stören das Landschaftsbild.<br />
Strom als Handelsware<br />
Der europäische Stromverb<strong>und</strong> bewährt<br />
sich nicht nur bei Pannen <strong>und</strong><br />
Ein- <strong>und</strong> Ausfuhrsaldo 2007 der schweizerischen Stromwirtschaft<br />
in Milliarden kWh. Quelle: BFE 2009<br />
I<br />
10,2<br />
übrige Länder<br />
0,3<br />
0,2<br />
1,3<br />
1,2<br />
A<br />
Einfuhrsaldo Winter 2007/2008<br />
4,429 TWh<br />
Störungen, sondern bildet die Gr<strong>und</strong>lage<br />
für den internationalen Stromhandel.<br />
Strom wird heute dort gekauft,<br />
wo er gerade am günstigsten<br />
produziert wird. So bezieht Italien,<br />
das über zwanzig Prozent seines<br />
Stroms einführen muss, Strom aus<br />
Kohlekraftwerken in Tschechien. Eine<br />
entsprechende Menge Strom wird<br />
dann über das europäische <strong>und</strong><br />
schweizerische Leitungsnetz nach<br />
Italien geliefert. Zugleich ist Strom<br />
auch ein Gut, das wie Aktien oder<br />
Optionen gehandelt wird. Dies geschieht<br />
an speziellen Börsen wie der<br />
European Energy Exchange (EEX) in<br />
Leipzig.<br />
Um ihre Strombedarfsspitzen zu<br />
decken, kaufen ausländische Gesellschaften<br />
Schweizer Spitzenstrom. In<br />
der Nacht <strong>und</strong> am Wochenende,<br />
wenn wenig Strom verbraucht wird,<br />
stellt die Schweiz ihre Kraftwerke<br />
in den Alpen ab. So bleibt das<br />
wertvolle Wasser in den Stauseen.<br />
Mit preisgünstiger Bandenergie wird<br />
in schwach ausgelasteten Zeiten das<br />
Wasser wieder in die Stauseen hochgepumpt.<br />
Nicht nur im Laufe des Tages, sondern<br />
auch saisonal ergeben sich Produktionsunterschiede.<br />
Nach der<br />
Schneeschmelze im Sommer laufen<br />
die Turbinen der Laufkraftwerke auf<br />
Hochtouren, in den Sommermonaten<br />
benötigen wir aber weniger Strom.<br />
Der überschüssige Strom aus Wasserkraft<br />
wird dann exportiert. Umgekehrt<br />
wird im Winterhalbjahr in der<br />
Schweiz bis zu 20% mehr Strom verbraucht.<br />
Die Flüsse führen jedoch im<br />
Winter bedeutend weniger Wasser<br />
als im Sommer, Niederschläge fallen<br />
in Form von Schnee. In der kalten<br />
Jahreszeit hängt die Stromversorgung<br />
der Schweiz daher stark von<br />
den Kernkraftwerken <strong>und</strong> Stromimporten<br />
ab.<br />
REPETITIONSFRAGEN<br />
1. Welche Vorteile bringt das euro -<br />
päische Stromverb<strong>und</strong>netz aus der<br />
Sicht der Schweiz?<br />
2. Woher wird ausländischer Strom<br />
überwiegend importiert? Wohin<br />
wird Schweizer Strom vor allem<br />
ex portiert?<br />
<strong>Kernenergie</strong> | Input 1/2009 | Seite 8
Ausblick: Stromzukunft<br />
in der Schweiz<br />
Der gesamte Energiebedarf steigt weltweit an. Der wirtschaftliche Aufschwung in<br />
ehemaligen Schwellenländern wie Indien <strong>und</strong> China erzeugt eine grosse Nachfrage<br />
nach Öl, Gas <strong>und</strong> Kohle. Doch die Preise für diese Energieträger schwanken stark,<br />
<strong>und</strong> es sind in Zukunft grosse Preisanstiege zu erwarten. Diese Entwicklung könnte<br />
zu Verlagerungen auf andere Energieträger <strong>und</strong> zum verstärkten Einsatz von elek -<br />
trischem Strom führen. Hinzu kommt, dass die Nutzung von Öl, Gas <strong>und</strong> Kohle<br />
zur globalen Klimaerwärmung beiträgt. CO 2 -freie, nachhaltige Stromproduktions -<br />
methoden werden deshalb in Zukunft an Bedeutung gewinnen.<br />
Zunehmender Stromverbrauch<br />
Im Juli 2007 hat das B<strong>und</strong>esamt für<br />
Energie (BFE) seine «Energieperspektiven<br />
2035» aktualisiert. Darin wird<br />
aufgezeigt, in welche Richtung sich<br />
der Energieverbrauch im Allgemeinen<br />
sowie der Stromverbrauch im<br />
Speziellen in den nächsten zwei Jahrzehnten<br />
entwickeln könnten. In seinem<br />
ersten Szenario «Weiter wie<br />
bisher» geht das BFE von einer Zunahme<br />
der Stromnachfrage um 29%<br />
bis 2035 aus. Auch bei zunehmenden<br />
Spar- <strong>und</strong> Lenkungsmassnahmen<br />
sowie technischem Fortschritt<br />
rechnet das BFE in zwei weiteren<br />
Szenarien mit einem Anstieg des<br />
Stromverbrauchs um 13 bis 22,5%.<br />
Selbst im vierten Szenario einer<br />
«2000-Watt-Gesellschaft» reduziert<br />
sich der Stromverbrauch lediglich<br />
um r<strong>und</strong> 2%. Diese Einschätzung<br />
beruht auf der Annahme, dass der<br />
klimaschädliche Erdölverbrauch zwar<br />
halbiert werden kann, aber teilweise<br />
durch nachhaltigere Formen der<br />
Stromproduktion als Energiequelle<br />
ersetzt wird (siehe Kasten). Auch eine<br />
Studie der Energieversorgungsgruppe<br />
Axpo rechnet künftig mit steigendem<br />
Stromverbrauch: Das Plus soll<br />
zunächst 1 bis 2% jährlich betragen,<br />
sich bis 2050 aber auf 0,5 bis 1% reduzieren.<br />
Rückläufige<br />
Produktionskapazitäten<br />
Während alle Prognosen eine mehr<br />
oder weniger starke Zunahme des<br />
Stromverbrauchs erwarten lassen,<br />
wird in der Schweiz im gleichen Zeitraum<br />
weniger Strom zur Verfügung<br />
Die Energieetikette zeigt den<br />
Energieverbrauch eines Geräts an.<br />
stehen. Ab dem Jahr 2018 laufen die<br />
Strom-Importverträge mit der Electricité<br />
de France (EDF) schrittweise aus.<br />
Diese Bezugsrechte haben einen<br />
Umfang von r<strong>und</strong> 2000 MW, was in<br />
etwa der Leistung der beiden grossen<br />
Schweizer Kernkraftwerke Gösgen<br />
<strong>und</strong> Leibstadt entspricht. Das Ende<br />
der Betriebsdauer der ersten Kernkraftwerke<br />
in der Schweiz (Beznau 1<br />
<strong>und</strong> 2, Mühleberg) steht zwar noch<br />
nicht fest, ist aber absehbar. Gleichzeitig<br />
werden auch im Ausland Kernkraftwerke<br />
aus Altersgründen schrittweise<br />
abgeschaltet. Hinzu kommt,<br />
dass die Schweiz mit ihrem Stromhunger<br />
nicht alleine dasteht, auf dem<br />
europäischen Markt dürfte elektrischer<br />
Strom sogar schon früher<br />
knapp werden als bei uns. Aus all diesen<br />
Gründen ist in naher Zukunft mit<br />
einem beträchtlichen Rückgang an<br />
Importmöglichkeiten sowie an inländischer<br />
Produktion zu rechnen.<br />
Stromlücke<br />
Die gegenläufige Entwicklung von<br />
Stromverbrauch <strong>und</strong> -produktion<br />
stellt langfristig eine Herausforderung<br />
dar. Laut B<strong>und</strong>esamt für Energie<br />
ist ab 2018 bis 2020 damit zu rech-<br />
Energie sparen bei höherem Stromverbrauch:<br />
kein Widerspruch<br />
Werden alte Öl- oder Elektroheizungen durch Wärmepumpen ersetzt, lässt sich der gleiche<br />
Nutzen (angenehme Raumtemperatur) mit weniger Aufwand (Strommenge) erzielen. Massnahmen<br />
für eine verbesserte Energieeffizienz können aber auch zu einem höheren Stromverbrauch<br />
führen. Dass dies kein Widerspruch sein muss, zeigt das folgende Beispiel: Wird<br />
eine Ölheizung durch eine Wärmepumpe ersetzt, wird insgesamt Energie gespart – in diesem<br />
Fall Öl. Für den Betrieb der Wärmepumpe wird etwa ein Drittel der ursprünglichen Energie<br />
benötigt, die Wärmepumpe braucht jedoch Strom – entsprechend steigt der Verbrauch. Ein<br />
weiteres Beispiel: Minergie-Häuser verbrauchen gegenüber herkömmlichen Häusern weniger<br />
Energie. Um eine kontrollierte Wohnungslüftung zu ermöglichen, müssen in Minergie-<br />
Häusern aber Ventilatoren eingesetzt werden, die mit Strom betrieben werden.<br />
<strong>Kernenergie</strong> | Input 1/2009 | Seite 9
Entwicklung von Stromproduktion <strong>und</strong> -bedarf<br />
in der Schweiz<br />
TWh<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
Landesverbrauch plus Verbrauch der Speicherpumpen Sz. I<br />
In der umfassenden Studie «Energieperspektiven 2035» entwirft das BFE verschiedene<br />
Szenarien: Je nach Verbrauchsentwicklung ist spätestens um 2020 in der Schweiz mit<br />
einer wachsenden Stromversorgungslücke zu rechnen, falls keine neuen Kraftwerke<br />
gebaut werden. Das gilt selbst für das Szenario einer 2000-Watt-Gesellschaft (Szenario IV),<br />
das von einer wesentlichen Steigerung der Energieeffizienz <strong>und</strong> einer rückläufigen<br />
Stromnachfrage ausgeht. Quelle: BFE 2007<br />
Szenario I<br />
Szenario II<br />
Szenario III<br />
Szenario IV<br />
0<br />
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050<br />
Winterhalbjahr<br />
■ <strong>Kernenergie</strong> ■ Bezugsrechte ■ Wärme-Kraft-Kopplungs-<br />
■ Wasserkraft ■ Erneuerbare Energien <strong>und</strong> fossile Kraftwerke<br />
nen, dass im durchschnittlichen Winterhalbjahr<br />
die Nachfrage nach Strom<br />
nicht mehr durch die inländische<br />
Stromproduktion (inklusive Bezugsrechte)<br />
gedeckt werden kann. Dies<br />
würde die Versorgungssicherheit für<br />
Haushalte <strong>und</strong> Unternehmen gefährden<br />
<strong>und</strong> hätte eine massive Verteuerung<br />
