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Atomausstieg und Kernfusion

Die nachkolorierte Aufnahme zeigt das erste heiße Wasserstoff-Plasma in Wendelstein 7-X. Kamerafoto: IPP

Die nachkolorierte Aufnahme zeigt das erste heiße Wasserstoff-Plasma in Wendelstein 7-X. Kamerafoto: IPP

Macht Kanzlerin Merkel eine Rolle rückwärts?

War es eine Rolle rückwärts in die Zukunft, die Angela Merkel am 3. Februar 2016 in Greifswald vollführte, als sie die Versuchsanlage Wendelstein 7 – X symbolisch in Betrieb nahm? In dieser Anlage wird an der Energieerzeugung auf der Grundlage des Zusammenschlusses leichter Atomkerne zu schwereren geforscht. Mit dem „13. Gesetz zur Änderung des Atomgesetzes“ leitete der Bundestag am 30. Juni 2011 den endgültigen Ausstieg aus der Atomkraft ein. Die Reaktorkatastrophe von Fukushima habe ihr Verhältnis zur Kernenergie geändert, erklärte die Bundeskanzlerin. Das bezog sich ganz offensichtlich nur auf die klassische Form dieser Technologie, die Energiegewinnung durch Spaltung schwerer Atomkerne, die unvermeidlich langlebige radioaktive Rückstände produziert. Das ist bei der Kernfusion, wenn Wasserstoff in Helium umgewandelt wird, nicht der Fall. In der Sonne läuft dieser Prozess seit Milliarden von Jahren ab. Der irdische Ausgangsstoff Wasser ist in den Weltmeeren in praktisch unerschöpflicher Menge enthalten, sodass damit das Energieproblem der Menschheit gelöst wäre.

Energiespeicher-Problem wird gern verharmlost

Ist die Rolle rückwärts der Kanzlerin so zu verstehen, dass ihr Vertrauen als gelernte Physikerin doch vor allem ihren Fachkollegen gilt und weniger den Protagonisten der erneuerbaren Energien, die das noch längst nicht gelöste Problem der Speicherung von elektrischem Strom gern verharmlosen? Und auf solche nicht vorhandenen Speicher müsste man zugreifen können, wenn die Sonne längere Zeit nicht scheint und der Wind nicht weht. Fehlender Wind führte übrigens im Januar 2017 dazu, dass die Strompreise in Spanien so stark anzogen, dass zahlreiche Geringverdiener ihre Wohnungen nicht mehr beheizen konnten.“

Die Anlage ist auf zwei Container verteilt. Foto: Heiko Weckbrodt

Noch gibt es zu wenige Batterie-Großspeicher für Strom wie diese Anlage in Dresden. Foto: Heiko Weckbrodt

Die Bundestagsabgeordnete und langjährige Präsidentin des Bundes der Vertriebenen Erika Steinbach, als streitbare Konservative vor allem in Polen oft und auf geschmacklose Weise attackiert, nannte in einer Erklärung vom 15. Januar 2017 drei Gründe für ihren Austritt aus der CDU. Nach den Euro-Rettungspaketen rangierte der Atomausstieg an zweiter Stelle, gefolgt von der Flüchtlingspolitik der Bundeskanzlerin. „Der abrupte Ausstieg der Bundesregierung aus der Atomenergie im März 2011 innerhalb von ganzen drei Tagen nach der Fukushima-Katastrophe im fernen Japan erfolgte“, so argumentierte Steinbach, „ohne jegliche Rechtsgrundlage und ohne akute Gefahr, dass in Deutschland ein ähnliches Ereignis zu befürchten sei.“ Nicht die Kanzlerin, sondern allein der Deutsche Bundestag „wäre legitimiert gewesen eine solche Entscheidung zu fällen“, erklärte eine der profiliertesten Politikerinnen der CDU.1

Bedienpult im DDR-Kernkraftwerk nahe Greifswald. Foto: Dr. Gabriele Barkleit

Bedienpult im DDR-Kernkraftwerk bei Greifswald. Foto: Dr. Gabriele Barkleit

Kein ernsthaftes Interesse westdeutscher Stromkonzerne an DDR-Kernkraftwerken

Die Abschaltung von Kernkraftwerken und Versuchsreaktoren der DDR hingegen erfolgte nach der Wiedervereinigung unter strikter Anwendung des (alt)bundesdeutschen Atomrechts. Ein von Sebastian Pflugbeil, Minister ohne Geschäftsbereich in der Regierung Modrow, zu verantwortendes Gutachten forderte die sofortige Abschaltung der Reaktorblöcke 1 bis 4 des Kernkraftwerks Greifswald. Die Frage, ob die Blöcke 5 bis 8 den bundesdeutschen Sicherheitsstandards genügten, beantworteten unterschiedliche Gutachten aber widersprüchlich. „Im Zuge der Neuordnung der Stromwirtschaft zeigten schließlich die westdeutschen Energieversorgungsunternehmen, die die Stromversorgung der DDR mehrheitlich übernahmen, kein ernsthaftes Interesse an einem Weiterbetrieb des Kernkraftwerks Lubmin und einer Fortführung des Kernkraftwerksbaus“, urteilten Johannes Abele und Eckhard Hampe.2

