Eine sichere und zuverlässige Energieversorgung ist eine Grundvoraussetzung für den gesellschaftlichen Zusammenhalt, den wirtschaftlichen Erfolg und die politische Stabilität der Schweiz. Das sehen laut einer Umfrage der gfs.Bern im Auftrag des VSE (2025) auch die meisten Menschen so. Strom ist heute nicht nur Grundlage des täglichen Lebens, sondern auch kritische Infrastruktur im Gesundheitswesen, im Verkehr, in der Kommunikation und in der Industrie. Ein stabiler Zugang zu Strom ist deshalb eine Frage der nationalen Sicherheit.
Gemäss Bundesamt für Bevölkerungsschutz (FOCP/BAG) ist eine Verknappung der Stromversorgung das Ereignis mit der höchsten Eintrittswahrscheinlichkeit und dem grössten potenziellen Schaden für die Schweiz.
Die Netzfrequenz von exakt 50 Hertz ist das unsichtbare Rückgrat unseres Stromsystems. Diese Frequenz muss möglichst stabil bleiben – aus gutem Grund:
Zeitmessung: Einige Uhren orientieren sich an der Netzfrequenz. Ist sie zu hoch, laufen sie vor; ist sie zu tief, hinken sie nach.
Technik: Grosse Maschinen können Schaden nehmen, wenn die Frequenz schwankt oder vom Sollwert abweicht.
Die Netzfrequenz hängt direkt vom Gleichgewicht zwischen Stromproduktion und -verbrauch ab. Wird mehr produziert als verbraucht, steigt die Frequenz, da Generatoren leichter drehen. Übersteigt der Verbrauch die Produktion, sinkt sie – die Generatoren werden gebremst.
Bei unter 47.5 Hz oder über 52.5 Hz schalten sich viele Netzkomponenten automatisch ab – Schutzschaltungen greifen, um Kraftwerke, Leitungen und Geräte nicht zu beschädigen.
Die Hauptverbraucher von Strom sind Industrie, Gewerbe und Dienstleistungen mit rund 55 Prozent. Haushalte beanspruchen ein Drittel, der Verkehr knapp 10 Prozent – Tendenz steigend. Besonders die SBB, der öffentliche Verkehr und die zunehmende Elektromobilität tragen dazu bei.
Die Stromerzeugung in der Schweiz basiert auf einem aussergewöhnlich hohen Anteil grundlastfähiger Quellen: also Rund 60 % stammen aus Wasserkraft – gespeist durch die topografischen Gegebenheiten der Alpen – und etwa 35 % aus Kernenergie. Dieser Mix sorgt nicht nur für eine sehr CO₂-arme Stromproduktion, sondern auch für eine stabile Versorgung. Die Schweiz vereint somit Versorgungssicherheit, Klimaschutz und Eigenproduktion auf hohem Niveau. Doch dieser Balanceakt ist gefährdet – durch politischen Stillstand und eine Energiestrategie, die zentrale Pfeiler wie die Kernkraft ignoriert.
Wasserkraft in der Schweiz
Wasserkraft wird seit über 100 Jahren genutzt. Sie wandelt Höhenenergie von Wasser in Rotationsenergie um, die über Turbinen Strom erzeugt.
Es gibt drei Haupttypen:
Laufkraftwerke
Sie arbeiten mit geringer Fallhöhe und liefern bei genügend Wasser rund um die Uhr Strom. Ihre Leistung ist jedoch stark wetter- und saisonabhängig. In der Schweiz sind die Ausbaureserven praktisch erschöpft.
Speicherkraftwerke
Sie nutzen grosse Höhenunterschiede und speichern Wasser in Stauseen. Ihre Leistung lässt sich innert Sekunden regulieren. Damit sind sie zentral für die Netzstabilität.
Pumpspeicherwerke
Wasser wird bei Stromüberschuss nach oben gepumpt und bei Bedarf turbiniert. Der Wirkungsgrad liegt zwischen 65 und 80 Prozent.
Der Wirkungsgrad von Wasserkraftwerken ist mit ca. 85 % meist doppelt so hoch wie bei fossilen Kohle-, Öl- oder Gaskraftwerken. Damit sind Wasserkraftwerke die effizienteste Form der Stromerzeugung. Sie erzeugen in der Schweiz 37 TWh Strom im Jahr, davon 45 % im energieintensiven Winterhalbjahr.
Laufkraftwerke erzeugen Strom zu 3 bis 6 Rappen pro Kilowattstunde, Speicherkraftwerke zu 5 bis 8 Rappen. Im Vergleich zu anderen erneuerbaren Quellen ist das – auch dank der hohen Verfügbarkeit – wirtschaftlich attraktiv.
Bei Pumpspeicherwerken hängt die Wirtschaftlichkeit stark von der Differenz der Strompreise zwischen dem Zeitpunkt des Hochpumpens und der Rückverstromung ab. Da diese Preisunterschiede schwer vorhersehbar sind, lassen sich Einnahmen nur kurzfristig abschätzen.
Für die saisonale Speicherung, etwa zum Ausgleich zwischen Sommer und Winter, sind Pumpspeicherwerke weder kosteneffizient noch ausreichend dimensioniert.
Photovoltaikanlagen wandeln Sonnenlicht direkt in Strom um. Der Wirkungsgrad moderner Module liegt heute bei bis zu 25 Prozent. Die maximale Leistung einer Anlage wird in Kilowatt-Peak (kWp) angegeben – gemessen unter idealen Bedingungen.
Im Alltag liegt die tatsächliche Leistung oft deutlich darunter. Einflussfaktoren sind:
Im Schweizer Mittelland erreichen Photovoltaikanlagen im Jahresdurchschnitt etwa 9 bis 12 Prozent ihrer Nennleistung. Pro Quadratmeter liefern sie rund 170 Kilowattstunden Strom pro Jahr. Im Sommer liegt die Ausbeute bei über 20 Prozent, im Winter bei rund 5 Prozent.
In Atomkraftwerken entsteht Energie durch die Spaltung von Atomkernen durch Beschuss mit Neutronen. Dabei wird in einer kontrollierten Kettenreaktion innerhalb des Reaktors ein kleiner Teil der Masse in Energie umgewandelt – dies erfolgt nach Einsteins bekannter Formel E=Δm x c2 (Δm=Massenverlust bei der Kernspaltung, c = Lichtgeschwindigkeit).
Mit der dabei entstehenden Wärme wird Wasserdampf erzeugt. Dieser wird mit hohem Druck in Dampfturbinen geleitet, die wiederum Stromgeneratoren antreiben und so CO2-freien Strom erzeugen. Im Verhältnis zu konventionellen Brennstoffen, wie Öl, Kohle und Gas, wird mit Kernspaltung pro kg Brennstoff etwa 1 Million mal mehr Energie (10 GWh/kg) erzeugt.
Das Kernkraftwerk Gösgen verbraucht ca. 20 Tonnen Uran pro Jahr und produziert daraus ca. 8 TWh Strom oder 13 % des Schweizer Stroms. Da Kernbrennstoffe wie Uran gut über Jahre auf wenig Raum gelagert werden können, steigern Atomkraftwerke die Versorgungssicherheit eines Landes.
Kernspaltung erzeugt CO2-frei pro kg Brennstoff ca. 1 Million x mehr Energie als konventionelle Brennstoffe wie Öl, Gas oder Kohle.
