Die liebe Kernkraft, also die konventionelle

Wissenschaft Physik
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Hallo Experten,

Es wird ja viel über Kernkraft geredet in letzter Zeit,
wegen den nicht vorhanden CO2 Emissionen und der Energie(kosten)sicherheit der selben. Man könnte aus diesem Grunde in Erwägung ziehen, neue Kernkraftwerke zu bauen,
mit etwa 2000€ pro Kilowatt Leitung.

Ich wollt’ mir mal einen Reim drauf machen, ob das geht,
und in wie weit sich das lohnt, wenn es sich nicht lohnt,
dann geht das ja nur wieder mit staatlicher Hilfe. Könnt ihr mir Helfen, also mich korrigieren. Ich finde stark widersprüchliche
Expertenmeinungen im Web.

Diese Seite der Uni Heidelberg, Physik
http://www.physi.uni-heidelberg.de/~pelte/energie3/d…
zeigt eine Auffassung zweier (KKW)Enegieorganisationen,
dass ein Kilo Natururan (Uranoxyd?) (U3O8) ca 2,38 Milliarden Kwh energie hat. Zitat:
1 kg natürlichem U3O8 entsprechen 2.38 · 10^9 kWh.

Die 60% Abwärme einensKernkraftswerks(KKW) abgezogen, sollte 1 KG U3O8 für die Monatsproduktion eines KKWs mit 1,3GW elektrischer Leistung reichen, also rd 1 Mrd KWH. Das Kg U3O8 kostet im Moment ca 200€, 1 Mrd KWh Strom kann man für 50 Mio € verkaufen.
Zinsen und Abschreibung und Betrieb eins KKWs (2 Mrd € Baukosten) sollten etwa 10-20 Mio € pro Monat kosten. Traumhaft.
Über die Urankosten braucht man also nicht zu reden, demnach.
Uran muss natürlich noch aufbereitet werden.
Hiernach http://de.wikipedia.org/wiki/Urantrennarbeit
braucht man so etwa 4 KG UTA für das eine KG Uran,
also 200 Kwh, das ist so gut wie nix.
dazu kommen noch die Kapitalkosten für das alte abglöste vorzeitigt abgeschaltete Kohle/Gas/Öl Kraftwerk von 5 Nio € im Monat, da bleiben immer noch dicke 10-20 Mio € Roh-Gewinn pro Monat pro Kernkraftwerk,
also 50-100% vom Einsatz.

Nun sagt diese seite (keine KKW Gegner)
http://www.energie-fakten.de/html/uranvorraete.html
dass ein KKW mit einer Leistung von 1 Mrd. KWH pro Monat
22 Tonnen U3O8 (und nicht 1 KG) braucht.
was auf Brennstoffkosten von momentan
22.0000 * 200 € = 4,4 Mio Euro rausläuft.
Bei steigenden Uranpreisen könnt’s schon eng werden.
Dazu kommen noch 200KwH * 22.000= 4,4 Mio Kwh Aufbereitungsenergie dazu, was schon 4,4% der erzeugten elektrischen
Energiemenge sind.
Sprich ein Kg Natururan U3O8 hat ca 45.000 Kwh,also
rund 2000€ Stromwert und kostet 200€.
Die Kraftwerkskapzität dazu wäre 62 KW ( 45000/(30Tage x 24Stunden).
bei 120.000€ Baukosten, also rd so um 1000€ Anlagekosten pro Monat.
Also 2000€ Umsatz - 200€ Brennkosten - 1000€ Anlagekosten
= 800 € Gewinn pro Kilo Uran im Monat.
Bei 3fachen Uranpreis geht die Sache wohl nicht mehr auf.

Und dann haben wir ja noch die Energiekosten beim Uranabbau.
Diese nicht ganz so ergiebige Mine
http://www.rossing.com/2005performance.htm
gibt an 91 Mj Pro Tonne Erz aufgewand zu haben.
8000 Tonnen Erz hat sie abgebaut, 3500 Tonnen U3O8
daraus gewonnen, also rd. 200 Mj pro Tonne U3O8,
also 200 Millionen Wattsekunden also 55 Kwh pro Tonne U3O8.
Das ist aber anteilig sehr wenig.