Damit sprach letztlich die Wirtschaft das Urteil über die Atomenergie in Ostdeutschland. Vielen Fachleuten war und ist diese Entscheidung „nicht verständlich“, erklärte Dr. Alexander Schönherr, von 1972 bis 1990 Hauptingenieur des Kernkraftwerks Greifswald.3

Große Teile der Technik im Kernkraftwerk bei Greifswald stammen aus sowjetischer Produktion. Foto: Dr. Gabriele Barkleit

Große Teile der Technik im Kernkraftwerk bei Greifswald stammen aus sowjetischer Produktion.
Foto: Dr. Gabriele Barkleit

Greifswald zeigt Vergangenheit und Zukunft der Kernenergie

Im Raum Greifswald kann der interessierte Bürger Vergangenheit und Zukunft der Kernenergie an einem Tag erleben. In der Lubminer Heide, etwa einen Kilometer von der Küste des Greifswalder Boddens entfernt, ragt der Block 6 des ehemaligen Kernkraftwerks in den Himmel. Er bietet die einzigartige Gelegenheit, eine Druckwasserreaktoranlage zu besichtigen, die nie in Betrieb gegangen ist – einen Ort, an dem ein Mehrfaches von etwa 800 Millionen DDR-Mark im wahrsten Sinne des Wortes in den Sand gesetzt wurde. Zu besichtigen ist auch das von den Energiewerken Nord GmbH (EWN) betriebene Zwischenlager für radioaktive Reststoffe und Abfälle, die beim Rückbau der Reaktorblöcke anfallen.

Blick ins Innere der bizarr anmutenden Reaktorkammer im Wendelstein 7X. Foto: Dr. Gabriele Barkleit

Blick ins Innere der bizarr anmutenden Reaktorkammer im Wendelstein 7X. Foto: Dr. Gabriele Barkleit

Nur wenige Kilometer westlich davon, im Süden von Greifswald, steht der gleichermaßen imposante Gebäudekomplex des Fusionsexperiments Wendelstein 7 – X des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik – ein Ort, an dem mit bislang etwa 1 Milliarde Euro gezeigt werden soll, dass es möglich ist, die Sonne auf die Erde zu holen.

Eine unbewältigte Vergangenheit

Die Sowjetunion lieferte zunächst vier Druckwasserreaktoren von jeweils 440 Megawatt elektrischer Leistung. Zwischen 1971 und 1987 gingen insgesamt 35 Reaktoren dieses Typs innerhalb des Ostblocks und in Finnland in Betrieb. Nur in der DDR (fünf) und in Armenien (zwei) kam es zu Stilllegungen.

Die Blöcke 1 bis 4 in Greifswald boten keine Sicherheit im Fall eines Flugzeugabsturzes. Statt eine weitere Umhüllung des Reaktors vorzunehmen, Containment 3 genannt, wurde eine Flugverbotszone eingerichtet. Das erschien in Zeiten des Kalten Krieges und vor Beginn des Zeitalters des Terrorismus eine verantwortbare Lösung zu sein. Eine spezielle Auslegung gegen Erdbeben wurde gleichfalls für verzichtbar gehalten.

400 Millionen DDR-Mark pro Block

Die Kosten der Blöcke 1 bis 4 betrugen etwa 400 Millionen DDR-Mark pro Block, so die Antwort des ehemaligen Mitarbeiters, der den Besucher durch die Anlage führt, auf eine entsprechende Frage. Das ist nicht viel, wenn man bedenkt, dass eine der modernsten Bobbahnen der Welt im sächsischen Altenberg mit Fehlplanungen und deren Korrekturen ca. 300 Millionen DDR-Mark verschlang. Die Kosten der Blöcke 5 bis 8 hingegen lagen bei knapp 800 Millionen DDR-Mark, was vor allem dem neuen Sicherheitskonzept geschuldet sei, lautete die Begründung einer Verdoppelung der Kosten pro Block.

Suche kann Endlager kann noch Jahrzehnte dauern

Seit 1995 tragen die Energiewerke Nord die Verantwortung für die Stilllegung und den Rückbau der Kernkraftwerke Greifswald und Rheinsberg. Das beinhaltet auch die Entsorgung und Zwischenlagerung der anfallenden radioaktiven Reststoffe und Abfälle. Das Zwischenlager hat eine Länge von 241 Metern, ist 166 Meter breit und 18 Meter hoch. 1997 fertiggestellt, besteht das Lager aus acht einzelnen Hallen. Es kostete 240 Millionen Euro. Den weitaus größten Raum nimmt das Abfalllager für schwach- und mittelradioaktive Materialien ein. Kernbrennstoffe und Abfälle hoher Radioaktivität werden in CASTOR-Behältern unterschiedlicher Bauart in der Halle 8 bis zur Einlagerung in einem Bundesendlager zwischengelagert. Das zu finden, kann noch Jahrzehnte dauern.