Seit den 1950er-Jahren wird Kernkraft zur Produktion von Elektrizität genutzt. Der erste kommerzielle Reaktor wurde in der Schweiz im Juli 1969 (Beznau 1, KKW-Generation 2) in Betrieb genommen. Zurzeit sind weltweit rund 430 Reaktoren in 33 Ländern in Betrieb – sie produzieren gemeinsam rund 10% des weltweiten Stroms.
Ca. 60 weitere sind aktuell im Bau (meist KKW-Gen 3+) und weitere 100 geplant. Gleichzeitig werden in den kommenden Jahren auch einige Anlagen stillgelegt.
Übersicht Kernkraftwerke weltweit:
Woher der Strom auch kommt – er muss einen Weg vom Kraftwerk zum Kunden finden unabhängig davon, woher der Strom stammt – er muss vom Kraftwerk bis zum Verbraucher transportiert werden. Dafür braucht es das Stromnetz: ein komplexes System aus Leitungen mit vier Spannungsebenen, verbunden durch drei Transformationsebenen.
Seit 2009 ist der Schweizer Strommarkt teilweise liberalisiert. Das bedeutet: Grosse Stromverbraucher – also Unternehmen mit einem Jahresverbrauch über 100 Megawattstunden – dürfen selbst entscheiden, ob sie ihren Strom auf dem freien Markt einkaufen oder in der Grundversorgung bleiben.
Wählen sie den freien Markt, können sie ihren Stromlieferanten frei wählen und von wettbewerbsfähigen Preisen profitieren. In der Schweiz betrifft das rund 35’000 Unternehmen – weniger als 1 % aller Endverbraucher. Davon haben sich etwa 68 % für den freien Markt entschieden.
Alle anderen – also Privathaushalte und kleinere Unternehmen – sind weiterhin an ihren lokalen Stromversorger gebunden. Sie befinden sich in der Grundversorgung und können ihren Anbieter derzeit nicht frei wählen.
Mit dem Stromabkommen wird der Schweizer Strommarkt vollständig geöffnet, aber die Kunden können auch in der Grundversorgung bleiben
Interessant: Obwohl die grosse Mehrheit der Kundinnen und Kunden grundversorgt ist, verbrauchen sie nur rund die Hälfte des gesamten Stroms – die andere Hälfte entfällt auf die wenigen Grossverbraucher.
Die Netzkosten sind ein wichtiger Bestandteil deiner Stromrechnung. Sie entstehen durch den Bau, Betrieb und Unterhalt der Stromnetze – unabhängig davon, wie viel Strom du tatsächlich verbrauchst.
Die Netzkosten umfassen:
Kosten vorgelagerter Netzebenen: Zahlungen an übergeordnete Netzbetreiber
Kapital- und Betriebskosten der eigenen Netzstufe: z. B. für Unterhalt, Administration, Messung, Rechnungsstellung
Abzüge: Weiterverrechnete Kosten an nachgelagerte Ebenen oder direkt in Rechnung gestellte Anschlüsse (z. B. an Grundeigentümer)
Wichtig: Die Netznutzungskosten, die den Endverbrauchern weitergegeben werden, dürfen die effektiv anfallenden Kosten nicht überschreiten.
Zusätzlich werden separat ausgewiesen:
Systemdienstleistungen (SDL): Leistungen der nationalen Netzbetreiberin Swissgrid
Konzessionsabgaben an Gemeinden
Abgaben für den Gewässerschutz und die KEV (Kostendeckende Einspeisevergütung)
Ein Grossteil der Netzkosten sind Fixkosten. Entscheidend ist nicht, wie viel Strom du beziehst – sondern wie viel Leistung jederzeit bereitgestellt werden muss. Denn das Netz muss auch Spitzenlasten jederzeit abdecken können. Das bedeutet: Wer viel Leistung gleichzeitig bezieht, verursacht höhere Kosten.
Seit man wieder über Kernenergie spricht, ist das Interesse an den wissenschaftlichen und technischen Grundlagen der Kerntechnik gestiegen und es stellen sich Fragen. Sind diese AKW wirklich klimafreundlich? Sind sie verkappte Atombomben? Wie giftig ist der Rauch, der aus den Kühltürmen qualmt? Geht das Uran bald aus? Strahlt der Abfall wirklich ewig? Ist die Schweiz nach einem Atomunfall für Jahrzehnte unbewohnbar?
Es ist nicht einfach, sich schlau zu machen. Dicke Fachbücher mag man nicht lesen. Die Medien meinen, das Thema sei immer noch tabu und die wenigsten kennen einen Fachmann, den sie fragen können. Hier sind Antworten auf einige Fragen, so einfach wie möglich erklärt – aber, wie Einstein gesagt hat, nicht einfacher.
Wir beginnen mit einem Gedankenexperiment. Der Grieche Demokrit hat es sich vor 2’500 Jahren ausgedacht:
Man nehme zum Beispiel ein Stück Zucker und halbiere es. Die eine Hälfte halbiere man nochmals und so weiter. Wie lange kann das gehen? Demokrit glaubte, dass einmal ein Punkt komme, an dem man nicht weiter teilen könne und zwar nicht nur aus praktischen Gründen, sondern prinzipiell. Irgendeinmal ist ein Bruchstück nicht mehr Zucker. Es müsse ein Teilchen geben, das unteilbar ist, auf Griechisch ατομος, ein Atom.
Heute wissen wir, dass er Recht hatte. Alle Materie, Luft, Wasser, Steine, Lebewesen, alles ist aus Atomen zusammengesetzt. Sie sind unvorstellbar klein und dementsprechend ist ihre Zahl unvorstellbar gross. Dazu ein weiteres Gedankenexperiment: Wenn wir die Atome von einem Milliliter Wasser wie eine Perlenkette aneinander reihen könnten, wäre dieser Faden länger als der Durchmesser der Bahn des Jupiters: Er wäre 1,2 Milliarden Kilometer lang!
Wenn man sich Atome wie kleine Kügelchen vorstellt, ist man nicht weit daneben, allerdings sind sie hohl. In der Mitte schwebt ein Kern.
Dieser Kern trägt eine positive elektrische Ladung. Er ist – vergleichsweise weit entfernt – umgeben von einer Hülle aus negativ geladenen Elektronen. Die beiden Ladungen gleichen sich aus, so dass das Atom als Ganzes elektrisch neutral ist.
Jetzt wird es interessant: Es gibt nämlich verschiede Atome – in der Natur gibt es deren 91 (Nummer 43, Technetium kommt in der Natur nicht vor). Sie sind vor 4,5 Milliarden Jahren in einer Sternexplosion entstanden. (Dazu kommen einige künstlich hergestellte Atome.)
Wie unterscheiden sie sich? Um das zu verstehen, müssen wir den Kern genauer betrachten. Er besteht aus Teilchen. Die Physiker sprechen von Elementarteilchen. Es gibt im Kern zwei Sorten: Protonen und Neutronen. Die Protonen tragen alle die gleiche positive elektrische Ladung und sie sind alle gleich schwer. Die Neutronen sind ungeladen und etwa gleich schwer wie die Protonen.
