Könnte Kernenergie nachhaltig sein?

Die Frage will nicht provozieren! Aber sie könnte einige Verfechter der neuen erneuerbaren Energiequellen, die sich für die Nachhaltigkeit bei der Energieerzeugung einsetzen und die Lösung einzig und allein in den erneuerbaren Energiequellen sehen, vor den Kopf stossen. Die erneuerbaren Energiequellen haben alle ihren gemeinsamen Ursprung in der Sonnenenergie und damit letztendlich in der Kernfusion - ganz abgesehen von der radioaktiv entwickelten Erdwärme, die aus dem Zerfall natürlicher, in der Erdkruste vorkommender radioaktiver Stoffe entsteht.
Was bedeutet Nachhaltigkeit? Der Begriff stammt ursprünglich aus der Forstwirtschaft, wo die Entnahme von Holz die zukünftige Versorgung nicht gefährden darf. Heute wird der Ausdruck jedoch inflationär verwendet ...
Das Konzept der Nachhaltigkeit umfasst Gerechtigkeit unter den Erdenbewohnern und den Generationen, soziales Wohlergehen und Schutz der Umwelt ebenso wie Wirtschaftswachstum. Der wichtigste Zweck der Nachhaltigkeit ist es, die Errungenschaften und Güter der Menschen und die Schätze der Natur für zukünftige Generationen zu erhalten bzw. zu vergrössern. Im Sinne der ersten Definition ist klar, dass die fossilen Energieträger, die unsere verbrauchsorientierte Zivilisation in rasendem Tempo aufbraucht, eines Tages zur Neige gehen werden. Ihre uneingeschränkte Nutzung ist daher nicht nachhaltig.
Demgegenüber gibt es auf der Erde einen Überfluss an Deuterium (D) und Lithium (Li), die bei der Kernfusion gebraucht werden. Allein die Reserven im Genfersee würden für die ganze Menschheit während Jahrhunderten ausreichen! 1'000 t D und 2'000 t Li haben ein Energiepotenzial von einigen zehn Milliarden Tonnen fossilen Brennstoffs. Jährlich werden weltweit fast 10'000 Mt Röe (Millionen Tonnen Rohöläquivalent (Englisch: Mtoe), oder 7,35 Millionen Barrel (bbl) Rohöl) und in der Schweiz 30 Mt Röe verbraucht.
Der Vollständigkeit halber muss erwähnt werden, dass Nachhaltigkeit nicht nur an den sich mehr oder weniger schnell erschöpfenden Reserven gemessen wird, sondern auch an Gasemissionen, Umweltbelastungen durch die Nutzenergieproduktion und der Menge anfallender radioaktiver Abfälle. Erwähnt sei hier das berüchtigte CO₂ aus den fossilen Brennstoffen, das weltweit eine Ausstossmenge von 30 Milliarden Tonnen (entsprechen fast 8 Gt elementaren Kohlenstoffs) pro Jahr erreicht hat! Ganz zu schweigen von den verschiedenen Schwefel- und Stickoxiden (entsprechen fast 65 Mt elementaren Schwefels und 25 Mt elementaren Stickstoffs). Die Schweiz allein verursacht CO₂-Emissionen von 42 Millionen Tonnen pro Jahr.
Im Bereich der Kernenergie besteht der Abfall bei der zukünftigen Kernfusion aus dem Wandmaterial, das im Reaktor durch frei werdende Neutronen in Plasmanähe radioaktiv wird. Es ist jedoch heute schon möglich, schwach aktivierbare Legierungen herzustellen, deren Radioaktivität sehr viel weniger lang gefährlich ist. Die Forschungsarbeiten über schwach aktivierbare Stoffe werden in der Europäischen Union und auch in der Schweiz fortgesetzt.
