Bøger af Rudolf Schulten

FUr die Grundstoffindustrie des Landes Nordrhein-Westfalen ist die Versorgung mit kostengUnstigen und verfUgbaren Energiequellen und Rohstoffen eine entscheidende Voraus­ setzung. Die Kosten fUr fossile Brennstoffe,insbesondere fUr Erdol und Erdgas, sind im Lauf~ der letzten Jahre auBerordentlich stark angestiegen. Weitere Steigerungen sind zu erwarten. AuBerdem sind die Vorrate erkennbar begrenzt, so daB mit Verknappungen in den nachsten 30 Jahren zu rechnen ist. Kernenergie wird dagegen relativ zu den fossilen Energie­ tragern billiger werden, da der Anteil der Brennstoffkosten an den Gesamtkosten fUr die Umwandlung der nuklearen Energie in Strom und/oder ProzeBwarme klein ist. Die Verfahren mit nuklearer Energie bieten zugleich den Vorteil, daB sie mit geschlossenen Kreislaufen arbeiten und auf die Emission von schadlichen Abgasen verzichten. Daher hat die Landesregierung die Forschung auf dem Gebiet der "Nutzung der Kernenergie zur Veredlung fossiler Brennstoffe, zur Herstellung von Stahl und von chemischen Produkten und zur Gewinnung elektrischer Energie" mit beachtlichen Mitteln unterstUtzt. Die Ergebnisse der hierzu in Instituten der RWTH Aachen durchgefUhrten Arbeiten sind in der vorliegenden Studie zusammengefaBt dargestellt. Die Studie berichtet im ersten Teil Uber die Erzeugung und Verwendung von Reduktions- und Synthesegas aus Braunkohle. Dabei wird ein Verfahren zur Vergasung der Braunkohle mit ihrem Eigenwasser in von auBen beheizten Rohren beschrieben und Realisierungsmoglichkeiten werden diskutiert.

Die vorliegende Studie gibt einen Uberblick uber die mogliche Verwendung der Kernenergie, speziell der Hochtemperaturreaktor-Technologie, auf dem Warme - und Elektrizitatsmarkt einer hochindustrialisierten Region. Es wird gezeigt, inwieweit die Kernenergie eine Chance bietet, die fossilen Primarenergietrager Kohle, Erdol und Erdgas zu substituieren, damit die­ se ihrer in Zukunft an Bedeutung gewinnenden Rolle als Rohstoff in starke­ rem Umfang gerecht werden konnen. Neben einer Beschreibung der Einsatz­ moglichkeiten und des Einsatzpotentials fur Hochtemperaturreaktoren in NRW werden die sich aus dem Einsatz ergebenden Konsequenzen im betriebs­ und regionalwirtschaftlichen Bereich, sowie auf dem Sektor Umwelt unter­ sucht. Fur die Ermittlung des Kernenergie-Einsatzpotentials ist es zunachst er­ forderlich, die momentane energiewirtschaftliche Situation des Landes Nord~ rhein-Westfalen zu beschreiben und eine mogliche zukiinftige Entwicklung abzuschatzen. Es werden dabei sowohl die Gesamtregion als auch die fUr den Reaktoreinsatz interessanten Teilbereiche lndustrie, Haushalte und Ver­ kehr betrachtet (Kapitel 1). 1m zweiten Kapitel wird die Substitutionsmoglichkeit fossiler Energietrager durch Kernenergie auf dem Warm¿:- und Elektrizit/itsmarkt eingehend unter­ sucht. Die fUr diesen Bereich im Vergleich zu anderen Reaktorkonzepten besondere Eignung des Hochtemperaturreaktors ergibt sich aus seiner spezi.­

derartigen Elementen, die ubrigens aueh mit mehr als zwei Sehiehten hergestellt werden konnen, werden heute Temperaturen von ,. . , 1400°C erreieht. Naeh dem heutigen Stand der Coated particle-Teehnik ware aueh sehon eine maximale Betriebstemperatur von 1600°C moglieh. Die besehriebenen Coated Particles werden in eine Graphitkugel von 6 em Durehmesser so eingebraeht, dafi eine aufiere Graphitsehale von 0,5 bis 1 em Dicke frei von Brennstoff bleibt. Dieses geprefite sogenannte synthetisehe Element ist als Brennelement fur den THTR vorgesehen, es konnte in etwas modifizierter Form aueh fur einen weiterentwickelten Reaktor mit 1200°C Heliumaustrittstemperatur verwandt werden. Die Frage des Spaltproduktaustritts bei hohen Temperaturen aus dem Brenn­ stoff ist bei einem Kugelhaufenreaktor ubrigens nieht so kritiseh, wie es auf den ersten Bliek seheint. Das geht aus der n?chsten Abbildung (Abb. 2) hervor. Hier ist der im Core befindliehe Brennstoff (beim THTR) in seiner 10 o '--o 8 "- 6 IL 4 IL 2 1 h 10- 8 - Bruchteil der Coared- 1, 6 - Pa. rticles, deren \ - Ten:'peratur T ~ To ist 4 \ 2 \ 2 10- 8 1 6 ~ 4 \ 2 3 ~ 10- 8 . , 6 ~ 4 2 4 ~ 10- 300 400 SOO 600 700 800 900 1000 1100 To °C ~ Abb. 2: Verweilspektrum der Brennelemente im Reaktor 10 Rudolf Schulten Aufteilung nach Temperaturbereichen dargestellt. Nur ein kleiner Bruch­ teil des Brennstoffs « 1 %) befindet sich demnach im hochsten Tempe­ raturbereich.