Die Anzahl Protonen bestimmt die Anzahl Elektronen in der Hülle – sie muss gleich sein – und die Anzahl Elektronen bestimmt die chemische Eigenschaft des Atoms. Die Elektronen sind fast 2000 mal leichter als die Protonen und Neutronen.
Sauerstoff hat 8 Protonen, Aluminium 13, Eisen 26, Gold 79 und Uran 92. Stoffe, die nur aus einer einzigen Sorte von Atomen bestehen, nennt man Elemente. Uran ist das schwerste natürliche Element.
Wenn wir über Nukleartechnik sprechen, kommen wir nicht um den Begriff «Radioaktivität» herum. Dazu gibt es viele Missverständnisse, falsche Vorstellungen und natürlich Ängste. Hier sind die Grundlagen:
Radioaktivität ist nicht eine Substanz oder eine Sache, es ist eine Eigenschaft. Sie ist eine Eigenschaft bestimmter Atome.
Atome bestehen aus einem Atomkern und einer Elektronenhülle. Der Atomkern besteht aus Protonen und Neutronen. Es kann Atomkerne geben, die nicht stabil sind, weil sie zu viele oder zu wenige Neutronen haben. Sie haben zu viel Energie, sind gewissermassen angeregt, sie sind «radioaktiv». Sie haben im Wesentlichen drei Möglichkeiten, sich abzuregen. Die Physiker haben sie mit dem griechischen Alphabet «nummeriert»:
Alpha-Strahlen
Beta-Strahlen
Gamma-Strahlen.
Die ersten zwei Strahlenarten sind schnelle Teilchen, Gamma-Strahlen bestehen nicht aus Materie, sie sind sehr durchdringende Röntgenstrahlen.
Ein Alpha-Strahl ist ein schnell fliegender Kern eines Helium-Atoms, besteht also aus zwei Protonen und zwei Neutronen. Es ist leicht zu stoppen. Ein Blatt Papier reicht als Abschirmung.
Beta-Strahlen sind schnelle Elektronen. Weil sie fast 8000 Mal leichter sind als die Alpha-Teilchen, fliegen sie schneller. Um sie abzuschirmen braucht es eine Metallplatte oder eine dicke Glasscheibe.
Oft ist ein Atomkern noch nicht beruhigt, wenn er ein Teilchen los geworden ist. Er hat immer noch zu viel Energie. Die wird er los, indem er einen Gamma-Strahl losschiesst. Es genügt zu wissen, dass Gamma-Strahlen noch schwieriger abzuschirmen sind als Beta-Strahlen. Es braucht eine dicke Betonmauer, einige Meter Wasser oder einen Erdwall.
Wenn ein Atomkern ein Teilchen wegschiesst, verändert sich der Atomkern. Beim Beta-Strahl bleibt die Masse praktisch gleich, aber die Zahl der Protonen nimmt um eins zu, es entsteht ein neues Element. Aus Cäsium wird Barium, aus Silizium wird Phosphor.
Es ist wichtig zu verstehen, dass ein Atomkern, wenn er einmal seine überschüssige Energie losgeworden ist, in der Regel nicht mehr strahlt. Es ist also nicht wie man sich vielleicht vorstellt, dass radioaktive Isotope ständig vor sich hin strahlen. Einmal gestrahlt ist ausgestrahlt. (Es kann vorkommen, dass das neue Isotop auch instabil ist und nochmals ein Teilchen verlieren muss. Aber das ändert nichts am Prinzip, dass ein Atomkern nur einmal strahlt).
Wann «entschliesst» sich ein Atomkern, seine überschüssige Energie loszuwerden? Die Antwort ist so einfach wie schwer verständlich: irgendwann. Es ist vollkommen dem Zufall überlassen. Das führt zu einem interessanten Befund: Es dauert eine bestimmte Zeit, bis genau die Hälfte der Atome diesen Schritt gemacht haben. Bei der verbleibenden Hälfte dauert es genau so lang, bis die Hälfte der Hälfte gestrahlt hat und so weiter. Diese Zeit nennt man Halbwertszeit. Sie ist für jedes Isotop charakteristisch und kann von Mikrosekunden bis Milliarden Jahre lang sein. Jetzt, da wir wissen, dass jedes Atom nur einmal strahlt, können wir folgern: Eine bestimmte Menge eines Isotops strahlt stark, wenn die Halbwertszeit kurz ist und schwach bei einer langen Halbwertszeit.
Warum fürchtet man sich vor Radioaktivität? Sie ist unheimlich. Man sieht sie nicht, man hört sie nicht und man riecht sie nicht und glaubt, dass sie ungesund sei.
Allerdings kann man sie – im Unterschied zu den meisten chemischen Giften – sehr leicht messen. Wie gefährlich ist sie denn, die Radioaktivität? Wie bei allen Giften kommt es auf die Menge an, die Dosis.
Die Behörden gehen davon aus, dass es keine Grenze gibt, unterhalb der keine Gefahr besteht. Auf englisch heisst diese Hypothese «Linear, no threashold (LNT)» also «Linear ohne Schwellenwert». Wir wissen heute, dass das fast sicher falsch ist. Eine Welt ohne Radioaktivität hat es nie gegeben. Wir alle sind radioaktiv. Es ist sogar noch besser: Kleine Dosen Radioaktivität sind wahrscheinlich gesund. Darum geht man zur Kur nach Badgastein und Ischia, wo die natürliche Radioaktivität besonders hoch ist – und der Körper kann nicht unterscheiden, ob die Strahlung aus einer natürlichen oder künstlichen Quelle stammt. Allerdings: hohe Dosen machen krank. Strahlenkrankheit ist wie Sonnenbrand im Innern des Körpers und die Wahrscheinlichkeit, später an Krebs zu erkranken, nimmt zu.
Uran ist ein sehr schweres Metall, schwerer als Gold. Ein Würfel mit 1 cm Kantenlänge wiegt gut 19 Gramm und kann soviel Energie liefern wie 50 Tonnen Steinkohle.
Wie viele andere Elemente kommt es in verschiedenen Versionen vor, je nachdem, wie viele Neutronen der Kern enthält. Die Zahl der Protonen ist gegeben: 92, sonst wäre es nicht Uran. Aber die Zahl der Neutronen ist nicht eindeutig: im Fall von Uran kann sie theoretisch zwischen 135 und 149 liegen. In der Natur gibt es nur Uran mit entweder 143 oder 146 Neutronen. Man nennt diese unterschiedlichen Formen eines Elements Isotope.
Im Dezember 1938 fragten sich die Chemiker Fritz Strassmann und Otto Hahn: Wie wäre es, wenn man ein Element herstellen könnte, das schwerer ist als Uran? Wie könnte das gehen? Man könnte Uran mit Neutronen beschiessen und hoffen, dass einige im Uran-Kern stecken bleiben und sich in ein Proton umwandeln – ein Prozess, den die Physiker als Beta-Zerfall bezeichnen, weil dabei ein Beta-Strahl entsteht. Gedacht – getan. Das Experiment lieferte aber keine schweren Elemente, dafür leichtere, darunter Barium. Sie verstanden nicht was da los war und fragten eine frühere Kollegin, Lise Meitner, die in Stockholm weilte, um Rat. Sie schrieb zurück: «Ihr habt das Uran gespalten!». Das Unteilbare ist geteilt! Zusammen mit ihrem Neffen Otto R. Frisch publizierte Meitner ihren Befund in der wissenschaftlichen Zeitschrift «Nature». Er erschien am 11. Februar 1939.
