Dienstag, 23. August 2011

Die Piratenpartei und die Kardaschowskala




Jeder hat schon den Begriff "Energie" gehört. Aber die wenigsten wissen genau, was damit gemeint ist. Es ist von der "Energiewende" die Rede, die Grünen fordern auf einem Wahlplakat eine neue "Energiekultur", jedoch vermögen viele nicht genau zu sagen, was der Begriff bedeuten soll. Energie - das hat etwas mit Elektrizität zu tun, mit Autos und Flugzeugen, mit Heizungen und Wasserkochern, man benötigt sie in Fabriken und in der Landwirtschaft - aber worum handelt es sich genau? Ist es eine Art Äther, der alles durchdringt? Oder eine Form von Schwingungen oder Vibrationen, die in materiellen Körpern drinsteckt? Solche Spekulationen gehen manchen durch den Kopf, wenn sie über den Begriff Energie nachdenken.

Was Energie genau ist, kann man sich am besten veranschaulichen, wenn man sich überlegt, was man damit anstellen kann: Zum Beispiel ein Auto von 0 auf 100 km/h beschleunigen. Oder ein schweres Klavier in die vierte Etage eines Wohnhauses hinauftragen. Im ersten Fall wird der Bewegungszustand eines Körpers geändert - die Geschwindigkeit des Autos erhöht sich. Im zweiten Fall wird ein Objekt entgegen eines Kraftfeldes - der Schwerkraft - bewegt: Die Gravitation der Erde zieht das Klavier nach unten (zum Erdkern hin), transportiert man es hinauf, wirkt man der Gravitation entgegen.

Energie ist die Fähigkeit, eine träge (der Geschwindigkeitsänderung widerstehende) Masse zu beschleunigen, oder eine schwere (der Gravitation unterliegende) Masse entgegen der Gravitation zu bewegen. Letzteres kann man auf alle Naturkräfte verallgemeinern: Um einen Körper gegen ein Kraftfeld, das auf ihn wirkt, zu verlagern, muß man Energie aufwenden.


Potentielle Energie am Beispiel einer Feder.
Um sie zusammenzudrücken, muss man eine Kraft auf sie ausüben,
da man der inneren Spannkraft der Feder entgegenwirken muß.
Die Spannkraft der Feder resultiert aus elektrischen Kräften zwischen ihren
Atomen. Die nach dem Zusammendrücken in der Feder gespeicherte Energie
berechnet sich zu E = F*s, wobei F die Kraft und s die Strecke ist,
um die die Feder komprimiert wurde.


Übrigens sind nach Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie träge Masse und schwere Masse identisch, was in vielen Experimenten bestätigt wurde. Manche Physiker vermuten allerdings, dass es vielleicht doch ganz geringfügige Abweichungen geben könnte.

Energie zur Veränderung des Bewegungszustands eines Körpers nennt man kinetische Energie, zur Bewegung entgegen eines Kraftfelds potentielle. Letztere wird natürlich noch nach den vier verschiedenen Naturkräften unterschieden: Gravitations- oder Lageenergie, elektromagnetische Energie, radioaktive Zerfallsenergie (bedingt durch die Schwache Kraft) und Kernenergie (durch die Starke Kraft).

Chemische Energie ist auch elektromagnetische Energie: Die Energie, die frei wird, wenn wir ein Brötchen mit Schwarzwälder Schinken essen oder wenn ein Holzscheit im Kamin verbrennt, beruht auf der Umlagerung von negativ geladenen Elektronen in den positiven elektrischen Feldern der Atomkerne. Wärmenergie ist mikroskopische kinetische Energie: Sie beruht auf dem ungeordneten, statistisch verteilten "Gezappel" von Molekülen oder Atomen. Strahlungsenergie beruht, ebenso wie die chemische, auf der elektromagnetischen Wechselwirkung: Werden Ladungsträger beschleunigt (z. Bsp. in einer Antenne), wird das elektromagnetische Feld in ihrer Umgebung "gefaltet", und diese Falten breiten sich als Wellen (Licht, Radio, Röntgen, usw.) aus.

Einstein zeigte, dass Energie stets mit der Masse verknüpft ist: Gewinnt ein System Energie, so wächst auch seine Masse nach der berühmten Formel E=mc^2.

Um Energie nutzbar zu machen - was ganz einfach bedeutet, sie von einem System (z. Bsp. Akkumulator) zu einem anderen (z. Bsp. Glühbirne) zu transportieren - muss immer ein Energiegefälle vorhanden sein. Das Zielsystem muß weniger Energie aufweisen als das Quellsystem. Damit eine Windkraftanlage sich drehen kann, muß der Wind von einem Ort mit hohem Luftdruck (viel Energie) zu einem mit geringem Luftdruck (weniger Energie) strömen. Damit ein Fluß eine Turbine in Bewegung setzen kann, muß er aus der Höhe hinabströmen. Um ein Feuer zu entzünden, benötigt man Brennmaterial mit hoher Konzentration an chemischer Energie, das umgewandelt wird in Asche und Verbrennungsgase mit weniger Energie. Die Differenz wird als Licht und Wärme frei, denn Energie bleibt immer erhalten, sie verschwindet nie und kann nicht aus dem Nichts erschaffen werden - sie nimmt nur unterschiedliche Formen an. Am Schlußpunkt jeder Energieumwandlung steht dabei stets die Wärme. Jegliche Energie verteilt sich zuletzt auf die mikrokopischen Schwingungen der Materieteilchen, sie wandelt sich vollständig in Wärme um. Der Rückweg funktioniert nicht: Wärme lässt sich prinzipiell nur teilweise in andere Energieformen verwandeln!



Energieumwandlung am Beispiel eines Wasserkraftwerks.
Die potentielle Energie des Wassers im Stausee wird beim
Hinabströmen in Bewegungsenergie (kinetische Energ.)
verwandelt. Im Kraftwerk wird elektrische Energie
(und Wärme) daraus.
Bei der Anlage im Bild handelt es sich übrigens um ein
Pumpspeicherwerk, dass auch "verkehrt herum" arbeiten
kann: Mit elektrischer Energie wird das Wasser hinaufgepumpt,
wodurch Energie für späteren Verbrauch gespeichert wird.


In esoterischen Kreisen taucht zuweilen der Begriff "freie Energie" auf - eine mysteriöse Energieform, die überall im leeren Raum vorhanden sein soll. Nach der Quantenelektrodynamik stimmt das sogar: Im Vakuum entstehen und vergehen dauernd virtuelle Teilchenpaare, denen man eine gewisse Energie zuordnen kann. Diese ist allerdings leider nutzlos - da sie überall gleichmäßig vorhanden ist, existiert kein Energiegefälle, man kann sie nicht "anzapfen" um damit nützliche Arbeit zu verrichten!

