Wie kühlen heiße Länder ihre Kernkraftwerke?

Es ist wieder heiß in Deutschland. Örtlich werden Temperaturen über 40 Grad Celsius erreicht. Und, wie auch im letzten Jahr, müssen Kernkraftwerke ihre Leistung drosseln - wie das Kernkraftwerk Grohnde in Niedersachsen.

Die behördlichen Umweltauflagen verlangen, dass die Temperatur des Kühlwassers, das zurück in die Weser geleitet wird, dauerhaft nicht wärmer sein darf als 26 Grad Celsius.

Noch strengere Auflagen gelten für das Kraftwerk Isar 2. Das darf den üblicherweise recht kalten Gebirgsfluss auf maximal 24,5 Grad erwärmen und nur in Ausnahmefällen auf 24,8 Grad.

Es geht um Ökologie, nicht Betriebssicherheit 

Die Begrenzungen dienen dabei nicht der Betriebssicherheit der Kraftwerke - die kämen durchaus mit höheren Temperaturen klar. Es geht um den Schutz der Gewässer. Die Befürchtung der Ökologen ist, dass zu warmes Kühlwasser den Sauerstoffhaushalt der Flüsse durcheinander bringen könnte.

Das könnte heimische Fischarten wie die Äsche gefährden. Andererseits gibt es aber auch Fischarten, die sich in dem wärmeren Abwasser der Kraftwerke recht wohl fühlen, etwa Wels und Karpfen.

Die Erwärmung von Flüssen aus Kühlanlagen ist nicht nur ein Problem bei Kernkraftwerken. Auch andere Kraftwerke und Industrieanlagen müssen kühlen und nutzen dazu Flusswasser. Das betrifft etwa Raffinerien und große Chemieanlagen. Die Summe der Wärmeeinträge aller ansässigen Industrieanlagen entscheidet also über die Ökologie des Gewässers.

Mehr dazu: Wie über radioaktivem Müll grüne Wiese wachsen soll

 

Nicht überall sind die Umweltauflagen so streng 

Kernkraftwerke produzieren einen erheblichen Energieüberschuss. Sie wandeln meist nur etwa ein Drittel der erzeugten Kernenergie in Strom um. Ein kleiner Teil kann als Fernwärme verwendet werden. Das meiste aber muss als Hitze abgeführt werden.

In den Mündungsgebieten der deutschen Küste - etwa den Unterläufen von Ems und Elbe sowie auch in Südeuropa sind die Auflagen für die zulässigen Abwassertemperaturen meist weniger streng als für bayerische Gebirgsflüsse. Dort gelten in der Regel 28 Grad Celsius oder mehr als noch vertretbar.

Frankreich, wo es im Sommer oft deutlich wärmer wird als in Deutschland, hat 58 Kernkraftwerke zur Stromerzeugung in Betrieb. Auch dort müssen im Hochsommer immer wieder viele der Anlagen aufgrund der Hitze heruntergefahren werden. Das passiert ausgerechnet meist dann, wenn auch der Strombedarf deutlich ansteigt - weil die Menschen ihre Klimaanlagen laufen lassen. In dem Fall kauft Frankreich zum Beispiel in Deutschland zusätzlichen Strom ein. 

Auch Spanien musste einen Reaktor in Santa Maria de Garona immer wieder herunterfahren, weil die Temperaturen im Ebro zu stark angestiegen waren. Mittlerweile wurde Spaniens ältestes Kraftwerk aber stillgelegt. 

Mehr dazu: Atomkraft weltweit - (k)ein Auslaufmodell?

Kühltürme entlasten die Gewässer

Um die Belastung der Gewässer möglichst gering zu halten, verfügen praktisch alle Kernkraftwerke, die an Flüssen liegen, über Kühltürme.

Diese gibt es in ganz unterschiedlichen Formen. Am markantesten sind die riesigen Naturzug-Nasskühler, oft deutlich über 100 Meter hohe Gebäude, die an Beton-Gebirge erinnern.

Diese Kühltürme lassen das heiße Wasser aus dem Kühlkreislauf des Kraftwerks über Platten in ein Auffangbecken rieseln. Dabei verdunstet ein Teil des Kühlwassers. Es muss durch frisches Wasser aus dem Fluss aufgefüllt werden. Das abgekühlte Wasser wird wieder in den Kühlkreislauf zurückgeführt.

Eine zweite Bauform sind sogenannte Zellenkühler. Sie sind kompakter und niedriger, als die riesigen Kühltürme. Darin kommen, je nach Bauart, zusätzlich Ventilatoren zum Einsatz. Im Fachjargon heißt das, sie werden "zwangsbelüftet." 

Kühltürme alleine können aber die Kühlung durch den Fluss nicht ersetzen, sondern nur unterstützen. Bei allen Kraftwerkstypen wird Kühlwasser wieder in die Umwelt abgegeben. 

Mehr dazu: Russen lassen schwimmendes Atomkraftwerk vom Stapel

Weg vom Fluss - ran ans Meer

Das Problem des zu warmen Kühlabwassers spielt allerdings kaum eine Rolle, wenn das Kernkraftwerk am Meer liegt und mit Meerwasser gekühlt werden kann. Das ist nicht nur unbegrenzt vorhanden, das Abwasser verdünnt sich auch sehr schnell.

Im ziemlich warmen Indien liegen deshalb fast alle Kraftwerke, die den südlicheren und heißeren Teil des Landes mit Strom versorgen, an der Küste. Nur wenige sind an Flüssen im nördlichen Landesteil untergebracht.

Auch Großbritannien und Schottland nutzen Meerwasser für ihre Kraftwerke - trotz deutlich kühlerer Lufttemperaturen. Solche Kraftwerke kommen zwar gut mit großen Hitzewellen klar - risikofrei sind sie trotzdem nicht.

So musste etwa in Schottland, dass Torness Kraftwerk 2011 heruntergefahren werden, weil zu viele Quallen ins Rohrsystem des Kraftwerks eingedrungen waren. Auch andere Meerestiere können in den Kühlkreislauf gelangen, was aber nur selten zu einem Betriebsausfall führt. 

Größer und schwer berechenbar ist die Gefahr durch Tsunamis. Oft liegen die Kraftwerke nur wenige Meter über dem Meeresspiegel. Die Natur- und anschließende Atomkatastrophe von Fukushima im März 2011 hat das ganze Ausmaß dieses Risikos deutlich gemacht. 

Mehr dazu: Atomkraft geht die Puste aus