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Atomenergie als Brückentechnologie

Ökonomie des Klimawandels

Studienarbeit 2011 30 Seiten

VWL - Umweltökonomie

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Atomenergie als Teil der modernen Welt
1.2 Aufbau dieser Arbeit

2 Kernenergie und andere Formen der Energiegewinnung
2.1 Entwicklung der Energiegewinnung
2.2 Art und Wesen nuklearer Technologien
2.3 Chancen und Risiken in der Energieerzeugung
2.4 Substitutionseffekteund Spillover im Energiemix

3 Wirtschaftlichkeit als Bewertungsfaktor für Energieträger
3.1 Markteintrittsbarrieren neuer Technologien
3.2 Lebenszyklus und Unendlichkeit
3.3 Der Wettbewerb der Energieträger
3.4 Atomenergie alsBrückentechnologie?

4 Vergleich und Konklusionen
4.1 Atomstrom als Teil des gesunden Energiemixes
4.2 Ausblick aufzukünftigeEntwicklungen

Literaturverzeichnis

1 Einleitung

1.1 Atomenergie als Teil der modernen Welt

"Das Ende des Atomzeitalters" titelte der Spiegel in seiner Ausgabe 11/2011 vom 14.03.2011 in Bezug auf des havarierte Atomkraftwerk Fukushima, das durch die verheerende Kombination von Tsunami und Erdbeben im Pazifischen Ozean vor dem Nordosten Japans am II.03.2011 schwer beschädigt wurde. Nicht nur diese Schlagzeile drückt das Empfinden vieler Menschen auch hierzulande aus, die sich 25 Jahre nach dem bisher schwersten Atomunfall (Super-GAU) im sowjetischen Tschernobyl wieder den Gefahren der Nukleartechnik bewusst wurden. Jetzt galten neben einer möglichen Terrorgefahr auch die immer unberechenbareren Naturgewalten als Gefahrenquelle für die Atomtechnik, und zog auch ihre bisher als nahezu unumstößlich geltende Beherrschbarkeit in Zweifel.

Der öffentliche Druck in Folge der tagelang unsicheren Gemengelage und der durch das Internet geisternden Horrorszenarien führte letztendlich zu einen Paradigmenwechsel in der deutschen Energiepolitik - das geologische Erdbeben in Japan hatte also ein politisches Erdbeben in Berlin zur Folge. Die Bundesregierung verabschiedete ein Moratorium, das kurzfristig die Abschaltung von 7 Atommeilern, und langfristig die stufenweise Stilllegung aller verbleibenden zehn Kraftwerke bis spätestens 2022 vorsieht. Somit scheint der von Rot-Grün bereits im Jahr 2002 beschlossene Atomausstieg - damals für spätestens 2020 geplant - trotz des zwischenzeitlichen Aufschubs durch das Kabinett Merkel nun doch in absehbarer Zukunft Wirklichkeit zu werden.

Damit endet auch eines der prägendsten und umstrittensten Kapitel deutscher und globaler Nachkriegspolitik. Seit der 1938 erstmal erfolgreich durchgeführten Kernschmelze durch Otto Hahn und Lise Meitner galt die nukleare Technik als Wissenschaft der Zukunft. Die mögliche militärische Nutzung war zunächst die Triebfeder, so dass bereits 1945 durch die beiden Atombombenabwürfe über Hiroshima und Nagasaki erstmals auch die verheerende Wirkung dieser Technik bekannt wurde. Nach diesem einschneidenden Ereignis verlegte sich der Fokus der Atomwissenschaftler auf die zivile, friedliche Nutzung der Kernkraft. So wurde gerade Japan in der Folge einer der Hauptentwickler und -nutzer atomarer Techniken, und auch der zweite Weltkriegsverlierer Deutschland - durch Auflagen und Verträge von der Kernwaffennutzung ausgeschlossen - geriet zu einem der führenden "Atomländer" der Welt. So ging 1954, keine zehn Jahre nach Hiroshima, in der Sowjetunion das weltweit erste Atomkraftwerk (Obninsk) ans Netz, Japan zog 1965 nach, Großbritannien bereits 1956, die USA 1958, und 1957 läuten der Forschungsreaktor München und 1961 das AKW Kahl auch hierzulande das Atomzeitalter ein. Befeuert durch das Wirtschaftswunder, den Stolz der deutschen Ingenieurskunst und nicht zuletzt die beiden Ölkrisen der 70er Jahre entstanden noch viele weitere Atomkraftwerke, so dass Kernenergie nach und nach zum essentiellen Teil deutscher Energiepolitik wurde.

