Professor Hwang Il Soon, Vorsitzender der Abteilung für Nukleartechnik am Ulsan National Institute of Science and Engineering (UNIST) in der Republik Korea, gab iGlobenews ein Exklusivinterview, in dem er darlegte, warum die Atomenergie der einzig gangbare Weg zur Lösung der weltweiten Energiekrise und zur Bekämpfung des Klimawandels ist. Er schlägt den Einsatz vielseitiger kleiner modularer Reaktoren und die Zusammenarbeit bei der Einrichtung multinationaler Zentren für den Kernbrennstoffkreislauf vor, um Versorgungs-, Sicherheits- und Sicherungsfragen zu lösen. SHAPE ist eine Initiative, die von Professor Hwang und anderen Experten ins Leben gerufen wurde. Neben der Unterstützung durch die koreanische Regierung erhielt die Initiative auch die Unterstützung von Präsident Biden bei seinem Besuch in der Republik Korea im Mai 2022. SHAPE fördert die friedliche Nutzung der Kernenergie und kann als Forum genutzt werden, um die Herausforderungen des Nuklearer Nichtverbreitungsvertrag (NVV) anzugehen.
Hwang Il Soon, 24. August 2022
Professor Hwang Il Soon, Vorsitzender der Abteilung für Nukleartechnik am Ulsan National Institute of Science and Engineering (UNIST) in der Republik Korea (ROK), gab iGlobenews ein Exklusivinterview, in dem er erläuterte, warum die Kernenergie der einzig gangbare Weg zur Lösung der weltweiten Energiekrise ist. Der international bekannte und anerkannter Experte leitet am UNIST ein nationales Forschungs- und Entwicklungsprogramm für brennstofffreie Mikroreaktoren zur Unterstützung des globalen Ziels, die CO2-Emissionen auf Null zu reduzieren. Er ist ein Visionär, der durch seine bahnbrechende Forschung dazu beigetragen hat, Antworten auf viele der großen Fragen und Probleme der Kernenergie zu finden: z. B. Lagerung von Atommüll, Management des Brennstoffkreislaufs und Sicherheit.
Bevor er zum UNIST kam, war er Professor an der Seoul National University (SNU) und am Massachusetts Institute of Technology (MIT). Er berät seine Regierung in Fragen der Atomenergie und hat eng mit der International Atomic Energy Agency (IAEA) und der Atomenergieagentur der Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD) zusammengearbeitet. Er ist Präsident des International Forum for Reactor Aging Management (IFRAM) und Direktor des Nuclear Security Research Institute (NUSERI) der Korea Nuclear Policy Society sowie Fellow Emeritus der National Academy of Engineering in Korea.
Professor Hwang liefert ein überzeugendes Argument für die Nuklearenergie – Sie ist nicht nur die einzige Energiequelle, die keine Treibhausgase wie Kohlendioxid oder Methan erzeugt, sie ist auch den erneuerbaren Energien sehr ähnlich, da sie nachhaltig ist und der Brennstoff für Kernkraftreaktoren, einschließlich Uran und Wasserstoff, nahezu unbegrenzt ist. Nur die Atomenergie hat das Potenzial, den gegenwärtigen und voraussichtlichen Energiebedarf der gesamten Menschheit auf dem Planeten Erde zu decken.
Solar-, Wasser-, Wind- und geothermische Energie sind insofern nicht nachhaltig, als nur wenige Länder wie Norwegen und Island Zugang zu unbegrenzten Vorräten an grünen Energiequellen haben. Mit zunehmender Bevölkerungsdichte steht immer weniger Land für die Gewinnung erneuerbarer Energie zur Verfügung. An dieser Stelle kommt das Konzept der „bewirtschafteten“ Kernenergie ins Spiel – nur die Kernenergie kann den gesamten Energiebedarf des gesamten Erdballs decken.
Diese landwirtschaftlich genutzte Nuklearenergie kann heute Sicherheits- und Umweltstandards erreichen, die denen der natürlichen, erneuerbaren Energien entsprechen. Das ist auch der Grund, warum die Europäische Union die Atomenergie in ihre grüne Taxonomie aufgenommen hat. Diese Einstufung ist wissenschaftlich fundiert.
