Sensitivitätsanalyse

Vor allem um den Einfluss der Herkunft des Urans auf die Umweltbelastungen des Stroms aus KKW insgesamt beurteilen zu können, wird eine Sensitivitätsanalyse mit Uran aus unter-schiedlichen Ländern durchgeführt. In Abbildung 20 sind die Umweltbelastungen anhand der einzelnen Indikatoren relativ zum „Referenzfall“ – Strom aus Siedewasserreaktoren in der Schweiz mit der in der Sachbilanz beschriebenen global durchschnittlichen Brennstoffkette („SWR“) – dargestellt. Berechnet wurden die Umweltbelastungen für folgende Fälle:

• Druckwasserreaktor Schweiz, global durchschnittliche Brennstoffkette

• Siedewasserreaktor Schweiz, mit Uran zu 100 % aus Produktion und Konversion in Russ-land, globaler Anreicherungsmix

• Siedewasserreaktor Schweiz, mit Uran zu 100 % aus Produktion in Namibia (geringste Urankonzentration heute), globaler Konversions- und Anreicherungsmix

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

global Australien Brasilien Kanada Malawi Namibia Niger Russland Ukraine

ISLUranproduktion Bergbau

Umweltbelastung relativ

Partikelemissionen KEA, nicht erneuerbar

Treibhausgasemissionen Landnutzung

Radioaktive Strahlung Hochradioaktive Abfälle

KEA, erneuerbar Abbau nicht erneuerbarer Ressourcen

• Siedewasserreaktor Schweiz, mit Uran zu 100% aus ISL, globaler Konversions- und An-reicherungsmix

• Siedewasserreaktor Schweiz, Brennstoffkette zu 100 % Russland (Uranproduk-tion, -konversion und -anreicherung)

• Siedewasserreaktor Schweiz, Brennstoffkette mit den höchsten THG-Emissionen („THG max“): Uranproduktion und -konversion Russland, Anreicherung USA

• Siedewasserreaktor Schweiz, Brennstoffkette mit den niedrigsten THG-Emissionen („THG min“): Uranproduktion per ISL⁶⁷, Konversion USA, Anreicherung Frankreich.

Abbildung 20 Sensitivitätsanalyse der Kernenergiekette. Bezugsgrösse: 1 kWh Strom, Niederspan-nung, Schweiz. Ergebnisse der einzelnen Indikatoren dargestellt jeweils relativ zum Referenzfall „Strom ab SWR, CH“ mit global durchschnittlicher Brennstoffversorgung.

Aus dieser Sensitivitätsanalyse können verschiedene Schlüsse gezogen werden:

• Mit identischer Brennstoffversorgung sind die Umweltbelastungen aus beiden KKW-Typen (SWR und PWR) sehr ähnlich, die unterschiedlichen Anreicherungs- und Abbrand-raten haben keinen entscheidenden Einfluss auf die Ergebnisse der ausgewählten Indikato-ren. Lediglich die radioaktiven Emissionen des DWR sind um mehr als 20% niedriger als jene des SWR.

• Grosse Sensitivität weisen die Indikatoren „Treibhausgasemissionen“, „radioaktive Strah-lung“ und „Partikelemissionen“ auf.

• Bei den Indikatoren „Hochradioaktive Abfälle“ und „Abbau nicht erneuerbarer Ressour-cen“ sind kaum Unterschiede in den analysierten Fällen festzustellen.

67 Uran aus Brasilien und Niger verursacht zwar etwas weniger THG-Emissionen, die Datenqualität der ISL-Sachbilanz wird allerdings als erheblich höher eingeschätzt.

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

SWR DWR SWR, Uran aus ISL SWR, Uran aus Namibia SWR, Uran aus Russland SWR, Brennstoffkette Russland SWR, "THG min"

SWR, "THG max"

Umweltbelastung relativ

Treibhausgasemissionen Partikelemissionen

Landnutzung KEA, nicht erneuerbar

KEA, erneuerbar Abbau nicht erneuerbarer Ressourcen

Hochradioaktive Abfälle Radioaktive Strahlung

• Partikelemissionen und radioaktive Strahlung korrelieren stark mit der anfallenden Menge an Rückständen aus der Uranerzaufbereitung, welche wiederum von der geringen Uran-konzentration abhängen; dementsprechend weist die Kernenergiekette mit Uran aus Pro-duktion in Namibia die diesbezüglich mit Abstand höchsten Umweltbelastungen auf und jene mit Uran aus ISL-Produktion die geringsten.

