Nachhaltigkeit und Energie: Matchentscheidend 11. Weiterbildungskurs für Lehrerinnen und Lehrer. Ist die. Kernenergie. eine nachhaltige Energiequelle?

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1 Nachhaltigkeit und Energie: Matchentscheidend 11. Weiterbildungskurs für Lehrerinnen und Lehrer Donnerstag, 13. bis Samstag 15. September 2007 Ist die eine nachhaltige Energiequelle? Das Potenzial und die zukünftige Nutzung der aus der Sicht der Nachhaltigkeit Tony Williams Leiter Kernbrennstoffe, NOK / Seite 1

2 oder eine gesellschaftliche Belastung? / Seite 2

3 Nachhaltigkeit der, eine Technologie der nachhaltigen Entwicklung, weil deren Brennstoff noch viele Jahrhunderte lang verfügbar ist, ihre Sicherheitsbilanz besser als die anderer Energiequellen ist, der Verbrauch des Brennstoffes so gut wie keine Umweltverschmutzung verursacht, durch ihren Einsatz wertvolle fossile Rohstoffe für zukünftige Generationen erhalten bleiben, ihre Kosten wettbewerbsfähig sind und weiter sinken, sowie der Abfall langfristig sicher gehandhabt werden kann. World Nuclear Association / Seite 3

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5 Nachhaltigkeit der Die Nachhaltigkeit des Brennstoffzyklus Die Sicherheit von Kernkraftwerken Die CO2 Problematik Biodiversität Strahlenbelastung / Seite 5

6 Giftige Fragen zur Nachhaltigkeit des Brennstoffzyklus Die Reichweite der vorhandenen Uran-Ressourcen ist endlich und beträgt höchstens 50 Jahre Die Kosten von Uran werden bald so hoch, dass die kaum konkurrenzfähig sein wird Die Förderung von Uran verursacht eine grosse Umweltbelastung ist doch nicht CO2 frei, weil viele graue Energie bei der Brennstoffherstellung benötigt wird Die benötigt viel mehr Ressourcen als z.b. die neuen erneuerbaren Energien Die Entsorgung ist nicht gelöst und wird unsere Nachkommen belasten Die ist weniger sicher als andere Stromerzeugungsmethoden / Seite 6

7 Der Brennstoffzyklus Anreicherung Konversion Rezyklierung Fabrikation Wiederaufarbeitung KKW Förderung Zwischenlagerung Geologisches Tiefenlager / Seite 7

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9 Uranressourcen / Seite 9

10 Ressourcen und Kosten (OECD 2005) (und Reserven) (1'000tU) < USD 40/kgU < USD 80/kgU < USD 130/kgU RAR 1'947 2'643 3'297 Inferred 799 1'161 1'446 Identified 2'746 3'804 4'743 Prognosticated 1'700 2'519 Speculative 4'557 Undiscovered 1'700 7'076 Total 2'746 5'504 11'819 Aktueller Uranpreis USD 234/kgU / Seite 10

11 Uranressourcen (Verbrauch = 65'000 t /Jahr) Jahre Jahre tonnes U SR EAR II EAR I RAR tonnes U Phosphates SR EAR II EAR I RAR <40$/kgU <80$/kgU <130$/kgU Cost Range 0 <40$/kgU <80$/kgU <130$/kgU? Cost Range tonnes U <40$/kgU <80$/kgU <130$/kgU? Cost Range 70'000 Jahre Seawater Phosphates SR EAR II EAR I RAR / Seite 11

12 Reichweite Uranvorkommen Reichweite Uran (Preiskategorie < USD 50/lbU 3 O 8 ) Jahre geschätzte Uranvorkommen identifizierte Uranvorkommen definierte Uranvorkommen (Reserven) / Seite 12