Nun, eine Kwh kostet meiner rechnung nach z.Zt. 200€ / 45000 Kwh =0,004 Euro
Die obige UNI-Heidelbergseite gibt so 100 US$ *10^-9 an für 2007
auf der Graphik an. Es ist eine exorbitante des Steigerung des Uranpreises extrapolierbar, sodass es bald so weit sein wird.
dass es sich nicht mehr lohnt, falls zwar die Steigerung
richtig ist, der Uranpreis pro KWH von der Uni Heideberg
grob zu gering angesetzt ist.
Ich erklär mir das damit, das da wiederaufbreitung, schneller
Brüter etc mit eingeplant ist, vertue ich mich da?

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Hallo Hannes,

entschuldige, dass ich als Nicht-Experte was beitragen möchte:

Diese Seite der Uni Heidelberg, Physik
http://www.physi.uni-heidelberg.de/~pelte/energie3/d…
zeigt eine Auffassung zweier (KKW)Enegieorganisationen,
dass ein Kilo Natururan (Uranoxyd?) (U3O8) ca 2,38 Milliarden
Kwh energie hat. Zitat:
1 kg natürlichem U3O8 entsprechen 2.38 · 10^9 kWh.

Sie beziehen sich dabei u.a. auf die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, die in ihrer Energiestudie 2005 zu Kernbrennstoffen folgendes schreiben (Zitat):
„Im Jahr 2005 verbrauchten die Kernkraftwerke mit einer Gesamtleistung von 369,4 GWe 64.500 t Unat“.
(aus: [http://www.bgr.bund.de/cln_011/nn_330958/DE/Themen/E…](http://www.bgr.bund.de/cln_011/nn_330958/DE/Themen/Energie/Kernbrennstoffe/energiestudie 2005 kernbrennstoffe.html))

Ich kann jetzt mit GWe nichts rechtes anfangen, weil es eine Leistungseinheit und keine Energieeinheit ist. Also habe ich in Wikipedia nachgesehen, wieviel Energie unsere AKWs produzieren und habe da eine Zahl von 158.390 GWh in 2004 (http://de.wikipedia.org/wiki/Kernkraftwerk).

Unter der Annahme, dass die Angaben ungefähr stimmen und es von 2004 auf 2005 keine massiven Änderungen gab, ergibt das eine spezifische Energieleistung von 158.390 GWh / 64.500 t Uran = 2500 kWh/kg Uran,
also eine Million mal weniger, als auf der Seite der Uni Heidelberg angegeben!

Ich weiß nicht, ob ich da einen Denk- oder Rechenfehler habe, aber diese Diskrepanz macht mich erstmal skeptisch was die Angaben angeht.

LG
Jochen

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Hallo Hannes,

entschuldige, dass ich als Nicht-Experte was beitragen möchte:

Moin,

Diese Seite der Uni Heidelberg, Physik
http://www.physi.uni-heidelberg.de/~pelte/energie3/d…
zeigt eine Auffassung zweier (KKW)Enegieorganisationen,
dass ein Kilo Natururan (Uranoxyd?) (U3O8) ca 2,38 Milliarden
Kwh energie hat. Zitat:
1 kg natürlichem U3O8 entsprechen 2.38 · 10^9 kWh.

Sie beziehen sich dabei u.a. auf die Bundesanstalt für
Geowissenschaften und Rohstoffe, die in ihrer Energiestudie
2005 zu Kernbrennstoffen folgendes schreiben (Zitat):
„Im Jahr 2005 verbrauchten die Kernkraftwerke mit einer
Gesamtleistung von 369,4 GWe 64.500 t Unat“ .
(aus:
[http://www.bgr.bund.de/cln_011/nn_330958/DE/Themen/E…](http://www.bgr.bund.de/cln_011/nn_330958/DE/Themen/Energie/Kernbrennstoffe/energiestudie 2005 kernbrennstoffe.html))

Richtig. Aber das ist die Leistung aller KKW weltweit! Unter der Voraussetzung, daß die deutschen KKW nicht die Weltjahresförderung and Uran verbrauchen geht das aus dem Kontext hervor.