Es war eine Sensation. Die Kunde verbreitete sich wie ein Lauffeuer in der Welt der Physiker.
Den Physikern war nämlich klar: Die Spaltung eines schweren Atomkerns muss riesige Energiemengen freisetzen. Schliesslich dürfte es Atomkerne gar nicht geben, denn so viele positiv geladene Teilchen, die Protonen, auf so engem Raum stossen sich mit gewaltiger Kraft gegenseitig ab. Es muss also eine noch viel stärkere Kraft geben, welche den Kern zusammenhält.
Noch eine Sensation wurde bald bekannt: verschiedene Physiker, die das Experiment wiederholten, fanden ausser zwei Bruchstücken auch 2 bis 3 Neutronen. Diese Neutronen können weitere Urankerne spalten, dabei entstehen weitere Neutronen – eine Kettenreaktion! Das bedeutet, dass man die Kernenergie vielleicht nutzen könnte.
Eine Kettenreaktion ist nicht schwer zu verstehen. Es ist wie bei einer Epidemie: Ein Kranker steckt zwei Menschen an und diese zwei oder drei weitere und bald sind alle krank. Ist das auch bei Uran möglich? Um das zu entscheiden, mussten die Forscher noch einiges herausfinden. Dabei gab es Überraschungen.
Zunächst eine unerfreuliche: Von den beiden Isotopen des Urans lässt sich nur eines leicht spalten – und ausgerechnet das, welches nur zu 0,7% vorkommt. Das Isotop mit 143 Neutronen, also Uran 235, denn Uran hat ja 92 Protonen.
Die erfreuliche Überraschung: Langsame Neutronen haben eine 500 mal grössere Chance, U-235 zu spalten als schnelle Neutronen. Man müsste einen Weg finden, die bei der Spaltung entstehenden sehr schnellen Neutronen abzubremsen, auf eine moderate Geschwindigkeit – zu moderieren. Dafür braucht es leichte Atomkerne, die bei jedem Zusammenstoss einen Teil der Geschwindigkeit übernehmen, die aber keine Neutronen absorbieren sollten. Dazu eignen sich Wasserstoff und Kohlenstoff. Wasserstoff kann in Form von Wasser (H2O) genutzt werden, weil das Sauerstoffatom keine Neutronen absorbiert. Beim Kohlenstoff ist es schwieriger: Steinkohle ist kein reiner Kohlenstoff; sie enthält viele neutronenabsorbierende Verunreinigungen. Reiner Kohlenstoff kommt nur in zwei Formen vor: Diamant und Grafit. Diamant kommt offensichtlich nicht in Frage, aber Grafit schon.
Ist eine Kettenreaktion praktisch möglich? Um eine Kettenreaktion kontrolliert zu betreiben sind zwei Voraussetzungen zu erfüllen:
Erstens: In einer kleinen Menge Uran gehen Neutronen verloren, weil sie mit grosser Wahrscheinlichkeit den Uranblock durch die Oberfläche verlassen, bevor sie einen Kern gespalten haben. Wenn man den Block vergrössert, wächst das Volumen stärker als die Oberfläche und es gehen immer weniger Neutronen verloren. Die Kettenreaktion setzt ein, wenn genau ein Neutron pro Spaltung eine weitere Spaltung auslöst. Wenn das passiert, dann hat der Uranblock eine «Kritische Masse». Aber woher kommt das erste Neutron, das die Kettenreaktion auslöst? Aus einer spontanen Spaltung – das gibt es.
Zweitens muss es einen Weg geben, die Kettenreaktion zu steuern. Wenn im Durchschnitt mehr als ein Neutron eine Spaltung auslöst, wächst die Zahl der Spaltungen exponentiell an; die Masse ist überkritisch. Man führt einen Stoff in den Uranklotz ein, der Neutronen absorbiert und damit die Kettenreaktion begrenzt. Die erste Kettenreaktion der Geschichte hat man allerdings noch viel einfacher kontrolliert.
Der italienische Physiker Enrico Fermi sagte sich: ob man eine Kettenreaktion auslösen kann, weiss man erst, wenn man es probiert hat. Unter einer Tribüne eines Baseball-Stadions in Chicago liess er Schichten von Uran- und Grafitplatten auftürmen und die Neutronenproduktion messen. Seine Assistentin Leona Wood sass am Monitor und als der Stapel etwa die geplante Höhe erreicht hatte rief sie: «Halt! Der Neutronenfluss steigt! Kettenreaktion!». Die Arbeiter entfernten die letzte Platte wieder und die Kettenreaktion brach ab. Der erste Kernreaktor hatte funktioniert. Eine kontrollierte Kettenreaktion ist möglich!
Der erste Reaktor hatte noch kaum Energie erzeugt. Strahlenschutz war unbekannt. Im Notfall hätte man Borsäure über den Stapel gegossen. Bor absorbiert Neutronen. Der Weg zu nutzbarer Kernenergie war noch weit.
Nach dem Krieg wandten sich die Forscher, die für das Militär gearbeitet hatten, zivilen Projekten und der Grundlagenforschung zu.
Einer von ihnen war der bereits erwähnte Enrico Fermi. Von ihm sagt man, er habe manchmal drei Würfel in die Kaffeepause mitgebracht und sie mit der Bemerkung «lasst uns einen Kernreaktor erfinden» auf den Tisch geworfen. Wie geht das?
Um einen Kernreaktor zu bauen, braucht es drei Dinge: Nuklearen «Brennstoff», der spaltbar ist, dann etwas, das die Neutronen abbremst – einen Moderator, und eine Methode, die entstehende Wärme abzuführen – eine Kühlung. Darum drei Würfel. Auf den Seiten der Würfel waren die verschiedenen Möglichkeiten aufgeführt, also zu Beispiel für die Kühlung: Wasser, Salzschmelze, Natrium, Blei, Helium, CO2.
Ein anderer Rückkehrer aus dem Militär war Alvin Weinberg. Er wurde im Jahr 1948 Forschungsdirektor am Oak Ridge National Laboratory, wo er die kommende Generation von Nuklearingenieuren ausbildete. Seine Idee von einem einfachen Kernreaktor hiess: Uranoxid als Brennstoff, Wasser als Moderator und als Kühlmittel.
Unter seinen Mitarbeitern war ein Marine-Kapitän mit einer Karriere als U-Boot Kommandant namens Hyman Rickover. Er hatte seine Vorgesetzten davon überzeugt, dass es für U-Boote einen nuklearen Antrieb brauche. Zusammen mit Weinberg entwickelte er den ersten Druckwasserreaktor. Das U-Boot «Nautilus» fuhr am 17. Januar 1955 erstmals mit nuklearem Antrieb. Das Kernkraftwerk leistete 10 Megawatt und erlaubte eine Geschwindigkeit von 25 Knoten (gut 45 km/Std).
