atw - International Journal for Nuclear Power | 03.2024

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4 Contents Ausgabe 3 2024 Mai Inhalt Editorial Zu teuer und zu langsam – Vorwurf hält konkreter Rechnung nicht stand . . . . . . . . . . . . . . . 3 Did you know? Zukunftspfad Stromversorgung – Studie von McKinsey . . . . . . . . . 5 Kalender 2024 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Feature: Environment and Safety Vom Bohren harter Bretter, fester Gesteine und von schwierigem Perspektivenwechsel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Thomas Flüeler Interview mit Philipp Senn Die Sicherheit steht an erster Stelle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Nicolas Wendler Energy Policy, Economy and Law Zu teuer und zu langsam für die Dekarbonisierung – Kritik an Kernenergie hält Analyse nicht stand . . . . . . . . . . . . . . 27 Nicolas Wendler Research and Innovation Nuclear Enabled Co-Generation from a Regulatory and Safety Case Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Howard Chapman, Stephen Lawton, Joseph Hargreaves Fuel Progress in ceramic technologies for SSiC encapsulation of nuclear fuel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Juergen Knorr, Albert Kerber Spotlight on Nuclear Law Verzögerter KKW-Rückbau durch blockierte Abfalldeponien? . . . . 43 Tobias Leidinger Environment and Safety Wie können Kernkraftwerke besser gegen Einwirkungen von Tsunamis und Starküberflutungen geschützt werden? . . . . . . 46 Jens Wieneke At a Glance Die Safetec GmbH aus Heidelberg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Vor 66 Jahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Cover: Visualisierung Oberflachenanlage Tiefenlager Quelle Nagra Buchbesprechung Neuerscheinung zur Geschichte der Kernenergie in Deutschland . . . . . . . . . . . . . 61 KTG-Fachinfo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Kerntechnik 2024 Programmvorschau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 KERNTec Unsere Partner freuen sich darauf dich kennenzulernen! . . . . . . . . 75 KTG Inside Terminvormerkung: KTG-Mitgliederversammlung 2024 . . . . . . . . 77 Impressum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Ausgabe 3 › Mai
Did you know? 5 Did you know? Zukunftspfad Stromversorgung – Studie von McKinsey Die bekannte Beratungsgesellschaft McKinsey & Company hat unabhängig und auf eigene Initiative die Studie „Zukunftspfad Stromversorgung – Perspektiven zur Erhöhung der Versorgungssicherheit und Wirtschaftlichkeit der Energiewende in Deutschland bis 2035“ erstellt, die im Januar 2024 veröffentlicht wurde. Zweck der Studie ist die Vorstellung eines kostengünstigeren Entwicklungspfades für die Stromwende, die darüber hinaus zu einer höheren Versorgungssicherheit führen würde. Die Grundidee ist dabei einen höheren Ausbau wasserstofffähiger Gaskraftwerke von 50 GW statt der aktuell geplanten 9 GW zu realisieren, wodurch der Ausbau von Wind- und Sonnenkraft von heute 148 GW auf 350 GW bis 2035 begrenzt werden könnte, statt der aktuell im „Szenario Osterpaket 2022“ von der Bundesregierung geplanten 506 GW installierter Leistung. Darüber hinaus würden durch weniger Ausbau volatiler Energieträger und verbrauchsnähere Platzierung der Stromerzeugung auch Netzausbaukosten gespart. Der Alternativpfad würde auch zu einer höheren Versorgungssicherheit führen, da Deutschland dabei in der Lage wäre, auch in einer Dunkelflaute seine Spitzenlast selbständig zu decken, statt wie im Regierungsszenario auf bis zu 30 GW Importe angewiesen zu sein. Im Hinblick auf den CO 2 -Ausstoß sind die beiden Szenarien praktisch ebenbürtig mit 24 Millionen Tonnen CO 2 -Emissionen für das Osterpaket und 29 Millionen Tonnen für das Alternativszenario. McKinsey schlägt vor, die 5 Millionen Tonnen zusätzlicher CO 2 -Emissionen ggf. durch eine schnellere Umstellung auf Wasserstoff als Energieträger bei entsprechender Förderung auszu gleichen. McKinsey erwartet Einsparungen durch sein Alternativmodell bei den Investitionskosten bis 2035 in Höhe von 