www.energie-lexikon.info, enlex.info
RP-Energie-Lexikon
fachlich fundiert, unabhängig von Lobby-Interessen

Kernenergie

<<<  |  >>>  |  Feedback

Definition: Energie, die mit Hilfe nuklearer Reaktionen gewonnen wird

Englisch: nuclear energy, nuclear power

Kategorien: Grundbegriffe, Kernenergie

Autor: Dr. Rüdiger Paschotta

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 01.05.2011; letzte Änderung: 31.07.2016

Lesen Sie auch den Extra-Artikel "Was lernen wir aus dem Atom-Desaster von Fukushima?"! Die Seite "Irrtümer und Propaganda zum Thema Kernenergie" enthält weitere zusätzliche Artikel zum Thema Kernenergie, die Sie interessieren könnten.

Als Kernenergie (auch Atomenergie oder nukleare Energie) bezeichnet man Energie, die bei nuklearen Reaktionen freigesetzt wird. In der Regel ist hiermit die zivile Nutzung gemeint. Allerdings eignet sich Kernenergie auch zur militärischen Nutzung in Kernwaffen (Atomwaffen).

Die wichtigste Art der Kernenergienutzung ist die Erzeugung elektrischer Energie in Kernkraftwerken. Diese enthalten einen Kernreaktor, in dem die Kernspaltung eines geeigneten Kernbrennstoffs durchgeführt wird. Dabei entsteht eine große Menge von Wärme, die mit Hilfe einer Dampfturbine teilweise in mechanische Energie und in einem Generator schließlich in elektrische Energie umgewandelt wird. Kleinere Kernreaktoren sind geeignet zum Antrieb von Schiffen und U-Booten, ebenso zur Erzeugung von Prozesswärme für die Industrie. Gelegentlich wird Kernenergie zur Energieversorgung von Satelliten genutzt, und zwar insbesondere für Spionagesatelliten und für solche Satelliten, die weit von der Sonne entfernte Planeten erkunden (wo die Nutzung von Photovoltaik schwierig ist). Der Rest dieses Artikels bezieht sich im Wesentlichen auf die großtechnische Kernenergienutzung, vor allem zur Stromerzeugung.

Es ist denkbar, dass zukünftige Generationen eine andere Form der Kernenergie nutzen werden, nämlich die Kernfusion. Entsprechende Forschungsarbeiten werden seit Jahrzehnten mit großem Aufwand betrieben, jedoch scheitert die Nutzung dieser Art von Kernenergie zumindest für die nächsten Jahrzehnte an der fehlenden technischen Machbarkeit. Deswegen bezieht sich dieser Artikel im Weiteren allein auf die Kernenergie aus Kernspaltung.

In sehr kleinem Rahmen lässt sich Kernenergie auch ohne Kernspaltung und Kernfusion nutzen, indem man lediglich die Wärme nutzt, die bei spontanen radioaktiven Zerfällen entsteht. Dies geschieht insbesondere in Radionuklidbatterien. Die dafür nötigen kurzlebigen Strahler müssen meist sehr aufwendig in Kernreaktoren hergestellt werden und sind deswegen extrem teuer.

Charakteristika der Kernenergie

Im Vergleich zu anderen Energiequellen, etwa basierend auf fossilen Energieträgern, bietet die Kernenergie einige gewichtige Vorteile:

Auf der anderen Seiten hat die Kernenergienutzung auch schwere Nachteile:

Betreffend die Kosten der Kernenergienutzung ergibt sich ein gemischtes Bild. Dies wird im nächsten Abschnitt behandelt.

Kosten der Kernenergienutzung

Der Einstieg in die Kernenergienutzung vor einigen Jahrzehnten erfolgte mit der Erwartung, man würde extrem billige Energie im Überfluss erhalten (“too cheap to meter” – Stromzähler werden überflüssig). Diese Erwartung ist längst widerlegt. Es hat sich gezeigt, dass die Investitionskosten vor allem für Kernkraftwerke über viele Jahre nicht etwa mit zunehmender Erfahrung gesunken, sondern sogar ständig weiter gestiegen sind – zum guten Teil durch erhöhte Sicherheitsanforderungen, die sich aus den gemachten Erfahrungen ergaben. Die Gesamtkosten werden durch diese Investitionskosten und die damit verbundenen Kapitalkosten dominiert, während Brennstoffkosten und andere Betriebskosten keine große Rolle spielen.

