SMR-Reaktoren: Klein - und teuer
28.11.2023
Das Vorhaben war ambitioniert und ist dann doch – angesichts hoher Baukosten und der großen Konkurrenz der erneuerbaren Energien – gescheitert. Der öffentliche Stromversorger Utah Associated Municipal Power Systems wollte gemeinsam mit dem Unternehmen NuScale Power im ländlichen US-Bundesstaat Idaho sechs Miniatomkraftwerke als Ersatz für bestehende Kohlekraftwerke errichten und musste das ehrgeiziges „Carbon Free Power Project“ jetzt frühzeitig beenden. Der 50-Megawatt-Reaktor von NuScale Power war erst im Januar 2023 von der Nuclear Regulatory Commission, die in den USA für die Sicherheit von Kernkraftwerken zuständig ist, zertifiziert worden. Die Gründe für diesen Rückzug: Die prognostizierten Baukosten waren schon vor dem ersten Spatenstich von 5,3 auf 9,3 Milliarden US-Dollar angestiegen. Zudem ist es fraglich, ob der Atomstrom in Zukunft genügend Abnehmer finden wird. Schließlich ist die Stromerzeugung durch Sonne, Wasser und Wind billiger als die elektrische Energie aus einem kleinen modularen High-Tech-Reaktor (small modular reactor, kurz: SMR).
Die aktuelle Entwicklung von SMRs ist derzeit vor allem staatlich finanziert und findet überwiegend in den USA, in Kanada und in Großbritannien statt. Auch EU-Mitgliedsstaaten setzen in ihren energiepolitischen Konzepten auf die SMR-Technologie als „nachhaltige“ und “klimafreundliche“ Alternative zu den fossilen Brennstoffen Kohle, Öl und Gas – auch Italien. Von 2024 bis 2026 will die Mitte-Rechts-Regierung 135 Millionen Euro für die Entwicklung von SMR-Reaktoren ausgeben. Nur: Ist es sinnvoll zu den geringen Leistungsgrößen der 1950er und 1960er Jahre Jahren zurückzukehren und diesen Reaktortyp im 21. Jahrhundert weiterzuentwickeln? 2010 bezeichnete der damalige US-Energieminister Steven Chu die SMR-Techniknoch als „Amerikas neue nukleare Option“. Das Wort „modular“ sollte für eine künftige Massenproduktion von Kernkraftwerken im Miniaturformat stehen. Heute versteht man unter SMR-Konzepten Atomreaktoren mit einer Leistung bis zu 300 MW.
Neu ist diese Technik nicht. Auch nicht gerade innovativ. Der erste in den USA entwickelte SMR-Reaktor war ein für die US-Marine entwickelter Leichtwasserreaktor als U-Boot-Antrieb. 1957 wurde dieses Modell im ersten kommerziellen Kernkraftwerk in Shippingport im US-Bundesstaat Pennsylvania verbaut. Allerdings wurden die Atomkraftwerke in den nachfolgenden Jahrzehnten – auch aus Kostengründen – immer größer und leistungsstarker. Schon in den 1970er Jahren erreichte die durchschnittliche Leistung von Kernkraftwerken 500 MW, heute übertrifft sie die 1000 MW-Marke. Das bedeutet auch: Trotz jahrzehntelanger Forschung konnte kaum ein SMR-Kraftwerk den kommerziellen Leistungsbetrieb aufnehmen.
Vielmehr zeichneten sich diese Anlagen – wie bei größeren Kernkraftwerken n – durch lange Entwicklungsphasen, kurze Betriebsphasen und sehr lange Rückbauphasen aus. Zusätzlich zu den historischen Prototypen befinden sich derzeitnur sechs SMR-Reaktoren weltweit in Betrieb, die aber kaum wirtschaftlich zu betreiben sind. Eine aktuelle Studie mit Beteiligung des Deutschen Instituts für Wirtschaftsforschung (DIW) in Berlin zeigt, dass die zu erwartenden durchschnittlichen Stromgestehungskosten für wassergekühlte SMR-Konzepte zwischen 213 und 581 US-Dollar pro erzeugter MWh liegen.