• Die Menge an THG-Emissionen wird vor allem von der Anreicherung des Brennstoffs bestimmt. Im günstigsten Fall – Uranproduktion per ISL, Konversion in den USA, Anrei-cherung in Frankreich mit Strom aus einem KKW – liegen die Emissionen mit den vorlie-genden Sachbilanzdaten bei 13 g CO2-eq/kWh, im ungünstigsten – Uranproduktion und -konversion in Russland, Anreicherung in den USA im energieintensiven Diffusions-verfahren mit einem hohen Anteil an Kohlestrom – bei knapp 60 g CO2-eq/kWh.

• Mit hohen THG-Emissionen sind oft auch hohe Partikelemissionen (aus der Verbrennung von Kohle) und ein hoher Landverbrauch (durch Kohleförderung) verbunden. Die Parti-kelemissionen werden jedoch im Fall der Kernenergiekette hauptsächlich von der Menge an Tailings aus der Uranerzaufbereitung bestimmt.

5.5 Übrige Technologien

In Abbildung 21 ist für Strom aus Windenergie, Holz- und Biogas-WKK dargestellt, aus wel-chen Abschnitten der Stromerzeugungsketten die Beiträge zu den Umweltindikatoren Treib-hausgas- und Partikelemissionen, Landnutzung und kumulierter Energieaufwand (nicht er-neuerbar) stammen. Die Umweltbelastungen des Stroms aus der Kehrichtverbrennung werden nicht näher untersucht, da die Umweltbelastungen der Entsorgungsdienstleistung angerechnet werden und nicht der Stromerzeugung. Etwaige Umweltbelastungen werden also beim Strom ab KVA durch Stromübertragung und das Stromnetz erzeugt.

Der grösste Teil der THG-Emissionen der Elektrizität aus Biogasanlagen wird direkt bei der Biomassevergärung aus den biogenen Ausgangsstoffen Gülle, organische Abfälle und Altöl emittiert. Die direkten Emissionen aus der WKK-Anlage sind vergleichsweise gering. Der Umweltbelastungen (z.B. Landbedarf) der Biogas-WKK wäre deutlich höher, wen vermehrt Energiepflanzen anstelle von Abfällen (Grüngut, Gülle, Klärschlamm) zu Biogas vergärt würden (Stucki et al. 2011). Beim Strom aus der Holz-WKK-Anlage stammt ebenfalls der grösste Teil der THG-Emissionen aus der Holzbereitstellung, wobei die durch die WKK-Anlage direkt verursachten Emissionen höher sind als bei der Biogas-WKK-Anlage. Beim Strom aus Windenergie trägt die Herstellung der Anlage am meisten zu den THG-Emissionen bei. Die Anteile, die durch Stromübertragung und das Stromnetz verursacht werden, sind generell ge-ring. Bei den Partikelemissionen dominieren die direkten Emissionen aus der Holzverbren-nung in der WKK-Anlage das Bild. Vergleichsweise höher sind die Anteile der Brennstoffbe-reitstellung bei der Biogaskette, was auf die Bildung von sekundären Aerosolen zurückzufüh-ren ist. Der allergrösste Teil der Landnutzung für den Strom aus der Holz-WKK-Anlage ist auf die genutzte Waldfläche zurückzuführen. Dieses Ergebnis ist aber, wie schon in Kap. 5.1 beschrieben, mit Vorbehalt zu interpretieren, da die Sachbilanzen der Holzenergiegewinnung nicht der in der Schweiz angestrebten nachhaltigen Waldnutzung entsprechen. Die Holzbe-reitstellung verbraucht im Vergleich dieser drei Systeme die grösste Menge an nicht erneuer-baren Energieträgern; auch beim Strom aus der Biogasanlage ist der Anteil der Brennstoffbe-reitstellung am höchsten, während beim Strom aus der Windturbine deren Herstellung am meisten nicht erneuerbare Energieträger benötigt.

Abbildung 21 Beitragsanalyse für Strom aus Windenergie, Holz- und Biogas-WKK. Bezugsgrösse:

1 kWh Strom, Niederspannung, CH. Bei den WKK-Anlagen Allokation nach Exergiege-halt von Strom und Wärme.