des Stroms zur Folge. Damit<br />
wäre auch der <strong>Wirtschaft</strong>sstandort<br />
Schweiz geschwächt. «Die Zahlen<br />
müssen uns aufrütteln», befand<br />
denn auch BFE-Direktor Walter Steinmann<br />
anlässlich der Präsentation der<br />
ersten Studienergebnisse seines B<strong>und</strong>esamtes.<br />
BEGRIFFE<br />
Nachhaltige Entwicklung: Nachhaltig ist eine Entwicklung, die unter Berücksichtigung<br />
von ökologischen, ökonomischen <strong>und</strong> gesellschaftlichen Aspekten die heutigen Bedürfnisse<br />
deckt, ohne zu riskieren, dass künftige Generationen ihre Bedürfnisse nicht befriedigen<br />
können. Die drei Aspekte bedingen sich gegenseitig <strong>und</strong> werden als gleichbedeutend<br />
angesehen.<br />
Energieeffizienz / Stromeffizienz: Wirkungsgrad der aufgewendeten Energie bzw.<br />
des aufgewendeten Stroms, also das Verhältnis von Nutzen zu Aufwand.<br />
Minergie (-Standard): Der Minergie-Standard ist ein freiwilliger Baustandard <strong>und</strong> Qualitätslabel<br />
für Gebäude. Der Begriff steht für einen sparsamen Energieeinsatz <strong>und</strong> die breite<br />
Nutzung erneuerbarer Energien bei gleichbleibender bzw. verbesserter Lebensqualität.<br />
2000-Watt-Gesellschaft: Eine an der ETH Zürich entwickelte energiepolitische Vision,<br />
die vorsieht, dass jeder Mensch ohne Verzicht auf Lebensqualität mit r<strong>und</strong> einem Drittel<br />
des heutigen Energieverbrauchs auskommen soll. Dies entspricht dem Durchschnittswert<br />
von 2000 Watt Dauerleistung (durchschnittlicher Verbrauch r<strong>und</strong> um die Uhr während<br />
des ganzen Jahres) pro Person. Für den Stromverbrauch würde dies bedeuten, dass eine<br />
Reduktion von heute 1200 Watt auf ca. 1’000 Watt anzustreben wäre. Das Hauptspar -<br />
potenzial wird bei den fossilen Energieträgern gesehen (Mobilität, Heizung).<br />
Strom sparen <strong>und</strong><br />
neue Kraftwerke<br />
Einen wichtigen Beitrag zur Vermeidung<br />
künftiger Versorgungsprobleme<br />
leistet in diesem Zusammenhang<br />
das Stromsparen, einerseits durch<br />
Verringerung des Stromverbrauchs,<br />
andererseits durch Erhöhung der<br />
Stromeffizienz. In einer Studie im<br />
Auftrag des BFE schätzt das Beratungsunternehmen<br />
Infras, dass allein<br />
in Schweizer Haushalten mit effizienteren<br />
Geräten <strong>und</strong> einem bewussteren<br />
Umgang mit Strom r<strong>und</strong> 6,7 Milliarden<br />
kWh eingespart werden<br />
könnten. Das ist ein Drittel des gesamten<br />
Stromverbrauchs von Privaten.<br />
Was können die Haushalte konkret<br />
tun?<br />
EIne gute Möglichkeit im Haushalt<br />
Strom zu sparen, bietet sich beim<br />
Kauf neuer Geräte: Jedes Gerät trägt<br />
inzwischen eine Energieetikette mit<br />
einer Skala, die angibt, ob es im<br />
Gebrauch besonders energieeffizient<br />
(Energieklasse A) oder stromfressend<br />
(G) ist. Vor allem bei Grossgeräten<br />
wie Kochherd, Kühlschrank, Tiefkühltruhe,<br />
Waschmaschine, Tumbler,<br />
Geschirrspüler oder Luftbefeuchter<br />
lassen sich durch den Kauf von Produkten<br />
der Energieklasse A bedeutende<br />
Einsparungen erzielen, die<br />
gleichzeitig das Portemonnaie spürbar<br />
entlasten. Auch sind derzeit<br />
Bestrebungen im Gange, besonders<br />
verschwenderische Geräte in der<br />
Schweiz zu verbieten.<br />
Allerdings werden selbst grosse<br />
Sparanstrengungen wohl nicht ausreichen,<br />
um die drohende Stromlücke<br />
zu schliessen. Damit stellt sich die<br />
Frage, welche Art von Kraftwerken<br />
neu gebaut werden sollen, um auch<br />
in Zukunft eine sichere, wirtschaftliche<br />
<strong>und</strong> umweltschonende Stromversorgung<br />
zu gewährleisten.<br />
REPETITIONSFRAGEN<br />
1. Weshalb kann eine Verbesserung der<br />
Energieeffizienz zu einem erhöhten<br />
Stromverbrauch führen?<br />
2. Weshalb gehen die Prognosen von<br />
einer rückläufigen Stromproduktion<br />
in der Schweiz ab dem Jahr 2020<br />
aus?<br />
3. Wie lässt sich im Haushalt ohne<br />
Komfortverlust Strom sparen?<br />
<strong>Kernenergie</strong> | Input 1/2009 | Seite 10
Welche Rolle hat die<br />
<strong>Kernenergie</strong> in Zukunft?<br />
Klimawandel <strong>und</strong> steigende Preise für fossile Energieträger führen<br />
weltweit zu einem Comeback der <strong>Kernenergie</strong>. Zahlreiche Länder<br />
planen den Bau zusätzlicher Reaktoren. Und die Schweiz?<br />
Die <strong>Kernenergie</strong> entwickelte sich in<br />
den ersten 50 Jahren ihrer zivilen<br />
Nutzung zu einer wichtigen Stütze<br />
der weltweiten Stromversorgung.<br />
Nach dem Start im Jahr 1956 mit<br />
dem Werk Calder Hall in England<br />
stieg die Leistung rasant an: Im Jahr<br />
1965 betrug sie gut 5000 Megawatt,<br />
Ende 2007 über 375’000 Megawatt,<br />
das entspricht r<strong>und</strong> 16% der weltweiten<br />
Stromproduktion.<br />
Der wachsende Strombedarf sowie<br />
die stark gestiegenen Öl- <strong>und</strong><br />
Gaspreise haben mittlerweile weltweit<br />
zu einem Bauboom geführt.<br />
Gegenwärtig sind 48 Kernkraftwerke<br />
im Bau, davon 29 in Asien (vor allem<br />
in China, Indien <strong>und</strong> Südkorea), 14 in<br />
Osteuropa sowie je 1 in Finnland <strong>und</strong><br />
Frankreich. Zahlreiche weitere sind in<br />
Planung.<br />
Schweiz: Wasserkraft<br />
<strong>und</strong> <strong>Kernenergie</strong><br />
In der Schweiz stammen r<strong>und</strong> 55%<br />
der Stromproduktion von Wasserkraftwerken.<br />
Daneben werden zurzeit<br />
fünf Kernkraftwerke an vier<br />
Standorten betrieben: Beznau 1 <strong>und</strong><br />
2, Mühleberg, Gösgen <strong>und</strong> Leibstadt.<br />
Diese haben 2008 r<strong>und</strong> 40% des<br />
Stroms produziert. Konventionellthermische<br />
<strong>und</strong> neue erneuerbare<br />
Energien lieferten im selben Jahr zusammen<br />
ca. 5% des Stroms.<br />
Sollten die bestehenden Kernkraftwerke<br />
in der Schweiz ab 2020<br />
schrittweise abgeschaltet werden,<br />
reichen wohl auch grössere Sparanstrengungen<br />
nicht aus, um die Versorgungslücke<br />
zu schliessen – zumal<br />
der Stromverbrauch weiter steigen<br />
dürfte.<br />
Stromimporte sind auf Dauer keine<br />
Lösung; denn die Schweiz begibt<br />
sich damit in eine grosse Abhängigkeit<br />
vom Ausland, was die Versorgungssicherheit<br />
gefährden kann.<br />
Aufgr<strong>und</strong> der zunehmenden Stromknappheit<br />
in unseren Nachbarstaaten<br />
ist ausserdem mit steigenden<br />
Strompreisen zu rechnen. Es ist somit<br />
von Vorteil, den Strom weiterhin im<br />
eigenen Land zu produzieren.<br />
Vor diesem Hintergr<strong>und</strong> wurden<br />
2008 in der Schweiz zum ersten Mal<br />
seit Jahrzehnten wieder Rahmenbewilligungsgesuche<br />
für die Errichtung<br />
von Kernkraftwerken eingereicht.<br />
Nach den Plänen des Stromkonzerns<br />
Alpiq (vormals Atel) soll im solothurnischen<br />
Niederamt neben dem bestehenden<br />
Kernkraftwerk Gösgen ein<br />
neues Kernkraftwerk gebaut wer-<br />
Kühltürme wie jene in Gösgen (Bild) oder Leibstadt (Titelseite) sind keine Besonderheit von Kernkraftwerken:<br />
Auch bei anderen thermischen Kraftwerken wie beispielsweise Kohlekraftwerken sieht man sie<br />
häufig. Die Fahne, die dem Kühlturm entsteigt, besteht aus reinem Wasserdampf.<br />
<strong>Kernenergie</strong> | Input 1/2009 | Seite 11
Kernkraftwerke weltweit<br />
Russland<br />
31<br />
Kanada<br />
22<br />
USA<br />
104<br />
Armenien<br />
Pakistan 2<br />
1<br />
China<br />
11<br />
Japan 54<br />
Südkorea 20<br />
Mexiko<br />
2<br />
Indien<br />
17<br />
Taiwan<br />
6<br />
Brasilien<br />
2<br />
Südafrika<br />
2<br />
2<br />
Argentinien<br />
Anzahl Kernkraftwerke weltweit: 441<br />
Gesamtleistung: 372’700 Megawatt<br />
Anteil an der weltweiten Stromproduktion: 16%<br />
4 Finnland<br />
Schweden<br />
Grossbritannien<br />
10<br />
19<br />
Niederlande 1 Litauen<br />
1<br />
Deutschland<br />
Belgien 7 17<br />
Tschech. R. 15<br />
6<br />
Ukraine<br />
4 Slowakei<br />
Frankreich 59<br />
5<br />
4<br />
Schweiz<br />
1 Ungarn 2 Rumänien<br />
Spanien<br />
Slowenien<br />
8<br />
2 Bulgarien<br />
Der Anteil der <strong>Kernenergie</strong> an der Stromversorgung<br />
in Ländern mit Kernkraftwerken reicht von 2% (China)<br />
bis 77% (Frankreich). In Westeuropa beträgt er<br />
durchschnittlich r<strong>und</strong> ein Drittel. Quelle: Nuklearforum Schweiz, 2009<br />
den. Die Stromkonzerne Axpo <strong>und</strong><br />
BKW planen je ein Ersatzkraftwerk,<br />
um die bestehenden Werke (Beznau<br />
1 <strong>und</strong> 2, Mühleberg) an den entsprechenden<br />
Standorten zu ersetzen. Die<br />
Gesuche werden derzeit von den zuständigen<br />
Behörden geprüft <strong>und</strong> falls<br />