Das Mandat für die Kernenergie in der Landwirtschaft lautet P E A C E, was für Folgendes steht: Proliferationsresistenz, Umweltfreundlichkeit, einschließlich der Auswirkungen von abgebrannten Brennelementen oder nuklearen Abfällen, Unfalltoleranz, Klimaschutzfähigkeit und Wirtschaftlichkeit. Das letzte E in diesem Mandat ist in asiatischen Ländern wie ROK und Japan bereits hervorragend. Im Gegensatz zum teuren Import fossiler Energie aus dem Ausland erzeugt die Atomkraft Strom auf kostengünstige Weise, nämlich für 5 Cent pro Kilowattstunde. Das ist besser als Solarenergie (20 Cent pro Kilowattstunde), Windkraft (12 Cent pro Kilowattstunde) und Wasserkraft, die die teuerste Variante ist. ROK verfügt nicht über viel Wasser, und dieses Wasser kann nicht für die Stromerzeugung genutzt werden.
Aber selbst wenn die Kosten für erneuerbare Energien mit denen der Nuklearenergie konkurrieren können, kann man sich nicht zu 100 % auf sie verlassen, da ihre Energiequelle variabel ist. Auch die Probleme im Zusammenhang mit der Speicherung erneuerbarer Energie sind von größter Bedeutung.
Die ideale Mischung aus erneuerbaren Energien und Atomenergie wurde bereits von der Internationalen Energieagentur (IEA) mit Sitz in Paris vorgeschlagen, die ein gutes mathematisches Instrument namens Marginal Abatement Cost Curve (oder MACC) empfohlen hat, das die Kosten für die Vermeidung einer Tonne Kohlendioxid (CO2) für einzelne technische Methoden berechnet. Auch hier schneidet die Atomkraft besser ab als die anderen erneuerbaren Energieträger.
Professor Hwang und viele andere Experten sehen in kleinen modularen Reaktoren (SMR) oder der Generation IV-Technologie die Zukunft der Kernkraft. Er und sein Team haben einen Mikroreaktor entwickelt, der so klein ist, dass er in einen abgeschirmten Behälter passt und unzerstörbar ist. Er ist strahlungssicher, stoßfest und kugelsicher. Dieser Mikroreaktor wird entweder mit frischem angereichertem Uran oder mit recyceltem Plutonium betrieben und könnte 40 bis 50 Jahre lang ohne Nachfüllen betrieben werden. Die Kühlung erfolgt nicht mit Wasser, sondern mit flüssigen Schwermetallen, was wegen ihres hohen Siedepunkts von etwa 1700 Grad Celsius ein großer Vorteil ist. Der Reaktor ist so klein, dass es zu keinem Sieden oder Schmelzen kommen wird. Selbst bei den schlimmsten denkbaren Stößen während des Transports oder des Schiffsbetriebs ist der Reaktor sicher und proliferationsresistent.
Ein Problem, das Kritiker der Kernkraft hervorheben, ist die Frage, was mit dem gefährlichen Plutonium geschehen soll, das 1 % der abgebrannten Kernbrennstoffe ausmacht. In einem Kernkraftwerk mit einer Leistung von 1000 Megawatt fallen jährlich 20 Tonnen abgebrannte Brennelemente an, die ca. 200 kg Plutonium enthalten. Mit 10 Kilogramm Plutonium kann eine Atombombe gebaut werden. 200 kg Plutonium würden 20 Atombomben pro Jahr ergeben. Der Umgang mit abgebrannten Brennelementen hat hohe Priorität, wenn die Atomenergie eine sichere Alternative zu erneuerbaren Energien sein soll. Bei der Wiederaufbereitung entstehen aus den abgebrannten Brennelementen zahlreiche Produkte, darunter auch gefährliches Plutonium. Plutonium hat eine Halbwertszeit von ca. 100 000 Jahren.
