Man kann leicht den Eindruck gewinnen, dass die vorgeschlagenen neuen modularen Kernkraftwerke die Probleme der nuklearen Stromerzeugung lösen werden. Vielleicht werden sie es ermöglichen, mehr Atomstrom zu geringen Kosten und mit weniger Problemen mit abgebrannten Brennelementen zu erzeugen.
Meine Analyse der Situation zeigt jedoch, dass die Probleme im Zusammenhang mit der nuklearen Stromerzeugung komplexer und unmittelbarer sind, als die meisten Menschen wahrnehmen. Meine Analyse zeigt, dass die Welt bereits mit „nicht genug Uran aus Minen für alle“ zu tun hat. Insbesondere hat die US-Uranproduktion um 1980 ihren Höhepunkt erreicht (Abbildung 1).
Abbildung 1. Von der US Energy Information Administration erstellter Chart, der die US-Produktion von Uranoxid zeigt.
Abbildung 2. Grafik von ArmsControl.org mit den geschätzten weltweiten Beständen an nuklearen Sprengköpfen, 1945 bis 2023.
Heute ist der Bestand an nuklearen Sprengköpfen recht niedrig. Es sind nur wenige Sprengköpfe für das Downblending verfügbar. Dies führt zu einer Begrenzung des Uranangebots, die erst jetzt zu spüren ist.
Nukleare Sprengköpfe liefern nicht nur Uran im Allgemeinen, sondern sind auch deshalb wichtig, weil sie eine konzentrierte Quelle für Uran-235 darstellen, das Isotop des Urans, das eine Kernreaktion auslösen kann. Wenn der Vorrat an Sprengköpfen zur Neige geht, stehen die USA vor einem zweiten großen Problem: Sie müssen einen Weg finden, Kernbrennstoff mit der gewünschten hohen Konzentration an Uran-235 zu produzieren, wahrscheinlich hauptsächlich aus abgebrannten Brennstoffen. Heute ist Russland der Hauptlieferant von angereichertem Uran.
Die USA wollen mit Hilfe staatlicher Forschungsgelder die Arbeit an neuen kleinen modularen Kernreaktoren ankurbeln, die effizienter sein werden als die derzeitigen Kernkraftwerke. Diese Reaktoren werden einen neuen Brennstoff mit einer höheren Konzentration von Uran-235 verwenden, als heute verfügbar ist, außer durch den Kauf von Russland. Außerdem werden Zuschüsse gewährt, um die Produktion des höher angereicherten Uranbrennstoffs in den USA in Angriff zu nehmen. Man hofft, dass der größte Teil dieses hochangereicherten Urans aus der Wiederverwertung von abgebrannten Brennelementen stammen kann und so zur Lösung des Problems beiträgt, was mit den abgebrannten Brennelementen geschehen soll.
Meine Analyse zeigt, dass fortschrittliche modulare Kernreaktoren zwar theoretisch sehr langfristig hilfreich sein könnten, aber die Probleme der USA und anderer westlicher Länder nicht annähernd schnell genug lösen können. Ich erwarte, dass die Trump-Administration, die im Januar 2025 antritt, dieses Programm als Schnapsidee betrachten wird.
[1] Derzeitige Probleme mit der nuklearen Stromerzeugung sind erstaunlich versteckt. Die weltweite Stromerzeugung aus Kernenergie hat seit 2004 praktisch stagniert.
Abbildung 3. Weltweite Stromerzeugung aus Kernenergie auf der Grundlage von Daten des Statistical Review of World Energy 2024, veröffentlicht vom Energy Institute.
Obwohl es nach dem Tsunami, der 2011 die Kernreaktoren in Fukushima (Japan) in Mitleidenschaft zog, zu einem Rückgang der weltweiten Stromerzeugung aus Kernenergie kam, ist die weltweite Stromerzeugung aus Kernenergie seit 2004 nahezu unverändert geblieben (Abbildung 3).
Abbildung 4. Stromerzeugung aus Kernenergie in den USA auf der Grundlage von Daten aus dem vom Energy Institute veröffentlichten Statistical Review of World Energy 2024.
Die US-amerikanische Stromerzeugung aus Kernenergie (Abbildung 4) zeigt ein ähnliches Muster, mit der Ausnahme, dass die Produktion seit 2021 rückläufig ist.
