Energieversorgung Schweiz Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke?

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1 2008 Energieversorgung Schweiz Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? Roman Zimmermann, Daniel Oberle, Lucas Zeugin, Kevin Emmenegger Klasse 4aPM4, technische Richtung ligte Unterrichtsfächer: Staatskunde / Geschichte (R. Kälin), Physik (J. Barbezat)

2 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Wird in naher Zukunft in der Schweiz eine Stromlücke entstehen? Einleitung Mythos Stromlücke Die Stromlücke kommt früher als erwartet Fazit Wie sehen die aktuellen Pläne zum Bau neuer Kernkraftwerke aus? Einleitung Kühlsysteme Nötige Schritte bis zur Fertigstellung eines KKWs Sicherheit und Umweltverträglichkeit Einleitung Kernbrennstoffe Reaktortypen Zwischenfälle und Unfälle Transport von radioaktiven Abfällen Endlagerung von radioaktiven Abfällen Wie könnte eine mögliche Stromlücke gedeckt werden? Einleitung Befürworter der Kernenergie Die Gegner der Kernenergie Wie steht die Bevölkerung zu Kernkraftwerken? Umfrage Fazit Interview mit Stefan Krell, Operateur in Ausbildung (Beznau), Interview mit Dr. Rudolf Rechsteiner, Nationalrat SP Alternativen zu Kernkraftwerken Einleitung Übersicht Die erneuerbaren Energien kurz erklärt... 37

3 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? 7.4 Energieeffizienz Importe Grosstechnische Anlagen Übersicht über der Stromproduktion Fazit Besichtigungen Axporama Führung Kernkraftwerk Gösgen Führung Felslabor Grimsel Schlusswort Verzeichnisse Literaturverzeichnis Bildverzeichnis Tabellenverzeichnis Anhang Brief an Herr Dr. M. Thumann Antwortbrief von Herr Dr. M. Thumann Brief an Herr Geri Müller Antwortbrief von Herr Geri Müller Energieszenarien... 64

4 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? 1 Einleitung Als Berufsmaturitätsschüler sind wir dazu berufen worden, eine interdisziplinäre Projektarbeit zu schreiben. Unter Interdisziplinarität versteht man die Nutzung von Ansätzen, Denkweisen oder zumindest Methoden verschiedener Fachrichtungen. Bei uns sind es die zwei Fachrichtungen Staatskunde/Geschichte und Physik. Dazu wenden wir verschiedene Vorgehensweisen an. So werden wir mit der Berufsmittelschule ins IdPA Lager gehen, Interviews und Umfragen durchführen und verschiedene Anlagen besuchen. Auf verschiedenen Wegen wollen wir prüfen, ob die Schweiz neue Kernkraftwerke benötigt, oder nicht. Mit neutraler Meinung nehmen wir die Sache in Angriff. In unserer Projektarbeit wollen wir folgende Leitfragen beantworten: 1. Wird in naher Zukunft in der Schweiz eine Stromlücke entstehen? 2. Wie sehen die aktuellen Pläne zum Bau neuer Kernkraftwerke aus? 3. Wie steht es um die Sicherheit, Umweltverträglichkeit von KKWs? 4. Wie ist die politische Akzeptanz von Kernkraftwerken? 5. Wie steht das Volk zu KKWs? 6. Gibt es Alternativen zu KKWs? 7. Wie könnte eine mögliche Stromlücke gedeckt werden? Wir gliedern die Kapitel unserer Arbeit ähnlich wie die Leitfragen. Es könnte schwierig werden, den Umfang dieser Arbeit zu begrenzen. Wahrscheinlich wird es aufgrund der Meinungsvielfalt der verschiedenen Parteien weitere Schwierigkeiten geben. Bei der Wahl der Quellen müssen wir sehr vorsichtig sein, um die Neutralität dieser Arbeit zu gewähren. Das Thema haben wir gewählt, weil wir alle in unmittelbarer Nähe von den Kernkraftwerken Beznau I/II und Leibstadt wohnen. Zudem prägen die Anlagen unser Landschaftsbild. Das Thema Kernkraft stand uns schon vor der Projektarbeit sehr nahe. Ausserdem ist dieses Thema sehr aktuell und spannend. Ob neue Kernkraftwerke benötigt werden, oder nicht, wird die Schweizer Stromproduzenten und die Politik noch stark beschäftigen. Den Bezug zum Oberthema Energie sehen wir darin, dass die Kernkraft mit ca. 40% Anteil der schweizerischen Stromproduktion den zweitgrössten Energielieferanten darstellt.

5 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? 2 Wird in naher Zukunft in der Schweiz eine Stromlücke entstehen? 2.1 Einleitung Der Hauptgrund für den Bau neuer Kernkraftwerke sehen die Stromproduzenten in der Stromlücke, darum wollen wir nun prüfen ob und wann es eine Stromlücke geben wird. Die Grüne Partei der Schweiz ist der Meinung, dass keine Stromlücke entstehen wird. Sie argumentieren damit, dass der jährliche Verbrauch mit effizienten Geräten und Gebäuden (z.b. Minergie) reduziert werden kann. Sie denken, dass die Stromlobby nur neue Grosskraftwerke (Kernkraft und Gaskombikraftwerke) bauen will, um Profit daraus zu schlagen und deshalb eine Stromlücke prognostiziert. Die Axpo rechnet mit einer Stromlücke ab 2020 aber schon im Jahre 2012 mit einer Stromknappheit. Die wesentlichen Argumente sind, dass die alten KKWs im Laufe der nächsten Jahre wahrscheinlich abgeschaltet werden müssen, die Strom Importe von Frankreich nur bis 2020 gesichert sind, und dass der Stromverbrauch jährlich um ca.1.8% steigt. Zum Thema Stromlücke gibt es grundsätzlich verschiedene Meinungen, jedoch haben alle viele gute Argumente, deshalb ist es schwierig diese Frage zu beantwortet. 2.2 Mythos Stromlücke Laut der Schweizerischen Energie Stiftung (SES) ist die Stromlücke eine Denklücke und eine Erfindung der Werbeabteilung der Atomlobby. Die Stromlücke wird von den Stromproduzenten nun schon zum dritten Mal erwähnt. Bereits in den 70er und 80er Jahren wurden Stromlücken prognostiziert, welche schon damals mit einem Bau von einem neuen Kernkraftwerk gefüllt werden sollten. Nach der Organisation demokratisches Nidwalden trat das Gegenteil ein, es gab einen grossen Stromüberschuss und um diesen zu verbrauchen wurden sogar ineffiziente Elektroheizungen propagiert und subventioniert. Es hiess auch, dass es ohne die Inbetriebnahme des Kernkraftwerkes Kaiseraugst eine Stromlücke von 7.2 GWh im Winter 2004/05 geben würde. Wie wir aber heute wissen entwickelte sich die Realität anders. Laut der Energiestiftung produzieren die Schweizer Kraftwerke ungefähr so viel Strom (58 TWh) wie wir verbrauchen. Da wir aber noch Importverträge mit Frankreich haben gäbe es einen Produktionsüberschuss der zweieinhalbfachen Leistung des Kernkraftwerkes Gösgen. In einem funktionierenden Markt entstehen keine Lücken zwischen Angebot und Nachfrage. Wichtig: Die Schweiz ist seit Anfang 2008 vollkommen im Europäischen Strommarkt integriert. Gemäss Bundesamt für Energie wären die vorhandenen Stromleitungen genügend gross um die gesamte Produktionskapazität der Schweizer Kernkraftwerke zu Importieren. Die SES ist der Auffassung, dass sich ein im Jahre 2020 öffnende Atomloch nicht durch neue Gaskombi oder Kernkraftwerke, sondern mit erneuerbaren Energien und Energieeffizienz gedeckt werden kann. Die Frage nach sauberem Strom ist eine Frage des politischen Willens und des Preises. Glaubt man der Studie der Internationalen Energie Agentur IAE, sind Effizienz Massnahmen nur halb so teuer wie der Bau von neuen Kraftwerkskapazitäten. Im Gesetz sind zu wenig scharfe Zulasssungsbestimmungen für elektrische Geräte, Motoren und Beleuchtungen. Mit den neusten Technologien könnte heute jede dritte Kilowattstunden eingespart und somit Beznau I/II abgeschaltet werden. Die SES sieht auch Exportchancen für effiziente Technologien, somit entstehen dauerhafte Arbeitsplätze.

