Wir erfinden die Kernkraft neu. Gut für Menschen, gut für die Natur

Wann immer der Mensch versuchte, sich die Arbeit durch die Nutzung externer Energiequellen zu erleichtern, griff er auf Naturkräfte zurück. Die einfachste Nutzung ist die Verbrennung. Zündet man ein Stück Holz an, so wird die in chemischen Bindungen gespeicherte Energie freigesetzt. Das gilt auch für das Elektroauto. Genaugenommen sind diese Energieträger aber nur Zwischenspeicher, denn auch sie wurden vorher „aufgeladen“, durch die Strahlungsenergie der Sonne, die ihrerseits ein großer Kernreaktor ist. Indirekt nutzt der Mensch also seit Anbeginn die Kernkraft. Dem Universum wurde von Anfang an Energie mitgegeben, die seitdem nur „umgespeichert“ wird, über Verdichtung zur Kernfusion in der Sonne zur chemischen Speicherung in Pflanzen und schließlich zur Verbrennung. 

Die nutzbare Energie (Energiedichte) ist bei nuklearen Energieträgern mehrere millionenmal höher als bei Kohle, Öl, Gas oder sonstigen chemischen Energieträgern. Dabei ist die Frage zu berücksichtigen, wie viel Aufwand betrieben werden muss, um die Energie für den Menschen nutzbar zu machen, einschließlich der Beschaffung aller Ressourcen, des Aufbaus der Anlagen, des Betriebs, des Rückbaus, usw. verglichen mit dem Ertrag, d.h. der Energie, die am Ende nutzbar ist. Als Ergebnis einer solchen Lebenszyklusanalyse erhält man eine Effizienzangabe, die angibt, wie viel mehr nutzbare Energie, z.B. Elektrizität, ein Kraftwerk ausgibt als man für deren Errichtung und Betrieb benötigt.
Zum Beispiel verursacht die Herstellung einer Tafel Schokolade ca. 300 Gramm CO2-Emissionen und benötigt 0,25 Kilowattstunden Energie. Im Zusammenhang mit dem Europäischen Emissions-Zertifikatehandel werden hier gerade gigantische Datenbanken aufgebaut. In jedem Fall erhält man ein Verhältnis, z.B. Kilowattstunde pro Gramm. Im Falle Effizienz von stromerzeugenden Kraftwerken interessiert der produzierte Strom pro benötigter Energie, was dann eine dimensionslose Zahl, der sogenannte Erntefaktor ist. Damit kann man die Effizienz der Stromerzeugung messen. Es ist einleuchtend, dass ein Erntefaktor 

kleiner als Eins keine Arbeitserleichterung darstellt, denn man würde mehr Energie benötigen als erzeugt wird. Heutige Gas- und Kohlekraftwerke haben einen Erntefaktor von 30, was ein Maßstab für heutige Industrienationen darstellt. Heutige Kernkraftwerke bewegen sich im Bereich von 80 bis 100, während Solar- und Windkraftwerke mit Erntefaktoren im Bereich 1 bis 4 (unumgängliche Stromspeicherung mit eingerechnet) das Schlusslicht in der Effizienz darstellen. 

Eine neue Dimension in Leistung und Nachhaltigkeit

Heutige Kernkraft nutzt Brennstäbe, eine Hilfskonstruktion aus den Anfängen der Kerntechnik. So wird nur ein sehr kleiner Teil des Urans genutzt, während der weit überwiegende Teil entsorgt werden muss. Dies geht auch effizienter.
Viele private Unternehmen arbeiten heute an sogenannten Flüssigkern-Reaktoren. Ein riesiger Vorteil dieser Konzepte ist, dass die berüchtigte Kernschmelze keine Gefahr darstellt, weil der Kern – das mag etwas merkwürdig klingen – bereits geschmolzen ist. Das gesamte Reaktorkonzept ist auf einen flüssigen Brennstoff ausgelegt, der auch nicht im Reaktorkern verbleibt, sondern ständig zirkuliert und gereinigt wird. So hat man im Reaktorkern immer die für den Betrieb optimale Mischung. Das gewährt nicht nur eine inhärent hohe Sicherheit, sondern auch eine optimale Nutzung des Brennstoffs Uran oder Thorium. Da bei ihnen allerdings dieselbe Flüssigkeit gleichzeitig den Brennstoff transportieren und die Wärme abführen muss, sind diese Ansätze in ihrer Leistung begrenzt. Der von uns entwickelte Dual-Fluid-Reaktor (DFR) treibt die Idee des Flüssigkernreaktors auf die Spitze. Er nutzt statt Brennstäben zwei zirkulierende Flüssigkeiten: Eine trägt den Brennstoff, die andere führt die Wärme ab. So kann der Kernbrennstoff bei 1000° Celsius seine ganze Kraft entfalten, indem zusätzlich die Wärmeabfuhr in einem getrennten Metallkreislauf stattfindet. Somit kann die Effizienz um das 10 bis 50-fache gegenüber heutigen Kernkraftwerken gesteigert werden, bei gleichzeitiger Reduzierung des „Atommülls“, denn saubere Verbrennung bedeutet weniger Abfall. Dadurch erreichen wir eine völlig neue Dimension in Leistung und Wirtschaftlichkeit.