[2] Die Gesamtmenge der von Kernkraftwerken erzeugten Elektrizität ist durch die Menge des verfügbaren Uranbrennstoffs begrenzt.
Meines Erachtens liegt ein wesentlicher Grund dafür, dass die Stromlieferung aus Kernenergie seit 2004 ziemlich flach ist, darin, dass die Gesamtstromerzeugung aus Kernenergie durch die Menge an Uranbrennstoff begrenzt ist, die für die gebauten Kernreaktoren zur Verfügung steht.
Der Uranpreis kann zwar steigen, aber das führt nicht unbedingt dazu, dass das Angebot sehr schnell steigt. Es dauert mehrere Jahre, eine neue Uranmine zu erschließen.
Theoretisch ist auch die Wiederaufbereitung abgebrannter Brennelemente zur Gewinnung von Uran und Plutonium möglich, doch ist der Umfang der bisher durchgeführten Wiederaufbereitung gering (siehe Abschnitt [6]).
[3] Die World Nuclear Association (WNA) hat Abbildung 5 veröffentlicht, die einen Hinweis auf das weltweite Uranversorgungsproblem gibt:
Abbildung 5. Weltweite Uranproduktion und Reaktorbedarf (in Tonnen Uran) in einem Chart der World Nuclear Association.
Die schwarze Linie, die den „Reaktorbedarf“ anzeigt (Abbildung 5), ist in gewisser Weise mit der weltweiten Erzeugung von Atomstrom (Abbildung 3) vergleichbar. Beide Zahlen zeigen seit etwa 2004 ziemlich flache Linien. Diese Beziehung deutet darauf hin, dass die Effizienz der Stromerzeugung mit Uranbrennstoff in den letzten 20 Jahren nicht wesentlich verbessert wurde.
Abbildung 5 zeigt eine große Lücke zwischen der Uranproduktion in den verschiedenen Ländern und dem „Reaktorbedarf“. Die größte Quelle für zusätzliches Angebot ist heruntergemischtes Uran aus Atombomben. Die EIA berichtet, dass die USA zwischen 1995 und 2013 zu diesem Zweck im Rahmen des Megatonnen-zu-Megawatt-Programms eine große Anzahl von Atomsprengköpfen von Russland erworben haben. Die EIA berichtet auch, dass für den Zeitraum 2013 bis 2022 ein Kaufvertrag abgeschlossen wurde, der es den USA erlaubt, niedrig angereichertes Uran kommerziellen Ursprungs von Russland zu kaufen, um einen Teil des abgebauten Materials für Atomsprengköpfe zu ersetzen. Darüber hinaus verfügten die USA über einige ihrer eigenen Atomsprengköpfe, die sie heruntermischen konnten. Die Verfügbarkeit von Uran aus diesen verschiedenen Quellen hat es ermöglicht, dass die Stromerzeugung aus Kernenergie in den USA im Zeitraum 2004 bis 2023 relativ konstant blieb, wie in Abbildung 4 dargestellt.
Die Uranförderung in den USA erreichte um 1980 ihren Höhepunkt und liegt jetzt nahe bei Null (Abbildung 1). Der weltweite Vorrat an Sprengköpfen ist inzwischen zu über 85 % erschöpft, so dass nur noch sehr wenig eingelagertes, hochangereichertes Uran zur Verfügung steht (Abb. 2).
Ein verstecktes Problem ist die Tatsache, dass die heute verfügbare Uranproduktion größtenteils aus Russland und den mit ihm eng verbundenen Ländern stammt. Die Daten, die Abbildung 5 zugrunde liegen, zeigen, dass die Uranproduktion im Jahr 2022 von engen Verbündeten Russlands dominiert wird (55 % der Menge kommen aus Kasachstan (43 % der Gesamtmenge), Usbekistan (7 % der Gesamtmenge) und Russland (5 % der Gesamtmenge)). Die USA (mit einem Anteil von fast 0 %) sowie die Produktion ihrer engsten Verbündeten Kanada und Australien lieferten nur 24 % des weltweiten Urans. Dieses Ungleichgewicht zwischen Russland und seinen Verbündeten und den USA und ihren Verbündeten sollte Anlass zur Sorge geben.
[4] Der derzeitige Konflikt zwischen den USA und Russland verschärft die nuklearen Probleme zusätzlich.
