die Autoren
Dieser Blog besteht aktuell aus zwei Wissenschaftlern, die beide im Bereich der Kerntechnik tätig sind. Dabei wird einerseits das Fachgebiet Kraftwerktechnik als auch das der Endlagerproblematik abgedeckt. Und auch wenn bei den Kerngedanken viele andere Bereiche immer mal wieder gestreift werden, die Kernkompetenz liegt auf diesen beiden Gebieten.
Und so ist unser Ziel, Artikel zu schreiben, die diese oft recht heftig und emotional diskutierten Themen sachlich und objektiv darstellen. Wir betreiben diesen Blog in unserer Freizeit und haben weder finanzielle noch andere Interessen. Alles was wir wollen, ist eine Aufklärung zu Themen, die es dringend nötig haben, dass sie wieder auf einer wesentlich sachlicheren Basis diskutiert werden.
Ziel ist es, möglichst sachliche Informationen zu dieser Thematik zu geben um die allgemeine Diskussion auf ein rationaleres Level zu bringen. Auch ist es uns wichtig, dass die Menschen, die sich für diese Sachen interessieren, mit Informationen versorgt werden. Hierfür bemühen wir uns, möglichst objektiv zu bleiben und die entsprechenden Daten und Fakten mit Quellen zu versehen.
! Die Frage...
Hallo Herr Gottwald,
ich habe gerade auf D-Radio einen Bericht über das Gutachten des “Sachverständigenrates für Umweltfragen” gehört. Dieses Gutachten sagt, dass man bis 2050 komplett auf regenerativ umstellen kann. Neben vielen anderen Fragen, die mir während des Beitrages eingefallen sind, ist besonders eine für mich interessant.
Der Journalist behauptet, dass KKWs und regenerative Energiequellen inkompatibel sind, da man KKWs nicht so schnell regeln kann, wie Pumpspeicherwerke oder Gaskraftwerke. Die Quelle die er angibt ist der französische Energieversorger, der sagt, mann könne nur ein- bis zweimal die Woche das KKW regeln.
Das erscheint mir nicht plausibel.
Gibt es hier Informationen? Wie schnell kann man KKWs wirklich regeln?
Hallo,
nun etwas verspätet meine Antwort.
Zur Frage der Inkompatibilität von Kernkraft und erneuerbaren Energien möchte ich auf eine sehr gute Studie der Universität Stuttgart verweisen. Des Weiteren sind KKW’s weit besser regelbar als allgemein angenommen. Hierfür verweise ich auf eine Studie der Deutschen Physikalischen Gemeinschaft und dort auf das Kapitel II.2. Auf Seite 67 finden Sie eine gute Abbildung die schön zeigt, dass „ein Kernkraftwerk bei Bedarf seine Leistung in nur zwei Minuten um 20% der Nennleistung erhöhen bzw. absenken, innerhalb von zehn Minuten kann es von Volllast auf halbe Leistung gehen und umgekehrt. Damit sind Kernkraftwerke flexibler als konventionelle Dampfkraftwerke.“
Insgesamt eignen sich KKW’s sehr wohl für den Lastfolgebetrieb und stellen meines Erachtens eine gute Möglichkeit als Brückentechnologie dar. Keine Frage: eine reine Energiegewinnung rein aus erneuerbaren Energien wäre toll und wenn wir uns in’s Zeug legen werden wir das auch eines Tages haben, aber bis dahin brauchen wir nun mal eine Absicherung der Grundlast und müssen sehen, wie wir unseren Energiehunger decken können. Und ganz ehrlich: bevor wir die Kernkraftwerke runterfahren sollten wir erstmal diese Dreckschleudern von Kohlekraftwerken abschalten.
Ich wünsche noch ein schönes Wochenende und falls noch Fragen sind stehe ich natürlich gerne zur Verfügung.
Hier http://www.hamburgwasser.de/tl_files/hamburgwasser/downloads/wellingsbuettel_2010/welli_2010_4_p.pdf zeigt der Autor auf Seite 14 die entsprechenden Gradienten. Wie man sieht, stehen KKW´s gar nicht so schlecht da. Im Gegenteil, aufgrund der hohen lieferbaren Gradienten und der quasi sofortigen Bereitstellung der Laständerung wären sie der ideale Partner zu den Regenerativen.
Im angegeben Bereich zwischen 600 und 1200 MW (Werte sind abhängig vom konkret zu betrachtenden KKW) halten sich die thermischen Belastungen im nuklearen Bereich durch Laständerungen in Grenzen. Der klassische deutsche DWR wird in diesem Leistungsbereich mit konstanter mittlerer Kühlmitteltemperatur betrieben.
Das Thema Xenon braucht man auch nicht überzubewerten. Einen Hub von 600 auf 1100 MW schafft man zu Stützung des Netzes allemal im vom Lastverteiler gewünschten Zeitfenster. Und wenn die “letzten” 100 MW bis Volllast erst einige Stunden später geliefert werden (können), wurde dem Netz bis dahin trotzdem entscheidend geholfen.