der B<strong>und</strong>esrat die Rahmenbewilligung<br />
erteilt, geht das Geschäft zur<br />
Genehmigung ans Parlament. Gegen<br />
den Entscheid des Parlaments kann<br />
ein fakultatives Referendum ergriffen<br />
werden, weshalb das letzte Wort<br />
mit grosser Wahrscheinlichkeit das<br />
Schweizer Stimmvolk haben wird.<br />
Heute nimmt man an, dass eine entsprechende<br />
Abstimmung nicht vor<br />
2013 stattfinden wird.<br />
Stromproduktion:<br />
vielfältige Anforderungen<br />
Die Produktion grosser Strommengen<br />
ist sehr anspruchsvoll: Kraft -<br />
werke müssen nicht bloss Strom<br />
produzieren, sie müssen auch zur<br />
Ver sorgungssicherheit beitragen. Die<br />
Schweiz braucht vor allem Bandenergie.<br />
Dies bedeutet, dass die Produk -<br />
<strong>Kernenergie</strong> | Input 1/2009 | Seite 12
Stromproduktion <strong>und</strong> Treibhausgase<br />
Treibhausgasemissionen (CO2-Äquivalente)<br />
in Gramm pro Kilowattst<strong>und</strong>e<br />
1250<br />
1000<br />
750<br />
500<br />
250<br />
0<br />
1231<br />
Braunkohle<br />
1078<br />
Steinkohle<br />
885<br />
Erdöl<br />
Der Schweizer Strom-Mix setzt sich aus 40% <strong>Kernenergie</strong> <strong>und</strong> 55% Wasserkraft<br />
zusammen. Die Stromproduktion erfolgt weitgehend ohne CO 2 -Ausstoss. Aus<br />
diesem Gr<strong>und</strong> zählt die Schweiz zu den Ländern mit der klimafre<strong>und</strong>lichsten<br />
Stromproduktion. Dies schlägt sich auch im gesamten CO 2 -Ausstoss unseres<br />
Landes nieder: Mit einem jährlichen CO 2 -Ausstoss von etwa 6 Tonnen pro Kopf<br />
schneidet die Schweiz im Vergleich mit anderen westlichen Ländern ausge -<br />
sprochen gut ab. Quelle: Paul Scherrer Institut, 2007<br />
tionsanlagen beständig <strong>und</strong> planbar<br />
Strom liefern müssen. Ausserdem ist<br />
es wünschenswert, dass die Stromproduktion<br />
nicht allzu stark vom Ausland<br />
abhängig ist. Gleichzeitig sollte<br />
sie auch wirtschaftlich, d.h. nicht zu<br />
teuer sein. Neue Kraftwerke haben<br />
aber noch weitere Anforderungen zu<br />
erfüllen: Ihre Produktionsart sollte<br />
sich mit dem auch von der Schweiz<br />
im Rahmen des internationalen Klimaschutzes<br />
unterzeichneten Kyoto-Protokoll<br />
vereinbaren lassen. Zudem<br />
muss die Art der Stromproduktion<br />
von der Bevölkerung akzeptiert<br />
werden.<br />
Zur Auswahl stehen insbesondere<br />
die Weiternutzung der <strong>Kernenergie</strong>,<br />
der Ausbau der Wasserkraft, Gaskombikraftwerke<br />
sowie die Förderung<br />
neuer Technologien zur Nutzung<br />
erneuerbarer Energien wie<br />
Wind- <strong>und</strong> Sonnenenergie.<br />
644<br />
Erdgas<br />
Werte für die heutigen durchschnittlichen<br />
Stromversorgungssysteme in Europa<br />
<strong>und</strong> in der Schweiz<br />
426<br />
Gaskombi<br />
8<br />
<strong>Kernenergie</strong><br />
78<br />
<strong>Kernenergie</strong>: eine Frage der<br />
gesellschaftlichen Akzeptanz<br />
Die Kernkraftwerke produzieren<br />
gleichmässig grosse Mengen an<br />
Strom (Bandenergie) <strong>und</strong> leisten damit<br />
einen bedeutenden Beitrag zur<br />
Netzstabilität <strong>und</strong> Versorgungssicherheit.<br />
Strom aus Kernkraft lässt zudem<br />
kaum Treibhausgase entstehen <strong>und</strong><br />
hilft, die Reduktionsziele beim CO 2 -<br />
Ausstoss besser zu erreichen (siehe<br />
Grafik).<br />
4<br />
Wasserkraft<br />
Fotovoltaik<br />
17<br />
Wind<br />
Der von den Kernkraftwerken genutzte<br />
Brennstoff Uran stammt überwiegend<br />
aus Ländern mit stabilen<br />
politischen Verhältnissen, ganz im<br />
Gegensatz zu Erdöl <strong>und</strong> Gas. Uran ist<br />
verhältnismässig preisstabil <strong>und</strong> auch<br />
in Zukunft ausreichend vorhanden –<br />
anders als Gas oder Erdöl, deren Preise<br />
stark schwanken <strong>und</strong> sich nach<br />
Ansicht von Fachleuten in Zukunft<br />
deutlich nach oben bewegen werden.<br />
Betrachtet man die gesamten<br />
Gestehungskosten für Strom aus<br />
Kernkraftwerken, so liegen diese bei<br />
4 bis 5 Rappen pro kWh, was vergleichsweise<br />
günstig ist.<br />
Ungünstig ist bei den Kernkraftwerken<br />
jedoch die lange Bewilligungs-<br />
<strong>und</strong> Bauzeit von r<strong>und</strong> 15 Jahren.<br />
Ausserdem produzieren Kernkraftwerke<br />
radioaktive Abfälle.<br />
Die technische Machbarkeit eines<br />
Tiefenlagers für solche Abfälle in der<br />
Schweiz ist wissenschaftlich anerkannt.<br />
Damit ist zwar eine zentrale<br />
gesetzliche Voraussetzung für den<br />
Bau eines neuen Kernkraftwerks in<br />
der Schweiz erfüllt, trotzdem regt<br />
sich in möglichen Standortregionen<br />
jeweils starker gesellschaftlicher <strong>und</strong><br />
politischer Widerstand. Denn trotz<br />
vielfältiger Sicherheitsmassnahmen<br />
bleibt beim Betrieb eines Kernkraftwerkes<br />
das Restrisiko eines Unfalls<br />
mit mehr oder weniger grossen Schä-<br />
In der Schweiz liefern Wasserkraftwerke r<strong>und</strong> 55% des Stroms<br />
<strong>und</strong> bilden somit die wichtigste Stromquelle – 40% werden durch<br />
Kernkraftwerke produziert. Die Turbinen von Laufkraftwerken<br />
werden vom Wasser eines Flusses angetrieben. Im Bild das Aare-<br />
Kraftwerk Wildegg-Brugg.<br />
<strong>Kernenergie</strong> | Input 1/2009 | Seite 13
Die Sonnenenergie für die Stromproduktion zu nutzen, ist sehr teuer.<br />
Sinnvoll ist hingegen, die Sonne für die Erwärmung von Wasser zu<br />
nutzen: Im Bild eine Solaranlage im Aathal, Kanton Zürich.<br />
Gespaltene Meinungen zur <strong>Kernenergie</strong><br />
Das B<strong>und</strong>esamt für Energie liess im Juli 2008 erstmals eine repräsentative Umfrage<br />
bei 1026 Schweizer Bürgerinnen <strong>und</strong> Bürgern aus allen Landesteilen durchführen.<br />
Die wichtigsten Resultate:<br />
52% der Befragten sprechen sich eher oder vollständig gegen die nukleare<br />
Stromproduktion aus, 40% befürworten sie. In der Schweiz zeigt sich damit<br />
eine stärkere Ablehnung der <strong>Kernenergie</strong> als in der EU, wo sich nur 45% gegen<br />
die <strong>Kernenergie</strong> aussprechen.<br />
Wenn es eine sichere <strong>und</strong> dauerhafte Lösung für die Entsorgung radioaktiver<br />
Abfälle gäbe, würden 37% der <strong>Kernenergie</strong>-Gegner ihre Meinung ändern.<br />
Die Mehrheit (53%) allerdings würde sie weiterhin ablehnen. Personen, die<br />
sich gut über radioaktive Abfälle informiert fühlen, befürworten die <strong>Kernenergie</strong><br />
eher.<br />
Beträchtliche Mehrheiten der Befragten sehen aber auch Vorteile der <strong>Kernenergie</strong>,<br />
dies insbesondere in der Diversifizierung der Energiequellen (66%) sowie in<br />
der Verringerung der Treibhausgasemissionen (65%) <strong>und</strong> der Reduzierung der<br />
Erdölabhängigkeit (57%).<br />
77% der Befragten sehen die grössten Nachteile der <strong>Kernenergie</strong> im Unfallrisiko<br />
<strong>und</strong> in der Gefahr von terroristischen Anschlägen. 72% könnten sich zudem<br />
nicht vorstellen, in der Nähe eines Kernkraftwerks zu leben.<br />
Eine ähnliche, ebenfalls repräsentative Umfrage (2205 Personen) wurde im Oktober<br />
2008 im Auftrag der Fachgruppe swissnuclear zum neunten Mal durchgeführt.<br />
Auch sie bestätigt die gespaltene Haltung der Bürgerinnen <strong>und</strong> Bürger, zeigt aber<br />
einen positiven Trend zugunsten der <strong>Kernenergie</strong> auf:<br />
70% der Befragten erachten die bestehenden Kernkraftwerke für die Schweizer<br />
Stromversorgung als notwendig, 23% sind gegenteiliger Ansicht.<br />
79% halten die Schweizer Kraftwerke als eher sicher, nur 15% erachten sie als<br />
eher unsicher.<br />
46% vertreten die Ansicht, dass es zusätzliche Kernkraftwerke braucht, während<br />
44% denken, dass diese dank Stromsparens überflüssig sind.<br />
Bei einer Abstimmung über den Ersatz für ein Kernkraftwerk innerhalb Wochenfrist<br />
würden 47% der Befragten mit Ja <strong>und</strong> 43% mit Nein stimmen.<br />
Quellen: BFE 2008, swissnuclear 2008<br />
den für Mensch <strong>und</strong> Umwelt bestehen.<br />
Die Zukunft der <strong>Kernenergie</strong><br />
hängt wesentlich von ihrer gesellschaftlichen<br />
Akzeptanz ab. Aktuelle<br />
Umfragen zeigen, dass die Schweizer<br />
Bevölkerung bezüglich neuer Kernkraftwerke<br />
gespalten ist (siehe Kasten).<br />
Im November 2008 hat die<br />
Stimmbevölkerung der Stadt Zürich<br />
eine Verfassungsänderung gutgeheissen,<br />
die eine Reduktion der CO 2 -<br />
Emissionen <strong>und</strong> den langfristigen<br />
Ausstieg aus der <strong>Kernenergie</strong> vorsieht.<br />
Ähnliche Vorlagen sind auch in<br />
anderen Städten in Vorbereitung.<br />
Wer sich gegen die Stromproduktion<br />
durch Kernkraftwerke ausspricht,<br />
