Ausgangsprodukt
Verstreutes Uran, Mischung aus ~ 99,3 % U-238 und ~ 0,7 % U-235, Halbwertszeit (HWZ) ~ 1 Mrd Jahre
Rohmaterialien
Konzentriertes Uran, Brennelemente mit ~ 3 % U-235 und 97 % U-238
(davon primär nur der U-235-Teil nutzbar; mehr dazu später)
Eine höhere Anreicherung des Urans wäre zum einen mit technischem Aufwand verbunden, zum anderen wurde noch kein Reaktortyp für derart angereichertes U-235 erforscht, und, wie derzeit dem Iran unterstellt wird, eignet sich das Uran dann zur Herstellung von Atombomben.
"Verbrauchte" Rohmaterialien
U-235 zum Teil verbraucht; U-238 größtenteils vorhanden, zum Teil in Plutonium Pu-239 umgewandelt (HWZ ~ 24110 Jahre); kurzlebige Spaltprodukte (HWZ im Bereich von einigen Tagen bis Jahren); Zusatzproblem: Pu ist in kleinsten Mengen hochgiftig!
Fazit bis jetzt
Uran wird konzentriert, und durch die Spaltung im Kraftwerk wird die Aktivität stark erhöht. Diese versucht man, in Endlagern dauerhaft auf natürliche Weise abklingen zu lassen.
Problematik
Es gibt Techniken, um diese Aktivität in kontrolliertem technischen Maße erheblich zu beschleunigen (Transmutation), jedoch wird diese derzeit nicht angewandt.
Der Grund liegt darin, dass die wenigen Brutreaktoren, in denen dies grundsätzlich möglich ist, mit der Transmutation von U-238 in Pu-239, welches sich ebenfalls spalten lässt, ausgelastet sind.
Weitere Brutreaktoren, auch zur Erforschung, werden erfolgreich verhindert (z.B. Kalkar).
Mit dem nuklearen Material wird zur Zeit viel zu verschwenderisch umgegangen. Anstatt U-238 und das in der Lagerung problematische Pu-239 aus den "verbrauchten" Brennstäben herauszuholen, und nur die kurzlebigeren Spaltprodukte einzulagern, werden diese eigentlich wertvollen Rohstoffe einfach weggeschmissen. Im Brutreaktor und bei wiederholter Wiederaufbereitung hätten diese noch eine weitere Nutzung; aber dieser Reaktortyp ist selten!
Bringt es etwas, zu warten, bis das Uran aufgebraucht ist?
Nein, denn mit Thorium steht eine weniger erforschte Alternative zur Verfügung, die zwar teurer ist, da es aber wesentlich mehr Thorium als Uran gibt, noch viel, viel länger einsetzbar ist, aber selbstverständlich auch neue Kraftwerkstypen erfordert.
Bringt es etwas, zu warten, bis die Kernfusionstechnik ausgereift ist?
Kann ich nicht sagen; zu viele Probleme sind ungelöst. Die Problematik in der Rohstoffbeschaffung dort ist, dass man das gut verfügbare Deuterium (H-2, D) nicht direkt zu Helium (He-4) fusionieren kann, weil diese Temperaturen (auch auf längere Zeit?) nicht kontrolliert technisch eingesetzt werden können. Stattdessen muss man das Deuterium mit Tritium (H-3, T) bzw. Helium-3 (He-3) fusionieren (kann grundsätzlich aus Lithium hergestellt werden), was bei wesentlich tieferen hohen Temperaturen funktioniert. Dann bleibt natürlich noch das Problem, wie man in den Fusionsreaktionen ausreichend nutz- und abführbare Wärme erzeugen kann, ohne das Kraftwerk zu zerstören. Jeder Reaktortyp (Tokamak und Stellarator) schließt das durch Mikrowellen hocherhitzte Plasma (Temperatur >> 100.000°C) durch ein von supraleitenden Spulen (Werkstofftemperatur << -200°C) erzeugtes Magnetfeld in ein Vakuum ein; erst danach kann eine Energieproduktion beginnen.
Wie sieht es nun mit Alternativen aus?
Wasserkraft:
Wollen wir den Rhein aufstauen? Geht nicht, weil schon zu dicht besiedelt.
Kleinwasserkraftwerke? Geht auch nicht, weil man da schon sehr viele braucht, und jedes einzelne gegen Umweltschützer zu kämpfen hat.