Die Einheit der Energie is das Joule (Formelzeichen J). Es gibt die Energie an, die man braucht, um eine Masse von 1 kg auf 1 m/s zu beschleunigen, oder es im Erdschwerefeld 10.2 cm hoch zu heben. Wird eine gewisse Energie in einer bestimmten Zeit verbraucht, kann man diesen Verbrauch als "Leistung" ausdrücken: Energie pro Zeit. Die Leistungseinheit ist das Watt: 1 W = 1 J / s. Ein Wasserkocher mit einer Leistung von 1000 W setzt also 1000 J an thermischer Energie pro Sekunde frei.

Energie ist für alle Lebensprozesse nötig, daher müssen Lebewesen Nahrung aufnehmen und Gase einatmen. Auch jeder Rechenprozess, jeder industrielle Produktionsvorgang, jeder Transport und jeder Informationsaustausch benötigt eine bestimmte Energiemenge. Daher ist der Energieverbrauch der Menschheit im Laufe der Geschichte immer weiter angestiegen. Er liegt zur Zeit weltweit bei 1.5*10^13 Watt. Diese Leistungsaufnahme ist jedoch nicht gleichmäßig verteilt. Durchschnittlich entfallen auf jeden Menschen (Gesamtzahl rund 7 Milliarden) ungefähr 2000 W. In den Industriestaaten ist der pro-Kopf-Verbrauch jedoch überproportional höher: Ein Deutscher nimmt rund 6000 W auf, ein US-Amerikaner fast 11000 W. In den Vereinigten Arabischen Emiraten verbraucht jeder sogar über 20000 W. In einem Drittweltland in Afrika dagegen beträgt der durchschnittliche Individualverbrauch nur 465 W.

Steigerung von Wohlstand und Lebensqualität sowie wissenschaftlich-technischer Fortschritt und Erhöhung der industriellen Produktion sind stets mit einem Anwachsen des Energieverbrauchs verbunden. Energiesparende Erfindungen wie Wärmepumpen (als Ersatz für ineffiziente Gasheizungen) oder Elektroautos vermögen zwar den Energieverbrauch momentan zu drosseln, wenn die Menschheit sich jedoch weiterentwickeln will, wenn man allen Menschen einen hohen Lebensstandard gönnt, wenn man auf der ganzen Welt eine moderne Industrie mit hohem Automatisierungsgrad aufbauen und mit der Erschließung des Weltraums Ernst machen möchte, dann kommt man nicht darum herum, noch wesentlich höhere Energieflüsse als heute bereitzustellen. Eine grobe Richtlinie könnte sein, zehn Milliarden Menschen einen pro-Kopf-Verbrauch von 10000 W zuzusprechen: Dies ergibt einen weltweiten Leistungsumsatz von 10^14 W - rund 6.7 mal mehr als heutzutage.


Energieverbrauch in den Vereinigten Staaten im Laufe der Zeit, aufgeschlüsselt
nach verschiedenen Energieträgern. Der starke Gesamtanstieg (leicht rückläufig
in den 70ern durch die Ölkrise) ist deutlich erkennbar. Die Energieeinheit Btu
(British Thermal Unit) entspricht 1055.06 J. Eine amerikanische "Quadrillion"
bedeutet 10^15. Auf der y-Achse ist der jährliche Energieverbrauch aufgetragen.


Das knifflige besteht nun darin, diese Leistung aus Ressourcen herauszuziehen, die zum einen nicht im Laufe des 21. Jahrhunderts erschöpft sein werden, und zum anderen die Atmosphäre nicht mit dem Klimagift Kohlendioxid anreichern.

Prinzipiell vermag dies die Solarenergie zu leisten. Bedeckt man in der Sahara 6.7 Mio km^2 mit Solarkraftwerken (bei einer Flächenleistungsdichte von 15 W/m^2), dann erhält man insgesamt 10^14 W. Man führe sich jedoch vor Augen, dass dies fast zwei Drittel der Fläche Europas sind!

Natürlich wird man nicht den gesamten Weltenergieverbrauch aus der Sahara heraus bestreiten. Nordamerika hat im trockenen Südwesten der USA riesige Flächen, die für Solarkraftwerke in Frage kommen, Südamerika die Atacama und die patagonische Wüste, Ostasien die Wüste Gobi, Ozeanien die australische Wüste. Photovoltaik lässt sich - im Gegensatz zu Photothermik - auch an Orten mit überwiegend diffuser Lichteinstrahlung, z. Bsp. in Mitteleuropa, nutzen. Hinzu kommen noch substantielle Beiträge von Windkraftanlagen, sowie kleinere von Wasserkraft, Gezeiten, Wellen, Meeresströmungen, Biomasse und Erdwärme. In tropischen Gewässern kann eventuell auch OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion - quasi die Nutzung des Meeres als riesige Solarthermikanlage) zum Einsatz kommen.


Das DESERTEC-Projekt.
Je nach Region sind unterschiedliche erneuerbare Energiequellen optimal.
Daher soll ein großes interkontinentales Netz entstehen, das die Quellen
miteinander verbindet und den Strom in die Ballungszentren leitet.


Die komplette Versorgung der Menschheit auf hohem Niveau aus klassischen erneuerbaren Quellen ist daher theoretisch möglich - die Betonung liegt allerdings vorläufig auf "theoretisch". Riesige Solarkraftwerke und Windparks bauen sich nicht von heut auf morgen. Dazu sind gewaltig Mengen an Rohstoffen, sowie unzählige Arbeitsstunden von Menschen auf der ganzen Welt nötig. Im Vergleich wirkt das Apollo-Mondprogramm der NASA wie ein kleines Divertissement. (Der Vergleich ist allerdings problematisch: Bei Apollo floss der größte Arbeitsaufwand in Forschung und Entwicklung, die Materialkosten waren dagegen vernachlässigbar. Eine weltweite Komplettumstellung auf erneuerbare Energien würde dagegen vor allem aus dem Aufbau von Anlagen auf Basis bereits fertigentwickelter Technologien bestehen.)

Bis die nötigen Anlagen und die zugehörige Infrastruktur (Hochspannungsleitungen, Zufahrtstrassen zur Wartung, Ersatzteillager, Unterbringungen für das Bedienpersonal usw.) gebaut sind, sollten wir also nach anderen Wegen suchen, viel Energie bereitzustellen und gleichzeitig das Klima zu schützen. Sofern man nicht auf die fragwürdige CCS-Technologie zurückgreifen möchte (in den Boden gepresste Kohlendioxidlagerstätten sind nicht jedermanns Sache - meine auch nicht), vermag dies nur die Kernenergie zu leisten.