Die USA versuchen, Sanktionen gegen Russland zu verhängen. Die EIA berichtet:
„Die Herkunft des in US-Reaktoren verwendeten Urans wird sich in den kommenden Jahren wahrscheinlich ändern. Im Mai [2024] haben die Vereinigten Staaten die Einfuhr von Uranprodukten aus Russland ab August [2024] verboten, obwohl Unternehmen bis zum 1. Januar 2028 eine Ausnahmegenehmigung beantragen können.“
Dies scheint zu bedeuten, dass der Übergang von der Abhängigkeit von russischem Uran in nur etwas mehr als drei Jahren vollzogen werden muss. Dies ist ein kurzer Zeitrahmen, wenn man bedenkt, wie schwierig eine solche Umstellung ist.
Die Daten der EIA zeigen, dass die USA im Jahr 2023 nur 4,6 % der Uranlieferungen aus den USA beschaffen konnten. (Dabei könnte es sich teilweise oder größtenteils um heruntergemischte Nuklearsprengköpfe handeln). Das aus Russland bezogene Material machte 11,7 % des Urans aus. Kasachstan lieferte 20,6 % des gekauften Urans und Usbekistan 9,5 %. Von den US-Verbündeten lieferte Kanada 14,9 % und Australien 9,2 %.
[5] Die WNA weist nicht auf Probleme bei der Uranversorgung hin.
Die WNA ist ein Befürworter der Kernenergie; sie kann nicht andeuten, dass es ein Problem mit der Uranversorgung gibt. Die WNA ist der Meinung, dass bei einem Uranmangel die Preise steigen werden und mehr Uran verfügbar sein wird. Aber selbst wenn die Preise steigen, dauert es mehrere Jahre, bis neue Minen in Betrieb genommen werden können. Die Preise müssen hoch bleiben, sonst werden die Unternehmen die sich bietenden Chancen nicht nutzen.
Abbildung 6. Historische Uranpreise im Chart von Trading Economics.
Die Leser von OurFiniteWorld.com haben gesehen, dass die Ölpreise dazu neigen, in die Höhe zu schnellen und wieder zu fallen. Sie bleiben nicht sehr lange hoch, denn wenn die Preise hoch bleiben, werden die mit Öl hergestellten Endprodukte unerschwinglich. Ich gehe davon aus, dass beim Uran ein ähnliches Problem auftritt.
Die von der WNA genannte notwendige Preisschwelle für eine hohe Uranförderung liegt bei 130 $/kg für das Jahr 2021. Bei einer Umrechnung in Dollar pro Pfund unter Verwendung von 2024$ entspricht dies zufällig ziemlich genau der aktuellen Preislinie in Abbildung 6. In der Tat steigen die Preise manchmal in die Höhe. Das Problem besteht darin, dass sie lange genug so hoch bleiben wie die gestrichelte Linie, um die mehrere Jahrzehnte dauernde Lebensdauer einer Mine zu unterstützen. Wirtschaftswissenschaftler sagten vor einigen Jahren einen Ölpreis von 300 $ pro Barrel voraus, aber sie wurden enttäuscht. Der Preis liegt jetzt unter 75 $ pro Barrel.
Das Land mit den meisten potenziell förderbaren Uranvorkommen ist Australien. Es produzierte 2022 nur 9 % des weltweiten Urans, soll aber über 28 % der verbleibenden Weltreserven verfügen. Damit Australien mit der Eröffnung neuer Minen beginnen kann, wären kontinuierlich höhere Preise erforderlich.
Es ist auch möglich, dass ein größeres Uranangebot verfügbar wird, wenn verbesserte Fördertechniken entwickelt werden.
Die Welt scheint den Höhepunkt der Erdölförderung überschritten zu haben. Allein das Problem des Ölfördermaximums könnte die Gewinnung und den Transport von neuem Uran einschränken.
[6] Die Wiederaufbereitung abgebrannter Brennelemente zur Rückgewinnung von verwertbarem Uran und Plutonium wurde bisher nur in begrenztem Umfang durchgeführt. Die bisherigen Erfahrungen deuten darauf hin, dass das Recycling mit vielen Problemen verbunden ist.