Das Prinzip eines Druckwasserreaktors ist einfach: Man hängt ein Bündel aus Röhrchen, die mit Uranoxid-Tabletten gefüllt sind, in einen Wassertank. Man nennt diese Röhrchen «Brennstäbe» und das Bündel auf englisch «Core», also Herzstück. Leider hat sich dafür der deutsche Begriff «Kern» eingebürgert, obwohl das Wort als «Atomkern» eigentlich besetzt ist. Der Kern muss gross genug sein, damit eine Kettenreaktion entstehen kann, er muss also eine «kritische Masse» haben. Weil man die Kettenreaktion kontrollieren will. enthält der Kern auch einige Stäbe aus einem Material, das Neutronen absorbiert, zum Beispiel Cadmium. Wenn man jetzt die Cadmiumstäbe – man nennt sie sinnigerweise Steuerstäbe – nach und nach herauszieht, setzt die Kettenreaktion ein, das Uran produziert Wärme und das Wasser beginnt zu sieden. Aber das will man nicht. Darum ist der Wassertank ein Druckgefäss. Die Wärmeproduktion lässt den Druck steigen, ohne dass das Wasser kocht. Wenn der Betriebsdruck von 160 Bar erreicht ist, stabilisiert man die Kettenreaktion mit den Steuerstäben. Was, wenn die Kettenreaktion aus irgend einem Grund stärker wird? Dann wird es heisser. Die Uranoxid-Tabletten dehnen sich aus. Es gibt deshalb weniger Kernspaltungen. Die Kettenreaktion wird schwächer. Der Reaktor stabilisiert sich selbst und kann niemals explodieren wie eine Atombombe.
Das ist jetzt ein Druckwasserreaktor. Jetzt bauen wir ihn zu einem Kernkraftwerk aus.
Dazu muss das heisse Wasser zirkulieren können, es muss die aus der Kernspaltung entstehende Wärmeenergie aus dem Druckgefäss abführen. Wohin? In ein weiteres Druckgefäss, einen Wärmetauscher. In diesem ist ein System von dünnen Röhren aufgewickelt, in denen das heisse Wasser fliesst. Die Röhren sind von Wasser umgeben, das unter einem kleineren Druck steht. Darum kann es sieden (4). Das Wasser kommt flüssig in den Wärmetauscher herein und verlässt ihn als Dampf mit einem Druck von 70 Bar und einer Temperatur von 250 °C. In jeder Sekunde werden hier gegen zwei Tonnen Wasser verdampft! Dieser Dampf treibt eine Serie von Turbinen (5,6) die ihrerseits einen Generator (7) antreiben. Hier entsteht endlich Strom – elektrische Energie.
Zu diesen Schritten – vom heissen Uran zum Strom braucht es drei Kreisläufe: Der erste, der Primärkreislauf, ist der einfachste – ein reiner Wasserkreislauf: 330° heisses Wasser fliesst in den Wärmetauscher, wird dort auf etwa 270°C abgekühlt und durch die Hauptpumpe wieder ins Druckgefäss zurückgeführt. Im Sekundärkreislauf verlässt Heissdampf den Wärmetauscher, treibt die Turbinen, wird kondensiert und als Wasser (9) in den Wärmetauscher zurückgepumpt. Der dritte Kreislauf muss die Kondensationswärme in die Umwelt abführen; in der Schweiz entweder durch Flusskühlung (Beznau) oder einen Kühlturm (10) (Gösgen und Leibstadt). Das abgekühlte Wasser pumpt man in den Kondensator zurück und aus dem Kühlturm strömt Wasserdampf.
Es gibt Reaktoren, die noch einfacher gebaut sind. Man verzichtet auf einen Wärmetauscher und lässt das Wasser im Druckgefäss sieden. Darum heisst dieser Reaktortyp «Siedewasser-Reaktor». Weil der Dampf radioaktive Stoffe enthält, muss der Kreislauf abgeschirmt werden. In der Schweiz hat das KKW Leibstadt einen Siedewasserreaktor, wie seinerzeit auch das KKW Mühleberg , Gösgen und die beiden Beznau verfügen über Druckwasserreaktoren.
Was geschieht in den Brennstäben, während das Kraftwerk Strom produziert? Der Volksmund sagt «Aus den Brennstäben wird Atommüll». Das wollen wir genauer wissen.
Wenn neue Brennstäbe in den Reaktor gebracht werden, bestehen sie – abgesehen von der Hülle aus Zirkon – aus Uranoxid. Allerdings ist es nicht natürliches Uran. Dieses enthält nur 0,7% Uran-235 und nur das ist spaltbar. Damit das Brennstab-Bündel nicht zu gross sein muss, um eine kritische Masse zu erreichen, hat man das U-235 angereichert – auf 5%. Ein Brennstab besteht also zu 95% aus U-238 und 5% U-235.
Nach 4 bis 5 Jahren hat sich das leicht geändert: Es gibt jetzt nur noch 2% U-235. Der Rest ist gespalten worden. Dabei sind Elemente entstanden, die vorher nicht da waren: Die Bruchstücke der gespaltenen Urankerne. Nicht jede Kernspaltung produziert die gleichen Bruchstücke, darum sind die Spaltprodukte ein Gemisch vieler Elemente.
Diese Elemente sind unstabil. Sie enthalten zu viele Neutronen, sind also zu schwere Isotope. Sie können ein Neutron loswerden, indem dieses ein Elektron wegspickt und sich in ein Proton verwandelt. Man nennt das Beta-Zerfall. Das weggespickte Elektron heisst Betastrahl. Einige Spaltprodukte müssen das zwei- oder dreimal machen bis sie stabil sind. Wie lange dauert es, bis sie stabil geworden sind? Das ist sehr unterschiedlich: Von Millionstel Sekunden bis Jahrmilliarden. Ein grosser Teil zerfällt innert Minuten und Stunden. Deshalb produzieren Brennstäbe immer noch Wärme, auch wenn die Kettenreaktion nicht mehr läuft, die Nachzerfallswärme. Man muss sie abführen, sonst erwärmen sich die Brennstäbe, bis sie schmelzen. Das ist die gefürchtete Kernschmelze, der grösste anzunehmende Unfall, der GAU. So geschehen in Three Mile Island und Fukushima.
Nach einigen Jahren sind so viele Spaltprodukte zerfallen und stabil geworden, dass Wasserkühlung nicht mehr nötig ist. Mit der Zeit kommt die Strahlung fast ausschliesslich aus den Isotopen Strontium-90 und Cäsium-137. Beide haben eine Halbwertszeit von etwa 30 Jahren, das heisst die Strahlung halbiert sich alle 30 Jahre. Nach 300 Jahren ist noch ein Tausendstel vorhanden, nach 600 Jahren ein Millionstel. Was übrig bleibt, sind Isotope, die so langlebig sind, dass sie nur harmlos strahlen.
Also, wo ist das Problem? Warum muss man die abgebrannten Brennstäbe angeblich für Millionen Jahre wegsperren? Die Antwort heisst Plutonium. Neben der Spaltung von Urankernen machen die Neutronen noch etwas: Sie verwandeln Uran-238, das Isotop, das langsame Neutronen nicht spalten können, in ein neues Element: Neptunium-239. Dieses ist instabil und verwandelt sich innert Tagen durch Beta-Zerfall in Plutonium-239. Das ist der Prozess, den Hahn und Strassmann seinerzeit gesucht und nicht gefunden hatten.
Plutonium-239 ist ebenfalls kein stabiles Isotop. Es stabilisiert sich, indem es einen Helium-Kern ausspuckt – Alpha-Strahlung – und sich so in Uran-235 umwandelt. Allerdings braucht es dazu im Mittel 24’000 Jahre. Das ist das Problem.