Neue Kernkraftwerke sind weltweit nur dort finanzierbar, wo die Politik den Großteil der finanziellen Risiken den Betreibern abnimmt und der Allgemeinheit aufbürdet.

Neue Kernkraftwerke können heute in den wenigsten Ländern finanziert werden, da einerseits die Kosten enorm gestiegen sind und andererseits sehr langfristige Investitionen in einem zunehmend durch Privatisierung und Wettbewerb geprägten Umfeld schwieriger geworden sind. Hinzu kommt zunehmend die Konkurrenz der zum Teil rapide billiger werdenden erneuerbaren Energien. Aus diesen Gründen haben neue Bauprojekte weltweit nur dort eine Chance, wo die Politik den Großteil der finanziellen Risiken den Betreibern abnimmt und der Allgemeinheit aufbürdet. Die Verteuerung, die der Emissionshandel bei fossilen Energieträgern mancherorts verursacht, reicht bei Weitem nicht aus, um Kernkraftwerke konkurrenzfähig zu machen.

Von den gebauten Kernkraftwerken wurde bisher erst ein kleiner Teil außer Betrieb genommen und rückgebaut. Von daher gibt es für die Kosten des Rückbaus der Kraftwerke erst relativ wenig Erfahrung. Die hierfür in der Betriebszeit gemachten Rücklagen sind in verschiedenen Ländern sehr unterschiedlich, und es besteht die Sorge, dass sie in vielen Fällen nicht ausreichen werden und die Allgemeinheit dann für die Kosten aufkommen muss.

Die Kosten der Langzeitlagerung der radioaktiven Abfälle sind nicht bekannt und stark umstritten. Naturgemäß können diese Kosten nicht bestimmt werden, bevor ein definitives Endlagerungskonzept vorliegt, und ein solches existiert noch fast nirgends. Ein gewichtiger Aspekt für die Kosten dürfte sein, ob die Rückholbarkeit der Abfälle gewährleistet werden soll.

Ebenfalls sind diverse externe Kosten schwer quantifizierbar, beispielsweise die Kosten durch schwere Nuklearunfälle und die weltweit übliche indirekte Subventionierung durch die kostenlose Übernahme eines großen Teils des Unfallrisikos durch die Allgemeinheit. (Der Artikel über Reaktorsicherheit diskutiert diesen Aspekt.) Andererseits sind die externen Kosten fossiler Energie ebenfalls sehr schwer ermittelbar und wegen der Klimagefahren womöglich sehr hoch, und die Nutzung erneuerbarer Energien ist ebenfalls oft kostspielig.

Ist eine nachhaltige Kernenergienutzung möglich?

Theoretisch wäre das Ziel der Nachhaltigkeit mit einer modernen Form der Kernenergienutzung erreichbar. Hierfür müssten Kernreaktoren eingesetzt werden, die einerseits die nuklearen Brennstoffe weitaus effizienter nutzen können und andererseits weniger langlebige radioaktive Abfälle erzeugen. Dies ist im Prinzip mit schnellen Brutreaktoren möglich, nicht jedoch mit den heute fast ausschließlich genutzten Leichtwasserreaktoren. Allerdings würden Brutreaktoren zwar zentrale Probleme der Kernenergie wesentlich vermindern, dafür aber andere erhöhen, insbesondere die Gefahr schwerer Reaktorunfälle und die der Weiterverbreitung von Atomwaffen. Hierfür wirksame Lösungen zu finden, erscheint sehr schwierig. Ein Gesamtkonzept, welches eines wirklich nachhaltige Kernenergienutzung erlauben würde, ist aufgrund solcher Schwierigkeiten anscheinend noch nicht gefunden worden.

Weltweite Nutzung der Kernenergie; Zukunftsaussichten

Rund 30 Länder weltweit nutzen die Kernenergie zur Stromerzeugung. In einigen Ländern wird ein relativ großer Teil der elektrischen Energie so gewonnen; mit Abstand führt hier Frankreich, das rund 80 % seiner elektrischen Energie so erzeugt. Im weltweiten Durchschnitt dagegen liegt dieser Anteil bei 16 %.

