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ZETTELS KLEINES ZIMMER

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Dieses Thema hat 3 Antworten
und wurde 613 mal aufgerufen
 Pro und Contra
Johann Grabner Offline



Beiträge: 84

04.09.2012 17:58
Uran als "erneuerbare" Energiequelle antworten

[könnte ein Beitrag im Blog werden, aber vielleicht übersehe ich was?]

Gegen den Ausbau der Stromerzeugung aus Kernspaltung wird unter anderen eingewendet, daß die Vorräte an spaltbarem Uran selbst bei unveränderter Nutzung in wenigen Jahrzehnten verbraucht wären. Wenn die Kernenergie die Verwendung fossiler Brennstoffe vollständig ersetzen würde, dann wäre nach einem Greenpeace-Report in 2006 ein Versiegen der Lagerstätten sogar schon 2026 zu erwarten. Diese Berechnungen decken sich auch mit Ergebnissen der US-Regierung. Um dennoch die Versorgung mit Brennstoff auch in Zukunft sicherzustellen, forscht man in den USA an einer Technologie, die bei dem gegenwärtigen Preis von Uran noch nicht effizient genug war: die Extraktion von Uran aus Meerwasser. Aktuelle Forschungsergebnisse lassen die Prognose zu, daß Uran in so ausreichender Menge zur Verfügung steht, daß es als „erneuerbare Energiequelle“ eingestuft werden muß.

Zuerst sollte man berücksichtigen, daß fast alles Uran heute nur zu einem kleinen Teil ausgenutzt wird. Beträgt die maximal mögliche Ausbeute 950 GWd/tU (Gigawatttage pro Tonne Uran), liegt wegen fehlender Wiederaufarbeitung und Nutzung von Brutreaktoren die rein im konventionellen Reaktor modernster Bauart (Generation III) ausgeschöpfte Stromausbeute bei 65 GWd pro Tonne. Im Durchschnitt über alle existierenden Kraftwerke wird sogar nur 3% des Energiegehaltes genutzt. Die Kosten für die Wiederaufarbeitung und den sicheren Betrieb von Brutreaktoren sind allerdings bis heute höher als die Neugewinnung von Uran, weshalb die Zwischen- und Endlagerstätten mit kaum genutztem Uran gefüllt werden.

Will man allerdings die auch vorhandenen politischen Widerstände gegen die intensivierte Nutzung des vorhandenen Brennstoffs umgehen, dann benötigt man neue Rohstoffquellen. Während die bekannten Vorkommen in Gestein bei mehr als 5 Millionen Tonnen liegen, wird der Vorrat in den Ozeanen auf fast das 1000fache, konkret 4,5 Milliarden Tonnen geschätzt. Die Konzentration ist allerdings sehr gering, sie liegt bei ca. 3 mg pro Kubikmeter Meerwasser. Die ersten Forschungen zur Gewinnung von Uran aus dem Meer wurden in Japan durchgeführt. Das Verfahren besteht im Auslegen von speziell behandelten, zusammengerollten Kunststoffmatten (Polyäthylen), wo sich das Uran in den Fasern anreichert und dann an Land mit Salzsäure wieder ausgespült wird. Danach können die Matten wieder ausgelegt werden, wobei ihre Absorptionsfähigkeit aber mit zunehmender Wiederverwertung nachläßt. Nimmt man 8 Nutzungszyklen heran, dann schätzte Masao Tamada von der Atomenergiebehörde Japan 2009, daß sich Uran zu Kosten von 32.000 Yen (325 Euro)/kg gewinnen ließe. Pessimistische Kalkulationen gehen von 1000 Euro/kg Uran bei Nutzung der japanischen Methode aus.

Im August haben nun auf dem immer halbjährlich abgehaltenen Symposium der American Chemical Society, der größten wissenschaftlichen Fachgesellschaft der USA, neue Forschungsergebnisse die positiven Aussichten auf eine wirtschaftliche Nutzbarmachung der Uranvorkommen im Meer zementiert. So gelang es der Forschergruppe um Dr. Sheng Dai am Oak Ridge National Laboratory, die bisher von japanischen Forschern erzielte Ausbeute durch eine dichtere Anordnung der aufnehmenden Fasern zu verdoppeln. Dr. Robin Rogers von der University of Alabama experimentiert wiederum mit den Schalen von Garnelen als Trägermaterial, die als Abfallprodukt in der Lebensmittelindustrie anfallen. Damit ersetzt er den Kunststoffanteil in den Matten durch einen abbaubaren Stoff.

Zur erneuerbaren Energiequelle wird Uran dann durch den Eintrag von Flüssen, der auf 32.000 Tonnen/Jahr geschätzt wird. Bernard Cohen hatte hierzu schon 1983 vorhergesagt, daß sich der komplette Energiebedarf für 10 Mrd. Menschen alleine dadurch decken lassen wird. Keine Technologie ist so weit fortgeschritten, daß sie vergleichbares versprechen kann. Natürlich hat sich auch das Uran auf der Erde einmal komplett aus dem Gestein gewaschen, aber das wird erst zu einem Zeitpunkt passiert sein, wo auch der Wasserstoff der Sonne verbrannt sein wird. Damit ist die Stromerzeugung aus Uran ebenso als „erneuerbar“ einzustufen wie die aus Windmühlen oder Solarzellen. Trotzdem werden die Ausbaupläne für die Kernkraft in den USA momentan zurückgenommen, da die Konkurrenz aus billigem Gas übermächtig geworden ist. Dank Fracking ist es innerhalb von 4 Jahren um 75% billiger geworden. Aber das Gas wird nicht lange reichen und für viele Länder wird die Möglichkeit, unbegrenzt Uranbrennstoff aus ihren Hoheitsgewässern gewinnen zu können, nützlich sein.

