Die Chinesen sind gelandet…

Symbolbild; KKW Hinckley Point C, Bild EDF Energy

von Dr. Klaus Dieter Humpich
Bisher etwas unbeachtet, beginnen die Chinesen den europäischen Markt für Kernkraftwerke zu erobern. Der erste Schritt ist mit dem Genehmigungsverfahren in Großbritannien eingeleitet.

 Die französische Vorgeschichte

Schon seit längerem betreibt der staatliche französische Energieversorger EDF (Electricite de France) auch die Kernkraftwerke in England. Etwas ungewöhnlich, handelt es sich doch um gasgekühlte (CO2) und mit Graphit moderierte Reaktoren älteren Datums. Ein Typ, der schon lange in Frankreich abgeschaltet wurde. Gleichwohl ist EDF somit als ein zuverlässiger und etablierter Betreiber in GB bekannt.

Es war damit folgerichtig, daß auch bei der Renaissance der Kernkraft die EDF an vorderster Stelle mit dabei sein würde. Es entstand das Projekt Hinkley Point C in Somerset mit zwei ebenfalls französischen Reaktoren vom Typ EPR. Alles schien ganz einfach – wenn nicht der französische Versorger chronisch unterfinanziert wäre. Es mußte deshalb unbedingt ein kapitalkräftiger Investor mit ins Boot, zumal noch weitere Kernkraftwerke geplant waren. Die Chance für den chinesischen Staat einen Fuß in die Tür des europäischen Marktes zu bekommen. Seltsamerweise ist die Angst vor einer Abhängigkeit in der volkswirtschaftlichen Schlüsselgröße der Stromversorgung von der chinesischen Diktatur noch geringer, als die Furcht vor dem „friedliebenden und aufrechten Demokraten“ Putin. Irgendwie scheint in den Hirnen europäischer Politiker der Irrglaube, elektrische Energie sei so etwas ähnliches wie Kartoffeln, fest verwurzelt zu sein.

Die chinesische Vorgeschichte

China baut inzwischen mehrere Reaktoren pro Jahr. Hunderttausende hoch qualifizierte und überdurchschnittlich bezahlte Arbeitskräfte sind dafür nötig. Allerdings ist jedem klar, daß auch in einem Riesenreich der Markt irgendwann gesättigt ist. Darüberhinaus muß man eine Menge Autos, PC’s oder Jacken aus recyceltem Plastik verkaufen, um den Umsatz nur eines einzigen Kraftwerks zu erzielen. Ein Wissen, das in Deutschland völlig verloren gegangen zu sein scheint. Deshalb der konsequente Schritt der Chinesen in den Export.

Allerdings ist das einfacher beschlossen, als umgesetzt. Ein wichtiger Hebel ist der Preis und die Finanzierung. Trotzdem ist für ein solch sensibles Produkt auch eine gewisse Reputation nötig. Es reicht (noch nicht) der Nachweis einer großen Stückzahl im eigenen Land. Dies gilt besonders für geheimniskrämerische, sozialistisch geprägte Diktaturen wie China und Rußland. Man versucht deshalb wenigstens den Goldstandard eines „westlichen Genehmigungsverfahrens“ zu erlangen. Ein teures und aufwendiges Unterfangen, wie bereits Rußland in Finnland zu spüren bekommt. Es ist halt ein himmelweiter Unterschied, ob man sich in irgendwelchen Hinterzimmern – unter gegenseitig wohlgesonnenen Fachleuten – Papierberge hin und her schiebt oder im Internetzeitalter unter den Argusaugen von „Atomkraftgegnern“ ein transparentes Verfahren durchstehen muß.

Hinzu kommen bei den Chinesen noch komplizierte Lizenzfragen. Man hat sich aus aller Welt Kernkraftwerke zusammengekauft. Ein Wirrwarr von Lizenzverträgen. Deshalb versucht man es hier mit einer vermeintlichen Eigenentwicklung. So etwas ist in Industrieländern schlicht unverkäuflich. Nicht einmal über den Preis oder politische Kompensationsgeschäfte. Ein Bau in England als Referenz, erscheint daher wie ein Sechser im Lotto. Deshalb also der gemeinsame Antrag von China General Nuclear Power Corporation (CGN), Electricite de France (EDF S.A.) and General Nuclear International (GNI) zum Bau und Betrieb von bis zu sechs Reaktoren. Einschließlich großzügiger Finanzierung, versteht sich.

