Energy BrainBlog

Im März 2024 fand in Brüssel der erste Kernenergiegipfel statt. 32 Länder, darunter 14 EU-Staaten, erklärten, das Potenzial der Kernkraft voll ausschöpfen zu wollen. Neue Reaktoren sollen gebaut werden, auch in Europa. Darüber hinaus soll die installierte Leistung bis 2045 um ein Drittel steigen. Wie viele dieser Länder haben konkrete Pläne und wie wirken sich diese auf die Strompreisentwicklung aus?

Am 21. März 2024 sicherten sich unter anderem Italien, Tschechien, Schweden und die Niederlande zu, die Kernkraft auszubauen. Und zwar nicht nur, indem sie die Laufzeiten bestehender Reaktoren verlängern, sondern auch neue Kraftwerke bauen wollen und in die Entwicklung neuer Reaktortypen, wie Small Modular Reactors, investieren. [1,2]

Schweden hat dies bereits in seinen neuen Energieplan aufgenommen – aus “100 % renewables” wurde “100 % fossil-free”. Bis 2035 sollen dafür mindestens zwei Großreaktoren gebaut werden, und bis 2045 sollen zehn neue Reaktoren das Ende der fossilen Brennstoffe einläuten. Zusätzlich ist auch noch geplant, die Laufzeit für bestehende Kraftwerke zu verlängern. Diese große Menge ist notwendig, da die schwedische Regierung aufgrund der Dekarbonisierung damit rechnet, dass sich der Stromverbrauch verdoppelt. [3]

Tschechien hat sogar noch konkretere Pläne. Es wurden schon Angebote für den Bau von vier neuen Reaktoren eingeholt – mit der Begründung, dass durch eine höhere Anzahl die Preise für einen Block deutlich gesenkt werden können. Der erste Reaktor soll bereits 2036 fertiggestellt werden. [4]

Deutlich ambitionierter sind dagegen die Ziele Großbritanniens. Auf der Insel will man im Jahr 2050 ein Viertel des Stroms durch nukleare Energie erzeugen. Dafür werden Reaktoren mit einer Leistung von 24 GW benötigt. Die jetzige Kapazität von 6 GW muss vervierfacht werden, denn auch hier wird mit einem erheblichen Verbrauchsanstieg gerechnet. Die britische Regierung plant jedoch keinen vollständigen Ausstieg aus fossilen Energieträgern, da ein wirtschaftliches Interesse an der eigenen Erdgasförderung besteht. [5] Auch weitere europäische Länder wie die Niederlande, Ungarn und Polen planen neue Reaktoren.

Abb. 1: Pläne der verschiedenen EU-Länder für den Ausbau der Kernkraft (Quelle: Energy Brainpool)

Allerdings haben nicht alle Unterzeichner der Erklärung konkrete Pläne. Länder wie Italien und Serbien, die derzeit keine Kernkraftwerke betreiben, haben auch noch keine Pläne für zukünftige Reaktoren bekannt gegeben. Dennoch bekunden sie Interesse an Small Modular Reactors (SMR). [6,7] Diese haben eine Leistung von weniger als 300 MW. Ziel dieser kleineren Reaktoren ist die Serienproduktion. Dadurch wäre nicht mehr so viel Expertise vor Ort erforderlich . Das hat zur Folge, dass insbesondere Ländern ohne Erfahrung im Bau von Kernkraftwerken den Einstieg in die Kernenergie besser umsetzen können. Ob sich die SMR hingegen aus finanzieller Sicht durchsetzen können, ist aufgrund der fehlenden Erfahrung noch unklar. [8]

Insgesamt sind in der EU sowie der Schweiz, Großbritannien und Norwegen derzeit knapp über 100 GW an Reaktorleistung installiert. 2045 soll nach aktuellen Regierungsplänen ein Drittel mehr Leistung angeschlossen sein als heute – ohne Berücksichtigung von Small Modular Reactors, die noch dazukommen.