13 Giftige Fragen zur Nachhaltigkeit des Brennstoffzyklus Die Reichweite der vorhandenen Uran-Ressourcen ist endlich und beträgt höchstens 50 Jahre Die Kosten von Uran werden bald so hoch, dass die kaum konkurrenzfähig sein wird Die Förderung von Uran verursacht eine grosse Umweltbelastung ist doch nicht CO2 frei, weil viele graue Energie bei der Brennstoffherstellung benötigt wird Die benötigt viel mehr Ressourcen als z.b. die neuen erneuerbaren Energien Die Entsorgung ist nicht gelöst und wird unsere Nachkommen belasten Die ist weniger sicher als andere Stromerzeugungsmethoden / Seite 13

14 Historische Uranpreise Historisch höchster Preis erreicht / Seite 14

15 Einfluss des U-Preises auf die Versorgungskosten Einfluss U Preis auf Versorgungskosten: Beispiel KKL Konv = 10$/kg, SWU = 110$, Fab. = 300$/kg sonstige Stromerzeugungskosten = 5Rp/Kwh Stromerzeugung Rp/kWh übrige Versorgung davon Uran Gesamterzeugungskosten Uranpreis $/lb / Seite 15

16 Giftige Fragen zur Nachhaltigkeit des Brennstoffzyklus Die Reichweite der vorhandenen Uran-Ressourcen ist endlich und beträgt höchstens 50 Jahre Die Kosten von Uran werden bald so hoch, dass die kaum konkurrenzfähig sein wird Die Förderung von Uran verursacht eine grosse Umweltbelastung ist doch nicht CO2 frei, weil viele graue Energie bei der Brennstoffherstellung benötigt wird Die benötigt viel mehr Ressourcen als z.b. die neuen erneuerbaren Energien Die Entsorgung ist nicht gelöst und wird unsere Nachkommen belasten Die ist weniger sicher als andere Stromerzeugungsmethoden / Seite 16

17 Umweltbelastung durch Uranabbau Untertage Übertage In-Situ Leach / Seite 17

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19 Sustainability Bericht: Areva / Seite 19

20 EPD Projekt NOK (Environmental Product Declaration) Upstream processes Manufacturing process Downstream processes Arisings from NPP operation (spent fuel) Fuel reprocessing (BNG; Sellafield, UK) PuO2 MOX fuel fabrication (BNG; SMP, UK) MOX Arisings from uranium enrichment (depleted uranium) PuO2 MOX fuel fabrication (AREVA NC; Caderache, F) MOX Infrastructure Infrastructure Infrastructure Infrastructure Arisings from NPP operation (spent fuel) Arisings from nuclear disarmament (MEU, 17%) LCA system boundaries Uranium Mining and Processing (Kasachstan) U3O8 Conversion (BNFL; Springfields, UK) UF6 Fuel reprocessing (AREVA NC; La Hague, F) RepU (0.8%), from Europe Blending (JSC TVEL; Elektrostal, CIS) Enrichment (URENCO) UF6 LEU (4.68%) PuO2 MOX fuel fabrication (AREVA NC; Dessel, Be) UO 2 fuel fabrication (JSC TVEL; Elektrostal, CIS) UO 2 fuel fabrication (Siemens; Lingen, Ge) MOX RepU UO2 Operation NPP Beznau Distribution within NOK network Operation of dry storage facility 1 kwh electricity generated in Beznau NPP and thereafter distributed to the customer during the reference year 2006/07 Operation of encapsulation facility Operation of final repository SF/HLW/ILW Infrastructure Operation of final repository LLW / Seite 20

21 Giftige Fragen zur Nachhaltigkeit des Brennstoffzyklus Die Reichweite der vorhandenen Uran-Ressourcen ist endlich und beträgt höchstens 50 Jahre Die Kosten von Uran werden bald so hoch, dass die kaum konkurrenzfähig sein wird Die Förderung von Uran verursacht eine grosse Umweltbelastung ist doch nicht CO2 frei, weil viele graue Energie bei der Brennstoffherstellung benötigt wird Die benötigt viel mehr Ressourcen als z.b. die neuen erneuerbaren Energien Die Entsorgung ist nicht gelöst und wird unsere Nachkommen belasten Die ist weniger sicher als andere Stromerzeugungsmethoden / Seite 21