Es ist möglich, eine Schätzung des Umfangs der Wiederaufbereitung abgebrannter Brennelemente vorzunehmen, die derzeit durchgeführt wird. Abbildung 3 in Abschnitt [1] zeigt, dass etwa 65.000 Tonnen Uran benötigt werden, um den Bedarf der bestehenden Kernkraftwerke zu decken, und dass seit 2022 ein jährliches Versorgungsdefizit von etwa 26 % besteht. Nach den mir vorliegenden Informationen beläuft sich die Wiederaufbereitung von Uran und Plutonium auf vielleicht 6 % des gesamten Brennstoffbedarfs. Somit könnte die heutige Wiederaufbereitung abgebrannter Brennelemente ab 2022 dieses Defizit bei der Uranversorgung vielleicht auf „nur“ 20 % des jährlichen Kernbrennstoffbedarfs reduzieren. Abgebrannte Brennelemente werden zwar in gewissem Umfang wiederverwertet, aber im Verhältnis zu den benötigten Mengen ist dies nur ein kleiner Teil.
Der Bau von Anlagen zur Rückgewinnung von Uran aus abgebrannten Brennelementen scheint mehrere Probleme mit sich zu bringen:
- Höhere Kosten als die einfache Gewinnung von mehr Uran
- Probleme mit der Umweltverschmutzung durch die Wiederaufbereitungsanlagen
- Potenzielle Verwendung des Outputs für die Herstellung von Atomsprengköpfen
- Möglichkeit von nuklearen Unfällen in den Anlagen
- Verbleibende Radioaktivität am Standort am Ende der Lebensdauer der Wiederaufbereitungsanlage und damit die Notwendigkeit, solche Anlagen stillzulegen
- Die Möglichkeit, dass viele Demonstranten den Bau und den Betrieb aufgrund der Punkte (2), (3), (4) und (5) stören
Die USA haben die Wiederaufbereitung abgebrannter Brennelemente 1977 nach einigen nicht sehr erfolgreichen Versuchen verboten. Nachdem der Kauf russischer Sprengköpfe arrangiert war, war das Downblending von Sprengköpfen ein wesentlich kostengünstigerer Ansatz als die Wiederaufbereitung abgebrannter Brennstoffe. Physics Today berichtete kürzlich Folgendes über die Wiederaufbereitung in den USA:
„Eine Anlage in West Valley, New York, hat sechs Jahre lang abgebrannte Brennelemente wiederaufbereitet, bevor sie 1972 geschlossen wurde. Als die Eigentümer die Anlage erweitern wollten, scheuten sie die Kosten für die Nachrüstung, die erforderlich war, um die neuen gesetzlichen Normen zu erfüllen. Der Bau einer Wiederaufbereitungsanlage in Barnwell, South Carolina, wurde 1977 nach dem Verbot durch die Carter-Regierung eingestellt.“
Japan versucht seit 1993, in Rokkasho eine kommerzielle Wiederaufbereitungsanlage für abgebrannte Brennelemente zu bauen, hatte aber große Probleme mit Kostenüberschreitungen und Protesten vieler Gruppen. Die letzte Schätzung, wann die Anlage tatsächlich fertig gestellt sein wird, ist das Finanzjahr 2026 oder 2027. In der Anlage sollen 800 Tonnen Brennstoff pro Jahr verarbeitet werden.
Die größte kommerziell betriebene Wiederaufbereitungsanlage für abgebrannte Brennelemente befindet sich in La Hague, Frankreich. Sie ist schon so lange in Betrieb (seit 1966), dass sie mit dem Problem der Stilllegung einer alten Anlage konfrontiert ist, die als französisches Militärprojekt begonnen wurde. Die erste Aufbereitungsanlage wurde 2003 stillgelegt. Die Internationale Atomenergiebehörde sagt: „Das Projekt zur Stilllegung von UP2-400 begann vor etwa 20 Jahren und wird voraussichtlich noch mehrere Jahre andauern.“ Sie spricht von den enormen Kosten und der Anzahl der beteiligten Personen. Dort heißt es: „Die Stilllegungsarbeiten machen etwa 20 Prozent der Gesamttätigkeit und der sozioökonomischen Auswirkungen des Standorts La Hague aus, an dem auch zwei Wiederaufbereitungsanlagen für abgebrannte Brennelemente betrieben werden.“
Die Kosten der Wiederaufbereitungsanlagen in La Hague sind wahrscheinlich nicht vollständig bekannt. Sie wurden von staatlichen Stellen gebaut. Sie haben verschiedene Eigentümer gehabt, darunter AREVA. AREVA hatte große finanzielle Probleme. Das Nachfolgeunternehmen ist Orano. Die derzeit in Betrieb befindlichen Anlagen haben eine Kapazität zur Aufbereitung von etwa 1.700 Tonnen Brennstoff pro Jahr. Die 1700 Tonnen Wiederaufbereitung von abgebrannten Brennelementen aus La Hague entsprechen Berichten zufolge fast der Hälfte der weltweiten Betriebskapazität für die Wiederaufbereitung abgebrannter Brennelemente.
