Schlottermotz --- Atom und Energie

 

Atom und Energie

Veröffentlichungen in Sachen Atomenergie

sind hier chronologisch rückwärts angeordnet, also die neuesten Vorfälle zuerst. Leider gibt es reichlich Veröffentlichungen aus den 80ger Jahren vor der Zeit des allgegenwärtigen Computergebrauchs, die heute nur noch schwer zu greifen, andererseits vielleicht auch nicht mehr von so großem Interesse sind. Damals war die kontroverse Debatte für oder wider Atomenergie noch in vollem Gange, weshalb ich auch ohne speziellen Anlass sehr viel veröffentlicht habe (meist als Informationsblätter der GAL).

Die alten Vorfälle hätte ich inzwischen löschen können. Ich habe es nicht getan, weil sie ein sehr gutes Licht werfen auf Technik und deren Versagen allgemein, auf den Teufel, der immer wieder im Detail steckt und auf die drei Komponenten eines jeden Großversagens: a) zu spät erkannte Planungsmängel, b) zufälliges technisches Versagen, c) menschliches Versagen.

 

 

Damit man findet, was man sucht, hier die Reihenfolge:

- Energiewende und Strompreise 2013

- Fukushima 2011

- Krümmel 2007

- Systemzeichnungen zu Siede- und Druckwasser-Reaktorgebäude

- Forsmark 2006

- Biblis 1988

- Stade 1990

- Tschernobyl 1986

- „Wie die Bombe entsteht“, Hamburger Rundschau 1988

- Atomkraft und Arbeitsplätze 1986

- Atomkraftwerke – Nutzen und Gefahren 1985

Weitere Beträge zur Energie-Erzeugung

- Moorburg 2007/2008 (Kohlekraft, Kraft-Wärme-Kopplung, CCS-Verfahren für CO2)

- Wie ersetzen wir Atomkraftwerke? 1985

- Fachgruppe Energie

Energiewende und Strompreise

2013

Wenn ich im Folgenden einen Blick werfe auf den Zusammenhang zwischen der Energiewende und den steigenden Strompreisen, sage ich damit nicht wirklich Neues, sondern fasse die gesamte Situation in fünf Punkten zusammen:

1. Das Energie-Einspeise-Gesetz ist und bleibt ein Erfolgsmodell und hat einen beispiellosen Zubau Regenerativer Energie in kürzester Zeit möglich gemacht. Der Erfolg überrascht sogar die Initiatoren. Der Preis für diesen Erfolg war die Garantie an die Ersteller der Anlagen, dass ihr Strom vorzugsweise und zu garantierten Preisen abgenommen wird. Das widerspricht dem marktwirtschaftlichen System. Da man aber annahm, dass es sich noch lange Zeit um einen eher unbedeutenden Anteil der Stromerzeugung handeln würde, konnte das hingenommen werden, besonders, weil ja auch andere neue Stromerzeugungssysteme, wie z.B. die Kernenergie, zur Einführung sehr hohe Fördermittel erhalten hatten. Inzwischen ist der Anteil der Erneuerbaren allerdings so groß, dass es Tage gibt, an denen er Deutschland komplett mit Strom versorgen könnte. Wenn ein Gesetz – zwar aus gutem Grund – in einem System der Marktwirtschaft gegen die Regeln derselben eingeführt wurde, muss dieser Vorgang, wenn sich die Rahmenbedingungen ändern, mit weiteren Gesetzen begleitet werden. Das hat die Bundesregierung aber nicht gemacht, man könnte auch sagen: verschlafen.

2. Wegen des Überangebots an Strom durch die Erneuerbaren ist der Strompreis an der Strombörse erheblich gesunken. Diesen niedrigeren Strompreis können aber nur die Großverbraucher nutzen, während die Energieversorger ihren Kunden immer höhere Preise in Rechnung stellen, weil sie viele ihrer eigenen Anlagen nicht mehr ausnutzen können. Es fehlt eine gesetzliche Regelung, die für die Stromkunden den niedrigen Preis an der Strombörse gegen die Belastung aus dem Einspeisegesetz aufrechnet, obwohl beide in ursächlichem Zusammenhang stehen.

3. Nicht alle tragen die zusätzlichen Kosten der Erneuerbaren mit. Gerade die großen Stromverbraucher sind davon befreit. Das ist auch nicht grundsätzlich falsch, da manche Grundstoffindustrien, z.B. Aluminium-Herstellung, im internationalen Wettbewerb nicht mehr bestehen könnten, wenn sie sich nicht den billigsten Stromproduzenten aussuchen dürften, sondern mit allgemeinen Umlagen belastet würden. Daher vergibt die Regierung Ausnahmeregelungen in solchen speziellen Fällen. Allerdings hat die Regierung die Ausnahmeregelungen immer großzügiger vergeben, so dass heute sogar Schlachthöfe sie erhalten haben. Die Haushaltskunden und besonders die Kleingewerbekunden müssen daher um so mehr Kosten schultern, was weder gerecht noch sinnvoll im Sinne des Einspeisegesetzes ist. Die Ausnahmen müssen daher unbedingt wieder beschnitten werden, damit auch die Großen ihren Anteil tragen.

4. Der Ausbau der Erneuerbaren wurde zwar mit einem speziellen Gesetz gefördert, die Stromleitungen zu diesen Anlagen aber den privaten Netzbetreibern überlassen. Die haben überhaupt kein Interesse daran, die Energiewende voran zu treiben oder etwa neue Leitungen zu bauen, denn dafür besteht für sie kein besonderer Anreiz. Die Höchstspannungsleitungen sind auf die großen Kraftwerke – Atom und Kohle – ausgerichtet, und in sie wurde seit Jahrzehnten nicht mehr nennenswert investiert. Die Erneuerbaren können ihren Strom in vielen Gegenden gar nicht mehr ausreichend abtransportieren. Aber sie bekommen den „schuldlos“ nicht produzierten Strom trotzdem bezahlt! Das heißt, der Kunde trägt auch die Kosten für Strom, der gar nicht produziert wurde, nur weil die Leitungen fehlen. Die Regierung hat es versäumt, eine flankierende Leitungs-Regelung zum Einspeisegesetz zu treffen, z.B. spezielle Anreize oder Gesetze zur Leitungsversorgung. Besonders gezielt könnte man die Energiewende voran treiben, wenn das übergeordnete Stromnetz in Staatshand lägen wie z.B. das Straßen- oder Autobahnnetz. Dann hinge es nicht allein vom Interesse eines privaten Leitungsbetreibers ab, der ja an der Energiewende ganz objektiv kein Interesse haben kann, ob und wo gebaut wird.

5. Ein großer Teil der Erneuerbaren, Wind und Sonne, stehen nicht gleichmäßig zu Verfügung. Es gibt bislang keine Technik, Strom in so großen Mengen auf Vorrat zu speichern und damit die Angebotsschwankungen auszugleichen. Also müssen konventionelle Kraftwerke als Reserve einspringen, wenn das Angebot an Erneuerbaren nicht reicht. Die privaten Kraftwerksbetreiber haben das Problem, dass sie infolge der Energiewende sowieso auf Überkapazitäten sitzen. Viele Kraftwerke laufen gar nicht, andere selten. Die fixen Kosten für die Kraftwerke müssen trotzdem laufend aufgebracht werden. Wenn also Kraftwerke als Reserve einspringen müssen, werden aus betriebswirtschaftlichen Gründen die bevorzugt, deren variable Kosten – im Wesentlichen der Brennstoff – am günstigsten sind. Also laufen z.B. alte Braunkohlekraftwerke statt moderner Gaskraftwerke. Dass letztere eine viel bessere Umweltbilanz hätten, spielt dabei keine Rolle, so lange die Verschmutzungsrechte so billig sind wie bisher. So kommt es zu der absurden Situation, dass wir trotz des enormen Zubaus emissionsfreier Stromerzeuger dem Klimaziel nicht näher kommen. Die Mindestforderung wäre, dass die Preise für die Verschmutzungsrechte so erhöht werden, dass die alten Kraftwerke sich nicht mehr rechnen.

Fazit: Das Einspeisegesetz hat Deutschland in die Energiewende katapultiert, aber die Regierung handhabt die neue Situation so, dass hohe Preise und weniger Klimaschutz die Folge sind. Vielleicht wurde sie durch die rasante Entwicklung einfach nur überfordert. Vielleicht handelt es sich aber auch um gezielte Bedienung der Großindustrie – inklusive Energieversorgern – auf Kosten der Masse der Stromkunden.

Erläuterungen zu Fukushima: In den von mir täglich verfassten Voraussagen und Erklärungen gibt es aus heutiger Sicht nichts wirklich Originelles. Die Berichte hatten ihren Sinn darin, dass ich für Gliederungen der GRÜNEN und interessierte Presse die Vorgänge immer schon einen oder mehrere Tage vorher beschrieb, bevor sie überhaupt im Fernsehen oder in Zeitungen veröffentlicht wurden. Das war möglich, weil der Ablauf in Fukushima nach der ersten Explosion für jemanden, der das System leidlich kennt, voraussehbar war.

 

Fukushima 2011

(Technische Hintergründe zum besseren Verständnis der laufenden Nachrichten aus Japan)

12.03.2011

Schwerer Atomunfall in Fukushima, Japan

Der GaU ist der größte Unfall, den die Betreiber von Atomkraftwerken noch als wahrscheinlich genug annehmen und beherrschen sollen. In Fukushima hat es eindeutig einen Super-GaU, also einen unbeherrschten Unfall gegeben.

Teil 1: Grundsätzliche Probleme von Atomkraftwerken, die in Japan zur Katastrophe führten,

Teil 2: Mögliche Folgen einer Erschütterung,

Teil 3: Mögliche Varianten der anzunehmenden Kernschmelze mit ihren Folgen,

Teil 4: Warum und wie kann ein Leichtwasserreaktor überhaupt explodieren?

Teil 1: Grundsätzliche Probleme von Atomkraftwerken, bezogen auf Fukushima

Wenn eine schwere Störung eintritt, kann man grundsätzlich nicht wissen, was genau im Reaktor vor sich geht. Man wusste es in Harrisburg 1979 nicht und auch in Forsmark 2006 nicht. Man kann es nur vermuten und aus externen Erscheinungen vernünftig abschätzen und muss die Maßnahmen auf diese Vermutungen stützen. Insofern ist es glaubhaft, dass auch die Betreiber in Fukushima nichts wirklich wissen.

Ein Atomkraftwerk kann, wenn es einmal in Betrieb genommen wurde, nie wieder vollständig abgeschaltet werden. Der Reaktor Fukushima 1 erzeugt nach seinem Abschalten noch 140 Millionen Watt, die Nachbarreaktoren Fukushima 2 und 3 sogar je 230 Millionen Watt. Diese Wärmeleistung würde den ganzen Reaktor zusammenschmelzen, wenn sie nicht ununterbrochen durch Kühlwasser nach außen getragen würde. Nach einigen Tagen sinkt die Leistung auf 10 Prozent, bei Fukushima 1 also auf 14 Millionen Watt. Die allerdings bleiben praktisch auf unbegrenzte Zeit stehen, so dass eine fortlaufende Kühlung unbedingt nötig ist.

Um den Reaktor nach dem Abschalten zu kühlen, braucht man erstens Wasser und zweitens Strom. Beides darf nicht ausfallen.

Das Wasser wird in Fukushima aus dem Meer herangeführt. Die Leitungen und Pumpen müssen sowohl Erdbeben als auch Tsunami überstanden haben, wenn es eine ausreichende Kühlung geben soll.

Der Strom fällt nur dann aus, wenn erstens die Hochspannungsleitung ins Land unterbrochen ist und wenn zweitens die Diesel-Notstromaggregate, die immer mehrfach vorhanden sind, vollständig ausfallen. Beides ist in Fukushima geschehen. Es wird allerdings berichtet, dass die Notstromdiesel erst anliefen, dann aber ausfielen. Der kritische Moment bei einem Notstromdiesel ist allerdings immer nur das Anlaufen. Dass er später wieder ausfällt, ist ungewöhnlich und kann nur mit einem Fehler in der Elektronik erklärt werden. Wenn der Strom ausfällt, kann ein Reaktor nicht mehr beherrscht werden.

Wenn man sehr gut vorbereitet ist, ist es durchaus möglich, mit externen Mitteln, z.B. fahrbaren Pumpen und Stromaggregaten, die Kühlung sicher zu stellen, wenn die Wärmetauscher im Kühlkreislauf des Atomkraftwerkes noch in Ordnung sind. Für eine solche abenteuerliche Maßnahme fehlt aber meistens die Zeit und die nicht vorgesehene Ausrüstung.

Teil 2: Mögliche Folgen einer Erschütterung

Der Reaktorkern besteht aus Uranstäben, die meistens 1 cm dick und 4 m lang sind. Da Uran der schwerste aller natürlich Stoffe ist, sind solche dünnen und langen Stäbe nur stabil, wenn sie gut aufgehängt sind. Durch eine heftige Erschütterung könnten sich die Stäbe wegen der großen Massenträgheit des Urans aber durchaus ein wenig verbiegen, was die Abstände verändert und möglicherweise die Regelstäbe einklemmt. Ein Atomkraftwerk auf Erdbebengebiet ist daher grundsätzlich ein erhebliches zusätzliches Risiko.

Die Erschütterung kann auch außerhalb des Reaktors wirken, z.B. Leitungen reißen lassen. Um dies zu vermeiden, werden die Rohrleitungen mit Schwingungsdämpfern aufgehängt. Erschütterungen können also nicht nur den Reaktor betreffen, sondern auch andere sehr wichtige Komponenten wie Kühlkreisläufe, Wasserbecken und Wärmetauscher. Schäden an solchen Komponenten können zur Katastrophe führen, auch wenn der Reaktor in Ordnung ist und das ganze Gebäude an sich noch steht. In den meisten Atomkraftwerken ist der Abriss einer Hauptkühlmittelleitung nicht mehr beherrschbar.

Teil 3: Mögliche Varianten eines Kernschmelzunfalls

Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass ein Reaktor vor der Überhitzung abgeschaltet wurde, dass heißt, dass die Regelstäbe in das Innere des Reaktors eingefahren wurden. Wenn nicht, ist eine Rettung vor der Kernschmelze undenkbar. Die Reaktoren in Japan wurden beim Erdbeben abgeschaltet.

Variante A: Der Reaktorkern wird mangels Kühlung kurzzeitig überhitzt. Die Hüllen der Brennstäbe platzen. Radioaktives Material gelangt ins Kühlwasser. Das Wasser reagiert mit der heißen Brennstabhülle, wobei freier Wasserstoff entsteht, der, wenn er in andere Teile des Kraftwerkes gerät, dort brennen oder explodieren kann. Außerdem behindert der Wasserstoff, so lange er noch in dem Reaktor verbleibt, durch seine Anwesenheit die Kühlung (wo Wasserstoff ist, kann kein Wasser hinkommen). Nachdem es gelungen ist, den Wasserstoff herauszuholen und die Kühlung wieder in Gang zu bekommen, gelangt relativ wenig Radioaktivität ins Freie. Der Reaktor muss für 20 Jahre still gekühlt werden, bevor man ihn öffnen kann und weiß, was genau geschehen ist.

Variante B: Der Reaktorkern wird mangels Kühlwasser eine halbe Stunde oder länger überhitzt. Dann platzen nicht nur die Hüllen, sondern die Stäbe schmelzen wie Kerzenwachs und tropfen hinunter. Dadurch wird das ganze System im Reaktor zerstört. Wenn unten im Reaktor noch genügend Wasser ist, tropf die heiße Schmelze hinein und bildet Klumpen. Genau das ist in Harrisburg 1979 geschehen. Als man die Kühlung wieder in den Griff bekam, konnte das Wasser durch die Klumpen fließen und diese die nächsten 20 Jahre kühlen. Da der Reaktor in Fukushima aber ein Siedewasserreaktor mit nur einem Kühlkreislauf ist, dürften die Auswirkungen die von Harrisburg übersteigen.

Variante C: Der Reaktor wird so lange nicht gekühlt, dass kein nennenswertes Wasser mehr in ihm ist. Die Schmelze fließt dann auf den Boden des Reaktors und bildet dort einen See. Wenn wieder Wasser und Kühlung zur Verfügung stehen, könnte das Wasser aber nicht in die extrem schwere Schmelze eindringen. Das Uran bliebe weiter ungekühlt und erzeugte weiter vielleicht 100 Millionen Watt. Selbstverständlich würde der Reaktor dann durchschmelzen, und das gesamte radioaktive Inventar gelangte in den Boden. Da es in keinem Atomkraftwerk einen sogenannten „Corecatcher“ gibt, der die Schmelze auffängt und klein verteilt, würde sich die Schmelze eventuell bis ins Grundwasser vorarbeiten und mit einer Dampfexplosion in die Atmosphäre gelangen. Radioaktives Material von vergleichsweise tausend Atombomben könnte so ins Freie gelangen.

Teil 4: Wie kann es in einem Atomkraftwerk zur Explosion kommen?

Der Reaktor in Tschernobyl ist 1986 explodiert. Man kennt auch heute noch nicht den genauen Hergang, aber auf jeden Fall war eine „nukleare Exkursion“ die Hauptursache. Ein wassermoderierter und wassergekühlter Reaktor, wie in Japan oder Deutschland in Betrieb, kann aber unter keinen Umständen nuklear explodieren wie eine Atombombe. Dazu fehlen alle physikalischen Voraussetzungen, die hier nicht aufgezählt werden sollen. Große Explosionen (genauer: Verpuffung) in Atomkraftwerken sind in zweierlei Weise denkbar (und werden entsprechend gefürchtet):

1. Wasser wird in einem zu kleinen Gefäß zu stark erhitzt, so dass das Gefäß platzt. Das ist vor allem bei Siedewasserreaktoren denkbar, denn deren Sicherheitsbehälter reicht nie für die passive Aufnahme des Dampfes bei einer schweren Störung. In Fukushima gibt es nur Siedewasserreaktoren, so wie z.B auch in Krümmel oder Brunsbüttel bei Hamburg.

2. Wasser reagiert mit überhitzten Brennstäben. Dabei wird das Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Der Sauerstoff oxidiert die Brennstabhüllen, der Wasserstof wird frei. Wasserstoff ist sehr leicht und sammelt sich immer oben. Er kriecht aber auch relativ leicht durch Verschlüsse. Solange der Wasserstoff im Reaktor verbleibt, fehlt ihm der Sauerstoff zur Explosion, allerdings behindert er die Kühlung, so dass das Personal immer versucht, den Wasserstoff aus Ventilen abzublasen. Dann vermischt sich der Wasserstoff mit der Luft und kann explodieren. Das alles ist sowohl in Harrisburg als auch in Tschernobyl unter anderem geschehen.

In Fukushima hat es eine filmdokumentierte Explosion gegeben. Sie war so groß, dass sie kaum nur expandierten Dampf zur Ursache hatte. Mit großer Wahrscheinlichkeit war es eine Wasserstoffexplosion. Das bedeutet aber, dass der Reaktorkern schon bei „Variante B“ (s.o.) angekommen sein muss.

(Technische Hintergründe zum besseren Verständnis der laufenden Nachrichten aus Japan)

13.03.2011

Dampf ablassen in Fukushima

Daran, dass mindestens ein Reaktor des Atomkraftwerkes Fukushima I, möglicherweise auch zwei oder drei, nicht mehr regulär beherrschbar sind, kann es inzwischen keinen Zweifel mehr gegen. Auch wenn die Betreiber etweas anderes sagen, lassen die Begleitumstände keinen anderen Schluss zu.

Fukushima ist ein Siedewasserreaktor (wie z.B. Krümmel und Brunsbüttel bei Hamburg). Während des regulären Betriebes werden die Brennstäbe heiß und bringen das sie umgebende Wasser zum Kochen. Durch den entstehenden Dampf fällt die Anlage weitgehend in ein Gleichgewicht, dass heißt, mehr Dampf hat weniger Leistung zur Folge.

Im abgeschalteten Zustand soll kein Dampf mehr zwischen den Brennstäben sein, sondern nur Wasser, das ständig umgewälzt und außerhalb des Reaktors in einem Wärmetauscher mit Meerwasser gekühlt wird. Dieses System funktioniert in Fukushima I nach einer ganzen Reihe von technischen Ausfällen in mindestens einem, wahrscheinlich aber in mehreren Reaktoren nicht mehr.

In einem solchen Fall wird das Wasser im Reaktor weiter erhitzt und verdampft. Der Dampfdruck könnte den Reaktor sprengen. Deshalb wird man versuchen, den Dampf abzulassen. Dadurch entweicht zwar Radioaktivität, aber das ist in dem Fall das kleinere Übel. Da schon allein das Verdampfen bei Wasser einen starken Kühleffekt hat, könnte man so den Reaktorkern notdürftig kühlen.

Das geht natürlich nur, wenn es gelingt, neues Wasser in den Reaktor hinein zu bringen, denn sonst würde das Wasser einfach nur verdampfen, die Brennstäbe lägen frei und die Katastrophe nähme seinen Lauf. Offensichtlich ist eine solche Notkühlung in Fukushima ein Problem. Den Grund dafür nennen die Betreiber nicht. Normalerweise sind etliche separate Möglichkeiten – bis hin zum Batteriebetrieb – für diesen Fall vorgesehen, die aber alle ausgefallen sind.

Naheliegend wäre in einem solchen Notfall, einfach Meerwasser direkt in den Reaktorkreislauf zu pumpen, es verdampfen zu lassen und den Dampf abzublasen. Das würde auf jeden Fall auf Dauer genügend kühlen. Aber da Strom fehlt, suchen die Betreiber wahrscheinlich verzweifelt nach einer Möglichkeit, die möglichst wenig Strom braucht, den man vielleicht mit mobilen Aggregaten herstellen könnte.

Das Ablassen von Dampf ist in einem Siedewasser-Reaktor, der grundsätzlich kein Containment hat, der den Dampf aufnehmen könnte, ein großes Problem. Man würde sich damit entscheiden, die Außenwelt erheblich radioaktiv zu verseuchen. Aber das ist immer noch besser als eine Kernschmelze.

Radioaktiv ist nicht gleich radioaktiv. Die Unterschiede sind gewaltig. Uran selbst ist schwach radioaktiv. Die Produkte, die bei der Kernspaltung entstehen, sind dagegen 10 Billionen mal radioaktiver (1 Million mal 1 Million mal 10). Die Überlegung, eine mindere Radioaktivität in Kauf zu nehmen und die größere zu vermeiden, gibt also durchaus einen Sinn.

Wenn die Brennstäbe durch mangelnde Kühlung schon beschädigt sind, wird durch das Dampfablassen auch erreicht, dass der entstandene Wasserstoff mit entweicht. Würde er im Reaktor bleiben, würde er die nachfolgende Kühlung durch Wasser behindern. Kommt er heraus, besteht die Gefahr einer Explosion in äußeren Teilen der Anlage. Auch hier ist letzteres eher die geringere Gefahr.

(Technische Hintergründe zum besseren Verständnis der laufenden Nachrichten aus Japan)

14.03.2011

Folgen der Kernschmelze in Fukushima

Die in meinen beiden vorangehenden Artikeln genannten möglichen Unfallabläufe und die möglichen Gegenmaßnahmen sind inzwischen ja tatsächlich eingetreten. Insofern bedarf der weitere Ablauf keiner weiteren Erläuterung.

Allerdings bin ich nun besorgt, dass meine technisch-sachliche Darstellung die Dramatik des Vorganges in Japan etwas verdeckt. Tatsächlich übersteigen die zu erwartenden Folgen der Kernschmelze die des gesamten Erdbebens bei weitem, auch die der Atombombe von Hiroshima. Die Menge radioaktiven Materials in einem Atomkraftwerk übersteigt die einer Atombombe bei weitem.

