Energiepolitik rund um den Ukraine-Kreig, Quelle: Plainpicture, Sam Diphius

Energiepolitik in Zeiten des Ukraine-Krieges: Kernkraftwerke statt Erdgas?

Der russische Angriffskrieg auf die Ukraine hat direkte Auswirkungen auf die Energie- und Klimapolitik in Deutschland. Fragen zur Versorgungssicherheit mit Energie, zu Abhängigkeiten von Russland und zu den steigenden Preisen bewegen dabei viele Menschen. Gleichzeitig werden mögliche Alternativen aus wissenschaftlicher Sicht nicht ausreichend reflektiert. Wir stellen daher nachfolgend Informationen und Fakten zu zentralen Fragen zusammen.

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Wie viel Erdgas importieren wir derzeit aus Russland und wo kommt es zum Einsatz?

Im Jahr 2020 importierte Deutschland netto rund 860 Terawattstunden (TWh) Erdgas. In den Jahren zuvor lag der Wert eher um die 1.000 TWh und darüber. 2020 stammten dabei etwa zwei Drittel des importierten Erdgases – rund 570 TWh – aus Russland. In den Jahren zuvor ist der Anteil stetig angestiegen und lag dabei im Mittel bei rund 50 Prozent. Der Hauptanteil des in Deutschland benötigten Erdgases wird direkt verbrannt, etwa um Gebäude zu heizen oder um hohe Temperaturen bei der Lebensmittel- oder in der Chemieproduktion zu erzeugen. Lediglich rund 19 Prozent – 188 TWh – des Erdgases wird benutzt, um daraus Strom zu erzeugen.

Können wir Erdgas ersetzen, indem wir die Kernkraftwerke länger laufen lassen?

Der Großteil des Erdgases, das in Gebäuden für die Wärmeerzeugung oder als Prozessgas in der Industrie eingesetzt wird, kann nicht durch Kernkraftwerke ersetzt werden. Denn: Von den 188 TWh die wir in Deutschland zur Gasverstromung nutzen, entfallen circa 120 TWh auf Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK), die nicht nur Strom, sondern auch Fernwärme für Heizung und warmes Wasser oder Prozesswärme für die Industrie erzeugen. Die Kernkraftwerke würden höchstens die Stromerzeugung ersetzen, nicht aber die Wärmeproduktion. Erdgasgefeuerte KWK-Anlagen können somit nicht durch den Weiterbetrieb von Kernkraftwerken ersetzt werden.

De facto verbleibt damit von den 188 TWh Stromerzeugung aus Erdgas ein Segment von rund 70 TWh aus Gaskraftwerken, die nur Strom produzieren und welches theoretisch ersetzt werden könnte. Das entspricht etwa einem Zehntel des gesamten aus Russland importierten Erdgases. Doch diese Gaskraftwerke haben eine besondere Funktion im Energiemarkt und für die Stromnetze. Denn sie springen sehr flexibel ein, wenn der Wind nicht weht oder die Sonne nicht scheint und gleichen eine mögliche Stromlücke kurzfristig aus. Kernkraftwerke sind für solche flexiblen Einsätze nicht geeignet, da sie nicht oder nur sehr begrenzt innerhalb von wenigen Minuten hoch- und heruntergefahren werden können. Die Funktionen der Gaskraftwerke für die Stabilisierung der Stromversorgung können Atomkraftwerke ebenfalls nicht ersetzen. In einem aktuellen Kurzpapier des BDEW zu kurzfristigen Substitutions- und Einsparpotenzialen von Erdgas in Deutschland werden verschiedene Optionen zur Reduktion des Erdgasverbrauchs in den verschiedenen Sektoren untersucht. Im Stromsektor wird hier neben der marktgetriebenen Reduktion der Erdgasverstromung auch die Option einer Laufzeitverlängerung von AKWs untersucht. Die Studie weist für diesen Fall eine Reduktion der Stromerzeugung aus Erdgas um rund 3 TWh aus. Bei einem Wirkungsgrad der Erdgas-Anlagen von 50 Prozent würde das einer Einsparung von 6 TWh Erdgas entsprechen.

Unser Zwischenfazit: Als Ersatz für die Stromerzeugung aus Erdgas sind die Kernkraftwerke nicht geeignet.

Welche weiteren Probleme ergäben sich für den Weiterbetrieb der Kernkraftwerke?

