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Uran – ein wirksames Element für die Energiewende

Uran, ein in der Natur vorkommendes, radioaktives Element, ist eine Schlüsselkomponente bei der Dekarbonisierung unseres Energiesystems und der Gewährleistung der Energiesicherheit. Seit 2020 haben sich die Uranpreise im Zuge einer konzentrierten und unsicheren Energieversorgung mehr als verdoppelt.

17. April 2024

Dirk Hoozemans

CFA, Senior Portfolio Manager, Thematic Equities

Wichtigste Erkenntnisse:

Die Erzeugung von Kernenergie verursacht keine CO₂-Emissionen. Gekoppelt mit dem hohen Auslastungsgrad der Kraftwerke stellt die Kernkraft eine zuverlässige und stabile Energiequelle dar.

Radioaktive Abfälle sind mit Blick auf die Umwelt und Sicherheit nach wie vor der grösste Nachteil der Kernkraft.

Trotz einiger katastrophaler Vorfälle in der Geschichte der Kernkraft ist sie immer noch eine der sichersten Energiequellen.

Uran muss für den Einsatz in Kernkraftreaktoren angereichert werden.

Kasachstan ist der weltweit grösste Uranproduzent, doch fast die Hälfte der weltweiten Ausfuhren von angereichertem Uran stammt aus Russland.

Das begrenzte und unsichere Angebot, das einer erhöhten Nachfrage nach sauberer Energie und Energiesicherheit gegenübersteht, hat die Uranpreise in den letzten Monaten auf neue Höchststände getrieben.

Wöchentlicher Uranpreis (U308 in USD/Pfund)

Historische Renditeindikatoren und Finanzmarktszenarien sind keine verlässlichen Indikatoren für die zukünftige Rendite.
Quelle: Bloomberg; Dez. 2020 bis März 2024
Beachten Sie, dass 1 Pfund (lb) 0,45359237 Kilogramm (kg) entspricht; 1 kg = 2,2046 lbs.

Die Geschichte von Uran in Kürze

Uran wurde 1789 vom deutschen Chemiker Martin Heinrich Klaproth entdeckt und nach dem damals erst kürzlich entdeckten Planeten Uranus benannt. Es tritt in der Natur als radioaktives, silbrig-weisses Metall auf und ist eines der chemischen Elemente, die am häufigsten in der Erdkruste vorkommen. Es ist mit dem Symbol U gekennzeichnet und hat im Periodensystem der Elemente die Ordnungszahl 92. Das bedeutet, dass sein Kern 92 positiv geladene Protonen enthält, die von 92 negativ geladenen Elektronen umkreist werden.1

Welches Uranisotop ist für die Erzeugung von Kernenergie entscheidend?

Uran hat drei verschiedene in der Natur vorkommende Isotope: U234, U235 und U238.Das häufigste Isotop ist U238, das mehr als 99 % des natürlichen Urans ausmacht. Auf den wichtigen Kernenergieträger U235, der bei der Stromerzeugung eingesetzt wird, entfallen rund 0,7 % des gesamten Urans, während U234 nur in sehr kleinen Mengen vorkommt.3

Bild 1: Kernspaltungsprozess

Eine bildliche Darstellung der Splittung eines Uran-Atoms durch Kernspaltun

Quellen: Credit Suisse, U.S. Energy Information Administration. Basierend auf: U.S. Energy Information Administration (ohne Datum). Nuclear Explained; Zugriff am 19.3.2024

Spaltung von Atomen zur Erzeugung von Kernkraft

Alle derzeit in Betrieb befindlichen Kernkraftwerke basieren auf dem Grundsatz der Kernspaltung. Bei der Kernspaltung kollidiert ein Neutron mit einem Uranatom und spaltet dadurch das Atom. Dadurch werden sowohl Strahlung als auch die Energie freigesetzt, die das Atom zusammenhält, und dies in Form von Wärme. Die Teilung führt auch dazu, dass mehr Neutronen freigesetzt werden und mit weiteren Uranatomen kollidieren, was zu einer nuklearen Kettenreaktion führt, die eine erhebliche Menge an Wärme erzeugt. Diese Wärme wird dann zum Betrieb einer Dampfturbine verwendet, die Strom erzeugt. Die meisten Kernreaktoren verwenden Brennstoffe mit U235, dem in der Natur am leichtesten spaltbaren Isotop.