Untern Strich wird die Regelfähigkeit der KKW´s leider allgemein verkannt.
Besten Dank für die Infos. Ich gebe zu, dass gerade der Bereich Reaktor- und Kraftwerkstechnik nicht ganz meine Linie ist, ich bin nun mal in der Endlagerei zu Hause. Daher finde ich es großartig, dass hier das Wissen nicht nur in eine Richtung fließt
„ein Kernkraftwerk bei Bedarf seine Leistung in nur zwei Minuten um 20% der Nennleistung erhöhen bzw. absenken, innerhalb von zehn Minuten kann es von Volllast auf halbe Leistung gehen und umgekehrt. Damit sind Kernkraftwerke flexibler als konventionelle Dampfkraftwerke.“
Hmmm… lieber aber nicht. Bitte mal bei Wikipedia unter “Xenonvergiftung” nachschauen … da geht’s weiter.
Zschernobyl ist (ja, ganz andere Bauart) bei so einem Versuch durchgegangen.
Ich gebe ganz ehrlich zu, dass Kraftwerktechnik nicht ganz meine Baustelle ist, ich bin in der Endlagerung tätig. Aber wie ich es verstehe, tritt eine Xenonvergiftung erst ein, wenn der Reaktor länger als eine Stunde abgeschaltet war. In der Abbildung der genannten Studie wird aber über wesentlich geringere Zeiten ein Abschalten und Wiederhochfahren beschrieben. Auch halte ich die DPG für seriös genug dass die dortigen Fachleute solche Dinge berücksichtigen. Aber wie gesagt: genaues kann ich hier einfach nicht sagen, dazu ist diese Materie zu weit von meiner Tätigkeit entfernt.
Und prinzipiell sehe ich in der Tat die KKW’s eher als Sicherung der Grundlast denn als Spitzenlastkraftwerke.
OK, Kraftwerkstechnik liegt mir fachlich näher als die Endlagerfragen. Darum noch eine Anmerkung zur Antwort: Das Grundlast-Mittellast-Spitzenlast-Paradigma ist schlicht veraltet.
Das leugnen die Kraftwerksbetreiber mal gerne (ist klar, warum, oder?) … setzt man ehrlich auf den Ausbau erneuerbarer Energien, dann verschwindet das Dampfkraftwerk – egal, ob fossil oder per Kernspaltung “befeuert” allmählich aus dem Portfolio. Kurzfristig erhalten bleibt das GuD Kraftwerk, weil nur das im sog. Lastfolgebebetrieb dynamisch genug geregelt werden kann.
Ein Kernkraftwerk im beschriebenen Umfang herauf- und herunter zu regeln bekommt diesem nicht gut. Was es z. B. mit der dabei entstehenden erhöhten Materialbeanspruchung auf sich hat, bleibt noch zu klären bzw. genehmigungsrechtlich zu erfassen.
Das thermische Großkraftwerk ist insgesamt ein Auslaufmodell, obwohl (oder weil) es technisch weitgehend ausgereizt ist: zu schlecht ist einfach der Gesamtwirkungsgrad – was keine technischen, sondern physikalische Ursachen hat! Den erzielbaren Grenzwirkungsgrad hat bereits Carnot formuliert, er ist schlicht Temperaturdifferenz geteilt durch Heisstemperatur. Mehr geht nicht, so lange man es nur auf die geleistete Arbeit anlegt.
Oder anders formuliert: Stromerzeugung aus thermischen Prozessen ist vorgestrig, eben doch nur die gute alte Dampfmaschine. Modern sind integrierte konzepte, d. h. “Verbrennung” nur da, wo auch die Abwärme genutzt werden kann – also dezentral, in kleinen Einheiten. Aber damit sind die Stromriesen raus.
OK, total off-topic … die strahlenden Altlasten müssen selbst zukünftige Voll-Öko-Gesellschaften sicher wegstecken.
Drum interessiert mich die sachliche Diskussion hier sehr.
Vielen Dank für die Antwort, das sind sehr nützliche Infos. Wie gesagt: die Kraftwerktechnik ist ein eigenes und großes Gebiet so dass ich zwar als Kernphysiker grob Bescheid weiß, aber solche Feinheiten gehen für mich dann zu weit.
Mal sehen, ich bin grad in Verhandlung mit einem Leser meines Blogs der vielleicht als Mit-Autor einsteigen will. Er ist Ingenieur bei Areva und kann dann in Zukunft bei solchen Diskussionen einen Teil beitragen. Das wäre natürlich klasse.
Aber am Schluss noch mal ne Frage: was ist von den Minireaktoren zu halten? Der Artikel klang für mich recht überzeugend.
100MW ist _nicht_ klein – daher wieder das Problem der Abwärme: wie nutzen? Oder wieder einfach wegschmeißen?