Im Reaktor 1 von Fukushima ist eine Masse von radioaktiven Spaltprodukten vorhanden, die etwa 400 Atombomben entspricht, in den Reaktoren 2 und 3 je 800 Atombomben. Dazu kommt, dass in allen Atomkraftwerken sog. Abklingbecken für verbrauchte, aber hoch radioaktive Brennstäbe vorhanden sind. Darin befindet sich noch einmal ein Vielfaches einer Reaktorladung. Sollte es nicht gelingen, die Reaktoren irgendwie doch noch zu kühlen, werden die hoch radioaktiven Stoffe freigesetzt mit Folgen für die ganze Welt.

So sarkastisch das auch klingen mag, aber es ist einfach so: Bei einer Atombombe werden die meisten der raktioaktiven Spaltprodukte sehr hoch in die oberen Teile der Atmosphäre geschleudert und verteilen sich über die Welt. Bei einem durchgebrannten Reaktor verteilen sich die meisten der Stoffe aber bodennah. Man braucht sich nur vorzustellen, dass sich Strahlenmaterial von 1000 Atombomben über die Städte Japans verteilt, um sich ein relativ korrektes Bild zu machen. Die Verteilung um die Welt setzt dann erst viel langsamer ein.

Selbst in Tschernobyl, wo ein sehr großer Teil des radioaktiven Potentials freigesetzt wurde, gab es eine große Explosion und danach einen gewaltigen Brand des Graphits, der die Stoffe hoch in die Luft schleuderte und dort bis in die Türkei und nach Lappland verteilte. (Der hohe radioaktive Niederschlag in Weißrussland ist ja nur damit zu erklären, dass die Wolken künstlich mit Silberjodid abgeregnet wurden.) Die Reaktoren in Fukushima sind aber wie in Deutschland wassermoderiert und -gekühlt und brennen auf keinen Fall.

Es muss in Japan wirklich alles daran gesetzt werden, die Kernschmelze zu verhindern oder, wenn das nicht gelingt, das geschmolzene Material so einzufangen, dass das meiste dort bleibt, wo es ist. Alle anderen Probleme sind dagegen – nur vergleichsweise – marginal.

(Technische Hintergründe zum besseren Verständnis der laufenden Nachrichten aus Japan)

14.03.2011

Begriffe zu Fukushima: MOX-Elemente, Jodtabletten

MOX: Im Block 3 von Fukushima I wurden MOX-Elemente eingesetzt. In jedem Atomkraftwerk entsteht meist ungewollt, aber unvermeidlich Plutonium. Um dieses weiter zu nutzen, wird es in Hochsicherheits-Chemieanlagen aus dem Atommüll aussortiert und in neue Brennelemente eingesetzt. Da diese nun nicht mehr nur aus Uranoxid, sondern auch aus Plutonimumoxid bestehen, nennen die Betreiber sie „Mischoxid“, kurz MOX-Elemente. Wenn diese zur Kernschmelze kommen, wird erheblich mehr Plutonium frei als sowieso schon bei Uran-Elementen. Plutonium ist ein extremes Radiogift. Wenn man es inkorporiert, also isst, trinkt oder einatmet, reichen unsichtbar kleine Mengen für Krebserkrankungen.

Jodtabletten: Sie helfen gegen Strahlung allgemein gar nichts. Beim Druchbrennen eines Reaktors werden aber zuerst die leicht flüchtigen Stoffe frei, z.B. radioaktives Jod. Es hat eine Halbwertzeit von wenigen Tagen. Wenn der menschliche Körper nun vorher mit Jod gesättigt wurde, nimmt er kein Jod mehr auf und scheidet das radioaktive Jod auf dem Klo wieder aus. Die Jodtabletten helfen also, wenn überhaupt, nur gegen einen der radioaktiven Stoffe.

(Technische Hintergründe zum besseren Verständnis der laufenden Nachrichten aus Japan)

15.03.11

Havarie im Abklingbecken in Fukushima

Im Absatz drei meines Artikels vom 14.03.11 erläuterte ich kurz die Funktion und Gefahr eines „Abklingsbeckens“. Da nun tatsächlich im Block 4 von Fukushima I eines dieser Becken havariert ist, hier eine etwas weitergehende Erläuterung:

Da die Energieproduktion eines Atomreaktors nie wieder gestoppt werden kann, müssen die Brennstäbe, wenn sie nicht mehr genug Energie für den laufenden Leistungsbetrieb aufbringen, ausgetauscht und weiterhin gut gekühlt werden. Dazu gibt es in den Atomkraftwerken neben den Reaktoren Wasserbecken, in die solche Brennstäbe nach der Unterwasser-Entnahme aus dem Reaktor eingestellt werden. Normalerweise lagern in diesem „Abklingbecken“ mehrere alte Reaktorladungen.

Da im Abklingbecken kein Druck mehr entsteht, ist das Becken offen. Das Wasser wird im Umlauf ständig gekühlt. Wenn diese Kühlung ausfällt, können auch diese Stäbe noch platzen und eventuell schmelzen. Wenn wie in Fukushima das Wasser nicht mehr genügend gekühlt wird, fängt es an zu sieden. Dies ist noch keine große Gefahr, weil Sieden auch kühlt. Nur muss dann das verkochte Wasser ständig nachgefüllt werden, während der radioaktive Dampf abgeblasen wird.

Da in Reaktor 4 die Kühlung des Reaktors kein Problem ist, wie man hört, aber trotzdem eine Explosion stattfand, ist zu vermuten, dass Wasserstoff entstanden ist. Der kann dann nur aus dem Abklingbecken kommen, wo sehr frisch entladene Brennstäbe nicht mehr genügend gekühlt und deshalb beschädigt wurden.

(Technische Hintergründe zum besseren Verständnis der laufenden Nachrichten aus Japan) 16.03.11

Antworten auf Fragen zu Fukushima

In den letzten Tagen kamen Fragen an, von denen ich einige allgemein beantworten möchte:

Ist die Kernschmelze in Fukushima noch zu verhindern? Wahrscheinlich nicht, so schlimm das klingt. Zur Zeit ergreifen die Techniker vor Ort die unkonventionellen Notmaßnahmen, die ich in meinem Artikel vom 12.03.11 schon vorweg beschrieben habe. Das kann durchaus Erfolg haben, aber nur, solange es Menschen gibt, die ihr Leben dafür opfern. Denn die Strahlung in der gesamten Anlage ist so hoch, dass die Menschen auf Dauer – also in den folgenden Jahren – ziemlich sicher mit Schäden rechnen müssen. Wenn diese Menschen aufgeben, brennen alle verlassenen Reaktoren unweigerlich durch, weil die normalen Kühlmöglichkeiten ja alle ausgefallen sind. Wenn der erste Reaktor durchgebrannt ist, wird die Strahlung so hoch, dass selbst die heldenhaftesten Techniker keine Chance haben, weil sie sehr schnell sterben werden. Im Moment hängt wirklich alles an der Opferbereitschaft der Menschen vor Ort. (In Tschernobyl wurden Tausende von Soldaten einfach abkommandiert. Das wird in Japan wohl so nicht gehen.)

Sollte man Japan sofort verlassen, wenn man sich dort zufällig befindet? Ja, unbedingt, wenn man Kinder hat oder noch Kinder bekommen möchte. Dieser Rat ist aber nicht damit begründet, dass die radioaktive Wolke so schnell kommt, sondern damit, dass sie garantiert kommt und es von Tag zu Tag weniger Möglichkeiten geben wird, wegzukommen. Wer als Techniker oder Korrespondent dort arbeitet und seinen Beruf sehr ernst nimmt, sollte ruhig bleiben, wenn er über das Gebär- oder Zeugungsalter hinaus ist.

Hat die Strahlung auch Auswirkung auf Deutschland? Natürlich hat sie das, aber Panik oder irgendwelche spezielle Aktivitäten sind völlig unangebracht. Die ersten radioaktiven Partikel sind in den nächsten Monaten zu erwarten, sind aber noch völlig unbedeutend. Es dauert Jahre, möglicherweise Jahrzehnte, bis sich die bodennah ausgestoßenen radioaktiven Stoffe aus Japan weltweit verteilen. In der Zeit sind etliche schon zerfallen, aber auf jeden Fall wird die radioaktive Hintergrundstrahlung ebenso wie die Anwesenheit von Plutonium weltweit sehr deutlich zunehmen. Dagegen kann man gar nichts tun. Deshalb ist jeder Aktivismus sinnlos.

Kann uns ein Unglück wie in Japan auch in Deutschland ereilen? Selbstverständlich. Es bedarf keines Erdbebens, um ein Atomkraftwerk, dessen Grundprobleme ja immer dieselben sind, zum Entgleisen zu bringen. Meistens handelt es sich eher um eine folgenschwere Kombination etlicher Fehler, sowohl technischer als auch menschlicher Art. Menschliche Fehleinschätzung brachte die Kernschmelze in Harrisburg (USA, im letzten Moment gestoppt). Übertriebener Ehrgeiz brachte die Katastrophe von Tschernobyl (Ukraine, explodiert, ohne die Nachbarreaktoren zu beschädigen). Ein Studium der Vorfälle von Forsmark (Schweden, Unfall nur durch Zufall abgewendet) aus dem Jahr 2006 zeigt, wie Atomunfälle gemacht werden. In Deutschland würden aber nicht so viele Reaktoren auf einmal betroffen sein. (In Frankreich schon!) Aber wenn auch nur ein Reaktor, zum Beispiel AKW Krümmel, das nur 30 km vom Hamburger Rathaus entfernt und wie in Fukushima ein Siedewasserreaktor ist, zur Kernschmelze kommt, ist die Millionenstadt Hamburg mit einem weiten Umkreis komplett verloren und auch nicht evakuierbar. Die Auswirkungen auf ganz Deutschland wären unvorstellbar.

(Technische Hintergründe zum besseren Verständnis der laufenden Nachrichten aus Japan)

17.03.11

In den vergangenen Tagen konnte ich technische Abläufe oder Notmaßnahmen erklären, noch bevor sie eingetroffen waren oder bevor wir in Deutschland davon wussten. Inzwischen haben aber viele Redaktionen sich auf dem Gebiet fit gemacht und bringen weitgehend korrekte technische Abläufe, die den Lesern das Verständnis erleichtern. Die „Süddeutsche“ war schon sehr früh mit erstklassigen Hintergründen dabei, die anderen haben nachgezogen, so dass sich, wer will, gut informieren kann. Ich selbst werde mich nicht mehr täglich melden.

Reaktion der Kanzlerin auf Fukushima

Die Kanzlerin hat angekündigt, dass die deutschen Atomkraftwerke angesichts der Ereignisse in Japan noch einmal gründlich überprüft werden müssten. Diese Ankündigung ist sachlicher Unfug, und der Kanzlerin ist vorzuwerfen, dass sie das als Physikerin auch wissen muss.

Zwischen (fachlich kompetenten) Atomkraftgegnern und Atomkraftbetreibern gibt es keinen Dissenz darüber, was die einzelnen deutschen Atomkraftwerke mit ihren umfangreichen Sicherheitsvorrichtungen leisten können. Der Dissenz liegt bei der subjektiven Gesamteinschätzung. Atomkraftbetreiber meinen, die Wahrscheinlichkeit, dass trotz aller Vorsorge doch etwas passiere, sei so gering, dass man sich darum nicht kümmern müsse. Atomkraftgegner meinen dagegen, dass die zu erwartende Schadenshöhe so gewaltig sei, dass trotz einer recht geringen Wahrscheinlichkeit einer Kernschmelze die Atomspaltung nicht zu verantworten sei. Risiko ist nun einmal ein Rechenprodukt aus Eintrittswahrscheinlichkeit und Schadenshöhe. Diese Frage ist nicht technisch zu entscheiden, sondern nur politisch. Man muss sich entscheiden, ob man dieses Risiko will oder nicht. Die Versicherungen jedenfalls versichern Schäden aus Atomanlagen als „unkalkulierbares Risiko“ grundsätzlich nicht.

Zu Recht tobt gerade in Sachen Atomkraft der politische Streit seit Jahrzehnten. Es handelt sich um die erste und einzige Technik, die so unwiderrufbar ist. Alles andere lässt sich abschalten, Atomkraft nicht. Was man heute nutzt, muss für Hunderte von Jahren gekühlt und für Tausende von Jahren sicher vor Lebewesen verborgen werden. Eine eventuelle Kernschmelze setzt Spaltmaterial von Tausenden von Atombomben frei. Bei einer solchen Technik müsste die Unfallwahrscheinlichkeit eigentlich Null sein, um das Risiko zu akzeptieren. Und Null ist die Wahrscheinlichkeit nun wirklich nicht. Naturkatastrophen, Kriegs- oder Terrorangriffe erhöhen die Wahrscheinlichkeit rasant. Aber es gibt auch ganz „normale“ Unfälle.

Unfälle entstehen immer so, wie man es nie vermutet hätte. Nicht erkannte Denkfehler (Wechselrichter-Problem in Forsmark) kleine Schlampereien (z.B. Kabel vertauscht in Forsmark oder Krümmel), technisches Versagen von Einzelteilen (z.B. Ventil klemmt, kommt überall vor), menschliche Fehleinschätzung (z.B. Reaktorfüllstand in Harrisburg), das kommt alles vor und ist im Einzelfall auch zu beheben. Eine unglückliche Kombination all solcher Fehler führt dann aber zu ernsten Problemen. Nach jeder Panne in einem Atomkraftwerk weiß man es hinterher besser. Aber, wie die Erfahrung zeigt, ist es praktisch unmöglich, vorher alles besser zu wissen.

Auch deshalb ist die Forderung, noch einmal zu „überprüfen“, schlicht Unsinn. Es geht nur darum, zu entscheiden, ob man das Risiko für sich und die folgenden Generationen tragen kann oder nicht.

(Technische Hintergründe zum besseren Verständnis der laufenden Nachrichten aus Japan),

17.03.11

Core-Catcher für Atomkraftwerke

Als Folge der Kernschmelze im Atomkraftwerk bei Harrisburg (USA) wurde die Forderung nach einem Core-Catcher für Reaktoren diskutiert, später aber von den Regierungen als unnötig und zu teuer abgelehnt. Solche Core-Catcher hätten Japan und der Welt einen Großteil der Probleme ersparen können, wenn sie in Fukushima installiert wären. Weltweit wurden Core-Catcher nur ganz selten vorgesehen.

Bei einem Core-Catcher geht man davon aus, dass eine Reaktorladung schmelzen und durchbrennen könnte. Er soll die glutflüssige Masse in einem solchen Fall auffangen und in kleine Portionen verteilen. Kleinere Portionen könnten dann leichter nachgekühlt werden und ergäben auch in keinem Fall kritische Massen, die die Atomspaltung wieder in Gang setzen könnte. Nicht die hohe Temperatur von über 2000 Grad an sich ist ja das Problem, sondern die große Masse mit dieser Temperatur, die immer weiter Energie erzeugt.

Auch mit einem Core-Catcher wäre der Austritt von Radioaktivität in die Umwelt nicht zu vermeiden, wohl aber ein Durchschmelzen durch das ganze Gebäude bis ins Grundwasser und eine anschließende Dampf-Explosion, die wesentlich mehr radioaktive Stoffe in die Umgebung schleudert.

(Technische Hintergründe zum besseren Verständnis der laufenden Nachrichten aus Japan),

22.03.11

Neue Fragen zu Fukushima

Kann es noch gelingen, den Super-GaU zu verhindern? Einen Super-GaU mit erheblicher Freisetzung von Radioaktivität hat es in mindestens vier Reaktoren in Fukushima bereits gegeben. Aber das Druchbrennen der Reaktoren wurde bisher verhindert und muss auch in Zukunft unbedingt verhindert werden. Wenn ein Reaktor sein ganzes radioaktives Inventar in die Umwelt entlässt, lassen sich auch die anderen Reaktoren nicht mehr halten. Das wäre der schlimmstmögliche Fall.

Wie man hört, sollte Fukushimas Block 1 im März 2011 aus Altersgründen sowieso abgeschaltet werden. Hätte der Unfall vermieden werden können, wenn der Reaktor einen Monat früher abgeschaltet worden wäre? Nein, denn erstens war nur einer der Reaktoren zur Abschaltung vorgesehen und zweitens kann auch ein abgeschalteter Reaktor durchbrennen, wenn er keinen Strom mehr hat. Es kommt darauf an, wie lange ein Reaktor schon abgeschaltet ist. Der radioaktive Nachzerfall und damit die Gefährlichkeit nimmt am Anfang sehr schnell, dann immer langsamer ab. Ungefährlich wird das Material nie. In Fukushima zeigt gerade der Reaktor-Block 4, dass auch die verbrauchten, schon aus dem Reaktor entnommenen Brennstäbe jetzt zu schmelzen drohen, weil sie nicht mehr gekühlt werden. Wenn allerdings alle Reaktoren in Fukushima etwa vor einem Jahr abgeschaltet worden wären, wäre das Problem jetzt viel geringer.

Bei den bisherigen Kernschmelzen der Geschichte in Harrisburg und in Tschernobyl gab es auch mehrere Reaktoren auf demselben Gelände. Warum ist dort jeweils nur ein Reaktor havariert? Die Ursache war dort in beiden Fällen nicht der komplette Stromausfall nach dem Abschalten, sondern eine unglückliche Kombination von menschlichem und technischem Versagen im laufenden Betrieb. Das ist etwas ganz anderes. Ernsthafte Probleme mit der Stromversorgung gab es z.B. in Biblis (Deutschland, 2004), in Forsmark (Schweden, 2006), in Dampierre (80 km vor Paris, 2007). In allen drei Fällen fiel die Hochspannungsleitung aus, dazu auch die Reservestromleitung. Die Eigenbedarfsversorgung konnte aus unterschiedlichen Gründen nicht aktiviert werden. Damit tritt der Notstromfall ein. In Biblis sprangen die Diesel korrekt an, in Dampierre nur einer, was schon sehr kritisch ist, In Forsmark war es einfach Glücksache, dass einige Diesel nicht funktionierten, andere aber doch, denn alle hatten den gleichen elektronischen Fehler. (In allen genannten Orten standen mehrere Reaktoren auf demselben Gelände.)

Die Reaktoren in Fukushima waren schon sehr alt. Hat auch das zu den Problemem beigetragen? Dass der Unfallverlauf in Fukushima günstiger verlaufen wäre mit neueren Reaktoren, ist noch nicht klar. Die neueren Reaktoren in Fukushima I wurden ja nicht erst bei dem Erdbeben, sondern schon vorher aus Routinegründen abgeschaltet, nur die älteren waren im laufenden Betrieb. Vergleichender Rückblick: Der Unglücksreaktor in Harrisburg (USA, 1979) war nagelneu, erst drei Monate im regulären Betrieb. Und auch der Reaktor 4 in Tschernobyl war relativ neu. Trotzdem ist nicht zu bestreiten, dass ältere Anlagen weniger Sicherheitseinrichtungen haben als neue, in denen auch die weltweiten Erfahrungen von jüngeren Störfällen berücksichtigt wurden. (Man lernt aus jedem Störfall.) Einen Vorteil haben die alten Anlagen in Fukushima allerdings auf jeden Fall: Sie sind kleiner. Das radioaktive Inventar in einem deutschen Standard-AKW ist fast zweimal so groß wie das in Fukushimas Block 3 und dreimal so groß wie in Fukushimas Block 1.

Warum müssen, wie man liest, so viele von den Helfern in Fukushima sterben? Sie haben doch Strahlenschutzanzüge, oder nicht? Strahlenschutzanzüge helfen gegen Teilchenstrahlung wie Alpha- oder Beta-Strahlung, und sie helfen vor allem gegen das Verschlucken oder Einatmen winziger radioaktiver Partikel. Sie helfen aber nicht gegen Gamma-Strahlung, wie sie von den entwichenen radioaktiven Stoffen ausgeht. Gamma-Strahlung ist energiereicher und druchdringender als Röntgen-Strahlung, ansonsten aber ähnlich. Dagegen helfen nur Bleiplatten oder dicke Betonmauern.

Können deutsche Atomkraftwerke auch so exploieren wie in Fukushima? Ein deutsches Standard-Atomkraftwerk hat eine äußere Betonhülle von 2 Meter Dicke. Dass die von einer Wasserstoff-Explosion einfach so weggepustet wird wie in Fukushima, ist kaum denkbar. In Fukushima wurden „Einwirkungen von außen“, also z.B. Flugzeuge oder Tankexplosionen, in der Gebäudekonstruktion offenbar kaum berücksichtigt. Das ist befremdlich. Allerdings bietet dieser Mangel gerade jetzt einen großen Vorteil: Wären die Dächer der Reaktorgebäude nicht weggesprengt, könnte man von außen gar nicht mit Hubschraubern und Hochleistungsspritzen Wasser einführen, wie es gerade geschieht.

(Technische Hintergründe zum besseren Verständnis der laufenden Nachrichten aus Japan),

12.04.11

Unfallstufe 7 in Fukushima

Die Japanische Regierung hat den Atomunfall in Fukushima auf Stufe 7, die höchsten Stufe der internationalen Atomunfallskala, hochgestuft. Dies bedeutet allerdings nicht, dass der Unfall in Fukushima schon bei den höchstmöglichen Folgen angekommen sei. Die Kriterien für die Einstufung sind sehr vage. Möglicherweise wäre eine Einstufung auf Stufe 6 sinnvoller und Stufe 7 nur politisch motiviert.

Zur Zeit sind in Fukushima ohne Zweifel ganz erhebliche Mengen der radioaktiven Spaltprodukte ausgetreten. Und ganz sicher sind drei Reaktorkerne mindestens angeschmolzen. Aber bisher ist der stählerne Reaktor-Druckbehälter noch in keinem Fall durchgeschmolzen. Jetzt, einen Monat nach dem Unfallbeginn, wird die Wahrscheinlichkeit des Durchschmelzens zwar immer geringer, da die Energieproduktion der abgeschalteten Reaktoren inzwischen nur noch wenige Prozente des anfänglichen Wertes ausmacht und da die Reaktoren relativ klein sind (im Vergleich zu moderneren Anlagen). Ein Durchschmelzen ist aber immer noch möglich, wenn wegen mangelnder Kühlung sich die Schmelze auf dem Boden des Reaktor-Druckbehälters sammelt. Alles hängt von der Kühlung ab.

Sollte ein Reaktor-Druckgefäß durchschmelzen, würde sich die radiokative Katastrophe noch einmal vervielfachen. Da sie im Gegensatz zum Unfall in Tschernobyl nicht mit einer Explosion oder einem Feuer in großem Maßstab einherginge, das die radioaktiven Partikel damals schnell in die Höhe trieb und verteilte, würden die mittel- und langfristigen Auswirkungen in Japan selbst wesentlich dramatischer sein als seinerzeit in der Umgebung von Tschernobyl. Sie würden auch die der Atombomben von 1945 bei weitem übertreffen.

(Technische Hintergründe zum besseren Verständnis der laufenden Nachrichten aus Japan), 17.04.11

Irreführung durch die Betreiber von Fukushima

Der Tepco-Vorsitzende, Betreiber der Atomkraftwerke in Fukushima, sagte vor der Öffentlichkeit, dass die Notmaßnahmen in Fukushima noch Monate dauern würden und die Gefahr erst vorüber sei, wenn das radioaktive Material aus den Reaktoren geborgen sei. Eine solche Aussage kann nur als beschönigende Irreführung gewertet werden.

Das Entladen eines Reaktors ist eine komplizierte Arbeit, die mit Präzisionsmaschinen vollständig unter Wasser durchgeführt wird. Bei einem Siedewasser-Reaktor ist sie auch noch deutlich komplizierter als bei einem Druckwasser-Reaktor. Dass diese Arbeit in den durch Explosionen, Überhitzung und Meerwasser stark beschädigten und innerlich hoch radioaktiven Atomkraftwerken von Fukushima, in denen noch nicht einmal die reguläre Kühlung funktioniert, jemals durchgeführt werden kann, ist schlicht undenkbar. 1)

Die havarierten Reaktoren müssen mindestens 10 Jahre lang durchgehend gekühlt werden, bevor man daran gehen kann, nachzuschauen, was im Inneren wirklich geschehen ist. Und erst dann kann man entscheiden, was zu tun ist.