Öffentliche Meinung zur Kernkraft

Die politischen Entscheidungen für einen Ausbau der Kernenergie werden auch von der jeweiligen Bevölkerung mitgetragen. Dies zeigt sich unter anderem in Umfragen: In Europa erreicht die Kernkraft die höchsten Zustimmungswerte seit dem Reaktorunfall in Fukushima. Insbesondere der Ukrainekrieg und das damit verbundene Ziel, unabhängig von russischem Gas zu werden, haben der nuklearen Energie zu mehr Zustimmung verholfen. Am beliebtesten sind trotzdem die erneuerbaren Energien. [9, 10]

Abb. 2: Umfrageergebnisse zur Nachfrage, ob der Krieg in der Ukraine es dringlicher macht, in Kernenergie zu investieren. (Quelle: Flash Eurobarometer 514)

Die Meinungen sind jedoch regional sehr unterschiedlich. Österreich hat eine sehr ablehnende Haltung gegenüber der Kernenergie. Die Alpenrepublik versuchte sogar, Kraftwerksprojekte in anderen EU-Ländern zu verhindern, indem sie vor dem Europäischen Gerichtshof klagte. Allerdings blieb dies erfolglos. [11, 12]

Das Gegengewicht bildet Frankreich mit seinen 56 Kernkraftwerken, wo sich laut einer Umfrage des „Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire“ aus dem Jahr 2022 50 % der Bevölkerung für den weiteren Bau von Reaktoren aussprechen. Hier wird die Kernenergie nach der Solarenergie als billigste Form der Energieerzeugung angesehen. [13] Auch in Tschechien findet sich als Folge der Energiekrise eine Mehrheit für den Ausbau der nuklearen Energie. [14]

Strompreisszenario mit großem Ausbau der Kernkraft

Nicht nur die grundsätzliche Einstellung zur Kernenergie ist unterschiedlich, sondern auch die Einschätzung der Kosten. Dabei kann zwischen den Kosten eines Reaktors und den Auswirkungen von Kernenergie auf den Strompreis unterschieden werden.

Um abzuschätzen, wie sich der durchschnittliche Strompreis in der EU entwickeln würde, wenn mehr Kernkraftwerke gebaut werden würden, haben wir unser “Central”-Szenario gemäß den neuen Ausbauplänen für Kernkraft angepasst. Das “Central”-Szenario ist eines der vier Szenarien, die Energy Brainpool derzeit zur Auswahl hat. Die Szenarien unterscheiden sich maßgeblich in den Annahmen zur Entwicklung der Commodity-Preise sowie des Kraftwerksparks und der flexiblen Stromnachfrage.

Das “Central”-Szenario geht von einem künftig stark dezentralisierten Energiesystem mit einem deutlichen Ausbau der Erneuerbaren aus. Auf diesem Wege soll die allgemeine Importabhängigkeit bei den fossilen Energieträgern mittelfristig reduziert und so schnell wie möglich beendet werden.

Für das “GoNuclear”-Szenario wurden nicht nur die installierte Leistung der Kernenergie erhöht, sondern auf Basis der Regierungspläne bzw. der Szenarien der Netzbetreiber auch die Last und die Kapazitäten der fossilen und erneuerbaren Energien angepasst. So plant beispielsweise Schweden einen Ausbau der Kernenergie, um die stark steigende Last ausgleichen zu können. Die Summe aller Änderungen, welche in Relation zum “Central”-Szenario durchgeführt wurden, sind in der folgenden Abbildung dargestellt:

Abb. 3: Differenz der Kapazitäten und der Last zwischen “GoNuclear” und “Central”-Szenario (Quelle: Energy Brainpool)

Hierbei ist zu beachten, dass die Last energetisch korrekt dargestellt wird. Das heißt, eine negative Differenz der Last bedeutet, dass die elektrische Nachfrage im “GoNuclear”-Szenario gegenüber “Central” ansteigt, da in derselben Abbildung der Anstieg von Erzeugungskapazitäten positiv abgebildet wird. Die in Abb. 3 gelb dargestellte zusätzliche nukleare Kapazität muss folglich sowohl die Abnahme an erneuerbaren und fossilen Erzeugungsmengen ausgleichen als auch die zusätzliche Last kompensieren. Auf den durchschnittlichen Strompreis in Europa bis 2060 würden sich die beschriebenen Änderungen wie folgt auswirken:

Abb. 4: Entwicklung der realen Strompreise in den jeweiligen Strompreisszenarien (Quelle: Energy Brainpool)

Die Baseload-Preise im “GoNuclear”-Szenario fallen klar höher aus als im “Central”-Szenario. Vor allem ist dies zurückzuführen auf die höhere Last und den stark reduzierten Ausbau der erneuerbaren Energien. Besonders schlägt sich das Fehlen von Solarparks nieder. Dadurch nimmt die Anzahl der Stunden mit Nullpreisen stark ab. Der Verlauf der Kurve zeigt auch die Inbetriebnahme der Reaktoren Anfang der 30er-Jahre. In der Folge sinken die Strompreise.

