Ökobilanz

Unter «Ökostrom» verstehen wir in der Regel Strom aus erneuerbaren Quellen wie Wasserkraft, Wind oder Sonne. Die Kernenergie wird dabei ausgeklammert. Zu Unrecht, wie die Wissenschaft zeigt. Ein genauer Blick auf Energie- und Umweltbilanzen zeigt, dass Atomstrom nicht nur sehr klima-, sondern auch ressourcen- und umweltschonend ist.

Die Ökobilanzen sprechen für Kernenergie

Ökobilanzen geben Auskunft darüber, wie umweltverträglich ein Stromerzeugungssystem ist. Das unter anderem für seine Lebenszyklusanalysen von Energiesystemen weltweit renommierte Paul Scherrer Institut (PSI) erarbeitet Ökobilanzen der verschiedenen Systeme. Auch die United Nations Economic Commission For Europe (UNECE) hat wegweisende Lebenszyklusanalysen zur Stromerzeugung erstellt. Die Wissenschaftler erfassen jeweils sämtliche Energie- und Stoffflüsse in den Lebensphasen Herstellung, Betrieb und Entsorgung und rechnen ihre Auswirkungen auf die Gesundheit von Mensch und Umwelt auf eine Kilowattstunde Strom um. Beide Studien belegen: Wenn alle Belastungen für Klima, Umwelt und Gesundheit, die Landnutzung sowie der Ressourcenverbrauch betrachtet werden, schneidet die Kernenergie sehr gut ab – übertroffen nur von der Wasserkraft.

Bei diesen Berechnungen sind viele Faktoren zu berücksichtigen: So sind zum Beispiel für Energie aus Wind und Sonne die geophysikalischen Rahmenbedingungen entscheidend. Die Ökobilanz von Solarzellen fällt viel besser aus, wenn die Anlage im sonnigen Südspanien steht statt in Nordeuropa. Das Gleiche gilt für Wind: Die Ökobilanz eines Windparks an einer windreichen Meeresküste ist deutlich besser als jene einer Anlage in der Schweiz, wo der Wind meist schwach weht.

Wenig Luftschadstoffe und Klimagase

Bei der Emission von Luftschadstoffen wie Schwefeldioxid (SO₂), Stickoxide (NOx) und Feinstaub wird die Kernenergie nur von Wasserkraft und Windenergie unterboten. Im Gegensatz zu vielen Ländern ist Smog in der Schweiz kaum noch ein Thema – selbst wenn laut Bundesamt für Umwelt die Feinstaubemissionen aus Verkehr, Industrie, Gewerbe, Land- und Forstwirtschaft sowie Haushalten immer noch jährlich 3000–4000 frühzeitige Todesopfer fordern. Zur vergleichsweise guten Luftqualität hat die praktisch emissionsfreie Stromproduktion mit Kernenergie und Wasserkraft über die Jahre sehr viel beigetragen.

Nach Wasserkraft mit 5-15 Gramm CO₂-Äquivalent pro Kilowattstunde weisen Wind (5–30 Gramm) und Kernenergie (10–20 Gramm) die tiefsten Treibhausgasemissionen aller Stromerzeugungssysteme auf. Diese tiefen CO₂-Werte sagen gleichzeitig etwas aus über die hohe Gesamteffizienz von Kernenergie. Dass Strom aus Sonnenenergie rund zwei Mal höhere Treibhausgasemissionen verzeichnet als Atomstrom, hat damit zu tun, dass für die energieintensive Produktion der Solarmodule in den Herkunftsländern – zum Beispiel in China, dem dominanten Hersteller – zumeist fossil erzeugter Strom eingesetzt wird.

Unverbaute Landschaft – ein knappes Gut

In einem kleinen und dicht besiedelten Land wie der Schweiz sind Kulturland und naturbelassene Landschaft besonders wertvoll. Dazu passt Kernenergie perfekt: Bei keiner anderen Stromproduktionsart ist das Verhältnis von Landbedarf zur produzierten Strommenge so günstig wie bei der Kernenergie. Das gilt selbst dann, wenn der Landbedarf für Uranminen und Kernbrennstoff-Fabriken mit einberechnet wird.

Zum Vergleich: Für die 1200 topmodernen Windturbinen, die nötig wären, um allein die Produktion des Kernkraftwerkes Leibstadt rein rechnerisch zu ersetzen, fehlen hierzulande gut geeignete Standorte. Technologien mit einem hohen Raumbedarf erfahren aus Natur-, Umwelt und Tierschutzkreisen oft grossen Widerstand. Denn sie können die Landschaft markant verändern und im Falle von Windenergie Geräusche verursachen sowie eine tödliche Falle für Zugvögel sein.

Viel Strom aus wenig Rohstoffen

Jede Art der Stromproduktion erfordert den Einsatz von Rohstoffen wie Kupfer, Eisen, Zink oder Aluminium. Insbesondere Metalle stehen auf der Erde nicht unbeschränkt zur Verfügung. Kernkraftwerke benötigen vergleichsweise geringe Mengen dieser Rohstoffe – ein entscheidender wirtschaftlicher und ökologischer Vorteil. Die Lebenszyklusanalyse zeigt, dass bezüglich Ressurcenschonung die Wasserkraft und die Kernenergie am besten abschneiden.