In Deutschland stellt sich den meisten Leuten das Nackenhaar auf, wenn sie das Wort "Kernkraftwerk" hören. Kernenergie erscheint gradezu als das Sinnbild gefährlicher, umweltschädlicher Technologien. Man verweist auf die drei bisher erfolgten großen Unfälle - Three Mile Island, Tschernobyl und Fukushima - und darauf, dass niemand wüßte wohin mit den radioaktiven Abfällen. Diese Einwände vernachlässigen aber, dass alle unsere Reaktoren noch aus den 70er und 80er Jahren des vorigen Jahrhunderts stammen. Neukonstruktionen und wesentliche Weiterentwicklungen wurden seither nicht mehr vorgenommen. Die Risiken der Kernkraft sind somit ein hausgemachtes Problem: Hätte man, anstatt sich bei den ersten Anzeichen für technische Risiken entsetzt von der Technologie abzuwenden, konsequent neue, sicherere Reaktorkonzepte - z. Bsp. den Hochtemperaturreaktor (HTR) - erforscht, würden viele der gegen die Kernenergie vorgebrachten Bedenken gegenstandslos werden. Es existieren Entwürfe für inhärent sichere Reaktoren, bei denen der Super-GAU rein physikalisch unmöglich ist: Außer dem schon erwähnten HTR existiert auch der Thoriumfluoridreaktor, der zur Zeit vor allem in Indien erprobt wird, und der bislang allerdings nur als Entwurf vorliegende Laufwellenreaktor. Die beiden letzteren können sogar im Normalbetrieb mit Atommüll "gefüttert" werden und diesen unter Energieausbeute in kurzlebigere Nuklide transmutieren. Würde man also auf die Risiken der Kerntechnik nicht mit Paranoia, sondern rational reagieren, und umfangreiche Forschungsanstrengungen in die Entwicklung von Kernkraftwerken der IV. Generation investieren, bei denen die Risiken stark vermindert sind oder gar nicht auftreten, dann würde man über eine starke, klimaneutrale Energiequelle verfügen, die uns helfen könnte, viele Menschen auf der Erde mit elektrischer Enerie zu versorgen, ohne dass dabei das Weltklima noch weiter durch CO2-Ausstoß destabilisiert wird.

Viele werden nun einwenden: Schön und gut, aber ist Uran denn nicht auch eine sehr begrenzte Ressource? Reichen die Vorräte denn wesentlich weiter als Öl und Kohle? Die Antwort ist überraschend: Uranerze sind zwar recht begrenzt vorhanden, es existiert jedoch eine zweite Quelle, in der wesentlich größere Vorräte enthalten sind. Es handelt sich um das Meer.

Im Meerwasser sind insgesamt rund 4.5 Milliarden Tonnen Uran gelöst. In Japan wurden bereits Extraktionsanlagen getestet, die dieses Uran herausziehen können. Die heutzutage vorhandenen Kernkraftwerke verbrauchen rund 50000 Tonnen Uran pro Jahr. Stellt man also nur 10% des Meerwasser-Urans zur Verfügung, so könnte man sie damit 9000 Jahre lang betreiben. Allerdings setzen sie zusammen nur etwa 370 GW (370 Milliarden Watt) frei. Aufgeteilt auf 10 Milliarden Menschen ergibt dies nur 37 W pro Mensch - nicht wirklich viel. Bei einer Verzehnfachung auf 370 W pro Mensch wäre man immerhin noch 900 Jahre lang im Rennen. Es existieren jedoch auch sogenannte Brüter, die nicht nur Uran 235 wie die gewöhnlichen Kernkraftwerke nutzen, sondern auch das Uran 238, welches über 99% des natürlich vorkommenden Urans ausmacht. Sie wandeln es in spaltbares Plutonium 239 um, und erreichen so eine Steigerung der Energieausbeute um einen Faktor 60. Damit ließen sich zehn Milliarden Menschen 1000 Jahre lang mit pro Kopf über 10700 W versorgen, wenn 10% des Meeresurans nutzbar gemacht werden.

Der Thoriumfluoridreaktor benutzt dagegen, wie sein Name schon sagt, als Ausgangsbrennstoff kein Uran, sondern das dreimal häufigere Element Thorium. Die wirtschaftlich abbaubaren Ressourcen werden weltweit auf 6 Millionen Tonnen geschätzt (im Meer befindet sich keines, da Thoriumoxid kaum wasserlöslich ist). Ein 1 GW-Thoriumreaktor verbraucht rund 6 Tonnen pro Jahr. Ähnlich wie in einem Uran-Brutreaktor wird dabei der Brennstoff fast vollständig umgesetzt. Verteilt man die Thoriumvorräte auf 1000 Jahre und zehn Milliarden Menschen, ergeben sich 100 W pro Person, bei einer Nutzungszeit von 100 Jahren 1000 W. Die 6 Millionen Tonnen sind allerdings mit hoher Wahrscheinlichkeit zu gering geschätzt, da bislang kaum nach Thoriumlagerstätten gesucht wurde. Auch schlug der Nobelpreisträger Carlo Rubbia vor, einen durch einen Teilchenbeschleuniger verstärkten Thoriumreaktor zu konstruieren. Mit diesem würden 6 Millionen Tonnen Thorium 614 W über 1000 Jahre pro Person liefern. Rubbia vermutet auch, dass rund 300 mal mehr Thorium aus der Erdkruste abgebaut werden kann als die bekannten 6 Millionen Tonnen. Falls er recht hat, ließen sich über 18000 W pro Person 10000 Jahre lang bereitstellen.

Zu all diesem kommen noch die vorhandenen Atommüllvorräte hinzu, die von Thoriumreaktoren (und einigen Uranreaktorendesigns) als "Zusatzfutter" genutzt werden und so zusätzlich Energie liefern könnten.

Später, in der zweiten Häflte des 21. Jahrhunderts, wird man vermutlich auch Fusionsreaktoren bauen können, von denen prinzipiell kaum nukleare Risiken ausgehen und deren Rohstoffe im Meerwasser für menschliche Begriffe unerschöpflich sind. Gleichzeitig dürfte bis dahin die Solartechnik großflächig ausgebaut sein, möglicherweise sogar mit Solarkraftwerken im All, die ihre Energie mit Mikrowellen zur Erde schicken. Die beiden Technologien werden sich wahrscheinlich ein spannendes "Rennen" liefern - wer wird Spitzenreiter bei der Versorgung der Menschheit? Das Ergebnis dürfte nicht zuletzt auch von geografischen Gegebenheiten abhängen: Länder mit hoher Sonneneinstrahlung und viel freier Fläche - die USA, Nordafrika, China, Australien - werden vermutlich vor allem auf die Solarenergie setzen. Kleinere Staaten mit weniger nutzbarer Fläche und geringerer Einstrahlung - Mitteleuropa, Skandinavien, Japan - werden sich wohl für die Kernfusion entscheiden. Auch an Plätzen, an denen es günstig ist, viel Energie auf kleinem Raum bereitstellen zu können - z. Bsp. elektrische Stahlwerke oder elektrochemische Produktionsanlagen für Flugzeugtreibstoffe - dürfte die Fusion im Vorteil sein.