1) technische Begründung auf Anfrage

Krümmel 2007

17.07.07

Krümmel: Störfall-Ablauf laut Vattenfall

Da die Firma Vattenfall sich nun endlich gemeldet hat, können wir trotz etlicher nach wie vor bestehenden Unklarheiten unsere grobe Einschätzung vom 14.07.07 präzisieren - immer vorausgesetzt, die Berichte von Vattenfall sagen die Wahrheit.

Fazit:

1. Der Störfall im Atomkraftwerk Krümmel vom 28.06.2007 war keine unbedeutende Panne, sondern ein ernster Störfall mit erheblichen Auswirkungen auf den Reaktor (Schnellabschaltung und Gebäudeabschluss). Wie immer bei solchen Vorfällen kam eine ganze Kette von unterschiedlichem Versagen zusammen.

2. Abgesehen von dem auslösenden Kurzschluss, für dessen Ursache Vattenfall keine Erklärung abgibt, gab es keine einzige technische Panne. Alle Fehler waren direkt von Menschen verursacht oder indirekt durch nicht optimale Programmierung verschiedener elektronischer Steuerungen: Abschaltung des zweiten Eigenbedarf-Transformators, Ausfall Speisewasserpumpe 2, Ausfall Speisewasserpumpe 1, Datenverlust im Computer, zu kleiner Löschwassertank am Transformator, Ansaugen von Rauch durch Entqualmungsbetrieb. Es ist offensichtlich bei der Programmierung von Sicherheitseinrichtungen nicht möglich, alle Eventualitäten zu berücksichtigen.

3. Die genannten Probleme sollen nun weiter optimiert werden. Auch 24 Jahre nach der Inbetriebnahme des Atomkraftwerks Krümmel wird also weiterhin nach dem Verfahren „trial and error“ gearbeitet.

Im Folgenden geht es nun um den stark vereinfacht dargestellten Ablauf des gesamten Störfalls nach Angaben von Vattenfall. (Wer sich mit Atomkraftwerken auskennt, kann die beiden Vorbemerkungen überschlagen.)

Erste Vorbemerkung:

Im Falle einer Störung gibt es drei Möglichkeiten der Reaktion:

– Kleines Problem: Der Reaktor wird heruntergefahren, erzeugt aber weiter Strom, mindestens den Strom für die Eigenversorgung.

– Mittleres Problem: Der Reaktor und die Turbine werden abgeschaltet. Der auch dann noch erzeugte Dampf wird um die Turbine herum in den Kondensator geleitet und dort durch Aufwärmen von Elbwasser kondensiert. Der weiterhin nötige Strom für das Kraftwerk muss jetzt von außen bezogen werden.

– Großes Problem: Der Reaktor wird abgeschaltet und das Reaktorgebäude wird hermetisch abgeschlossen. Der radioaktive Dampf kann nun nicht mehr von Elbwasser gekühlt werden, sondern donnert in ein großes Wasser-Reservoir innerhalb des Reaktorgebäudes, um dort zu kondensieren (eine Art ringförmiges Schwimmbecken um den Reaktor herum). Eine Reaktor-Schnellabschaltung führt zu großen Druck- und Temperaturänderungen mit hoher Belastung des Materials und wird deshalb nur im Ernstfall eingeleitet.

Zweite Vorbemerkung:

Ein Atomkraftwerk kann grundsätzlich zwar in Betrieb genommen, aber nie wieder vollständig abgeschaltet werden. Mit der sogenannten „Abschaltung“ wird nur die Kettenreaktion unterbrochen, der atomare Nachzerfall geht aber weiter. Die Energieproduktion ist dann noch sehr groß, und die Wärme muss unbedingt durch Kühlung abgeführt werden, soll es nicht zu einer Katastrophe kommen. Deshalb muss unter allen Umständen dafür gesorgt sein, dass Strom da ist für die Kühlpumpen und alle dazu nötigen Mess- und Regeleinrichtungen.

Zum Störfall-Ablauf

Am 28. Juni 2007 um 15:02 Uhr gab es einen heftigen Kurzschluss (Störung Nr. 1) in einem Transformator, der sofort anfing, zu brennen. Ursache des Kurzschlusses ist noch unbekannt. Der Transformator ist einer von zweien, die nicht für die öffentliche Versorgung bestimmt sind, sondern nur für die eigene Stromversorgung des Kraftwerkes selbst. Mit dem Kurzschluss sprangen die Sicherungen an. Der Transformator wurde abgeschaltet. Die Stromversorgung wurde automatisch umgeschaltet auf das Stromnetz 110 Kilovolt. Automatisch wurden Reaktor, Turbine und Generator abgeschaltet. Der Dampf wurde direkt in den Kondensator geleitet, der Reaktor weiter durch die beiden „Speisewasserpumpen“ mit Wasser aus dem Kondensator gekühlt.

Aus Gründen, die den Krümmel-Betreibern noch nicht ganz klar zu sein scheinen, schaltete sich innerhalb einer Sekunde auch der zweite, der intakte Transformator auf die 110 kV-Leitung um (Fehler Nr. 2). Durch dieses kurz hintereinander erfolgte Umschalten war das gesamte Kraftwerk 1,7 Sekunden ohne Strom. Die Speisewasserpumpen standen still.

Bisher war noch keine Minute vergangen. Die Feuerwehr wurde gerufen.

Als das Kraftwerk nach den 1,7 Sekunden wieder mit Stromversorgt wurde, hätten sich die beiden Speisewasser-Pumpen wieder einschalten müssen. Aus Gründen, die bekannt sind, hier aber zu weit führen würden, schaltete sich die eine Pumpe aber gar nicht ein (Fehler Nr. 3) und die andere lief nur 4 Sekunden (Fehler Nr. 4).

Da jetzt kein Wasser mehr in den Reaktor gefördert, der Dampf aber abgeleitet wurde, sankt der Wasserstand im Reaktor. Automatisch wurde deshalb der Gebäudeabschluss eingeleitet, also planmäßige Reaktion auf „großes Problem“. Die Überdruckventile arbeiteten planmäßig, die Hochdruck-Noteinspeisung pumpte planmäßig Wasser in den Reaktor.

Normalerweise übernimmt ein Computer alle Arbeiten im normalen Betrieb des Reaktors: Messinstrumente abrufen, Meldungen in die Schaltwarte leiten, jede Meldung und jedes Schalten genau protokollieren. Da jetzt ein Störfall vorlag, war der Computer überlastet und gab die Protokoll-Aufgaben an einen zweiten Computer ab. Während dieses Umschaltens kam es zu Synchronisierungsproblemen zwischen den beiden Rechnern (Fehler Nr. 5), so dass einige Daten verloren gingen. Deshalb ist das Protokoll dieses Störfalls unvollständig.

Jetzt waren gut zehn Minuten seit Störfallbeginn abgelaufen. Das zeigt, in welch kurzer Zeit die Mannschaft reagieren muss. Sie nahm sich ein paar Minuten zum Überlegen. Wegen des Brandgeruchs in der Schaltwarte hatte der Schichtleiter Gasmasken holen lassen. Zu dieser Zeit war der Wassertank für die automatische Brandbekämpfung des Transformators schon leer (Fehler Nr. 6) und der Qualm nahm draußen ständig zu. Dann gab der Schichtleiter den Befehl: Reaktordruck per Handschalter entlasten!

Offensichtlich wurden die „alten Hasen“ in Krümmel in den letzten Jahren durch jüngeres, unerfahreneres Personal abgelöst. Jedenfalls benutzte der Reaktorfahrer nicht die „Stotterbremse“, sondern die „Vollbremsung“: Er öffnete zwei Ventile, die Dampf in das Wasserbecken abließen, vollständig (Fehler Nr. 7). Dadurch sank der Druck im Reaktor sehr schnell von 65 auf 20 bar. Daraufhin sprang planmäßig ein weiteres Notkühlsystem an, das Wasser in den Reaktor pumpte. Nach 4 Minuten wurden diese Ventile wieder geschlossen. Danach lief die Nachkühlung über eine Hilfsdampfleitung in den Kondensator planmäßig.

Wegen des immer stärkeren Qualms lösten die Brandmelder an den Zuluft-Ventilatoren, die das Schaltanlagen-Gebäude mit Frischluft versorgen, Rauchalarm aus. Die Automatik erkannte fälschlich ein Brennen des Frischluft-Ventilators (Fehler Nr. 8) und schaltete den Luftstrom so, dass durch diesen Ventilator die Luft nach außen gedrückt wurde. Dadurch wurde natürlich an anderer Stelle Luft angesogen, und da der Brand draußen war, kam nun erst recht Rauch in die Schaltwarte. Schließlich wurden die Klappen per Hand geschlossen und die Luft nur innerhalb des Gebäude umgewälzt.

Hamburger Fachgruppe Energie – Klaus Gärtner, schlottermotz@web.de

(laienverständliche Darstellung energietechnischer Zusammenhänge)

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Brennstabschäden in Krümmel

Zuerst hieß es bei Vattenfall, es gäbe keinen Zusammenhang zwischen dem Transformatorschaden und den Schäden im Reaktorkern. Jetzt spricht Vattenfall vorsichtiger davon, dass man „glaube“, dass es keinen Zusammenhang gäbe.

Es ist durchaus ein Zusammenhang denkbar. Die Mannschaft hat - wahrscheinlich ohne Not - infolge des Kurzschlusses nicht den Reaktor herunter gefahren, sondern eine Schnellabschaltung durchgeführt. Weil sich die Energieproduktion in einem Atomreaktor wegen des Nachzerfalls immer nur zu ca. 90 Prozent abschalten lässt, müssen die restlichen 10 Prozent (in Krümmel bis zu 400 MW!!) sicher abgeführt werden, wenn der Reaktor nicht schmelzen soll. Da es sich bei einem Siedewasser-Reaktor wie Krümmel verbietet, einfach Dampf in die Luft abzublasen, wird der überschüssige Dampf mit Hilfe eines Wasserbeckens kondensiert. Durch die Implosion der Dampfblasen an den Kondensationsrohren entstehen dabei neben einem infernalischen Lärm pulsierende Druckschwankungen, die sich rückwärts bis in den Reaktorkern fortsetzen können. Es ist denkbar, dass dabei kleine Teile abgerüttelt und/oder Brennstäbe beschädigt werden.

Das zeigt, dass sich mindestens in einem Siedewasser-Reaktor wie Krümmel ein Störfall im rein konventionellen Bereich auf direktem Wege bis in das Herz des atomaren Bereichs auswirken kann.

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Personalprobleme im Atomkraftwerk Krümmel

Richtig ist, dass ein Defekt in einem Maschinentransformator normalerweise nicht den nu­klearen Betrieb eines Atomkraftwerkes berührt. Dennoch gab es in Krümmel Auswirkungen, die es eigentlich gar nicht geben darf, z.B.

Beim Trafobrand vor zwei Jahren gelangte Rauch in die Schaltwarte, was durchaus ein ernstes Problem ist. Außerdem waren viel zu viele Leute in der Schaltwarte.

Beim diesjährigen Defekt gab es im öffentlichen Hochspannungsnetz so gravierende Spannungstransienten, die in Hamburg massenhaft Auswirkungen mit erheblichen Schäden zur Folge hatten. Das geschieht ja keineswegs bei jeder Abschaltung eines Kraftwerks. Ein vernünftig geführtes Kraftwerk vermeidet solche Auswirkungen durch Vorsorgemaßnahmen.

Abgesehen von den technischen Problemen im Kraftwerk Krümmel gibt es dort wohl auch Personalprobleme. Das ist leicht zu erklären.

Nach der Inbetriebnahme des immer umstrittenen Kraftwerks der „Baulinie 69“ wurde die Anlage von einer Mannschaft geführt, die von den HEW sehr gut ausgebildet war, teilweise schon Erfahrung hatte und „ihr“ Atomkraftwerk durch und durch kannte. Damals herrschte bei den Atomwerkern eine gewisse Aufbrauchstimmung. Das hat sich geändert. Die meisten der „alten Hasen“ sind heute nicht mehr dabei. Guten und motivierten Nachwuchs zu bekommen, ist schwierig, weil die Atomtechnologie heute als Auslaufmodell gilt und bei weitem nicht mehr so viele junge Leute diese Laufbahn einschlagen. Die Auswahl fehlt. Dazu kommt ganz sicherlich noch, dass die ehemaligen HEW - trotz aller sonstigen Mängel - gewiss ein sehr beliebter Arbeitgeber waren.

Zusammenfassend muss einfach damit gerechnet werden, dass die Qualität der Betriebsmannschaft einfach nicht mehr dieselbe ist wie damals. Auch daraus lassen sich gewisse Pannen vielleicht erklären.

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Atomkraftwerk Krümmel - riskante Technologie

Bei Gesprächen mit Politikern, Journalisten und auch Atomkraftgegnern in der letzten Woche musste ich feststellen, dass seit der Inbetriebnahme des Atomkraftwerks Krümmel offenbar ein Generationswechsel stattgefunden hat. Vielen der jüngeren Menschen sind die speziellen Risiken des Atomkraftwerkes in Krümmel gar nicht mehr bekannt. Daher sollen sie hier als Hintergrundinformation noch einmal möglichst knapp aufgeführt werden.

Fast alle Atomkraftwerke in Deutschland haben einen Druckwasser-Reaktor. Der radioaktive Wasserkreislauf ist auf einen relativ kleinen Raum begrenzt. Für den Fall, dass es in diesem Kreislauf ein Leck geben sollte (was ein großer Unfall wäre), ist der Reaktor-Kreislauf in eine riesige Stahlkugel eingeschlossen („Sicherheitsbehälter“ oder „Containment“) mit ca. 50 m Durchmesser. Es handelt sich um eine passive Sicherheitstechnik, denn die Kugel muss einfach nur da sein. Diese Kugel wird dann noch einmal mit Beton umgeben und gibt einem Standard-Atomkraftwerk das typische Aussehen. Der Sicherheitsbehälter ist so groß, dass er bei einem schweren Unfall den ganzen entstehenden Wasserdampf aufnehmen soll, ohne zu platzen.

Das Atomkraftwerk Krümmel an der Elbe sieht nicht so aus, sondern eher wie ein Kohle- oder Gaskraftwerk. Man erkennt also schon äußerlich den Siedewasser-Reaktor der „Baulinie 69“ (wurde 1969 von der Firma AEG konzipiert). Das heißt, der Dampf zum Betreiben der Turbinen wird direkt im Atomreaktor erzeugt, auf die Turbinen geleitet, kondensiert und zurück geführt. Dadurch ist viel mehr radioaktives Wasser unterwegs, und man könnte kein Containment bauen, das das alles umschlösse. Daher ist die Sicherheitstechnik bei einem Siedewasser-Reaktor darauf konzentriert, diesem Mangel entgegenzutreten. Das wesentlich zu kleine Containment ist die Hauptursache für die meisten Sicherheitsmängel in den Atomkraftwerken Krümmel und Brunsbüttel.

(Der Vorteil eines Siedewasser-Reaktors ist für den Betreiber seine leichte Steuerbarkeit. Nur durch Regelung der Umwälzpumpen kann man in wenigen Minuten den Reaktor von halber auf volle Leistungen fahren und umgekehrt. Wenn man eine gut geschulte und stressresistente Betriebsmannschaft hat, kann man mit solcher Anlage die „Netzkennlinie nachfahren“, dass heißt, immer gerade so viel Strom erzeugen, wie nachgefragt wird, was im Laufe eines Tages sehr schwankt.)

Die „Baulinie 69“ bereitet im Ernstfall folgende Probleme:

Kondensationskammer: Der Reaktor in Krümmel ist viel größer, die Sicherheitskugel (Containment) viel kleiner als bei einem Standardatomkraftwerk. Da letztere den entstehenden Dampf bei einem schweren Unfall auch ansatzweise nicht aufnehmen kann, ohne zu platzen, ist eine aktive Sicherheitstechnik nötig: Das Innere des Containments besteht zum großen Teil aus einem Wasserbehälter (wie ein ringförmiges Schwimmbecken um den Reaktor herum), in die der Dampf eingeleitet und dort kondensiert werden soll. Das muss unter allen Umständen funktionieren! Im Ernstfall muss also dafür gesorgt sein, dass ein Druckgefälle entsteht, das die Kondensation auch möglich macht. Wenn das nicht klappt, platzt das Containment unweigerlich.

Abblas-Ventile: Wenn im Wasser-Dampf-Kreislauf Überdruck entsteht, wie z.B. bei einer Schnellabschaltung, kann der Dampf nicht wie bei einem Standard-Atomkraftwerk einfach ins Freie abgeblasen werden, denn er ist ja radioaktiv. Auch der so entstandene Dampf wird über das Wasserbecken im Containment kondensiert, was im Innersten der Anlage erhebliche Schwingungen und andere Unruhe erzeugt. (Dadurch könnten auch Brennstäbe beschädigt werden, wie jetzt in Krümmel geschehen:)

Wärmeabfuhr im Notfall: Das Verdampfen von Wasser kostet sehr viel Wärme-Energie, aber umgekehrt wird beim Kondensieren auch sehr viel Wärme-Energie erzeugt. Das Wasserbecken im Containment wird also schnell heiß und muss aktiv mit Wärmetauscher-Ketten nach außen gekühlt werden, während passives Abblasen einfach nur die erwünschte Kühlung bringen würde.

Regelstab-Antrieb: Im einem Standard-Atomreaktor werden die Regelstäbe von oben in den Reaktor eingefahren. Bei einer Notabschaltung fallen sie durch ihr eigenes Gewicht passiv in den Reaktor und beenden die atomare Kettenreaktion. Im Krümmel entsteht oben im Reaktor der Dampf. Die Regelstäbe müssen also von unten in jedem Fall aktiv eingefahren werden, entweder durch elektrische Motoren und Gashydraulik.

Containment mit Deckel: Beim Wechsel der Brennelemente einmal im Jahr muss in Krümmel nicht nur der Reaktor geöffnet werden, sondern auch das Containment, da es viel zu klein ist, um diese Arbeiten möglich zu machen. In einem Standard-Reaktor befinden sich der große Portalkran und die Lademaschine innerhalb des Containments, in Krümmel außerhalb.

Abklingbecken: Nach dem Brennelement-Wechsel müssen die ausgebrauchten Brennstäbe heftig gekühlt werden, weil sie unabschaltbar weiter Energie erzeugen. Dazu kommen sie in ein Wasserbecken. In einem Standard-Atomkraftwerk befindet sich dieses „Abklingbecken“ innerhalb des Containments. In Krümmel befindet es sich außerhalb, und zwar ganz oben in dem hohem Reaktorgebäude. Für eine Sicherung gegen Terrorangriffe ist das ungünstig, denn das Abklingbecken enthält in der Regel mehr Radioaktivität als der Reaktor selbst.

Radioaktives Maschinenhaus: Da der Dampf in Krümmel direkt im Reaktor erzeugt wird, ist nicht nur das Containment im Reaktorgebäude, sondern auch die ganze Maschinenhalle radioaktive Sicherheitszone mit allen Problemen, die sich daraus ergeben.

Wallmannventil: Für den Fall, dass doch einmal ein Unfall geschieht, der eigentlich nicht vorkommen darf (super-GaU), wurde in die Atomkraftwerke eine Vorrichtung eingebaut, die im Ernstfall radioaktive Gase in die Unwelt abgibt. Das ist immer noch besser, als wenn das Containment platzt. Diese Vorrichtung, genannt „Wallmann-Ventil“, kann aber in Krümmel wegen der Enge im oberen Teil des Reaktor-Gebäudes (siehe oben) nicht eingebaut werden. Das Gerät wird aber vorgehalten und die Anschlüsse sind vorbereitet. Sollte also einmal ein Unfall geschehen, der nicht vollständig beherrschbar ist, sollen unerschrockene Techniker oben im Reaktorgebäude ganz schnell das Wallmann-Ventil installieren . . .

Zusammenfassung: Generell kann gesagt werden, dass viele Sicherheitsvorrichtungen in Krümmel (und dem baugleichen Brunsbüttel) aktiv funktionieren müssen, um eine Katastrophe zu verhindern, die in Standard-Kraftwerken passiv, also einfach nur durch Vorhandensein, ausgelegt sind. Das macht ein Risiko in Krümmel deutlich höher. Deshalb ist natürlich trotzdem nicht gesagt, dass nicht ein Standardreaktor den nächsten Unfall hat, denn das hängt nicht nur von der Technik und der Betreibermannschaft ab, sondern eben auch sehr stark vom Zufall.

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Großer Unterschied zwischen dem Ausfall eines Trafo in einem Akw und einem konventionellen Kraftwerk

Wenn der Trafo ausfällt, muß in Sekundenbruchteilen der Generator entlastet werden, der starr mit der Turbine verbunden ist. Deswegen muß blitzschnell der Dampf um die Turbine herum geleitet werden. Bei einem Kohle- oder Gaskraftwerk kann man diesen Dampf notfalls sogar in die Luft ablassen.

Hingegen wird bei einem Siedewasserreaktor wie in Krümmel und wie auch in Gundremmingen (ebenso Isar 1, Brunsbüttel, Philippsburg) dieser Dampf direkt an den Brennelementen erzeugt und ist dementsprechend radioaktiv. Er kann nicht ins Freie gelassen werden. Auch muss dieser Dampf wieder zu Wasser kondensiert und dieses Wasser in den Reaktor zurück gepresst werden. Dabei handelt es sich um Tonnen je Sekunde. Ohne Wasserzufuhr würden die Brennelemente sich schnell stark erhitzen und schmelzen. Der GAU begänne.

Es ist für den Reaktor existenziell, dass genügend Wasser mit angepasster Temperatur wieder in den Reaktor gedrückt wird. Misslingt dieser Prozess und versagen die Notfalleinrichtungen, drohen schwere Störfälle bis zum größten anzunehmenden Unfall.

Am 13. Januar 1977 hatte der Block A in Gundremmingen bei einer wegen eines externen Kurzschlusses erforderlichen Schnellabschaltung keinen GAU aber einen Unfall mit Totalschaden. Die Kühlung konnte aufrecht gehalten werden, aber durch mehrere Fehler bedingt stand anschließend das Wasser einige Meter hoch im Reaktorgebäude. Wie viel Radioaktivität damals frei gesetzt wurde, ist nie veröffentlicht worden.

Klaus Gärtner

1985, schwere Sabotage am Atomkraftwerk Krümmel

Unverantwortliche Atomkraftgegner müssen bei ihrem Sabotageakt ein ungeheures Vertrauen in die Sicherheit vom AKW Krümmel gehabt haben. Der Ablauf:

An einem Wintermorgen lief Krümmel auf Volllast,

• ein Hochspannungsmast wurde gesprengt und begann umzustürzen,

• die Hochspannungsleitung brach, die Last wurde auf die Reserveleitung umgeschaltet,

• der Mast fiel weiter,

• das erste Kabel der Reserveleitung riss, dadurch wurde die Last unsymmetrisch,

• wegen der Unsymmetrie wurde der Generator abgeschaltet,

• damit war die Eigenversorgung des Kraftwerks (für die Kühlpumpen) ausgefallen,

• es wurde umgeschaltet auf Fremdeinspeisung aus einem anderen Kraftwerk,

• der Mast fiel weiter und unterbrach die Fremdleitung,

• inzwischen liefen die Hilfsdiesel und versorgten das Kraftwerk mit Energie,

• damit war die Nachkühlung gewährleistet.

• Bis hier lief alles automatisch ab,

• dann wurde eine Leitung zum benachbarten Pumpspeicherwerk von Hand zugeschaltet.

Ein wirklich makabrer Sicherheitsnachweis.