Nehmen wir die weltweite, installierte Leistung von 370GW. Ein KKW wird nur zu ca. 90% seiner Zeit Energie produzieren (Werte abgeleitet von den Angaben in Wiki zum KKW Isar I + II). D.h. ca. 330GW stehen jeden Moment effektiv zur Verfügung, was über das Jahr eine Energiemenge von 2,9 Mio GWh Atomstrom weltweit ergibt.
Diese werden aus den jährlich benötigten ca. 60000t Uran gewonnen.

Macht also summa summarum eine Energieeffizienz von
48GWh / t Uran. oder 48 Mrd kWh / kg (Natur-/Roh-)Uran. Das liegt sogar eine Größenordnung über dem von der Uni Heidelberg angegebenen Wert. Diese Diskrepanz läßt sich m.E. aber mit den hier zugrundeliegenden Schätzfehlern leicht erklären.

Gruß,
Ingo

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Hallo Jo,

158.390 GWh ist die AKW Stromproduktion für Deustchland.
64.500 t Uran (U3O8) ist der gesamte Welturanverbrauch/förderung.
2500 Kwh / Kg Uran ging gar nicht bei €200/kg Uran
denn für 2500 KwH gibts nur 125 Euro bei 5ct/Kwh ab Werk.
Deutschland benötigt so um 4000T Uran im Jahr.
(wie der enrgie-fakten typ in etwa sagte 22T * 12 Monate * 17 Reaktoren die etwa je 12*1 Mrd Kwh im Jahr herstellen)

Die 369,4 GWe ist die durchschnittliche Leistung der AKW der Welt,
man muss sie mit Stunden im Jahr (8760) malnehmen, um auf die Kwh
(Kilowatt pro stunde) zu kommen, die im Jahr weltweit produziert werden so 3.000.000 Gwh, wodurch man in etwa wieder auf die von mir besagten 45000 Kwh pro Kg Uran kommt.

Gut, aber wo kommen bloss die
2,38 Kwh 10^9 her pro Kg im Heidelberger Uran her,
statt der normalen 45000 (10^5),
(elektrich?, wenn nicht dann eben 1Mrd Kwh),
das ging nur durch so 1.000 faches
recharging, wie weiss ich auch nicht,
mit nem Scnhellen Brüter vielleicht.
Natururan als solches leistet das aber nicht.
sag ich mal so, als Laie, bei weitem nicht.
Na ja, dem Heidelberger Zement sagt man auch einiges
magisches nach.

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

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Hallo Hannes und Ingo,

Danke für die Korrektur. Das habe ich nicht richtig gelesen. Mein Fehler.

LG
Jochen

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Nehmen wir die weltweite, installierte Leistung von 370GW. Ein
KKW wird nur zu ca. 90% seiner Zeit Energie produzieren (Werte
abgeleitet von den Angaben in Wiki zum KKW Isar I + II). D.h.
ca. 330GW stehen jeden Moment effektiv zur Verfügung, was über
das Jahr eine Energiemenge von 2,9 Mio GWh Atomstrom weltweit
ergibt.
Diese werden aus den jährlich benötigten ca. 60000t Uran
gewonnen.

Macht also summa summarum eine Energieeffizienz von
48GWh / t Uran. oder 48 Mrd kWh / kg (Natur-/Roh-)Uran. Das
liegt sogar eine Größenordnung über dem von der Uni Heidelberg
angegebenen Wert. Diese Diskrepanz läßt sich m.E. aber mit den
hier zugrundeliegenden Schätzfehlern leicht erklären.

Gruß,
Ingo

Macht also summa summarum eine Energieeffizienz von
48GWh / t Uran. oder 48 Mrd kWh / kg (Natur-/Roh-)Uran. Das
liegt sogar eine Größenordnung über dem von der Uni Heidelberg
angegebenen Wert. Diese Diskrepanz läßt sich m.E. aber mit den
hier zugrundeliegenden Schätzfehlern leicht erklären.