Ironischerweise waren die Ölkrisen 1973 und 1979 aber nicht nur ein gutes (wirtschaftliches) Argument pro Kernkraft - sie führten auch erstmals zu einem gesellschaftlichen Umdenken in Bezug auf Natur und Umwelt, das mit den Grünen 1980 (Gründung) und 1983 (erstmaliger Einzug in den Bundestag) seinen ersten Höhepunkt erreichte. Erstmals kamen umweltpolitische Aspekte wie Waldsterben und Energiepolitik auf die spitzenpolitische Agenda, und das abzusehende Ende des globalen Vorrats an fossilen Brennstoffen bedingte auch eine Neuausrichtung im Energiesektor.

Diese Neuausrichtung ist bis heute ein umstrittenes Thema in der gesellschaftlichen und politischen Diskussion. Eine weit verbreitete Sichtweise ist, dass die Atomkraft nach wie vor als wichtiger Faktor für den Energiemix gilt - zumindest solange, bis durch ihre bessere Nutzbarmachung die sog. „grünen Technologien“ den unstillbaren Energiehunger von Wirtschaft und Endverbraucher in Deutschland sichern können. Die Kernenergie stellt daher eine "Brückentechnologie" zwischen den historisch etablierten fossilen Energieträgern wie Kohle, Öl und Gas und den grünen Technologien dar, die in Zukunft den Löwenanteil der Energieproduktion tragen müssen und sollen.

1.2 Aufbau dieser Arbeit

Vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit genau dieser Neuausrichtung im Energiesektor, und untersucht dabei im Speziellen die Rolle der Atomenergie im Kontext der Energiearten. Dabei werden nach einer kurzen historisch-aktuellen Einordnung von Kernenergie als Energieträger besonders der technologische und der wirtschaftliche Aspekt der nuklearen Energiegewinnung betrachtet. Risiken und Chancen der Technologie werden dabei ebenso kritisch untersucht wie die Kosten- und Gewinnstruktur der Unternehmen im Atomenergiesektor.

Nach dieser Einführung ordnet Kapitel 2 die Atomenergie zunächst in den Kontext anderer Energieträger ein und beleuchtet den physikalischen Teil dieser Energiegewinnungsart. Dabei wird auf Chancen und Risiken der nuklearen Energie eingegangen, und auch ihre Wirkung auf vergleichbare Technologien im Allgemeinen erläutert. Kapitel 3 beschäftigt sich mit dem volks- und betriebs-wirtschaftlichen Aspekt der Kernenergie, wobei die Besonderheiten der Nuklearbranche im Speziellen behandelt werden. Markteintrittsbarrieren, Lebenszyklen und der Kostenwettbewerb machen diese Branche zu einem speziellen Wirtschaftsfeld und lassen Kernenergie als zeitlich begrenzte Brückentechnologie sinnvoll erscheinen.

In Kapitel 4 schlägt diese Arbeit den Bogen hin zu einem fundierten Ausblick sowohl auf die Zukunft der Atomtechnologie wie auch des Energiemixes allgemein. Dabei werden volks- und betriebswirtschaftliche Aspekte ebenso berücksichtigt wie gesellschaftlichkulturelle Faktoren. Am Ende möchte ich mich nicht zuletzt auch an einer Antwort auf die spannende Frage "Woher kommt unser Strom im Jahr 2050?" versuchen.