Kernbrennstoff benötigt eine höhere Konzentration von U235 als es in der Natur vorkommt. Daher muss Uran nach dem Abbau «angereichert» werden: Der U235-Gehalt muss für niedrig angereichertes Uran [low-enriched uranium, LEU], dem Brennstoff für die meisten Reaktorkonstruktionen, auf bis zu 3 bis 5 % oder auf bis zu 20 % für hochangereichertes Uran [highly enriched uranium, HEU], das z. B. für den U-Boot-Antrieb verwendet wird, erhöht werden.Uran gilt als waffenfähig, wenn es auf 90 % angereichert wurde.5

Angereichertes Uran hat eine extrem hohe Energiedichte: Ein einzelnes Uran-Brennstoffpellett – so gross wie ein Gummibärchen – kann die Energiemenge von einer Tonne Kohle, 149 Gallonen Öl oder 17 000 Kubikfuss Erdgas erzeugen.6

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Kernkraft: Eine saubere und zuverlässige Methode auf dem Weg zur klimaneutralen Wirtschaft

Im Gegensatz zur herkömmlichen Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen ist die Kernenergieerzeugung kohlenstofffrei und trägt zur Erreichung der Klimaneutralitätbei.8 Darüber hinaus arbeiten Kernkraftwerke rund um die Uhr bei hohem Auslastungsgrad, was die Kernkraft zu einer zuverlässigen und stabilen Quelle für die Grundlaststromerzeugung macht. Der grösste Nachteil der Kernkraft mit Blick auf die Umwelt und Sicherheit sind radioaktive Abfälle, insbesondere verbrauchter Kernbrennstoff, der noch viele Jahre radioaktiv bleiben kann.

In der Vergangenheit sorgten desaströse Vorfälle im Zusammenhang mit Kernkraftwerken für Schlagzeilen. Man denke nur an die partielle Kernschmelze 1979 im Kernkraftwerk Three Mile Island9, das Tschernobyl-Unglück im Jahr 198610 und die 2011 durch einen Tsunami verursachte Katastrophe in Fukushima11. Obwohl diese Ereignisse in der Öffentlichkeit Ängste und Besorgnis über die Kernkraft hervorriefen und in der Vergangenheit zu sogenanntem NIMBYismus12 (Not in My Backyard, in etwa «Nicht vor meiner Haustür») führten, ist zu beachten, dass die Erfahrungswerte mit Kernkraft gegenüber anderen Energiequellen13 überzeugende Argumente für die Sicherheit der Kernenergie liefern. Zudem sei darauf hingewiesen, dass Unfälle und Beinahe-Unfälle zu verbesserten Sicherheitskonzepten in bestehenden und neuen Reaktoren führten.

Tabelle 1: Anteil der Kernenergie in IEA- und BNEF-Szenarien

Quellen: World Energy Outlook 2023 Free Dataset – Data product – IEA; Bloomberg New Energy Finance New Energy Outlook 2021: Data Viewer (1.0.3); Credit Suisse. Letzter Datenpunkt: Dezember 2022 (E: Schätzungen)

Im World Energy Outlook 2023 der Internationalen Energieagentur IEA geht man von einer steigenden Bedeutung der Kernenergie in allen drei dargestellten Szenarien aus, während Bloomberg New Energy Finance (BNEF) im sogenannten «Red Scenario» (wirtschaftlicher Übergang zu Kernenergie und Wasserstoff aus Kernkraft) der Kernenergie eine noch grössere Rolle zuschreibt. Die Wachstumsaussichten im Bereich der Kernenergie wurden 2023 zudem gestärkt, als die 28. Vertragsstaatenkonferenz der Vereinten Nationen (COP28) einen beschleunigten Einsatz von Kerntechnologie forderte.14

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Kasachstan und Russland – wichtige Akteure in der Uranproduktion und -anreicherung

Während Uran weltweit nur in wenigen Ländern abgebaut wird, erfolgt die Anreicherung noch konzentrierter: Es gibt nur eine Handvoll Unternehmen, die Brennstoff anreichern, und diese sind in einer begrenzten Anzahl von Ländern tätig. Auf Russland entfallen lediglich 5 % der weltweiten Uranproduktion;15 trotzdem findet sich in dem Land fast die Hälfte der weltweiten Anreicherungskapazitäten,16 die hauptsächlich auf Exporten aus Kasachstan beruhen.

Krieg zwischen Russland und der Ukraine mit Auswirkungen auf die Uranimporte

Vor der Verabschiedung eines Gesetzesentwurfs zum Verbot russischer Nuklearbrennstoffimporte infolge des russischen Angriffs auf die Ukraine17 importierten die USA fast die Hälfte ihres Kernbrennstoffs aus Russland.18 Auch Europa bezieht 40 % seines Kernbrennstoffs aus Russland. Sanktionen gegen Russland haben die Nachfrage nach nicht-russischem Kernbrennstoff erhöht, was den Bedarf an ausserhalb Russlands angereichertem Uran gesteigert hat.19

Hinzu kommt, dass Kasachstans staatliches Uranbergbau-Unternehmen Kazatomprom aufgrund von Engpässen bei Prozesschemikalien mit Produktionsproblemen zu kämpfen hat20 und der kanadische Hersteller Cameco ebenfalls Schwierigkeiten hat, seine Produktionsziele zu erreichen.21

Tabelle 2: Verhältnis von Angebot und Nachfrage bei Uran (Mio. Pfund)

Quellen: BMO Capital Markets (Research, 9.2.2024, S. 3); World Nuclear Association; Credit Suisse. Letzter Datenpunkt: Dezember 2022 (E: Schätzungen)

Ein weiterer Faktor für die Marktverengung waren Uran-Investments, insbesondere durch den kanadischen Sprott Physical Uranium Trust22, der 2022 rund 20 Millionen Pfund Uran und 2023 weitere 4 Millionen Pfund ankaufte. Der Trust hält derzeit rund 64 Millionen Pfund physisches Uran, was rund einem Drittel der jährlichen globalen Nachfrage entspricht.