Gruß,
Ingo

Das ist das dann wohl ein Verwechslung
mit Watt und Kilowatt (Stunde).
Also nochmal, für doofe wie mich,
auf so 50% Schätzfehler kommt es nicht an,
der Uranpreis hat sich von 20 auf 300 US$ /Kg
in kurzer Zeit erhöht.

60.000 T Uran pro Jahr sind 60.000.000 Kg Uran
300 Gigawatt leistung sind 300 Mrd watt,
das sind
300.000.000 Kilowatt
10.000 Stunden im Jahr( nur der Einfachheit halber, es sind 8760 Std)

macht 300.000.000 Kw x 10.000 Stunden =
3.000.000.000.000 Kwh

3.000.000.000.000 Kwh
bei 60.000.000 Kg Uran
So jetzt streich ich jeweils drei Nullen:

3.000.000.000 Kwh
60.000 Kg Uran

3.000.000 Kwh
60 Kg Uran

Jetz die letzte Null
300.000 Kwh
6 Kg Uran

50.000 Kwh
1 Kg Uran

also rd 50.000 Kwh pro Kg Uran

Ich vertue mich wahrscheinlich.
Ich komm aber beim Besten willen nicht auf
die Uni Heidelberg-Zahlen.

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Hier ist noch 'ne Seite von der Uni Heidelberg.
http://energie1.physik.uni-heidelberg.de/vrlsg/data/…
der Heizwert vom Isotop U235
wird mit 2,2 * 10^7 Kwh angegeben, nicht (10^9)
dass zu 0,7% im Natururan ist.
Ohne das U235 ist ohne Tricks keine energie zu ‚gewinnen‘.
Damit sind wir auf
ca 50000 Kwh (10^5) pro Kg (Natur)Uran.

Oder bin ich schon wieder total auf dem Holzweg.

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Hie stehts nochmal

Willkommen bei ASPO Deutschland
Daraus ergibt sich, dass für die Erzeugung von 1 kWh elektrischer Energie im Durchschnitt 0,0255g Uran benötigt werden. Der Uranpreis wird in US-Dollar pro …
www.energiekrise.de/ - 1k - Im Cache - Ähnliche Seiten

1 Kwh aus 0,025 Gramm
macht 50000 Kwh aus 1 Kg uran

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Energiegehalt von Uran
Hm…

'mal nachgerechnet vom Urschleim:

Wiki gibt an, daß bei einer Spaltung von 238U ca. 4,3 MeV freiwerden. Die Molmasse von Uran ist 238g, so daß wir aus einem Kilo maximal herausholen können (ALLES Uran wird gespalten):
E(1kg) = 1000/238 * 4,3MeV *NA = 1,7*1012J = 480MWh.
Da aber nicht alles Uran umgesetzt werden kann, ist vermutlich eine Schätzung von 50kWh / 1kg Uran eine vernünftige Annahme. Das entspricht einer Uraneffizient von etwa 0,1 Promille (10-4).

Andererseits: in der englischen Wiki stehen Werte, daß die Brennstäbe ausgetauscht werden, wenn 3% des Urans umgesetzt worden sind, also eher 5 MWh/kg Uran = 5000 kWh/kg.

Jedoch mit der Annahme, daß ca 1% der Vorkommen 238U sind und davon größenordnungsmäßig 1% prozessiert wird, sind wir aber wieder genau bei den 50kWh / kg (Natur-)Uran.

Und dieses mag ich auch eher glauben - an der fundamentalen Physik kommt niemand vorbei :smile:. Ich stimme also Deiner Rechnung zu - im obigen Posting habe ich ein paar Größenordnungen durcheinander geworfen; nach der Zahlen im vorherigen Posting müßte 50MWh/kg Uran rauskommen: 300GW * 10000h / 60000t = 50GWh pro Jahr und Tonne.

Was jetzt stimmt…? Ich tendiere zu 50kW/kg Natururan, weil es vom Urschleim her kommt - bei letzterem ist verutlich irgendwo in den dort genannten Daten ein Größenordnungsfehler. Oder GW e steht nicht für Gigawatt-Einheiten…

Die anfangs von der Uni-HD-Seite zitierten GW / kg halte ich inzwischen für einen Schreibfehler.