Soweit ich weiß, arbeitet Russland an Konzepten, die möglicherweise in meinen Zahlen nicht enthalten sind. Wenn dies der Fall ist, könnte dies zu einer Erhöhung des weltweiten Uranangebots führen, aber es ist unwahrscheinlich, dass Russland die Vorteile mit dem Westen teilen möchte, wenn nicht genug für alle da ist.
[7] Die Konzentration des Isotops Uran-235 ist für die Herstellung von Brennstoff für die vorgeschlagenen neuen modularen Kernreaktoren sehr wichtig.
Uran-235 macht 0,72 % des natürlichen Urans aus. Wikipedia sagt: „Im Gegensatz zum vorherrschenden Isotop Uran-238 ist es [Uran-235] spaltbar, d. h. es kann eine Kernreaktion auslösen.“ In den meisten heute verwendeten Reaktoren liegt die Konzentration von Uran-235 bei 3 bis 5 %.
Laut CNN ist beim Bau fortgeschrittener modularer Kleinreaktoren die Verwendung von Brennstoff mit einer Uran-235-Konzentration von 5 bis 20 % geplant. Brennstoff mit dieser Konzentration wird als hochgradig schwach angereichertes Uran oder HALEU bezeichnet. Es wird erwartet, dass Kraftwerke mit dieser Art von Brennstoff effizienter betrieben werden können.
Die Herstellung höherer Konzentrationen von Uran-235 ist in der Regel problematisch, es sei denn, es stehen Kernwaffen zum Downblending zur Verfügung; Sprengköpfe verwenden hohe Konzentrationen von Uran-235. Da nun weniger Atomsprengköpfe für das Downblending zur Verfügung stehen, werden zusätzlich andere Quellen benötigt. CNN berichtet, dass die einzige kommerzielle Quelle für HALEU Russland ist. Die EIA berichtet, dass im Rahmen des Inflation Reduction Act 700 Millionen Dollar in die Entwicklung einer inländischen Lieferkette für HALEU investiert wurden.
[8] Die USA versuchen, viele neue Ideen auf einmal umzusetzen, ohne dass es erfolgreiche Modelle gibt, die den Übergang reibungslos gestalten könnten.
Seltsamerweise haben die USA kein funktionierendes Modell eines kleinen Kernreaktors, nicht einmal eines, das mit konventionellem Brennstoff betrieben wird. In einem CNBC-Artikel vom September 2024 heißt es: „Kleine Kernreaktoren könnten die Welt mit Strom versorgen, die Herausforderung ist der Bau des ersten in den USA.“
Die neuen kleinen Atomprojekte, die wir haben, befinden sich noch in einem sehr frühen Stadium. Im Juni 2024 schrieb Bill Gates: „Wir haben gerade den ersten Spatenstich für Amerikas erste Nuklearanlage der nächsten Generation gesetzt. Kemmerer, Wyoming, wird bald die modernste Nuklearanlage der Welt beherbergen.“ Sie soll bis 2030 in Betrieb genommen werden, wenn sie Zugang zu HALEU-Brennstoff hat.