(Siehe auch: Artikel zur Kernfusion - Teil 1 / Grundlagen und Teil 2 / Technologie)

Was ergeben sich aus diesen Möglichkeiten für energiepoltische Schlußfolgerungen? Zum einen ist eine sofortige Abschaltung der Reaktoren das Letzte was man sich wünschen sollte - auf die Schnelle können sie nur durch fossile Energieträger kompensiert werden, und jede zusätzliche Tonne Kohlendioxid in der Atmosphäre ist eine Tonne zuviel. Zum anderen sollte man, anstatt von jeglicher Kerntechnik angstvoll die Finger zu lassen, in Forschungsprojekte zur Entwicklung der nächsten Generation von Kernkraftwerken investieren. Starke, kompakte, klimaneutrale Energiequellen sind unverzichtbar, um die Entwicklung der Menschheit zu fördern, die Umwelt zu schützen und den Lebensstandard in wirtschaftlich schwach entwickelten Ländern zu heben. Auch Afrika, Indien und Südamerika sollten endlich die Möglichkeit bekommen, ins Hochtechnologiezeitalter einzusteigen und ihren Bürgern ein Leben auf hohem Niveau zu ermöglichen!

Eine interessante, in diesem Zusammenhang zuweilen gestellte Frage lautet, ob denn nicht auch die Kernenergie einen verhältnismäßig hohen CO2-Footprint habe. Natürlich ist ein Kernkraftwerk an sich komplett CO2-neutral. Zur Konstruktion der Anlage sind jedoch große Mengen an Stahl und Beton nötig, deren Produktion mit Kohlendioxidausstoß verbunden sind. Man kann also die Frage stellen, in welchem Maß die Nutzung der Kernenergie auf indirektem Weg zur Freisetzung von Kohlendioxid beiträgt.

Beim Bau eines 1 GW-Kernkraftwerks werden rund 300000 t CO2 freigesetzt. Wenn man annimmt, dass der Reaktor 25 Jahre (~ 792 * 10^6 s) im Einsatz ist, ergibt sich ein Carbon-Footprint von:

3 * 10^8 kg CO2 / (10^9 W * 792 * 10^6 s) = 3.8 * 10^-10 kg CO2 /J 
= 3.8*10^-7 g CO2 / J

Dem gegenüber stehen 1.1 * 10^-4 g CO2 / J für Kohlekraftwerke - dies ist rund 290 mal mehr!

Die von Greenpeace gelobten "hocheffizienten" Gaskraftwerke setzen übrigens 5.5 * 10^-5 g CO2 / J frei - 145 mal mehr als die Kernenergie.

Das IPCC schätzt (siehe: Sims et al., 2007), dass sämtliche mit dem Leben eines Kernkraftwerks verbundenen industriellen Prozesse (Bau, Brennstoffverarbeitung, Außerdienststellung) nicht mehr als 1.1 * 10^-5 g CO2 / J freisetzen, was immer noch nur ein Zehntel des CO2-Footprints von Kohlekraftwerken und ein Fünftel dessen von Gaskraftwerken ist!

Das Gesamtverhältnis ist sogar noch besser, da bei der CO2-Berechnung bezüglich der fossilen Kraftwerke nur die reine Verbrennung einberechnet wurde, nicht die Konstruktion des Kraftwerks oder Abbau und Transport der entsprechende Rohstoffe. Grade der Transport von Kohle schlägt mit sehr hohem Energiebedarf - und damit, falls die Energie aus fossilen Trägern gewonnen wurde, CO2-Ausstoß -  zu Buche, da pro erzeugter Energieeinheit 10000 mal mehr Masse bewegt werden muß als bei Uran, wenn dieses in nichtbrütenden Reaktoren eingesetzt wird. Brüter senken die benötigte Uranmenge nochmal um den Faktor 60. Erdgas über große Strecken - z. Bsp. durch Pipelines - zu transportieren stellt ein zusätzliches Klimarisiko dar, da zufällig austretendes Methan selbst als sehr starkes Treibhausgas wirkt.

Das wahre Verhältnis CO2(nuklear) / CO2(fossil) ist also noch bedeutend geringer als hier berechnet!

Man beachte last not least, dass der mit der Kernkraft verbundene CO2-Ausstoß nicht in der Natur der Kraftwerke begründet liegt (diese setzen nämlich wie schon gesagt an sich überhaupt kein Kohlendioxid frei), sondern in der Natur der Industrien, die bei ihrer Konstruktion, Versorgung und Instandhaltung involviert sind. Wenn die beteiligten Betonwerke, Stahlwerke, Uranaufbereitungsanlagen usw. ihren Energiebedarf  aus bereits vorhandenen AKW und/oder klassischen erneuerbaren Energien decken, dann wird die Kernkraft problemlos zum Teil einer komplett kohlendioxidneutralen Energieversorgung. Die gute CO2-Bilanz von Kernkraftwerken unterliegt gewissermaßen einer positiven Rückkopplung: Je mehr Kernkraftwerke - oder klassiche erneuerbare Energiequellen - genutzt und zur Versorgung von Industrie, Transportwesen usw. eingesetzt werden, desto weniger CO2 gelangt pro Lebenszyklus eines AKWs in die Umwelt.

Die Energie- und Forschungspolitik der Grünen erscheint in diesem Licht einfach nur rückschrittlich und unverantwortlich. Nicht nur die Stromreaktoren sollen abgeschaltet werden, auch die Forschungsreaktoren stehen plötzlich auf der Kippe! Sogar gegen die Kernfusion machen grüne Politiker nun Stimmung. Man wartet beinahe auf den Tag, an dem die Grünen auch noch die Nuklearmedizin abschaffen wollen, da sie ebenfalls auf radioaktive Elemente angewiesen ist.

Aus meiner Sicht ist es besonders störend, dass viele in der Piratenpartei finden, auf den "Anti-Nuklear-Zug" aufspringen zu müssen. Die Piraten sollten, als einzige wirklich moderne und zukunftsorientierte Partei, zur Kerntechnik einen weniger hysterischen, rationaleren Zugang finden. Hochtechnologie besteht eben nicht nur aus Laptops und Solarzellen (gegen die natürlich per se nichts einzuwenden ist).

Historisch hat sich die Piratenpartei aus einer Hackerbewegung entwickelt, die sich für eine Lockerung und Neubewertung des Copyrightgesetzes für Daten im Internet stark gemacht hat. Inzwischen hat sich daraus ein politisches Konzept entwickelt, das darauf abziehlt, alles Wissen der Menschheit für jeden frei verfügbar zu machen. Hinzu kommen Ideen bezüglich der maximalen Transparenz des Staates, der Kontrolle jedes Menschen über seine persönlichen Daten, sowie des Rechts auf gesellschaftliche Teilhabe, was von manchen als Recht auf ein Bedingungsloses Grundeinkommen gedeutet wird. Basis für eine Zivilisation, in der solche Konzepte fruchten können, ist jedoch eine hochentwickelte, moderne Industrie. Man bezeichnet zwar die moderne Gesellschaft oft als "postindustrielle" oder "Informationsgesellschaft", dies vernachlässigt aber, dass die elementare Grundlage unserer Existenz die produzierenden Wirtschaftszweige sind: Computer, Generatoren, Eisenbahnzüge, Flugzeuge und andere technische Produkte müssen in Industriewerken gefertigt werden, ganz zu schweigen von elementaren Grundbedürfnissen wie Wohnraum, Kleidung und Nahrung. Damit diese in großem Umfang vorhanden sind, und die Menschen auch die Freiheit haben, die neuen technischen Möglichkeiten kreativ zu nutzen, ist eine industrielle Infrastruktur mit hohem Automatisierungsgrad notwendig. Diese erfordert wiederum starke Leistungsströme.