Das begrenzte und unsichere Angebot, das einer erhöhten Nachfrage nach sauberer Energie und Energiesicherheit gegenübersteht, hat die Preise in den letzten Monaten auf neue Höchststände getrieben.

Die Zukunft der Kernenergie

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1 Britannica (2024). Periodensystem. Link; Zugriff am 26.3.2024
2Atome mit derselben Anzahl von Protonen, aber unterschiedlicher Neutronenzahl im Kern werden Isotope genannt. U234 hat 92 Protonen und 142 Neutronen (und seine Massenzahl ist 92+142=234), während U235 und U238 jeweils 143 bzw. 146 Neutronen haben.
3 United States Nuclear Regulatory Commission (2023). Natural uranium. Link; Zugriff am 21.3.2024
4 United States Nuclear Regulatory Commission (2020). Uranium Enrichment. Link; Zugriff am 22.3.2024; International Atomic Energy Agency (2023). What is Uranium? Link; veröffentlicht am 16.8.2023; Zugriff am 28.3.2024
5 World Nuclear Association (2022). Uranium Enrichment. Link; Zugriff am 20.3.2024
6 encore energy (ohne Datum). Nuclear Energy: The Future. Link; Zugriff am 28.3.2024. Bitte beachten Sie, dass 149 Gallonen rund 3,55 Barrel oder 564 Liter Öl entsprechen; 17 000 Kubikfuss Gas entsprechen rund 481 Kubikmetern.
Credit Suisse (2022). Net Zero Asset Managers Initiative. Link; Zugriff am 22.3.2022; Zugriff am 28.3.2024
8 World Nuclear Association (ohne Datum). How can nuclear combat climate change. Link; Zugriff am 28.3.2024
9 Office of Nuclear Energy (2022). 5 Facts to Know About Three Mile Island. Link; veröffentlicht am 4.5.2022; Zugriff am 27.3.2024
10 World Nuclear Association (2022). Chernobyl Accident 1986. Link; Zugriff am 28.3.2024
11 World Nuclear Association (2023). Fukushima Daiichi Accident. Link; Zugriff am 26.3.2024
12 Britannica (2024). NIMBY. Link. Zugriff am 28.3.2024NIMBY | Meaning, Examples, & Facts | Britannica
13 Our World in Data (2020). What are the safest and cleanest sources of energy; auf Link; Zugriff am 19.3.2024
14 International Atomic Energy Agency (2023). Nuclear Energy Makes History as Final COP28 Agreement Calls for Faster Deployment. Link; veröffentlicht am 13.12.2023; Zugriff am 26.3.2024
15 World Nuclear Association (2023). Uranium Production Figures, 2013-2022. Link; Zugriff am 26.3.2024
16 World Nuclear Association (2022). Uranium Enrichment. Link; Zugriff am 22.3.2024
17 CONGRESS.GOV (ohne Datum). H.R.1042 – Prohibiting Russian Uranium Imports Act. Link; Zugriff am 28.3.2024
18 Finnish Institute of International Affairs (2023). Russia and Kazakhstan in the global nuclear sector: From uranium mining to energy diplomacy. Link; veröffentlicht am 5.10.2023; Zugriff am 27.3.2024
19 Bloomberg (2023). The Manhattan Project to Wean the World Off Russian Uranium. Link; veröffentlicht am 23.8.2023; Zugriff am 28.3.2024
20 Kazatomprom (2024). KAP expects adjustments to its 2024 Production. Link; veröffentlicht am 12.1.2024; Zugriff am 27.3.2024
21 World nuclear news (2024). Cameco looks to increase production as net earnings double. Link; veröffentlicht am 8.2.2024; Zugriff am 26.3.2024
22 Sprott (ohne Datum). Sprott Physical Uranium Trust. Link; Zugriff am 28.3.2024
23 BBC (2022). Breakthrough in nuclear fusion energy announced. Link; veröffentlicht am 13.12.2022; Zugriff am 28.3.2024
24 IEA (ohne Datum.) Nuclear Power and Secure Energy Transitions. Link; Zugriff am 27.3.2024
25 United States Nuclear Regulatory Commission (2022). Licensing Activities for Small Modular Reactors. Link; Zugriff am 27. März 2024

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