muss Alternativen benennen.<br />
Welche sind das? Können diese den<br />
Anforderungen an eine zukunfts -<br />
gerichtete Stromproduktion gerecht<br />
werden?<br />
Wasserkraft:<br />
nur begrenzt ausbaufähig<br />
Strom aus Wasser ist sauber <strong>und</strong> klimafre<strong>und</strong>lich;<br />
es entstehen keine klimaschädigenden<br />
Treibhausgase. Die<br />
riesigen Vorkommen der erneuer -<br />
baren Ressource Wasser in der<br />
Schweiz machen uns auch unabhängiger<br />
vom Ausland. Die Stromproduktion<br />
in Laufkraftwerken liefert<br />
wichtige Bandenergie für die Gr<strong>und</strong>versorgung.<br />
Die Speicherkraftwerke<br />
sichern die Stromversorgung in Spitzenzeiten.<br />
Der Strom für Bandenergie<br />
ist mit 4 bis 13 Rappen pro kWh<br />
günstig. Gemäss der «Energieperspektive<br />
2035» des B<strong>und</strong>esamtes für<br />
Energie sind die vorteilhaften Standorte<br />
aber mehrheitlich genutzt. Die<br />
BFE-Fachleute rechnen nicht damit,<br />
dass grosse Neuprojekte eine Chance<br />
hätten. Die Gründe liegen in den<br />
langwierigen Bewilligungsverfahren<br />
<strong>und</strong> im Umweltschutz.<br />
Gaskraftwerke:<br />
schlecht fürs Klima<br />
Mit Gaskombikraftwerken können<br />
grosse Strommengen <strong>und</strong> Wärme<br />
produziert werden. Kraftwerke dieser<br />
Art sind in der Lage, bei der Stromproduktion<br />
einen Teil der Basisversorgung<br />
zu übernehmen, sie können<br />
dank ihrer schnellen Reaktionszeiten<br />
aber auch auf Bedarfsspitzen reagieren.<br />
Die in einem Gaskombikraftwerk<br />
produzierte Wärme wird als Fernwär-<br />
<strong>Kernenergie</strong> | Input 1/2009 | Seite 14
me zu Heizzwecken genutzt. Kraftwerke<br />
dieser Art sind in kurzer Zeit<br />
gebaut <strong>und</strong> produktiv. Um den<br />
Strombedarf im Jahr 2020 zu decken,<br />
müssten fünf bis zehn solche Kraftwerke<br />
gebaut werden. Negativ fällt<br />
ins Gewicht, dass das für die Stromproduktion<br />
nötige Gas aus Russland<br />
eingeführt werden muss. Damit<br />
steigt die Auslandsabhängigkeit. Zudem<br />
ist der Gaspreis in der letzten<br />
Zeit stark gestiegen, <strong>und</strong> die Kosten<br />
des Stroms aus Gaskombikraftwerken<br />
sind zu 70% vom Gaspreis abhängig.<br />
Schliesslich setzen Gaskraftwerke<br />
CO 2 frei <strong>und</strong> tragen zur globalen<br />
Klimaerwärmung bei. Die Produktionskosten<br />
werden auf 8 bis 12 Rappen<br />
pro kWh geschätzt.<br />
Wind- <strong>und</strong> Sonnenenergie:<br />
natürliche Grenzen<br />
Windkraftwerke liefern sauberen,<br />
ökologischen Strom. Die erneuerbare<br />
Windenergie boomt im Ausland, etwa<br />
an der Nordsee – also dort, wo<br />
der Wind regelmässig bläst, <strong>und</strong> wo<br />
genügend Platz für grosse Windparks<br />
vorhanden ist. In der Schweiz finden<br />
BEGRIFFE<br />
Fakultatives Referendum: Nach Artikel 141 der B<strong>und</strong>esverfassung können 50’000<br />
Stimmberechtigte oder acht Kantone innerhalb von 100 Tagen nach der Veröffentlichung<br />
eines vom Parlament verabschiedeten Beschlusses eine Volksabstimmung über diesen<br />
Beschluss verlangen.<br />
Fernwärme: Wärme, die von einer zentralen Wärmeerzeugungsanlage stammt <strong>und</strong> über<br />
ein Leitungssystem für Raumheizung <strong>und</strong> Wassererwärmung zur K<strong>und</strong>schaft transportiert<br />
wird.<br />
Konventionell-thermisches Kraftwerk: Kraftwerk, in dem Wärme durch die Verbrennung<br />
fossiler Brennstoffe (Kohle, Erdöl, Erdgas) gewonnen <strong>und</strong> in Dampfturbinen Strom<br />
erzeugt wird.<br />
Neue erneuerbare Energien: Zu den neuen erneuerbaren Energien, die in der Schweiz<br />
für die Stromproduktion eingesetzt werden, zählen die folgenden: Kehrichtverbrennung,<br />
Biomasse (u.a. Holz, Biogas aus Landwirtschaft), Biogas (aus Abwasserreinigung), Wind<strong>und</strong><br />
Sonnenenergie (Photovoltaik).<br />
Kyoto-Protokoll: Das Kyoto-Protokoll wurde 1997 in Kyoto (Japan) beschlossen. Das<br />
Abkommen verpflichtet die Industrieländer zu konkreten Reduktionen ihrer Treibhausgas-<br />
Emissionen. So hat sich zum Beispiel die Schweiz dadurch verpflichtet, die Treibhausgas-<br />
Emissionen gegenüber 1990 um 8% zu reduzieren. Das Kyoto-Protokoll läuft im Jahr<br />
2012 aus. Verhandlungen über ein Nachfolge-Abkommen sind derzeit im Gange.<br />
Radioaktivität, radioaktiv: Natürliche Eigenschaft bestimmter Stoffe, sich ohne äussere<br />
Einwirkung umzuwandeln <strong>und</strong> dabei eine charakteristische Strahlung auszusenden. Je<br />
nach Art, Dosis <strong>und</strong> Dauer der Bestrahlung kann diese keine bis sehr schwere ges<strong>und</strong>heitliche<br />
Schäden beim Menschen verursachen. So führen zum Beispiel die sehr geringen<br />
Mengen Radioaktivität, die in zahlreichen Lebensmitteln oder im Trinkwasser enthalten<br />
sind, zu keinen ges<strong>und</strong>heitlichen Schädigungen bei Mensch <strong>und</strong> Tier. Dasselbe gilt auch<br />
für die Radioaktivität aus kosmischer Strahlung, die mit steigender Höhe stetig zunimmt.<br />
Radioaktivität wird in der SI-Einheit Bequerel angegeben.<br />
sich geeignete Standorte im Jura, in<br />
den Voralpen <strong>und</strong> Alpen. Leider liefern<br />
diese Kraftwerke nur Strom,<br />
wenn der Wind bläst <strong>und</strong> nicht unbedingt<br />
dann, wenn Strom benötigt<br />
wird. Durch ihre unvorhersehbare<br />
Stromproduktion können Windkraftwerke<br />
keine Bandenergie liefern <strong>und</strong><br />
somit nicht zur Versorgungssicherheit<br />
beitragen. Auch regt sich zunehmend<br />
Widerstand gegen grössere Anlagen<br />
von Seiten des Landschafts- <strong>und</strong><br />
Heimatschutzes. Also ist Import die<br />
Lösung? Nein, denn die Windenergie<br />
wird von den Erzeugerländern selbst<br />
gebraucht, insbesondere auch um<br />
die Vorgaben des Kyoto-Protokolls<br />
einhalten zu können. Windstrom ist<br />
heute noch deutlich teurer als Wasser-<br />
<strong>und</strong> Kernkraft. Bis ins Jahr 2020<br />
sollten gemäss Paul-Scherrer-Institut<br />
Produktionskosten von 12.9 bis 14.3<br />
Rappen pro kWh möglich sein.<br />
Wie die Windenergie ist auch die<br />
Sonnenenergie klimafre<strong>und</strong>lich, denn<br />
die Stromproduktion erfolgt ohne<br />
CO 2 -Ausstoss. Ähnlich wie bei der<br />
Windkraft sind der Solarenergie aber<br />
natürliche Grenzen gesetzt: Die Anlagen<br />
produzieren nur Strom, wenn die<br />
Sonne scheint. Für die Gr<strong>und</strong>versorgung<br />
(Bandenergie) ist die Sonnenenergie<br />
daher ebenfalls ungeeignet.<br />
Zudem ist Solarstrom heute noch vergleichsweise<br />
teuer: Die Produktion<br />
von 1 kWh kostet 60 bis 120 Rappen.<br />
Geothermie:<br />
Potenzial mit Fragezeichen<br />
Unter Geothermie wird die Nutzung<br />
von Erdwärme verstanden. Diese ist<br />
ständig, d.h. zu jeder Tages- oder Jahreszeit,<br />
verfügbar <strong>und</strong> steuerbar <strong>und</strong><br />
kann daher Bandenergie liefern.<br />
Überall dort, wo keine Konflikte mit<br />
dem Gr<strong>und</strong>wasserschutz bestehen,<br />
kann mit Erdsonden die Abwärme<br />
des Bodens zu Heizzwecken nutzbar<br />
gemacht werden.<br />
Die Energiewirtschaft verspricht<br />
sich viel von dieser erneuerbaren<br />
Energie. Wie andere erneuerbare<br />
Ressourcen ist auch die Geothermie<br />
weitgehend CO 2 -frei. Allerdings<br />
steckt die Technologie der Stromerzeugung<br />
durch Geothermie noch in<br />
den Kinderschuhen. Ein Pilotprojekt<br />
in Basel wurde aus Sicherheitsgründen<br />
unterbrochen, nachdem mehrere<br />
vom Bohrloch ausgehende Erdstösse<br />
zu verzeichnen waren, die im<br />
Umkreis von 15 Kilometern Schaden<br />
verursachten. Derzeit wird eine umfassende<br />
Risikoanalyse vorgenommen<br />
<strong>und</strong> es ist fraglich, ob das Projekt<br />
weitergeführt wird.<br />
Gemäss Schätzungen von Fachleuten<br />
könnten die künftigen Her -<br />
stellungskosten des Stroms im Bereich<br />
von 7 bis 15 Rappen pro kWh<br />
liegen.<br />
REPETITIONSFRAGEN<br />
1. Welche drei Länder betreiben weltweit<br />
am meisten Kernkraftwerke?<br />
2. Welchen Beitrag leistet die Kern -<br />
energie zur Stromversorgung in den<br />
Nachbarländern der Schweiz?<br />
3. Vergleichen Sie die verschiedenen<br />
Stromproduktionsarten anhand des<br />
Kriteriums «Versorgungs sicherheit».<br />
4. Nehmen Sie einen Vergleich zwischen<br />
den Produktionsarten in Bezug auf<br />
deren <strong>Wirtschaft</strong>lichkeit vor.<br />
5. Welche Formen der Stromproduktion<br />
sind für Sie nachhaltig, welche nicht?<br />
Begründen Sie Ihre Antwort.<br />
<strong>Kernenergie</strong> | Input 1/2009 | Seite 15
Wie funktioniert<br />
ein Kernkraftwerk?<br />
In einem Kernkraftwerk wird wie bei anderen thermischen Kraftwerken<br />