Um die wiederaufbereiteten, abgebrannten Brennelemente zu kontrollieren und sicher zu nutzen, unterstützt Professor Hwang die Wiederaufbereitung abgebrannter Brennelemente in multilateralen Zentren für den Kernbrennstoffkreislauf. Dies könnte eine wichtige Energiedimension der multilateralen Sicherheitszusammenarbeit sein. Der ehemalige Generaldirektor der IAEO, Mohammed El Baradei, schlug 2003 die Einrichtung multinationaler Zentren für den Brennstoffkreislauf vor. In der Vergangenheit haben sich sowohl die Russische Föderation als auch die Vereinigten Staaten diesem Modell angeschlossen, das eine multinationale Kontrolle sowohl der Anreicherung als auch der Wiederaufbereitung in einem oder zwei Zentren pro Kontinent gewährleisten würde. Solche multinationalen Zentren für den Kernbrennstoffkreislauf würden genügend angereichertes Uran und wiederaufbereiteten Brennstoff bereitstellen und gleichzeitig den Missbrauch dieser Materialien verhindern.
Zwei Hauptprobleme im Zusammenhang mit diesen multinationalen Zentren für den Brennstoffkreislauf bleiben jedoch bestehen: die Aufhebung des in Artikel IV des NVV garantierten Rechts der einzelnen Länder auf eigene Anreicherungs- und Wiederaufbereitungsanlagen und das Risiko eines Unfalls oder Diebstahls während des Transports von Kernbrennstoffen und abgebrannten Brennelementen.
Internationale Verträge, die für die Einrichtung solcher multinationalen Brennstoffzentren erforderlich sind, würden viele Jahre für die Aushandlung und vielleicht noch länger für die Ratifizierung und das Inkrafttreten benötigen. Eine andere Möglichkeit, mit diesem Dilemma umzugehen, besteht darin, ein freiwilliges Konsortium von Ländern zu bilden, die bereit sind, solche Zentren zu gründen. In Asien scheint dieses Modell vielversprechender zu sein, da die Preise für fossile Brennstoffe ein Allzeithoch erreicht haben. ROK, Japan, Taiwan, die Philippinen und andere südostasiatische Länder könnten auf freiwilliger Basis ein solches Zentrum gründen, ohne dass dadurch die Souveränitätsrechte beeinträchtigt würden, da die Teilnahme freiwillig wäre. Der Kernbrennstoff würde nicht verkauft, sondern nur von dem multinationalen Zentrum für den Brennstoffkreislauf geleast. Die USA und Kanada haben ebenfalls über ein bilaterales Wiederaufbereitungszentrum diskutiert. Das Problem von Unfällen und Diebstahl während des Transports bliebe jedoch bestehen.
Die Frage, was mit den abgebrannten Brennelementen geschehen soll, wird durch den Betrieb dieser kleinen Mikroreaktoren durch ein multinationales Zentrum gelöst, in dem die abgebrannten Brennelemente durch eine neue Spitzentechnologie, das so genannte Pyro-Green-Verfahren, recycelt werden. Der bei diesem Prozess anfallende Abfall kann als mittelschwerer Abfall eingestuft werden, vergleichbar mit Krankenhaus- oder Industrieabfällen. In den USA wird derzeit eine neue Technologie namens Deep Isolation entwickelt, bei der die Schiefergas-Technologie zum Einsatz kommt. Schächte, die ähnlich wie beim Fracking entstehen, können dann für die Lagerung von Abfällen genutzt werden, die mehrere Kilometer tief in der Erde liegen. Allein in den USA gibt es mehr als 10 000 solcher Schächte, die wiederverwendet werden könnten.
Um die Atomenergie und die multinationale Zusammenarbeit zu fördern, gründete Professor Hwang 2010 zusammen mit anderen Experten und Wissenschaftlern eine neue Organisation, SHAPE, was für Summit of Honor on Atoms for Peace and Environment steht. SHAPE wird von Präsident Biden unterstützt und kann auch als Instrument dienen, um die Probleme und Herausforderungen des NVV-Regimes anzugehen. Angesichts des zunehmenden Drucks auf die Regierungen, angesichts der explodierenden Energiepreise genügend Energie bereitzustellen, sind Lösungen gefragt. Kleine Modulreaktoren und multinationale Brennstoffzentren könnten ein wichtiger Bestandteil einer tragfähigen Lösung für die Energiekrise der Welt sein.
Foto: Moderne Windkraftanlage neben einem Kernkraftwerk Rohre. Windkraftanlage auf einer Wiese. © IMAGO / agefotostock
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