Ab 2040 steigen sie jedoch wieder an, da auch die Last verstärkt zunimmt. Zu beachten ist dabei, dass in der Grafik nur der ungewichtete Durchschnittspreis über alle europäischen Länder dargestellt ist und somit alle Länder unabhängig von ihrer Last gleich stark ins Gewicht fallen. Daher ist es nicht möglich, die Entwicklung des durchschnittlichen Strompreises direkt mit den in Abbildung 3 dargestellten Unterschieden zu erklären. Wichtiger ist es, die Veränderungen in den einzelnen Ländern zu betrachten. Die Preisveränderungen gegenüber dem “Central”-Szenario hängen insbesondere davon ab, wie stark der Ausbau der erneuerbaren Energien durch die höhere Kernkraftwerksleistung verlangsamt wird. Denn eine gleiche, installierte Leistung an erneuerbaren Energien und eine höhere Kernkraftwerksleistung bei sonst gleichbleibenden Bedingungen führt zu niedrigeren Strompreisen.

Wie sich die Preise in Europa entwickeln werden, wenn mehr Kernkraftwerke gebaut werden, hängt deshalb wesentlich davon ab, wie stark die Regierungen zudem den Ausbau der erneuerbaren Energien fördern bzw. wie wirtschaftlich dieser ohne Förderung ist. Zusätzlich darf der Einfluss des Nachfrageanstiegs nicht vernachlässigt werden: Ein größeres Energieangebot ermöglicht auch eine stärkere Dekarbonisierung und dadurch eine höhere Last.

Kosten der Kernkraft

Ein auf diese Art durchgeführter Ausbau der Kernenergie führt also zu höheren Strompreisen, ohne dass dabei die Baukosten und die Endlagerkosten berücksichtigt wurden. Diese werden beim Bau eines Reaktors in der Regel vom Steuerzahler mitgetragen und müssen daher ebenfalls beachtet werden. Nur so lässt sich ganzheitlich sagen, ob Kernkraftwerke die Staatskasse finanziell belasten oder entlasten. Betrachten wir die Wirtschaftlichkeit, sind zudem die Systemkosten zu berücksichtigen. Für ein Land, das den Großteil seines Stroms aus erneuerbaren Energiequellen beziehen möchte, müssen die politischen Akteure deutlich mehr in den Netzausbau und in Speichertechnologien investieren als bei einer Stromerzeugung basierend auf Kernenergie.

Mit den Kapitalkosten und Systemkosten der Kernenergie haben sich bereits verschiedene Studien beschäftigt. Deren Ergebnisse stimmen nicht immer überein, da es auch nicht eine Größe gibt, die das gesamte Kostenbild für eine Technologie darstellen kann.

Die Bundestagsfraktion Bündnis 90/Die Grünen hat bei der Technischen Universität Berlin und dem Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung Berlin eine Studie beauftragt. Die Beteiligten der Studie kommen zu folgendem Ergebnis: Die Kapitalkosten, die Summe aus Bau- und Finanzierungskosten, machen den weitaus größten Teil der Kosten aus. Beispielhaft nennen sie den finnischen Reaktor Olkiluoto 3 mit Projektkosten von 7.600 USD₂₀₁₈/kW oder den französischen Reaktor Flamanville mit 12.600 USD₂₀₁₈/kW.