aus Wärme Strom erzeugt. Als Brennstoff dient das chemische Element Uran,<br />
ein leicht radioaktives Metall, das sich durch eine hohe Energiedichte<br />
auszeichnet.<br />
Funktionsweise eines Kernkraftwerks<br />
Typ Siedewasserreaktor<br />
Ein Kernkraftwerk unterscheidet sich<br />
von einem thermischen Kraftwerk<br />
durch die Art der Wärmegewinnung.<br />
Bei diesen Kraftwerken wird die Wärme<br />
durch die Verbrennung von Öl,<br />
Gas oder Kohle erzeugt, bei Kernkraftwerken<br />
dient Uran als Brennstoff.<br />
Wie alle Materie besteht Uran<br />
Kernbrennstoff Uran<br />
aus Atomen. Indem die Kerne dieser<br />
Uranatome in einem Kernreaktor gespalten<br />
werden, entsteht Wärme.<br />
Daher stammt auch der Name Kernkraftwerk<br />
oder Atomkraftwerk. Mit<br />
dieser Wärme wird Dampf produziert<br />
<strong>und</strong> auf eine Turbine geleitet, die<br />
einen Generator antreibt.<br />
Uran ist ein schwach radioaktives Metall, das fast überall auf der Erde zu<br />
finden ist. Es kommt als Uranoxid vor <strong>und</strong> wird im Bergbau gewonnen.<br />
Daneben ist Uran auch in Phosphaten <strong>und</strong> im Meerwasser vorhanden.<br />
Es wird ausschliesslich für die Kernspaltung verwendet, andere Verwendungszwecke<br />
gibt es nicht. Abgebaut wird Uran in Ländern wie Australien,<br />
Kanada <strong>und</strong> Südafrika. Diese Länder verfügen neben den USA <strong>und</strong><br />
Kasachstan über die grössten Uranreserven. Zurzeit stammt r<strong>und</strong> die<br />
Hälfte des benötigten Materials aus sek<strong>und</strong>ären Quellen, u.a. aus der<br />
Abrüstung von Atomwaffen. Die Kosten für das Uran wirken sich nur<br />
geringfügig auf den Strompreis aus: Sie betragen nur fünf Prozent der<br />
Stromerzeugungs kosten.<br />
Alle thermischen Kraftwerke können<br />
aus physikalischen Gründen nur<br />
einen Teil der erzeugten Wärme in<br />
elektrische Energie umwandeln. Aus<br />
diesem Gr<strong>und</strong> sind die beiden Werke<br />
von Beznau an das Fernwärmenetz<br />
angeschlossen <strong>und</strong> versorgen die Region<br />
mit Wärme. Auch das Kernkraftwerk<br />
Gösgen liefert Prozesswärme<br />
an einen nahe gelegenen Industriebetrieb.<br />
Restwärme wird auch als<br />
Dampf in Wasser zurückverwandelt<br />
(kondensiert) <strong>und</strong> dieses zur Dampferzeugung<br />
erneut in den Kreislauf<br />
zurückgeführt. Die Kühlsysteme für<br />
Reaktorkühlung <strong>und</strong> Dampfkreislauf<br />
sind geschlossen <strong>und</strong> räumlich von -<br />
einander getrennt. Deshalb kann<br />
für die Kühlung des Dampfkreislaufs<br />
See- oder Flusswasser verwendet<br />
werden. Wo dies aus Gewässerschutzgründen<br />
nicht möglich ist,<br />
erfolgt die Kühlung in einem Kühlturm.<br />
<strong>Kernenergie</strong> | Input 1/2009 | Seite 16
Das geschieht<br />
mit den Abfällen<br />
In Kernkraftwerken, aber auch in der Medizin, Industrie <strong>und</strong> Forschung<br />
entstehen unterschiedliche radioaktive Abfälle. Die Entsorgung der Abfälle<br />
aus den Kernkraftwerken erfolgt über einen mehrstufigen Prozess <strong>und</strong><br />
untersteht behördlicher Aufsicht.<br />
Die verschiedenen radioaktiven Abfallsorten<br />
müssen alle in geeigneter<br />
Weise behandelt <strong>und</strong> entsorgt werden.<br />
In der Schweiz werden die radioaktiven<br />
Abfälle basierend auf Radiotoxizität,<br />
Halbwertszeit <strong>und</strong> Materialzusammensetzung<br />
in folgende Kategorien<br />
eingeteilt:<br />
Hochaktive Abfälle (HAA): abgebrannte<br />
Brennelemente (BE), die<br />
nicht weiterverwendet werden,<br />
<strong>und</strong> verglaste Spaltprodukte aus<br />
der Wiederaufarbeitung abgebrannter<br />
Brennelemente.<br />
Alphatoxische Abfälle (ATA): Abfälle,<br />
deren Gehalt an Alphastrahlern<br />
den Wert von 20’000 Becquerel<br />
pro Gramm Abfall überschreitet.<br />
Diese Abfälle stammen<br />
vor allem aus der Wiederauf -<br />
arbeitung verbrauchter Brennelemente.<br />
Schwach- <strong>und</strong> mittelaktive Abfälle<br />
(SMA): alle anderen radioaktiven<br />
Abfälle.<br />
Zwischenlagerung<br />
Die radioaktiven Abfälle werden heute<br />
in unterschiedlichen Zwischenlagern<br />
aufbewahrt: in Zwischenlagern<br />
bei den Kernkraftwerken selbst, im<br />
B<strong>und</strong>eszwischenlager (für radioaktive<br />
Abfälle aus Medizin, Industrie <strong>und</strong><br />
Forschung) sowie im Zwischenlager<br />
(ZWILAG) in Würenlingen, das 2001<br />
in Betrieb genommen wurde. Die Anlagen<br />
werden ständig überwacht <strong>und</strong><br />
unterliegen regelmässigen Kontrollen<br />
der Behörden. In der Schweiz steht<br />
genügend Lagerraum zur Verfügung,<br />
um während der nächsten Jahrzehnte<br />
sämtliche radioaktiven Abfälle aufzunehmen.<br />
Die HAA müssen zunächst<br />
etwa 40 Jahre abkühlen, bevor sie in<br />
ein Tiefenlager gebracht werden können.<br />
In den Abfallbehandlungsanlagen<br />
werden die Abfälle in eine endlagerfähige<br />
Form gebracht: Hochaktive<br />
Abfälle aus der Wiederaufarbeitung<br />
sind in Glas eingeschmolzen <strong>und</strong> die<br />
Glasblöcke in dickwandige Stahlbehälter<br />
verpackt. Verbrauchte Brennelemente<br />
werden direkt in dickwandige<br />
Sicherheitsbehälter verpackt.<br />
Schwach- <strong>und</strong> mittelaktive Abfälle<br />
werden meist in Fässer einzementiert.<br />
Der Weg zum<br />
geologischen Tiefenlager<br />
Das <strong>Kernenergie</strong>gesetz verlangt, dass<br />
die in der Schweiz anfallenden radioaktiven<br />
Abfälle gr<strong>und</strong>sätzlich auch im<br />
Inland entsorgt werden. Dies muss so<br />
erfolgen, dass der dauernde Schutz<br />
von Mensch <strong>und</strong> Umwelt gewährleistet<br />
ist. Im Falle der schwach- <strong>und</strong> mit-<br />
Entsorgungsschema<br />
Neue Brennelemente<br />
BE<br />
Wiederaufbereitung<br />
HAA<br />
Hochaktive<br />
Abfälle<br />
(verglast)<br />
Betrieb<br />
BE<br />
Verbrauchte Brennelemente<br />
Zwischenlagerung<br />
BE/HAA<br />
Stilllegung (Rückbau)<br />
Verpackungsanlage<br />
ATA<br />
Geologisches Tiefenlager<br />
BE/HAA/ATA<br />
Medizin, Industrie,<br />
Forschung<br />
ATA<br />
Alphatoxische<br />
Abfälle<br />
SMA<br />
Schwach- <strong>und</strong><br />
mittelaktive Abfälle<br />
Zwischenlagerung<br />
SMA<br />
Geologisches Tiefenlager<br />
SMA<br />
Radioaktive Abfälle entstehen beim Betrieb <strong>und</strong> Rückbau von Kernkraftwerken, aber auch bei der Anwendung nuklearer Technologien<br />
in Medizin, Industrie <strong>und</strong> Forschung. Man unterscheidet verschiedene Arten von Abfällen, die unterschiedlich behandelt werden müssen,<br />
bevor man sie in geologischen Tiefenlagern entsorgen kann. Quelle: Nagra 2009<br />
<strong>Kernenergie</strong> | Input 1/2009 | Seite 17
Im Zwischenlager in Würenlingen müssen die hochradioaktiven Abfälle<br />
abkühlen, bevor sie in ein geologisches Tiefenlager gebracht werden können.<br />
telaktiven Abfälle bedeutet dies einen<br />
sicheren Einschluss der Abfälle<br />
für 30’000 Jahre. In dieser Zeit sinkt<br />
die Radioaktivität so weit, dass sie<br />
derjenigen von natürlichem Granitgestein<br />
entspricht. Hochaktive Abfälle<br />
erreichen nach 200’000 Jahren die<br />
Aktivität des einst zur Herstellung der<br />
Brennstäbe abgebauten Uranerzes.<br />
Das Schweizer Entsorgungskonzept<br />
sieht dazu die Lagerung in zwei<br />
geologischen Tiefenlagern vor: einem<br />
Lager für HAA, verbrauchte<br />
Brennelemente <strong>und</strong> alphatoxische<br />
Abfälle <strong>und</strong> einem Lager für SMA.<br />
Die Lager werden in mehreren h<strong>und</strong>ert<br />
Metern Tiefe in geeigneten Gesteinsschichten<br />
liegen. Vor dem endgültigen<br />
Verschluss eines Lagers wird<br />
dieses über einen längeren Zeitraum<br />
beobachtet <strong>und</strong> kontrolliert. Dafür<br />
werden im Pilotlager unter gleichen<br />
Bedingungen wie im Hauptlager Abfälle<br />
eingelagert. Das Pilotlager wird<br />
nach dem Verschluss des Hauptlagers<br />
weiter überwacht.<br />
Als erstes Schweizer Kernkraftwerk hat Beznau 2008 eine umfassende<br />
Ökobilanz veröffentlicht. Darin wird auch der gesamte nukleare Brennstoffkreislauf<br />
dokumentiert, von der Beschaffung bis zur Entsorgung im geolo -<br />
gischen Tiefenlager.<br />
Der erste Schritt auf dem Weg zu<br />
einem geologischen Tiefenlager ist<br />
rein technischer Natur: der sogenannte<br />
Entsorgungsnachweis. Den<br />
Entscheid darüber, ob dieser als erbracht<br />
anzusehen ist oder nicht, fällt<br />
der B<strong>und</strong>esrat. Er stützt sich dabei auf<br />
die geologischen Forschungsarbeiten<br />
der Nagra. Bereits 1988 ist der<br />
B<strong>und</strong>esrat zum Schluss gekommen,<br />