Die Entstehungsgeschichte des Hualong

Ihren Gemischtwarenladen – nicht nur an Leichtwasserreaktoren – haben die Chinesen nach dem Unglück von Fukushima geschickt zu bereinigen versucht. Es soll zukünftig nur noch ein Typ gebaut werden – sicherheitstechnisch auf den neusten Stand der Technik gebracht, versteht sich.

Alles begann mit der Übernahme französischer Druckwassertechnik, die zum Bau der Reihe M310 im Jahr 1987 führte (4 Reaktoren, Inbetriebnahmen 1994–2003). Dies führte zur Baureihe CPR1000 im Jahr 2005 (13 Reaktoren, Inbetriebnahmen 2010–2016). Die Erfahrungen aus Bau und Betrieb führten 2010 zur überarbeiteten Baureihe CPR1000+ (2 Reaktoren, Inbetriebnahmen 2016–2017). Die Denkpause nach dem Unglück von Fukushima führte zur Baureihe ACPR1000 (4 Reaktoren, noch im Bau). Bisheriger Abschluss dieser evolutionären Entwicklung ist der Typ HPR1000, der seit 2015 im Bau ist. Dies ist auch die Basis des ersten Exports Karachi 2, welches seit 2015 in Pakistan gebaut wird.

China verfügt also über genügend Erfahrung in der Abwicklung solcher Großprojekte. Leider muß man aktuell sagen, sogar über mehr Praxis als die USA und Frankreich. Durch deren lange Pausen beim Neubau von Kernkraftwerken, sind dort die Erfahrungen abgerissen und müssen erst wieder mühselig neu erworben werden. Von Deutschland braucht man in diesem Zusammenhang gar nicht mehr zu reden. Hier ist die Deindustrialisierung bereits so weit fortgeschritten, daß man nicht mal mehr einen vergleichbar simplen Flughafen bauen kann.

Die eingereichten Unterlagen

Im Oktober 2017 wurden die ersten Unterlagen bei der britischen Genehmigungsbehörde eingereicht. In ihnen wird immer von einem UK-HPR1000 gesprochen. Man ist sich also darüber im Klaren, daß es eine spezielle Version geben muß, damit sie in GB genehmigungsfähig ist. Interessant an den eingereichten Unterlagen ist, daß es Beschreibungen des Hualong sind, wie er gerade im Kraftwerk Fangchenggang als Block 3 gebaut wird (HPR1000(FCG3)). Auf diese Weise erhält man einen – wenn auch sehr kleinen – Einblick in die aktuelle chinesische Reaktortechnik.

Bereits aus den beigefügten Zeichnungen kann man erkennen, daß es sich um einen typischen „französischen Reaktor“ handelt, wie er dutzendfach in Frankreich steht. Charakteristisch sind die drei Dampferzeuger und die dreifachen (redundanten) Sicherheitssysteme. Es handelt sich keinesfalls um eine Neukonstruktion mit grundsätzlich passivem Sicherheitsansatz wie z. B. der AP1000 von Westinghouse oder einem evolutionär weiterentwickelten Konvoi-Reaktor wie den EPR mit vierfacher Redundanz. Es wird interessant sein, wie die Genehmigungsbehörde darauf reagieren wird. So wie er eingereicht wurde, ist er eher ein Neubau vorhandener und nachgerüsteter französischer Reaktoren. Entweder müssen die Chinesen noch richtig Geld in die Hand nehmen um das Sicherheitsniveau moderner westlicher Reaktoren zu erreichen oder GB gibt sich mit geringeren – als möglichen – Sicherheiten zufrieden. Dann könnte man aber auch Reaktoren in Korea oder Rußland kaufen. In diesem Zusammenhang wird auch das Genehmigungsverfahren des russischen Kernkraftwerks in Finnland noch sehr interessant werden. Ist doch auch dort der unmittelbare Vergleich zum EPR gegeben. Jedenfalls ist der Hualong keinen Deut sicherer als die Kernkraftwerke, die gerade in Deutschland vom Netz genommen werden. Absurdistan läßt grüßen. Auch der Betrieb dürfte keineswegs günstiger sein. Dafür sorgt schon die Dreisträngigkeit (Sicherheitsphilosophie: Ein System versagt, ein weiteres startet nicht, d. h. es steht noch ein drittes zur Verfügung. Bei vierfacher Redundanz kann man somit Wartungsarbeiten während des Betriebs durchführen.). Ebenso die konventionelle Leitungsführung (Wiederholungsprüfungen) und die Hauptkühlmittelpumpen.