22 Der Brennstoffzyklus Anreicherung Konversion Rezyklierung Fabrikation Wiederaufarbeitung KKW Förderung Zwischenlagerung Geologisches Tiefenlager / Seite 22

23 Energiebedarf der Anreicherung Feed Stream 0.7% 235U 200 t Anreicherung Waste Stream or Tails 0.3% 235U 20 t Produkt Stream 4% 235U 180 t / Seite 23

24 Energiebedarf der Anreicherung Energiebedarf für Anreicherung 240 GWh / Reaktor / Jahr = ca. 3% der Produktion Energiebedarf für Anreicherung 6 GWh / Reaktor / Jahr = ca. 0.1% der Produktion / Seite 24

25 PSI Daten DWR CH (Zentrifugen) Quelle: ecoinvent Datenbank V1.3, / Seite 25

26 PSI Daten SWR CH (Diffusion) Quelle: ecoinvent Datenbank V1.3, / Seite 26

27 Technologievergleich Kohle De Erdgas De Wasserkraft CH Photovoltaik CH Wind (Westeuropa) CH CO2 [g/kwh] NOx [mg/kwh] SOx [mg/kwh] Quelle: ecoinvent Datenbank V1.3, / Seite 27

28 Giftige Fragen zur Nachhaltigkeit des Brennstoffzyklus Die Reichweite der vorhandenen Uran-Ressourcen ist endlich und beträgt höchstens 50 Jahre Die Kosten von Uran werden bald so hoch, dass die kaum konkurrenzfähig sein wird Die Förderung von Uran verursacht eine grosse Umweltbelastung ist doch nicht CO2 frei, weil viele graue Energie bei der Brennstoffherstellung benötigt wird Die benötigt viel mehr Ressourcen als z.b. die neuen erneuerbaren Energien Die Entsorgung ist nicht gelöst und wird unsere Nachkommen belasten Die ist weniger sicher als andere Stromerzeugungsmethoden / Seite 28

29 Wasserbedarf pro kwh m3 Wasser / kwh Kohle UCTE Erdgas UCTE Wasserkraft CH CH Öl UCTE Photovoltaik CH Wind Europa / Seite 29

30 Wind Europa Photovoltaik CH / Seite 30 Betonbedarf pro kwh Wasserkraft CH CH Öl UCTE Erdgas UCTE Kohle UCTE m3 Beton / kwh

31 Kupferbedarf pro kwh mg Kupfer / kwh Kohle UCTE Erdgas UCTE Wasserkraft CH CH Öl UCTE Photovoltaik CH Wind Europa / Seite 31

32 Bingham Copper Mine in Oquirrh Mountains, Southwest of Salt Lake City / Seite 32

33 Giftige Fragen zur Nachhaltigkeit des Brennstoffzyklus Die Reichweite der vorhandenen Uran-Ressourcen ist endlich und beträgt höchstens 50 Jahre Die Kosten von Uran werden bald so hoch, dass die kaum konkurrenzfähig sein wird Die Förderung von Uran verursacht eine grosse Umweltbelastung ist doch nicht CO2 frei, weil viele graue Energie bei der Brennstoffherstellung benötigt wird Die benötigt viel mehr Ressourcen als z.b. die neuen erneuerbaren Energien Die Entsorgung ist nicht gelöst und wird unsere Nachkommen belasten Die ist weniger sicher als andere Stromerzeugungsmethoden / Seite 33