Es müsste eigentlich keines sein, denn Pu-239 ist mit langsamen Neutronen spaltbar, genauso wie U-235. Das heisst, man kann es als nuklearen Brennstoff verwenden, als Energiequelle also.
Das hat man in der Schweiz früher gemacht. Man hat abgebrannte Brennstäbe nach Frankreich oder England in die Wiederaufbereitungsanlagen geschickt, wo man das Plutonium herausgelöst und damit, zusammen mit angereichertem Uran, Mischoxyd-Brennstäbe (MOX) hergestellt hat. Das lässt sich allerdings nicht beliebig oft wiederholen: Neben Pu-239 produzieren die Neutronen auch Pu-240 und das lässt sich durch langsame Neutronen nicht spalten. Nach zwei Durchgängen ist Schluss.
Allerdings ist die Wiederaufbereitung von abgebrannten Brennstäben – eine Voraussetzung für die Nutzung des Plutoniums – in der Schweiz seit dem 1.1. 2018 verboten.
Seit Langem verfolgt die Schweiz den andern Weg, das Abfallproblem zu lösen: Das geologische Tiefenlager. Dazu benötigt man eine geologische Formation, die sich in den letzten Millionen Jahren nicht verändert hat.
Die NAGRA (Nationale Genossenschaft für die Lagerung Radioaktiver Abfälle) hat eine solche Formation gefunden: Den Opalinus-Ton. Das ist eine bis zu 100 Meter mächtige Lehmschicht, die in Tiefen bis zu 800 Metern entlang des Jura-Südfusses liegt. Sie ist nachweislich vor über 170 Millionen Jahren entstanden und hat die grossen Eiszeiten der letzten Million Jahre schadlos überstanden. Der grosse Vorteil von Tongestein für eine sichere Lagerung von Gefahrengut ist die Tatsache, dass es wasserdicht ist. Sollte Wasser durch einen Spalt eindringen, quillt das Gestein und schliesst den Spalt.
In der Gegend von Stadel, in der nördlichen Lägeren, plant die NAGRA ein Tunnelsystem, das die langlebigen Abfälle aufnehmen soll. In einigen Jahren werden wir darüber abstimmen. Zwei Jahrzehnte danach könnte dann die Einlagerung beginnen.
Was soll denn da eingelagert werden? Die abgebrannten Brennstäbe, die jetzt im Zwischenlager in Würenlingen und bei den Kernkraftwerken lagern. Sie bestehen zu über 90% aus Uran. Dazu kommen die weitgehend zerfallenen Spaltprodukte. Es bleiben Reste von Srontium-90 und Cäsium-137, die in wenigen hundert Jahren verschwunden sein werden. Dazu kommen Spaltprodukte mit so langen Halbwertszeiten, dass sie sehr schwach strahlen und schliesslich 4 bis 5% Plutonium und Spuren von anderen Isotopen, die schwerer sind als Uran. Fachleute sprechen von «minoren Actinoiden». Es sind Alpha-Strahler. Damit sie Schaden anrichten können, muss man sie essen!
Die Brennstäbe sind in soliden Lagerbehältern aus Kupfer und Stahl verpackt (im Bild blau) und die Behälter stecken in Röhren im Fels und die Röhren sind mit wasserdichtem Betonit verfüllt.
Uran und Plutonium liegen in Form von Oxid-Pellets vor. Sie stecken in Röhren aus Zirkon, eine erste Barriere. Die zweite Barriere ist der massive Lagerbehälter. Die dritte Barriere schliesslich ist das Tongestein. Sollten Uran- oder Plutoniumatome aus dem Lagerbehälter entweichen, was nach einigen 10’000 Jahren der Fall sein dürfte, bleiben sie an den Molekülen des Tongesteins gewissermassen kleben. Sie werden adsorbiert. Sie haben keine Chance, jemals an die Erdoberfläche zu gelangen.
Medien und Politik sehen die Zukunft der Kernenergie klar voraus: Generation 4 und SMR (Small Modular Reactors). Was ihnen kaum bewusst ist: Beide standen auch am Anfang nuklearen Entwicklung.
Der erste kleine Druckwasserreaktor leistete 10 MW und war im U-Boot «Nautilus» eingebaut. Er ist im Januar 1955 in Betrieb genommen worden. Darüber, ob man ihn als «modular» bezeichnen will, kann man streiten. Modularität war damals kein Thema.
Seit Jahrzehnten baut man immer grössere Reaktoren. Heute gibt es solche, die 1600 MW elektrische Leistung schaffen. Das ist «Economy of Scale», Wirtschaftlichkeit durch Grösse. Das hat Grenzen: Die Baustellen werden riesig, die Bauzeiten lang und die Baukosten sind schwierig zu finanzieren. Da kam jemand auf die Idee: «Wirtschaftlichkeit durch Massenproduktion». Man baut Reaktoren so klein, dass man sie in einer Fabrik am Laufband produzieren kann – wie Verkehrsflugzeuge. Dann lädt man sie auf einen Tieflader und bringt sie zum künftigen Standort. Der Vorteil: der Standort ist dort, wo der Strom verbraucht wird: Ein Dorf, eine grosse Fabrik oder ein Rechenzentrum. Das Stromnetz muss nicht ausgebaut werden. Für grössere SMR können Module in Fabriken produziert und am Standort in wenigen Wochen zusammengebaut und in Betrieb genommen werden. Es gibt zur Zeit eine grosse Zahl von Projekten. Die Internationale Energieagentur der OECD hat eine Übersicht publiziert mit 75 verschiedenen Projekten in unterschiedlichen Entwicklungsstadien: Von «vage Idee» bis «Prototyp im Bau». Noch ist nicht abzusehen, welcher Typ das Rennen machen wird. Es wird der sein, für den zuerst eine Fabrik gebaut ist. Ein funktionierender Prototyp ist noch kein kommerzieller Durchbruch. Am Ende der 20er Jahre werden wir mehr wissen.
Die Reaktoren, die in der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts in grosser Zahl gebaut wurden, gehören zur Generation 2. Dazu gehören auch alle 4 Reaktoren in der Schweiz.
Heute baut man Reaktoren der Generation 3. In ihre Konstruktion flossen all die Erfahrungen ein, die man in einem halben Jahrhundert Reaktor-Betrieb gemacht hat und zusätzliche Sicherheitseinrichtungen. Damit ist die Wahrscheinlichkeit von Unfällen 1000 Mal kleiner geworden und die von grossen Katastrophen ist vernachlässigbar.
Warum braucht es eine Generation 4? Wir sind dem Grund bereits begegnet: Man möchte den Uranbrennstoff besser ausnützen und damit weniger Abfall hinterlassen. Es geht in erster Linie um schnelle Reaktoren.
Der erste Reaktor, der Strom erzeugte hiess «Experimental Breeder Reactor» EBR. In der Wüste von Idaho brachte er im Dezember 1951 vier 200-Watt Glühlampen zum Leuchten. Ein paar Tage später leistete er 200 kW. Die Entwicklung dieser «Schnellen Brüter» ging weiter und als «Integral Fast Reactor» stand er in den 90er Jahren vor dem kommerziellen Durchbruch, bis die Clinton-Regierung das Projekt als «unnötig» stoppte. Unter dem Namen «Aurora» plant die Firma Oklo eine Wiederauferstehung dieses Reaktortyps.
