Kernenergie und erneuerbare Energien - (k)ein Widerspruch?

Von Prof. Dr. Fritz Vahrenholt

In der Energieversorgung der Zukunft soll und muss der Löwenanteil der Energie aus erneuerbaren Quellen kommen. So will es auch der Koalitionsvertrag der neuen Bundesregierung. Konventionelle Energien sollen als Brücke in eine solche nachhaltige Energiezukunft dienen. Folgerichtig erklären Union und FDP, die Kernenergie als Übergangstechnologie weiter nutzen und die Laufzeiten der bestehenden Kernkraftwerke in Deutschland verlängern zu wollen.

Der Chor der Kritiker dieser Strategie ist gleichwohl nicht zu überhören. Die Kernkraftgegner halten dagegen: Kernkraftwerke würden den Ausbau erneuerbarer Energien be- oder sogar verhindern. Kernkraftwerke seien unflexibel,  ließen sich nicht kurzfristig herunterfahren und seien somit ungeeignet, die Schwankungen in der Einspeisung der  vorrangigen Windenergie ins Netz auszugleichen. Nur zu gern werden diese Argumente auch auf den Kommentarseiten in den Medien übernommen und in Debatten gegen die Kernenergie in Stellung gebracht.

Aber sind sie wirklich richtig? Dieser Sache nachzugehen, lohnt sich; denn es geht um eine zentrale Frage: Welche Anforderungen werden an die konventionelle Stromerzeugung gestellt, wenn der Anteil des Wind- und Solarstroms auf rund 30 Prozent steigt und an sehr windigen Tagen perspektivisch sogar bis zu 100 Prozent der Stromerzeugung ausmacht? Geht diese Entwicklung mit der weiteren Nutzung der Kernenergie zusammen?

Wenn Schwarz-Gelb den sicheren, CO2-freien und kostengünstigen Kernenergiestrom in der Übergangszeit nutzen will, braucht sie dringend eine Antwort auf diese Frage. Diese Antwort ist keine hohe Wissenschaft. Ein Blick in Lehrbücher und Vorlesungsunterlagen zur Elektro- und Energietechnik hilft schon weiter: "Kernkraftwerke können (wie Wasserkraftwerke) schneller geregelt werden als Kohlekraftwerke" (TU Hamburg-Harburg, Einführung in die elektrische Energietechnik). Sie können mit einer Leistungsänderung von fünf Prozent in der Minute bis auf 45 Prozent der Leistung zurückgefahren und ebenso schnell auch wieder auf 100 Prozent hochgefahren werden. Kohlekraftwerke brauchen etwa die dreifache Zeit, um herauf- oder heruntergefahren zu werden, und selbst Gaskraftwerke benötigen fast doppelt so viel Zeit, um sich der fluktuierenden Einspeisung der erneuerbaren Energien oder auch den Nachfrageschwankungen anzupassen.

Schon heute werden die deutschen Kernkraftwerke zum Ausgleich der häufig sehr starken und schnellen Schwankungen in der Erzeugung von Windstrom eingesetzt. Nicht nur, dass sie ihre Last sehr schnell ändern können, sie verfügen aufgrund ihrer Größe im Vergleich zu anderen Kraftwerkstypen auch über einen größeren Regelbereich, in dem die Anlage ohne Probleme eingesetzt werden kann. So ist beispielsweise das Kernkraftwerk Emsland für eine Laständerung von 120 Megawatt (MW) pro Minute ausgelegt und kann bei einem Regelbereich von 45 bis 100 Prozent eine Regelleistung von rund 730 MW bereitstellen. Um der Windenergie den ihr gebührenden Vorrang zu lassen, regelt das Kernkraftwerk Unterweser heute schon an über 100 Tagen im Jahr seine Leistung auf bis zu 55 Prozent ab.

Natürlich ist es ökonomisch günstiger, ein Kernkraftwerk mit seinen niedrigen Brennstoffkosten durchlaufen zu lassen und stattdessen ein Gaskraftwerk mit hohen Brennstoffkosten herunterzuregeln. Aber seit wann spielt es in der politischen Debatte eine Rolle, Kostenbelastungen für die Kernenergie zu vermeiden? Es ist schon eigentümlich, dass ausgerechnet die Minister, die für die Überwachung der deutschen Kernkraftwerke in den letzten zehn Jahren zuständig waren, die technischen Möglichkeiten der Kernkraftwerke nicht zu kennen scheinen.

Es ist eine Tatsache, dass die Fähigkeit, Lastschwankungen auszugleichen, schon bei Auslegung und Design der heute am Netz befindlichen Kernkraftwerke ein grundlegendes Kriterium war. In Summe können die deutschen Reaktoren deshalb innerhalb von 15 Minuten eine Regelleistung von bis zu 9.600 MW liefern. Durch diese hohe Einsatzflexibilität, ihre CO2-freie Stromerzeugung und ihre vergleichsweise geringen Stromerzeugungskosten stellen sie deshalb ideale Partner für die erneuerbaren Energien mit ihrer nicht vorhersehbaren Verfügbarkeit dar. Im Gegenteil: Die vorzeitige Abschaltung von Kernkraftwerken erschwert den weiteren Ausbau der Windenergie.

Der Anspruch an Flexibilität im deutschen Stromnetz wird mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien weiter wachsen.  Heute beträgt der Anteil erneuerbaren Stroms rund 15 Prozent des Gesamtbedarfs. Abgesehen von der Biomasse werden vor allem Wind- und Solarstrom ausgebaut. Heute produzieren die Windräder an etwa 100 Tagen im Jahr nahezu null, an etwa 20 Tagen des Jahres werden aber 25.000 MW Volllast erreicht. In der restlichen Zeit verteilt sich die erzeugte Menge wie eine Fieberkurve zwischen diesen Extremen. Manchmal kommt es innerhalb eines Tages zu Schwankungen von  20.000 MW, zum Beispiel wenn eine starke Windfront über das Land zieht. Mit stetiger Erweiterung von Wind und Solar werden diese Extreme noch dramatischer werden. Unabhängig von der Notwendigkeit, Speichertechnologien auszubauen, trifft es sich da gut, mit der Kernenergie einen äußerst hilfreichen Lastesel zu haben, der zum Ausgleich der Schwankungen einen wichtigen Beitrag leistet.

Erneuerbare Energien und Kernenergie sind die beiden Eckpfeiler einer Brücke, die uns in den nächsten 20 Jahren sicher über einen gefährlichen Fluss führt. Ohne diese beiden Pfeiler stiege die Abhängigkeit von Importen, würden wir die Klimaziele verfehlen und mit steigenden Energiepreisen vor sozialen Brüchen stehen, die die Gesellschaft erschüttern würden.