Damit wären diese Minikernkraftwerke, falls sie jemals gebaut würden, wesentlich teurer als der Strom aus erneuerbaren Energien. Zudem entstehen bei der Stromerzeugung hochradioaktive Abfälle. Und: „Um weltweit dieselbe elektrische Leistung zu erzeugen wie mit heutigen neuen Atomkraftwerken wäre eine um den Faktor 3-1000 größere Anzahl an Anlagen erforderlich. Anstelle von heute circa 400 Reaktoren mit großer Leistung würde dies also den Bau von vielen tausend bis zehntausend SMR-Anlagen bedeuten“, stellt das deutsche Bundesamt für die nukleare Entsorgung fest. Durch die geringe elektrische Leistung seien die Baukosten deutlich höher als bei großen Atommeilern Demnach müssten „im Mittel dreitausend SMR produziert werden bevor sich die SMR-Produktion wirklich lohnen würde“.
Die aktuelle Entwicklung von SMRs ist derzeit vor allem staatlich finanziert und findet überwiegend in den USA, in Kanada und in Großbritannien statt. Auch EU-Mitgliedsstaaten setzen in ihren energiepolitischen Konzepten auf die SMR-Technologie als „nachhaltige“ und “klimafreundliche“ Alternative zu den fossilen Brennstoffen Kohle, Öl und Gas – auch Italien. Von 2024 bis 2026 will die Mitte-Rechts-Regierung 135 Millionen Euro für die Entwicklung von SMR-Reaktoren ausgeben. Nur: Ist es sinnvoll zu den geringen Leistungsgrößen der 1950er und 1960er Jahre Jahren zurückzukehren und diesen Reaktortyp im 21. Jahrhundert weiterzuentwickeln? 2010 bezeichnete der damalige US-Energieminister Steven Chu die SMR-Techniknoch als „Amerikas neue nukleare Option“. Das Wort „modular“ sollte für eine künftige Massenproduktion von Kernkraftwerken im Miniaturformat stehen. Heute versteht man unter SMR-Konzepten Atomreaktoren mit einer Leistung bis zu 300 MW.
Neu ist diese Technik nicht. Auch nicht gerade innovativ. Der erste in den USA entwickelte SMR-Reaktor war ein für die US-Marine entwickelter Leichtwasserreaktor als U-Boot-Antrieb. 1957 wurde dieses Modell im ersten kommerziellen Kernkraftwerk in Shippingport im US-Bundesstaat Pennsylvania verbaut. Allerdings wurden die Atomkraftwerke in den nachfolgenden Jahrzehnten – auch aus Kostengründen – immer größer und leistungsstarker. Schon in den 1970er Jahren erreichte die durchschnittliche Leistung von Kernkraftwerken 500 MW, heute übertrifft sie die 1000 MW-Marke. Das bedeutet auch: Trotz jahrzehntelanger Forschung konnte kaum ein SMR-Kraftwerk den kommerziellen Leistungsbetrieb aufnehmen.
Vielmehr zeichneten sich diese Anlagen – wie bei größeren Kernkraftwerken n – durch lange Entwicklungsphasen, kurze Betriebsphasen und sehr lange Rückbauphasen aus. Zusätzlich zu den historischen Prototypen befinden sich derzeitnur sechs SMR-Reaktoren weltweit in Betrieb, die aber kaum wirtschaftlich zu betreiben sind. Eine aktuelle Studie mit Beteiligung des Deutschen Instituts für Wirtschaftsforschung (DIW) in Berlin zeigt, dass die zu erwartenden durchschnittlichen Stromgestehungskosten für wassergekühlte SMR-Konzepte zwischen 213 und 581 US-Dollar pro erzeugter MWh liegen.
Damit wären diese Minikernkraftwerke, falls sie jemals gebaut würden, wesentlich teurer als der Strom aus erneuerbaren Energien. Zudem entstehen bei der Stromerzeugung hochradioaktive Abfälle. Und: „Um weltweit dieselbe elektrische Leistung zu erzeugen wie mit heutigen neuen Atomkraftwerken wäre eine um den Faktor 3-1000 größere Anzahl an Anlagen erforderlich. Anstelle von heute circa 400 Reaktoren mit großer Leistung würde dies also den Bau von vielen tausend bis zehntausend SMR-Anlagen bedeuten“, stellt das deutsche Bundesamt für die nukleare Entsorgung fest. Durch die geringe elektrische Leistung seien die Baukosten deutlich höher als bei großen Atommeilern Demnach müssten „im Mittel dreitausend SMR produziert werden bevor sich die SMR-Produktion wirklich lohnen würde“.