Welt im Wandel: Energiewende zur Nachhaltigkeit - WBGU

56 3 Technologien und nachhaltige Potenziale
konzentrieren sich derzeit im Wesentlichen auf die
möglichen Risiken und Auswirkungen der radioaktiven
Inventare eines Kraftwerks, also den radioaktiven
Brennstoffbestandteil Tritium sowie die Radioisotope
in der Brennkammerwand, die durch nukleare
Reaktionen zwischen Wandmaterialien und den
bei der Fusion frei werdenden Neutronen entstehen
(Cook et al., 2001; Raeder et al., 1995).
Die Auswirkungen von Störfällen werden wegen
des geringen Energieinventars wahrscheinlich auf
das Kraftwerksinnere beschränkt bleiben. Menge
und Toxizität der radioaktiven Stoffe, die in einem
Fusionskraftwerk erzeugt werden, hängen stark von
der zuvor gewählten Zusammensetzung der Materialien
ab. In ihren Eigenschaften unterscheiden sich
Kernfusions- und Kernspaltungsabfälle erheblich.
Dies zeigt sich am deutlichsten im Abklingverhalten
der Radiotoxizität – einem Maß für die biologische
Gefährlichkeit der Stoffe. Im Fall der Kernspaltung
bleibt die Radiotoxizität eines Großteils der erzeugten
Abfälle über viele Jahrhunderte nahezu konstant.
Dagegen fällt die Radiotoxizität der Fusionsabfälle
bereits in den ersten 100 Jahren um drei bis
vier Größenordnungen ab. Eine sichere Endlagerung
größerer Mengen radioaktiven Abfalls über hunderte
von Jahren wäre jedoch auch hier unerlässlich.
3.2.2.4
Bewertung
Das theoretische Potenzial der Kernenergie ist zwar
groß. Weil die Nutzung aber mit inakzeptablen Risiken
verbunden ist, empfiehlt der WBGU, bestehende
Kernkraftwerke mit dem Ende der derzeitigen
Betriebsgenehmigungen auslaufen zu lassen und
keine weiteren mehr zu bauen.
Das Gefährdungspotenzial von Fusionskraftwerken
scheint ebenfalls beträchtlich zu sein. Da diese
Kraftwerke – wenn überhaupt – frühestens in der
zweiten Hälfte unseres Jahrhunderts zur Verfügung
stehen, empfiehlt der Beirat, Fusionskraftwerke für
die Energiewende nicht zu berücksichtigen.
Das nachhaltige Potenzial der Kernenergie wird
vom Beirat daher mit Null angenommen. Wegen der
bestehenden Pfadabhängigkeiten wird ein realistisches
weltweites Ausstiegsszenario diesen Wert aber
kaum vor 2050 erreichen können. Dabei wird davon
ausgegangen, dass die derzeit im Bau befindlichen
Kernkraftwerke in Asien sowie Mittel- und Osteuropa
noch ans Netz gehen. Der maximale Beitrag der
Kernenergie zur weltweiten Stromversorgung
könnte im Zeitraum 2010–2020 bei 12 EJ pro Jahr liegen
(Tab. 4.4-1).
3.2.3
Wasserkraft
3.2.3.1
Globale Potenziale
Heute sind weltweit 45.000 große Staudämme in
Betrieb, davon etwa 300 „Megastaudämme“
(ICOLD, 1998). Nahezu alle großen Staudämme
haben neben Hochwasserschutz,Wasserspeicherung,
Bewässerungslandwirtschaft und Verbesserung der
Schifffahrtswege auch Elektrizitätsgewinnung als
eines der wesentlichen Ziele (WCD, 2000). Kleine
Wasserkraftwerke erfordern höhere Investitionskosten
pro installierter Leistung, daher werden 97% des
Stroms aus Wasserkraft von großen Wasserkraftwerken
mit mehr als 10 MW Leistung geliefert (UNDP
et al., 2000). Das theoretische Wasserkraftpotenzial
der Erde wird auf ca. 150 EJ pro Jahr geschätzt.
Davon können ca. 50 EJ pro Jahr als technisches
Potenzial und ca. 30 EJ pro Jahr als wirtschaftliches
Potenzial eingestuft werden (Horlacher, 2002; Tab.
3.2-4).Andere Autoren kommen zu ähnlichen Schätzungen
(UNDP et al., 2000; IPCC, 2001c). Das globale
wirtschaftliche Potenzial der Wasserkraft ist bisher
zu ca. einem Drittel ausgenutzt, wobei sich der
Grad der Ausnutzung zwischen den Ländern und
Regionen erheblich unterscheidet. Große Wasserkraftpotenziale
sind noch in Afrika, Asien und Südamerika
vorhanden, während sie in Nordamerika
und Mitteleuropa (auch in Deutschland) weitgehend
ausgenutzt sind. Es gibt Prognosen, nach denen sich
die installierte Leistung in 50 Jahren auf weltweit
über 1.400 GW mehr als verdoppeln ließe (Horlacher,
2002). Megaprojekte mit einer Leistung von
über 10 GW werden dabei die Ausnahme sein. Die
Mehrheit der neuen Projekte wird im mittleren Leistungsbereich
von 0,1–1 GW liegen.
3.2.3.2
Technik
Die bei Wasserkraftanlagen verwendete Technik ist
ausgereift und gilt als äußerst zuverlässig. Entweder
wird durch das Aufstauen eines Gewässers die zur
Wasserkraftnutzung erforderliche Fallhöhe erreicht,
oder es wird bei geringem Gefälle eine hohe Abflussmenge
direkt durch Turbinen geleitet (Laufwasserkraftwerke).
Wasserkraftanlagen benötigen sehr
hohe Investitionen für den Bau, haben jedoch dafür
eine hohe Lebensdauer (≥100 Jahre), niedrige
Betriebskosten, einen geringen Wartungsaufwand
und einen sehr hohen Wirkungsgrad. Das Betriebs-