Daher sollten wir eine kompakte, effiziente Energiequelle nicht aus purer Furcht über Bord werfen. Auch ist die Beherrschung von Naturkräften ein kultureller Wert an sich. Das umfassende Wissen, das die Piraten allgemein zugänglich machen möchten, muß ja erstmal durch Forschung gesammelt werden. Wirklich verstanden hat man physikalische Prinzipien aber immer nur dann, wenn sie nicht nur theoretisch untersucht, sondern auch praktisch angewendet wurden. Und die Nutzung der Atomkerne stellt in gewisser Hinsicht eine Art submikroskopische "Final Frontier" dar: Es handelt sich um die kleinsten Strukturen (~ 10^-14 m), die jemals menschlicher Beherrschung zugänglich waren. Der berliner oder dresdener Forschungsreaktor sollte daher den Piraten kein Dorn im Auge sein, sondern ein Fenster in die Zukunft!

Beim Blick durch dieses Fenster sollten wir uns überlegen, wie unsere Zukunft aussehen soll! Wollen wir eine Menschheit, die in Stillstand verfallen ist, weil sie energetisch grade so über die Runden kommt, oder eine "ausbaufähige" Menschheit, die bei Bedarf immer größere Energiemengen mobilisieren kann? Ersteres mag nach dem Geschmack irgendwelcher reihenhausidyllischer Rechtskonservativer sein, aber gewiß nicht nach dem Geschmack von Piraten! Ein Pirat, egal ob nun im Sinne von Jack Sparrow oder eines digitalen Freiheitskämpfers, liebt das Abenteuer und nicht den Stillstand. Das größte Abenteuer der Menschheit ist die Forschung, und zwar insbesondere die Erforschung des Kosmos. Will man die Raumfahrt aber in größerem Umfang in Angriff nehmen, sind schwächliche chemische oder elektrische Antriebe nicht mehr das Mittel der Wahl. Um wirklich große Nutzlasten im Bereich von vielen Tausend Tonnen auf hohe Endgeschwindigkeiten zu beschleunigen, benötigt man nukleare Antriebe. Denn nur diese bieten sowohl einen hohen Spezifischen Impuls wie auch eine hohe Schubkraft (bzw. hohe Massendurchflussrate). Chemische Antriebe haben eine hohe Schubkraft (Flussrate) aber einen niedrigen spezifischen Impuls, weswegen sie zwar stark, aber nur kurzzeitig beschleunigen können. Elektrische Ionenantriebe haben einen hohen spezifischen Impuls, aber eine extrem niedrige Schubkraft, was bedeutet, dass sie zwar verhältnismäßig hohe Endgeschwindigkeiten erreichen, aber Wochen oder Monate dazu brauchen, und schon gar nicht bodenstartfähig sind. Nuleare Antriebe haben jedoch beides: Hohen spezifischen Impuls und hohe Schubkraft, weswegen sie über längere Zeit mit großer Kraft beschleunigen können. Das macht sie zur optimalen Antriebstechnik für die Raumfahrt im großen Stil.

(Siehe auch: Artikel Warum haben Raketen Stufen?)

Kein Mensch möchte seine Lebenshoffnungen nur darauf setzen, dass bald die neue PC-Generation auf den Markt kommt und die Grafik der Videospiele noch etwas lebensechter wirkt. Der Mensch möchte sich ausdehnen, forschen, erkunden, denken und Abenteuer erleben. Wir sollten der nächsten Generation kein doziles Leben zwischen Büroarbeitsplatz und Spielkonsole bescheren, sondern die Möglichkeit, die Saturnmonde aus der Nähe zu sehen!



Die Oberfläche des Saturnmondes Titan (Gemälde). Wird in Zukunft
dort eine bemannte Forschungsstation stehen? Es hängt von unseren
heutigen Entscheidungen ab.


(Siehe auch: Artikel Aufbruch in den Kosmos)

Futurologen haben für die Klassifizierung des Entwicklungsstandes von Zivilisationen die sogenannte Kardaschow-Skala eingeführt. Diese gibt an, welche Gesamtleistung eine Zivilisation nutzbar machen kann:

Typ 1: Gesamte auf einem Planeten verfügbare Leistung - rund 10^16 W.

Typ 2: Gesamte Leistung eines Sterns - 10^26 W.

Typ 3: Gesamte Leistung einer Galaxis - 10^36 W.

Carl Sagan unterteilte die logarithmische Skala noch feiner in Dekaden - so nutzt eine Zivilisation der Stufe 1.1 10^17 W, der Stufe 0.7 10^13 W, was ungefähr unserem derzeitigen Entwicklungsstatus entspricht. Bezüglich des Datenaustauschs haben wir übrigens schon Stufe 1 erreicht - durch das den ganzen Planeten umspannende Internet.

Wollte man die gesamte auf der Erde in Form von erneuerbaren Energien nutzbare Leistung sammeln, müsste man sie komplett mit künstlichen Strukturen bedecken, was natürlich nicht wünschenswert oder sinnvoll ist. Unter Nutzung der Kernfusion lassen sich jedoch entsprechende Leistungen auf viel kleinerem Raum zur Verfügung stellen. Dies würde man natürlich nicht ausschließlich auf der Erde selbst durchführen. Eine Zivilisation, die 10^16 W nutzen kann, ist mühelos dazu in der Lage, ihr gesamtes Sonnensystem und vielleicht auch nahe Exoplaneten zu kolonisieren. Die Leistung würde teils auf dem Heimatplaneten, teils in Orbitalkolonien, teils in Oberflächensiedlungen auf Planeten und Monden und im Inneren ausgehöhlter Asteroide umgesetzt werden. Das muß auch so sein, da ein derartiger Leistungsfluß auf einem einzelnen Himmelskörper diesen schnell überhitzen würde: 10^16 W, verteilt über die Erdoberfläche, entsprächen einem Heizeffekt von 20 W / m^2, 5mal mehr als die Aufheizung von 4 W / m^2, die eine Verdopplung des CO2-Gehaltes in der Atmosphäre erzeugen würde. Eine Gesamtleistung von 10^14 W ergäbe übrigens nur 0.2 W / m^2, was weniger als die durch Sonnenintensitätsschwankungen bedingte Erwärmung von 0.25 W / m^2 wäre.

Auf viele Kolonien im Kosmos verteilt wären selbst gigantische Leistungsflüsse unschädlich. Eine sehr große Anzahl von freifliegenden Habitaten könnte irgendwann die Sonne als sogenannter Dysonschwarm umgeben: Eine Wolke von Raumstationen, die (fast) die gesamte Leistung des Sterns einfängt und die Zivilisation damit zu einer vom Typ 2 macht. Wird dieses Konzept auf alle Sterne einer Galaxis angewendet, nähert man sich Typ 3. Möglicherweise benutzen dertig hochentwickelte Zivilisation allerdings ganz andere Technologien als das Einfangen von Sternstrahlung, um Energie zu gewinnen: Sie könnten beispielsweise natürliche (oder künstliche?) Schwarze Löcher anzapfen. Das Schwarze Loch selbst verschluckt zwar Masse und Energie, jede Materie, die in es hineinstürzt wird dabei aber sehr stark aufgeheizt. Dies ließe sich als Energiequelle nutzen.