Einige Unterschiede zum EPR

Die Leistung des Hualong beträgt nur 70% des EPR. Dies ist kein prinzipieller Nachteil. Allerdings beträgt die Leistung der Dampferzeuger mit 1050 MWth fast 93% der Leistung der Dampferzeuger des EPR. Man hat also durch Weglassen eines Stranges Baukosten gespart.

Der Kern des Hualong besteht aus nur 177 Brennelementen gegenüber 241 Brennelementen beim EPR. Aber die lineare Wärmeleistung ist mit 179 W/m2gegenüber 170 W/m2 sogar höher. Auch hier wurde also zur Kosteneinsparung geknautscht. Ebenso ist die aktive Höhe des Kerns mit 3,66 m kleiner als beim EPR mit 4,20 m. Interessant werden die Ergebnisse der thermohydraulischen Vergleichsrechnungen mit ein und demselben Programm sein. Es ist die klassische Frage nach der Optimierung von Kosten und Sicherheitszugewinn die sich hier stellt.

Die Auslegungslebensdauer (nicht zu verwechseln mit der tatsächlichen oder wirtschaftlichen Lebensdauer; sie sind wesentlich höher) wird keck mit 60 Jahren angegeben. Lebensdauer ist aber immer eine Frage der Konstruktion, der verwendeten Materialien und Fertigungsverfahren, der Qualitätssicherung und des Betriebs. Schon die Konstruktion gibt zu denken: Der EPR hat im Druckbehälter einen ca. 30 cm dicken Reflektor aus Stahl, der als Schutzschild für das Reaktordruckgefäß gegen die Bestrahlung mit Neutronen dient. Qualitätssicherung nach europäischen Maßstäben ist die nächste Frage. Man denke nur an das Theater um den Kohlenstoffgehalt im Deckel des EPR von Flamanville. Ein vermeintlicher Kostenvorteil chinesischer und russischer Fertigungsstätten kann schnell in einen Nachteil mit unkalkulierbaren Kostensteigerungen umschlagen, denn man wird weder in Finnland noch GB bereit sein, ein erhöhtes Risiko einzugehen – egal, ob aus mangelnden technischen Fähigkeiten des Herstellers oder systemtypischer Schlamperei.

Der EPR hat einen sog. „Core-Catcher“, der bei einer Kernschmelze verhindern soll, daß der Sicherheitsbehälter zerstört wird. Beim Hualong wird die Grube, in der sich der Druckbehälter befindet, mit „ausreichend borierten“ Wasser geflutet. So soll ein durchschmelzen des Druckbehälters verhindert werden. Nicht verkehrt, kommt aber sehr auf die konstruktive Gestaltung an.

Dem vollständigen Verlust jeglicher äußeren Wärmesenke (Fukushima Störfall) soll durch einen Wassertank oben am Reaktorgebäude begegnet werden. In diesen ringförmigen Tank soll sich der Dampf aus den Dampferzeugern niederschlagen. Dieses Prinzip wurde offensichtlich von den Russen übernommen. Wie hoch der Sicherheitsgewinn sein soll, wird eine probabilistische Fehleranalyse zeigen müssen. Es riecht ein wenig nach „Weißer Salbe“ oder PR-Gag. Gerne wird von den Russen immer ein Generation III+ angeführt – nur hat ein Wassertank auf dem Dach noch wenig mit einem passiven Sicherheitskonzept für schwerste Störfälle zu tun (z. B. AP1000 von Westinghouse oder ESBWR von GE/Hitachi).

Jedenfalls benötigt der Hualong genauso elektrische Energie, wie schon jeder Reaktor der zweiten Generation. Bricht die Stromversorgung komplett zusammen, schmilzt sein Core genauso, wie in den Reaktoren von Fukushima. Alles hängt – wie übrigens auch beim EPR – von einer stets funktionierenden Stromversorgung ab. Der „Sicherheitsgewinn“ beim EPR und seinem russischen Pendant (richtiger ist eigentlich die Strahlenbelastung der Umgebung nach einem Fukushima Störfall) gegenüber einem aktuellen Reaktor in Deutschland, ergibt sich allein aus dem „Core Catcher“. Es wird noch unwahrscheinlicher, daß große Mengen Spaltprodukte auch bei einer vollständigen Zerstörung von Kern und Druckbehälter freigesetzt werden.