Alle Brüter arbeiten mit schnellen Neutronen. Der Vorteil: Schnelle Neutronen haben eine grössere Wahrscheinlichkeit, aus U-238 Pu-239 zu produzieren, als U-235 zu spalten. Sie produzieren also mehr spaltbares Material, als sie verbrauchen. Ausserdem können sie auch die Isotope spalten oder in spaltbare umwandeln, die schwerer sind als Uran und so die Abfall-Menge verkleinern und die Uranvorräte um das 140-fache vergrössern.
Selbstverständlich wird daneben mit allen denkbaren Kombinationen von Brennstoff, Moderator und Kühlmittel experimentiert. Man erinnere sich an die drei Würfel von Fermi.
Erwähnung verdient der Thorium-Reaktor. Thorium ist nicht spaltbar, aber – wie es auf englisch heisst, fertile, «fruchtbar». Das heisst, man kann ein spaltbares Isotop erbrüten. In diesem Fall ist es Uran-233. Am besten funktioniert dieser Typ, wenn Brennstoff, Moderator und Kühlmittel eine Salzschmelze sind. Im Jahr 2023 ist in China ein Prototyp mit kleiner Leistung in Betrieb gegangen.
Die Ideen gehen nicht aus, die Kernbrennstoffe gehen nicht aus. Das nukleare Zeitalter kommt erst.
Die Energiewelt ist komplex – mit vielen Fachbegriffen, Abkürzungen und technischen Zusammenhängen. Damit Sie den Überblick behalten, haben wir ein Glossar zusammengestellt.
In der Schweiz wird nach wie vor überwiegend mit Holz, Heizöl oder Erdgas geheizt. Unsere Fahrzeuge fahren meist mit Benzin oder Diesel. All diese Stoffe nennt man Energieträger – sie speichern Energie, die wir in Wärme oder Bewegung umwandeln können.
Ein besonders vielseitiger Energieträger ist jedoch die Elektrizität: Sie lässt sich für nahezu alle Anwendungen nutzen – zum Heizen und Kühlen, zum Laden von Handys, zum Antrieb von Autos und Zügen. Genau diese universelle Einsetzbarkeit macht Strom so zentral für die Energiezukunft.
Nicht alle Energie ist Elektrizität, aber Elektrizität ist Energie.
Ein Vergleich aus dem Alltag:
Autos haben unterschiedliche Motorleistungen – gemessen in kW oder PS. Ein stärkerer Motor kann mehr Energie auf einmal abrufen. Wie viel Energie (z. B. in Litern Benzin oder kWh) insgesamt benötigt wird, hängt davon ab, wie lange das Auto fährt.
Fährt ein stark motorisiertes Auto eine Stunde lang, verbraucht es mehr Energie als ein sparsames. Bei Kraftwerken ist es genauso: Ein grosses Kraftwerk mit hoher Leistung (z. B. 1’000 kW) produziert in einer Stunde mehr Strom (kWh) als ein kleines mit 100 kW.
Zum merken:
– kW ist die Leistung
– kWh ist die Energiemenge
Die Energiedichte beschreibt, wie viel Energie in einer bestimmten Masse oder in einem bestimmten Volumen gespeichert ist. Sie wird meistens in Kilowattstunden pro Kilogramm (kWh/kg) oder Megajoule pro Liter (MJ/l) angegeben.
Je höher die Energiedichte, desto mehr Energie kann mit weniger Material gespeichert oder transportiert werden. Solarenergie ist wenig dicht.
Uran-235 hat eine extrem hohe Energiedichte: 1 kg enthält so viel Energie wie rund 2.5 Millionen Liter Öl.
Energieträger mit hoher Energiedichte benötigen weniger Platz, verursachen weniger Transportaufwand und erzeugen bei gleichem Nutzen weniger Abfall – ein grosser Vorteil z. B. bei der Kernenergie
Energiedichte spielt auch im Alltag eine Rolle: 100g Schokolade enthält mehr Kalorien als 100g Rüebli.
Der Wirkungsgrad beschreibt, wie effizient eine Maschine oder Anlage Energie in eine andere Form umwandelt – also wie viel der eingesetzten Energie am Ende tatsächlich nutzbar ist.
Bei jeder Energieumwandlung – ob in einem Auto oder bei der Stromerzeugung oder dem Einsammeln des Sonnenlichts– geht ein Teil der Energie verloren, meist als Abwärme. Man bekommt also nicht 100 % der eingesetzten Energie zurück.
Beispiele:
Ein Kohlekraftwerk hat einen Wirkungsgrad von ca. 35 %. Das heisst: Von 100 Einheiten chemischer Energie in der Kohle kommen nur 35 als Strom an – der Rest geht als Abwärme verloren.
Bei thermischen Maschinen, also bei Kraftwerken, die Wärme in mechanische Energie verwandeln, ist der Wirkungsgrad durch das Gesetz von Carnot begrenzt. Der Wirkungsgrad ist um so grösser, je grösser der Temperaturunterschied am Eingang und am Ausgang der Maschine ist. Hochtemperaturreaktoren haben deshalb einen höheren Wirkungsgrad von bis zu 45%.
In Kraftwerken drehen sich schwere Bauteile wie Turbinen und Generatoren. Diese rotierenden Massen wirken wie Schwungräder: Sie speichern Bewegungsenergie und stabilisieren so sekundenschnell die Netzfrequenz, wenn der Stromverbrauch plötzlich schwankt.
Dank ihrer Trägheit verhindern sie, dass die Frequenz bei plötzlichen Laständerungen sofort einbricht – ein entscheidender Beitrag zur Versorgungssicherheit im Stromnetz.
Viele reden über billigen oder teuren Strom. Doch das greift oft zu kurz. Denn Strom hat unterschiedliche Kostenarten.
Produktionskosten:
Das sind die laufenden Kosten für den Betrieb eines Kraftwerks, zum Beispiel für Personal, Wartung und Brennstoff. Solar hat hier fast keine, Gaskraftwerke hingegen schon.
Gestehungskosten (LCOE):
Sie zeigen, was eine Kilowattstunde über die gesamte Lebensdauer einer Anlage kostet – inklusive Bau, Betrieb und Finanzierung. Hier schneidet Solar oft gut ab, allerdings nur bei Sonnenschein.
Systemkosten:
Sie fallen außerhalb des Kraftwerks an, zum Beispiel für Speicher, Reservekraftwerke und den Ausbau der Stromnetze. Erneuerbare Energien benötigen diese Systeme, da sie unregelmäßig Strom liefern.
Vollkosten:
Die Summe aus Gestehungs- und Systemkosten. Sie zeigen, was eine Technologie wirklich kostet, wenn sie das gesamte System zuverlässig mit Strom versorgen soll.
Wer also nur auf die Gestehungskosten schaut, sieht nur die halbe Wahrheit. Entscheidend sind die Vollkosten – und die sehen oft ganz anders aus.
Im deutschen Sprachgebrauch gibt es keinen technischen Unterschied zwischen einem Atomkraftwerk und einem Kernkraftwerk. Beide Begriffe bezeichnen dasselbe: ein Kraftwerk, das mittels Kernspaltung Strom erzeugt.
Der Unterschied liegt ausschliesslich in der Wortwahl:
Wer neutral oder technisch korrekt kommunizieren will, spricht besser von Kernenergie oder Kernkraftwerke.