Gruß,
Ingo

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Hallo Ingo,

es sind 50000 Kwh Strom/Kg Natururan, nicht 50Kwh, so denke ich,
also 0,004 € pro Kwh, bei 200€ / Kg Natururan, U3O8 was der momentane Preis dafür ist.
Das entspricht dem elektrischen Potential von 10.000 L Öl
=etwa 20000€, also 0,04 €.
(abzüglich der Anreicherungsenergie, vielleicht etwa 4%,
also um ein 1 KG Uran aufzubereiten, braucht man noch mal 100g Uran,
da die Hälte des Atomstromprozesses 50% ja Wärmeverlust ist.
Wenn das wirklich grob falsch ist, was die UNI Heidelberg da auf der Seite zeigt, dann halte ich das für keinen einfachen Schreibfehler,
Neben der Graphik steht: beachten sie die Dimension des
US-$Preises pro KWH, die da 100 US$ x 10^-9 ist, für das Jahr 2007. Das wären dann 2 Schreibfehler.
Und dann noch folgendes als Zitat, das nicht die Ausnutzung
des theoretisschen Portentials des Urans als Problems sieht,
sondern den Schwarzwald, der auf dem Uran steht, der soll aber
erstmal stehen bleiben.

http://www.physi.uni-heidelberg.de/~pelte/energie3/d…
* Die obige Abbildung zeigt, dass der Preis für elektrische Energie aus einem Kernkraftwerk im Wesentlichen durch die Investitions-, Betriebs- und Entsorgungskosten bestimmt werden, die reinen Brennstoffkosten spielen bei der Preiskalkulation keine große Rolle. Insofern scheitert die Erhöhung der Reichweite durch den Abbau von gering konzentriertem Uran auch nicht an dem hohen Preis, sondern an den technischen Schwierigkeiten: Man kann nicht den Schwarzwald abtragen, um die restlichen dort lagernden Uranbestände zu gewinnen.

Allerdings bietet die Kernenergie noch andere Möglichkeiten, auf deren Entwicklung wir in

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Hallo!

Zitat: 1 kg natürlichem U3O8 entsprechen 2.38 · 10^9 kWh.

Ich könnte mir vorstellen, dass hier eventuell die folgenden zwei Aspekte mit eingerechnet wurden:

a) Ab ca. Mitte des Brennelementzyklus trägt der Abbrand von Aktivierungs- und Spaltprodukten signifikant zur Energieerzeugung bei.
b) Inzwischen werden vielfach MOX-Brennelemente eingesetzt. Da diese ja aus wiederaufbereiteten abgebrannten Brennelementen hergestellt werden, erhöht sich hierdurch nochmals die Energieausbeute hinsichtlich des ursprünglich eingesetzten Uranoxids.

Gruß,
die Nebelkrähe

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Zitat: 1 kg natürlichem U3O8 entsprechen 2.38 · 10^9 kWh.

Ich könnte mir vorstellen, dass hier eventuell die folgenden
zwei Aspekte mit eingerechnet wurden:

a) Ab ca. Mitte des Brennelementzyklus trägt der Abbrand von
Aktivierungs- und Spaltprodukten signifikant zur
Energieerzeugung bei.
b) Inzwischen werden vielfach MOX-Brennelemente eingesetzt. Da
diese ja aus wiederaufbereiteten abgebrannten Brennelementen
hergestellt werden, erhöht sich hierdurch nochmals die
Energieausbeute hinsichtlich des ursprünglich eingesetzten
Uranoxids.

Gruß,
die Nebelkrähe

Gut , die Ausbeute mag sich theoretisch an 1* 10^9 Kwh
annähern, durch Mox, oder alten Kernwaffenstoff
oder was auch immer.
Fakt scheint zu sein, dass die Welt im Moment und auch für die nächste Zeit 60.000 T U3O8 pro Jahr abbaut, und daraus 3 Mio Gwh entnimmmt (vieleicht falsch), was auf 25000 Kwh /pro Kg U3O8 (richtig) zu 0,004€
Kosten pro Kwh hinausläuft, die aber durchaus mit den Pro Kw 100€ Anlagenkosten, plus Müll plus Risiko des GAUSs plus Risiko weiterer Uranpreissteigerung den betriebswirtschaftlichen Rahmen sprengen, den die zugegebener Massen teure Wind/Sonne/ge Karft setzt, bei kostenferien Bernnstoff (Sonne, Wind, erdwärme).