Kernkraftwerke und Wasserkraftwerke sind materialeffizient, was auch im Hinblick auf die in Zukunft mögliche Verknappung und Verteuerung mancher Rohstoffe wichtig werden kann. Anders beim Wind- und Sonnenstrom: Diese Energiequellen kommen «verdünnt» vor. Die Energie muss auf einer grossen Fläche gewonnen werden, und Wind und Sonne stehen nicht immer zu Verfügung. Wie die Grafik zeigt, benötigen diese Technologien sehr viel Material, um eine Kilowattstunde Strom zu erzeugen. Photovoltaik benötigt auch grosse Mengen von Silizium, Cadmium, Blei, Selen und Zinn. Viele dieser Rohstoffe kommen hauptsächlich in China vor, das den Markt kontrolliert. Das schafft neue und unangenehme Abhängigkeiten, kaum hat man begonnen, sich von fossilen Energien zu lösen.

Geringe radioaktive Abfälle

Nur die radioaktiven Abfälle trüben die gute Ökobilanz der Kernenergie. Doch dank der hohen Energiedichte von Uran und des dementsprechend geringen Brennstoffbedarfs fallen nur vergleichsweise geringe und überschaubare Abfallvolumen an. Alle Abfälle der Schweizer Kernkraftwerke aus der gesamten Laufzeit hätten einschliesslich des dickwandigen Verpackungsmaterials in der Haupthalle des Bahnhofs Zürich Platz. Das entspricht einer Getränkedose Abfall pro Person in der Schweiz.

Der Entsorgungsnachweis zeigt auf, dass die radioaktiven Abfälle der Kernkraftwerke technisch sicher und ohne Umweltbelastungen auf Dauer entsorgt werden können, ebenso wie jene aus Medizin, Industrie und Forschung. Das bestätigte der Bund im Jahr 2006. Mit dem Sachplan geologisches Tiefenlager ermittelt der Bund zurzeit den Standort des zukünftigen Tiefenlagers in der Schweiz. Mehr zur Entsorgung der radioaktiven Abfälle finden Sie hier.

Ohne Abfälle kommt keine Energietechnologie aus. Aus der Kehrichtverbrennung beispielsweise hinterlässt jeder Bewohner der Schweiz fast 50 Mal mehr schwermetallhaltige Rückstände als die zuvor genannten radioaktiven Abfälle. Davon wird weniger als die Hälfte rezykliert, hingegen einiges exportiert. Doch weder ist die Langzeitsicherheit der hiesigen und ausländischen Deponien erwiesen, noch kennt die Giftigkeit dieser Abfälle eine Halbwertszeit. Was auch für viele Gebrauchsgegenstände unseres täglichen Lebens zutrifft, die als Sondermüll entsorgt werden müssen: Handyakkus, Batterien, Filterstäube, Altpestizide, Lösungsmittel, Chemieabfälle u.v.a.

Optimierter Energieaufwand

Der gesamte Energieaufwand für ein Kernkraftwerk ist zwar beträchtlich, doch der riesige Energieoutput übertrifft diesen bei Weitem. Diese positive Energiebilanz spiegelt sich auch in der vergleichsweise guten Ökobilanz resp. in den ansprechenden Werten pro erzeugte Kilowattstunde Strom.

Die genauere Betrachtung der Energieflüsse zeigt: Die Anteile für Bau, Betrieb und Entsorgung fallen kaum ins Gewicht. Den Löwenanteil der eingesetzten Energie benötigt die Brennstoffproduktion, wobei hier vor allem die Rohstoffgewinnung, Anreicherung und Konversion zu Buche schlagen. Die unten stehende Grafik gibt die nicht erneuerbaren Energieaufwände in der nuklearen Energiekette am Beispiel des Schwedischen Kernkraftwerks Forsmark wieder.

Seit geraumer Zeit hat sich die Anreicherung mit modernen Gaszentrifugen als Standard in der Kernindustrie etabliert. Denn dieser Prozess benötigt 50 Mal weniger Energie als die herkömmlichen Gasdiffusionsanlagen. Die letzten noch in Betrieb stehenden kommerziellen Gasdiffusionsanlagen in Frankreich und in den USA wurden in den vergangenen Jahren durch moderne Zentrifugen ersetzt. Welcher Strom für den Antrieb der Zentrifugen verwendet wird, beeinflusst wiederum die CO₂-Bilanz der Kernenergie.

Energiesparsamer Uranabbau

Der Energieaufwand für den Abbau des Uranerzes ist im Vergleich zur daraus erzeugten Strommenge gering. Er entspricht lediglich 0,5-1 Prozent der Strommenge, die aus dem abgebauten Uran erzeugt wird. Keine praktische Bedeutung für die Energiebilanz hat gegenwärtig der Konzentrationsgrad des Urans in einer Mine. Heute werden Vorkommen von extrem unterschiedlicher Konzentration gewinnbringend abgebaut. Die Spanne reicht von 0,03-0,05 Prozent (Rössing-Mine in Namibia) bis zu 10 Prozent und mehr (McArthur River und Cigar Lake in Kanada).

Als typisches Beispiel dient die Mine Olympic Dam in Australien (0,05 Prozent Urankonzentration): Hier wird das Uran als Nebenprodukt des Kupferabbaus gewonnen, wobei der grösste Teil des Energieaufwands auf die Kupfergewinnung entfällt. Doch selbst wenn der gesamte Energieaufwand der Mine dem Uran angerechnet wird, lässt sich aus dem dort abgebauten Uran immer noch mehr als 100 Mal so viel Energie gewinnen, wie in die Mine hineingesteckt werden muss. Im Fall der Rössing-Mine in Namibia, in der nur Uran abgebaut wird, beträgt der Energiegewinn gar das Fünfhundertfache.