Davon abgesehen, dass der Atomausstieg gesetzlich festgeschrieben und damit nicht ohne weiteres rechtlich zu ändern ist, gibt es weitere Hürden, die einen Weiterbetrieb erschweren. Dazu gehören:

  • Nicht ausreichend verfügbare Brennelemente: Die Menge der in den Kernkraftwerken eingesetzten Brennelemente ist für einen Betrieb bis zum 31.12.2022 optimiert. Danach ist die Brennstoffmenge verbraucht; neue Brennstoffe wurden nicht beschafft. Die Neu-Beschaffung von Brennelementen nimmt circa eineinhalb bis zwei Jahre in Anspruch. Rein physisch ist eine kurzfristige Laufzeitverlängerung damit ausgeschlossen und die Strommenge, die noch von den Reaktoren erzeugt wird, festgelegt.
  • Ausstehende Sicherheitsüberprüfungen: Bei den drei noch laufenden Kernkraftanlagen, wäre im Jahr 2019 die alle zehn Jahre notwendige periodische Sicherheitsüberprüfungen fällig gewesen. Im Atomausstiegsgesetz wurde eine Ausnahmeregelung für Anlagen, die bis 31.12.2022 ihren Betrieb einstellen, eingeführt und die Überprüfung ausgesetzt. Würden die Anlagen über den bisher festgelegten Zeitpunkt hinaus betrieben werden, müsste die entsprechenden Überprüfungen durchgeführt werden, damit ein Weiterbetrieb genehmigt werden könnte. Dies wäre auch mit eventuell erforderlichen Nachrüstungen verbunden. Auch in diesem Fall würden die Anlagen bis zur Erfüllung der Nachrüstung möglicherweise für längere Zeiträume stillstehen.
  • Fehlende Rechtsgrundlage und Genehmigungen: Die Kernkraftwerke, die am 31.12.2022 stillgelegt werden sollen, können auf Basis des Atomgesetzes nicht länger betrieben werden. Hier müsste das Atomgesetz mit der Befristung geändert, neue Strommengen zugewiesen und neue Genehmigungen erteilt werden. Eine Gesetzesänderung müsste eine Risikoabwägung beinhalten, die nun auch die zusätzlichen Risiken eines Krieges in Europa in die Bewertung einbeziehen müsste.
  • Offene Frage der Übernahme der Haftungsrisiken: Es stellt sich auch die Frage, wer die Haftung für den Weiterbetrieb der Anlagen übernimmt. Es ist schwer vorstellbar, dass die Anlagenbetreiber bereit sind, die Risiken zu tragen. Die Bundesregierung müsste daher kaum kalkulierbare Risiken übernehmen.
  • Mangelnde Personalverfügbarkeit: Für den Weiterbetrieb der Anlagen muss entsprechend geschultes und geprüftes Betriebspersonal vorgehalten werden. Um einen Betrieb über das bisher festgelegte Datum vom 31.12.2022 hinaus durchführen zu können, müssten somit erneut die notwendigen Prüfungen vom Personal abgelegt werden. Für neues Personal ist aber eine mehrjährige Fachkundeausbildung notwendig. Auch die atomrechtlichen Genehmigungsbehörden und ihre Gutachterorganisationen haben ihr Personal reduziert, das heißt auch hier fehlt das Fachpersonal.
  • Fehlende Ersatzteile: Wegen der bevorstehenden Abschaltung, haben die Atomkraftwerke ihre Ersatzteilhaltung reduziert. Die Nachbeschaffung könnte schwierig sein, weil es die Hersteller eventuell nicht mehr gibt, weil das Embargo gegenüber Russland gilt oder wegen der bekannten Lieferkettenprobleme.
  • Hohe ökonomische Kosten: Es würde daher lange dauern, den Betrieb wieder zu reaktivieren und es müsste noch einmal viel Geld in die Reaktoren investiert werden, ehe sie dann doch stillgelegt werden. Dieses Geld ist in anderen Bereichen der Energieversorgung wesentlich sinnvoller angelegt. Auch Kosten für die Haftpflichtversicherungen für einen verlängerten Betrieb fallen an. Bis zur Beschaffung neuer Brennstoffe sowie für die Sicherheitsprüfungen und möglicherweise erforderliche Nachrüstungen müssten die Reaktoren erst einmal ab Januar 2023 über eine längere Periode heruntergefahren werden.
  • Teillastbetrieb zur Verschiebung von Strommengen in den nächsten Winter: Man könnte die Kernkraftwerke nur dann ein paar Monate im Winter 2023 länger laufen lassen, wenn sie im Jahr 2022 ihre Stromproduktion drosseln würden. Dazu müsste man aber bald recht deutlich die Stromproduktion herunterfahren, zum Beispiel in den Sommermonaten auf 50 Prozent, damit dann noch etwas Brennstoff im nächsten Winter übrig ist. Allerdings sind die Strommengen, die im Sommer erzeugt werden sollen, bereits verkauft und die AKW-Betreiber müssen den Strom auch liefern. Sie müssten dann Strom kurzfristig teuer einkaufen, um die Lieferverpflichtungen im Sommer zu erfüllen. Dies könnte zu hohen zusätzlichen Kosten führen. Der im Sommer 2022 zugekaufte Strom käme wahrscheinlich nach dem Merit-Order-Prinzip aus Kohlekraftwerken. In einer Situation ohne Streckbetrieb Anfang 2023 würden ebenfalls Kohlekraftwerke die fehlende Erzeugung aus Gaskraftwerken kompensieren. Klimapolitisch wäre ein solcher Streckbetrieb daher ein Nullsummenspiel, aber eines mit sehr hohen Kosten.