Das Heidelberger Uran gibt vor, ein 10.000 Faches aus einem Kilo
zu erzielen, was total unrealistisch ist.
Vielleicht liegt es daran, dass 99% oder ähnliche Mengen des geförderten Urans in Kernwaffen verschwinden, und nur der Rest in AKWs verwandt wird. Oder man geht davon aus, dass man das Uran hochbrütet,
Das sollte man aber dann auch so sagen, und auch ausführen, wie genau das gehen soll, und nicht unter dem Schwarzwald verstecken.

Oder:
Ein anderer Erklärunsgansatz für die Heidelberger Theorien über die reale Energiewirtschaft und der Perspektive für die zu bevorzugende Energieträgerart Atomkraft hängt mit ganz anderen Masseinheiten
zusammen, wie etwa °Öchsle, oder % Stammwürze oder eben Vol% Alc.
Wer schon mal in Heidelberg war und abends in die Gärten der Burschenschafthäuser gucken konnte, aus denen sich unsere Energiewirtschaftlichen Genies rekrutieren könnten,
der weiss was ich meine.

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Hallo,
wenn Du Probleme mit den Heidelberger Zahlen hast, frag halt mal direkt beim Autor des Textes nach. Die hier im Forum berechneten, abweichenden Zahlen kannst Du ja dort mal zur Diskussion stellen.
So bleibt das ganze doch ziemlich fruchtlos.
Gruß
loderunner

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…mit etwa 2000€ pro Kilowatt…

Hallo,
ich schlage mal vor, Du nimmst die Abfaelle fuer weniger als 2000EURO pro Kilowatt in Deinen Keller und passt etwa 20oooJahre darauf auf, mit den paar Nachfolgegenerationen an Kindern und Enkeln eben. In dem Massstab war Jesus gerade vorhin erst hier.
>abgelehnt

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Der Abfall ist ja ein ganz anderes Thema,
das u.U. schon ein KO-Kriterium für den weitern
Ausbau der KK in der jetzigen Form ohne WAAs und Brüter
sein könnte.Es gibt das zwei Arten.

1)Stark und Hitze entwickelnd
2) schwach und Mittel

Für 1) gibt es so noch keine deutsche Lösung, der alte
bestrahlte Kern vom schnellen Brüter in Kalkar liegt immer
noch irgendwo rum, man muss den Müll aber ein par Jahrzehnte
zwischenlagern.

Für 2) gibt es den Schacht Konrad, der ca. 4MRD Euro kostet.
Die Deutschen KKWs stellen pro Jahr wiegesagt 200.000.000.000
KWH her(200 MRD KWH), sollten sie in den letzten 20 Jahren das 20 Fache hergestellt haben, das sind dann schätzungsweise
0,001 € pro KWH zu den 0,0004€ für den Brennstoff dazu
Tendenz steigend.

Man kann aber im Prinzip den radioaktiven Müll nochmals radioaktiv
behandeln (Transmutation), dadurch verkürzt sich die Strahlzeit des Mülls auf wenige Jahrhunderte, in denen man technisch garantieren könnte, dass nichts passiert.

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

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Hallo!

In die Kosten- bzw. Verfügbarkeitsdebatte wollte ich mich auch gar nicht eingemischt haben. Hier spielen eventuell viel mehr Faktoren/Randbedingungen eine Rolle als uns (oder zumindest mir) derzeit bekannt sind.
Mir ging es lediglich um die technische Information, dass die Energieerzeugung in KKW nicht ausschließlich auf der Spaltung von U235 beruht. - Ohne jetzt groß Unterlagen zu wälzen kann ich aber selbst dazu nichts quantitatives sagen.

Schönes WE!
Die Nebelkrähe

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Hab ich gemacht,
die Seiten sind
vom Autor korrigiert.

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

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Prima! *! (owt)
-nix-