Der Anteil der Kernenergie an der weltweiten Energieversorgung ist gering und wird voraussichtlich weiter fallen – hauptsächlich aus ökonomischen Gründen, die den Ersatz alter Reaktoren durch neue verhindern.

Verglichen mit dem gesamten Energieumsatz (nicht nur für elektrische Energie, sondern auch Wärme etc.) ist der globale Anteil der Kernenergie recht gering: Weltweit deckt die Kernenergie zur Zeit 2,5 % des Endenergiebedarfs ab, oder rund 6 % der Primärenergie. Von daher würde beispielsweise ein relevanter Beitrag der Kernenergie zum Klimaschutz voraussetzen, dass die entsprechenden Kapazitäten massiv ausgeweitet werden. Hiermit ist aber bis auf weiteres nicht zu rechnen. Zwar werden zur Zeit in einigen Ländern neue Kernkraftwerke gebaut, jedoch wird diese Zahl nicht annähernd ausreichen, um auch nur die Außerbetriebnahme alter Kraftwerke zu kompensieren. Die weltweite Stromerzeugung durch Kernenergie dürfte also vorerst abnehmen (selbst wenn nur wenige Länder einen konsequenten Atomausstieg praktizieren), während der gesamte Energieumsatz immer noch deutlich zunimmt. Eine Umkehr dieser Tendenz erscheint unwahrscheinlich, da nicht nur die Akzeptanz der Kernenergienutzung vor allem durch die Katastrophen von Tschernobyl und Fukushima gelitten hat, sondern auch die massiv gestiegenen Kosten für den Neubau von Kraftwerken die Wirtschaftlichkeit in Frage stellen.

Eine Prognos-Studie [4] kam bereits in 2009 zu dem Resultat, dass eine Renaissance der Kernenergie zumindest bis 2030 nicht zu erwarten ist. Vielmehr wurde erwartet, dass die Zahl der weltweit betriebenen Kernkraftwerke bis 2030 um ca. 29 % zurückgehen wird und dass ein Großteil der bis 2030 angekündigten Neubauprojekte nicht realisiert werden wird. Das Fukushima-Unglück dürfte diese Entwicklung noch erheblich beschleunigen; bereits in mehreren Ländern wurden Neubauprojekte auf Eis gelegt oder definitiv aufgegeben. Der World Nuclear Industry Status Report 2016 [5] berichtet detailliert über die Aufgabe von Kernenergie-Projekten in vielen Ländern, massive Probleme mit vielen aktuellen Bauprojekten weltweit und über dramatische Kursverluste der Aktien von Firmen, die Kernkraftwerke bauen oder betreiben. Die wenigen in Europa zur Zeit vorangetriebenen Projekte leiden allesamt unter enormen Problemen [2].

Literatur

[1]Extra-Artikel: Was lernen wir aus dem Atom-Desaster von Fukushima?
[2]Blog-Artikel: Atomprojekt Hinkley Point C: der Grundstein für zwei milliardenschwere Debakel ist gelegt
[3]Irrtümer und Propaganda zum Thema Kernenergie
[4]Studie "Renaissance der Kernenergie?", Prognos, 09/2009
[5]M. Schneider and A. Froggatt, "World Nuclear Industry Status Report 2016"

(Zusätzliche Literatur vorschlagen)

Siehe auch: Kernkraftwerk, Kernreaktor, Kernspaltung, Kernbrennstoff, Kernbrennstoffsteuer, Wiederaufarbeitung, Radioaktivität, Radionuklidbatterie, Kernfusion, Atomenergie oder Kernenergie, Atomausstieg
sowie andere Artikel in den Kategorien Grundbegriffe, Kernenergie

Kommentare von Lesern

Hier können Sie einen Kommentar zur Veröffentlichung vorschlagen. Über die Annahme wird der Autor des RP-Energie-Lexikons nach gewissen Kriterien entscheiden. Im Kern geht es darum, dass der Kommentar für andere Leser potenziell nützlich ist.

Ihr Name:
(freiwillige Angabe – auch Pseudonyme sind erlaubt)
Ihre E-Mail-Adresse:
(freiwillige Angabe)
Ihr Hintergrund:
(freiwillige Angabe, z. B. Energieberater, Handwerker oder Journalist)
Ihr Kommentar:
Spam-Prüfung:   (bitte die Summe von fünf und zwölf hier als Ziffern eintragen!)