Wie weit die Herstellung von HALEU aus abgebrannten Brennelementen fortgeschritten ist, zeigt ein Artikel in Interesting Engineering vom Oktober 2024: „Die USA genehmigen das Konzept einer neuen Anlage zur Umwandlung von Atommüll in Reaktorbrennstoff.“
„Die Anlage, deren Konzept genehmigt wurde, wird im Idaho National Laboratory (INL) angesiedelt sein. Sie wird dazu beitragen, gebrauchtes Material aus dem ehemaligen Experimental Breeder Reactor-II (EBR-II-Reaktor) des DOE in brauchbaren Brennstoff für sein fortschrittliches Kernkraftwerk zu verwandeln. . . Geplant ist, bis Dezember 2028 etwa 10 Tonnen HALEU aus dem EBR-II-Brennstoff zurückzugewinnen, und zwar mit Hilfe eines elektrochemischen Verfahrens, das im Laufe der Jahre im Idaho National Laboratory (INL) perfektioniert wurde.“
Vorausgesetzt, dass dies gelingt, wäre es ein Schritt nach vorn, aber es ist weit davon entfernt, ein kommerzielles Projekt im großen Maßstab zu sein, das von anderen Unternehmen wirtschaftlich betrieben werden kann. Das Volumen von 10 Tonnen ist winzig.
Ausgehend von dieser Menge ist es schwer vorstellbar, dass Reaktoren mit der neuen Technologie und dem HALEU-Brennstoff, mit dem sie gespeist werden, vor 2050 in großen Mengen zur Verfügung stehen können.
[9] Es ist schwer zu sehen, wie die Kosten für Strom, der mit den neuen fortschrittlichen modularen Kernreaktoren und dem neuen HALEU-Brennstoff, der durch die Wiederaufbereitung abgebrannter Brennelemente entsteht, erzeugt wird, niedrig sein könnten.
Das Hauptargument dafür, dass diese neuen modularen Stromerzeugungsanlagen erschwinglich sein werden, besteht meines Erachtens darin, dass sie nur eine relativ geringe Strommenge auf einmal erzeugen werden - etwa 300 Megawatt oder weniger, also etwa ein Drittel der durchschnittlichen Leistung herkömmlicher Kernreaktoren in den USA. Aufgrund der geringeren Stromleistung hofft man, dass sie für mehr Abnehmer, z. B. Energieversorgungsunternehmen, erschwinglich sein werden.
Das Problem, das von den Ökonomen oft übersehen wird, ist, dass der mit diesen neuen Techniken erzeugte Strom pro Kilowattstunde günstig sein muss, um nützlich zu sein. Hochpreisiger Strom ist nicht bezahlbar. Die Kosten niedrig zu halten, wenn viele neue Ansätze zum ersten Mal ausprobiert werden, dürfte eine große Hürde darstellen. Ich sehe mir die lange Liste der Probleme bei der Wiederaufbereitung abgebrannter Brennelemente an, die in Abschnitt [6] erwähnt wird, und frage mich, ob diese Probleme kostengünstig umgangen werden können. Es gibt auch Probleme bei der Einführung und Installation der vorgeschlagenen neuen fortgeschrittenen modularen Reaktoren, wie z. B. die Sicherheit, die ich nicht einmal versucht habe zu behandeln.
Die Hoffnung besteht darin, dass der gesamte Prozess des Baus der fortgeschrittenen modularen Kernreaktoren und der Herstellung des HALEU-Brennstoffs irgendwie standardisiert und so organisiert werden kann, dass Skaleneffekte zum Tragen kommen. Es scheint mir, dass es schwierig sein wird, dieses Ziel zu erreichen. Theoretisch könnte ein solches Ziel vielleicht im Jahr 2060 oder 2070 erreicht werden, aber das ist nicht annähernd früh genug, wenn man bedenkt, wie knapp die Uranvorkommen in den Minen derzeit sind.
[10] Die Trump-Administration wird das derzeitige Programm für fortgeschrittene modulare Kernreaktoren wahrscheinlich fallen lassen oder wesentlich verändern.
Der in diesem Beitrag diskutierte US-Plan wurde unter der Biden-Regierung entwickelt. Diese Gruppe wurde am 5. November abgewählt. Die demokratische Regierung wird am 20. Januar 2025 von einer neuen republikanischen Regierung unter Donald Trump abgelöst.