Dazu noch: Krümmel als alter Siedewasser-Reaktor hat nur 1 Kühlkreis, dass heißt auch die Turbinen gehören zum radioaktiven Sicherheitsbereich.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zeichenerklärung:

 

1 Reaktorcore, im Reaktor angeordnete Brenn-Elemente, die aus Brennstäben aus Uran bestehen

2 Reaktordruckbehälter, Kessel aus hochfestem Stahl

3 Reaktordeckel, kann beim Wechsel der Brennelemente abgeschraubt werden

4 Steuerstabantriebe, mit denen die Steuerstäbe im Reaktor auf und ab bewegt werden können

5 Umwälzpumpen, die das Reaktorwasser umwälzen

6 Nur DWR: Dampferzeuger, Wärmetauscher, in dem die Wärme des ersten auf den zweiten Wasserkreislauf übertragen wird

7 Nur DWR: Druckhalter

8 Nur DWR: Gasförmiges Wasser als Druckpuffer

9 Speisewasserleitung, über die Wasser in den Reaktor gedrückt wird

10 Dampfleitung, über die der Dampf unter Druck auf die Turbinen geleitet wird

11 Sicherheitsbehälter oder (Containment) aus Stahl, hat mit dem Betrieb nichts zu tun, sondern soll nur im Leckfalle radioaktive Stoffe zurück halten.

12 Außenwand aus Beton gegen Einwirkungen von außen

13 Ausgebrauchte Brennelemente im Abklingbecken

14 Abklingbecken mit Wasser gefüllt

15 Neue Brennelemente, die auf den Einsatz warten

16 Raum über dem Reaktor, der beim Wechseln der Brennelemente vollständig mit Wasser gefüllt wird

17 Betonschieber, die geöffnet werden, um unter Wasser ausgebrauchte, aber noch sehr aktive Brennelemente ins Abklingbecken zu befördern

18 Lademaschine, Kran, mit dem die Brennelemente bewegt werden

19 Bei DWR: Sumpf, Bodenwanne unter dem Reaktor

20 Ringraum unter dem Sicherheitsbehälter, genutzt für viele Komponenten, hauptsächlich Not- und Nachkühlsysteme

21 Bodenplatte aus Beton

22 Wärmetauscher für die Kühlung des Abklingbeckens

23 Wärmetauscher für die Nachkühlung, also des abgeschalteten Reaktors

24 Niederdruck-Notkühlung

25 Hochdruck-Notkühlung

26 Abblaseventil zum Ablassen von Dampf im Notfall

30 Schleuse zum Einbringen von Personen und Material in den Sicherheitsbehälter

31 Schwerlastkran zum Bewegen großer Bauteile

32 Nur SWR: Deckel im Sicherheitsbehälter, der beim Brennelementwechsel geöffnet wird

33 Nur SWR: Deckel im Sicherheitsbehälter zum Einbringen großer Teile

34 Nur SWR: Großer Trichter, der vor dem Brennelementwechsel eingebaut wird, um ihn und den Raum darüber mit Wasser zu füllen

35 Nur SWR: Rückschlagklappen für den Fall, dass der Druck über dem Becken 38 zu groß wird

36 Bei SWR: Sumpf, Bodenwanne, in dem sich kondensiertes Wasser aus dem Sicherheitsbehälter sammelt

37 Nur SWR: Sumpfpumpe, um Wasser zurück zu pumpen

38 Nur SWR: Kondensationskammer, ein ringförmiges Becken um den Reaktor, in dem austretender Dampf kondensiert werden soll

39 Nur SWR: Kondensationsrohre, durch die Leckage-Dampf aus dem Sicherheitsbehälter in die Kondensationskammer geleitet werden soll

 

(Die Einrichtungen 32 bis 39 sind nur beim Siedewasser-Reaktor nötig, weil dessen Sicherheitsbehälter zu klein ist, um dieselben Anforderungen zu erfüllen wie beim Druckwasser-Reaktor)

 

 

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Forsmark 2006

28.11.2006

Klaus Gärtner, Hamburg

Dies ist ein Versuch, den Störfall im Atomkraftwerk Forsmark laienverständlich darzustellen mit dem Ergebnis:

Unentschuldbare Versäumnisse führten zu dem ernsten Störfall in Forsmark, der leicht hätte zur Katastrophe werden können.

Der Störfall in Forsmark war viel ernster als zugegeben wird. Die diesbezüglichen Zeitungsmeldungen von Mitte November 2006 trafen durchaus zu, auch wenn sie von vielen Seiten dementiert wurden.

Hinter dem Techniker-Latein, das den Störfall vom 25.07.06 beschreibt, verbergen sich einerseits unverständliche Planungsfehler und andererseits eine unverzeihliche Schlamperei bei der Wartung der Anlagen.

1.0 Notwendigkeit der Notstromversorgung

Ein Atomkraftwerk kann grundsätzlich zwar in Betrieb genommen, aber nie wieder vollständig abgeschaltet werden. Mit der sogenannten „Abschaltung“ wird nur die Kettenreaktion unterbrochen, der atomare Nachzerfall geht aber weiter und kann nicht verhindert werden. Auch Hunderte von Jahren erzeugt der atomare Müll noch Energie (was unter anderem auch die Suche nach einem atomaren Endlager so schwierig macht). Kurz nach der Abschaltung ist die Energieerzeugung aber besonders groß. Wenn die Energie nicht durch Kühlung abgeführt wird, schmilzt der Reaktor mit allen Konsequenzen durch.

Deshalb muss unter allen Umständen dafür gesorgt sein, dass Strom da ist für die Kühlpumpen und alle dazu nötigen Mess- und Regeleinrichtungen.

1.1 Prinzip der Versorgungsstränge

Damit ein Fehler in der Elektrik sich nicht durch dümmste Zufälle plötzlich auf alle Noteinrichtungen auswirken kann, ist die elektrische Notversorgung in vier Stränge aufgeteilt, die untereinander streng getrennt sind und keinen elektrischen Kontakt haben. In Forsmark heißen sie Strang A, B, C und D. Wenn z.B. für eine Aufgabe mehrere Pumpen notwendig sind, dann wird ein Teil davon von Strang A, ein Teil von Strang B usw. versorgt. Sollte einer der Stränge ausfallen, gibt es auf diese Weise keine Komplettausfälle aller Pumpen. Allerdings sind manche Geräte, vor allem solche zum Messen und Anzeigen, auch nur einmal vorhanden und müssen deshalb entweder an Strang A oder an Strang B usw. angeschlossen sein. Das heißt, zum sicheren Betrieb nach dem Abschalten sind alle Stränge notwendig. Wenn einer komplett ausfällt, gibt es Probleme, auch wenn im Vorwege versucht wird, diese zu minimieren, indem man die Geräte möglichst intelligent auf die Stränge verteilt.

1.2 Stufen der Notstromversorgung in Forsmark

Die Nachkühlung des Reaktors kann übernehmen:
1. die Hochspannungsleitung von 400 Kilovolt, an die das Kraftwerk angeschlossen ist	Die Leitung fiel aus wegen Kurzschluss. Dadurch begann der Störfall. (siehe 2.1)
2. der Kraftwerksgenerator selbst, wenn das Kraftwerk so weit heruntergefahren wird, dass es nur noch sich selbst über sein Internes Stromnetz versorgt	Beide Turbinen schalteten sich ab wegen zu wenig Öldruck. Ursache wahrscheinlich schwankende Spannung. (siehe 2.2)
3. die Reserveleitung von 70 Kilovolt aus dem öffentlichen Stromnetz	Die Leitung konnte nicht automatisch zugeschaltet werden, weil beide Generatoren den Weg nicht frei machten. Das lag an einer falsch verdrahteten Leitung. (siehe 2.3)
4. die Gasturbinenanlage, ein kleines Kraftwerk, dass im Ernstfall die Reserveleitung ersetzen soll und auf dem Gelände steht	Die Gasturbine startete nicht, weil ein Mi­krochip defekt war und nie geprüft wurde. (siehe 2.4)
5. die Notstromdiesel, also Dieselmotoren mit Dynamo, von denen es je einen für jeden Strang A, B, C und D gibt	Die Diesel der Stränge A und B arbeiteten nicht, weil sie Strom aus den Wechselrichtern brauchten. (siehe 2.5)
6. große Batterien, von denen es einen großen Block für jeden Strang gibt und deren Gleichstrom über einen Wechselrichter in Wechselstrom verwandelt wird. Zum ständigen Aufladen der Batterien durch das Interne Stromnetz sind Gleichrichter vorhanden. Bei Stromausfall versorgen die Batterien die wichtigen Notstromleitungen unterbrechungslos.	Die Batterien A und B konnten keinen Strom abgeben, weil die Gleich- und Wechselrichter abgeschaltet waren. (siehe 2.6)

Dadurch wirkte sich der anfängliche Kurzschluss über alle Sicherheitsstufen aus und ließ die Notstromstränge A und B völlig ausfallen. Damit fiel alles aus, was elektrisch über diese beiden Stränge betrieben wurde: die Hälfte der Pumpen, der Neutronenflussanzeigen, der Füllstandsanzeigen, dazu Totalausfall der elektrischen Anzeigen für die Stromversorgung des Internen Stromnetzes, die Lautsprecheranlage zum Einleiten von Alarm und Evakuierung, die Not-Schaltwarte und weitere Anzeigen und Schreiber in der Haupt-Schaltwarte.

2.0 Erläuterung der einzelnen Fehler und Pannen

2.1 Die Arbeiten an dem Stromnetz außerhalb des Kraftwerks wurden unsachgemäß ausgeführt. Es hätte durchaus übliche Vorsorge-Maßnahmen gegeben, die den Kurzschluss schneller begrenzen, wenn er denn auftritt. Allerdings muss im Kraftwerk mit solchen Fehlern von außerhalb gerechnet werden. Durch den Kurzschluss gab es erhebliche Spannungsschwankungen, die von den unterschiedlichen Transformatoren und anderen Induktivitäten abgewandelt und weitergegeben wurden.

2.2 Das Kraftwerk hat zwei Turbosätze, also zwei Turbinen mit jeweils einem Generator. Die Reaktorleistung soll bei Netzausfall automatisch so weit herunter gefahren werden, dass das Kraftwerk nur noch den Strom erzeugt, den es für sich selbst in seinem Internen Stromnetz braucht. Wahrscheinlich wegen der Spannungsschwankungen gerieten aber wichtige Werte (z.B. Duckwerte) in einen unzulässigen Bereich, weshalb sich die Turbinen selbst abschalteten.

2.3 Sobald die Generatoren keinen Strom mehr erzeugen, schalten sie sich automatisch von der Stromleitung ab und machen damit den Weg frei für die Versorgung durch die externe Reserveleitung (70 Kilovolt). Dies geschah jedoch in Forsmark nicht. Der Grund ist eine grobe Schlamperei: Seit ca. 1985 waren zwei Drehstromphasen an den Frequenzmessern der Generatoren vertauscht, also fehlerhaft angeschlossen. Das hatte 20 Jahre lang niemand bemerkt, und es blieb auch ohne Folgen, weil für den Frequenzmesser die Vertauschung egal war. Im Jahre 2005 wurden dann ein modernerer Frequenzmesser eingebaut, für den die Phasenvertauschung allerdings ein Problem war. Die Funktion wurde aber nie geprüft, die fehlerhaften Anschlüsse nie entdeckt. Weil die Frequenzmesser nicht korrekt arbeiteten, schaltete der Generatorschalter nicht auf das Reservenetz um.

2.4 Wenn das Reservenetz ausfällt, wird automatisch ein kleines Öl-Kraftwerk mit Gasturbine angeworfen, das auf dem Kraftwerksgelände steht. Solche Kraftwerke lassen sich relativ schnell starten und auf Nennleistung hochfahren. Dieses Kraftwerk bekam den Startimpuls, konnte aber nicht starten, weil ein Mikrochip in der Startautomatik defekt war. Grobe Schlamperei: Diese Startautomatik wurde seit dem Bau der Anlage nie geprüft! (In diesem Fall hätte man die Gasturbine aber gar nicht gebraucht, weil das Reservenetz ja nicht wirklich ausgefallen, sondern nur nicht zugeschaltet war.)

2.5 In Sachen Startautomatik der Notstromdiesel gab es in Forsmark einen groben Planungsfehler: Der Diesel braucht zum Starten Wechselstrom aus dem Wechselrichter der Batterie. Wenn also der Wechselrichter ausfällt, hat nicht nur die gesicherte Notstromleitung keinen Strom mehr aus der Batterie, sondern auch der Diesel kann keinen Strom mehr liefern. Es versagen also beide Stromquellen gleichzeitig. Das ist in der Sicherheitsphilosophie eines Atomkraftwerks unverzeihlich, weil immer dafür gesorgt werden muss, dass bei Ausfall einer wichtigen Einrichtung nicht auch die andere zwangsläufig ausfällt. Der Diesel hätte so konstruiert werden müssen, dass er - wie im Kraftfahrzeug - nur mit Batteriestrom startet und einspeist..

2.6 An die Interne Stromversorgung ist die Batterie über einen leistungsstarken Gleichrichter angeschlossen, weil jede Batterie nur Gleichspannung erzeugt. Die Geräte an der Notstromleitung brauchen aber Wechselstrom, weshalb die Notstromleitung über einen Wechselrichter an die Batterie angeschlossen ist. Von der Internen Stromversorgung zur Notstromleitung läuft der Strom also erst über einen Gleich-, dann einen Wechselrichter. Diese Geräte sind empfindlich und müssen sich bei Überspannung abschalten. Hier kommt aber wiederum ein grober Planungsfehler zum Tragen: Gleichrichter und Wechselrichter wurden gleichzeitig durch die Überspannung abgeschaltet. Die Abschaltautomatik hätte aber so sein müssen, dass erst einmal nur der Gleichrichter abgeschaltet wird. Dann ist der Wechselrichter sofort entlastet, und die Batterie kann über ihn die Notstromleitung versorgen.

Damit lag der Störfall in Forsmark tatsächlich sehr nahe an einer nuklearen Katastrophe. Warum die Überspannung nur die Gleich- und Wechselrichter der Notstrom-Stränge A und B und nicht auch die der Stränge C und D abgeschaltet hat, weiß niemand. Die Geräte sind alle gleich. Es ist purer Zufall, dass unter gleichen Bedingungen zwei der vier Stränge nicht abgeschaltet wurden. Hätten sich C und D genau wie A und B abgeschaltet, wäre keine Kühlpumpe gelaufen und die Mannschaft hätte in der dunklen Schaltwarte mangels Anzeigen nicht gewusst, was los ist und was zu tun wäre.

Nicht die Technik oder das Geschick der Mannschaft, sondern dieser Zufall rettete Nordeuropa vor einer Atomkatastrophe. Aber da er nun einmal eingetreten ist, war die gesamte Stromversorgung am Ende ganz leicht wieder einzuschalten, und der Reaktor hatte nie zu wenig Kühlung.

Quelle: Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit, 14.11.2006

Kontakt Klaus Gärtner: schlottermotz@web.de

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Klaus Gärtner

Hamburg, 12.12.06

Falsche Interpretation des GRS-Berichtes in Sachen Forsmark

Bis heute wird in der Presse ständig wiederholt, dass das Atomkraftwerk Forsmark im Sommer 18 Minuten vor der Kernschmelze gestanden habe und dass nur die Zuschaltung zweier Notstromdiesel durch das Personal die Katastrophe verhindert habe. Beide Aussagen sind objektiv falsch.

1. Obwohl zwei Notstromschienen komplett ausgefallen waren, reichten die restlichen Pumpen für eine relativ sichere Not- und Nachkühlung aus. Der Reaktor wurde abgeschaltet durch die Hydraulik, der Druck wurde durch Abblasen reduziert. Mit zwei Meter Wasser über dem Kern hätte der Reaktor so noch eine Weile überlebt, auch wenn niemand eingegriffen hätte.

2. Die Mannschaft hat 23 Minuten nach dem Störfall keine Notstromdiesel in Betrieb genommen, sondern einfach den Strom wieder eingeschaltet. Durch eine Verkettung von Pannen war das Kraftwerk von der öffentlichen Stromversorgung (Reserveleitung 70kV) und die Eigenbedarfsanlage von den Notstromschienen getrennt worden. Diese Trennung wurde aufgehoben. Dadurch war die gesamte Stromversorgung wieder gegeben.

Die wirklich schwerwiegenden Probleme in Forsmark liegen ganz woanders:

1. Die Ursache des Notstrom-Ausfalls ist bekannt (Stichwort „Wechselrichter“). Alle vier Notstromschienen sind aber absolut baugleich. Es ist bis heute ein Rätsel - und wird es wohl auch immer bleiben - warum nur zwei und nicht alle vier Notstromschienen ausgefallen sind. Das war pures Glück. Wenn alle vier Schienen ausgefallen wären, hätte keine Pumpe arbeiten können. Das wäre sofort der Super-GaU (jenseits der Auslegung). Der abgeschaltete Reaktor produziert durch den Nachzerfall der radioaktiven Atome weiter Energie, am Anfang 10 Prozent seiner Nennleistung (das ist sehr viel!). Er hätte sich nur noch durch Abblasen kühlen können, was schnell zum Wasserverlust und damit zur Katastrophe geführt hätte. Nur die berühmten 18 Minuten hätte die Mannschaft Zeit für diverse Möglichkeiten als Gegenmaßnahme gehabt. Aber wie soll das gehen in einer völlig stromlosen Schaltwarte?

2. Die vielgepriesene Redundanz war in Forsmark - und auch anderswo? - pure Augenwischerei. Redundanz heißt, dass sicherheitsrelevante Einrichtungen im Überfluss vorhanden sind, so dass bei Ausfall einiger noch alles im grünen Bereich bleibt. Die Notstromschienen haben die Redundanz „4 x 50 %“, dass heißt, von vier vorgehaltenen Anlagen dürfen zwei ohne Gefahr ausfallen. Die restlichen zwei erbringen die notwendigen 100 %. Ohne eine solche Redundanz wird kein Atomkraftwerk genehmigt. In Forsmark gab es diese Redundanz offensichtlich nicht vollständig – oder es werden der Öffentlichkeit weitere Pannen verschwiegen. Mit den Notstromschienen A und B fielen auch extrem wichtige Einrichtungen vollständig aus wie der Steuerstabantrieb, die Notwarte, die Anzeigen über die Eigenbedarfsanlage und etliche wichtige Meldungen und Steuerungen, unter anderem auch die Alarmanlage (Lautsprecher).

Aus dem Bericht der GRS ergeben sich auf jeden Fall diese Aussagen: Nur die - unerklärbare - korrekte Funktion zweier Notstromschienen von Anfang an hat die Katastrophe verhindert. Sonst hätte nach 18 Minuten die Kernfreilegung begonnen.

Daher bleibt die Behauptung, Forsmark sei nur knapp an einer atomaren Katastrophe vorbeigeschliddert, zweifellos richtig.

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Klaus Gärtner

Das Wort „Gummidichtung“ in Forsmark ist verharmlosend

Erst jetzt wurde bekannt, dass die Probe einer Gummidichtung von dem Personal des Atomkraftwerks Forsmark zwar entnommen, aber seit Monaten nicht zur Analyse ins Labor geschickt wurde.

Leider habe ich keine direkte Information über diese Gummidichtung. Aber nach allem, was durchsickert, handelt es sich um die Dichtung einer Rückschlagklappe. Die ist sehr einfach gebaut, aber im Ernstfall außerordentlich wichtig.

Wenn in einem Siedewasser-Reaktor wie Forsmark ein großes und wichtiges Wasserrohr bricht, strömt das Wasser aus und wird sofort zu Dampf. Der Dampf baut im Sicherheitsbehälter (Containment) des Reaktorgebäudes einen Druck auf, der das Containment sprengen könnte. Anders als in einem Druckwasser-Reaktor ist das Containment nicht groß genug, um sämtlichen Dampf gefahrlos aufzunehmen. Er kann aber auch nicht abgelassen werden, da er aus dem Reaktor kommt und radioaktiv ist. Deshalb gibt es innerhalb des Containments ein großes, gefülltes Wasserbecken, in das der Dampf kontrolliert eingeleitet wird, so dass er dann wieder zu Wasser kondensiert. Dadurch wird der Druck abgebaut.

Das alles kann aber nur funktionieren, wenn der Druck im Wasserbecken kleiner ist als der Druck im restlichen Containment. Um dies zu gewährleisten, gibt es große Rückschlagklappen in den Betonwänden. Sie sehen in etwa aus wie Klodeckel, sind aber größer und haben eine Gummidichtung. Von dieser Dichtung hängt es unter anderem ab, ob der Druckabbau im Ernstfall gelingt.

Klaus Gärtner, Hamburg, schlottermotz@web.de

Biblis 1988

KLAUS GÄRTNER

Fachgruppe Energie
bei der GAL-Bürgerschaftsfraktion

18.12 .88

BIBLIS-NACHLESE

Hintergründe und Bewertung des Biblis-Störfalles nach den Unterlagen, die bis heute vorliegen.

Das Wichtigste vorweg:

In Biblis war die Katastrophe nach einem groben Fehler des Personals tatsächlich nur noch von dem zuverlässigen Funktionieren eines einzigen Ventils abhängig. Jede Behauptung, dass eine weitere Verkettung unwahrscheinlicher Zufälle hätte dazu kommen müssen, bevor etwas passiert, ist unwahr. Den Beweis dafür, der weiter unten dargestellt wird, liefert die „Gesellschaft für Reaktorsicherheit“ selbst.

Technische Laien fragen oft verwundert, warum denn das Anfahren eines Reaktors oder der Betrieb eines Reaktors nicht verhindert wird, wenn eine technische Panne angezeigt wird. Die Antwort ist einfach: Wenn jede Störungsmeldung den Betrieb des Reaktors verhindern würde, könnte das Atomkraftwerk niemals laufen, denn es gibt praktisch keinen Zeitpunkt, wo keine Störmeldung vorliegt. Die meisten Störmeldung sind nämlich Fehlalarme, deren Ursachen vielschichtig, aber im Grunde unvermeidbar sind, und zu denen das umfangreiche Meldesystem zwangsläufig führen muss. Im laufenden Betrieb gibt es ständig etwa 3 bis 6 Störmeldungen, denen die Betriebsmannschaft dann Stück für Stück nachgeht und die sich, wie gesagt, meistens als Fehlalarme erweisen. Im Anfahrbetrieb eines Reaktors wie in Biblis gibt es sogar 250 bis 300 unberechtigte Störmeldungen aller Art unter den ca. 5000 Signalen, die in der Schaltwarte eintreffen. In der kurzen Zeit kann die Mannschaft unmöglich jeder Störmeldung sofort nachgehen. Deshalb werden nach einem bestimmten System Prioritäten gesetzt. Wer das weiß, kann sich leicht erklären, warum wichtige Meldungen, die aber das Anfahren des Reaktors nichts stören, von den Betriebsmannschaften in Harrisburg, Bugey oder Biblis ignoriert wurden, bis etwas passierte.

Zum Ablauf des Störfalls:

Am Reaktor befinden sich 8 dicke Rohranschlüsse, jeweils Eingang und Ausgang für die vier Primärkreisläufe, in denen ein Druck von 155 bar herrscht. An jedem Rohr befindet sich ein Anschluss für das Not- und Nachkühlsystem, der bei Betrieb des Reaktors durch eine Erstabsperrung fest verschlossen ist. Diese Erstabsperrung ist ein gewöhnliches Rückschlagventil, das nur bei einem Druck unter 30 bar mit einem Stellmotor geöffnet werden kann. Im Falle Biblis blieb eine dieser Erstabsperrungen beim Anlaufen des Reaktors offen. Die entsprechende Störmeldung in der Schaltwarte wurde nicht ernst genommen (siehe oben ).

Nach der Erstabsperrung teilt sich die Leitung auf in die Stränge für Hochdrucknotkühlung, Niederdrucknotkühlung, Nachkühlkreislauf und Zugängen zur Prüfleitung. Bevor diese Leitungen die Sicherheitskugel verlassen, haben sie jede ein weiteres Rückschlagventil, die Zweitabsperrungen. Diese Ventile waren jetzt die letzte Barriere nach draußen.