Unser Fazit ist deshalb: Wir brauchen die Kernkraftwerke nicht, weil sie die Funktionen der Gaserzeugung nicht ersetzen können. Die Verlängerung von Laufzeiten ist kurzfristig technisch unmöglich, eine mittelfristige Verlängerung der Stromproduktion braucht circa eineinhalb bis zwei Jahren Vorlaufzeit. Diese mittelfristige Verlängerung wäre extrem teuer und mit hohen Sicherheitsrisiken und hohem Verwaltungsaufwand verbunden und es wird sich wahrscheinlich niemand finden, der bereit ist, die Haftungsrisiken zu übernehmen.

Wird die Abhängigkeit der EU von Russland im Bereich der Kernenergie bisher unterschätzt?

Europa ist auch bei der Kernenergie stark von Russland abhängig, vielleicht sogar noch stärker als beim Gas. Die Hauptquellen der Uranimporte in die EU waren 2020 Russland mit 20,2 Prozent, Niger mit 20,3, Kasachstan mit 19,2, Canada mit 18,4, Australien mit 13,3 und Namibia mit 3,8 Prozent. Nur 0,5 Prozent des in der EU eingesetzten Urans stammen aus der EU selbst. Doch das sieht nur scheinbar diversifiziert aus. Russland ist mit Kasachstan eng verbunden, die Minen in Niger gehören Firmen in chinesischem Staatsbesitz, das gilt auch für zwei der drei größten Uranbergwerke in Namibia. Die dritte namibische Mine ist überwiegend in chinesischem Eigentum. Damit kamen 2020 nur 32 Prozent der Uranimporte nach Europa von Firmen, die nicht im Staatsbesitz totalitärer Regime sind. Europa hat sich auch hier in eine hohe Importabhängigkeit begeben.

Etwa ein Viertel der Urananreicherung und Teile der Brennelementfertigung für die EU erfolgt in Russland. Viele Reaktoren russischer Bauart beziehen ihre Brennelemente auf Basis langfristiger Lieferverträge über zehn Jahre oder mehr hauptsächlich vom russischen Konzern TVEL (oder auch TWEL), der zu Rosatom gehört. Russische Kernreaktoren stehen in Bulgarien, der Tschechischen Republik, Finnland, Ungarn und der Slowakei. Die 16 älteren Druckwasserreaktoren des Typs WWER-440 sind bei der Brennstoffherstellung vollständig von TVEL abhängig. Solche alten Reaktoren stehen in Bulgarien, der Slowakei, Tschechien und Ungarn. Diese Abhängigkeit betrachtet selbst die Europäische Nuklear-Versorgungsagentur (Euroatom-ESA) als signifikante Verwundbarkeit. Hier sind die Betreiber auch auf den Import von russischer Technik angewiesen. Aber auch die westeuropäischen AKWs sind nicht unabhängig. Der französische Konzern Areva arbeitet mit TVEL zusammen, um Brennelemente für sieben Reaktoren in Westeuropa zu liefern, etwa für das finnische AKW Loviisa. Noch im Dezember 2021 hat der französische Nuklearkonzern Framatome ein strategisches Kooperationsabkommen unterzeichnet für die Entwicklung der Brennstoffherstellung, die Instrumentierung und Kontrolle.

Der russische Brennelementehersteller TVEL wollte auch in die Brennelementfabrik in Lingen einsteigen, welche der französischen Firma ANF gehört. Lingen beliefert britische, französische und belgische Kernkraftwerke mit Brennelementen. Das Bundeskartellamt hatte diesen Einstieg im März 2021 genehmigt, danach prüfte das Wirtschaftsministerium mit offenem Ausgang bis Ende Januar 2022. Am Tag des russischen Angriffs auf die Ukraine hat das Wirtschaftsministerium bekannt gegeben, dass die Rosatom-Tochter TVEL ihren Antrag zurückgezogen habe. In Deutschland besitzt die Rosatom-Gruppe außerdem ihre Tochtergesellschaft NUKEM Technologies, die auf die Stilllegung kerntechnischer Anlagen, die Dekontamination, die Abfallverarbeitung und den Strahlenschutz spezialisiert ist. Sie plant und baut in Deutschland Lagergebäude für radioaktive Abfälle und ist am Rückbau der AKWs in Neckarwestheim und sowie Philippsburg beteiligt.