dass die Nagra im Auftrag der Entsorgungspflichtigen<br />
den Entsorgungsnachweis<br />
für SMA vollständig erbracht<br />
hat. Ende Juni 2006 hat der<br />
B<strong>und</strong>esrat auch den Entsorgungsnachweis<br />
für HAA als erbracht anerkannt.<br />
Nach dem erfolgreichen Entsorgungsnachweis<br />
wurde das Sachplanverfahren<br />
in Gang gesetzt. Das<br />
B<strong>und</strong>esamt für Energie erarbeitete<br />
ein entsprechendes Konzept, das<br />
Anfang April 2008 vom B<strong>und</strong>esrat<br />
verabschiedet wurde. In diesem sind<br />
Verfahren <strong>und</strong> Kriterien festgelegt,<br />
nach denen die Standortauswahl<br />
für geologische Tiefenlager in der<br />
Schweiz zu erfolgen hat. Der B<strong>und</strong><br />
übernimmt bei der Wahl des Standortes<br />
die Führungsrolle <strong>und</strong> koordiniert<br />
alle Beteiligten, die Nagra ist für die<br />
wissenschaftlich-technischen Aspekte<br />
verantwortlich. Wichtigstes Kriterium<br />
bei der Standortwahl ist die langfristige<br />
Sicherheit von Mensch <strong>und</strong> Umwelt.<br />
Zudem soll ein möglicher Standort<br />
auch über genügend Kapazitäten<br />
verfügen, um die Abfälle allfälliger<br />
neuer Kernkraftwerke aufzunehmen.<br />
Eine wesentliche Rolle spielen aber<br />
auch gesellschaftliche, wirtschaftliche<br />
<strong>und</strong> raumplanerische Aspekte.<br />
Anhand der festgelegten Kriterien<br />
<strong>und</strong> Aspekte hat die Nagra mögliche<br />
Standortregionen erarbeitet, die<br />
schrittweise zu konkreten Standorten<br />
für geologische Tiefenlager führen<br />
sollen. Die möglichen Standortregionen<br />
hat das BFE am 6. November<br />
2008 vorgestellt: Bözberg (AG), Nördlich<br />
Lägeren (AG/ZH) <strong>und</strong> Zürcher<br />
Weinland (TG/ZH) für HAA sowie<br />
Bözberg, Jura-Südfuss (AG/SO),<br />
Nördlich Lägeren, Südranden (SH),<br />
Wellenberg (NW/OW) <strong>und</strong> Zürcher<br />
Weinland für SMA.<br />
Die Standortwahl erfolgt in Zusammenarbeit<br />
mit den beteiligten<br />
B<strong>und</strong>esstellen, den Kantonen <strong>und</strong><br />
Gemeinden sowie den Behörden im<br />
In- <strong>und</strong> Ausland nach einem transpa-<br />
<strong>Kernenergie</strong> | Input 1/2009 | Seite 18
enten Verfahren. Die Bevölkerung<br />
<strong>und</strong> interessierte Organisationen in<br />
der Schweiz werden Gelegenheit erhalten,<br />
ihre Meinung einzubringen.<br />
Die anschliessend von den Ent -<br />
sorgungspflichtigen einzureichenden<br />
Rahmenbewilligungsgesuche für den<br />
Bau geologischer Tiefenlager müssen<br />
zunächst vom B<strong>und</strong>esrat <strong>und</strong> anschliessend<br />
vom Parlament genehmigt<br />
werden. Der Parlamentsbeschluss<br />
untersteht dem fakultativen<br />
Referendum. Kommt dieses zustande,<br />
hat das Schweizer Stimmvolk das<br />
letzte Wort. Ziel der Behörden ist es,<br />
die geologischen Tiefenlager vor Mitte<br />
dieses Jahrh<strong>und</strong>erts in Betrieb zu<br />
nehmen.<br />
Stilllegungs- <strong>und</strong><br />
Entsorgungsfonds<br />
Im Produktionspreis für Strom aus<br />
<strong>Kernenergie</strong> sind die Kosten für die<br />
Entsorgung der radioaktiven Abfälle<br />
sowie für die spätere Stilllegung <strong>und</strong><br />
den Abbruch der Anlagen bereits eingeschlossen<br />
(ca. 0.8 Rp./kWh). In der<br />
Schweiz sind die Erzeuger von radioaktiven<br />
Abfällen gemäss dem Verursacherprinzip<br />
verpflichtet, diese auf<br />
eigene Kosten sicher zu entsorgen.<br />
Die bereits heute anfallenden Entsorgungskosten<br />
(z.B. für die Wiederaufarbeitung<br />
von Brennelementen, die<br />
Untersuchungen der Nagra, den Bau<br />
von Zwischenlagern) werden laufend<br />
bezahlt. Die Kosten für die Stilllegung<br />
von Kernkraftwerken werden durch<br />
Beiträge der Betreibergesellschaften<br />
in zwei unabhängige Fonds, den Stilllegungsfonds<br />
für Kernanlagen <strong>und</strong><br />
den Entsorgungsfonds für Kernkraftwerke,<br />
finanziert.<br />
Wie viel Platz es braucht<br />
Die Nagra prognostiziert, dass sämtliche radioaktiven Abfälle, welche in der Schweiz über<br />
einen Zeitraum von 50 Jahren anfallen, knapp 100’000 m 3 Raum benötigen.<br />
Arten von Abfällen Volumen Volumen entspricht<br />
einem Würfel mit<br />
einer Seitenlänge von<br />
HAA ca. 7300 m 3 20 m<br />
Hochaktive Abfälle, verbrauchte<br />
Brennelemente (inkl. dickwandige<br />
Sicherheitsbehälter für die<br />
geologische Tiefenlagerung)<br />
SMA aus Kernkraftwerken ca. 60’000 m 3 39 m<br />
Schwach- <strong>und</strong> mittelaktive Abfälle aus<br />
Betrieb <strong>und</strong> Abbruch bzw. Rückbau<br />
der fünf Schweizer Kernkraftwerke<br />
(inkl. lagerfähige Verpackung)<br />
SMA aus Medizin, Industrie <strong>und</strong> Forschung ca. 33’000 m 3 32 m<br />
(inkl. lagerfähige Verpackung)<br />
Ein Volumen von knapp 100’000 m 3 entspricht etwa dem hier gezeigten Teil der Zürcher<br />
Bahnhofshalle.<br />
Quelle: Nagra 2007, Bild: Comet<br />
BEGRIFFE<br />
Becquerel: SI-Einheit der Radioaktivität, benannt nach dem französischen Physiker<br />
Antoine Henri Becquerel. Das Becquerel gibt die Anzahl der Atome an, die pro Sek<strong>und</strong>e<br />
zerfallen. 1 Becquerel entspricht also einem Zerfall pro Sek<strong>und</strong>e.<br />
Entsorgungsnachweis: Beantwortet die Frage, ob die geologische Tiefenlagerung<br />
radioaktiver Abfälle in der Schweiz überhaupt möglich ist. Der Nachweis stützt sich<br />
dabei auf drei Säulen: Nachweis von Standortmöglichkeit, bautechnische Machbarkeit<br />
<strong>und</strong> Sicherheit.<br />
Nagra: Abkürzung für «Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver<br />
Abfälle». Sie führt im Auftrag von Kernkraftwerksbetreibern <strong>und</strong> B<strong>und</strong> die notwendigen<br />
Forschungs-, Erk<strong>und</strong>ungs- <strong>und</strong> Projektierungsarbeiten für die nukleare Entsorgung<br />
durch.<br />
Sachplan: Im Raumplanungsgesetz vorgesehenes Planungsinstrument des B<strong>und</strong>es für<br />
gesamtschweizerisch bedeutungsvolle Infrastrukturanlagen.<br />
REPETITIONSFRAGEN<br />
1. Woher stammen die radioaktiven<br />
Abfälle in der Schweiz?<br />
2. Aus welchen Gründen sind für radioaktive<br />
Abfälle zwei verschiedene<br />
Lager vorgesehen?<br />
3. Weshalb braucht es Zwischenlager?<br />
4. In welchen Schritten erfolgt die<br />
Standortwahl für ein geologisches<br />
Tiefenlager in der Schweiz?<br />
5. Wer trägt die Kosten für die Entsorgung<br />
der radioaktiven Abfälle <strong>und</strong> die<br />
Stilllegung der Kernkraftwerke nach<br />
ihrer Ausserbetriebnahme?<br />
<strong>Kernenergie</strong> | Input 1/2009 | Seite 19
Interview mit<br />
Horst-Michael Prasser<br />
Professor für <strong>Kernenergie</strong>systeme an der ETH Zürich<br />
Ganz kurz <strong>und</strong> einfach erklärt:<br />
Wie funktioniert <strong>Kernenergie</strong>?<br />
Prasser: Heute nutzen Kernkraftwerke<br />
die Energie, die bei der Spaltung<br />
von Urankernen frei wird. Die zur<br />
Auslösung der Reaktion nötigen Neutronen<br />
entstehen als Nebenprodukt<br />
bei der Kernspaltung selbst, so kann<br />
eine sich selbst aufrechterhaltende<br />
Kettenreaktion in Gang gebracht<br />
werden. In heutigen Reaktoren werden<br />
die Neutronen abgebremst, bevor<br />
sie wieder Spaltungsreaktionen<br />
auslösen. Dadurch kann man die Kettenreaktion<br />
leichter in Gang setzen.<br />
Für die Abbremsung wird Wasser genutzt.<br />
Das ist bewährte Technik, <strong>und</strong><br />
so funktionieren auch die Kernkraftwerke<br />
in der Schweiz.<br />
Schwieriger ist es, die ungebremsten<br />
Spaltneutronen gleich wieder für<br />
weitere Spaltungen zu nutzen. Das<br />
hätte aber den Vorteil, dass man das<br />
schwer spaltbare Isotop Uran 238<br />
stärker ausnützen könnte. Dadurch<br />
würde man plötzlich viel mehr Brennstoff<br />
zur Verfügung haben, denn<br />
Natururan besteht hauptsächlich aus<br />
diesem Isotop. Das ist ein Feld für<br />
Forschung <strong>und</strong> Entwicklung, denn<br />
mit neuartigen Reaktoren, die diese<br />
Umwandlung beherrschen, kann<br />
man schon mit dem heute bereits auf<br />
Lager liegenden Uran über viele tausend<br />
Jahre Strom erzeugen. Diese<br />
Technik nennt man Brutreaktoren.<br />
Die dritte Möglichkeit der <strong>Kernenergie</strong>nutzung<br />
besteht in der Kernfusion.<br />
Sie ist aber sehr schwer zu<br />
machen, da man keine Kettenreaktion<br />
nutzen kann. Man muss jedesmal<br />
die Fusionsreaktion durch Energiezufuhr<br />
von aussen zünden, <strong>und</strong> es gibt<br />
ausserdem noch viele Probleme mit<br />
den sehr hohen Temperaturen des<br />
Plasmas, die dabei auftreten. Mit dem<br />
internationalen Projekt ITER versucht<br />