6 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? Das Bundesamt für Statistik erstellte ein Dokument namens Energieperspektive 2035, indem verschiedene Szenarien erstellt wurden. Die SES bevorzugt dabei das Szenario vier. Der Bundesrat entschied sich hingegen für Szenario eins. Im Anhang können die einzelnen Szenarien studiert werden. 2.3 Die Stromlücke kommt früher als erwartet Bild 1: Entwicklung von Stromproduktion und bedarf im Winterhalbjahr in der Schweiz Die Axpo sieht die Versorgungssicherheit der Schweiz bereits in wenigen Jahren gefährdet. Da die Stromlieferverträge mit Frankreich bald ablaufen und europaweit eine Stromknappheit eintreten wird, werden dringend neue Kraftwerke benötigt. Der Stromverbrauch in der Schweiz hat sich in den letzten 35 Jahren verdoppelt. Dies entspricht einer durchschnittlichen Stromverbrauchszunahme von 1.8% pro Jahr. Eine Trendwende ist dabei nicht in Sicht. Durch den steigenden Mehrverbrauch und die Stilllegung diverser Kernkraftwerke in den nächsten Jahren gibt es ohne Neubau eines Kraftwerkes eine Lücke Fazit Beide Parteien argumentieren mit sehr unterschiedlichen Zahlen des Stromverbrauches und der Stromproduktion. Deshalb ist es sehr schwierig abzuschätzen ob eine Stromlücke entstehen wird oder nicht. Aus unserer Sicht wird es eine Stromlücke geben. Der steigende Stromverbrauch, das Ablaufen der Importverträge und die Abschaltung diverser Kernkraftwerke sprechen für sich. 1 Zusammengefasst aus: Energie cluster, Mythos Stromlücke; Greenpeace, Die Stromlücke eine Denklücke; Axpo, Die Stromlücke kommt früher als erwartet; Stoppatom, Die Stromlücke ist ein Mythos

7 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? 3 Wie sehen die aktuellen Pläne zum Bau neuer Kernkraftwerke aus? 3.1 Einleitung Von diversen Stromproduzenten gibt es schon Pläne über Neubauten von Kernkraftwerken. Zur Diskusion stehen Beznau III, Gösgen II und Mühleberg II. Diese Kernkraftwerke stellen einen Ersatz, für die KKWs die in den nächsten Jahren abgeschaltet werden müssen, dar. Die Axpo und die BKW (Bernische Kraftwerke) gründeten eine gemeinsame Gesellschaft (Resun AG) zur Planung von zwei Kernkraftwerken. Auch Atel, ein weiterer grosser Stomversorger, wurde ein Angebot zur Beteiligung unterbreitet. Das Ziel dieser Gesellschaft ist es bis Ende 2008 zwei Rahmenbewilligungsgesuche für identische Kernkraftwerkstypen mit einer möglichen Leistung von je bis zu 1.6 GW einzureichen. Die Inbetriebnahme soll nach 2020 erfolgen. Es geht auch darum die auslaufenden Importverträge mit Frankreich im Inland zu kompensieren. Die Axpo und das BKW sind überzeugt, dass sich die Schweizer Bevölkerung in den bevorstehenden Volksabstimmungen hinter die Energiepolitik des Bundesrates stellen wird. Das heisst Förderung der Energieeffizienz, ausbauen der Wasserkraft, der neuen erneuerbaren Energien und den Bau von Ersatz Kernkraftwerken. Als Liferanten für die neuen Kernkraftwerke kommen drei Hersteller in Frage: General Electric Hitachi, Areva und Westinghouse. Derzeit arbeitet die Atel Holding AG an der Projektierung und der Erlangung der für den Bau und Betrieb notwendigen Bewilligungen eines Kernkraftwerkes im Solothurner Niederamt (Gösgen II). Atel will aber noch weitere Partner für dieses Projekt gewinnen. Wichtig für die Wahl eines neuen Reaktors sind: Sicherheit Neue Technik: hohe Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit Grosse Leistung bei wenig Platzbedarf Nur international akzeptierte Technologie Hersteller mit internationalen Erfahrung und einem guten Ruf

8 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? 3.2 Kühlsysteme Die Wahl des Kühlsystemes spielt aus ästhetischen und technischen Gründen eine grosse Rolle. Es gibt dabei Grundsätzlich drei verschieden Kühlsysteme: Naturzug Kühlturm: + Effizienz Sehr hoher Kühlturm und Dampffahne Hybridkühlsysteme + kaum Dampffahne + geringere Bauhöhe grösserer Platzbedarf Wirkungsgradverlust des Kraftwerkes mehr Lärm Kombinationen mit Flusskühlung + kein Kühlturm notwendig gesetzliche Vorgaben punkto Wassermenge im Fluss (Restdotiermenge) und Temperatur Bild 2: Naturzug Kühlturm des Kernkraftwerkes Leibstadt Bild 3: Hybridkühlturm 3.3 Nötige Schritte bis zur Fertigstellung eines KKWs Zudem braucht es für ein neues Kernkraftwerk eine Standortbewertung: Bodenuntersuchung Netzanbindung Kühlung und Anordnungsplan Standorteigenschaften Feldarbeit für Umweltverträglichkeitsprüfung Wenn all diese Punkte geprüft sind, wird ein Rahmenbewilligungsgesuch beim Bundesamt für Energie gestellt. 1 1 Zusammengefasst aus: Axpo, Axpo und BKW planen Ersatz der Kernkraftwerke; kkn ag, Kernkraftwerk Niederamt; Axpo, Zukunft Standort Beznau

9 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? Bild 5: Zeitstrahl bis zum Bau eines Kernkraftwerkes. Bild 4: Rahmenbewilligungsgesuch

10 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? 4 Sicherheit und Umweltverträglichkeit 4.1 Einleitung Wenn vom Thema Kernkraftwerk die Rede ist, wird auch bald einmal das Wort Sicherheit fallen. Dies ist nämlich ein sehr wichtiger Aspekt beim Betrieb eines KKWs. Dazu wird nun aufgezeigt, wie ein KKW aufgebaut ist und wie es funktioniert. Auch die Umweltverträglichkeit bei der Endlagerung von radioaktiven Stoffen spielt eine grosse Rolle. Wir untersuchen auch die Vergangenen Zwischenfälle und Unfälle. 4.2 Kernbrennstoffe Kernkraftwerke verwenden als Spaltmaterial vorwiegend Uran. Dieser Kernbrennstoff gehört wie die fossilen Brennstoffe zu den nicht erneuerbaren Energien, das bedeutet diese Ressource geht irgendwann zu Neige. Uran ist ein schwachradioaktives Schwermetall, das beinahe überall auf der Erde zu finden ist. Es kommt als Uranoxid in der Erdkruste vor, und kann im Bergbau gewonnen werden. Ein solches Uranoxid ist das als Pechblende bezeichnete Uraninit UO 2. Als erste wird ein uranhaltiges Erz abgebaut, aus diesem wird ein Urankonzentrat (Yellowcake) hergestellt, welches dann in die Form von Urandioxid und schliesslich zu Pellets verarbeitet wird. Diese werden dann in Brennstäbe eingesetzt (von rechts nach links). Bild 6: Pechblende (wird auch in der Schweiz gefunden) Uran kommt mit durchschnitt Uran finden lich 2.7 g/ Tonne gleich häufig vor wie die Metalle Zinn und Wolfram. Uran ist aber nicht nur in der Erdkruste, sondern auch in Phosphaten und gelöst im Meerwasser vorhanden. Heute wird Uran fast ausschliesslich für die Kernspaltung verwendet. Es findet jedoch auch Anwendung bei Kernwaffen und Wasserstoffbomben. In natürlichem sich die Isotope 238 U zu Bild 7: Werdegang von Uranpellets von rechts nach links 99.27%, 235 U zu 0.72%, 234 U zu %. Isotope sind Atome desselben Elementes aber mit unterschiedlicher Anzahl Neutronen. Als Spaltmaterial in Druck und Siedewasserreaktoren dient 235 U, es muss jedoch zuerst auf 2 5% angereichert werden. Brutreaktoren können direkt die natürliche Isotopenzusammensetzung des Urans nützen.