Putin hat also längst auch die europäische Nuklearindustrie von Russland abhängig gemacht und verdient selbst an der Stilllegung der deutschen Kernkraftwerke. Der Unterschied ist nur, dass die Abhängigkeit beim Gas öffentlich diskutiert wird, bei der Kernenergie bisher kaum. Doch die Mitgliedstaaten der EU denken gar nicht daran, diese nukleare Abhängigkeit zu beenden. Die zivilen nuklearen Aktivitäten wurden vom Verbot für Investitionen im russischen Energiesektor im Beschluss der Mitgliedstaaten vom 15. März 2022 über die Definition des Energiesektors explizit ausgenommen. Obwohl das Uran vollständig importiert wird und auch ein großer Teil der Brennelemente eingeführt wird, stuft die EU die Kernenergie als „einheimische“ Produktion ein, weil die Brennelemente gut bevorratet werden könnten. Hier findet sich ein ähnlicher orwellscher Sprachgebrauch wie bei der EU-Taxonomie, die die Kernenergie als Technologie ohne signifikante Umweltschäden einstuft. Wie die Süddeutsche Zeitung am 18. März 2022 berichtete, wurde sogar das Flugverbot für russische Fluggesellschaften in der EU für einen Flug für den Import von Kernbrennstoff in die Slowakei aufgehoben.

Unser Fazit zum Thema ist deshalb: Auch bei der Kernenergie muss die Abhängigkeit von Russland drastisch reduziert werden. Versorgungssicherheit ohne Abhängigkeit von totalitären Regierungen erfordert eine deutliche Reduktion der Kernenergie in Europa.

Wie machen wir uns langfristig vom Erdgas unabhängig?

Deutschland hat sich entschlossen, bis zum Jahr 2045 klimaneutral zu werden. Das bedeutet, dass langfristig die fossilen Energien vollständig durch erneuerbare Energien ersetzt werden, dass künftig überhaupt viel weniger Energie verbraucht werden darf und dass weitere Alternativen klimaschädliche Treibhausgase einsparen müssen.

Diese große Umwälzung betrifft nahezu alle Bereiche des gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Lebens: ob Wärmepumpen und Fernwärme auf Basis erneuerbarer Energie fürs Heizen, die Sanierung von Gebäuden, Elektroautos statt Verbrenner, ein attraktiver öffentlicher Nahverkehr oder der Ausbau der Bahn. All das und noch viel mehr trägt dazu bei, dass wir unabhängiger von Importen von Öl und Gas werden und stärkt unsere Souveränität. Hier ist allerdings noch viel zu wenig passiert und die Politik ist gefordert, jetzt schnell die notwendigen Richtungsentscheidungen zu treffen.

Anke Herold ist Geschäftsführerin des Öko-Instituts. Sie war Verhandlungsführerin für die EU bei den internationalen Klimaverhandlungen unter der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen (UNFCCC). Ihr Arbeitsschwerpunkt ist die internationale, europäische und nationale Klimapolitik. Dr. Roman Mendelevitch ist Experte für Energiesystem- und Strommarktmodellierung am Berliner Standort des Öko-Instituts. Er entwickelt Szenarien zur zukünftigen Stromerzeugung und entwirft marktbasierte Instrumente der Klimapolitik. Dr. Christoph Pistner leitet den Bereich Nukleartechnik & Anlagensicherheit am Öko-Institut. Sein Arbeitsschwerpunkt ist die sicherheitstechnische Analyse und Risikobewertung von kerntechnischen Anlagen. Er ist zudem stellvertretender Vorsitzender der Reaktor-Sicherheitskommission (RSK) des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz.

Weitere Informationen

Anke Herold im Deutschlandfunk-Interview „Auch Europas Nuklearindustrie kann nicht ohne Russland

Podcast „Brauchen wir die Kernenergie für den Klimaschutz?“ mit Dr. Christoph Pistner, Leiter des Bereichs Nukleartechnik & Anlagensicherheit am Öko-Institut

Faktencheck „Atomkraft“ hier im Blog

Newsmeldung „Informationen zur Lage der Kernkraftwerke in der Ukraine“ auf der Website des Öko-Instituts

Informationen zur Studie „Klimaneutrales Deutschland 2045. Wie Deutschland seine Klimaziele schon vor 2050 erreichen kann“ von Öko-Institut, Prognos und Wuppertal Institut

Quellen für die genannten Energie-Daten:

Hinweis: Die hier genannten Werte beziehen sich auf Bruttoverbräuche und auf den Brennwert von Erdgas.