2 Kernenergie und andere Formen der Energiegewinnung

2.1 Entwicklung der Energiegewinnung

Mit Erfindung der Dampfmaschine durch James Watt um 1770 herum fand der physikalische Begriff der „Energie“ erstmals Eingang in den alltäglichen Wirtschaftsgebrauch. Durch das aufkommende Industriezeitalter, die Erfindung von Eisenbahn, Auto und Flugzeug, und auch die immer moderner gestaltete militärische Aufrüstung machten „Energie“ zu einem der wichtigsten Güter der letzten 250 Jahre, und ihre Erzeugung zu einem politischen Faktor.

Dabei ist „Energieerzeugung“ ein rein technischer Begriff, denn der Energieerhaltungssatz der Physik schließt eine Erzeugung von Energie schlicht aus. Gemeint ist daher die Umwandlung von primärer Energie (Erdöl, Gas, etc.) in eine verbrauchsnutzbare Energieform (z.B. elektrischer Strom). Der Begriff „Energieverbrauch“ meint daher den Übergang von nutzbarer Energie (Heizwärme) in eine nicht mehr nutzbare Form (Abwärme).

Der weltweite Energiebedarf ist seit den Anfängen der industriellen Energieerzeugung und -nutzung um ein Vielfaches gestiegen. Nicht nur das reine Bevölkerungswachstum auf der Erde, auch der langfristige technologische Wandel vom primären Sektor Landwirtschaft in den sekundären Sektor der Industrie trieb den Energieverbrauch immer weiter nach oben. spricht daher auch vom „Energiehunger“, den es zu stillen gilt.

Dabei hat sich der weltweite Energieverbrauch in den letzten 150 Jahren mehr als verzehnfacht, von unter 1.000 Mtoe (Megatonnen ÖlÄquivalent) zum Beginn der Industrialisierung im Jahr 1860 auf über 10.000 Mtoe im Jahr 2010. Nachfolgende Grafik zeigt diese bemerkenswerte Entwicklung:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: http://www.oekosystem-erde.de/assets/images/energieverbrauch.gif

Deutlich erkennbar ist nicht nur der unaufhaltsame Anstieg des Gesamtenergieverbrauchs, sondern auch die sich verändernden Anteil der verschiedenen Energieträger. Während das seit vorindustriellen Zeiten fast ausschließliche genutzte Brennholz heute nahezu bedeutungslos ist, steig der Anteil von Kohle, Gas, und besonders Öl immer weiter an. Seit den 1970er Jahren spielt auch Atomenergie eine entscheidende Rolle.

Eine wichtige Form der Energie ist Elektrizität. Seit den Tagen von Edison und Tesla wird ab ca. 1880 weltweit elektrischer Strom genutzt. Der ist sauber, mit entsprechend ausgebauter Infrastruktur leicht transportierbarer und ein sehr vielseitiger Energieträger. Der Anteil von elektrischer Energie am weltweiten Energiebedarf beträgt zwar nur 17%1, allerdings stieg der Anteil an fossilen Brennstoffen, die für die Stromerzeugung genutzt werden, von 10% in 1950 auf 40% am Ende des Jahrhunderts.2

Es wird prognostiziert dass sich der weltweite Energiebedarf bis in die 50er Jahre des 21. Jahrhunderts nochmals verdoppeln wird3. Daher müssen in den nächsten Jahrzehnten zwei verschiedene Probleme in der Energiepolitik adressiert werden: die Substitution der Energieträger (z.B. Öl durch Solarenergie) und die Erschließung neuer, zusätzlicher Energiefelder zur Deckung des steigenden Energiebedarfs. Kommerziell genutzte Atomenergie gibt es seit 1954, als in der Sowjetunion der 5-Megawatt-Block in Obninsk ans Netz ging.4 Nahezu alle industrialisierten Länder zogen im Laufe der Jahrzehnte nach, und so wurden bis in die 1990er Jahre weitere Atomkraftwerke gebaut, die kumuliert etwa 300.000 Megawatt an Energie lieferten.5