11 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? Dieser Reaktortyp stellt zusätzlich neues spaltbares Material her, doch dazu später noch mehr. Für die Anwendung von 235 U bei Kernwaffen ist eine Anreicherung von mindestens 85% nötig. Das meiste Uran wird aus Kanada, Australien und Russland bezogen. Bild 8: Herkunft des Natururans in der EU 25 im Jahr 2005 Die Schweiz und Europa kann auf zahlreiche Lieferantenländer zurückgreifen. Der Jahresbedarf an Uran weltweit beträgt Tonnen, im Moment stammt jedoch die Hälfte des Materials aus sekundären Quellen, d.h. von der Abrüstung von Atomwaffen. Die Nachfrage nach Uran ist in letzter Zeit gestiegen und wird weiter steigen. Um diesen Bedarf decken zu können, sind Investitionen in Minen bzw. neue Minen notwendig. Das wird zu einer Verteuerung des Urans führen. Auf den Strompreis hat dies jedoch nur kleine Auswirkungen, da die Urankosten nur 5% der ganzen Stromerzeugungskosten ausmachen. Wie lange die Uranvorräte für Stromproduktion noch reichen werden, hängt nicht zuletzt vom Marktpreis ab, weil höhere Preise die Gewinnung von schwieriger erreichbaren Vorkommen ermöglichen. Uranvorkommen Gestehungskosten US $/ kg Uran Uranvorräte weltweit Bekannte Erzvorräte bis 80 4,6 Mio. t Bekannte und vermutete Erzvorräte bis ,3 Mio. t Weitere Uranvorräte: in Phosphaterzen Mio. t Weitere Uranvorräte: im Meerwasser ca Mrd. t Tabelle 1: Uranvorräte

12 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? Weltweiter Verbrauch bei Gestehungskosten US $/ kg Uran Uranvorräte weltweit 2005: t / Jahr bis 80 4,6 Mio. t 67 Jahre t / Jahr bis ,3 Mio. t 166 Jahre t / Jahr Zusätzliche Nutzung von Phosphaterzen 2030: t / Jahr (geschätzt) Nutzung Uran aus Meerwasser Tabelle 2: Verfügbarkeit von Uran ca ,3+22 Mio. t =33,3 Mio. t 4 Mrd. t mit angenommen 25% Nutzung = 1 Mrd. t Verfügbarkeit Uran 490 Jahre Jahre von Die Weiterentwicklung von Reaktoren sichern zudem grosse Ersparnisse zu. Ein Brennelement ist ca. 3 4 Jahre im Einsatz, danach ist die Zahl spaltbarer Atome in einem Brennelement zu klein geworden. Da jedoch nur ca. 3% tatsächlich Abfall sind, können die restlichen 97%, die aus unspaltbarem Uran bestehen, mit spaltbaren Atomen angereichert und danach wieder in den Reaktor eingesetzt werden. Durch Wiederaufbereitung von gebrauchten Brennelementen können die Uranressourcen um bis zu 30% besser genutzt werden, was z.b. in La Hague (F) möglich ist. Seit Juni 2006 gilt in der Schweiz jedoch ein zehnjähriges Moratorium für die Wiederaufbereitung von Uran. Das heisst, es dürfen keine abgebrannten Brennelemente für die Wiederaufbereitung ins Ausland geliefert werden. Man lagert sie stattdessen ein. Wir sehen also, Uran wird noch auf sehr lange Sicht verfügbar sein. Es werden andere Schlüsselpunkte wie z.b. die Endlagerung sein, die entscheiden, ob neue Kernkraftwerke gebaut werden oder nicht Reaktortypen Um mit einem Kernkraftwerk besser vertraut zu sein, sollte man auch wissen wie es funktioniert, dazu werden die folgenden drei Reaktortypen kurz erklärt. Druckwasserreaktor Siedewasserreaktor Brutreaktor Druckwasserreaktor (DWR) Dieser Reaktortyp verwendet als Kühlmittel und Moderator sog. leichtes Wasser (H 2 O), und gehört daher zur Gruppe der Leichtwasserreaktoren. Ein Moderator dient dazu, die bei der Kernspaltung auftretenden schnellen Neutronen abzubremsen, um die Wahrscheinlichkeit neuer Kernspaltungen zu erhöhen. Das Kühlmittel Wasser ist zusätzlich mit einer veränderlichen Menge an Borsäure versetzt, was eine neutronenabsorbierende Wirkung hat. Anders als beim Siedewasserreaktor steht beim DWR das Wasser im Primärkreislauf unter so hohem Druck, dass es bei Betriebstemperatur nicht siedet. 1 Zusammengefasst aus: Bürger für Technik, Uranvorräte der Erde; Atomenergie, Uran wo es zu finden ist und wie gross die Vorräte sind; Wikipedia, Uranwirtschaft; Wikipedia, Uran; Flückiger Adrian, Kernenergie, S

13 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? Bild 9: Schema eines Druckwasserreaktors Primärkreislauf Das unter 160 bar stehende Wasser wird durch den Reaktorkern geleitet, wo es die durch die Kernspaltung entstandene Wärme aufnimmt und auf etwa 330 C erhitzt wird. Dann wird das Wasser in den Wärmetauscher (zugleich Dampferzeuger) gepumpt, wo es seine Wärme an den Sekundärkreislauf abgibt. Nach der Wärmeübertragung kommt das Wasser wieder in den Reaktorkern. Das ist ein Vorteil gegenüber dem Siedewasserreaktor, das radioaktiv kontaminierte Wasser bleibt nämlich den ganzen Prozess über im Reaktorgebäude. Somit ist das Maschinehaus nicht von radioaktiver Strahlung betroffen, und benötigt keine Strahlenschutzmassnahmen Sekundärkreislauf Das Wasser im Sekundärkreislauf steht unter etwa 64 bar, weshalb es erst bei 280 C im Dampferzeuger verdampft. Der Wasserdampf wird jetzt auf eine Hochruckturbine geleitet, mit welcher über einen Generator etwa drei Viertel des Stroms produziert wird. Der Dampf wird danach weitergeleitet auf zwei Niederdruckturbinen, womit auch der restliche Druck zuerst in mechanische und dann in elektrische Energie umgewandelt wird. Diese machen etwa einen Viertel der Stromproduktion aus. Nun hat der Dampf eine ziemlich niedrige Temperatur und beinahe keinen Druck mehr, darum wird der gasförmige Zustand beibehalten. Dampf mit sehr geringem Druck kann nicht transportiert werden, darum wird über einen Kondensator die Wärme abgeführt, und der Dampf zu Wasser kondensiert. Danach wird es durch eine Pumpe, die den anfänglichen Druck wiederherstellt, und über einen Vorwärmer wieder in den Dampferzeuger geführt. Der Kondensator wird über einen dritten Kreislauf gekühlt. Die Wärme kann über das Flusswasser oder über einen Kühlturm abgeführt werden. Beim Kühlturm tritt als weisse Fahne reiner Wasserdampf aus.

14 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? Sicherheit Die Steuerstäbe werden von oben in den Reaktordruckbehälter eingefahren. Sie werden von Elektromagnetspulen gehalten, somit Fallen die Steuerelemente bei einem Stromausfall automatisch nach unten. Eine solche Schnellabschaltung erfolgt in 1.5 Sekunden. Danach gilt es die Nachzerfallswärme abzuführen. Dazu lässt man den Wasserkreislauf weiter zirkulieren. Die Pumpen können bei einem Stromausfall mit Diesel Notstromaggregaten betrieben werden. Zudem schützen mehrere Sicherheitsbarrieren vor einem Austritt von Radioaktiver Strahlung. Das Reaktorgebäude steht z.b. unter leichtem Unterdruck, sodass nur Luft hinein und nicht hinausströmen kann. Auch einen permanente Überwachung des Systems und ständige Verbesserungen sorgen für hohe Sicherheitsstandards Wirkungsgrad Der Wirkungsgrad von einem DWR liegt bei 32 36%. Man könnte diesen noch steigern, indem man den Dampf wie bei Kohlekraftwerken über 500 C erhitzt. Aus sicherheitstechnischen Gründen wählt man jedoch tiefere Temperaturen. Die Reaktoren Beznau I und II und Gösgen sind als DWR gestaltet Siedewasserreaktor (SWR) Der Siedewasserreaktor gehört wie der DWR zur Gruppe der Leichtwasserreaktoren. Anders wie beim DWR gibt es eigentlich nur einen Kreislauf plus einen Kühlkreislauf. Das Wasser wird vorgewärmt in den Reaktordruckbehälter gepumpt. Der Behälter ist zu etwa zwei Dritteln mit Wasser gefüllt. Die durch die Kernspaltung entstehende Wärme bringt nun das Wasser zum Verdampfen ( Sieden). Der Dampf wird dann mit ca. 71 bar und 286 C auf eine Hochruckturbine und anschliessend auf zwei Niederdruckturbinen geleitet, wo die Energie des Dampfes über einen Generator in Strom verwandelt wird. Wie beim DWR wird nun der Wasserdampf über einen Kühlkreislauf gekühlt, worauf dieser kondensiert. Eine Pumpe bringt das Wasser via Vorwärmer wieder an den Anfangspunkt. Bild 10: Schema eines Siedewasserreaktors (Der Wirkungsgrad eines SWR liegt bei etwa 35%, ähnlich wie beim DWR) 1 Zusammengefasst aus: Wikipedia, Druckwasserreaktor