man, der Lösung näherzukommen.<br />
Laut einer 2008 vom BFE in<br />
Auftrag gegebenen repräsentativen<br />
Umfrage sehen r<strong>und</strong> drei Viertel<br />
der Befragten den grössten Nachteil<br />
der <strong>Kernenergie</strong> im Unfallrisiko.<br />
Ist diese Sorge berechtigt?<br />
Prasser: Der grösste Nachteil der<br />
<strong>Kernenergie</strong> ist die hohe Radioaktivität,<br />
die sich im Brennstoff während<br />
des Betriebs eines Reaktors ansammelt.<br />
Trotzdem kann das Risiko sehr<br />
klein gehalten werden, indem man<br />
verhindert, dass dieses Inventar in die<br />
Umgebung gelangt. Dazu braucht es<br />
eine zuverlässige Sicherheitstechnik,<br />
gut ausgebildetes Personal <strong>und</strong> eine<br />
Sicherheitskultur, bei der eine unabhängige<br />
Aufsichtsbehörde sehr wichtig<br />
ist. Alle drei Voraussetzungen sind<br />
in der Schweiz gegeben.<br />
Ist <strong>Kernenergie</strong> mit dem<br />
Klimaschutz vereinbar?<br />
Prasser: <strong>Kernenergie</strong> ist praktischer<br />
Klimaschutz. Sie kombiniert niedrigste<br />
CO 2 -Emissionen mit ständiger Verfügbarkeit<br />
zu nahezu konkurrenzlos<br />
niedrigen Stromerzeugungskosten.<br />
Nur die <strong>Kernenergie</strong> <strong>und</strong> die Grosswasserkraft<br />
können ohne staatliche<br />
Strompreisregulierung erfolgreich gegen<br />
fossile Primärenergieträger konkurrieren.<br />
Doch nicht nur vom Standpunkt<br />
der Klimagasemissionen ist<br />
<strong>Kernenergie</strong> für den Umweltschutz<br />
interessant. Ihre Vorteile zeigen sich,<br />
wenn man den gesamten Rohstoffverbrauch,<br />
der für den Bau der jeweiligen<br />
Anlagen benötigt wird, über<br />
den gesamten Lebenszyklus der Energiekette<br />
aufsummiert. Hier wird meist<br />
vergessen, dass auch grosse Mengen<br />
von Kupfer, Eisen, Aluminium oder<br />
Beton benötigt werden. Ihr Verbrauch<br />
ist bei der <strong>Kernenergie</strong> viel geringer<br />
als bei den meisten regenerativen<br />
Energiequellen. Folglich sind auch die<br />
spezifischen Umweltbeeinflussungen<br />
<strong>und</strong> die Beeinträchtigung der Ges<strong>und</strong>heit<br />
bei der <strong>Kernenergie</strong> geringer<br />
als beispielsweise bei Solarzellen oder<br />
Windkraftanlagen. Und das trotz der<br />
Uranminen, ohne die das Kernkraftwerk<br />
keinen Brennstoff hätte. Das<br />
heisst natürlich nicht, dass man keine<br />
Fotovoltaikanlagen <strong>und</strong> keine Windgeneratoren<br />
mehr bauen soll, nur<br />
sollte man damit eben fossile Energieträger<br />
zurückdrängen <strong>und</strong> nicht versuchen,<br />
die <strong>Kernenergie</strong> zu ersetzen.<br />
Wie beurteilen Sie die Entscheidung<br />
Deutschlands, aus der <strong>Kernenergie</strong><br />
auszusteigen?<br />
Prasser: Der Atomausstieg in<br />
Deutschland ist ein grosser Fehler.<br />
Schon zeigt sich klar, dass die Versorgungssicherheit<br />
nur durch den Neubau<br />
von Kohlekraftwerken aufrechterhalten<br />
werden kann.<br />
Uran steht auch nicht beliebig zur<br />
Verfügung. Besteht die Gefahr,<br />
dass die Kernkraftwerke mangels<br />
Brennstoff plötzlich still stehen?<br />
Horst-Michael Prasser (Jg. 1955), studierte Kerntechnik<br />
in Moskau, promovierte 1984 in Zittau <strong>und</strong><br />
ist seit April 2006 ordentlicher Professor für <strong>Kernenergie</strong>systeme<br />
an der ETH Zürich. Er arbeitete über<br />
20 Jahre in der Forschung zur Reaktorsicherheit mit<br />
speziellem Schwerpunkt auf strömungstechnischen<br />
Problemen, zuletzt als Leiter der Abteilungen für<br />
Störfallanalyse <strong>und</strong> Experimentelle Thermofluiddynamik<br />
am Institut für Sicherheitsforschung des Forschungszentrums<br />
Rossendorf bei Dresden.<br />
In Zusammenarbeit mit weiteren Professoren hat<br />
er den Masterkurs <strong>Kernenergie</strong>systeme aufgebaut,<br />
der von ETH <strong>und</strong> EPFL gemeinsam seit 2008 angeboten<br />
wird. In seiner Freizeit spielt er Klavier <strong>und</strong> übt<br />
sich im Felsklettern. www.master-nuclear.ch<br />
<strong>Kernenergie</strong> | Input 1/2009 | Seite 20
Interview<br />
mit Céline<br />
Boulet<br />
Studentin Masterstudiengang<br />
Nukleartechnik.<br />
Prasser: Uran ist weiter verbreitet, als<br />
vielfach angenommen wird. In Lagerstätten,<br />
die bereits so gut erk<strong>und</strong>et<br />
sind, dass man jederzeit mit ihrer<br />
Ausbeutung beginnen kann, findet<br />
sich Uran für etwa 80 Jahre bei heutigem<br />
Verbrauchsniveau. Bei Uran,<br />
das sich mit einem Aufwand von<br />
weniger als 130 US-Dollar pro Kilogramm<br />
ausbeuten lässt, werden Ressourcen<br />
für weitere 160 Jahre vermutet.<br />
Selbst bei diesem Kostenniveau<br />
beträgt der Anteil des Urans am<br />
Strompreis weniger als 0.3 Cent pro<br />
Kilowattst<strong>und</strong>e. Man kann also ohne<br />
Weiteres noch höher gehen mit den<br />
Gewinnungskosten, wobei die ausbeutbare<br />
Menge stark anwächst. In<br />
Zukunft kann daneben auf unkonventionelle<br />
Vorkommen zurückgegriffen<br />
werden, wie Uran in Kupfer -<br />
erzen, in Phosphatgesteinen oder<br />
sogar in der Steinkohle. Oder auch<br />
im Meerwasser, hier gibt es Uran für<br />
Jahrtausende.<br />
Doch auch auf der Bedarfsseite<br />
tut sich etwas. Zwar wird der Bedarf<br />
steigen, wenn es zu einer Renaissance<br />
der <strong>Kernenergie</strong> kommt, doch<br />
die neuen Reaktoren verbrauchen<br />
fast nur die Hälfte der Uranmenge<br />
pro Kilowattst<strong>und</strong>e, verglichen mit<br />
dem heute existierenden Kraftwerks -<br />
park. Man kann also die installierte<br />
Leistung nahezu verdoppeln, ohne<br />
die oben genannte Reichweite der<br />
bekannten Ressourcen zu verringern.<br />
Gelingt es, die eingangs genannten<br />
Brutreaktoren serienreif zu machen,<br />
so wird nur noch ganz wenig Natur -<br />
uran gebraucht. Kernkraft hat also<br />
viele starke Potenzen für eine langfristige<br />
Versorgung mit ihrem Rohstoff<br />
zu bieten.<br />
<strong>Kernenergie</strong> ist ja keine neue<br />
Technologie. Wie sieht es<br />
diesbezüglich mit Innovationen<br />
in den letzen Jahren aus?<br />
Prasser: In den vergangenen Jahrzehnten<br />
hat die Forschung die Reaktorsicherheit<br />
praktisch von Gr<strong>und</strong> auf<br />
umgekrempelt. Als die ältesten heute<br />
in Betrieb befindlichen Werke gebaut<br />
wurden, musste man pro Kraftwerk<br />
mit einem Kernschaden in 1000<br />
bis 10’000 Jahren rechnen. Niemand<br />
wusste das, da es die heute zum<br />
Standard gehörenden Analysemethoden<br />
noch nicht gab. Heute sind<br />
wir bei einem Ereignis in mehr als<br />
100’000 Jahren, eher in der Nähe von<br />
einer Million Jahren, wobei ausserdem<br />
lange nicht mehr jede Kernschmelze<br />
zu einer katastrophalen<br />
Freisetzung von Radioaktivität führen<br />
würde. Das ist das Ergebnis umfangreicher<br />
Nachrüstmassnahmen, mit<br />
denen auf die Ergebnisse der Forschung<br />
zur Reaktorsicherheit reagiert<br />
wurde. Die neuen Reaktortypen, die<br />
heute für Neubauten zur Verfügung<br />
stehen, haben noch niedrigere Wahrscheinlichkeiten<br />
für eine Kernschmelze.<br />
Darüber hinaus wurden sie erstmals<br />
mit selbsttätig wirkenden Systemen<br />
ausgestattet, die die Radioaktivität<br />
sicher im Gebäude zurückhalten,<br />
sollte es dennoch dazu kommen.<br />
Geforscht wird weiterhin sehr intensiv<br />
an der Steigerung der Effizienz<br />
der Kraftwerke, zur weiteren Erhöhung<br />
der Sicherheit, zur Verringerung<br />
der Mengen an radioaktiven Abfällen<br />
<strong>und</strong> zur Erzeugung von Prozesswärme<br />
für die chemische Industrie, zum<br />
Beispiel zur Herstellung von Wasserstoff<br />
als Treibstoff von morgen. Man<br />
spricht hier auch von Reaktoren der<br />
Generation IV. Die Schweiz beteiligt<br />
sich an vielen internationalen Forschungsprojekten,<br />
wie auch an der<br />
Entwicklung von Neutronenquellen<br />
für Transmutationsreaktoren. Am<br />
Paul Scherrer Institut wurde der Prototyp<br />
einer solchen Quelle erprobt, mit<br />
der eines Tages langlebige Bestandteile<br />
des hochaktiven nuklearen Abfalls<br />
in kurzlebige Isotope umgewandelt<br />
werden könnten. Das Experiment<br />
heisst MEGAPIE, es war ein grosser Erfolg<br />
der Forscher in Würenlingen.<br />
Wieso haben Sie sich für den<br />
Masterstudiengang in Nuklear -<br />
technik entschieden?<br />
Boulet: Nach meinem Bachelor-Abschluss<br />
in Physik wollte ich mein Wissen<br />
in einem konkreteren Umfeld, im<br />
Energiebereich, anwenden.<br />
Wie beurteilen Sie Ihre Berufs -<br />
chancen nach Studienabschluss?<br />
Boulet: Das Thema Energie ist mehr<br />
denn je aktuell, was mich in An -<br />
betracht der Stellensuche zuversichtlich<br />