Nachtrag

Damit kein falscher Eindruck entsteht, es geht hier nicht um eine Abwertung chinesischer Reaktoren, denn es geht immer um die Abwägung von Sicherheit und Kosten, was letztendlich immer eine rein politische Entscheidung ist. Als deutscher Ingenieur tut man sich etwas schwerer damit, da wir zum Gürtel gern die Hosenträger bevorzugen. Andererseits hat uns genau diese Mentalität vor einem Tschernobyl oder Fukushima bewahrt. Deutschland war immer ganz vorne dabei, wenn es um Risikoanalysen und die Umsetzung der daraus resultierenden Konsequenzen ging.

Darin liegt die eigentliche Tragik: Einschlägig bekannte Politiker haben wieder einmal – diesmal durch ein dubioses „Vorangehen“ – versucht, mit ihrer verdrehten Ideologie die Welt zu beglücken. Die Welt wird sich aber mitnichten von der Kernenergie abwenden. Einigen besonders schlichten Gemütern war es einfach egal. Sollen sich doch ferne Völker „verstrahlen“, wir versorgen unser Bullerbü mit Wind, Sonne und Biokost. Das Aufwachen in der Realität wird heilsam sein: Vielleicht werden ja tatsächlich bald Kernkraftwerke in unseren Nachbarländern neu errichtet, die sicherheitstechnisch bestenfalls dem Standard der Kraftwerke entsprechen, die wir gerade voller Begeisterung abschalten. Ähnlichkeiten mit „Hans im Glück“ sind rein zufällig.

Der Beitrag erschien zuerst bei NUKEKlaus hier

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8 Kommentare

  1. Sehr geehrter Dr. Klaus Dieter Humpich,
    einige ihrer Darstellungen gehen an der Realität vorbei.
    Aufgrund der Feststellung: “Bricht die Stromversorgung komplett zusammen, schmilzt sein Core genauso, wie in den Reaktoren von Fukushima.“ Folgern Sie, dass es danach zu einer “Strahlenbelastung der Umgebung“ kommt.
    Wofür haben dann “westliche Anlagen“ (USA, Westeuropa) seit Jahrzehnten Aktivkohlefilter in den Abluftanlagen?
    Diese verhindern, dass es nach einer Kernschmelze zu einer “Strahlenbelastung der Umgebung“ kommt. In Fukushima hatte man die nicht. In Japan werden alle Kraftwerke mit solchen Filtern nachgerüstet um ein entsprechendes Sicherheitsniveau zu erreichen. Die beiden anderen Sicherheitssysteme, die man zur Beherrschung eines GaU unter Blackoutbedingungen braucht sind
    –       Wasserstoffrekombinatoren und
    –       Automatisch Überdruckventile (Wallmannventile).
    Beides in der “westlichen Welt“ in allen Kernkraftwerken seit Harrisburg verbaut. Dort hat man nämlich gemerkt, dass man bei einem zusätzlichen Stationblackout, die Situation hätte nicht beherrschen können. Daraufhin wurden auch bei uns die Wallmannventile nachgerüstet. In den USA hat man die stromgetriebenen Wasserstoffrekombinatoren gegen solche (von der KWU) ohne Strombedarf ausgetauscht.
    Überall, nur nicht in Japan. Hätte man dies gehabt, wäre es weder auf die Arbeitsbühne entlasten müssen (fehlende Filter), noch wäre es zu Knallgasexplosionen gekommen (fehlende Wasserstoffrekombinatoren) noch zum Platzen des Sicherheitsbehälters von Block 2 (Wallmannventile).
    Eine weitere Fehlinformation sind die angeblich passiv sicheren Reaktoren von Westinghouse und GE/Hitachi. Die Konvoi-Anlagen und somit auch der sind dahingehend ausgelegt, dass alle Abschlüsse des Sicherheitsbehälters (SHB) die Gleichgewichtstemperatur Nachzerfallswärme-Abgabe über SHB ertragen konnten. Passive Kühlung ist dort daher gar nicht nötig.
    Bleibt fürs Erste nur noch der Core-Catcher.
    Bei Untersuchungen zur PSÜ von GKN 2 wurde 2008 der Core-Austritt auf Beton mit einem gekoppelten Strahlungs./Mechanikmodell untersucht. Das Ergebnis hat gezeigt, dass es dadurch zu keiner erneuten Anfachung der Kettenreaktion kommen kann. Der Core-Catcher ist somit ein unnötiges Gimmick, dass einer Philosophie sich nur nicht mit “geringeren – als möglichen – Sicherheiten zufrieden“ zu geben. Koste es was es wolle.
    Durch den Core-Catcher musste der Reaktorraum vergrößert werden. Dadurch wurden die HKL länger, die DE sitzen weiter außen und alle anderen Leitungen werden länger und länger. Und das kostet mehr und mehr Geld.
    Ihre Darstellung lehnt sich daher auch eher an der von Kernkraft-Gegner als an der von Befürwortern, die sich wirklich mit der Technik auskennen an.
     