15 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? Anders wie beim DWR werden beim SWR die Turbinen direkt vom Reaktordruckbehälter erzeugten Wasserdampf angetrieben. Somit wird das Maschinenhaus auch vom radioaktiven Kreislauf durchflossen, folglich sind Strahlenschutzmassnahmen notwendig. Es gehört auch zum Kontrollbereich und ist nur beschränkt begehbar. Somit muss z.b. eine ausgewechselte Turbinenschaufel zuerst dekontaminiert werden, bevor man sie entsorgen kann Sicherheit Bei einem Siedewasserreaktor werden die Steuerstäbe von unten in den Reaktordruckbehälter mittels elektrischen Antriebes eingefahren. Für eine Schnellabschaltung steht ein hydraulisches System zur Verfügung, welches bei einem allfälligen Stromausfall die Energie von Drucktanks nutzt um selbst abzuschalten. Nach einer solchen Abschaltung gilt es die Nachzerfallswärme aus dem Reaktor abzuführen. Dazu lässt man einfach den Dampf direkt in den Kondensator. Die Pumpen können bei einem Stromausfall auch mit Diesel Notstromaggregaten betrieben werden. Wie beim DWR sorgen auch hier mehrere Sicherheitsbarrieren und systeme für hohen Schutz der Bevölkerung. Die Kernkraftwerke Leibstadt und Mühleberg sind als SWR gestaltet Brutreaktor Ein Brutreaktor ist ein Kernreaktor, der nicht nur zur Energiegewinnung, sondern auch zur Produktion von weiterem spaltbarem Material dient. Es kann normaler Natururan eingesetzt werden, bei dem vor allem 238 U vorhanden ist. Ein solcher Reaktortyp wird auch als schneller Brüter bezeichnet. Dieser Reaktor arbeitet ohne Moderator, d.h. die Neutronen werden nicht abgebremst, darum der Name schneller Brüter. Wie bei Leichtwasserreaktoren gibt es eine Spaltzone. Was speziell ist, ist die Brutzone, die um die Spaltzone angeordnet ist. Ein Teil der Neutronen spaltet nun Kerne, und der andere Teil fliegt nach aussen, wo er vom 238 U eingefangen wird. Dieses Uran verwandelt sich dann in 239 Pu (Plutonium), was als weiteres Spaltmaterial dient. Ein Brutreaktor zeichnet sich aus, dass er mehr Brennstoff herstellt, als er selbst verbraucht. Ein Brutreaktor benötigt jedoch mehr sicherheitstechnische Massnahmen als ein Leichtwasserreaktor. Aus verschieden Gründen ist aber auch dann noch ein sicherer Betrieb schwieriger zu beherrschen. Darum wird er vermutlich in naher Zukunft nicht in der Schweiz eingesetzt. 2 Bild 11: Brutreaktor 1 Zusammengefasst aus: Wikipedia, Siedewasserreaktor 2 Zusammengefasst aus: Wikipedia, Brutreaktor

16 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? 4.4 Zwischenfälle und Unfälle Einleitung Wie sicher sind Kernkraftwerke? Derzeit sorgen mehrere Zwischenfälle in Frankreich für Schlagzeilen und Unmut. Durch hitzige Debatten über den Bau neuer Kernkraftwerke werden Erinnerungen an Zwischenfälle wie Tschernobyl wach. Nachfolgend sind die drei schlimmsten Zwischenfälle aufgelistet, wobei wir den bekannteren dem schlimmsten Vorfall vorgezogen haben. Darauf folgen der schlimmste Störfall der Schweiz sowie zwei aktuelle Zwischenfälle Tschernobyl Bild 12: Kernkraftwerk Tschernobyl nach dem Unfall mit Sarkophag Das Kernkraftwerk Tschernobyl befindet sich in der Nähe der Stadt Prypjat (Ukraine) und besitzt insgesamt sechs Blöcke. Die Blöcke I IV wurden in den Jahren 1977, 78, 81, 83 fertig gestellt. Die Blöcke fünf und sechs waren im Bau und sollten Ende 1986 ihren Probebetrieb aufnehmen. Doch am 26. April 1986 schaukelte sich ein Testversuch zu einem Super Gau hoch Der Versuch Das Ziel des Versuchs war es, den Beweis zu erbringen, dass nach der Abschaltung des Kernkraftwerks und gleichzeitigem totalen Netzausfall die auslaufenden Turbinen noch genügend Energie erzeugen, um die Zeit bis die Notstromaggregate anlaufen überbrücken zu können.

17 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? Der Versuchsaufbau Als erstes folgte ein normaler Abschaltungsvorgang, welcher wegen der anfallenden Revision sowieso nötig war. Man reduzierte die thermische Leistung von 3200MW auf 1000MW. Das Notkühlsystem wurde versuchsbedingt ausgeschaltet. Die Leistungsregelung wurde durch einen Bedienfehler oder einen technischen Defekt verändert: Die Leistung sank auf 30MW. Eigentlich dürfte der Reaktor nach Betriebsvorschrift nicht unter 640MW Leistung betrieben werden. Durch die starke Leistungsabsenkung entstand im Reaktor das Isotop Xenon 135. Dieses Isotop fing Neutronen ein und liess die Reaktoraktivität weiter sinken. Die Reaktorregelung reagierte und fuhr einige Steuerstäbe hinaus. Um den Stromverbrauch des ausgeschalteten Notkühlsystem zu simulieren, wurden zwei zusätzli che Kühlmittelpumpen in Betrieb genommen. Diese Pumpen erhöhten die Wärmeabfuhr, was zu einer weiteren Reaktivitätsabnahme führte. Die Anlage fuhr noch mehr Steuerstäbe aus dem Reaktor. Bild 13: Kernkraftwerk Tschernobyl kurz nach der Katastrophe Versuchsbeginn und Unfall Der nächste Schritt der Abschaltung war die Schliessung der Turbinenschnellschlussventile. Dadurch wurde die Wärmeabfuhr aus dem Reaktor unterbrochen und die Leistung des Reaktors stieg an. Die Reaktorregelung reagierte und fuhr die Steuerstäbe ein. Dies ging jedoch zu langsam und Leistung konnte nicht stabilisiert werden. Es folgte der Umkehrprozess: Das Xenon 135 wurde verstärkt abgebaut und Reaktorleistung stieg erheblich an. Der Schichtleiter betätigte die Notabschaltung des Reaktors. Die Anlage fuhr alle Steuerstäbe ein. Dieser Reaktortyp hatte Graphit als Hauptmoderator, d.h. dass die Steuerstäbe Graphitspitzen hatten. Beim Einfahren von voll hinausgefahren Steuerstäben wird die Reaktoraktivität kurzzeitig erhöht. Diese massive Aktivitätserhöhung reichte aus, um eine unkontrollierte Kettenreaktion auszulösen. Die Leistung stieg in kürzester Zeit auf das Hundertfache des Nennwerts. Die entstandene Hitze verformte die Kanäle der Steuerstäbe und liess keine Stabilisierung zu. Wegen chemischer Vorgänge im Kernreaktor entstand Wasserstoff in grosser Menge. Der Wasserstoff reagierte mit Sauerstoff und die Explosion reichte aus um den Reaktordeckel (über 1000t) abzusprengen. Durch die Explosion und das Verbrennen des Graphits wurden grosse Mengen radioaktives Material in die Luft geschleudert. Die radioaktive Wolke breitete sich zum Teil bis tausend Kilometer aus. In Kernkraftwerk Forsmark in Schweden löste die Radioaktivität den automatischen Alarm aus. Da die eigene Anlage nach einer Prüfung ausgeschlossen worden ist, lag der Verdacht aufgrund der Windverhältnisse bei einer Anlage in der Sowjetunion. Kurz darauf meldete die sowjetische Nachrichtenagentur einen Unfall im Kernkraftwerk Tschernobyl.