Zwischen Erst- und Zweitabsperrung gibt es nun, damit ein zu hoher Druck erkannt wird, ein Sicherheitsventil mit Meldung an die Schaltwarte. Im Falle Biblis funktionierte das Ventil, aber der Meldegeber war defekt, so dass die Alarmmeldung in der Schaltwarte nicht ankam.

Das heiße Wasser aus dem Sicherheitsventil vagabundierte in die Filter des Volumen-Regelsystems, die zu heiß wurden und eine Störmeldung in die Schaltwarte gaben. Diese ungewöhnliche Störmeldung wurde ernst genommen. Der Fehler in der Erstabsperrung wurde erkannt.

Damit der Reaktor nicht wieder abgeschaltet werden musste, versuchte die Mannschaft, die offene Erstabsperrung (funktioniert ähnlich wie ein Fahrradventil) zu schließen, indem sie eine Strömung in der Leitung erzeugte. Zu dem Zweck öffnete sie die Zweitabsperrung der Prüfleitung. Das herausschießende Wasser schlug Ventile innerhalb und außerhalb der Sicherheitskugel auf und riss eine Leitung ab.

Zum Glück schloss sich die Zweitabsperrung nach sieben Sekunden wieder. Aber die Erstabsperrung blieb offen. Der Reaktor wurde heruntergefahren unter 30 bar, das klemmende Ventil mit dem Stellmotor losgeruckelt, bis es schloss, und der Anfahrbetrieb wieder fortgesetzt.

Das Öffnen der Zweitabsperrung war auf jeden fall ein grober Fehler. Wenn das Ventil aus einem dummen Zufall nicht wieder geschlossen hätte (solche Ventile versagen fast nur in Offenstellung!), wäre auch der doppelte Gebäudeabschluss nutzlos gewesen. Die Abschlussventile liegen nämlich außerhalb der Sicherheitskugel. Die Leitung bis zu ihnen hinaus ist für einen Druck von 45 bar ausgelegt, der Reaktordruck beträgt aber 155 bar! ! Die Leitung wäre also geplatzt, und zwar innerhalb und außerhalb der Sicherheitskugel. Ohne einen GaU auch nur zu berühren, führt das sofort zum Super-GaU. Kühlwasser entweicht aus der Sicherheitskugel, kann nicht mehr für den Sumpfbetrieb genutzt werden und beschädigt obendrein die Not-und Nachkühlsysteme im Ringraum. Der Hinweis auf das Sicherheitsventil ist eine Irreführung, denn das ist ausgelegt auf 110 bar und kaltes Wasser, aber nicht auf 155 bar und 300 Grad heißes Wasser, das bei Druckentlastung explosionsartig verdampft. In solchem Fall ist das Sicherheitsventil wirkungslos (siehe Gesellschaft für Reaktorsicherheit) und verhindert nicht das Platzen der Rohre.

Dennoch greift das Gerede vom “menschlichen Versagen“ zu kurz. Vielmehr sollten Vorstellungen vom Betrieb eines Atomreaktors etwas realistischer werden:

1. Die Technik eines Atomkraftwerks ist im Prinzip nicht anders als andere Technik auch. Ventile haben Probleme, klemmen auch manchmal. Das eine hat einen zu kleinen Hub, um den Meldeschalter richtig zu erreichen, das andere zu lange Metallteile, die sich bei Wärme ausdehnen und zu Fehlanzeigen führen usw. Das ist normal und unabänderlich. Perfekte Technik gibt es nur in der Vorstellung von Laien.

2. Nach jedem besonderen Vorkommnis in Atomkraftwerken werden “Schwachstellen“ ausgemacht und behoben, als wäre dies die letzte aller möglichen Schwachstellen. Das ist sie aber nur bis zum nächsten, ebenfalls unerwarteten Vorkommnis, dann gibt es nämlich eine neue “Schwachstelle“. Und so häufen sich die Nachbesserungen, Ertüchtigungen usw., aber die Gesamtsicherheit steigt nicht. Denn die eine Sicherheitseinrichtung behindert zunehmend die andere. Je mehr Funktionen überwacht werden, desto mehr Fehlalarme gibt es auch. Der Computer wäre dabei überfordert. Würde man ihn so programmieren, dass er den Reaktor anhält, wenn Störmeldungen anstehen, würde er nie den Betrieb freigeben (siehe oben). Nur der Mensch mit seiner Erfahrung kann die Entscheidung treffen, welche von den 300 anstehenden Störmeldungen wirklich eine Gefahr sein könnte. Das gelingt aber nicht immer zuverlässig. Wen sollte das wundern?

5. Kein Mensch kann vernünftig Auto fahren, wenn er ständig das relativ hohe Unfallrisiko vor Augen hat. Ebenso kann niemand einen Reaktor fahren, wenn er bei jeder Störmeldung gleich das Schlimmste vermutet, wenn er sich bei jeder Schalthandlung vergegenwärtigt, dass das Leben von Millionen Menschen von ihm abhängt. Andererseits hängt es aber wirklich von ihm ab, und er soll daran denken. Diese Kluft ist unüberbrückbar und erklärt die Nonchalance, mit der Reaktormannschaften ihre Maschine fahren, auch wenn sie als besonders fähig und zuverlässig eingestuft wurden wie z. B. in Tschernobyl ebenso wie in Biblis.

Fazit: Der Vorgang von Biblis beweist nicht die Unzulänglichkeit der Betriebsmannschaft, sondern eine allgemeine Lebenserfahrung, dass es nämlich grundsätzlich nicht möglich ist, Fehler vollständig zu vermeiden, sowohl technische als auch menschliche. Da wir aber alle darauf angewiesen sind, dass ein atomarer Unfall ausgeschlossen bleibt‚ können Atomkraftwerke mit dieser Technik und diesen Menschen nicht betrieben werden‚ ohne alles zu gefährden.

Begriffserklärungen

Reaktor: Kessel, in dem die Atomspaltung stattfindet. Außer mit zigtausenden von Uranbrennstäben ist der Reaktor mit Wasser gefüllt, das wegen des hohen Drucks (155 bar) trotz der hohen Temperatur (300 Grad) nicht verdampft.

Primärkreislauf: Das heiße Reaktorwasser wird in einen Dampferzeuger gepumpt, der der Beginn eines zweiten Wasserkreislaufs ist, dem Sekundärkreislauf. Die beiden Wasserkreisläufe vermischen sich dort nicht, sondern laufen diesseits und jenseits von Rohrwänden aneinander vorbei. Dabei geht die Wärme vom Primärkreislauf auf den Sekundärkreislauf über. Das Primärwasser gelangt nach dem Dampferzeuger wieder in den Reaktor und wird dort neu aufgeheizt. Im ganzen Primärkreis herrscht der Reaktordruck.

Sicherheitskugel,Sicherheitsbehälter,Containment: Eine große Stahlkugel, die den Primärkreis und alle inneren Einbauten umschließt und dem Atomkraftwerk das charakteristische Aussehen gibt. Diese Kugel hat die Aufgabe, radioaktive Stoffe und das Notkühlwasser bei Undichtigkeiten, Abblasen von Ventilen oder Rohrbrüchen auf jeden Fall einzufangen. Die Dichtigkeit dieser Kugel und aller ihrer Anschlüsse ist das zentrale Sicherheitskonzept der Atomkraftwerke.

Ringraum: Der Raum, der sich im Reaktorgebäude unter der Kugel noch ergibt. Er enthält die Wasservorräte für die Not-und die Nachkühlung.

Stade 1990

Klaus Gärtner

1990

Erläuterungen zu den Problemen mit den Reaktorschweißnähten im Atomkraftwerk Stade

Vom Atomkraftwerk Stade gehen Risiken aus, die die Risiken aus anderen Atornkraftwerken noch bei weitem übertreffen. Der Betrieb dieses Reaktors ist eigentlich auch aus der Sicht der Atomkraftbefürworter nicht zu verantworten.

Die besonderen Risiken ergeben sich aus zwei Gründen: Erstens war zu der Zeit, als der Reaktor gebaut wurde, die Sicherheitstechnik ebensowenig auf dem heutigen Standard wie die wissenschaftlichen Erkenntnisse über die Gefahren der Atomenergie. Daher fehlen der Anlage etliche Sicherheitsstandards, die in neueren Anlagen selbstverständlich sind. Viele dieser Mängel können zwar nachträglich nicht mehr vollständig behoben werden, sind aber durch Nachrüstungen wenigstens teilweise ausgeglichen worden. Einige der Mängel sind unausgleichbar, so z.B die nicht vorhandene Sicherheit gegen Flugzeugabsturz durch die viel zu dünne Betonhülle (O,6m statt heute 2,Om). Zweitens ist der Reaktor selbst mit einem unheilbaren Mangel behaftet: Die damals übliche Schweißtechnik arbeitete mit kupferummantelten Elektroden. Dieses Kupfer in den Schweißnähten ist heute ein Problem, da der Stahlkessel an diesen Stellen wesentlich schneller versprödet als angenommen wurde. Besonders die Schweißnaht IV, die rund um die Brennstabzone verläuft, ist extrem gefährdet. Sollte diese Schweißnaht versagen, bricht der Reaktor. Gegen solchen Unfall gibt es absolut keine Gegenmaßnahme. Die Folgen wären unbestreitbar weitaus größer als die in Tschernobyl. Hamburg wäre verloren.

Für denjenigen, der mit unbefangenem Verstand an dieses Problem herangeht, ist es eigentlich nicht zu fassen, dass es Menschen gibt, die den Reaktor weiterlaufen lassen. Es gibt derzeit wohl keine Gefahr für Hamburg, die auch nur ansatzweise dermaßen groß und greifbar wäre wie die aus Stade.

Nach dieser Einführung muss ich leider etwas stärker ins Detail gehen, werde aber nicht den Bereich des Allgemeinverständlichen verlassen, Ich konzentriere mich trotz der diversen Probleme am Reaktor Stade jetzt ausschließlich auf die Haltbarkeit der Rundnaht IV, weil sie das überragende Problem ist.

Kein Stahl ist unbegrenzt belastbar. Wenn seine Belastungsgrenze erreicht ist, bricht er. Bei Bauteilen wie einem Reaktorkessel kann das aber aus einleuchtenden Gründen nicht ausprobiert werden. Deshalb muss die Belastungsgrenze errechnet werden. Das ist aber nicht so einfach, weil der Stahl außer den üblichen und bekannten Belastungen der hohen Temperatur und des hohen Drucks noch einer dritten Belastung ausgesetzt ist, mit der man viel weniger Erfahrung hat, der Neutronenstrahlung. Jedes Neutron stößt tausende von Elektronen des Kristallgitters von seinem Platz. Dadurch verändert sich der Stahl.

Stahl kann unter zwei verschiedenen Bedingungen bei Überlast reißen. In warmem Zustand ist der Stahl elastisch und bricht bei weit höheren Belastungen als in kaltem Zustand, in dem er spröde genannt wird. Über einer mehr oder weniger genau zu definierenden Temperaturgrenze, der Übergangstemperatur‘, wird der Stahl zäh genannt. Es muss sichergestellt sein, dass der Reaktorkessel in allen Beanspruchungsphasen im zähen Bereich bleibt. Unterhalb der Übergangstemperatur darf der Reaktorkessel nicht mit Druck belastet werden. Die Neutronenbestrahlung lässt den Stahl jedoch immer spröder werden, so dass die Übergangstemperatur sich immer weiter nach oben verschiebt bis schließlich nicht mehr genügend Spielraum bleibt für die Druckbelastung des Kessels. Dann spätestens ist das Ende der möglichen Betriebszeit erreicht.

Schon bei Inbetriebnahme des Reaktors war klar, dass der Kupfergehalt der Schweißnähte ein Problem ist, der Kessel also dort schneller versprödet. Es genügt schließlich eine versprödete Stelle, um den ganzen Kessel zu gefährden. Deshalb hat man Materialproben in den Reaktor gehängt, die genau dem Material der Schweißnaht entsprechen, aber näher an den Brennstäben angebracht sind, so dass sie schneller verspröden als die Schweißnaht des Kessels selbst. Diese Prüfstücke nannte man voreilende Proben, weil sie schon früher den Zustand annehmen, den die echte Schweißnaht erst später annehmen würde. Das Ergebnis dieser Proben war für die Betreiber erschreckend: Die Versprödung ging viel schneller voran, als erwartet worden war. Danach hätte der Reaktor 1985 wegen Versprödung abgeschaltet werden müssen.

Im Februar 1985 dann erstellte der TÜV ein neues Gutachten, nach dem der Reaktor plötzlich bis zum Jahre 2012 ohne Gefährdung betrieben werden kann. Das ist zufällig genau die bei Bau des Atomkraftwerks vorgesehene Lebensdauer der Anlage. Technisch wurden nur ganz unwesentliche Änderungen vorgenommen, die die Versprödung ein wenig verlangsamen. Die Ausweitung derLebensdauer von 1985 auf 2012 kommt fast ausschließlich dadurch zustande, dassder TUV neu rechnet und neue Annahmen macht.Dieses macht mehr als stutzig, und die Hamburger Bürgerschaft beauftragte daher 1986 zwei Physiker der Universität Hamburg, dieses 10V-Gutachten etwas genauer zu betrachten. Das Ergebnis ist erschreckend und wurde den Mitglie— dem des Umweltausschusses auch entsprechend mitgeteilt. Danach konnte der TUV zu dem für die Betreiber positiven Ergebnis nur kommen, indem er fundamentale Grundsätze der physikalischen Methoden missachtete. Die wichtigsten Kritikpunkte:

1. Der gefährliche Sprödbruchbereich liegt nicht, wie einschlägig vorgeschrieben, deutlich vom Lastbereich entfernt, sondern beide Bereiche berühren sich bei bestimmten, vom Betreiber angenommenen Lastsituationen. Die Sicherheit wird damit zu einem Spiel mit dem Glück,

2. Normalerweise muss die Sprödbruchgrenze für bestimmte Stahlsorten mit genormten Rechenmethoden festgelegt werden. Wenn die so ermittelte Grenze aber zu hoch ist, so dass das Kraftwerk nicht betrieben werden könnte, dürfen die Betreiber auch anhand echter am Bauteil gemessener Werte beweisen, dass die Sprödhruchgrenze mit den genannten Rechenmethoden zu hoch angesetzt wurde. Im Falle Stade wurde dies gemacht. Der TUV geht hier Jedoch reichlich unphysikalisch vor, dassheißt, er lässt Methoden vermissen, ohne die kein Physik-Student sein Examen bestehen würde:

a) sind die gemessenen Werte so wenige, dass daraus nach den Regeln der Physik keine hinreichend vernünftigen Schlüsse gezogen werden können,

b) werden die Messfehler und die daraus resultierenden Bandbreiten der Kurven nicht berücksichtigt, (Werden sie nachträglich errechnet und berücksichtigt, liegt selbst der Normalbetrieb des Reaktors bei einigen Situationen im gefährlichen Bereich.)

c) werden die aus wenigen Messwerten ermittelten Kurven nach oben beliebig fortgesetzt, was in Jedem Fall unzulässig ist und In diesem Fall zu groben Fehleinschätzungen führt und damit Messergebnissender GKSS widerspricht,

d) werden nur die „genehmen“ Messwerte berücksichtigt, die im Versuchs-Atomkraftwerk Kahl gemessen wurden, nicht jedoch die aus der GKSS in Geesthacht. Ohne das Ignorieren der GKSS-Werte hätte der TÜV nicht zu dem Gutachtenschluss kommen können.

Gutgläubigen Laien fällt es schwer zu glauben, dassdie Verantwortlichen in dieser Art und Weise mit der gefährlichsten aller Technologien umgehen, doch ist das die Realität. Das Atomkraftwerk Obrigheim lief 18 Jahre lang ohne Betriebsgenehmigung. Das Atomkraftwerk Mülheim-Kärlich wurde ganz anders und an ganz anderer Stelle errichtet als beantragt und genehmigt. In Hanau arbeiten hochsensible Atomfabriken in besseren Baracken, die gegen nichts abgesichert sind. Atommüll verschwindet spurlos. In Brunsbüttel wurde die automatische Notabschaltung vom Betriebspersonal einfach durch Eingriff in die Schaltschränke abgeschaltet. Usw. usw. Da ist es leicht, sich vorzustellen, dass der TÜV jedes Gefälligkeitsgutachten für seine Mitglieder erstellt, selbst wenn er seinen Ruf ruiniert und riskiert, dass die ganze Stadt Hamburg das nicht überlebt.

Tschernobyl 1986

KLAUS GÄRTNER

Fachgruppe Energie
bei der GAL-Bürgerschaftsfraktion

z86kg

 

Pressemitteilung

Wie kam der Unfall in Tschernobyl zustande?

 

Aus offiziellen Angaben hat die “Zeit“ in ihrer Ausgabe vom 17. Oktober 1986 einen Unfallablauf konstruiert. Dieser Unfallablauf ist offensichtlich ein präzise ausgedachtes Märchen. Warum die östlichen Stellen dieses für sie unvorteilhafte Märchen verbreiten und westliche Stellen es unkritisch übernehmen, kann nur vermutet werden. Aber garantiert ist der Unfall nicht so abgelaufen, wie in der “Zeit“ beschrieben.

Die offizielle Unfallversion gründet sich auf ausschließlich menschliches Versagen. Unbestritten kann dies ein wichtiger Faktor sein, aber dann sind die automatischen Sicherheiten, die solche Fehler vermeiden, äußerst dürftig ausgelegt. Um zu erklären, dass weder technisches Versagen vorlag noch ein Mangel an Sicherheitseinrichtungen, wird den Betreibern unterstellt, dass sie bewusst und gleichzeitig Notkühlung, Notstromversorgung und Abschaltsystem außer Betrieb gesetzt und obendrein den Reaktor in einen bekanntermaßen labilen Zustand gebracht hätten. Ich behaupte: Keine Bedienungsmannschaft der Welt macht solche “Fehler“, es sei denn, es handelt sich um gewollte Sabotage, denn unter diesen Bedingungen kann der Reaktor ja nur noch außer Kontrolle geraten.

Viele wichtige Fragen bleiben bei der offiziellen Unfallversion unbeantwortet, z.B.:

 

• Seit Jahren basiert die Notstromversorgung der ersten Sekunden bei dem Tschernobyl-Typ auf dem Nachlaufen der Turbinen. Wenn dieses System aber erst jetzt ausprobiert wurde, soll das heißen, dass sowjetische Atomkraftwerke bislang keine funktionierende Notstromversorgung hatten? Eine Version, die selbst dem dümmsten Sowjethasser zu glauben schwer fallen dürfte.

 

• Warum schreibt die “Zeit“, dass die Abschaltung der Notkühlung gleich zu Anfang der “Experimente“ der folgenschwerste Fehler gewesen sei, wenn im dargestellten Unfallablauf die nicht vorhandene Notkühlung keine Rolle mehr spielt?

 

• Die US-Aufklärungssatelliten registrierten schon etwa eine Woche vor dem Unfall an dem Reaktor in Tschernobyl einen Störfall mit Wärmefreisetzung. Wieso spielt dieser Vorfall in der Zeit-Version keine Rolle mehr?

 

• Warum erklärt der “Zeit“-Artikel nicht, woran genau die beiden Männer arbeiteten, die bei dem Unfall direkt ums Leben kamen? Angeblich ist genau bekannt, wie sie starben, so muss also auch bekannt sein, wo sie gearbeitet haben und womit sie beschäftigt waren.

 

• Warum werden jetzt, nachdem der Unfall geschah, alle Reaktoren des Tschernobyl-Typs nachgerüstet mit weiteren Abschaltstäben und Neutronen-Detektoren? Das wäre doch ganz unnötig, wenn, wie behauptet wird, der Reaktor ausschließlich durch grob fahrlässiges Verhalten der Bedienungsmannschaft versagte!

Nach Lage der Dinge liegt der dargestellte Unfallablauf zwar nicht meilenweit, aber doch entscheidend neben der Wahrheit. Die Sowjetregierung nimmt es offenbar lieber in Kauf, dass ihre Atom-Techniker in aller Welt als verantwortungslose Idioten angesehen werden, als dass etwa die Technik ihrer Atomkraftwerke an sich in Zweifel gezogen wird. Und die Atomgemeinde im Westen freut sich natürlich, weil sie damit darstellen kann, dass Atomkraftwerke schon sicher zu bauen sind, dass eben die “dummen Russen“ nur nicht damit umgehen können. Die Stomfürsten hierzulande glauben zwar selbst nicht daran, aber es passt in ihre PR-Strategie.

 

Wie könnte der Unfall nach Lage der bekannt gewordenen Dinge abgelaufen sein? Ich liege bestimmt nicht ganz falsch, wenn ich den Ablauf etwa so zurecht rücke:

1. Vorgeschichte: Ein Experiment mit einem verbesserten Regler für die Notstromversorgung war seit längerem geplant und vorbereitet, konnte aber wegen der angespannten Stromversorgungslage bislang nicht durchgeführt werden. Akute technische Probleme (seit mindestens einigen Tagen; vielleicht örtliche Überhitzung im Reaktorcore) machten jedoch eine Abschaltpause immer dringlicher.

2. Das Nachttal am 26. 4. 86 wurde zum Abschalten genutzt. Entscheidender Fehler: Um die Abschaltzeit möglichst kurz zu halten, wurde beschlossen, die Suche nach dem technischen Fehler, das vorbereitete Experiment und das Auswechseln einiger Teile (Pumpe? Ventile?) gleichzeitig stattfinden zu lassen, ein Fehler, der auch in westlichen Atomkraftwerken immer wieder gemacht wird. Zur Fehlersuche musste einerseits am Reaktor gearbeitet werden, für das Experiment musste der Reaktor wenigsten schwach in Betrieb bleiben und für das Auswechseln mussten gewisse Kühl- und Stromstränge unterbrochen werden. Zusammengenommen ist das leichtsinnig, weil die Notfallvorsorge damit stark reduziert wird. Es darf nichts Gravierendes mehr passieren.

3. Technischer Störfall + menschliches Fehlverhalten: Dann passierte es eben doch: Während alle in ihrem Bereich möglichst zügig arbeiteten, gab es einen erheblichen, aber nie genannten technischen Störfall. (Bruch einer einzelnen Kühlmittelleitung? Größerer Kurzschluss? Panne beim Auswechseln großer Komponenten? Überhitzung an Reaktorteilen?) Wahrscheinlich starben bei diesem Unfall die zwei Männer. In der Folge reagierte der Reaktorfahrer falsch. Möglicherweise unterschätzte er den Unfall in den ersten Sekunden. Jedenfalls aber wurden die Steuerstäbe falsch bewegt.

4. Der Super-GaU: Nachdem also mehrere technische und menschliche Fehler vorausgegangen waren, kam der positive Dampfblasen-Koeffizient hinzu, und eine Leistungsexkursion machte jede Rettung unmöglich.

Damit wäre der Unfall abgelaufen wie in anderen Fällen auch. Auslegungsmängel der Anlage, technisches Versagen einiger Bauteile, eine gewisse Sorglosigkeit des Personals und Fehlreaktionen des Reaktorfahrers führen in ihrer zufälligen Kombination zu Unfällen, die nicht mehr beherrschbar sind. Das gilt für alle Reaktorunfälle in Ost und West.

Atomkraftwerke – Nutzen und Gefahren

1985

(Zusammenfassung des Vertrags von Klaus Gärtner)

Die Technik der Atomspaltung begründet nicht einfach eine Industrie wie andere auch. Sie setzte ganz neue Maßstäbe im globalen und langfristigen Risikodenken. Obwohl Atomkraftwerke nur an relativ wenigen Orten eine relativ kurze Zeit Strom erzeugen, sind ihre Folgen sowohl räumlich als auch zeitlich grenzenlos.