Ein torusförmiger Dysonschwarm um einen Stern.


Die nutzbar gemachte Energie korrelierte im Laufe der bisherigen Geschichte stets mit dem erreichten Technologielevel. Man kann darüber spekulieren, welche Techniken in der Zukunft beim Erreichen der verschiedenen Kardaschowstufen zur Verfügung stehen werden. Kardaschow-1-Zivilisatonen verfügen sicherlich über fortgeschrittene Raumfahrt, künstliche Intelligenz und Nanotechnologie, möglicherweise auch schon über elementare Picotechnologie, die die Manipulation einzelner Protonen und Neutronen erlaubt. Dies wäre eine Weiterentwicklung unserer heutigen Nukleartechnik, wie die Nanotechnologie eine Weiterentwicklung der klassischen Chemie darstellt. Kardaschow-2-Zivilisationen dürften das Stadium der interstellaren Raumfahrt erreicht haben. Sie können womöglich Quantenteleportation an makroskopischen Objekten (Lebewesen?) durchführen, verfügen über Computer, die intelligenter als biologische Gehirne sind, können sich "uploaden" (ihr eigenes Bewußtsein in einen Computer kopieren) und experimentieren bereits mit Raumzeit-Engineering und Überlichtantrieben. Kardaschow-3-Zivilisationen würden im Vergleich mit unseren heutigen Technologien über nahezu götterartige Fähigkeiten verfügen: Stellares Engineering (Umbau von Sternen), künstliche Wurmlöcher, Überlichtflug routinemäßig, möglicherweise sogar Zeitreisen. Das Konzept lässt sich sogar bis zu noch höheren Leistungsumsätzen fortführen: Kardaschow-4-Zivilisationen bündeln die Leistung eines ganzen Galaxienhaufens (ca. 10^46 W). Sie können die Raumzeit beliebig manipulieren und künstliche Universen erschaffen, so dass sie aus unserem fliehen können, wenn irgendwann der letzte Stern ausgebrannt ist. Falls sich wirklich ein derartiges Technologielevel erreichen lässt, würde das bedeuten, dass das Bewußtsein, sobald es einmal entstanden ist, nie wieder ausstirbt! Der Gedanke, dass die Intelligenz den Wärmetot des Universums überleben kann, hat etwas außerordentlich Faszinierendes an sich.

Was sagen uns solche futuristischen Spekulationen über heutige energiepolitische Entscheidungen? Dass wir, wenn wir zu höheren technologischen Entwicklungsstufen fortschreiten wollen, uns nicht damit zufrieden geben sollten, unsere Energieversorgung auf einem bestimmten Niveau "einzufrieren", sondern nach Möglichkeiten suchen sollten, sie weiter zu erhöhen. Eine Reduktion des Energieverbrauchs kann zwar vorrübergehend eine sinnvolle Maßnahme zur Verringerung des CO2-Ausstoßes sein, mittel- und langfristig wird eine sich entwickelnde Zivilisation darauf angewiesen sein, immer mächtigere Quellen zu erschließen. Dabei werden auch Kernreaktionen fraglos eine wichtige Rolle spielen.

Und natürlich sagt uns der Blick aus der "Kardaschow-Perspektive" auch, dass wir uns nicht von jeder neuen Technologie ängstlich zurückziehen sollten, nur weil diese anfangs Risiken mit sich bringt. Um den unten verlinkten Bynaus-Artikel zu zitieren: Wo wären wir hingekommen, wenn der erste Hominide, der mit dem Feuer experimentierte, nach der ersten Brandblase aufgegeben hätte?

Dies sollte an für sich gerade den Piraten einleuchten: Schließlich haben sie sich schon oft an "Freiheit-statt-Angst"-Kampagnen beteiligt. Man erlangt jedoch keine Freiheit, indem man alles krampfhaft vermeidet, was potentiell gefährlich sein könnte. Man erlangt sie, indem man die Gefahr rational betrachtet, und dann Maßnahmen trifft, die es ermöglichen, die Gefahr zu beherrschen - im Fall der Kernkraft durch die Entwicklung neuer Reaktortypen, die inhärent sicher ausgelegt sind. Auch die Tabuisierung ganzer Technologiezweige ist letztlich das Gegenteil von Freiheit. Wenn man die durch staatliche Unterdrückung und Kontrolle auferlegten Fesseln abwerfen möchte, sollte man sich nicht selbst gleich darauf neue anlegen. Freiheit schützt man nicht, indem man sie abschafft. Man schützt sie auch nicht, indem man sich von seinen eigenen Ängsten beherrschen lässt. Freiheit sollte mutig sein, nicht furchtsam.

Das Ziel sind die Sterne, und kein Kleingartenidyll.




Weblinks

Generation IV International Forum

Nach Fukushima - ein Artikel von Bynaus (Final Frontier), der in die gleiche Richtung geht

Nuclear Energy in "Without hot Air" - ein kostenloses Online-Buch von David MacKay

Energy from Thorium

Abusing the Kardashev Scale for Fun and Profit - zum Spaß: Wo reihen sich fiktive Zivilisationen auf der Kardaschowskala ein?

Kommentare:

  1. In mehreren Teilen, offensichtlich gibt es eine maximale Kommentarlänge. :/

    Ich stimme dir zu, dass die latente Technikfeindlichkeit der Grünen nicht der Weg der Piratenpartei sein kann. Teilweise bilden die geradezu eine gemeinsame Front mit den Konservativen, um "Gottes Schöpfung" in ihrem natürlichen Zustand zu belassen und gegen jeden Fortschritt zu kämpfen, der uns Menschen irgendwie "gottgleicher" machen könnte. Das lehne ich ganz klar ab und wäre auch keinesfalls für Forschungsverbote, insbesondere in Bereichen wie der Kernfusion, die tatsächlich vielversprechend sind.

    Was dein Festhalten an der Kernspaltung betrifft, verrennst du dich aber meiner Meinung nach. Sicherlich kann ich es nachvollziehen, wenn dir als Physiker das Herz blutet, wenn so eine faszinierende Technologie eingemottet und durch profane Windmühlen ersetzt werden soll. Aber die Welt ist kein Computerspiel á la Civilisation, wo Unfälle wie in Fukushima sich halt dahingehend auswirken, dass die Bevölkerungszahl der nächstgelegenen Stadt etwas sinkt, und ein paar Produktionszyklen aufgewendet werden müssen, um die Sauerei zu entfernen. Das sind Millionen realer Einzelschicksale, die davon betroffen sind, und die persönliche Freiheit von Leuten, deren Häuser, Grundstücke, Hab und Gut gerade komplett verstrahlt wurde, würde ich definitiv als eingeschränkt bezeichnen. Zumal ja kein Betreiber in der Lage wäre, diese Schäden alle komplett zu entschädigen. Am Ende haftet die Allgemeinheit aka. der Staat dafür, und damit ist der Betrieb von KKWs keine unternehmerische Entscheidung des Betreibers mehr, sondern eine politische, und die Mehrheit in Deutschland hat von KKWs erstmal die Nase voll.