2.2 Art und Wesen nuklearer Technologien

Nachdem zur Zeit des Zweiten Weltkriegs vor allem die militärische Nutzung der Nukleartechnik im Vordergrund stand, wurde - besonders nach den nun sichtbaren Langzeitfolgen der beiden Atombombenabwürfe über Japan 1945 - die zivile Nutzung der Kernkraft ab Mitte der 1950er Jahre forciert. Die Gründung der Internationalen Atomenergiebehörde IAEA 1957 war die Grundlage für die verbreitete Nutzung der Nukleartechnik. Besonders in den 1970er und 1980er Jahren erlebte die Atomenergie ihr „goldenes“ Zeitalter, sodass die kommerziell genutzte Atomenergie stetig anstieg:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

In den letzten Jahren lag der Anteil der Kernenergie in Deutschland bei ca. 30% in der Stromerzeugung6 und bei ca. 11% im Primärenergieverbrauch.7 Damit leistet die Kernkraft einen wichtigen, aber quantitativ dennoch überschaubaren Beitrag zur Energiebilanz. Dennoch tragen Kohle (in der Stromerzeugung)8 und Erdöl bzw. Erdgas9 nach wie vor den Löwenanteil.

Bei der Erzeugung atomarer Energie macht man sich Kernprozesse bestimmter chemischer Elemente, besonders Uran, zu Nutze. Dabei wird ein natürlich im Uranerz vorkommendes Uran-235-Atom mit Neutronen beschossen, wodurch das Atom in seine Spaltprodukte zerfällt und dabei 2-3 Neutronen pro Atomkern freisetzt. Wenn diese Neutronen dann wiederum auf einen Kern eines anderen Uran-235-Atoms treffen, spalten sie diesen und setzen wiederum 2-3 Neutronen pro Atomkern frei.10

So entsteht die sogenannte nukleare Kettenreaktion der Kernspaltung, die - einmal induziert - solange weiterläuft, wie spaltbares Material vorhanden ist. Da viele der Spaltprodukte in diesen Zerfallsreihen ebenfalls wieder spaltbar sind, kann so eine Kettenreaktion theoretisch unendlich lange laufen:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: http://www.weltderphysik.de/_img/article_large/200809_Kettenreaktion_SKuhlsDawideit.jpg

[...]


1 http://www.bine.info/pdf/infoplus/Folienstze2.ppt (p.15)

2 http://www.oekosystem-erde.de/html/energiegeschichte.html

3 http://fixtheclimate.com/component-1 /the-solutions-new-research/research-and development/

4 http://www.oekosystem-erde.de/html/atomkraft.html

5 http://www.oekosystem-erde.de/html/atomkraft.html

6 http://bmwi.de/Dateien/Energieportal/PDF/energie-in-deutschland.pdf (p.21)

7 http://www.ag-energiebilanzen.de/viewpage.php?idpage=62

8 http://bmwi.de/Dateien/Energieportal/PDF/energie-in-deutschland.pdf (p.21)

9 http://www.ag-energiebilanzen.de/viewpage.php?idpage=62

10 http://www.weltderphysik.de/de/4863.php?i=4864

Details

Seiten
30
Jahr
2011
ISBN (eBook)
9783656096894
ISBN (Buch)
9783656097105
Dateigröße
3.5 MB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v184904
Institution / Hochschule
Universität Augsburg
Note
2,0
Schlagworte
Umwelt Klima Klimawandel Umweltökonomie Atomenergie Nukleartechnologie Brückentechnologie Atomausstieg

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