18 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? Massnahmen bis heute Unmittelbar nach dem Unfall begann man den Reaktor mit Blei, Bor, Lehm zuzuschütten. Zum Beispiel mit 2400t Blei um die Gammastrahlung zu dämmen. Danach begannen die Aufräumarbeiten und Evakuationen. In den nächsten paar Tagen wurde alle Menschen im Umkreis von 30km evakuiert, total Menschen. In den späteren Jahren wurden noch mal Menschen evakuiert und die Sperrzone wuchs auf 4300km2, was einen Umkreis von etwa 37km entspricht. Später wurde rasch eine erste Schutzummantelung (Sarkophag) auf das alte Fundament aufgebaut. Nach der Fertigstellung des Sarkophags wurden die anderen drei Reaktoren wieder hinaufgefahren. Heute steht die ganze Anlage still. Reaktorblock 3 wurde als letzter Ende 2000 abgeschaltet. Der alte Sarkophag war aber nur für eine Lebenszeit von Jahre ausgelegt und sollte nun ersetzt werden. Das neuste Projekt sieht vor einen neuen Sarkophag mit einer Lebensdauer von hundert Jahren zu bauen und diesen auf Schienen über den alten zu fahren. Um die Strahlenbelastung für die Arbeiter geringer zu halten wird dieser Sarkophag einige hundert Meter entfernt aufgebaut. Aus Strahlenschutzgründen müssen die Arbeiter alle 14 Tage ausgewechselt werden. Bild 14: Folgen des Unfalles von Tschernobyl

19 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? Langzeitfolgen Bis Anfang 2006 wurden in den Ländern Ukraine, Weissrussland, Russland Fälle von Schilddrüsenkrebs entdeckt. Andere Krebskrankheiten wurden bisher noch nicht entdeckt. Es wird damit gerechnet, dass weitere Folgen erst in mehreren Jahrzehnten auftreten. Modellrechnungen ergeben bis 2065 ungefähr neue Fälle von Schilddrüsenkrebs und Fälle anderer Krebsarten. Weitere mögliche Folgenkrankheiten wie die Erkrankungen der Augenlinsen (z.b. Grauer Star) oder Herz Kreislauf Krankheiten sind vor allem bei den Aufräumarbeitern wahrscheinlicher. Bei genetischen Schäden wie Totgeburten oder Fehlbildungen gehen die Ergebnisse der Studien auseinander Majak Die Kerntechnische Anlage Majak befindet sich in der Region Tscheljabinsk im Uralgebirge begann man mehrere Chemiefabriken zu bauen folgte der erste Kernreaktor. In dieser Anlage wurde fast die gesamte Produktion vom waffenfähigen Plutonium für die Atomwaffen der Sowjetunion hergestellt. Die radioaktiven Abfälle der Anlage wurden zunächst im Fluss Tetscha entsorgt. Der Fluss ist die Trinkwasserquelle von Bewohner. Als massenhaft Folgeschäden wie Lungenkrebs und Leukämie auftraten, begann man die Abfälle im Karatschai See zu versenken. Ab 1953 kam die Tanklagerung Der Kyschtym Unfall Radioaktive Abfälle wurden nun in grossen Tanks gelagert. Diese Tanks wurden wegen der Wärmeentwicklung des Zerfalls gekühlt. Im Laufe der Jahre wurden die Kühlleitungen undicht und man stellte die Kühlung ab. Daraufhin trocknete sich der Tankinhalt und Salze kristallisierten sich aus. Am 29. September 1957 liess ein Funke eines Kontrollgeräts die Tanks explodieren und grosse Mengen radioaktiver Stoffe wurden freigesetzt. Das leuchten der Explosionen war über hundert Kilometer weit erkennbar und wurde zuerst für ein Nordlicht gehalten. Die verursachte radioaktive Wolke zog 400km weit und insgesamt wurden km 2 stark kontaminiert Der Karatschai See 1967 trocknete der See wegen einer Trockenperiode aus. Die versenkten Abfälle und der kontaminierte Seeboden kam zum Vorschein. Der Wind trug nun radioaktiven Staub in die Umgebung. Eine halbe Million Menschen wurden mit einer Strahlendosis belastet, welche der Hiroshima Bombe nahe kommt. Zwischen 1978 und 1986 wurde der See mit Beton aufgefüllt. Der See gilt als einer der stärksten verschmutzen Orte der Erde an. Ungeschützter Aufenthalt ist laut russischen Wissenschaftlern nach einer Stunde tödlich. Die drei Unfälle wurden zum Teil über 30 Jahre geheim gehalten und erst 1989 offiziell von der Sowjetunion zugegeben. Viele betrachten bis heute die Reaktorkatastrophe von Tschernobyl als den schlimmsten Nuklearunfall. Doch die Strahlung um Majak ist je nach Gebiet doppelt bis sechsfach so hoch wie in Tschernobyl. Im Unterschied zu Tschernobyl wurde das radioaktive Material mehr regional verteilt. Mangelnde Aufklärung und Evakuierung führten auch zu erheblich grösseren Folgeschäden. Opferzahlen sind wegen der damaligen Geheimhaltung fast keine vorhanden. 2 1 Zusammengefasst aus: Wikipedia, Tschernobyl 2 Zusammengefasst aus: Wikipedia, Majak

20 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? Three Mile Island Das Kernkraftwerk Three Mile Island befindet sich im US Bundesstaat Pennsylvania in der Nähe von Harrisburg und besitzt zwei Blöcke. Block I wurde im Jahr 1974 und Block II 1978 in Betrieb genommen. Ein defektes Überdruckventil im Block II führte am 28. März 1979 schlussendlich zu einer partiellen Kernschmelze. Ein Drittel des Reaktorkerns ist geschmolzen. Während des Zwischenfalls ist eine erhebliche Menge an radioaktiven Gases (Krypton 85) entwichen. Bild 15: Kernkraftwerk Three Mile Island Der Unfall Der sekundäre Kühlkreislauf fiel aufgrund eines technischen Problems bei der Pumpensteuerung aus. Dies verhinderte die Kühlung der Dampferzeuger, was die Notabschaltung auslöste. Die Steuerstäbe fielen hinunter und unterbrachen die Kettenreaktion. Nach der Abschaltung entsteht aber noch eine beträchtliche Nachzerfallswärme. Folgend erhöhte sich der Druck im Primärkreislauf und ein Überdruckventil öffnete sich. Dieses Sicherheitsventil schloss sich aber nicht wieder automatisch und dadurch entwich pro Minute eine Tonne Reaktorkühlmittel in den Sicherheitsbehälter. Der weitere Druckverlust über das Sicherheitsventil ergab eine Umverteilung: Der Druckhalter füllte sich komplett mit Wasser und die Dampfblase des Druckhalters wanderte in den Reaktorkern. Die Bedienmannschaft bemerkte den wassergefüllten Druckhalter und schaltete das laufende Notkühlsystem ab, weil sie dachten das System sei überfüllt und es drohte ein Zerbersten der Leitungen. Nach einer Stunde begannen die Pumpen des Primärkreislaufes Wasserdampf anzusaugen. Daraufhin wurden diese Pumpen auch abgeschaltet. Schichtwechsel: Die Neuankömmlinge bemerkten die hohe Reaktortemperatur und beendeten den Kühlwasseraustritt mit einem Reserveventil. Die Bediener merkten lange nicht, dass mehr als die Hälfte des Reaktorkerns von keinem Kühlwasser umgeben war. Dann wurde die Notkühlung wieder hochgefahren und die Reaktortemperatur fiel zurück. In der nächsten Woche wurde der Wasserdampf im Reaktor einfach in die Atmosphäre abgelassen! Folgen Eine erste Langzeitstudie bei rund Anwohnern ergab keine gesundheitlichen Folgeschäden. Darauf wurden über tausend Klagen von Anwohnern durch die Gerichte abgewiesen. Dennoch starben zahlreiche Menschen im Umkreis von einer Meile, dessen Angehörige wenigstens entschädigt wurden. Weiter wurde in den umliegenden Städten eine grosse psychische Belastung bemerkt, welche vor allem durch die Gefahr nicht wahrnehmbarer Strahlung ausgeht. 1 1 Zusammengefasst aus: Wikipedia, Three Miles Island