    Mag sein, dass jetzt neu gebaute Reaktoren sicherer als die 30 Jahre alten Meiler sind, aber von den alten haben die Befürworter auch behauptet, sie wären sicher und es könne gar nichts passieren. Du kannst auch nicht den Kernkraftgegnern die Schuld dafür in die Schuhe schieben, dass die alten Schrottreaktoren nicht längst gegen neue, modernere ausgetauscht wurden. Hier in Deutschland mag das stimmen, dass der endgültige Ausstieg über die letzten zwanzig Jahre in der Luft lag, und die Betreiber vor neuen Investitionen abgeschreckt wurden. In Japan zählt das Argument aber nicht. Japan hat bis zum Fukushima-Vorfall uneingeschränkt zur Kernkraft gestanden und keine ernsthafte gesellschaftliche Gruppe dort hat die Kernkraft überhaupt in Frage gestellt. Trotzdem wurde die eigentlich abgelaufene 30-jährige Laufzeit von Fukushima I-1 wenige Monate vor dem Unfall um zehn Jahre verlängert, statt dass dieses durch ein neues, modernes, "sicheres" Kraftwerk ersetzt worden wäre. Der Grund liegt nicht bei irgendwelchen Kernkraftgegnern, sondern in unserer Marktwirtschaft. Ein altes Kraftwerk weiter zu betreiben ist einfach profitabler als ein neues zu bauen, dass dasselbe tut wie das alte, nur "sicherer".

    Was die Kardaschowskala angeht, gibt es ein Problem: Es gibt keinen Beweis dafür, dass es irgendeine Zivilisation jemals geschafft hat, Status 1.0 zu erreichen, und auch nicht dafür, dass es überhaupt möglich ist. Und selbst wenn, hieße das noch lange nicht, dass wir das auch schaffen würden. Es sind in der menschlichen Vergangenheit schon jede Menge Hochkulturen den Bach runter gegangen, und dass dann früher oder später eine neue entsteht, die die alte übertrifft, ist auch nicht gesagt. Ich bin auch nicht der Meinung, das wäre gar nicht möglich, aber wir wissen es eben nicht, aber wenn, wäre das wohl keine Sache, die wir Zeit unseres Lebens noch erleben würden. Dafür delegieren wir einfach nicht genügend Ressourcen in die Erforschung interplanetarer Raumfahrt, etc.

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  2. Damit ist aber auch überhaupt nicht klar, ob die Kernfusion tatsächlich in 50 Jahren als universeller Energieträger zur Verfügung steht. Wenn man jetzt schon wüsste wie das funktioniert, müsste man schließlich nicht mehr daran forschen, und wissenschaftliche Entwicklung kann auch immer mal ins Stocken geraten, wie man am Beispiel "Künstliche Intelligenz" sehr schön sehen kann.

    Und dann ist das Uran eben auch irgendwann alle. Das mit dem Meeresuran überzeugt mich jedenfalls nicht. 4,5 Mrd. Tonnen klingt wie richtig viel, aber das ist in ca. 1,4 Mrd. *Kubikkilometer* Meerwasser gelöst, also etwas mehr als 3 Tonnen pro km³. Vorausgesetzt, man könnte Maschinen bauen, die aus durchfließendem Wasser restlos alles enthaltene Uran extrahieren könnten – und den eigenen Energiebedarf dieser Anlagen mal vernachlässigt – hieße das, man müsste für deinen errechneten jährlichen weltweiten Uranbedarf von 50000 Tonnen mengenmäßig etwa ¾ des Wassers der kompletten Ostsee "filtern", bis zum Grund. Ich bezweifle einfach mal, dass das auch nur annähernd so "einfach" möglich ist, wie das Vollstellen von Wüsten mit Sonnenkollektoren und Küstengebieten mit Windrädern, dass du bereits als unglaublich aufwändig darstellst.

    Hinzu kommt, dass bei weiterer, uneingeschränkter Erlaubnis der Uranspaltung die Investitionen auf dem Gebiet der regenerativen Energien ebenfalls nicht so stark steigen würden, wie wir es jetzt quasi gezwungenermaßen erleben werden. Natürlich gibt es da noch ganz andere Probleme, vor allem sozialer Natur. Die nordafrikanischen Staaten werden es nicht zulassen wollen, dass unsere Konzerne deren Sonnenlicht zu Geld machen, und bei denen bleibt nichts anderes hängen als ein paar Billigjobs für Leute, die regelmäßig die Spiegel putzen. Bei uns werden die Leute sich dagegen sträuben, dass wir in Zukunft massenhaft Strom importieren werden, noch dazu aus Staaten, die hierzulande gerne als rückständig angesehen werden. Da ist die Situation in Amerika und China sicherlich einfacher, wo die Wüsten im eigenen Land liegen. Wundert mich, dass Arizona und Nevada noch nicht voll stehen, mit dem Zeug. Liegt wohl an der indirekten Subvention für Kernenergie, dadurch dass große Teile der Kosten für Risiko, Entsorgung, etc. von der Allgemeinheit getragen werden.

    Wie auch immer, technischer Fortschritt ist an sich nicht schlecht, auch wenn grün-konservative Politiker gerne in jeder Suppe mal ein Haar finden, aber manche Technologien sind auch einfach Sackgassen, ob das nun an den realen Risiken liegt, die das ganze volkswirtschaftlich ineffizient werden lassen, oder ganz einfach daran, dass sie politisch nicht mehr tragbar sind. Dem kann – und darf – auch die Piratenpartei sich nicht entziehen, indem sie aus Prinzip auf ein totes Pferd setzt, bloß weil's um geile Nerd-Technologie geht.

    Dass die Piratenpartei den Ausstieg aus der Kernspaltung befürwortet, ist daher kein modischer "Anti-Nuklear-Zug", sondern vollkommen gerechtfertigt, oder um es mit den Worten eines mir bekannten Physikers und Mitpiraten zu sagen: Die meisten Grünen sind gegen Atomkraft, weil sie Angst vor Dingen haben, die sie nicht verstehen. Wir sind gegen Atomkraft, *weil* wir sie verstehen.

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  3. Hallo piratenproll

    Vielen Dank für deinen Input. Grade Gegenargumente sind wichtig für mich, da sie es mir erlauben, meine eigene Argumentationsweise zu überprüfen und zu verfeinern.

    Dass die Grünen nach dem "halb zog sie ihn, halb sank er hin"-Prinzip auf die Konservativen zu driften, dürfte seit gewissen Äußerungen von Frau Künast jedem geläufig sein ;)

    Nun zu deinen Argumenten...