Damit die folgenden Ausführungen auch Laien verständlich werden, soll sehr stark verkürzt auf das technische Verfahren eingegangen werden: Der „Brennstoff“ in Atomreaktoren ist das Metall Uran. Etwa drei Prozent der Atome dieses Metalls werden durch Neutronen zerschlagen. Dabei entstehen a) zwei Bruchstücke des Atoms, Spaltprodukte genannt, b) Neutronen, c) Gammastrahlen und d) Wärmeenergie. Mit der Wärme wird Wasser gekocht, der Dampft treibt eine Turbine, die Turbine dreht einen Dynamo. der schließlich den Strom erzeugt.

Der einzige, aber bedeutende Vorteil, den Atomkraftwerke bieten, ist der extrem geringe Massendurchsatz. Ein Standard-Atomkraftwerk (1,3 Gigawatt_el) braucht im Jahr etwa 50 t “Brennstoff“ und erzeugt ebensoviel Abfall. Ein Kohlekraftwerk gleicher Größe brauchte dagegen etwa 3,5 Millionen t Kohle, 7 Millionen t Sauerstoff und erzeugte 10 Millionen t Kohlendioxid als Abgas. Abgesehen von militärischen Optionen, die ja ursprünglich der Grund für den Betrieb von Reaktoren waren, ist der geringe Massendurchsatz, der nur noch von der Photovoltaik unterboten wird, das entscheidende Argument für die Atomspaltung.

Dem stehen allerdings schwerwiegende Probleme gegenüber, die ansonsten in der Industrie unbekannt sind. Ich fasse sie in sechs Punkten zusammen:

1. Die Qualität der Radioaktivität, die in einem Reaktor erzeugt wird, ist unvorstellbar. Das schwachradioaktive Uran wird in Spaltprodukte zerlegt, die 10 000 000 000 000 (zehn Billionen) mal radioaktiver sind als das Uran war. Sechs Monate nach der Entnahme aus dem Reaktor, nachdem 99,9 % der Radioaktivität schon zerstrahlt ist, übertrifft die Radioaktivität die des Urans „nur“ noch um das 10 000 000 000 (zehn Mllliarden)-fache.

2. Auch die Quantität der Spaltprodukte in einem Standard-Reaktor ist sehr groß. Die Masse der Spaltprodukte, die in dem Reaktor versammelt ist, übertrifft die der bei der Hiroshima-Bombe freigewordenen um mehr als das zweitausendfache. Selbst ein einziger Atomtransport in einem Spezialwaggon enthält Spaltprodukte von vergleichsweise 80 Atombomben.

3. Ebenfalls in der lndustriegeschichte einmalig: Die atomare Energieproduktion kann zwar gestartet, aber nie wieder vollständig gestoppt werden. Denn nur 90 % der Energieproduktion entstehen durch die Atomspaltung, 10 % durch die Radioaktivität der Spaltprodukte. Die Atomspaltung kann technisch gestoppt werden, die Radioaktivität aber nicht. Sie gehorcht unbeeinflussbaren Naturgesetzen. Die meisten Spaltprodukte zerstrahlen am ersten Tag nach dem Abschalten, ein Prozent der Energieproduktion, etwa 37 Millionen Watt, bleiben aber für Monate und Jahre stehen und müssen durch Kühlung abgeführt werden. Fällt aus irgendeinem Grund die Kühlung aus, ist die Energiemenge ausreichend, die Anlage zu zerstören und die Spaltprodukte freizusetzen.

4. Abfälle sind der Pferdefuß unserer Produktion. Während sich aber z.B. alle chemischen Abfallgifte, selbst das Ultragift Dioxin, wenigstens theoretisch in harmlose Stoffe zurückverwandeln lassen, ist das bei Radioaktivität grundsätzlich unmöglich. Radioaktive Spaltprodukte lassen sich erzeugen, aber nie wieder beseitigen. Sie könnten nur gelagert, also für die nächsten zehntausend oder hunderttausend Jahre vor allen Lebewesen verborgen, werden. Das ist schwierig wegen der unübersehbaren Zeiträume und weil die Spaltprodukte ja immer weiter Wärme erzeugen (s.o.). Es gibt daher bis heute trotz fieberhafter Suche weltweit kein Endlager.

Hier weiter

6. Unfallrisiko wird allgemein definiert als Produkt aus Eintrittswahrscheinlichkeit und möglichen Auswirkungen. Nach Abschätzungen der Atornbefürworter soll die Wahrschein­lichkeit für den Eintritt einer Kernschmelze 1:10000 sein, demnach weltweit alle 20 bis 25 Jahre ein Fall - statistisch. Die Folgenschwere eines Unfalls, bei dem die Spaltprodukte freigesetzt werden, sprengt wiederum alle Vorstellungen. Träfe es einen der Hamburg umgebenden Reaktoren, müßte die ganze Stadt, alles Lebendige und alles Materielle, auf längere Sicht aufgegeben werden, dazu je nach Windrichtu große Teile des Landes. Bei dem in weit weniger dicht besiedeltem Gebeit eingetretenen Unfall von Tschernobyl sind nur etwa drei bis 5 Prozent der Spaltprodukte entwichen, dadurch hat sich die Strahlung jedoch weltweit verdoppelt. Erst seit neuestem werden uns die grauenvollen Bilder von mißgestaltenen Pflanzen und Tieren und leidenden Kindern zugänglich.

6. Die Wirkung radioaktiver Niedrigstrahlung auf Menschen ist auf jeden Fall zeitlich unbe­grenzbar, auch wenn präzise Aussagen der Wissenschaft im Grunde nicht vorliegen, weil sich Experimente natürlich verbieten. Die Gefahr droht nicht von äußerer Strahlung, sondern von winzigen Mengen der Spaltprodukte, die ihren Weg in die Umwelt gefunden haben und inkorporlert, also gegessen, getrunken oder eingeatmet wurden. Sie verbleiben Im Körper und bestrahlen die Organe aus nächster Nähe. So kommt es zu Funktionsstörungen der Zellen und zu Krebs. Noch weitrelchendere Folgen ergeben sich jedoch daraus, daß auch das Erbgut geschädigt wird. Wie Tierversuche zeigen, treten Mißbildungen gehäuft erst in späteren Generationen auf,

In jeder Beziehung gilt also: Für den Strom, den wir heute in kurzer Zeit verbrauchen, folgen uns die Spaltprodukte In die Ewigkeit.

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Wie die Bombe entsteht

Artikel von Klaus Gärtner in der Hamburger Rundschau, 21.01.88, Seite 23

Ein AKW arbeitet mit relativ reinem Uran, das zu etwa 97 Prozent aus U²³⁸und zu 3 Prozent aus U²³⁵besteht. Die abgebrannten Elemente, in denen die Atomkernspaltung stattgefunden hat, bestehen aus etwa 94,6 Prozent U²³⁸ und 0,9 Prozent U²³⁵. Gebildet haben sich allerdings 3,3 Prozent höchstaktive Spaltprodukte. Diese Spaltprodukte sind außerordentlich radioaktiv und übertreffen die Radioaktivität von Uran um das 10-Billionen-fache. Nach etwa 6 Monaten Lagerung ist die Aktivität auf ein Tausendstelabgeklungen, beträgt dann aber immer noch das 10-Milliarden-fache von Uran. In diesem Zustand werden die Brennelemente aus dem Kraftwerk abtransportiert.

In einer WAA werden die Brennstäbe zerschnitten und in Salpetersäure aufgelöst. Mit mehreren chemischen Schritten werden so weit wie möglich getrennt:

1. Uran zur Wiederverwendung in Atomkraftwerken,

2. Plutonium (Pu) zur Verwendung für Mischoxid-Elemente, wie sie in Brokdorf als erstem deutschen Reaktor verwendet werden sollten, für Brutreaktoren (der erste deutsche Brutreaktor soll in Kalkar am Niederrhein in Betrieb gehen) oder Atomwaffen, und

3. Spaltprodukte und Transurane als endgültiger Abfall.

Der Atommüll wird also nur aussortiert. Die Entsorgungsfrage stellt sich danach erneut.

Atombomben können aus U²³⁵ mit Hilfe einer sogenannten Anreicherungsanlage hergestellt werden, ohne dass eine WAA benötigt wird. Dieser Weg ist jedoch sehr aufwendig und wird praktisch nicht mehr beschritten.

Einfacher ist es, U²³³oder Pu²³⁹zu „erbrüten“, chemisch auszusortieren und als Bombenmaterial zu verwenden. Dafür ist unbedingt eine Wiederaufarbeitung erforderlich.

In jedem AKW wird aus U²³⁸nebenbei das Pu²³⁹„erbrütet“. Bleiben die Brennstäbe lange im Reaktor, entstehen auch Pu²³⁸und PU²⁴². Beide sind für die Bombe nicht brauchbar. In militärischen Atomreaktoren wird das lange Abbrennen der Stäbe deshalb vermieden. Im zivilen Bereich wird das wegen der höheren Energieausbeute angestrebt. Waffenplutonium besteht zum größten Teil aus Pu²³⁹, „ziviles“ Plutonium nur noch zu etwa zwei Dritteln.

Deshalb wird stets behauptet, letzteres eigne sich nicht zur Verwendung für Atombomben. Das ist falsch. Es gibt zwei einfache Wege, auch aus „zivilem“ Plutonium Bomben zu bauen:

1. Mit höchstpräziser Schießtechnik lässt sich auch eine Bombe aus diesem Plutonium zünden. Es handelt sich dabei um den konventionellen Sprengsatz, der in jeder Bombe erst gezündet werden muss, um sie auszulösen. In den USA haben im übrigen schon Atombombentests mit „zivilem“ Plutonium stattgefunden.

2..Schließlich ist es möglich, die Stäbe einem nicht so hohen Abbrand auszusetzen und sie früher wieder aufzuarbeiten. Man erhält dadurch reineres Pu²³⁹. Das wäre auch mit einfachster Schießtechnik zu zünden.

Kohlekraftwerk Moorburg 2007

CO2-Abscheidung für Kohlekraftwerk Moorburg?

Von den Befürwortern des geplanten Kohle-Großkraftwerks in Hamburg-Moorburg wird wegen der extremen Klimaschädlichkeit dieses Projektes gern darauf hingewiesen, dass es in Zukunft möglich sein wird, das Treibhausgas CO2 aus dem Rauchgas abzuscheiden und zu deponieren, also nicht in die Atmosphäre gelangen zu lassen.

Kann ein solches Verfahren für Moorburg eingesetzt werden? Die Antwort ist ganz klar: NEIN. Mit dieser Aussicht wollen die Verantwortlichen nur die Bevölkerung gegen besseres Wissen beschwichtigen.

Es ist zwar relativ leicht, Kohlendioxid (CO2) von dem Stickstoff im Rauchgas zu trennen. Aber die große Menge ist das Problem.

CO2 ist ja nicht eine Beimengung, ein Nebenprodukt im Rauchgas, sondern das Hauptprodukt jeder Verbrennung. Für jedes Kilogramm Kohle, das verbrannt wird, benötigt man ca. 2,6 Kilogramm Sauerstoff (aus der Luft) und bekommt logischerweise 3,6 Kilogramm CO2. Da CO2 ein Gas ist, füllen diese 3,6 kg einen Raum von fast zwei Kubikmetern – aus einer Handvoll Kohle.

In Moorburg rechnet Vattenfall nun aber mit 8 Milliarden Kilogramm CO2 pro Jahr, denn dort sollen mehr als 2 Milliarden Kilogramm Kohle pro Jahr verfeuert werden, das wären vergleichsweise 3 Güterzüge pro Tag. Schließlich soll das Kohlekraftwerke ja größer werden als das Atomkraftwerk Krümmel oder Brokdorf. 8 Milliarden Kilogramm CO2, das sind 4 Milliarden Kubikmeter Gas.

Zum Vergleich: Der Staat Hamburg - von den Harburger Bergen bis nach Duvenstedt, von Rissen bis in die Vierlande - hat eine Fläche von ca. 750 Quadratkilometern. Würde man 4 Milliarden Kubikmeter darauf ausgießen, lägen die Einfamilienhäuser schon im ersten Jahr weitgehend unter CO2. Das Kraftwerk läuft aber, wenn es gebaut wird, schätzungsweise 30 Jahre. Wenn das gesamte CO2, das dabei entsteht, auf Hamburg gelegt würde, wäre die Schicht ca. 165 Meter hoch, bis zur Spitze der Nikolaikirche.

Oder anders dargestellt: Wenn man die Menge CO2, die Moorburg erzeugen soll, so auf die Erde ausgießt, dass sie überall einen Meter hoch steht, wären Schleswig-Holstein, Hamburg, Niedersachsen, Hessen und Nordrhein-Westfalen damit zu bedecken. Nur von einem einzigen Kraftwerk!

Wer behauptet, es innerhalb der nächsten 30 Jahre zu schaffen, diese Menge Gas unterzubringen, hat entweder keine Ahnung oder lügt.

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12.07.07

Kohlekraftwerk Moorburg unnütz und schädlich

Das geplante, gigantische Kohlekraftwerk Hamburg-Moorburg ist versorgungstechnisch nicht nötig und umweltpolitisch eine Katastrophe.

Richtig ist es durchaus, alte Kraftwerke durch neue mit besserem Wirkungsgrad und besserer Rauchgasreinigung abzulösen. Insofern besteht tatsächlich ein Neubaubedarf in Hamburg. Aber die geplante Anlage nützt der Bevölkerung nichts und wirft riesige Probleme auf.

Inhalt:

1. Klimakiller Kohlendioxid

2. Kühlwasserbedarf aus der Elbe

3. Energieverschwendung ohne Kraft-Wärme-Kopplung

4. Sinnvolle Alternativen zu Vattenfalls Planungen

5. Erdgas contra Kohle

6. Warum will Vattenfall unbedingt eine Überkapazität aufbauen?

7. Zum Genehmigungsrecht

1. Klimakiller Kohlendioxid

Wenn das Kohlekraftwerk Moorburg so, wie von Vattenfall geplant, gebaut und betrieben wird, stößt es so viel Kohlendioxid (CO2) aus, dass man die Bundesländer von Schleswig-Holstein bis zum Saarland einen Meter hoch damit bedecken könnte. Das Kraftwerk soll größere Kapazität bekommen als die Atomkraftwerke Krümmel oder Brokdorf. 90 Milliarden kg Kohle sollen verfeuert werden, 230 Milliarden kg Sauerstoff würden dazu der Luft entrissen und 320 Milliarden kg CO2 würden entstehen. Für jeden Klimaschutz wäre das ein extremer Rückschlag.

Das CO2 muss zwangsläufig in die Luft entlassen werden, denn es wird auf keinen Fall eine Technik geben, die diese gigantische Menge CO2-Gas irgendwo unterbringen kann. Wer etwas anderes behauptet, betreibt Augenwischerei. (siehe weiter: „CO2-Abscheidung für Moorburg?“ vom 06.07.07)

2. Kühlwasserbedarf aus der Elbe

Zum Vergleich: Das Kraftwerk Moorburg braucht so viel Kühlwasser, dass es damit in nur zwei Stunden die gesamte Außen- und Binnenalster leersaugen würde. Die Elbe führt im Durchschnitt etwa 800 m3 Wasser pro Sekunde an Hamburg vorbei. Davon brauchte das Kraftwerk „nur“ 65 m3. Aber erstens fließt von den 800 m3 der größere Teil durch die Norderelbe, und nur der kleinere Teil kommt an Moorburg vorbei, zweitens ist die Fließgeschwindigkeit um die Elbinseln wegen Ebbe und Flut alles andere als konstant und drittens sagt die Durchschnittsmenge in der Elbe noch gar nichts. An Spitzentagen fließen weit mehr als 3000 m3 durch die Elbe, an zwei Dritteln aller Tage aber weniger als 500 m3. Manchmal fließen in warmen Sommern mehrere Monate lang nur ca. 200 m3 pro Sekunde durch die Elbe. An solchen Tagen brauchte das Kraftwerk also theoretisch das gesamte Wasser, das in der Süderelbe fließt. (Natürlich tritt der Fall so nicht ein, weil das Werk in solchen Fällen mangels Kühlwassers abgeschaltet werden muss.) In Summa bleibt festzuhalten: Das Kraftwerk braucht immer einen wesentlichen Teil des Süderelbwassers für seine Kühlung.

Kühlen bedeutet immer, dass das Kühlwasser aufgewärmt wird, hier bis zu 10 Grad mehr. Wärmeres Wasser kann aus physikalischen Gründen nicht so viel Sauerstoff halten wie kälteres, was ganz erhebliche Folgen für alle Lebewesen im Fluss hat, der an einer einzigen Stelle so drastisch aufgewärmt wird.

3. Energieverschwendung ohne Kraft-Wärme-Kopplung

Das anvisierte Kraftwerk hat einen Wirkungsgrad von 46 Prozent. Das bedeutet prinzipiell: wenn die geplanten 1,6 Millionen Kilowatt elektrische Leistung erzeugt werden, gehen gleichzeitig 1,9 Millionen Kilowatt Wärmeleistung in die Umwelt, hauptsächlich über Kühlwasser in die Elbe. Mehr als die Hälfte der Energie aus der Kohle wird also nutzlos verschwendet - schlimmer noch: in die Umwelt entlassen.

Es gibt Kraftwerke, die die Energie etwas besser ausnutzen, aber aus physikalischen Gründen ist viel mehr als die Hälfte nicht drin. Es gibt nur eine Möglichkeit, die Energieverschwendung in den Griff zu bekommen: Man muss die sowieso entstehende Wärme dafür nutzen, Häuser zu heizen und Warmwasser herzustellen. Das nennt man Kraft-Wärme-Kopplung. Da die Häuser dann keine Heizungsanlagen mehr brauchen, spart man zwar nicht im Kraftwerk, wohl aber bei den Hausheizungen Energie und Umweltbelastung (CO2). Kraftwerke mit derartiger Wärme-Nutzung nennt man Heizkraftwerke.

Hamburg ist seit über 100 Jahren ein Pionier in Sachen Kraft-Wärme-Kopplung. Die Innenstadt ist rauchfrei (um die Binnenalster gibt es keine Schornsteine), und auch Großsiedlungen wie z.B. Steilshoop werden auf diese Weise beheizt. Aber die Kraft-Wärme-Kopplung wird in Hamburg nicht weiter ausgebaut, weil Vattenfall an dem Strom- und Eon an dem Gasverkauf lieber einzeln verdienen wollen. Das hat eine gewaltige Energieverschwendung zur Folge.

Vattenfall plant tatsächlich, in Moorburg auch Heizwärme auszukoppeln, aber mit nur 0,45 Millionen Kilowatt vergleichsweise wenig.

Wer Umwelt und Klima im Auge hat, muss konsequent fordern, dass keine Stromerzeugung stattfindet, wenn nicht auch die Wärme genutzt wird. Das allein bringt uns weiter.

4. Sinnvolle Alternativen zu Vattenfalls Planungen

Die geplante Größe des Kraftwerks Moorburg ist das eigentliche Problem. Die anfallende Wärmemenge an einer Stelle zu nutzen, ist völlig unmöglich, und ein variables Reagieren auf künftigen Strombedarf auch, wenn dieser Gigant erst einmal gebaut ist. Sinnvoll wäre es, erst einmal an der Stelle Moorburg ein kleineres Kraftwerk zu bauen, dass Strom und Wärme aus dem veralteten Kraftwerk Wedel gerade ersetzt. Wenn das Moorburger Kraftwerk dann fertig ist, kann man in Wedel mit dem Bau eines zweiten gleicher Größe beginnen. Die Rohrleitungen für die Wärme aus Wedel in die Innenstadt könnten weiter genutzt werden. Die Kühlungsmöglichkeiten sind in Wedel ungleich besser als in Moorburg.

Gleichzeitig müssten alle Heizwerke in Hamburg, also große Heizfabriken, die Stadtteile (z.B. Mümmelmannsberg und viele andere) mit Fernwärme versorgen, Zug um Zug umgestellt werden auf Stromproduktion. Die Abwärme würde weiterhin die Siedlungen heizen, aber man hätte gleichzeitig Strom und müsste nicht bei Stromproduktion an anderer Stelle die Abwärme wegwerfen. So wird Hamburg zur Klimahauptstadt, Herr Bürgermeister!

Drittens müsste eine gezielte Senatspolitik dafür sorgen, dass überall in der Stadt Blockheizkraftwerke installiert werden, wo gerade Heizumstellungen anstehen. Diese Werke werden heute schon rentabel in Hamburg privat gebaut und betrieben. Zuschüsse sind weiter nicht nötig. Der Staat könnte aber regulierend helfen. (Sinnvoll wäre es durchaus, wenn der Hamburger Senat das Stromnetz der Stadt von Vattenfall zurückkaufen würde. Das Recht dazu hat er, und das macht vieles einfacher.)

Der Strombedarf, der nach all diesen Maßnahmen und der planmäßigen Abschaltung der Atomkraftwerke - z.B. im Sommer - noch nötig wäre, könnte in verschiedenen kleineren Erdgas-Kraftwerken mit vorgeschalteter Gasturbine bei einem deutlich höheren Wirkungsgrad erzeugt werden. Dafür gibt es in der Stadt genügend Standorte (z.B. dort, wo jetzt noch das geschlossene Heim Feuerbergstraße steht . . .)

Eine solche Gesamtkonzeption sichert die Stromversorgung flexibel nach den sich möglicherweise ändernden Bedarfen und reduziert die Energieverschwendung und den CO2-Ausstoß radikal.

5. Erdgas contra Kohle

Kohle ist in der Erde weit mehr vorhanden als Erdgas. Dennoch ist es sinnvoll, bei der Stromerzeugung jetzt auf Erdgas zu setzen:

Erdgas erzeugt bei gleicher Energieerzeugung weniger als die Hälfte, nämlich 45 Prozent, CO2 im Vergleich zu Kohle.

Es ist davon auszugehen, dass ganz Norddeutschland in Kürze kaum noch Wärme-Kraftwerke braucht, der Erdgas-Einsatz dafür also begrenzt ist.

In der Kraft-Wärme-Kopplung (siehe oben) wird Erdgas in der Hausheizung ersetzt und steht damit zur Verfügung.

Erdgas lässt sich leicht durch die Stadt transportieren, erreicht jeden Standort, macht keinen Lärm und keinen Dreck.

Die Rauchgas-Reinigung ist wesentlich einfacher als bei Kohle.

Mit Erdgas lassen sich die Motoren für die Blockheizkraftwerke betreiben, mit Kohle nicht.

Bei reiner Stromerzeugung ist der Wirkungsgrad eines Erdgas-Kraftwerkes höher als bei Kohle, die Energieverschwendung also geringer.

6. Warum will Vattenfall unbedingt eine Überkapazität aufbauen?

Die Manager von Vattenfall wissen natürlich ganz genau, dass ihr Riesenkraftwerk in Hamburg und Umgebung niemals gebraucht werden wird und dass so ein großes Umweltproblem entsteht. Aber sie haben handfeste Gründe, trotzdem diese Anlage zu bauen. Die überall zu beobachtende Kohle-Renaissance hat ihren Ursprung nicht im Abschalten der Atomkraftwerke, sondern im neuen Verschmutzungsrecht.

Die Luftverschmutzungsrechte sollen nach dem Willen der Regierung in Zukunft begrenzt und käuflich sein. Dazu wurde ermittelt, wie viel CO2 jeder Betrieb in Deutschland in die Umwelt entlässt. Diese Rechte wurden den Unternehmen dann geschenkt. Aber ab 2012 müssen alle Unternehmen neue Verschmutzungsrechte zu Marktpreisen kaufen. Bis dahin bekommen sie diese noch relativ billig vom Staat.

Mit anderen Worten: Wer es schafft, noch vorher ein möglichst großes und möglichst schmutziges Kraftwerk ans Netz zu bringen, bekommt noch eine große Menge Verschmutzungsrechte geschenkt. Das bringt einen so großen Vorteil gegenüber der Konkurrenz, dass es sich finanziell lohnt, ein Kraftwerk zu bauen, dessen Strom man nachher sogar exportieren muss, weil er hier nicht absetzbar ist. Hamburg wird somit zum CO2-Produzenten für weite Umgebung bis ins Ausland.