150 Milliarden Euro. Methodisch wird der Vergleich zwischen dem Osterpaket-Szenario und dem Alternativszenario mit Hilfe des McKinsey-Strommarktmodells einschließlich Transportnetz und des McKinsey-Verteilnetzmodells realisiert. Zur Erinnerung sehen die Rahmenannahmen des Osterpakets bis 2035 den Ausbau der Fotovoltaik auf 309 GW, der Windkraft an Land auf 157 GW sowie auf See auf 40 GW vor, darüber hinaus 30 GW disponible Kapazität und einen Abbau von Kraftwerkskapazität in Höhe von 20 GW bis 2030 (Kohleausstieg bis 2038). Der Stromverbrauch soll bis 2030 auf 680 bis 750 TWh, bis 2035 auf 780 TWh steigen. Im Hinblick auf die Versorgungssicherheit würde dieser Pfad ab 2030 dazu führen, dass Deutschland seine Spitzenlast nicht mehr alleine decken könnte (siehe Grafik). Der Ausbau der erneuerbaren Kapazität wird bis 2035 Kosten in Höhe von 300 bis 400 Milliarden Euro verursachen. Da im Netzent wicklungsplan 2037 davon ausgegangen wird, dass die ans Netz angeschlossene Gesamterzeugungskapazität von 230 GW in 2020/21 auf 630 GW in 2037 ansteigen wird – deutlich stärker als der Verbrauch – kommen noch Ausbaukosten für das Über tragungsnetz in Höhe von 250 Milliarden Euro bis 2035 bzw. 310 Milliarden Euro bis 2040 dazu. Im Verteilnetz entsteht bis 2035 ein Investitionsbedarf in Höhe von Gesicherte Kapazität und statistische Verfügbarkeit erneuerbarer Energie vs. Spitzenlast in GW 120 bis 160 Milliarden Euro. Bei letzterem sind auch Kosten für den Ausbau für wachsenden Verbrauch etwa durch Wärmepumpenheizungen und E-Mobilität eingeschlossen, die vom Erzeugungsmix unabhängig sind. Zu sammen mit dem Ausbau neuer disponibler Kapazität, aber ohne Elektrolyseure, Wasserstoffimport- und -transportinfrastruktur sowie ohne CO 2 -Entsorgungsnetz belaufen sich die Kosten für die Umsetzung des Osterpakets auf 700 bis 850 Milliarden Euro bis 2035. Es ist damit klar, dass die Behauptung, die Energiewende und der Ausbau der erneuerbaren Energie würde langfristig zu günstigen Strompreisen führen, nicht richtig ist. Vielmehr geht McKinsey im Jahr 2035 von einem Haushaltsstrompreis in Höhe von 47 bis 49 ct/kWh aus, davon 23 bis 25 ct/kWh an Netzkosten. Der Großhandelsstrompreis soll demgegenüber auf knapp über 40 Euro/MWh zurückgehen bei allerdings hohen Schwankungen über das Jahr um den Faktor vier bis fünf. Die Kosten für das Engpassmanagement im Stromnetz dürften trotz des enormen Netzausbaus hoch bleiben, da es dauerhaft sehr große Diskrepanzen zwischen Erzeugung und Verbrauch zu managen gilt. Im Alternativszenario wird der Ausbau der Windkraft an Land auf 126 GW begrenzt, die Fotovoltaik auf 187 GW. Windkraft auf See bleibt mit 38 GW fast gleich groß, aber die Leistung von Batteriespeichern fällt mit 23 statt 44 GW deutlich kleiner aus als im Regierungspfad. Höhere Investitionen wären bei den disponiblen Kapazitäten zu tätigen, von denen im Jahr 2040 136 GW erforderlich sind, davon ein Neubau von 95 GW, der durch 45 GW Speicher und 50 GW H2-Kraftwerke (Neubau und Umbau) abgedeckt werden soll. Zusammen mit Ersparnissen bei den Netzinvestitionen (siehe Grafik) würde dies zu einem niedrigeren Haushaltstrompreis von 42 bis 44 ct/kWh führen, aber zu einem etwas höheren Börsenstrompreis von knapp 50 Euro/MWh, der aber übers Jahr stabiler verläuft mit Schwankungen um das Zweieinhalbfache (heute etwa das Eineinhalbfache). Vergleich der benötigten Investitionen in das deutsche Stromsystem (2023-2035) in Mrd. Euro 120 80 40 80 9 86 90 80 12 115 16 20 79 125 30 24 71 800 600 400 200 700 – 850 30 – 50 120 – 160 250 300 – 400 550 – 700 60 – 80 200 – 300 220 200 – 300 0 0 2022 2025 2030 2035 Osterpaket 2022 Alternativpfad Disponible Erzeuger Wind und Fotovoltaik Potentielle Lücke Spitzenlast Ausbau erneuerbare Energien Netzausbau Übertragungsnetze Netzausbau Verteilnetze Ausbau disponibler Kapazität Quelle: Zukunftspfad Stromversorgung – Perspektiven zur Erhöhung der Versorgungssicherheit und Wirtschaftlichkeit, McKinsey & Company, Januar 2024 Vol. 69 (2024)
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