stimmt. Da die erneuerbaren<br />
Energien nicht ausreichen <strong>und</strong> die<br />
Fusionstechnik noch nicht anwendbar<br />
ist, drängt sich die <strong>Kernenergie</strong><br />
als ein Lösungsansatz auf.<br />
Die Nukleartechnik setzt enorme<br />
Energien frei. Haben Sie diesbezüglich<br />
keine Bedenken?<br />
Boulet: Je mehr ich über <strong>Kernenergie</strong><br />
lerne, desto mehr bin ich davon<br />
überzeugt, dass es sich dabei um eine<br />
sichere Energiequelle handelt. Natürlich<br />
gibt es kein Nullrisiko, ich denke<br />
aber – ehrlich gesagt –, dass die<br />
Vorzüge der <strong>Kernenergie</strong> die Aspekte,<br />
die man ihr zum Vorwurf machen<br />
kann, bei weitem übertreffen.<br />
Céline Boulet (Jg. 1988) hat ihr Bachelor-<br />
Studium in Physik an der EPFL (Ecole Polytechnique<br />
Federale de Lausanne) erfolgreich<br />
abgeschlossen. Das dritte Studienjahr<br />
absolvierte sie im Rahmen des Erasmus-<br />
Programms am Imperial College in London.<br />
<strong>Kernenergie</strong> | Input 1/2009 | Seite 21
Quellen<br />
B<strong>und</strong>esamt für Energie (BFE): Energieperspek -<br />
tiven 2035, Band 5: Analyse <strong>und</strong> Bewertung<br />
des Elektrizitätsangebotes. Bern: 2007.<br />
B<strong>und</strong>esamt für Energie (BFE): Gemeinsam einen<br />
Standort finden. Der Sachplan Geologische<br />
Tiefenlager. Bern: 2008.<br />
B<strong>und</strong>esamt für Energie (BFE): Gesamtenergie -<br />
statistik 2007. Bern: 2008.<br />
B<strong>und</strong>esamt für Energie (BFE): Schweizerische<br />
Elektrizitätsstatistik 2007. Bern: 2008.<br />
B<strong>und</strong>esamt für Energie (BFE): Umfrage über<br />
radioaktive Abfälle. Bern: 2008.<br />
Eidgenössisches Nuklearsicherheitsinspektorat<br />
(ENSI): Kurzdarstellung der Funktion eines<br />
Kernkraftwerkes. Villigen: 2002.<br />
Koelzer, W.: Lexikon zur <strong>Kernenergie</strong>.<br />
Karlsruhe: 2001.<br />
Nagra: nagra Focus Nr. 4.<br />
Wettingen: 2003.<br />
Nuklearforum Schweiz: Kernkraftwerke der<br />
Welt. Bern: 2008.<br />
Paul Scherrer Institut (PSI): Energiespiegel Nr. 18.<br />
Die 2000-Watt-Gesellschaft: Norm oder Wegweiser?<br />
Villigen: 2007.<br />
Paul Scherrer Institut (PSI): Neue erneuerbare<br />
Energien <strong>und</strong> neue Nuklearanlagen: Potenziale<br />
<strong>und</strong> Kosten. PSI-Bericht Nr. 05-04. Villigen:<br />
2005.<br />
Schweizerische Unfallversicherungsanstalt<br />
(SUVA): Ionisierende Strahlen. Luzern: 2002.<br />
Swissnuclear: Umfrage zur <strong>Kernenergie</strong>.<br />
9. Eckwertstudie. Olten: 2008.<br />
Verband Schweizer Elektrizitätsunternehmen.<br />
Stromgrafiken. Aarau: 2008.<br />
Links<br />
Politik/Verwaltung<br />
B<strong>und</strong>esamt für Energie (BFE)<br />
B<strong>und</strong>esamt für Ges<strong>und</strong>heit (BAG)<br />
Eidgenössisches Nuklearsicherheitsinspektorat<br />
«Energieperspektiven 2035» des BFE<br />
Kernkraftwerke<br />
Kernkraftwerk Leibstadt<br />
Kernkraftwerk Gösgen<br />
Kernkraftwerk Mühleberg<br />
Kernkraftwerke Beznau<br />
www.energie-schweiz.ch<br />
www.bag.admin.ch<br />
www.ensi.ch<br />
www.energie-perspektiven.ch<br />
www.kkl.ch<br />
www.kkg.ch<br />
www.bkw.ch<br />
www.axpo.ch<br />
Organisationen/Unternehmen<br />
Energieforum Schweiz<br />
www.energieforum.ch<br />
Minergie Energiestandard<br />
www.minergie.ch<br />
Nationale Gesellschaft für die Lagerung<br />
radioaktiver Abfälle (Nagra)<br />
www.nagra.ch<br />
Nuklearforum Schweiz<br />
www.nuklearforum.ch<br />
Schweizerischer Energierat<br />
www.energie-energy.ch<br />
Schweizerische Energiestiftung<br />
www.energiestiftung.ch<br />
Schweizerische Gesellschaft für Kernfachleute<br />
www.sns-online.ch<br />
Übetragungsnetzbetreiberin swissgrid<br />
www.swissgrid.ch<br />
swissnuclear<br />
www.swissnuclear.ch<br />
Verband Schweizerischer Elektrizitätsunternehmen (VSE) www.strom.ch<br />
VSE-Website r<strong>und</strong> um das Thema Strom für Lehrkräfte,<br />
Lernende <strong>und</strong> Interessierte<br />
www.poweron.ch<br />
Wissens- <strong>und</strong> Informationsportal zur <strong>Kernenergie</strong> www.kernenergie.ch<br />
World Wildlife F<strong>und</strong> (WWF) Schweiz<br />
www.wwf.ch<br />
Zentrales Zwischenlager Würenlingen (ZWILAG)<br />
www.zwilag.ch<br />
Forschung, Ausbildung<br />
Paul Scherrer Institut<br />
Masterstudiengang Science in Nuclear Engineering<br />
von ETH <strong>und</strong> EPFL:<br />
www.psi.ch<br />
www.master-nuclear.ch<br />
Impressum<br />
Herausgeber:<br />
2., überarbeitete Auflage 2009<br />
Autor: Adrian Flückiger, Burgdorf<br />
Projektleitung: Bernhard Probst, Zürich<br />
Lektorat <strong>und</strong> Korrektorat: Monika Wyss, Dürnten; Barbara Lehmann, Bern<br />
Beratung: Adrian Sulzer, swissnuclear<br />
JUGEND UND WIRTSCHAFT<br />
JEUNESSE ET ECONOMIE<br />
GIOVENTÙ ED ECONOMIA<br />
Umbruch: Büro eigenart, Stefan Schaer, Bern, www.eigenartlayout.ch<br />
Druck: Kalt-Zehnder-Druck AG, Zug, www.kalt.ch<br />
Illustrationen: Bee Kaufmann, www.gut<strong>und</strong>schoen.ch, Zürich: S. 8, 16, 17<br />
Foto: Kernkraftwerk Leibstadt: Titelbild, Seite 3; Keystone: Seiten 4, 7, 11, 16;<br />
Axpo: Seiten 13, 18; swissnuclear: Seite 14; Nagra/Comet: Seite 18<br />
Bilder:<br />
Es war nicht in allen Fällen möglich, die Rechteinhaber der Texte <strong>und</strong> Bilder zu eruieren.<br />
Berechtigte Ansprüche werden im Rahmen üblicher Vereinbarungen abgegolten.<br />
Alle Rechte vorbehalten © 2009 <strong>Jugend</strong> <strong>und</strong> <strong>Wirtschaft</strong>, Thalwil/Schweiz<br />
<strong>Kernenergie</strong> | Input 1/2009 | Seite 22
Medienset Input<br />
Das Medienset für einen vielseitigen Unterricht auf der Sek<strong>und</strong>arstufe II<br />
Die Mediensets umfassen in der Regel eine Broschüre für Schülerinnen <strong>und</strong> Schüler <strong>und</strong> dazu<br />
gratis auf dem Internet einen Kommentar für Lehrpersonen sowie eine E-Lesson. Mediensets<br />
greifen aktuelle Themen aus <strong>Wirtschaft</strong>, Gesellschaft <strong>und</strong> Politik auf.<br />
Preise (exkl. Versandkosten):<br />
Einzelexemplar: Fr. 6.–<br />
Set à 10 Exemplare: Fr. 20.–<br />
Abonnement (3 Ausgaben Input + 1 Input Spezial): Fr. 30.–<br />
Für Bestelladresse siehe Rückseite des Hefts<br />
E-Lesson<br />
Input<br />
Input-Hefte sind aktuelle Broschüren für<br />
Schülerinnen <strong>und</strong> Schüler zu Themen aus<br />
<strong>Wirtschaft</strong>, Gesellschaft <strong>und</strong> Politik.<br />
Jedes Input-Heft enthält:<br />
Gr<strong>und</strong>lagen zum jeweiligen Thema<br />
Zwei Interviews mit Persönlich -<br />
keiten<br />
Aufgaben zu jedem Kapitel<br />
Literatur- <strong>und</strong> Linkliste<br />
Kommentar<br />
für Lehrpersonen<br />
Lehrerkommentar, Folien- <strong>und</strong> Kopier -<br />
vorlagen sind gratis im Internet abrufbar:<br />
www.jugend-wirtschaft.ch<br />
In Ergänzung zu den Broschüren Input<br />
stehen auf www.jugend-wirtschaft.ch<br />
themenbezogene E-Learning-Programme<br />
zur Verfügung.<br />
Die E-Lesson umfasst:<br />
drei bis fünf interaktive Module,<br />
die Schülerinnen <strong>und</strong> Schüler<br />
bei der Erarbeitung des Themas<br />
unterstützen.<br />
einen Schlusstest, der als Prüfungsvorbereitung<br />
eingesetzt werden<br />
kann <strong>und</strong> das mit dem Themenheft<br />
erworbene Wissen sichert.<br />
Der Kommentar für Lehrpersonen zu<br />
Input umfasst:<br />
Lösungen zu den Aufgaben<br />
Folienvorlagen<br />
Zeitungsartikel
Input <strong>Kernenergie</strong><br />
Die <strong>Kernenergie</strong> ist für die Schweiz von grosser Bedeutung, denn sie deckt r<strong>und</strong><br />
40% des hiesigen Strombedarfs. Damit ist sie die wichtigste Stromquelle nach<br />
der Wasserkraft (ca. 55%). <strong>Kernenergie</strong> ist aber nicht unumstritten: Insbesondere<br />
die radioaktiven Abfälle sorgen vielerorts für Unsicherheit. Das vorliegende Heft<br />
vermittelt die wichtigsten Gr<strong>und</strong>lagen <strong>und</strong> zeigt wichtige technische, rechtliche,<br />
politische, gesellschaftliche <strong>und</strong> ökologische Aspekte der <strong>Kernenergie</strong> auf.<br />
JUGEND UND WIRTSCHAFT<br />
JEUNESSE ET ECONOMIE<br />
GIOVENTÙ ED ECONOMIA<br />
Zentralsekretariat:<br />
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Publikationen<br />
Input Publikationen 2009<br />
Input 1/2009 <strong>Kernenergie</strong> (D/F/I)<br />
Input 2/2009 Mobil kommunizieren (D/F/I)<br />
Input 3/2009 Stromwirtschaft (D/F)<br />
Input 4/2009 Land<strong>Wirtschaft</strong> (D)<br />
Input Publikationen 2008<br />
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Input 2/2008: Finanzplatz Schweiz (D mit E-Lesson)<br />
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