Zum Vergleich: Heutige Druckwasserreaktoren nutzen nur 5 Prozent des Brennstoffs, der Rest wird zu Abfall deklariert und muss endgelagert werden. Bezogen auf das geförderte Natururan nutzt man sogar nur 1%, denn bei der Anreicherung wird ebenfalls ein Vielfaches an abgereichertem Uran abgeschieden, das in heutigen Reaktoren nicht nutzbar ist. Auch dieses Uran kann der DFR nutzen und spart dabei auch noch die teuren Anreicherungsanlagen ein. Man kommt somit dem Potential der Kernenergie deutlich näher und umgeht gleichzeitig die Notwendigkeit eines nuklearen Endlagers.
 

”Ein riesiger Vorteil dieser Konzepte ist, dass die berüchtigte Kernschmelze keine Gefahr darstellt, weil der Kern – das mag etwas merkwürdig klingen – bereits geschmolzen ist. “

 

Hinzu kommt: Der DFR ist als einziges dieser neuen neuen Konzepte ein Hochtemperaturreaktor und kann somit kostengünstig Wasserstoff produzieren. Geschätzt würde ein Kilogramm so produzierter Wasserstoff die Hälfte heutiger Marktpreise kosten, mit Wind- und Solarenergie wäre es ein Vielfaches. Wasserstoff ist das Ausgangsprodukt für eine Reihe synthetischer Kraftstoffe. Somit wäre eine vollständige Umstellung nicht nur der Stromversorgung, sondern der gesamten Wirtschaft auf emissionsfreie Energieträger möglich.

In heutigen Zwischenlagern warten 40.000 Tonnen abgebrannte Brennelemente auf ihre Endlagerung. Mit einer kleinen Trennanlage könnte dieser Müll in seine chemischen Komponenten zerlegt und in DFRs eingespeist werden. Statt Hunderte Jahre Endlagersuche hätte man dann Hunderte Jahre Stromversorgung. Der Preis? 10 Jahre Entwicklungszeit und 10-30 Mrd. Euro Entwicklungskosten – etwa so viel, wie für die Endlagerung vorgesehen ist. 

Unsere Technologie kann Menschen überall auf der Welt mit zuverlässiger und erschwinglicher Energie versorgen. 

Unsere zusammenfassenden Argumente:

Emissionsarm von Anfang an
Energie aus Dual Fluid Technologie ist fast emissionsfrei. Schon beim Bau eines Dual Fluid Kraftwerks fallen vergleichsweise wenige Emissionen an, weil es klein ist und nur wenig Material verbraucht. Im laufenden Betrieb sinkt der CO2-Ausstoß gegen Null. Das macht ein Dual Fluid Kraftwerk, über seine gesamte Lebensdauer hinweg, zur naturfreundlichsten Energiequelle überhaupt – noch vor den Erneuerbaren.

Nachhaltig - Atommüll ist Wertstoff
Als schneller Reaktor kann der Dual Fluid Reaktor jedes spaltbare Material nutzen: Natururan, Thorium oder Atommüll. Die Reststoffe, die übrig bleiben, sind nach wenigen hundert Jahren abgeklungen – im Gegensatz zum heutigen Müll, der tausendmal länger strahlt. Allein mit dem bestehenden Müll könnten wir Deutschland viele hundert Jahre lang voll mit Strom versorgen.

Maximale Kraft, minimale Fläche
Dual Fluid kann das Potenzial des Kernbrennstoffs besser nutzen als jedes andere bekannte Kerntechnik-Design. Deshalb können wir viel Energie auf kleinster Fläche erzeugen: Wir übertreffen die Effizienz aktueller Kernkraftwerke mindestens um das Zehnfache, die von Windkraft um das 200-fache.

Leistung ohne Netzausbau
Ein einzelner Dual Fluid Reaktor kann ein großes Industriegebiet oder eine ganze Stadt mit Strom und sogar Kraftstoffen versorgen, ohne dass neue Leitungen gebaut werden. Mehrere standardisierte Einheiten lassen sich zu einem Großkraftwerk kombinieren. Sobald die Serienproduktion anläuft, können wir zahlreiche Standorte rasch mit Energie versorgen.

Erschwingliche Energie für alle
Wegen des effizienten technischen Designs wird Dual Fluid Energie so günstig und wettbewerbsfähig, dass sie Kohle, Öl und Gas vom Markt verdrängt. Damit erhalten erstmals auch Schwellenländer eine saubere, preiswerte und verlässliche Alternative zu fossilen Brennstoffen. So wird nachhaltige Entwicklung weltweit möglich.

Stark und geschützt durch die Natur
Unsere Entwicklung unterscheidet sich fundamental von allem, was man bisher als Kernkraft kannte. Deshalb halten wir darauf ein Patent – das erste auf eine Reaktorentwicklung seit den 60er Jahren. Wir machen Kernkraft der fünften Generation: intelligent, hoch wirksam und sicher.

Besuchen Sie unsere Website: 

dual-fluid.com


 

Zur Person:
Dr. Götz Ruprecht

Erfinder, CTO, Promotion in Kernphysik an der TU Berlin. Research Associate am TRIUMF National Laboratory, Kanada. Führende Beteiligung an internationalen Forschungsprojekten.

Forschungsleiter / CRO am Institut für Festkörper-Kernphysik, gemeinnützige Gesellschaft zur Förderung der Forschung IFK mit beschränkter Haftung

Autor des Buches: Kernenergie – Der Weg in die Zukunft, TvR Medienverlag  Jena, 2018, 
ISBN: 9783940431653

Hinweis
Zu diesem Thema werden sich Vertreter des Forschungsteams im nächsten Jahr nach Aufhebung der Corona-Beschränkungen in der Kulturbühne „Goldener Löwe“  Wandlitz in einer Veranstaltung den Fragen interessierter Wandlitzer Bürger stellen. Der Termin wird bekanntgegeben.