Es würde mich nicht überraschen, wenn der Plan für die fortschrittliche modulare Kernenergieerzeugung genauso schnell verschwinden würde wie das derzeit subventionierte Offshore-Windprogramm, das Trump zu beenden gelobt hat. Die beiden Programme haben viele Gemeinsamkeiten: Beide Programme bieten einen Vorwand für eine weitere Verschuldung der USA; sie bieten viele Arbeitsplätze für Forscher; und die Geräte, auf die sie sich beziehen, können in relativ kleinen Schritten erworben werden. Aber die Kosten pro Kilowattstunde Strom dürften bei beiden Programmen hoch sein. In gewissem Sinne werden sie, so wie sie derzeit geplant sind, keine effizienten Möglichkeiten zur Stromerzeugung darstellen. Ein großes Problem ist der Mangel an Brennstoff für die neuen modularen Reaktoren und die langsame Anlaufzeit für die Beschaffung dieses Brennstoffs.
Ich erwarte, dass unter Trump die Sanktion gegen den Kauf von HALEU aus Russland durch einen Zoll ersetzt werden könnte. Auf diese Weise könnten die USA in den Genuss von HALEU kommen, das sie von Russland beziehen, allerdings zu einem höheren Preis. Auf diese Weise könnte die Forschung fortgesetzt werden, falls dies gewünscht wird.
[11] Wenn keine Lösungen gefunden werden können, wird die Stromerzeugung aus Kernenergie wahrscheinlich allmählich verschwinden.
Mit der Zeit neigt die sich selbst organisierende Weltwirtschaft dazu, ihre ineffizientesten Teile zu eliminieren. Wenn ich mir die bisherigen Erfahrungen mit der Kernenergie ansehe, scheint es sich um ein weiteres Beispiel dafür zu handeln, wie die sich selbst organisierende Wirtschaft die ineffizienten Teile der Wirtschaft verdrängt:
Abbildung 7. Stromerzeugung aus Kernenergie nach Teilen der Welt, basierend auf Daten des Statistical Review of World Energy 2024, veröffentlicht vom Energy Institute.
In diesem Chart sind „fortgeschrittene Volkswirtschaften, ohne USA“ definiert als Mitglieder der Organisation für wirtschaftliche Entwicklung (OECD), ohne die USA. „Spätere Marktteilnehmer“ sind Nicht-OECD-Mitglieder, mit Ausnahme von Russland und der Ukraine. Dazu gehören China, Indien, Indonesien und viele andere Länder mit niedrigem Einkommen. Viele dieser Länder liegen in Ostasien.
Ich stelle fest, dass die relativ „flache“ Gesamterzeugung von Atomstrom in erheblichem Maße darauf zurückzuführen ist, dass die „fortgeschrittenen Volkswirtschaften (ohne USA)“ ihre Nutzung von Atomstrom fast zeitgleich mit den „Späteinsteigern“ rapide erhöht haben. Die „Späteren Marktteilnehmer“ können aufgrund ihrer effizienten Nutzung billiger Energie (häufig aus Kohle) und ihrer niedrigeren Löhne Waren für den Verkauf auf den internationalen Märkten viel billiger herstellen als die „Fortgeschrittenen Volkswirtschaften“ (ohne USA). Dieser effizientere Ansatz verschafft den Späteinsteigern einen „Vorteil“ beim Kauf des verfügbaren Urans.
Ich rechne damit, dass dieses Verdrängungsmuster in Zukunft noch häufiger auftreten wird. Tatsächlich werden neue und kürzlich wieder in Betrieb genommene Kernkraftwerke mit bestehenden Kernkraftwerken um das verfügbare Uran konkurrieren müssen.
In Anbetracht der Art und Weise, wie die Verdrängung stattfindet, werden nur sehr wenige Menschen erkennen, dass es ein Problem mit Uranbrennstoff gibt. Es wird nur so sein, dass die Führer einiger Teile der Welt und auch einiger Teile der USA anfangen werden, Geschichten darüber zu verbreiten, wie gefährlich die Kernenergie ist. Anstelle der Kernenergie werden sie die Stromerzeugung aus Wind- und Sonnenenergie in den Vordergrund stellen und diesen Ansätzen den Vorrang einräumen, wenn sie verfügbar sind. Das Ergebnis werden Stromgroßhandelspreise sein, die die meiste Zeit über viel zu niedrig für Kernkraftwerke sein werden. Diese niedrigen Großhandelspreise werden die Kernkraft verdrängen.
Solange es keine wirklichen Durchbrüche bei der Wiederverwertung abgebrannter Brennstoffe oder beim Uranabbau gibt, wird die Stromerzeugung mit Kernenergie in vielen Teilen der Welt, die sie derzeit nutzen, allmählich verschwinden.