Auch nach Ende der Betriebszeit eines Kernkraftwerks fallen Kosten an. Für die westdeutschen Reaktoren gibt die Studie aus dem Jahr 2023 durchschnittliche Rückbaukosten von 1.100 €/kW an. Hinzu kämen die Kosten für ein Endlager. Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass die Kernenergie die teuerste Art der Stromerzeugung ist. [15]

Ein in dem Journal „Energy“ veröffentlichter Artikel aus dem Jahr 2022 betrachtet hingegen die „levelised full system cost of energy“ (LFSCOE). Diese beinhalten neben den Kapital- und Betriebskosten auch die Kosten für das gesamte Stromnetz. Sie werden unter der Annahme berechnet, dass die Stromversorgung durch diese eine Quelle gedeckt werden kann, was zum Beispiel bei Solar sowohl Netzumbau als auch hohe Speicherkosten beinhalten würde. Für Deutschland errechnet die Studie 105 USD/MWh für Kernenergie und 1.479 USD/MWh für Solar bzw. 482 USD/MWh für die Kombination von Wind und Solar. Damit kehren sich die Preisrelationen gegenüber den Baukosten um. [16] Bei diesen Berechnungen ist zu beachten, dass es nicht das Ziel ist, die Stromversorgung mit nur einem Energieträger abzudecken. Daher ist die Aussagekraft eher indikativ.

In einer Studie des ehemaligen leitenden Ökonomen der Nuclear Energy Agency werden die Overnight Costs, also die Baukosten ohne Finanzierungsbetrachtungen, für verschiedene Länder verglichen. Dabei fällt besonders auf, dass die Baukosten in den europäischen Ländern in den letzten 20 Jahren stark angestiegen sind.

Jedoch ist zu bemerken, dass es in den vergangenen Jahren nur vereinzelt Projekte in Europa realisiert wurden. Dementsprechend konnten keine Skalierungseffekte genutzt werden. Inzwischen liegen die Baukosten für Nuklearkraft in Europa deutlich höher als beispielsweise in Korea (2.410 USD₂₀₁₈/kW) oder China (3.188 USD₂₀₁₈/kW). [17]

Im Jahr 2024 veröffentlichte die Nuclear Energy Agency eine Systemkostenanalyse für Low-Carbon-Electricity-Systems. Darin betonen die Experten, dass die Overnight Costs für den Neubau von Kernkraftwerken mit 4.000–6.000 USD/kW deutlich höher liegen als bei Solar- und Windanlagen (500–1.500 USD/kW). Dies gilt auch für die jährlichen Investitionskosten.

Die Kosten für den Netzausbau und den Ausgleich der fluktuierenden Erzeugung, die bei Solarenergie bereits bei einem Durchdringungsgrad von 30 % rund 80 USD/MWh betragen, sind bei Kernenergie jedoch deutlich geringer. [18] Der französische Netzbetreiber RTE vergleicht in seinem Bericht aus dem Jahr 2022 die Kosten verschiedener Szenarien mit unterschiedlichen Anteilen nuklearer Erzeugungskapazitäten am Strommix. Dabei kommt die Institution zu dem Schluss, dass selbst bei steigenden Kosten für Kernenergie (7.900 €/kW) und stark sinkenden Preisen für erneuerbare Energien der Bau neuer Kernkraftwerke wirtschaftlich vorteilhaft ist. [19]

Abbildung 5: Vergleich der jährlichen Kosten zwischen einem Szenario mit starkem nuklearem Zubau (N2) und einem Szenario (M23), welches sich durch Ausbau der Erneuerbaren, besonders durch Windkraft, auszeichnet. (Quelle: RTE, 2021)

Unbestritten ist, dass Kernkraftwerke höhere Bau- und Betriebskosten aufweisen als erneuerbare Energien. Die Frage, ob es sich aus wirtschaftlicher Perspektive lohnt, Kernenergie in den Strommix zu integrieren, wird jedoch unterschiedlich beurteilt.

Markiert 2024 den Beginn einer neuen Kernkraftära? Ein Fazit

Europa erlebt eine Renaissance der Kernkraft. In immer mehr Ländern werden neue Kernkraftwerke gebaut und zahlreiche weitere sind in Planung. In zehn Jahren sollen sogar neuartige Reaktortypen Teil unseres Strommixes sein. Auch die Bevölkerung unterstützt diese Entwicklung, insbesondere seit dem Ukrainekrieg. Das zusätzliche Energieangebot würde bei gleichbleibendem Ausbau der Erneuerbaren zu niedrigeren Strompreisen führen.