Wie gesagt, besser ist es, erst gar nicht so zu konzipieren. Kernreaktoren, egal wie groß, sind auch nur (riesige, radioaktive High-Tech-) Wärmeerzeuger … und unterliegen als solche bei Anwendung in Kreisprozessen den Hauptsätzen der Thermodynamik. Solche Konzepte waren gut, so lange der Preis für Primärenergie und Umweltschäden vernachlässigbar war. Das ist heute aber nicht mehr der Fall. Wenn schon Verbrennen, dann Gas (weniger CO2), und in _wirklich_ kleinen Einheiten.
Beispiel: Das “Zuhausekraftwerk” der Firma “Lichtblick”.
Stromerzeugung ohne Dampfkreisprozess: Aus Wind, Wasser, Sonne – keine Abfallwärme, kein CO2, keine Asche oder Müll, kein Verbrauch endlicher Ressourcen – auf Dauer geht es nur so.
Hallo,
das mit der Xenonvergiftung ist im laufenden Betrieb kein Thema. Das hat die Leittechnik bzw Reglungstehnik im Griff. Diese wirkt dem Xenon durch die Einspeisung von Bor bzw. durch die Stabsstellungsregelung entgegen. Xenon ist allenfalls ein Thema bei einer Abschaltung des Reaktors, d.h alle Steuerstäbe drin etc. Dann kann man erst nach ca 12 h wieder anfahren, da man warten muss bis das Xenon sich abgebaut hat.
Wenn ich micht irre sind ca. 5 % Gradienten pro Minute bei Reaktoren drin. Siedewasserreaktoren eignen sich allerdings noch besser als Druckwasserreaktoren zum schnellen Lastwechsel. Es wird zwar immer behauptet das die Reaktoren das nicht können. Diese stimmt so nicht. Verfahrenstechnisch, Maschinentechnisch und Physikalisch sind die Kernkraftwerke durchaus in der Lage schnelle Lastwechsel zu machen, es wurde aber in der Vergangenheit nicht in die Leittechnik eingebaut, da damals Hardware sehr teuer war und sehr aufwendig. Betriebswirtschaftlich macht es auch keinen großen Sinn eine günstige Erzeugung (z.B. Wassser und Kernernergie) zu Gunsten einer ungünstigen Erzeugung (z.B. Wind) zu drosseln. Deshalb wurden die Kernreaktoren eigentlich immer in der Grundlasterzeugung eingesetzt.
Gruß
Marc
Danke, man lernt doch immer wieder was dazu. Das heißt also, dass, bei entsprechendem Einsatz der notwendigen Technik, KKW's durchaus als … hmm, ich sag mal: Ausgleichskraftwerke genutzt werden können?
Im Prinzip ja
Hallo Herr Schoeps,
zu Ihren Ausführungen unter “Grundkurs Kernenergie” habe ich eine Anmerkung.
Das Verwenden des Terminus “Atomkraft” zeugt in meinen Augen nicht nur von einer ideologisch begründeten Anti-Haltung, sondern vor allem auch von einer unter “Atomkraft”-Gegnern leider durchgängig vorhandenen kompletten Ahnungslosigkeit über die grundlegenden physikalischen und technischen Prinzipien eines Kernreaktors, in dem eben nicht Atome, sondern Atomkerne gespalten werden.
Der technisch korrekt Argumentierende sagt im übrigen auch “Kernwaffen” statt “Atombombe”. Insofern erscheint mir die Differenzierung nicht nur aus rhetorischen, sondern zuvörderst aus technischen Gründen geboten.
Leider lassen sich die wenigsten Gegner der Kernenergie auf eine sachliche, auf die technischen und physikalischen Aspekte beschränkte Diskussion ein. Sobald sie das tun, ist der Diskurs für die Befürworter gewonnen (eigene Erfahrung aus ungezählten Diskussionen zum Thema).
Wir warten weiter auf des Grundkurses zweiten Teil.
Herzlichst,
M.T.
P.S.: Wesentlich erschöpfender und weniger ideologisch beeinflußt als die deutsche Wikipedia ist die englische. Vor allem bei Artikeln über Themen wie die USS “Enterprise” wird das in erschreckendem Maße deutlich.
Hallo Martin Toden
Danke für ihe Anmerkungen und ihr Interesse an Kerngedanken.
Momentan fehlt mir leider die Zeit für einen weiteren Teil von Grundkurs Kernenergie. Es ist einfacher (und spaßiger) einen Meinungsartikel zu schreiben oder gar einen satirischen Text (wie bei “Die Welt nach Fukushima”).
Grundkurs Kernenergie muss dagegen besonders gut recherchiert und sicher gegen Kritik sein. Durch diese besondere Sorgfalt braucht es da etwas mehr Zeit.
Ich versuche dennoch, so bald wie möglich die Zeit zu finden.