Die Verschmäher der Kernenergie kritisieren im Zusammenhang mit der fehlenden Nachhaltigkeit dieser Energiequelle gerade die radioaktiven Abfälle. Nehmen wir den Fall der Schweiz. Seit 1969 erzeugte die Kernenergie in der Schweiz insgesamt rund 555 Terawattstunden Elektrizität durch Nutzung der bei der Kernspaltung freigesetzten Wärmeenergie (mit einem Wirkungsgrad von etwa 35%). Hätte diese Energie aus fossilen Brennstoffen gewonnen werden müssen, wäre es (bei gleichem Wirkungsgrad) nötig gewesen, mehr als 120 Mt Röe fossiler Brennstoffe zu verbrennen. Dadurch hätte unser Land über 450 Millionen Tonnen zusätzliche CO₂-Emissionen produziert! Für diese Erzeugung von Kernenergie mussten rund 12'000 Tonnen natürliches Uran (U) verwendet werden (1'000 t U =10 Mt Röe!). Das spaltbare Isotop Uran-235, das im Natururan nur zu 0,7% enthalten ist, muss auf 3,5% "angereichert" werden. Wie wir wissen, zerfällt das kostbare Uranisotop-235 in der Natur mit der Zeit durch Radioaktiviät von selbst und geht damit ohnehin verloren, ob wir es in einem Reaktor "verbrennen" oder nicht! Durch den Anreicherungsprozess entstehen etwa 1900 Tonnen angereichertes Uran (d.h. ein Uran, das 3,5% oder 66,5 t Uran-235 enthält), das in Brennstäben in Zeiträumen von 3 oder 4 Jahren im Reaktor abgebrannt wird. Nach Ablauf der Strahlungszeit hat sich der Brennstoff in eine Menge neuer, komplexer chemischer Elemente umgewandelt.
Diese Spaltprodukte bergen energiemässig gesehen wahres "Gold" (fast fünfzigmal mehr Energie als bei der ersten Spaltung!): Uran-235, Plutonium, die anderen Transurane und mehrheitlich Uran-238, das als «brütbar» bezeichnet und im Neutronenfeld des Kernreaktors in Plutonium umgewandelt wird und als neuer Brennstoff genutzt werden kann (z.B. im Fall des Brutreak-tors:1000 tU = 500 Mt Röe!). Durch Wiederaufarbeitung (chemische Trennung der obigen Elemente) wird Uran-Plutonium-Mischoxid (Mox) produziert. Will man das dauernde Mitproduzieren von Plutonium vermeiden, kann man IMF (Inert-Matrix-Brennstoff) verwenden, bei dem das Uran-238-hal-tige Uranoxid durch uranfreien Brennstoff auf der Basis von Inert-Zirkonoxid ersetzt wird. Im Paul Scherrer Institut sind zur Zeit Forschungen auf diesem Gebiet im Gang.
Und was geschieht mit den übrigen Abfällen, den Transuranen und den anderen gefährlichen Spaltprodukten? Mit solchen Fragen beschäftigt sich zur Zeit die Spitzenforschung, vor allem im Rahmen des 4. EU-Rahmenprogramms, aber auch in anderen Projekten. Die Schweiz ist an mehreren dieser Projekte beteiligt. Die Arbeiten wurden aufgrund der Ideen von Carlo Rubbia und seinem "Energieverstärker" aufgenommen. Eine erste absehbare Anwendung ist das beschleunigerunterstützte Transmutationssystem ADTS (Accelerator Driven Transmutation System). Durch die Transmutation der gefährlichen - jedoch noch sehr energiereichen - Transurane in schwach- oder nicht mehr radioaktive Elemente (mit Hilfe eines Protonenbeschleunigers erzeugen die Bleikerne durch "Spallation" Neutronen) kann die geologische Lagerung von hunderttausenden von Jahren auf hundert Jahre reduziert werden. Damit schlägt man zwei Fliegen mit einer Klappe, denn bei der Umwandlung des Atommülls in harmloseren Abfall wird die Lagerdauer massiv reduziert und gleichzeitig sogar noch eine Menge Energie zur Stromgewinnung frei. Die Radioaktivität wird auf ein Niveau reduziert, das demjenigen einer natürlichen Uranmine entspricht. Dies ist zwar noch keine absolute Nachhaltigkeit, aber immerhin eine asymptotische Annäherung!
Als Schlussfolgerung könnte die Möglichkeitsform der anfangs gestellten Frage durch die einfache Zukunftsform ersetzt werden - unter der Bedingung natürlich, dass die Forschungsaktivitäten erfolgreich sind und angewendet werden können: Die Nachhaltigkeit der Kernenergie wird auf dem Weg zur nachhaltigen Entwicklung einen wichtigen Beitrag leisten.