Manche Probleme tauchen in der gleichen Form immer wieder auf. Darunter auch die Frage, ob uns nicht irgendwann irgendein wichtiger Stoff für irgendetwas ausgeht. Die Frage habe ich schon einmal hier im Blog besprochen, jetzt möchte ich das gleiche einmal hier für Uran tun.
Die Befürchtung, dass eines Tages das Uran ausgehen wird, ist so alt wie die Kernkraft selbst. Tatsächlich waren diese Befürchtungen am Anfang sehr viel stärker, als man in den USA der 50er und 60er Jahren noch von einem exponentiellen Anstieg des Energiebedarfs in allen Formen ausging. Seit den 70er Jahren gibt es diesen Anstieg nicht mehr. Damit änderte sich natürlich auch die Einschätzung der Lage. Die bekannten Vorkommen würden nach der neuen Einschätzung über 100 Jahre reichen. Mit dem Ende des kalten Krieges in den 90er Jahren kam noch dazu sehr viel ehemals sowjetisches Uran aus der Waffenproduktion auf den Markt. Parallel dazu wurden auch die Forschungsgelder für die Entwicklung neuer Kernreaktoren zusammengestrichen, die eine viel effizientere Nutzung des Urans ermöglicht hätten.
Konservativen Abschätzungen gehen davon aus, dass Kernreaktoren nur etwa 0,5% der gesamten Uranmasse für die Energieerzeugung nutzen. Das gilt aber nur, wenn man keinerlei Anstrengungen unternimmt das Uran möglichst gut auszunutzen. Durch die Benutzung besserer Reaktoren wie dem EPR und Aufarbeitung der Brennstäbe kann man die 4-5 fache Menge Energie erzeugen. (Der EPR ist ein Druckwasserreaktor, aber mit einigen Optimierungen hat man die Brutquote von 50-60% auf 80% steigern können. Das heißt, dass dort nur noch 20% des gespaltenen Materials U-235 sind, statt der üblichen 40-50%.)
Die bekannten Vorkommen werden von den Berichten der OECD beim Uran unterteilt in Gruppen, je nach Kosten für den Abbau. Die höchste Gruppe hat Kosten von $50-100 pro Pfund, oder $130-260 pro kg. Je nach Wechselkurs sind das im langjährigen Schnitt etwa 200 Euro/kg. Das ist aber schon weit über dem Marktpreis, der mit wenigen Ausreißern weit unter $100/kg schwankt. Entsprechend wenig enthusiastisch geht man bei der Suche nach weiteren Vorkommen der hohen Preiskategorie vor.
Aus Sicht der Energieerzeugung ist der Preis für das Uran damit völlig unerheblich. Mit der Spaltung von 1kg Uran kann man etwa 8 Millionen kWh Strom erzeugen. (Bei einer Effizienz von ~38%, je nach konkretem Kraftwerk ist es etwas mehr oder weniger.) Selbst wenn man nur 0,5% des Urans benutzt, reicht das immer noch für 40.000 kWh pro kg. Mit aktuellen Druckwasserreaktoren und Aufarbeitung der Brennstäbe könnte man den Wert bis auf 200.000kWh steigern, mit optimierter Anreicherung auch noch mehr.
Je nach Marktpreis wird das Uran heute von 0,7% bis auf 0,2% oder 0,3% abgereichert. Bei höherem Preis könnte man auch noch weiter abreichern. Inzwischen werden teilweise auch die übriggebliebenen “Tailings” aus den 90er Jahren wieder angereichert, als der Uranpreis wegen Uran aus dem russischen Kernwaffenprogramm extrem niedrig und die Kosten für die Anreicherung in den veralteten amerikanischen Anlagen sehr hoch war. Bei höheren Preisen würde man die Ausbeute wohl weiter optimieren.
Aber auch ohne all das würde das Uran am oberen Ende der $260/kg Kategorie nur Kosten von einem halben Cent pro kWh verursachen. Mit Aufarbeitung der Brennstäbe wären es nur noch 0,1 ct/kWh. Bevor der Uranpreis mehrere Cent zum Strompreis eines konventionellen Kernkraftwerken beitragen würde, müsste er auf weit über $1000/kg steigen. Dann würde man aber anfangen schnelle Brüter zu bauen oder verstärkt auf Thorium zu setzen.
Das sollte man im Hinterkopf haben, wenn man den OECD Bericht liest. Der gibt die aktuellen Reserven für Preise bis $260/kg mit über 7,5mio Tonnen an (S.22 des pdf, die Seitenzahl auf der Seite ignoriere ich). Aber wenn man sich die Aufstellung der Mengen nach Preisen auf S. 28 anschaut, dann findet man der oberen Preiskategorie erstaunlich wenige Vorkommen.
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