Referenzen:
http://www.nwtrb.gov/facts/uranium.pdf
http://www.greenpeace.de/fileadmin/gpd/u...port2006_lf.pdf
http://de.wikipedia.org/wiki/Abbrand_(Kerntechnik)
http://de.nucleopedia.org/index.php?titl..._von_Meerwasser
http://www.physics.harvard.edu/~wilson/e...2009_Tamada.pdf
http://www.newscientist.com/article/dn22...m-seawater.html
http://de.wikipedia.org/wiki/American_Chemical_Society
http://science.slashdot.org/story/12/08/...pired-by-shrimp
http://www.ornl.gov/sci/csd/Research_areas/NC_staff.htm
http://www-formal.stanford.edu/jmc/progress/cohen.html
http://portal.acs.org/portal/acs/corg/co...29-e377091adf85
http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/a...m-seawater.html
http://books.google.at/books?id=QSglAQAA...epage&q=uranium rivers sea&f=false
http://www.ecolo.org/documents/documents...u_resources.htm

xanopos Offline




Beiträge: 2.507

05.09.2012 09:27
#2 RE: Uran als "erneuerbare" Energiequelle antworten

Interessanter Beitrag, ich wusste nicht, dass die Urangewinnung aus Meerwasser schon soweit ist.

Zitat von Johann Grabner im Beitrag #1
Wenn die Kernenergie die Verwendung fossiler Brennstoffe vollständig ersetzen würde, dann wäre nach einem Greenpeace-Report in 2006 ein Versiegen der Lagerstätten sogar schon 2026 zu erwarten.


Wenn das wirklich zu erwarten wäre, ist ein Neubau von Kernkraftwerken ziemlich unsinnig.

Uranium resources sufficient to meet projected nuclear energy requirements long into the future http://www.oecd-nea.org/press/2008/2008-02.html

World Uranium Mining http://www.world-nuclear.org/info/inf23.html

Bei einem derzeitigen Jahresverbrauch von 70.000 Tonnen pro Jahr, reichen die bekannten Reserven von 5,4 Millionen Tonnen rechnerisch für 77 Jahre.

Mit einem erhöhten Uranpreis rechnen sich auch bisher nicht abbaubare Reserven, bzw. eine Wiederaufbereitung von abgebrannten Brennelementen.

Mit Brutreaktoren reichen die heutigen Reserven für mehrere tausend Jahre.

Das Uran geht uns so schnell nicht aus.

Johann Grabner Offline



Beiträge: 84

06.09.2012 16:25
#3 RE: Uran als "erneuerbare" Energiequelle antworten

Zitat von xanopos im Beitrag #

Bei einem derzeitigen Jahresverbrauch von 70.000 Tonnen pro Jahr, reichen die bekannten Reserven von 5,4 Millionen Tonnen rechnerisch für 77 Jahre.

nur steuert die Kernspaltung nur einen kleinen Teil zur Stromerzeugung bei, knapp über 10%. Will man jetzt nicht nur diesen Anteil erhöhen, sondern fossile Energieträger auch in anderen Verwendungen ersetzen (E-Auto, Heizung,...), dann ist die Annahme einer 15fachen Erhöhung der AKW-Leistung zweckmäßig.

Zitat
Mit einem erhöhten Uranpreis rechnen sich auch bisher nicht abbaubare Reserven, bzw. eine Wiederaufbereitung von abgebrannten Brennelementen.

Mit Brutreaktoren reichen die heutigen Reserven für mehrere tausend Jahre.


das ja, aber die politischen und technischen Hürden scheinen da noch größer zu sein. Schnelle Brüter sind ja noch immer im Versuchsstadium: http://www.neimagazine.com/story.asp?sec...oryCode=2056921 das DOE hat wohl deswegen auch die Forschung der Urangewinnung gezielt gefördert

xanopos Offline




Beiträge: 2.507

07.09.2012 08:06
#4 RE: Uran als "erneuerbare" Energiequelle antworten

Zitat von Johann Grabner im Beitrag #
Will man jetzt nicht nur diesen Anteil erhöhen, sondern fossile Energieträger auch in anderen Verwendungen ersetzen (E-Auto, Heizung,...), dann ist die Annahme einer 15fachen Erhöhung der AKW-Leistung zweckmäßig.


Die IAEA rechnet mit einer weltweit installierten Reaktorleistung von 469GW bis 1137GW im Jahr 2050. Heute sind es 370GW.
Quelle: http://www-pub.iaea.org/MTCD/Publication...DS-1-32_web.pdf S.17

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