Für so ein großes Kraftwerk hat Vattenfall nur in Moorburg das entsprechende Grundstück zur Hand. Jede andere Planung würde viel zu lange dauern. Deshalb will Vattenfall in Moorburg bauen.

7. Zum Genehmigungsrecht

Grundsätzlich ist es nach unserem Recht so, dass jeder mit seinem Geld machen darf, was er will, wenn er sich an geltende Gesetze hält. Also darf Vattenfall ein unnötig großes Kraftwerk bauen. In diesem Fall ist es jedoch so, dass der von den Regierungen in den meisten Staaten der Welt gefundene Konsens zur Begrenzung von CO2, um die Klimakatastrophe zu begrenzen, noch nicht Eingang in die Gesetze gefunden hat.

Es kommt jetzt einfach darauf an, dass eine Regierung mutig genug ist, dem Treiben Einhalt zu gebieten und damit Ihrer Pflicht zur Daseinsvorsorge Genüge tut. Von der Bundeskanzlerin bis zum Schüler weiß heute jeder, dass wir uns eine Steigerung von CO2-Ausstoß nicht mehr leisten können. Eine politische Entscheidung muss her, die Genehmigung eines unsinnigen Riesenkraftwerks muss verweigert werden. Es wäre nicht das erste Mal, dass der Europäische Gerichtshof in letzter Instanz sich zugunsten des Umweltschutzes entschieden hätte.

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Hamburger Fachgruppe Energie – Klaus Gärtner, schlottermotz@web.de

(laienverständliche Darstellung energietechnischer Zusammenhänge)

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Hamburger Fachgruppe Energie

Klaus Gärtner

01.07.07

Kohlekraftwerk Moorburg

Großkraftwerke behindern die Netzsicherheit.

Die Brände in den Atomkraftwerken Krümmel und Brunsbüttel aus den vergangenen Tagen sind einzeln genommen nicht erstaunlich und auf den ersten Blick auch kein Grund zur Aufregung. Kurzschlüsse kommen vor, Brände kommen vor. Niemand schließt solche Vorgänge aus.

Auch wenn noch nicht vollständig geklärt wurde, ob die Pannen in den beiden Atomkraftwerken sich gegenseitig bedingten, muss man wieder einmal feststellen: Für das Stromnetz ist der plötzliche Abwurf großer Erzeuger heute ein größeres Problem als früher. Wie schon bei einem einfachen Kraftfahrzeug bekannt ist, bringt die moderne Steuer-Elektronik sehr viel mehr Möglichkeiten, aber auch neue Fehlerquellen. Die hochempfindlichen Steueranlagen der Hamburger Hochbahn und der Hamburger Ampeln haben abgeschaltet, weil es im Netz zu sehr „ruckelte“. Möglicherweise ist die Störung sogar auf das Atomkraftwerke Krümmel übergeschlagen. Dass halb Europa ohne Strom war, nur weil man eine Hochspannungsleitung über der Ems abgeschaltet hatte, haben wir auch noch gut in Erinnerung.

In Hamburg-Moorburg ein gigantisches Großkraftwerk zu errichten, ist daher durchaus auch ein Risiko für die Netzsicherheit, das sich Hamburg eigentlich nicht leisten kann. Ob das Wasser im Kraftwerk nun atomar oder mit Kohle erhitzt wird, spielt dabei keine Rolle. Störungen gibt es überall, und wenn große Blöcke ausfallen … siehe oben.

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25.08.07

Was ist Kraft-Wärme-Kopplung?

Ein Gleichnis: Stellen Sie sich vor, ein Bäcker backt einen Kuchen. Er braucht für den Teig Eischnee. Deshalb trennt er Eier in Eigelb und Eiweiß. Aus dem Eiweiß macht er Eischnee. Das Eigelb wirft er weg.

Am Schluss braucht er für die Oberfläche des Kuchens Eigelb. Wieder schlägt der Bäcker Eier auf, verwendet jetzt das Eigelb und wirft das Eiweiß weg.

Das ist natürlich idiotisch und lohnt sich nur für den Eierproduzenten.

Genau so wie in dem Beispiel verfahren aber tatsächlich die Energie-Versorger: So produziert z.B. Vattenfall für die Haushalte Strom und leitet die unvermeidbare Wärme, die dabei entsteht, größtenteils in die Elbe. Gleichzeitig liefert uns z.B. Eon-Hanse Erdgas, um dieselben Haushalte mit Heizung und Warmwasser zu versorgen. Auf den dabei möglichen Strom verzichten sie. So verdienen beide, der Kunde bezahlt den Brennstoff doppelt und das Klima leidet.

Man kann natürlich bei jeder Wärmeproduktion auch Strom erzeugen und bei der Stromerzeugung die Wärme nutzen. Das nennt man „Kraft-Wärme-Kopplung“. Je konsequenter die Abwärme aus Kraftwerken sinnvoll genutzt wird und je konsequenter bei Wärmeerzeugung auch gleichzeitig Strom erzeugt wird, desto weniger Brennstoff wird benötigt, desto weniger wird das Klimagas CO2 erzeugt und desto weniger wird die Umwelt belastet.

„Heizkraftwerke“ sind Großanlagen, die Strom erzeugen und die Abwärme als „Fernwärme“ verkaufen. Auch Vattenfall stellt einen kleineren Teil des Stroms in Kopplung mit Fernwärme her.

„Blockheizkraftwerke“ nennt man kleinere Anlagen, die mit sogenannter „Nahwärme“ nur die Häuser oder Wohnungen in der Nähe versorgen und den Strom ins allgemeine Netz einspeisen.

Wenn schon übergangsweise noch Energie durch Verbrennung erzeugt wird, ist zum Schutz des Klimas unbedingt zu fordern: Keine Stromproduktion ohne Abwärmenutzung, keine Wärmeproduktion ohne gleichzeitige Stromerzeugung.

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20.08.07

Klimaschutzgesetz produziert Klimakiller

Zum Klimaschutz wurde europaweit der Handel mit CO2-Zertifikaten, also der Handel mit Verschmutzungsrechten, beschlossen. Diese Regelung wird aber für die nächsten 50 Jahre keine Abnahme, sondern eine drastische Zunahme von CO2-Emissionen bewirken.

Das liegt daran, dass für den Anfang eine sehr großzügige und - in Deutschland - kostenlose Zuteilung der Verschmutzungsrechte beschlossen wurde, sozusagen als Übergang. Der wirkliche Start des CO2-Handels beginnt erst im Jahr 2012. Das bedeutet aber, dass jedes Industrieunternehmen, dem es gelingt, noch vor diesem Jahr eine Industrieanlage mit möglichst viel CO2-Ausstoß in Betrieb zu nehmen, die Verschmutzungsrechte fast umsonst bekommt und daher viel billiger produzieren kann als später erstellte Anlagen.

Als Beispiel betrachte man die Situation an der Unterelbe. Nicht nur in Hamburg will die Firma Vattenfall zwei Kohlekraftwerke von 800 MW(netto elektrisch) bauen, sondern auch in Stade will die Firma Prokon-Nord in ähnlicher Weise zwei Blöcke zu je 800 MW und dazu noch eine Müllverbrennungsanlage bauen. In Brunsbüttel ist schon ausgemachte Sache, dass die Firmen Electrobel Deutschland und Südweststrom Tübingen ebenfalls je ein Kohlekraftwerk von jeweils 800 MW bauen soll. Dazu kommt, dass beide sich Firmen eine Option auf einen zweiten ähnlich großen Block am selben Standort gesichert haben. Insgesamt wären das 8 Kohlekraftwerke zu je 800 MW(netto elektrisch), also insgesamt 6400 MW. Zum Vergleich: Die Stromproduktion der vier Atomkraftwerke an der Unterelbe (Stade ca. 630 MW (schon abgeschaltet), Brunsbüttel ca. 770 MW, Brokdorf und Krümmel je ca. 1300 MW) wäre damit bei weitem übertroffen.

Niemand weiß heute, wo und wie diese gigantische Strommenge zu verkaufen wäre. Auf keinen Fall gelingt dies in Norddeutschland, weil hier in spätestens 10 Jahren der regenerativ erzeugte Strom den Bedarf übersteigen wird. Den Firmen geht es jetzt nur darum, möglichst schnell Kapazitäten hinzustellen, deren Strom sie an einem Standort mit reichlich Kühlwasser (Elbe) erzeugen und dann europaweit anbieten. Sie rechnen mit dem Preisvorteil der kostenlosen CO2-Produktion. Außer in der Größe der Kraftwerke unterscheiden sich die geplanten Neubauten auch in einem anderen Punkt nicht: Geplante Inbetriebnahme 2011.

Ein Kohlekraftwerk läuft dann ca. 40 Jahre lang, bis es ersetzt werden muss. Das heißt, bis zum Jahr 2050 wird an der Unterelbe eine Riesenmenge Strom erzeugt, den wir nicht brauchen, dessen Abgase wir aber ertragen müssen. Irgend eine Art Klimaschutz kann auch Frau Bundeskanzlerin Merkel, der ja naturwissenschaftliches Denken geläufig ist, darin sicher nicht erkennen.

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(1MW = 1 Million Watt. Ein modernes Kohlekraftwerk von 800 MW elektrisch pumpt gleichzeitig etwa 1000 MW Wärme in die Elbe und entlässt pro Jahr ca. 4 Milliarden kg CO2 in die Luft, was ca. 2 Milliarden Kubikmetern entspricht.)

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19.11.07

Genehmigung für Moorburg ist ein Schlag gegen die Vernunft

Der Vertrag, den von Beust mit Vattenfall geschlossen hat, ist der größte Schlag gegen die weltweiter Umwelt seit langem in Hamburg. Die sogenannten Zugeständnisse von Vattenfall sind Marginalien, denn

- gerade an dem Standort Moorburg lässt sich eben nicht sinnvoll sehr viel Wärme auskoppeln. Damit wird nach wie vor die Hauptmenge Energie in die Elbe geleitet.

- Die Bemühungen über das Ausfiltern von CO2 sind sinnlos, weil es niemals funktionieren kann, jedenfalls nicht so lange dies Kraftwerk in Betrieb sein soll. (siehe detailliert unsere Veröffentlichung „CO2-Abscheidung für Kohlekraftwerk Moorburg?“ vom 06.07.07)

- Die Bemühungen um Verminderung der Elbe-Aufheizung sind eigentlich selbstverständlich und wären bei sinnvollen Alternativen weitgehend unnötig. Es bleibt nur zu hoffen, dass durch die Klimaveränderung Vattenfall das Kraftwerk mangels Kühlung wesentliche Teile des Jahres gar nicht wird nutzen können.

Was sind die sinnvollen Alternativen?

Nicht ein Ersatz für das alte Kraftwerk in Wedel an sich, sondern die geplante Größe des Kraftwerks Moorburg ist das eigentliche Problem. Die anfallende Wärmemenge an einer Stelle zu nutzen, ist völlig unmöglich, und ein variables Reagieren auf künftigen Strombedarf auch, wenn dieser Gigant erst einmal gebaut ist. Sinnvoll wäre es, erst einmal an der Stelle Moorburg nur einen Block zu bauen, der den Strom aus dem veralteten Kraftwerk Wedel ersetzt. Wenn dieser Block fertig ist, kann man in Wedel mit dem Bau eines zweiten beginnen. Die Rohrleitungen für die Wärme aus Wedel in die Innenstadt könnten weiter genutzt werden und die Auskopplung von viel Wärme wäre kein Problem. So wird viel weniger Energie weggeworfen als in Moorburg geplant. Auch sind die Kühlungsmöglichkeiten in Wedel ungleich besser als in Moorburg.

Als weitere Maßnahmen müssten alle Heizwerke in Hamburg, also große Heizfabriken, die Stadtteile (z.B. Mümmelmannsberg und viele andere) mit Fernwärme versorgen, Zug um Zug umgestellt werden auf Stromproduktion. Die Abwärme würde weiterhin die Siedlungen heizen, aber man hätte gleichzeitig Strom und müsste nicht bei Stromproduktion an anderer Stelle die Abwärme wegwerfen.

Drittens müsste eine gezielte Senatspolitik dafür sorgen, dass überall in der Stadt Blockheizkraftwerke installiert werden, wo gerade Heizumstellungen anstehen. Diese Werke werden heute schon rentabel in Hamburg privat gebaut und betrieben. Zuschüsse sind weiter nicht nötig. Der Staat könnte aber regulierend helfen. (Sinnvoll wäre es durchaus, wenn der Hamburger Senat das Stromnetz der Stadt von Vattenfall zurückkaufen würde. Das Recht dazu hat er, und das macht vieles einfacher.)

Der Strombedarf, der nach all diesen Maßnahmen und der planmäßigen Abschaltung der Atomkraftwerke - z.B. im Sommer - noch nötig wäre, könnte in verschiedenen kleineren Erdgas-Kraftwerken mit vorgeschalteter Gasturbine bei einem deutlich höheren Wirkungsgrad erzeugt werden. Dafür gibt es in der Stadt genügend Standorte (z.B. dort, wo jetzt noch das geschlossene Heim Feuerbergstraße steht . . .)

Eine solche Gesamtkonzeption sichert die Stromversorgung flexibel nach den sich möglicherweise ändernden Bedarfen und reduziert die Energieverschwendung und den CO2-Ausstoß radikal.

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23.11.07

Betrifft: Nachfrage zur Umrüstung von Heizwerken zu Blockheizkraftwerken

Meine Nachfragen bei den Spezialisten in der Fachgruppe (ich selbst bin ja eher für Atomfragen zuständig) haben ergeben:

Etwa 20 Prozent der Wärmeleistung eines bisherigen Heizwerkes müssten vom Blockheizkraftwerk übernommen werden. Das bisherige Heizwerk selbst bliebe als Spitzenlastkessel erhalten, der ohnehin nötig und in diesem Sonderfall nur 20 Prozent überdimensioniert wäre.

Ein Blockheizkraftwerk mit gutem Verbrennungsmotor gibt die in ihn per Gas oder Öl eingesetzte Energie zu 40 bis 50 Prozent als Strom ab, den Rest als Wärme. Ein Blockheizkraftwerk wird ja nach der Wärmeleistung ausgerichtet. Etwas weniger als dieselbe Leistung kann dann als Strom gewonnen werden.

Damit es etwas einfacher ist: Pro 100 kW eines bisherigen reinen Heizwerkes müsste das Blockheizkraftwerk eine Wärmeleistung von 20 kW haben und könnte dabei ca. 18 kW Strom erzeugen - ohne zusätzliches Abgas. (CO2), weil dieser Strom dann ja in einer Kondensationsanlage nicht erzeugt werden muss.

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Hamburger Fachgruppe Energie – Klaus Gärtner, schlottermotz@web.de

(laienverständliche Darstellung energietechnischer Zusammenhänge)

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22.01.08

Strom aus Moorburg nicht für Hamburg –

Arbeitsplätze in Moorburg nicht für Hamburger.

Nur der Dreck bleibt uns.

Dass der Strom aus dem gigantisch geplanten Kohlekraftwerk Moorburg nicht in Norddeutschland gebraucht wird, sondern für den Export bestimmt ist, erläuterten wir schon in unserer Mitteilung „Kohlekraftwerk Moorburg unnütz und schädlich“ vom Juli 2007. Nun gibt es Erkenntnisse zu den prognostizierten Arbeitsplätzen.

In einer Veranstaltung des Industrieverbandes Hamburg im Dezember nannte Vattenfall folgende Zahlen für die zu erwartenden Arbeitsplätze durch das geplante Kohlekraftwerk Moorburg:

- 2000 Arbeitsplätze während der Bauphase

- 375 Arbeitsplätze durch den Betrieb

- 500 Arbeitsplätze bei Revisionen

Auf Nachfrage durch Dr. Heubel räumte Senator Uldall ein, dass so große Bauvorhaben europaweit ausgeschrieben würden, und wenn polnische Unternehmen billiger seien, ließe sich dagegen nichts machen. Also: Hamburger Arbeitsplätze entstehen durch den Bau nicht.

Die Arbeitsplätze bei Revisionen entstehen ohnehin nicht am Ort, da die Revisions­mannschaften in der Regel von Kraftwerk zu Kraftwerk reisen.

Auf Nachfrage bezüglich der Dauerarbeitsplätze stimmte Senator Uldall zu, dass diese wohl aus anderen Kraftwerken von Vattenfall übernommen würden.

Mit anderen Worten: Hamburg und ganz Norddeutschland braucht das Kraftwerk ohnehin nicht. Es wurde hier geplant, weil Vattenfall in Moorburg ein Grundstück an seetiefem Wasser hat. Der Strom soll in großer Entfernung „andere Kraftwerke vom Markt drängen“. Die Arbeitsplätze entstehen auch nicht hier. Nur der Dreck bleibt vor Ort.

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17.01.08

Durch Umrüsten der Hamburger Heizwerke könnte ein Kraftwerksblock von Moorburg ersetzt werden.

Am 05.11.2007 gaben wir eine Mitteilung heraus, nach der viele Heizwerke in Hamburg ineffektiv arbeiten, weil sie bei der Produktion von Wärme aus Erdgas nicht auch gleichzeitig elektrische Energie erzeugen. „Mit der Umrüstung aller Heizwerke in Hamburg zu Heizkraftwerken könnte ein Großkraftwerk überflüssig werden“ endete unsere damalige Mitteilung.

Nach weiteren Recherchen und Berechnungen können wir diese Abschätzung heute mit Zahlen belegen. Knapp 800 Megawatt Strom könnten erzeugt werden, wenn alle Heizwerke umgerüstet würden, wie wir vorgeschlagen haben. Das entspräche der Leistung eines der beiden Blöcke aus dem von Vattenfall geplanten Kohlekraftwerk in Moorburg. Also könnte die Umrüstung der über Hamburg verstreuten Heizwerke einen ganzen Kraftwerksblock ersetzen, ohne dass dabei zusätzliches CO2 ausgestoßen würde. Hamburg würde mit diesem Weg also die klimaschädliche Emission eines ganzen Kraftwerkblockes in Moorburg erspart bleiben, obwohl trotzdem genau so viel neue elektrische Leistung bereit stünde.

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Hamburger Fachgruppe Energie – Klaus Gärtner, schlottermotz@t-online.de

(laienverständliche Darstellung energietechnischer Zusammenhänge)

Als Anlage unsere Mitteilung vom 05.11.2007:

Energie und CO2 sparen:

Hamburger Heizwerke endlich auf Stromerzeugung umstellen!

Besonders in Hamburger Großsiedlungen wie Mümmelsmannsberg oder auch der geplanten Hafencity wurden bis in die jüngste Vergangenheit Heizwerke gebaut, die ein ganzes Siedlungsgebiet mit Heizwärme versorgen - meistens mit dem Brennstoff Erdgas. Nachteilig dabei ist, dass nicht gleichzeitig in „Kraft-Wärme-Kopplung“ auch Strom erzeugt wird. Durch die Koppelung könnte eine erhebliche Menge Brennstoff und dabei auch die entsprechende Menge CO2 eingespart werden. Wenn der Hamburger Senat tatsächlich daran interessiert wäre, CO2 und Energie zu sparen, müsste umgehend ein Kataster aller solcher Heizwerke und ein Plan zu deren Umrüstung erstellt werden.

Die Umrüstung eines vorhandenen Heizwerkes zu einem Heizkraftwerk, das gleichzeitig Strom und Wärme erzeugt, ist technisch recht einfach und für alle - außer für die Energiekonzerne - von großem Vorteil. Der vorhandene Heizkessel bliebe in jedem Fall erhalten, da für selten im Jahr auftretende Tiefstemperaturen immer ein Spitzenlastkessel vorhanden sein muss. Zusätzlich wird in das Werk ein großer Verbrennungsmotor eingebaut, der mit demselben Brennstoff gefeuert wird, wie das Heizwerk vorher (Öl oder Gas). Die Brennstoffversorgung bleibt also wie vorher. Der Motor erzeugt über einen angeschlossenen Dynamo Strom. Die Abwärme des Motors wird allerdings nicht durch einen Auspuff geleitet, sondern erwärmt das Heizwasser für die Häuser. Diese Heizleistung muss so berechnet sein, dass sie etwa 20 Prozent der Heizkessel-Leistung ausmacht.

Obwohl die Motor-Abwärme nur 20 Prozent der Gesamtleistung ausmacht, übernimmt sie doch die Heizung der Häuser zu etwa 70 Prozent. Das liegt daran, dass nur selten so tiefe Temperaturen herrschen, dass der alte Heizkessel zufeuern muss. Die meiste Zeit des Jahres schafft das der Motor mit seiner Abwärme allein. Die Investition amortisiert sich durch den Stromverkauf.

Der CO2-Ausstoß des umgerüsteten Heizkraftwerkes ist keineswegs geringer als der des vorigen Heizwerkes. Aber der dabei erzeugte Strom muss nun in anderen Kraftwerken, die ihre Abwärme nur in die Elbe leiten, nicht mehr erzeugt werden. Die CO2-Reduktion liegt also dort. Mit der Umrüstung aller Heizwerke in Hamburg zu Heizkraftwerken könnte ein Großkraftwerk überflüssig werden.

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Zur Zukunft der Fernwärme in Hamburg

von Klaus Gärtner. 20.02.2017

Nach dem gewonnenen Volksentscheid gibt es die Chance, eine Wärme-Wende wenigstens ansatzweise einzuleiten. Das ist eine historische Chance, und konservativ-ängstliches Setzen allein auf Erdgas zum Ersatz von Wedel ist da einfach nicht genug. Wir brauchen Visionen für eine Zukunft ohne fossile Brennstoffe. Wir dürfen uns machbaren Ideen nicht mit konservativen Standard-Argumenten („wer weiß, ob das so geht“ - „wer weiß, was das kostet“ - „dauert viel zu lange“) verschließen. Irgendjemand muss immer den Mut haben, etwas Neues zu wagen, sonst gäbe es nie einen Fortschritt. Ich möchte auch nicht wie andere energiebewegte Kaninchen ausschließlich auf die Moorburg-Schlange starren. Um Kohlekraft abzuschalten bedarf es neuer – überfälliger – Gesetze, und die werden ausschließlich in Berlin gemacht. (Solange dort die SPD mitregiert, wird es nie Gesetze gegen Kohle geben.) Für die Hamburger Fernwärme kommt weitere Kohle nicht in Frage. Deshalb nehme ich diese Option in meine Betrachtungen nicht auf. Ansonsten ist es wie immer mein Anliegen, Objektivität und Sachlichkeit in die Diskussion zu bringen, die zu wichtig ist, als dass man sie sinnlos verzankt.

Industrie-Abwärme: Nachdem wir in der LAG Energie seit Jahrzehnten die Nutzung der Industrie-Abwärme gefordert haben, rückt das Ziel nun endlich in greifbare Nähe, besonders in Bezug auf die Kupferhütte Aurubis. Wir sollten darauf bestehen, die gesamte auskoppelbare Wärme ins Netz zu übernehmen. 20 MW sind offensichtlich schon für Enercity vergeben. Um so wichtiger ist es, dass nun die übrigen 40 MW nicht an der zukünftigen Fernwärme Hamburg vorbei gehen, denn sie können einen Teil aus Wedel ersetzen. Die Leistung sollte deshalb – wie schon oft vorgeschlagen – angekoppelt werden an das Heizwerk HafenCity. Das ist der Nachfolger des alten Kohle-Heizkraftwerkes Hafen, steht fast an derselben Stelle und ist mit starken Leitungen mit dem Fernwärmenetz in die City verbunden. Bei der relativ geringen Leistung sollte es an den meisten Tagen des Jahres so keine hydraulischen Probleme geben. An den wenigen sehr kalten Tagen müssen dann eventuell das Heizwerk Haferweg und das Kohlekraftwerk Tiefstack ein wenig gegensteuern, denn Vorrang für die Industrie-Abwärme vermindert CO2 und entlastet Luft und Elbe.