Die ungewisse Zukunft

Die Kernfusion findet bei Temperaturen von mehreren zig-Millionen Grad Celsius statt. Dabei lösen sich die Elektronen von den Kernen der Wasserstoff- oder Heliumatome und es entsteht ein extrem heißes Plasma, das nicht mit der Wandung des Behälters in Berührung kommen darf, in dem es eingeschlossen ist. Dafür sorgt ein starkes Magnetfeld.

In der Grafik, die Prof. Robert Wolf hier zeigt, ist zu sehen, wie das Plasma-Magnetfeld beim ITER (links) geformt ist und welch bizarre Form es bei Stellarator-Kernfusionsreaktoren wie beim Wendelstein aussieht. Foto: Heiko Weckbrodt

In der Grafik, die Prof. Robert Wolf hier zeigt, ist zu sehen, wie das Plasma-Magnetfeld beim ITER (links) geformt ist und welch bizarre Form es bei Stellarator-Kernfusionsreaktoren (rechts) wie beim Wendelstein aussieht. Foto: Heiko Weckbrodt

Tokamak versus Stellarator

Es gibt zwei konkurrierende Prinzipien für den Einschluss des Plasmas, den Tokamak und den Stellarator. Im Tokamak wird das Magnetfeld zum einen Teil durch außen liegende Spulen, zum anderen Teil durch einen im Plasma selbst fließenden elektrischen Strom erzeugt, der pulsweise induziert wird. Deshalb sind solche Anlagen nicht für den Dauerbetrieb geeignet. Diesen Nachteil weisen Stellaratoren nicht auf. Dafür verlangen deren Magnetspulen aber eine außerordentlich komplizierte Geometrie, die nur mit Hilfe großer Rechner zu ermitteln ist.

Nach einer ersten Experimentierphase der Versuchsanlage Wendelstein 7 – X, die von Dezember 2015 bis März 2016 dauerte, wird die Anlage zurzeit für eine zweite Kampagne ertüchtigt, in der die Fähigkeit zum Dauerbetrieb nachgewiesen werden soll.4 Die Ergebnisse der ersten Kampagne übertrafen die Erwartungen der Physiker deutlich, sodass nun ehrgeizigere Ziele angesteuert werden können, erklärt der durch die Anlage führende Wissenschaftler.

Fusions-Testanlagen verbrauchen noch mehr Energie als sie liefern

Noch immer liefert keine Fusionsanlage weltweit mehr Energie, als zur Erzeugung des Plasmas erforderlich ist. Der Stromverbrauch von Wendelstein 7 – X ist so groß, dass jedes einzelne Experiment mit dem örtlichen Energieversorger abgestimmt werden muss. Selbst Optimisten räumen ein, dass es noch Jahrzehnte dauern wird, bis eine Fusionsanlage elektrischen Strom liefert.

Autor: Von Gerhard Barkleit

Anmerkungen:

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1 Erika Steinbach: Presseerklärung, Frankfurt/Berlin am 15.01.2017.

2 Johannes Abele/Eckhard Hampe: Kernenergiepolitik der DDR, in: Peter Liewers/Johannes Abele/Gerhard Barkleit: Zur Geschichte der Kernenergie in der DDR, Frankfurt am Main 2000, S. 29-89.

3 Alexander Schönherr: Die ersten vier Blöcke des KKW Greifswald von der Vorbereitung bis zur Abschaltung, in: Peter Liewers/Johannes Abele/Gerhard Barkleit: Zur Geschichte der Kernenergie in der DDR, Frankfurt am Main 2000, S. 221-308.

4 Presseinformation des Max-Plank-Instituts für Plasmaphysik PI 7/16 vom 06.07.2016.

Gerhard Barkleit, Foto: Privatarchiv Barkleit

Gerhard Barkleit, Foto: Privatarchiv Barkleit

Unser Gastautor

Gerhard Barkleit wurde 1943 in Ostpreußen geboren. Vor der anrückenden Roten Armee flüchtete die Familie nach Wauden in der Lommatzscher Pflege. Barkleit studierte ab 1962 an der TU Dresden Physik. Er promovierte und war als wissenschaftlicher Assistent an der Bergakademie Freiberg tätig. 1973 wechselte er an das Zentralinstitut für Kernforschung der Akademie der Wissenschaften der DDR in Rossendorf bei Dresden. Ab 1983 arbeitete er im Mikroelektronik-Forschungszentrum ZfTM (ZMD) in Dresden-Klotzsche. Nach der Wende wurde er Journalist bei den Dresdner Neuesten Nachrichten. Ab 1992 war er am neugegründeten Hannah-Arendt-Institut für Totalitarismusforschung in Dresden tätig. 2008 ging er in Rente.

Publiziert hat Gerhard Barkleit neben seinen physikalischen Schriften u.a. eine Manfred-von-Ardenne-Biografie, außerdem über die Mikroelektronik und über die Kernforschung der DDR. Zu seinen jüngeren Publikationen gehören eine Autobiografie und eine Streitschrift zur Flüchtlingsfrage.

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