21 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? Versuchsreaktor Lucens (CH) 1968 wurde der Versuchsreaktor im Kanton Waadt in Betrieb genommen. Ziel des Versuchsreaktors war es einen eigenen Reaktor zu erforschen und exportieren. Der Versuchsreaktor befand sich im Berg kam es zu einer Korrosion der Brennstab Umhüllungsrohre, was die Kühlung behinderte. Der Reaktor überhitze und schmolz teilweise. Das Kraftwerk wurde rechtzeitig geräumt und der Zugangsstollen isoliert. Die Aufräumarbeiten dauerten bis Die Trümmer wurden in Behältern auf dem Gelände gelagert, bis sie 2003 ins Zwischenlager Würenlingen überführt wurden Forsmark Im Kernkraftwerk Forsmark in Schweden kam es im Juli 2006 zu einer Beinahe Kernschmelze. Ein Kurzschluss ausserhalb des Kernkraftwerkes bei einer Transformatorenstation führte am 25. Juli zur Trennung vom Stromnetz und zur Schnellabschaltung des Reaktors. Dann sprangen nur zwei von vier Dieselgeneratoren an, welche die Anlage mit zu wenig Strom versorgte. Erstens konnte das Notkühlsystem nur teilweise in Betrieb genommen werden und zweitens fielen in der Kommandozentrale wichtige Anzeigen aus. Die zwei Generatoren reichten vorerst nicht aus und im Reaktorbehälter sank der Füllstand des Kühlwassers wegen der Nachzerfallswärme bedrohlich tiefer. Erst später bei einem Füllstand von 1,9m oberhalb des Reaktorkerns stabilisierte er sich. Nach diesem schweren Zwischenfall wurden vier baugleiche Kernreaktoren abgeschaltet und komplett überprüft. Nach der Behebung aller Sicherheitsmängel konnten die Reaktoren wieder ihren Betrieb aufnehmen Tricastin Im Kernkraftwerk Tricastin in Südfrankreich sind im Juli '000l kontaminiertes Wasser ausgelaufen, welches 360kg schwach radioaktives Uran enthielt. Der Unfall wurde durch die Beschädigung eines Rückhaltebeckens bei der Reinigung ausgelöst. Das verseuchte Wasser gelangte über Regenwasser in die Flüsse. In einem Fluss wurde nun eine Urankonzentration gemessen, die tausend Mal über dem Normalwert lag. In drei Gemeinden flussabwärts wurde die Verwendung von Wasser verboten Fazit Die tragischen Zwischenfälle in der Vergangenheit zeigen uns, dass die Kernenergie nicht ungefährlich ist und die Betreiber zu Recht hohe Sicherheitsstandards aufweisen müssen. Aber vor allem die früheren Zwischenfälle zeigen auch, dass man damals viel leichtsinniger mit der Kernenergie umging. Aus den Zwischenfällen folgten auch neue Kenntnisse. Die Zwischenfälle wurden genau analysiert und die Sicherheit laufend verbessert. In der Schweiz haben wir neben Lucens wenige Zwischenfälle. Das Kernkraftwerk Gösgen weist einen störungsfreien Betrieb auf. Ein Unfall wie Tschernobyl ist aufgrund des Reaktortyps in der Schweiz gar nicht möglich. 1 Zusammengefasst aus: Wikipedia, Lucens 2 Zusammengefasst aus: Handelsblatt, Fast Super Gau in Schweden; Spiegel, Vier Atomkraftwerke nach schwerem Störfall abgeschaltet. 3 Zusammengefasst aus: Tagesschau, Zwischenfall in französischem Atomkraftwerk

22 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? 4.5 Transport von radioaktiven Abfällen Radioaktive Abfälle allgemein Was passiert mit abgebrannten Brennelementen (hochaktiv) eines KKWs, oder mit den radioaktiven Abfällen aus den Bereichen Medizin und Forschung (schwach mittelaktiv)? Wie werden diese Abfälle transportiert? Rund ein Drittel aller radioaktiver Abfälle stammt aus von Forschung und Medizin, die anderen zwei Drittel entstehen durch KKWs. Abgebrannte Brennelemente werden zuerst in den Abklingbecken der KKWs gelagert, bis ihre Radioaktivität und Wärmeproduktion genug abgeklungen ist. Danach werden sie zusammen mit anderen hochradioaktiven Abfällen im ZWILAG während 40 Jahren zwischengelagert und überwacht. Die Behälter werden an ein Überwachungssystem angeschlossen und ständig auf vollständige Dichtheit überprüft. In dieser Zeit geben sie den Grossteil ihrer restlichen Zerfallswärme ab. Anschliessend wären sie bereit für die Endlagerung (siehe Endlagerung von radioaktiven Abfällen). Hochaktive Abfälle (z.b. Abfall aus der Wiederaufbereitung verbrauchter Brennelemente) werden mit glasbildenden Stoffen in Fässer (Stahlkokillen) vergossen. Abfälle von Forschung und Medizin werden am Paul Scherrer Institut oder im ZWILAG in eine tiefenlagergerechte Form gebracht und im ZWILAG gelagert. Zum Teil werden schwachaktiven Abfällen (Handschuhe, Kleider, Werkzeuge) in einem Plasmaofen eingeschmolzen und zu einer schlackenartigen Masse verfestigt Transport Es ist leicht überschaubar, dass regelmässig radioaktive Abfälle transportiert werden müssen. In der Schweiz gelten internationale Vorschriften für den Transport von radioaktiven Stoffen. Diese basieren auf internationalen Regelwerken über Transport gefährlicher Güter. Die Voraussetzungen für die Erlangung einer solchen Bewilligung sind durch die Kernenergieverordnung und der Strahlenschutzverordnung bestimmt. Das Bundesamt für Energie (BFE) ist zuständig für das Ausstellen von Genehmigungszeugnissen. Eine Überwachungsbehörde begleitet die Transporte, da spezielle Strahlenschutz und Transportvorschriften gelten (Sicherheit für Transportpersonal und Bevölkerung). Der Transport von schwach und mittelaktiven Abfällen folgt in Form von Metallfässern. Für den Transport von hochaktiven Abfällen oder abgebrannten Brennelementen werden Castoren verwendet. Das Gefährdungspotenzial bei einem Transport wird als sehr gering bezeichnet. Bild 16: Fässer mit radioaktiven Abfällen

23 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? Bild 17: Verladen eines Castor Behälters Castor Behälter Castor ist eine Abkürzung für cask for storage and transport of radioactive material, das bedeutet Behälter für Lagerung und Transport radioaktiven Materials. Eigentlich ist Castor ein international geschützter Markenname, jedoch ist er für viele fälschlicherweise ein Synonym für Brennelementbehälter. Die Sicherheitsbestimmungen für Castor Behälter sind enorm. Die Behälter müssen folgende Unfallszenarien überstehen: Aufprall aus 9 m Höhe auf eine unnachgiebige, stahlbewehrte Betonplatte Aufprall aus 1 m Höhe auf einen 15 cm dicken Stahldorn Feuer (30 Minuten bei 800 C) Druck von 20 m Wassertiefe über acht Stunden Druck von 200 m Wassertiefe über eine Stunde Die Behälter dürfen zwar äusserlich beschädigt sein, jedoch dürfen nicht mehr Strahlung als 10 msv/h in 1m Entfernung durchlassen. Zusätzlich zu den vorgeschrieben Test wurden noch weitere durchgeführt: Sturz eines Behälters von einer Autobahnbrücke aus 40 m Höhe Sturz eines auf 40 C gekühlten Behälters aus 9 m Höhe Explosion eines Flüssiggastankwagens mit 5 t Propan direkt neben einem Behälter Feuertest mit 1200 C für 30 min Abwurf eines Behälters aus einem Helikopter aus 800 m Höhe direkter Anprall eines Personenzuges mit 130 km/h an die Längsseite eines Behälters Beschuss eines Behälters mit einer 1000 kg schweren Nachbildung einer Flugzeugturbinenwelle mit 1050 km/h Trotz diesen erheblichen Belastungen gab es keine Beeinträchtigung der Sicherheitsfunktionen. Die Behälter blieben dicht! Kritik Bild 18: Demonstration gegen Kernenergie Kritiker zweifeln die Aussagefähigkeit der Versuche und Hochrechnungen zur Sicherheit an. Für alle Tests wurden nur leere Behälter verwendet. Einige Versuche wurden mit Modellen (1:2) durchgeführt, deren Statik annähernd der Originalen entspricht. Bei Crashtest (Autos) werden aber auch keine Modelle verwendet. Bei einem Unfall im Tunnel mit einem Tanklastzug, ist es realistisch, dass die 800 C und die 30min überschritten werden. Die Gefahr durch Terroranschläge ist nur durch das nicht bekannt geben der Transportrouten geschützt. Es kommt immer wieder zu Protesten, bei denen Leute die Gleise blockieren usw. 1 1 Zusammengefasst aus: Wikipedia, Castor; KKL, Abfallmanagement; Nagra, Verarbeitung; Nagra, Wie sind Transporte von radioaktiven Abfällen geregelt.