Auch wenn andere industrielle Abwärme, z.B. aus der Stahl- und aus der Aluminiumproduktion, nur in geringerem Ausmaß zur Verfügung stehen, sollten sie unbedingt endlich für die Fernwärme genutzt werden.

Wärmepumpe Dradenau: Unterhalb der Havel ist das Hamburger Klärwerk der größte Nebenfluss der Elbe mit Wasser, das sommers wie winters warm** ist. Auch wenn die Energieausbeute von 100 MW, die das Hamburg-Institut als Höchstgrenze annimmt, etwas zu optimistisch erscheint, ist doch das Potenzial erheblich – ebenso die einhergehende Entlastung der Elbe. Die nötige Antriebsenergie könnte aus Biogas des Klärwerks selbst gewonnen werden, sofern dort wirklich genügend entsteht, wobei es emissionsmäßig völlig egal ist, ob man das Biogas direkt verwendet oder es aus reinen Subventionsgründen ins Netz einspeist und für die Wärmepumpen dann Gas aus dem Netz bezieht. Die Abwasser-Wärmepumpe scheint** eine wirklich wichtige Option zu sein, die genutzt werden sollte.

Wärme-Speicher unter Stellingen:Das oberflächennahe Grundwasser, aus dem unter anderem auch Trinkwasser gewonnen wird, ist ein fließendes Gewässer, das von Regen gespeist wird und in porösem Untergrund dem Meer zufließt. Es fließt nur viel langsamer als Bäche und Flüsse oberhalb des Bodens. Es gibt allerdings auch Grundwasser, das nicht fließt, weil es in porösen Senken oder einfach viel tiefer abgeschottet liegt. Weil es nie durchgespült wird, ist solches Grundwasser komplett versalzen, besonders in Norddeutschland, und daher als Trink- oder Brauchwasser nicht nutzbar. Aber es ließe sich als Jahreslast-Energiespeicher nutzen, indem es bei Überschuss an Wärmeangebot aufgeheizt und bei Wärmebedarf wieder abgekühlt wird. Ein Jahresspeicher für Wärme-Energie wäre innovativ und von großer Bedeutung, auch wenn er aktuell keinen Beitrag zum Ersatz von Wedel leistet. Da das Angebot von Wärme in Industrieanlagen, stromgeführten Heizkraftwerken, solarthermischen Anlagen usw. zeitlich nicht ausreichend mit dem Wärmebedarf zusammenpasst, könnte die Wärmespeicherung helfen. Deshalb sollte diese Idee mit tatsächlichen Untersuchungen verfolgt werden.

Müllverbrennung: Die MVB an der Borsigstraße deckt heute schon die Jahres-Grundlast, also den Wärmebedarf, der auch im warmen Sommer (meist für Warmwasser) vorhanden ist. Die MVR bei der Dradenau könnte also gar nicht mehr das ganze Jahr genutzt werden. Außerdem ist die Thermische Verwertung des Abfalls nach der Wiederverwendung und der Stofflichen Verwertung aus ökologischen Gesichtspunkten drittrangig, kommt also nur in Frage, wenn die anderen beiden Verwendungen nicht möglich sind. Nun strengt sich aber die Stadtreinigung Hamburg an, die Stoffliche Verwertung (=Material-Recycling) in Stellingen stark voran zu treiben. Ob danach noch genügend Müll für die Thermische Verwertung bleibt, kann man heute kaum übersehen. Das Gezanke um die Definition „Import“ ist an der Stelle allerdings überflüssig. Wer will denn bitte in einem Vereinten Europa ausgerechnet die Staatsgrenze von Hamburg als Außenhandelsgrenze definieren? Wenn Müll aus dem nahen Hamburger Umland in einer (technisch hochwertigen) Hamburger Verbrennungsanlage verwertet wird, ist dagegen doch rein gar nichts einzuwenden! Es wäre ökologisch noch nicht einmal etwas dagegen einzuwenden, wenn Müll aus dem grenznahen Dänemark in einer (technisch hochwertigen) Anlage in Flensburg verbrannt würde! Eine „Grenze“ kann doch nur dort liegen, wo die größere Entfernung den Transportaufwand nicht mehr rechtfertigt.

Solarthermie in Altenwerderund Wärmepumpe Elbwasser in Wedel möchte ich im Moment nicht weiter bedenken, weil sie beide im wirklichen Winter nicht genügend Energie liefern**. Tatsächlich ist es von Vorteil, dass in Wedel manche Komponente schon besteht und wiederverwendet werden könnte. Auch gibt es schon große Solarthermieanlagen, die überzeugend arbeiten**, in Dänemark. Aber beides kann erst in Angriff genommen werden, wenn wenigstens die Machbarkeit eines Jahreslast-Wärmespeichers nachgewiesen ist, siehe oben.

Gasmotoren-Batterie in Stellingen:Es handelt sich im Prinzip um eine Reihe von Block-Heizkraftwerken, also Verbrennungsmotoren wie in Autos, die einen stromerzeugenden Dynamo antreiben, während die Abwärme zum Heizen genutzt wird – natürlich alles technisch mit der Fernwärme kompatibel dimensioniert*. Sie sind geeignet, um relativ schnell Strom und Wärme aus Wedel zu ersetzen, weil sie recht schnell zu errichten sind und nicht alle auf einmal errichtet werden müssen. Die Abgase können sehr viel gründlicher und einfacher gereinigt werden als bei Automotoren, weil die Maschinen gleichmäßiger laufen und Katalysatoren perfekte Bedingungen vorfinden. In Stellingen befinden sich noch nicht die nötigen Anschlüsse für Erdgas und Fernwärme, aber die lassen sich mit nicht allzu großem Aufwand herstellen.

Vorteile der Gasmotoren:

a) Gasmotoren lassen sich sehr flexibel betreiben, lassen sich sowohl einzeln in der Leistung unkompliziert regeln als auch modulweise leicht zu- oder abschalten. So kann man die Energie-Produktion bequem dem Bedarf anpassen.

b) Gasmotoren sind auch leichter und schneller zu errichten, weil die Gesamtbatterie modulweise gebaut und eventuell sogar modulweise wieder abgebaut werden kann.

c) Moderne Gasmotoren haben einen guten Wirkungs- und Energienutzungsgrad, bis zu 45 %* elektrisch und thermisch, also 90 %* in der Gesamtnutzung.

d) Die Gasmotoren-Batterie bietet in ihrer Gesamtheit eine hohe Verfügbarkeit. Bei einer Störung oder einer Revision fällt in der Regel nur ein Modul, aber nicht die ganze Anlage aus. Das hat auch positive Auswirkungen auf notwendige Reserve-Kapazitäten.

Nachteile der Gasmotoren:

a) Gasmotoren sind bestenfalls ein Notbehelf, kein wirklicher Schritt in Richtung Wärme-Wende. Sie werden mit Erdgas (Methan, CH4) und somit fossil betrieben. Der CO2-Ausstoß ist etwa nur halb so groß wie bei Kohle, weil die Energie nicht nur durch Verbrennung von Kohlenstoff (C), sondern auch Wasserstoff (H) entsteht. Kohlenstoff wird dann zu CO2, Wasserstoff aber einfach nur zu Wasserdampf (H2O). (Allerdings muss berücksichtigt werden, dass schon auf dem Weg bis nach Hamburg viel Methan und CO2 in die Luft entlassen wurde, wenn das Gas aus Russland stammt, was die Bilanz wieder verschlechtert.)

b) Das Verhältnis zwischen Strom- und Wärmeerzeugung ist fest*; bei einer bestimmten Menge Wärme wird auch eine bestimmte Menge Strom produziert. Da die Maschinen die Fernwärme sicherstellen sollen, müssen sie „wärmegeführt“ sein, das heißt, sie müssen sich nach dem Wärmebedarf richten. Der Strom wird dabei produziert, ob er gerade gebraucht wird oder nicht. Für einzelne Blockheizkraftwerke, die es schon gibt, müssen also die Entnahme-Kondensations-HKWe, die ein variables Verhältnis Strom-Wärme ermöglichen, die Regelung übernehmen. Wenn jetzt aber die Gasmotoren selbst zu einer entscheidenden Erzeugungsgröße werden, wird das schwieriger. Um diesem Nachteil kurzzeitig zu begegnen, werden sie in Kiel mit einem Wärmespeicher kombiniert, der wenigstens die Tageslast ausgleichen kann. Auf starken Wind oder Flaute kann damit noch nicht reagiert werden.

c) Die Kraft-Wärme-Kopplung, für die wir Jahrzehnte gestritten haben, hat an Bedeutung etwas verloren, seit große Mengen Strom regenerativ hergestellt werden und nicht mehr nur in Wärmekraftmaschinen. Um Strom zu erzeugen, wenn der Wind nicht weht, müssten die Gasmotoren dem Strombedarf folgen. Die Gasmotoren sind aber in erster Linie für die Fernwärme zuständig, müssen also dem Wärmebedarf folgen – siehe oben. Daraus kann folgen, dass fossiler Strom hergestellt wird, obwohl wir Windstrom im Übermaß haben.

d) Gasmotoren sind bei heutigen Energiepreisen nicht wirtschaftlich zu betreiben**. Da es sich hier nicht um eine Avantgarde von Erneuerbarer Energie handelt sondern um eine herkömmliche fossile Technik, wären zu hohe Kosten nicht zu verantworten.

Die Option, die Gasmotoren später mit Wasserstoff aus Windenergie zu betreiben, ist abwegig, wie ich an anderer Stelle schon ausführte. Dabei wird von mir überhaupt nicht bestritten, dass wir zu Recht auf Gas aus Windenergie hoffen und wir darin eine Zukunft sehen. Nur für die angedachten Gasmotoren machte das keinen Sinn, wenn man zuerst (unter Verlusten) Strom in Gas und dann wieder (unter Verlusten) Gas in Strom verwandeln würde. Die Erzeugung von Gas aus Wind hat ja zwei Ziele: Einerseits will man damit Erdgas ersetzen. Für die Fernwärme wäre es dann am günstigsten, das Gas direkt zum Heizen einzusetzen und nicht über Gasmotoren. Andererseits erzeugt man aber auch das Wind-Gas, um damit Energie zu SPEICHERN. Das ist ganz besonders wichtig, weil bei den Erneuerbaren die zeitliche Diskrepanz zwischen Angebot und Bedarf groß sein kann. In dem Falle würde es Sinn machen, aus dem Gas auch wieder Strom zu erzeugen. Aber dann müssten die Erzeugungsanlagen stromgeführt sein, was bei Fernwärme nicht geht – siehe oben.

Auch wenn eine nachhaltige Energieversorgung nicht auf Erdgas setzen darf, spielen sowohl Erdgas als auch die Kraft-Wärme-Kopplung noch eine wichtige Rolle beim raschen Ausstieg aus der Kohle. Maßvoller Einsatz von Gasmotoren kann also Sinn machen. Es kommt darauf an, dass der fossil erzeugte Strom sinnvoll eingesetzt werden kann, sonst wären die Gasmotoren einem modernen Heiz-Brennwertkessel ökologisch unterlegen.

Gas-und-Dampf-Heizkraftwerk:Der Kern ist eine Maschine wie ein Flugzeugtriebwerk*, das einen Dynamo antreibt. Mit den heißen Abgasen wird dann noch einmal Dampf erzeugt und ein weiterer Dynamo über Dampfturbinen betrieben. Der Dampf wird dann wie üblich im Kondensator verflüssigt. Ein GuD-Kraftwerk hat einen höheren Wirkungsgrad als ein reines Dampfkraftwerk, weil die Anfangstemperatur im Brennraum des Triebwerks höher ist und damit die gesamte Temperaturdifferenz. Es lässt sich nicht mit festem Brennstoff (Kohle) betreiben. Ein GuD-Kraftwerk kann auch zur Kraft-Wärme-Kopplung verwendet werden, indem der Dampf vor der letzten Turbine* entnommen und heiß kondensiert wird. Solch eine Anlage steht seit langem in Tiefstack. Ein GuD-HKW kann strom- oder wärmegeführt gefahren werden, nutzt die Energie besser aus als ein Gasmotor, ist aber nicht so schnell und flexibel zu erstellen.

Stroh-Heizwerk: Seit das anfallende Stroh nicht mehr für das Vieh verwendet, sondern dieses tierquälerisch auf Spaltenböden gehalten wird und dessen Exkremente mit Frischwasser entsorgt werden, fällt ja tatsächlich eine Menge ungenutzten Strohs an, das man zur erneuerbaren Energiegewinnung verwenden könnte. Allerdings ist die Energiedichte von Strohballen sehr gering, so dass man große Transportkapazitäten** für wenig Energie brauchte, was die Bilanz Richtung fossiler Energie verschlechtert. Günstiger wäre es wohl, Stroh auf dem Lande zu wesentlich dichteren Pellets** zu verarbeiten und erst dann zu transportieren.

„Power to Heat“: Nur der Begriff ist neu, nicht das Verfahren. Am Standort Karoline gab es schon immer eine Anlage, die überschüssigen Strom (damals aus Atomkraftwerken) nutzt, um Fernwärme zu erzeugen. Die LAG hat sich immer gegen diese Methode gestemmt. Heute liegen die Verhältnisse etwas anders. Es machte durchaus Sinn, überschüssigen Windstrom lieber zum Heizen zu verwenden, als die Windturbinen abzuschalten (und trotzdem zu bezahlen). Strom ist nach wie vor die edelste – weil vielfältigste – Energie und deshalb zu schade zum Verheizen. Aber wenn es einen regenerativen Strom-Überschuss gibt, der wirklich anders nicht unterzubringen ist, ist gegen die Methode nichts mehr einzuwenden.

„Netzrestriktionen“: Im Grunde gibt es in jedem Netz gewisse Restriktionen, also Hemmnisse, die eine beliebig große Ein- und Ausspeisung an beliebiger Stelle verhindern. Aber in der Fernwärme sind diese weit komplizierter als in anderen Netzen. Theoretisch bedingen sich natürlich Druck, Leitungswiderstand und Durchflussmenge ähnlich wie beim Ohmschen Gesetz. Aber die Energie wird nicht damit, sondern als Temperaturdifferenz mal Durchflussmenge transportiert. Der Leitungswiderstand hängt vom Querschnitt ab, von der Form in der Leitung, von den Biegungen und vor allem den Ventilen. Er ändert sich stark mit der Strömungsgeschwindigkeit. Denn Reibung und Massenträgheit führen bei starker Strömung zu Verwirbelungen, die den Widerstand beträchtlich erhöhen. Wenn also im Sommer sehr wenig Wasser fließen muss, kann es gelingen, das ganze Netz mit nur einer Wärmequelle (MVB) am relativen Rande zu bedienen. Im Winter sieht das ganz anders aus. Kurz gesagt: Wer Netzrestriktionen leugnet, kennt die Sachlage nicht. Dass Vattenfall diese manchmal etwas einseitig auslegt, will ich aber nach meiner Erfahrung auch nicht bestreiten.

Trasse zur Elbquerung: Bisher gibt es Vorschläge, Erneuerbare Energie in die Fernwärme zu integrieren, kaum für Anlagen nördlich der Norderelbe. Daher ist die Idee, aus dem Gebiet Dradenau eine Trasse unter der Nordelbe zum Hauptabnahmegebiet zu bauen, durchaus nicht abwegig. Ökologisch ist gegen die Trasse erst einmal nichts einzuwenden. Das Problem liegt hier eher in der Wirtschaftlichkeit, weil die rechte lange Unterquerung teuer sein wird. Es wäre zu prüfen, ob man die Trasse in der Vierten Elbtunnelröhre über oder unter der Fahrbahn neben den Lüftungsrohren einbauen kann. Das hätte drei entscheidende Vorteile: Erstens wäre die Verlegung einfacher und billiger, weil die Röhre schon da ist. Zweitens geht der Autobahntunnel fast genau zum Einspeisepunkt Bahrenfeld und beginnt ganz in der Nähe der Dradenau. Drittens wäre die mögliche Leitung nicht groß genug, um Moorburg anzuschließen. Denn letzteres hat auch Vattenfall seinerzeit schon prüfen lassen. Es lohnte sich also, festzustellen, ob a) ein kleineres Rohrpaar als für Moorburg doch unterzubringen ist und b) ob sich die Trasse auch bei der geringeren Fernwärmemenge noch rentiert. Natürlich steht und fällt die Amortisation einer solchen Trasse erst einmal mit der MVR und der in Zukunft verfügbaren Müllmenge, siehe oben.

Die Sorge, dass eine einmal gebaute Trasse später zum Wärmetransport aus Moorburg genutzt werden könnte, habe ich nicht. Gegen eine spätere Regierung, die alles anders will und macht, kann man generell nichts tun. Das ist in der Demokratie normal, wie seinerzeit gerade die Laufzeitverlängerung für Atomkraftwerke durch Frau Merkel gezeigt hat. Man hat nicht die Allmacht, für alle Zukunft etwas zu sperren, sondern muss hier und jetzt verantwortungsvoll handeln. Außerdem wird, allen Bemühungen der SPD zum Trotz, Kohle immer weniger akzeptiert werden, so dass es unwahrscheinlich erscheint, in etlichen Jahren plötzlich wieder auf Kohle zu setzen, wenn wir heute schon in Richtung Erneuerbar umgeschaltet haben.

Kohlekraftwerk Moorburg: Da haben die Mahner ja recht – man kann nicht Energie in Hamburg diskutieren, ohne wenigstens einen Nebenblick auf das neue Kohlekraftwerk Moorburg zu werfen. Mit seiner sensationellen Frischdampftemperatur von über 600 Grad* erreicht es einen elektrischen Wirkungsgrad von 46 %*. Ausgelegt ist es für eine recht geringe Fernwärmeauskopplung von 240 bis 650 MW*. Die Regelungsmöglichkeit bei der Stromproduktion erreicht fast die von Gasmotoren. Es gibt jedoch an dem Kraftwerk zwei Hauptprobleme, die schon vor dem Bau klar waren und von uns immer bekämpft wurden: Erstens wird es anachronistisch mit Kohle gefeuert, zweitens ist es etwa viermal größer als sinnvoll. Es ist insgesamt eine komplette Fehlinvestition, eine unverantwortlich große Belastung von Klima und Elbe. Wenn Moorburg wie ursprünglich vorgesehen das Kraftwerk Wedel ersetzt, wäre die Fernwärme in Hamburg auf Jahrzehnte weiter von Steinkohle dominiert und aller Fortschritt für das Klima blockiert. Das widerspricht jeder Vernunft.

Gegen die Auskopplung von Moorburg-Wärme für industrielle Energieprozesse südlich der Norderelbe ist dagegen nichts einzuwenden. Sowohl Klima als auch Elbe profitieren davon, weil die nötige Prozesswärme ja sonst anderweitig – fossil – hergestellt werden müsste und bei Moorburg weniger Wärme in die Elbe geleitet würde.

 

 

* Die angegebenen Werte sind grobe Schätzwerte. Genauere Werte hängen erstens von etlichen Einzelfall-Bedingungen ab und würden zweitens die einfache Verständlichkeit der Darstellung mindern.

** Für eine ausreichend genaue Darstellung in diesem Bereich brauche ich noch weitere Informationen.

20.02.2017 Klaus Gärtner

 

 

 

 

KLAUS GÄRTNER

Fachgruppe Energie GAL-Bürgerschaftsfraktion

1985

 

Mit welcher alternativen Energie können wir die Atomkraftwerke ersetzen?

Diese Frage wird von energiepolitischen Laien sehr oft gestellt. Aber schon in der Frage steckt der Irrtum: Sie ist unsinnig und geht am Problem vorbei. Gerade deshalb wird sie ja auch von den Atomkraftbefürwortern ständig suggeriert.Ein Umdenken im Energieversorgungs-System ist notwendig, nicht der blinde Ersatz des einen durch den anderen Energieträger. Erst ein solches Umdenken, die sogenannte Energiewende, bringt die notwendigen ökologischen und ökonomischen Erfolge. Das Umdenken muss in drei Schritten erfolgen:

1. Frage: Wie kann die gleiche Menge Nutzenergie wie bisher mit viel weniger Energieeinsatz als bisher erzeugt werden? Das istdie Frage nach der Effizienzrevolution in der Energieerzeugung. Heute ist es doch so, dass der weitaus größte Teil des Energieeinsatzes als Abwärme “weggeworfen“ wird. Bei einem Atomkraftwerk gehen mehr als zwei Drittel der erzeugten Energie ungenutzt in die Elbe. In Fachkreisen ist unbestritten. dass mit dem sog. Energiesparen, also dem Vermeiden von Abwärme, die Reduzierung von Kohlendioxid und Atommüll viel schneller, billiger und sicherer zu erreichen ist als mit Umweltenergien wie Sonne, Wind und Biogas. Die mit Abstand effektivste Methode dazu ist die Kraft-Wärme-Kopplung, also die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Heizwärme, denn damit könnte der Energiebedarf bei gleichem Nutzen auf die Hälfte gesenkt werden.

2. Frage: Wie kann beim Endabnehmer der gleiche Nutzen mit weniger Energie erreicht werden? Das ist die Frage nach moderner, intelligenter Energietechnik, Wärmedämmung, Thermostaten und anderen Regeleinrichtungen. Abwärmenutzung, Solararchitektur (passive Sonnenenergienutzung durch bestimmte Bauweise). Stromsparende Geräte usw. erreichen den gleichen Komfort beim Endabnehmer, benötigen aber viel weniger Energie. Die Technik steht zur Verfügung. Komfortbedarf kann mit dem gleichen finanziellen Einsatz entweder durch Energieerzeugungsanlagen oder durch Aufbau energiesparender Technik befriedigt werden. Bisher wurde immer nur die erste Möglichkeit gewählt. Die zweite ist aber sinnvoller. Dazu ist es nötig, dass die Energieunternehmen in die Regie der Gemeinden übernommen werden und nicht mehr den Verkauf von möglichst viel Energie, sondern die Befriedigung bestimmter Bedürfnisse (warme Wohnung, Licht, Kraft usw.) zum Unternehmensziel haben. Dann würde sich schnell zeigen, dass es billiger ist, energiesparende Technik einzusetzen als neue Kraftwerke zu bauen. ¹⁾

3. Frage: Wie kann der noch verbleibende Restbedarf mit regenerativer Energie erzeugt werden? Das ist nun endgültig die Frage nach der alternativen Energie-Erzeugung, die aber erst nach den beiden ersten Fragen beantwortet werden muss, nachdem also der Energiebedarf ganz entscheidend reduziert wurde. Dabei ist die Sonnenenergie in ihren vielfältigen Formen der wichtigste Energieträger. Energiewandlungs- und Speichertechnik stehen bereit und warten auf die Anwendung. ¹⁾

Wenn die drei genannten Fragen auch nicht nur in dieser Reihenfolge, sondern durchaus nebeneinander beantwortet werden müssen, so ist doch die Dringlichkeit in der genannten Reihenfolge zu sehen.

1) Einzelheiten siehe andere Veröffentlichungen

Klaus Gärtner: Industriekaufmann, Physiklehrer, Mitbegründer der örtlichen GRÜNEN, Mibegründer der GAL Hamburg und deren Landesarbeitsgemeinschaft Energie, Mitglied der ersten Bürgerschaftsfraktion der GAL im Hamburger Rathaus, ca. 200 Vorträge zu Technik und Gefahren der Atomkraftwerke, Sprecher der Bundesarbeitsgemeinschaft Energie der GRÜNEN, wegen Erziehung eigener Kinder (Mutter war MdB) Abbruch der politischen Arbeit, seit 1997 wieder beratend in Sachen Energieversorgung tätig.

 "Ich war schon immer gegen Atomkraftwerke, aber seit ich Klaus Gärtner kenne, weiß ich auch, warum!" (Kristina Kukielka, ihrerzeit Fraktionsvorsitzende der GAL-Bürgerschaftsfraktion.)