Wenn sich der Ausbau der erneuerbaren Energien jedoch verlangsamt, werden die Preise steigen – vor allem dann, wenn die Last durch die Dekarbonisierung im Zuge der Wärme- und Verkehrswende zunimmt. Zusätzlich werden die Menschen in den Ländern, die die Reaktoren bauen, die Kernenergie mit Steuern unterstützen, wie es auch bei anderen Erzeugungsarten der Fall war. Die möglichen Kosten der neuen Kernkraftwerke können derzeit jedoch von niemanden benannt werden.

Das “GoNuclear”-Szenario wird perspektivisch von Energy Brainpool ländergenau als Option angeboten werden, damit Sie sich noch ein differenzierteres Bild der Strompreisentwicklung machen können. In diesem Szenario liegt der Fokus auf einem Ausbau der Kernkraft, um die aktuelle politische Debatte zu reflektieren und Aufschluss über die resultierende Preisentwicklung zu geben. Mehr zu den Strompreisszenarien von Energy Brainpool hier: Strompreisszenarien | Energy Brainpool

Quellen:

[1] Nuclear Energy Summit. Declarations On Nuclear Energy. https://nes2024.org/en/declaration. Zuletzt abgerufen am 03.05.2024.

[2] World Nuclear News. Leaders commit to ‚unlock potential‘ of nuclear energy at landmark summit. https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Leaders-back-nuclear-at-summit. Zuletzt abgerufen am 03.05.2024.

[3] Regeringskansliet. Kärnkraft: frågor och svar. https://www.regeringen.se/regeringens-politik/energi/fragor-och-svar-om-karnkraft/. Zuletzt abgerufen am 03.05.2024.

[4]https://www.idnes.cz/ekonomika/domaci/cesko-jaderne-elektrarny-tendr-dostavba-temelin-dukovany-reaktory.A240430_060840_ekonomika_jadv. Zuletzt abgerufen am 03.05.2024.

[5] HM Government. „British Energy Security Strategy“. April 2022.

[6] https://www.rinnovabili.it/mercato/politiche-e-normativa/nuove-centrali-nucleari-in-italia-mini-reattori/. Zuletzt abgerufen am 07.06.2024.

[7] https://world-nuclear-news.org/Articles/Serbian-president-s-appeal-as-country-aims-to-get. Zuletzt abgerufen am 07.06.2024.

[8] https://energy.ec.europa.eu/topics/nuclear-energy/small-modular-reactors/small-modular-reactors-explained_en. Zuletzt abgerufen am 07.06.2024.

[9] M. Brugidou, J. Bouillet „A return to grace for nuclear power in European public opinion? Some elements of a rapid paradigm shift“. Foundation Robert Schuman. March 2023.

[10] Flash Eurobarometer 514.  “EU’s response to the energy challenges”. Presentation. European Union. Dezember 2022.

[11] https://newsv2.orf.at/stories/2423442/2423441/. Zuletzt abgerufen am 07.06.2024.

[12] https://www.derstandard.de/story/2000120170762/eugh-wies-oesterreichs-klage-gegen-beihilfe-fuer-akw-hinkley-point. Zuletzt abgerufen am 07.06.2024.

[13] BAROMÈTRE 2023. Institut de radioprotection et de sûrete nucléaire.

[14] Centrum pro výzkum veřejného mínění, Sociologický ústav AV ČR. „Veřejnost o jaderné energetice – podzim 2022“. Pressemitteilung Januar 2023

[15] A. Wimmers et al. „Ökonomische Aspekte der Atomkraft“ Kurzgutachten im Auftrag der Bundestagsfraktion Bündnis 90/Die Grünen. Berlin, 2023

[16] R. Idel. “Levelized Full System Costs of Electricity”. Energy. Volume 259. 2022.

[17] G. Rothwell. Projected electricity costs in international nuclear power markets. Energy Policy. Volume 164. 2022. https://doi.org/10.1016/j.enpol.2022.112905.

[18] NEA System Cost Analysis for Integrated Low-Carbon Electricity Systems. NEA NO. 7668. OECD 2024

[19] Futurs énergétiques 2050. RTE. Februar 2022. S. 600

[20] Energy Pathways to 2050. RTE. Oktober 2021. S. 31.