    Sie können mich gerne kontaktieren. Herr Limburg ist da behilflich. 

    • All das, was man heute unter „Sicherheit“ versteht, dient dem Vermeiden von der Freisetzung strahlender Nuklide und damit der Vermeidung von einer Zusatzdosis (in Sievert), die den Menschen in ihrer Gesundheit enorme Vorteile bringen würde, siehe mein Kommentar unten.

  2. Wenn radioaktive Nuklide frei gesetzt werden, zum Beispiel durch eine Kernschmelze, dann führt das zum „VERSTRAHLEN“ von ganzen Landstrichen, auch von Menschen. Was „VERSTRAHLEN“ nun wirklich ist, das weiß niemand so genau, der Begriff ist nicht definiert. Auf jeden Fall haben Gutmenschen davor Angst, außerdem ist „VERSTRAHLEN“ verboten. Aber zusätzliche Strahlung ist NICHT schädlich, sie ist nützlich für die Gesundheit von Lebewesen, siehe
    http://tinyurl.com/ybp87yk
    Durch die Evakuierungen in Tschernobyl und Fukushima wurde den Menschen eine zusätzliche Strahlendosis verwehrt, die für ihre Gesundheit nur positive Wirkung gehabt hätte. Es wird Zeit, über diese Dinge zu reden, leider ist das nur bei EIKE (und wenigen anderen privaten Internetseiten) möglich.

      • Tut mir leid, Herr Ermerl, hat bei mir neulich auch nicht geklappt, jetzt ging es aber wieder. Warum??? Ich weiß das nicht. — Es gibt einen anderen Weg: Bitte gehen Sie auf http://www.buerger-fuer-technik.de und googeln Sie dort mit der Überschrift „Co-60…“ , dann werden Sie es finden. Auf der Seite BfT finden Sie alle meine Berichte, oft wohl schneller als bei EIKE, denn bei BfT gibt es eine Einordnung nach Themen. Viel Erfolg!!!

        • Danke für den Hinweis! Der Fall mit dem Hochhaus in Taiwan war mit bekannt, aber auch nur, weil ich mich mit dem Thema beschäftigt habe. In der Öffentlichkeit werden diese Themen ja nicht diskutiert.

          • So ist es, Herr Ermel (Verzeihung, ich habe oben Ihren Namen falsch geschrieben), denn das Bundesamt für Strahlenschutz steht seit Trittins Zeiten unter politischer Leitung. Und die Politik will keine Kernkraft und versucht das mit dem schüren der Strahlenangst zu erreichen. In den Radonheilbädern (allein 8 Bäder in D) wird die Wirkung der Strahlung zur Heilung benutzt, ein starkes Argument gegen deren schädliche Wirkung, die nur eine nie bewiesene hypothetische ist (wie bei den Hexen im Mittelalter).

  3. Sehr geehrter Herr Humpich,

    eine Frage: können die Chinesen ausschließen, daß es bei der Kernschmelze, wenn diese durch eine borierte Wasservorlage aufgefangen werden soll, daß es zu einer verheerenden Dampfexplosion kommt, die dann das genau Gegenteil bewirkt als das, wofür sie eigentlich dienen soll.

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