Kernenergie gehört zu den klimafreundlichsten Energiequellen überhaupt. Laut Weltklimarat (IPCC) verursacht sie im Schnitt nur 12 Gramm CO₂ pro Kilowattstunde – gerechnet über den gesamten Lebenszyklus eines Kernkraftwerks. Das umfasst alles: vom Uranabbau über den Betrieb bis zum Rückbau und der Endlagerung. Nur Wind- und Wasserkraft schneiden ähnlich gut ab. Solaranlagen liegen deutlich höher.
Das sind die Zahlen des Paul Scherrer Instituts (PSI):
• Windenergie: 8–27 CO₂/kWh
• Kernenergie: 10–20 CO₂/kWh
• Solarenergie: 25–69 CO₂/kWh
• Wasserkraft: 5–15 CO₂/kWh
• Gas: 390–400 CO₂/kWh
• Kohle: 823–1022 CO₂/kWh
Kernenergie ist also nahezu emissionsfrei – auf gleichem Niveau wie Windkraft und sauberer als Solar.
Quelle: Christian Bauer und Stefan Hirschberg (PSI): «Potentiale, Kosten und Umweltauswirkungen von Stromproduktionsanlagen» (2017)
Es ist ein weitverbreitetes Missverständnis, dass nuklearer Abfall unbrauchbar sei – Abfall eben. Aber Abfall wird überall rezykliert. Ausser in der Nukleartechnik. Da ist Rezyklieren verboten, jedenfalls in der Schweiz. Dabei würde es sich lohnen, denn rund 95 % des „Atommülls“ sind gar kein Abfall, sondern ungenutzter Nuklearbrennstoff. In heutigen Reaktoren wird nur ein Bruchteil des Urans tatsächlich gespalten. Der Rest: ist wertvolle Energie, die wir nutzen könnten.
Moderne Reaktoren der Generation IV sind in der Lage, genau diesen scheinbaren Abfall zu verwerten. Russland macht es bereits vor: Der schnelle Reaktor BN-800 nutzt seit 2020 rezykliertes Plutonium und abgereichertes Uran aus abgebrannten Brennstäben und erzeugt damit Strom.
Auch in den USA hat man bis in die 90er Jahre solche Reaktoren betrieben.
Kernkraftwerke benötigen wenig Platz. Keine andere Energiequelle kommt mit so wenig Landfläche aus. Ein Kernkraftwerk, das im Jahr 8 Milliarden kWh produziert, benötigt eine Landfläche von einem Viertel Quadratkilometer.
Um die gleiche Energiemenge zu erzeugen, braucht es 40 Quadratkilometer Solarzellen, das entspricht der 160-fachen Fläche eines Kernkraftwerks.
Windkraftanlagen brauchen auch mehr Raum als die Kernkraft: Für die Produktion von 8 Milliarden kWh im Jahr braucht es 1’600 Windturbinen. Diese beanspruchen eine Fläche von 400 Quadratkilometern. Allein die Kranflächen und Zufahrtswege für die Montage beträgt 10 Quadratkilometer.
Wer die Landschaft schützen will, setzt auf Kernkraftwerke.
Die Fakten sprechen eine klare Sprache: Kernenergie gehört weltweit zu den sichersten und saubersten Formen der Stromerzeugung – gleichauf mit Wind und Solar.
Vergleicht man Todesfälle pro erzeugter Terawattstunde Energie (inkl. Unfälle und Luftverschmutzung), zeigt sich:
Kernenergie ist damit mindestens so sicher wie Wind und Solar, weit sicherer als fossile Energien.
Das Argument, Kernenergie sei «zu teuer», basiert auf einer unvollständigen Betrachtung der Kosten. Während die reinen Gestehungskosten (LCOE) für Wind- und Solarenergie im Vergleich zu Kernkraftwerken tiefer erscheinen mögen, werden die Systemkosten ignoriert. Diese umfassen die Kosten für Netzausbau, Speicherung und die Bereitstellung von Reservekapazitäten, die bei fluktuierenden erneuerbaren Energien anfallen, um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten. Wenn diese Systemkosten in die Berechnung einbezogen werden, wird klar: Kernenergie ist billiger.
Zudem sind die langfristigen Betriebskosten von Kernkraftwerken aufgrund ihrer langen Lebensdauer und hohen Auslastung tief. Die hohen Anfangsinvestitionen amortisieren sich über Jahrzehnte, und die Brennstoffkosten sind im Vergleich zu fossilen Brennstoffen gering und stabil.
Kernenergie und Atomwaffen werden immer wieder verwechselt. Ja, es wird behauptet, AKW seien Atombomben. Das ist vollkommen falsch. Zwar basiert beides auf Kernspaltung, doch zivile Reaktoren liefern kein Material für Waffen. Das Uran darin ist zu schwach angereichert, das entstehende Plutonium technisch unbrauchbar für den Bau von Bomben.
Kernkraftwerke stehen zudem unter lückenloser Kontrolle durch die IAEA (International Atomic Energy Agency). Wer Strom aus Kernkraft erzeugt, wird überwacht. Ein geheimes Waffenprogramm ist unter diesen Bedingungen nicht möglich.
Zuverlässige Stromversorgung durch Kernenergie kann auch helfen, Konflikte zu vermeiden. Wer seine Energie selbst erzeugt, ist unabhängiger und weniger anfällig für Erpressungen.
Die Lagerung von radioaktiven Abfällen aus Kernkraftwerken ist kein Problem: In einer Halle im Aargauischen Würenlingen werden seit über 50 Jahren einige Tonnen mit Abfällen aus unseren Kernkraftwerken gefahrlos für die Umwelt gelagert. Man kann diese Tonnen sogar bei einer Führung besichtigen.
Für die Endlagerung radioaktiver Abfälle wird weltweit und auch in der Schweiz intensiv an sicheren Lösungen gearbeitet. Länder wie Finnland und Schweden sind hier Vorreiter und haben bereits konkrete Tiefenlagerprojekte weit fortgeschritten Stadien.
Finnland hat mit Onkalo das weltweit erste Tiefenlager für Abfälle (450m Tiefe). Es wurde 2025 fertiggestellt. Auch in der Schweiz ist die Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle (Nagra) seit Jahrzehnten aktiv und hat mit dem Standort Nördlich Lägern einen geologischen Standort für ein Tiefenlager identifiziert, der sich wegen seiner geologischen Eigenschaften besonders gut eignet. Es ist durch fast 100 Meter mächtige, wasserdichte Tonschicht geschützt, die seit über 170 Millionen Jahren ungestört ist.
Dabei ist «Endlagerung» nicht die einzige Lösung: 95% des «Abfalls» ist EnergieRohstoff, nämlich Uran, Plutonium und Transurane. Wenn man sie vom eigentlichen Abfall (5% Spaltprodukte) trennt, reduziert sich die Lagerzeit auf Tausend Jahre. Dazu braucht es eine Wiederaufarbeitung, aber diese ist derzeit in der Schweiz noch verboten.
Das Argument, das Abfallproblem sei «ungelöst», stimmt also nicht. Die Abfälle lagern derzeit in Würenlingen ohne Gefahr für die Umwelt. Es besteht kein Zeitdruck und technische Lösungen liegen vor.