    Was die negativen Auswirkungen der Kernkraft angeht - hier ein kurzer Artikel aus Scientific American:
    http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=the-human-cost-of-energy

    Man sieht anhand der Grafik sofort, dass die durch die Kernenergie verursachten menschlichen Schäden im Vergleich mit denen der fossilen Energieträger verblassen. Kohle, Öl und Gas sind die größten Killer, nicht die AKWs. Hinzu kommt die Destabilisierung des Klimas durch fortgesetzten CO2-Ausstoß. Wir dürfen uns einfach keinen fossilen Zubau mehr leisten, und wegen des deutschen Kernausstiegs sind schon in naher Zukunft _vier_ neue fossile Kraftwerke geplant!

    Dies wird vor allem auf Kosten der Menschen in der Dritten Welt gehen, da dort der Treibhauseffekt wahrscheinlich als erstes zuschlagen wird. Haben wir das Recht, unsere eigenen Sicherheitsbedürfnisse (die, wie die Grafik des Paul-Scherrer-Instituts zeigt, auch noch in die falsche Richtung laufen), über das Wohlergehen der Menschen in anderen Ländern zu stellen?

    Und bei Nutzung inhärent sicherer Hochtemperatur- oder Thoriumfluoridreaktoren verschiebt sich die Sicherheitsbetrachtung nochmal kräftig zugunsten der Kernenergie. Mit dem Abbau des Kernmülls unter Energiegewinn müsste sich darüberhinaus auch eine "ultra-grüne" Regierung anfreunden können, da ja die Abfälle häufig als Gegenargument angeführt werden.

    Deine Aussage, dass alte Reaktoren nicht durch neue, sicherere ersetzt werden, da dies für die Unternehmen nicht profitabel sei, stimmt leider. Es müsste Gesetze geben, nach denen die Firmen ihre Kernkraftwerke alle 25 oder 30 Jahre entweder komplettsanieren, durch neue ersetzen oder stilllegen müssen. Eine Alternative wäre eine Verstaatlichung der Anlagen.

    Der Vergleich Fusion/Künstliche Intelligenz hinkt etwas. Wir haben bisher kein schlüssiges mathematisches Modell des Bewußtseins, aber recht ausgereifte Theorien über Fusionsplasmen. Hier sind vor allem technische Probleme zu lösen, keine prinzipiellen, physikalischen.

    Die Frage, ob sich Meerwasser-Uranextraktion bis auf industriell verwertbare Größen sinnvoll hochskalieren lässt, ist sehr interessant. Die japanischen Forscher haben mit einer 350 kg schweren Anlage, die eine Fläche von 48 m^2 einnahm, in 240 Tagen über 1 kg Yellocake extrahiert, was 1.6 kg pro Jahr entspricht. Ein nichtbrütender 1 GW Reaktor benötigt 160 t pro Jahr, also 100000 mal mehr. Das ergibt eine Anlage von 4.8 km^2 Größe mit einer Masse von 35000 t. Zum Vergleich: Ein Solarkraftwerk gleicher Fläche würde (bei 10 W/m^2) 48 MW liefern und nicht ein 1 GW. Nimmt man an, dass das Kernkraftwerk eine 1 Mio. Stadt versorgt, kommen auf jeden Menschen 4.8 m^2 Fläche und 35 kg Material der Extraktionsanlage - das entspricht der Parkstellfläche für einen kleinen PKW und wenigen Prozent seiner Masse. Der Material- und Flächenaufwand ist also hoch, aber nicht überdimensioniert. Bei Brütereinsatz sinkt er natürlich nochmal um den Faktor 60.

    Die Extraktionsnanlagen brauchen auch nur ganz langsam, an geeigneten Stellen mit starker Meeresströmung gebaut zu werden, während erstmal das Uranerz+Phosphat in der Erdkruste verbraucht wird. Dieses wird noch lange reichen, vor allem da seit 1980 kaum mehr nach Uranerz gesucht wurde und sich im Boden vermutlich noch viele unbekannte Lagerstätten befinden.

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  4. Würde Weiternutzung der Kernenergie zu einer Abnahme von Investitionen im Sektor der Erneuerbaren führen? Nicht, wenn wir mit dem Kohle/Öl/Gas-Ausstieg Ernst machen wollen. Wenn wir unseren Verbrauch der fossilen Energieträger bis 2050 auf Null bringen wollen und dies auch gesetzlich verankern, wird ein enormer Innovationsdruck auf sämtliche nichtfossilen Energiequellen ausgeübt. Wir sind vom Öl derart stark abhängig, dass ein Ausstieg aus ihm, wie ich im Artikel schrieb, eine technische Herausforderung in der Art des Apolloprojekts bedeutet. Wird der fossile Ausstieg gesetzlich erzwungen, bleibt der Wirtschaft nichts anderes übrig, als massiv in nichtfossile Energien zu investieren - seien es Solaranlagen, Windparks, Kernkraftwerke oder die Erforschung der Fusion. Natürlich müssen die Firmen auch entsprechende Fördermittel erhalten.

    Der fossile Ausstieg ist eine so große Herausforderung, dass er weder ausschließlich mit Erneuerbaren, noch ausschließlich mit Kernkraft schnell genug zu schaffen ist. Wenn beide sich gegenseitig unterstützen, könnte es aber schnell genug möglich sein. Notwendig ist es auf jeden Fall. Den Klimawandel können wir nicht mehr vermeiden. Wir müssen versuchen, die Klimakatastrophe zu vermeiden!

    Was die Einspeisung von Wüstenstrom anbelangt - natürlich könnte das zu politischen Komplikationen führen. Aber in dieser Hinsicht ist das Leben kein Ponyhof, und da in den flächenmäßig stark ausgefüllten europäischen Ländern für riesige Solaranlagen nur begrenzt Platz ist, werden wir wohl damit leben müssen, Strom aus anderen, dünner besiedelten Ländern herbeizuleiten. Natürlich haben wir nicht das Recht, uns der Energieressourcen anderer Länder zu bemächtigen. Aber wir könnten sie ihnen sicherlich abkaufen, wobei sie einen Teil der erzeugten elektrischen Energie natürlich selbst nutzen dürfen.

    Dass die USA Nevada, New Mexico, Arizona usw. noch nicht mit Solarparks asphaltiert haben, liegt vermutlich weniger an Kernenergie-Subventionen, als daran, dass die Mehrheit der Amerikaner den Treibhauseffekt für eine kommunistische, unpatriotische, satanistische, blabla Lüge hält. Und viel Öl verbrauchen gehört zum American Way of Life! Für die meisten Republicans sind Sorgen wegen des Klimawandels geradezu Hochverrat.

    Die Sache mit der Kardaschowskala ist natürlich sehr spekulativ. Wir kennen bislang keine Zivilisation außer unserer eigene. Wir wissen nicht, ob es schon mal einer geglückt, über 1 hinaus zu kommen. Vielleicht werden wir die erste in der Galaxis sein? Auf jeden Fall ist es ein faszinierendes Ziel, darauf hin zu arbeiten, zur raumfahrenden Zivilisation zu werden. Ein solches Ziel könnte uns eine längst benötigte Portion Mut und Optimismus einflößen!

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