24 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? 4.6 Endlagerung von radioaktiven Abfällen Einführung Endlagerung Verbrauchte Brennelemente oder andere hochaktive Abfälle müssen einige Jahre lang gelagert werden. Danach stellen sie für die Menschheit und Umwelt keine Gefahr mehr dar. Doch wie und wo sollen diese Abfälle so lange gelagert werden? Ist die Sicherheit über eine so grosse Zeitspanne wirklich gewährleistet? Derzeit wird im Felslabor Grimsel, im Felslabor Mont Terri und in anderen Labors Forschung betrieben, um genau diese Fragen zu beantworten. Das Gesetz verlangt, dass ein Entsorgungsnachweis erbracht werden muss, bevor die Abfälle endgelagert werden. So entschied der Bundesrat 2006, dass die Machbarkeit erwiesen ist. Dabei stützte sich der Bundesrat auf den Bericht der Nagra am Beispiel des Opalinustons. Für schwach und mittelaktive Abfälle wurde der Nachweis schon 1988 als erfüllt beurteilt. Die Standortuntersuchung, der spätere Bau und Betrieb wird von der HSK (Hauptabteilung für die Sicherheit der Kernanlagen) überwacht Sicherheitsnachweis Das Wichtigste bei der Endlagerung ist die Sicherheit also Schutz der Bevölkerung und Umwelt! Damit diese gewährleistet ist, müssen die radioaktiven Abfälle solange eingeschlossen sein, bis sie Radioaktivität genügend abgefallen ist. Man ist sich weltweit einig, dass nur geologische Tiefenlager diesen Aspekt erfüllen können. Das Wirtgestein muss sehr stabil und vor Erosion geschützt sein. Ein anderer sehr wichtiger Punkt ist auch, dass das Gestein wasserundurchlässig sein muss. Hier kommt der Opalinuston ins Spiel. Bei den Bohrungen in Benken wurde ein sehr gut erhaltener Ammonit im Opalinuston gefunden. Durch dieses Tongestein war der Ammonit vor äusseren Einflüssen geschützt und konnte so über 180 Millionen Jahren erhalten blieben. Im Vergleich zu den 180 Millionen Jahren werden unsere Abfälle sehr kurz gelagert. Das Endlager soll aus technischen sowie natürlichen Sicherheitsbarrieren bestehen. Ausserdem muss eine Rückholung der Abfälle möglich sein. Bild 19: Schritte bis zur Betriebsaufnahme eines Endlagers

25 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? Die radioaktiven Abfälle werden mit flüssigem Glas vermischt. Sobald diese Glasmasse erstarrt ist, werden sie in dickwandigen Endlagerbehältern aus Stahl verpackt eingelagert. Diese werden wiederum in Bentonit verfüllten Stollen gelagert. Die technischen Barrieren sind so ausgelegt, dass sie die radioaktiven Stoffe mindestens solange zurückhalten, bis der grösste Teil zerfallen ist. Nun dient das Wirtgestein als geologische Barriere, welche ebenfalls radioaktive Stoffe zurückhält. Das Wirtgestein schützt ausserdem auch die technischen Barrieren vor Umwelteinflüssen (Erdbeben, Wasser). Bild 20: Sicherheitsbarrieren eines Tiefenlagers

26 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? Standortnachweis Bild 21: Mögliche Standortgebiete für Endlager Um den Standortnachweis zu erbringen wurden 30 Jahre lang viele seismische Untersuchen und Bohrungen (1000m) gemacht. So wurden viele Gesteinsarten (Granit, Gneis, Opalinuston) als mögliche Wirtsgesteine für ein sicheres Endlager untersucht. Alle neu gewonnen Erkenntnisse und Untersuchungen möglicher Standorte wurden in einem Sachplan zusammengezogen und ausgewertet. Dieser Sachplan dient nun als Grundlage für den Bund unter verschiedenen Kriterien einen Standort auszuwählen. Immer wieder im Gespräch als möglichen Standort ist das Zürcher Weinland.

27 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? Kritik Kritiker sagen, dass das Auswahlverfahren für einen Standort sehr willkürlich sei. Nagra könne viel zu flexibel handeln. Das Öko Institut habe es verpasst klar definierte Verfahrensregeln festzulegen. Derzeit gibt es noch sehr viele offene Fragen, welche (noch) nicht beantwortet werden können. Eine Million Jahre ist eine sehr lange Zeit. Wie kann man sich sicher sein, dass die Barrieren so lange halten? Für viele ist der Beweis zur Machbarkeit ungenügend also das Problem der Endlagerung noch immer nicht gelöst. 1 Bild 22: Demonstration in Benken (ZH) Bild 23: Aufbau eines Tiefenlagers 1 Zusammengefasst aus: Nagra, Häufig gestellte Fragen; News, Kritik an der Nagra wegen Atommüll Endlager in Benken

28 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? 5 Wie könnte eine mögliche Stromlücke gedeckt werden? 5.1 Einleitung Ab 2043 wird das letzte Kernkraftwerk (KKL) vom Netz genommen. Das bedeutet, dass bis dann 40% (26.3 TWh) der Stromproduktion ersetzt werden müssen. Falls es eine Stromlücke geben wird, ist die Stromlobby der Meinung, dass man diese mit neuen Kernkraftwerken schliessen könne. Andere sind jedoch der Meinung, dass es auch ganz ohne Kernkraft geht, wie steht die Politik zu diesem Thema? Bild 24: Prozentuale Aufteilung der Schweizer Stromproduktion 5.2 Befürworter der Kernenergie FDP Die FDP Schweiz ist ganz klar der Meinung, dass es in ein paar Jahren eine Stromknappheit geben wird. Diese Knappheit kann man jedoch nicht mit Importen decken, da Stromknappheit nicht nur ein Schweizer Problem ist. Ein bedeutender Teil der europäischen Kernkraftwerke werden vom Netz genommen und müssen somit ersetzt werden. Von der Schweiz wird als hochentwickeltes Land erwartet, dass sie eine konsequente CO 2 Reduktionspolitik führt, somit kommen für die FDP keine Gas Kombikraftwerke in Frage. Die FDP ist ebenfalls der Meinung, dass man in Zukunft auch auf einen rationellen und sparsamen Energieverbrauch setzen sollte, dabei muss jedoch beachtet werden, dass die Wirtschaft keinen Schaden nimmt. Der aktuelle Strommix aus Wasserkraft und Kernenergie ist wirtschaftlich, technisch und ökologisch sinnvoll. Das ist ein wichtiger Beitrag zur Klimapolitik der Schweiz. Die Schweiz wird zunehmend von Stromimporten abhängig, die FDP ist aber überzeugt, dass ein hoher Anteil an Eigenversorgung ökologisch sinnvoller ist. Es ist notwendig die benötigten Produktionskapazitäten rechtzeig Bereitzustellen. Der Einsatz von allen leistungsfähigen Energietechnologien ist gefragt.

29 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? Da die Bewilligung und der Bau eines neuen Kernkraftwerkes etwa Jahre dauern, ist die Elektrizitätswirtschaft dazu angehalten Gesuche einzureichen. Das Problem der Entsorgung muss so schnell wie möglich gelöst sein. Die Machbarkeit von Tiefenlagern ist nachgewiesen, somit kann ein solches verwirklicht werden EDU Da die Lebensdauer der Schweizer Kernkraftwerke langsam abläuft und sich ein steigender Stromkonsum zeigt, wird es ab 2020 eine Lücke geben. Die Stromversorgung muss im Inland gewährleistet werden können. Man muss so viel wie möglich die erneuerbaren Energien fördern und der ideologische Widerstand gegen Kernenergie soll aufhören. Auch bessere Energieeffizienz muss gefördert werden SVP Kernenergie ist eine sichere, umweltfreundliche und zukunftsorientierte Energiegewinnungsmethode. Die Schweizer Kernkraftwerke haben im weltweiten Vergleich einen sehr hohen Sicherheitsstandard. Die Versorgung mit Brennelementen wurde mit Verträgen langfristig gesichert. Ein grosser Vorteil ist, dass Uran vorwiegend in politisch sicheren Regionen wie Kanada und Australien vorkommt. Das Problem der Entsorgung sollte so rasch wie möglich gelöst werden, aus der Sicht der SVP ist das nur noch ein politisches Problem. Die Labore Grimsel und Mont Terri haben sehr grosse Dienste erwiesen und belegt, dass ein Endlager in der Schweiz möglich ist. Die SVP lehnt die Verknüpfung der Endlagerungsfrage mit dem Atomausstieg ab. Auch wenn die Kernkraftwerke abgeschaltet würden, entstehen noch radioaktive Abfälle aus Medizin und Forschung. Um die drohende Stromlücke zu schliessen, soll man die bestehenden Kernkraftwerke so lange betreiben, wie ihre Sicherheit gewährleistet werden kann. Der Betrieb darf nicht durch zusätzliche Auflagen wie eine höhere Haftpflichtdeckungssumme erschwert werden. Wenn die bestehenden Kernkraftwerke abgeschaltet werden, sollen sie durch neue ersetzt werden CVP Die Einhaltung der Kyoto Ziele muss unbedingt verfolgt werden, deshalb spricht sich die CVP gegen den Bau von Gas Kombikraftwerken aus, falls in den nächsten Jahren ein Versorgungsengpass nicht gedeckt werden könnte, würde sich die Partei nicht querstellen. Energieetiketten müssen auf weitere Geräte erweitert werden und müssen für neue Geräte Pflicht werden, später muss es ein Verbot für Energiefresser geben. Um Standby Verluste möglichst effektiv zu vermeiden müssen Geräte, die nicht vom Netz getrennt werden können verboten werden. Die CVP setzt weiterhin auf die Wasserkraft als wichtigste Ressource zur Energiegewinnung. Neue Speicher, Lauf und Kleinstwasserkraftwerke sollten gebaut und bestehende optimiert werden, dazu muss es schlankere Bewilligungsverfahren beim Bau von Wasserkraftwerken geben. Die neuen erneuerbaren Energien müssen unbedingt gefördert werden. Der Staat muss mehr in dessen Forschung investieren. Da mittelfristig der Strombedarf der Bevölkerung und Wirtschaft nicht durch erneuerbare Energien gedeckt werden kann, kann man nicht auf die Kernenergie verzichten. Die CVP steht dabei für den Ersatz und nicht den Ausbau der bestehenden Werke. Die Entsorgungsfrage muss parallel und rasch gelöst werden. 4 1 Zusammengefasst aus: FDP, Positionspapier Nachhaltige Energiepolitik setzt auf Innovation 2 Zusammengefasst aus: EDU, Positionspapier Energie und Strom 3 Zusammengefasst aus: SVP, Positionspapier Schweizer Strom aus Eigenproduktion 4 Zusammengefasst aus: CVP, Positionspapier Klimapolitik und Energieeffizienz