Bem.: Mit dem Abschicken geben Sie Ihre Einwilligung, Ihren Kommentar hier zu veröffentlichen. (Sie können diese später auch widerrufen.) Da Kommentare zunächst vom Autor durchgesehen werden, erscheinen sie verzögert, z. B. erst am Folgetag oder evtl. noch etwas später.

Wie gefällt Ihnen dieser Artikel?

Ihr Gesamteindruck: weiß nicht unbefriedigend in Ordnung gut ausgezeichnet
Fachliche Qualität: weiß nicht unbefriedigend in Ordnung gut ausgezeichnet
Lesbarkeit: weiß nicht unbefriedigend in Ordnung gut ausgezeichnet
Verdient dieser Artikel (oder das Energie-Lexikon insgesamt) Ihrer Ansicht nach Links von anderen Webseiten?
  nein eventuell ja
Kommentar:

Vielleicht haben Sie auch konkrete Vorschläge für inhaltliche Ergänzungen, nützliche Literaturangaben etc. Falls Sie eine bessere Website für dieses Thema kennen, sind wir dankbar für einen Hinweis darauf.

Wenn Sie einen Kommentar zur Veröffentlichung auf unserer Seite vorschlagen möchten, verwenden Sie dazu bitte das Formular im Kasten "Kommentare von Lesern".

Spam-Prüfung: (bitte den Wert von 5 + 8 hier eintragen!)

Wenn Sie eine Antwort möchten, können Sie Ihre E-Mail-Adresse im Kommentarfeld hinterlassen oder direkt eine E-Mail senden. Letztere Methode führt meist zu schnelleren Antworten.

Wenn Ihnen das RP-Energie-Lexikon gefällt, möchten Sie vielleicht auch den RP-Energie-Blog als E-Mail-Newsletter abonnieren.

Teilen Sie den Link auf diesen Artikel mit anderen:

Elektroheizungen als Energiespeicher für die Energiewende?

Elektroheizungen gelten seit Jahren als ineffizient; jetzt sollen sie aber plötzlich sehr nützlich sein zur Nutzung von zeitweiligen Stromüberschüssen, die durch die Energiewende vermehrt anfallen. Kann das sein?

Mehr dazu bringt ein Blog-Artikel.

– Alle Banners –

– Ihr eigenes Banner! –

Die Startseite gibt Ihnen den Einstieg in das RP-Energie-Lexikon, auch mit Tipps zur Benutzung.
Hier finden Sie diverse Ratgeber-Artikel, insbesondere im Bereich der Haustechnik.
Hiermit wird Ihnen ein zufällig ausgewählter Lexikonartikel angezeigt.
Der RP-Energie-Blog präsentiert Interessantes und Aktuelles zum Thema Energie. Er ist auch als E-Mail-Newsletter erhältlich.
Hier finden Sie die Kontaktinformationen und das Impressum.
Werden Sie ein Sponsor des RP-Energie-Lexikons – des besten deutschsprachigen Energielexikons im Internet!
Hier erfahren Sie mehr über den Autor des RP-Energie-Lexikons und seine Grundsätze.
Hier können Sie die Artikel des RP-Energie-Lexikons nach Kategorien geordnet durchstöbern.
Verbreitete Irrtümer zu Energiefragen werden hier detailliert aufgedeckt.
Der Glossar fasst die Definitionen von Fachbegriffen aus den Artikeln zusammen.
Mit dem Energie-Quiz können Sie Ihr Wissen im Energiebereich testen und vertiefen.
Hier werden die Hintergründe des Projekts beschrieben, auch die gewählten Grundsätze.
Mit zigtausenden von Nutzern pro Monat ist das RP-Energie-Lexikon zu einer interessanten Werbeplattform geworden.
Vom Autor des RP-Energie-Lexikons können Sie auch Beratung erhalten, insbesondere zu Energie-Technologien.
Hier finden Sie die Liste aller Artikel zu einem bestimmten Anfangsbuchstaben.
Hier können Sie nach Artikeln suchen, deren Titel ein bestimmtes Stichwort enthalten.
(Beachten Sie auch die Volltextsuche beim Menüpunkt "Suche"!)