34 Hochradioaktive Abfälle entstehen aus der Umwandlung von Uran im Reaktor Spaltung Spaltprodukte & Energie Tony Williams Leiter Kernbrennstoffabteilung, NOK 2. Dezember % U238 5% U235 Aktivierung Plutonium und andere Aktiniden 94.2% U238 4% Spaltprodukte 1% Aktiniden 0.8% U / Seite 34

35 Fortgeschrittene Systeme Uran existiert in der Natur in den Isotopen 235 U und 238 U. Das Isotop 238 U kommt jedoch 140 mal mehr vor als das heute für die Energiegewinnung meist verwendete Isotop 235 U. Die meisten Systeme der vierten Generation sind so genannte schnelle Brüter. Diese Reaktoren haben die Eigenschaft, eigenen Brennstoff durch die Umwandlung der Isotope 238 U in 239 Pu selbständig und lokal zu erstellen. Der Einsatz von schnellen Brütern bietet deshalb eine erheblich verbesserte Ausnutzung der Uran-Ressourcen sowie die Möglichkeit der Wiederverwertung von bereits verbrauchten Brennelementen aus Leichtwasserreaktoren / Seite 35

36 Uranressourcen (Verbrauch = 65'000 t /Jahr) ' Jahre 50' Jahre tonnes U SR EAR II EAR I RAR tonnes U Phosphates SR EAR II EAR I RAR <40$/kgU <80$/kgU <130$/kgU Cost Range 0 <40$/kgU <80$/kgU <130$/kgU? Cost Range tonnes U <40$/kgU <80$/kgU <130$/kgU? Cost Range 7'000'000 70'000 Jahre Seawater Phosphates SR EAR II EAR I RAR Mit Einsatz der schnellen Brüter / Seite 36

37 Fortgeschrittene Systeme Daraus resultieren deutlich geringere Abfallmengen und massiv tiefere Radiotoxizität des abgebrannten Brennstoffs (siehe Kasten). Das heisst, seine radioaktive Strahlung vermindert sich bereits nach 300 bis 400 Jahren auf die Strahlungsintensität von Natururan. Heute benötigt dieser Prozess immer noch länger als 100'000 Jahre / Seite 37

38 Mittels angepasster Wiederaufarbeitungsmethoden sowie fortgeschrittener Reaktorsysteme der vierten Generation wird es künftig möglich sein, den Ressourcenverbrauch sowie auch die Langzeit-Toxizität der Abfälle drastisch zu reduzieren Tonnen pro TW Natururan Abgereichertes Uran Ressourcen Effenzienz % DWR Pu Recycle TRU in FR TRU in ADS Double Strata FR / Seite 38

39 Giftige Fragen zur Nachhaltigkeit des Brennstoffzyklus Die Reichweite der vorhandenen Uran-Ressourcen ist endlich und beträgt höchstens 50 Jahre Die Kosten von Uran werden bald so hoch, dass die kaum konkurrenzfähig sein wird Die Förderung von Uran verursacht eine grosse Umweltbelastung ist doch nicht CO2 frei, weil viele graue Energie bei der Brennstoffherstellung benötigt wird Die benötigt viel mehr Ressourcen als z.b. die neuen erneuerbaren Energien Die Entsorgung ist nicht gelöst und wird unsere Nachkommen belasten Die ist weniger sicher als andere Stromerzeugungsmethoden / Seite 39

40 Sicherheit / Seite 40

41 Soziale Verträglichkeit Menschenrechtsnorm SA 8000: Arbeit von Kindern Arbeit unter Gewaltandrohung Gesundheit und Sicherheit Freiheit, Vereinigungen und Verbindungen zu bilden und Rechte auf Gesamtabkommen Diskriminierung Disziplinarverfahren Arbeitszeiten Entlöhnung Managementsystem SA 8000 ist im Q-System der NOK berücksichtigt und unsere Geschäfte werden im Hinblick auf diese sozialen Rechte überprüft / Seite 41

42 Social Accountability / Seite 42

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44 nachhaltige Danke für Ihre Aufmerksamkeit! / Seite 44