Climate and environmental impact of nuclear power : final report / by Christoph Pistner, Matthias Englert, Carl-Otto Gensch, Ralph Harthan, Anke Herold, Anna Kopp, Ran Liu, Charlotte Loreck, Roman Mendelevitch, Martin Möller, Lothar Rausch, Jürgen Sutter (Öko-Institut e.V., Freiburg/Darmstadt/Berlin) ; on behalf of the German Environment Agency ; edited by: Section V 1.2 Climate and Energy Strategies and Scenarios - David Pfeiffer (Fachbegleitung)

Abstract

Against the background of the global objective of achieving net zero greenhouse gas emissions by 2050, the necessary phase-out of fossil fuels, and the transformation of the energy sector, this study assesses the role of nuclear energy in this transformation process from several perspectives. To this end, we first examine the role of nuclear energy for achieving climate targets in five different integrated assessment models and compare them with a comprehensive bottom-up analysis of countries’ plans and programs for nuclear power until 2050. Next is a comprehensive life cycle assessment of nuclear power with a focus on the greenhouse gas emmissions. Different life-cycle chains are covering different countries and regions for the baseline year 2020 and a projection year 2030. The sudy adds a brief discussion of environmental impacts due to severe accidents in nuclear power plants and the proliferation risks inherent in the nuclear fuel cycle. Finally, we provide an assessment of the life cycle costs of electricity from new nuclear power plants and resulting greenhouse gas abatement costs with respect to hard coal, comparing them with those of renewable energies. The results show that the development of renewable energies is the key to achieving the net-zero targets. Nuclear energy, on the other hand, is not necessary for achieving the climate targets and its significance for electricity generation in 2050 is very limited in any case. Despite the greenhouse gas emissions of nuclear energy, which are at a comparably low level to those of renewable energies, it is not a quick or cost-effective option for significantly reducing the energy system's greenhouse gas emissions due to long construction times and high costs.

Vor dem Hintergrund des globalen Ziels, bis 2050 netto null Treibhausgasemissionen zu erreichen, des notwendigen Ausstiegs aus fossilen Brennstoffen und der Transformation des Energiesektors wird in dieser Studie die Rolle der Kernenergie in diesem Transformationsprozess aus mehreren Perspektiven bewertet. Zu diesem Zweck untersuchen wir zunächst die Rolle der Kernenergie für die Erreichung der Klimaziele in fünf verschiedenen integrierten Bewertungsmodellen und vergleichen sie mit einer umfassenden Bottom-up-Analyse der Pläne und Programme der Länder für die Kernenergie bis 2050. Es folgt eine umfassende Lebenszyklusanalyse der Kernenergie mit einem Fokus auf die Treibhausgasemissionen. Verschiedene Lebenszyklusketten werden für verschiedene Länder und Regionen für das Basisjahr 2020 und ein Projektionsjahr 2030 berechnet. Die Studie enthält auch eine Erörterung der Umweltauswirkungen schwerer Unfälle in Kernkraftwerken und der mit dem Kernbrennstoffkreislauf verbundenen Proliferationsrisiken. Schließlich werden die Lebenszykluskosten von Strom aus neuen Kernkraftwerken und die Kosten für die Vermeidung von Treibhausgasen im Verlgeich zu Steinkohle berechnet und mit denen von erneuerbaren Energien verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Entwicklung erneuerbarer Energien der Schlüssel zur Erreichung der Netto-Null-Ziele ist. Kernenergie ist dagegen für das Erreichen der Klimaziele nicht erforderlich und ihre Bedeutung für die Stromerzeugung im Jahr 2050 ist in jedem Fall sehr begrenzt. Trotz Treibhausgasemmissionen der Kernenergie, die auf einem vergleichbar niedrigen Niveau wie diejenigen von Erneuerbaren Energien liegen, stellt sie aufgrund langer Errichtungszeiten und hoher Kosten keine schnelle oder kostengünstige Option für eine signifikante Verringerung der Treibhausgasemmissionen des Energiesystems dar.