Kohle:
Die Kohle aus der Erde ist kein Reinprodukt, sondern u.a. mit geringen Mengen von Uran verunreinigt. Diese radioaktiven Substanzen sind pro erzeugter Kilowattstunde mehrfach höher als das was ein Atomkraftwerk freisetzt, und sie werden direkt durch den Schlot in die Atmosphäre geblasen.
Das Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) zu speichern bringt nichts, weil das das Problem nicht löst, und die Stromproduktion außerdem noch erheblich unwirtschaftlicher macht.
Meine Meinung: Die Abschaffung von Kohlekraftwerken hat oberste Priorität; noch vor der Abschaffung der Atomkraftwerke! Derzeit jedoch eröffnet in China in etwa pro Woche ein neues Kohlekraftwerk!
Photovoltaik/Solar:
Die Produktion ist zu teuer.
Die Anbringung ist an etlichen Orten nicht gestattet, weil Reflexionen von Sonnenlicht den Flugverkehr beeinträchtigen könnten *sigh*!
Meine Meinung: Produktion verbilligen anstatt Einspeisung zu vergüten. Anbringung von Solarzellen rechtlich vereinfachen.
Alternativ würde sich ein Einsatz von thermischen Sonnenkollektoren, ggf. in Kombination mit Erdwärme und Wärmepumpen sehr gut machen, und wäre erst mal auch billiger!
Biomasse:
Ist derzeit in einem viel zu kleinem Umfang verwirklicht. Zu beachten ist auch, dass aus ethnischer Sicht die Produktion von Nahrungsmitteln Vorrang gegenüber der Produkton von Bioenergie haben muss!
Windkraft:
Es gibt durchaus schicke kleine Windgeneratoren, die sich jeder aufs Dach machen könnte. Auch hier passt die Gesetzgebung derzeit nicht. Die Genehmigungsverfahren sind zu schwierig, außerdem muss man sich noch mit den Nachbarn abstimmen. Und damit meine ich jetzt keine Windräder, sondern waagrechte schornsteinähnliche Blöcke, in denen Windgeneratoren eingebaut sind.
Die großen Windräder haben durchaus Gegner von Umweltschützern (Infraschall, Störung der Zug-/Vögel, Verschandelung der Landschaft).
Energietransport:
Grundsätzlich ist es den Leitungen egal, ob der Strom in die eine oder andere Richtung fließt. Höchstens die Steuerung und Abschaltung von Kleinanlagen macht bei verstärkter Nutzung Probleme.
Bei der Windkraft hat man das Problem, dass viel Wind an Orten erzeugt wird, wo kaum etwas verbraucht wird (Offshore-Windparks).
Um die Leitungen zu bauen, muss man sich mit Umweltschützern einigen. Diese hätten es lieber, wenn man Erdkabel anstatt Freileitungen verwendet. Erdkabel sind aber wesentlich teurer und bei etwaigen Problemen (Kabelbruch, Kurzschluss, schadhafte Isolation) dauert es wesentlich länger, bis diese gefunden und behoben sind.
Energiespeicherung:
Intelligente Netze: Verbrauch in Zeiten von Überangebot verlagern (derzeit u.a. Nachttarife, wird aber in Zukunft noch erweitert durch neue Stromzähler).
Pumpspeicherkraftwerke (PSW): Diese sind eigentlich große Energievernichtungsmaschinen, weil ca. 133 % der wieder nutzbaren Energie eingesetzt werden muss, um Verluste durch Pumpen, Motore und Generatoren auszugleichen. Es gibt hier Tagesspeicher (Goldisthal, Markersbach, Schluchsee) und in den Bergen Jahresspeicher (Kaprun, Malta, Lac des Dix) die durchaus die Leistung von mehreren Atomreaktoren verarbeiten können. Selbstverständlich können diese auch die Erzeugungsschwankungen von Solar- und Windstromproduktion aufnehmen. Es ist dann alles nur eine Kapazitätsfrage. Bei neuen Kraftwerken gibt es auch hier Probleme mit dem Umwelt- und Landschaftsschutz.
Derzeit werden PSW in der Nacht gefüllt und am Tage verarbeitet. Wird es irgendwann mal Solarstrom im Überschuss geben, würde sich der Vorgang umkehren, und PSW würden generell am Tage gefüllt werden. Dazu würden mich mal die Prognosen der Politik interessieren.
Edit: HWZ überarbeitet; zusätzlicher Absatz zum Brutreaktor