30 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? 5.3 Die Gegner der Kernenergie SP Die SP ist klar gegen ein neues Kernkraftwerk. Der Uranabbau belastet die Umwelt und die lokale Bevölkerung stark, auch ist die Versorgungssicherheit mit Uran nicht gewährleistet. Die beim Betrieb eines Kernkraftwerkes entstehende Niedrigstrahlung ist ein grosses Unfallrisiko, auch bei der Brennstoff Wiederaufbereitung entsteht eine Strahlenbelastung der Umwelt. Die radioaktiven Abfälle können unmöglich so lange Zeit sicher gelagert werden, bis sie ungefährlich sind. Es gibt auch Risiken wie die Herstellung von waffenfähigem Plutonium aus abgebrannten Brennelementen, oder Terrorismus. Auch die Baukosten für ein neues Kernkraftwerk sind enorm. Die SP lehnt Lager für radioaktive Abfälle klar ab, sie sind zu gefährlich und die Entsorgung hochradioaktiver Abfälle ist wegen der extremen Gefährlichkeit verfrüht. Die Risiken von Kernkraftexperten werden systematisch unterschätzt, auch in der Schweiz wäre ein Super GAU möglich. Die bestehenden Kernkraftwerke können durch entsprechende Rahmenbedingungen durch Strom aus Wasserkraft, Kehricht, Biomasse, Geothermik, Wind und Solarenergie sowie durch Effizienzmassnahmen und Massnahmen zur Verbrauchsreduktion ersetzt werden, ohne dass dies eine Reduktion des Wohlstandsniveaus zur Folge hätte. Deshalb fordert die SP klar den vollständigen Ausstieg aus der Kernenergie. Bevor es keinen solchen Plan gibt, muss man die Standortssuche für ein Endlager einstellen Grüne Die Grünen halten den Ausstieg aus der Kernenergie ökonomisch und sicherheitspolitisch als ein Muss. Das Unfallrisiko wächst mit jedem Betriebsjahr, es gibt keine Erfahrungswerte mit derart langen Laufzeiten. Die Schweizer Kernkraftwerke sind gegen Terrorangriffe nicht geschützt. Die Schadenkosten bei einem Unfall betragen Milliarden Franken, die Kraftwerksbetreiber müssen jedoch nur eine Milliarde an die Haftpflichtversicherung entrichten. Innerhalb von 10 Jahren könnte man die gesamte Kernenergie durch Wärmekraftkopplung und erneuerbare Energien ersetzen. Der Kernenergieausstieg ist nur eine Frage des politischen Willens. Die Partei ist grundsätzlich auch gegen den Bau von Gaskraftwerken, sie setzen voll auf Energieeffizienz und erneuerbare Energien. Die CO 2 Bilanz der Schweiz darf nicht negativ beeinträchtigt werden. Bestehende Heizungen in Wohn und Gewerbebauten sollten durch Blockheizkraftwerke und später durch Brennstoffzellenanlagen ersetzt werden SD Um einen Ausstieg aus der Kernenergie möglich zu machen, muss der Energieverbrauch reduziert werden. Das erreicht man durch bessere Isolation von Gebäuden, einer sozialen Energieverbrauchssteuer oder durch Förderung von energiesparenden Technologien. Auch sollten unnötige Klimaanlagen vermieden werden. Die nicht erneuerbaren Energien müssen durch erneuerbare ersetzt werden. Die alten Kleinwasserkraftwerke müssen erneuert und ausgebaut werden. Mit diesen Massnahmen ist ein Ausstieg aus der Kernenergie möglich. 3 1 Zusammengefasst aus: SP, Positionspapier neue Atomkraftwerke nie wieder 2 Zusammengefasst aus: Grüne, Positionspapier Grundlagen zur Energiepolitik 3 Zusammengefasst aus: SD, Legislaturprogramm

31 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? 6 Wie steht die Bevölkerung zu Kernkraftwerken? 6.1 Umfrage Um die Meinung der Bevölkerung in Erfahrung zu bringen, haben wir eine Umfrage, an der ca. 100 Personen teilgenommen haben, durchgeführt. Die befragten Personen stammen vorwiegend aus unserem Umfeld. Wir haben folgende Fragen gestellt und die Antworten mit einer Tabelle ausgewertet. 1. Haben Sie Bedenken betreffend der Sicherheit von KKWs (mit Begründung)? 2. Stört der Kühlturm das Landschaftsbild? 3. Ist aus Ihrer Sicht eine Stromlücke zu befürchten? a. Wenn ja, wie könnte man diese schliessen? (z.b. neues Kernkraftwerk/ Strom sparen/ Erneuerbare Energien) 4. Würden Sie ein Endlager in Ihrer Umgebung akzeptieren? 5. Haben Sie Bedenken beim Transport von radioaktiven Abfällen? 6. Sind Sie glücklich mit der aktuellen Steuereinnahmeverteilung der Kernkraftwerke? 7. Würden Sie eine Stelle im KKW antreten? 8. Finden Sie, dass Sie gut über den evtl. Bau von neuen KKWs informiert wurden? 9. Hätten Sie damals ja gesagt zu einem KKW in Kaiseraugst? 10. Würden Sie ja sagen zu einem neuen KKW? a. Wenn ja, auch in unmittelbarer Nähe? 11. Schätzen Sie die folgenden Werte (in %): a. Wie viel Strom wird durch Kernkraftwerke in der Schweiz produziert? b. Wie viel Strom wird durch erneuerbare Energien in der Schweiz produziert (ohne Wasser)? 12. Was halten Sie von erneuerbaren Energien? 13. Würden Sie auch ein Mehrfaches für den Strom bezahlen, wenn er dafür aus alternativen Energien produziert würde?

32 Benötigt die Schweiz neue Kernkraftwerke? Bild 25: Statistische Darstellung der Umfrageergebnisse 6.2 Fazit Unsere Umfrage hat ergeben, dass 75% der Befragten ein neues Kernkraftwerk befürworten, was in unseren Augen einen überraschend grossen Wert darstellt. Vielleicht ist dies aber darauf zurückzuführen, dass fast die Hälfte der Teilnehmer aus der Umgebung der Kernkraftwerke Beznau und Leibstadt stammen. Von den 75% sind aber fast 15% gegen ein neues in unmittelbare Nähe. Viele Leute finden unsere KKWs sicher, wegen den hohen Sicherheitsauflagen. Jedoch haben einige Bedenken vor KKWs im Ausland (vor allem Osten). Manche erwähnten, dass immer ein Restrisiko besteht. Ebenfalls interessant ist, dass die Mehrheit unserer Teilnehmer ein Endlager in ihrer Umgebung akzeptieren würde, obwohl man oft von erheblichem Widerstand hört. Die Schätzfragen ergaben, dass die meisten Teilnehmer den Produktionsanteil der Kernkraft erheblich überbewerteten. Zum Teil wurden Werte bis zu 80% geschätzt. Auch die erneuerbaren Energien wurden überbewertet. Die Mehrheit der Teilnehmer befürwortet die erneuerbaren Energien und will sie fördern. Aber nur 30% würde dafür mehr Geld ausgeben. Viele finden, man sollte wegen der Stromlücke ein neues KKW bauen. Andere finden, man sollte mehr in die erneuerbaren Energien investieren, mehr Minergiehäuser bauen und den Wirkungsgrad elektrischer Geräte verbessern.