Eurostat: Imports of natural gas by partner country: table nrg_ti_gas, Nettoeinfuhren und Erdgas-Importmengen aus Russland.

Eigene Berechnungen auf Basis von destatis (Tabelle 066 und 067) und Abgleich mit BDEW (2022): Anteil der Kraft-Wärmekopplung am Erdgasverbrauch in Stromerzeugungsanlagen.

AGEB: Energiebilanz und BDEW (2022) : Anteil der Sektoren am Gesamtenergieverbrauch aus Erdgas.

BDEW (2022): Kurzfristige Substitutions- und Einsparpotenziale Erdgas in Deutschland. Fakten und Argumente. Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW), Berlin.

Quellen für die Abhängigkeit von Russland beim Uran:

European Supply Agency 2020

Euratom 2020

ESA Annual Report 2020

Council regulation (EU) 2022/428 of 15 March 2022 amending Regulation (EU) No 833/2014 concerning restrictive measures in view of Russia’s actions destabilising the situation in Ukraine OJ L 87 I/13

World Nuclear Association 2022

Kommentare
  1. Dr. Georg Löser

    Danke für den Artikel. Aber:

    1) Warum weiß oder schreibt das fast niemand?:
    „Putins Gas“ bzw. Erdgas aus Russland gehört z.T. deutschen Unternehmen, die vor Jahren ihre Gazprom-Aktien in solche von Gazprom-Töchtern umtauschten, um so direkte Anteile an Erdgasfeldern wie Russkoje zu erhalten und sehr viel höhere Dividenden. Es ist also z.T. „deutsches Gas“ aus Sibirien durch Röhren , die aus Deutschland stammen. Die Töchter dürfen das Gas aber nur an Gazprom verkaufen, das als Verkäufer nach außen auftritt.

    2) auch bei der Steinkohle für deutsche Kraftwerke ist die Abhängigkeit von Russland hoch, seitdem der Steinkohlenbergbau in Deutschland runtergefahren und beendet wurde. Liegt ja näher als Australien und Kolumbien.

    3) Sätze wie „Die KWK-Anlagen können die Kernkraftwerke nicht ersetzen“ sind mißverständlich — wer kann wen ersetzen? Besser: „Kernkraftwerke sind deshalb nicht geeignet, die KWK-Anlagen zu ersetzen“

    4) Es wird hoffentlich bald Frieden in der Ukraine geben und eines Jahres ein Nach-Putin-Russland mit noch unbekanntem politischen Charakter. Will man wirklich „Europa“ etwa 1000 km östlich von Deutschland dauerhaft aufhören lassen? Man stelle sich vor, die Ukraine würde neutral mit Garantien.

    Dann bestünde langfristig die Chance auf H2 aus Pyrolyse oder Plasmolyse von Erdgas oder H2 aus erneuerbarem Strom -jeweils durch Nordstream 2.

    5) Weniger / kein Erdgas aus Russland macht Probleme für einige Staaten, weil die Transitgebühren für Erdgas entprechend sinken/ entfallen.

    6) zur Geschichte Röhren-Erdgas: https://www.ost-ausschuss.de/sites/default/files/pm_pdf/Special%2050%20Jahre%20Röhren%20gegen%20Gas.pdf

  2. Roman Mendelevitch

    Sehr geehrter Dr. Georg Löser,

    Vielen Dank für die Hinweise zu den Beteiligungen deutscher Unternehmen am russischen Gasexport und zu weiteren Abhängigkeiten im Bereich der Importe von Steinkohle, sowie der Zukunftsperspektive. Diese Perspektiven sollten auf jeden Fall zusätzlich beleuchtet werden. In diesem Blog lag der Fokus allerdings vor allem auf der Möglichkeit und Sinnhaftigkeit eines Weiterbetriebs von AKWs als Maßnahme zur Reduktion des Erdgasverbrauchs.

    Danke auch für den Hinweis zur missverständlichen Formulierung. Wir haben den Text angepasst, um klarzustellen, dass der Weiterbetrieb von AKWs keinen Beitrag zur Reduktion der Erdgasnachfrage aus KWK-Anlagen leisten kann.

    Mit freundlichen Grüßen,

    Roman Mendelevitch

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