Kernkraft : Kleine modulare Reaktoren dürfen nicht zur russischen Falle werden

Kleine modulare Reaktoren (SMR) spielen eine wachsende Rolle in der weltweiten Diskussion über die Zukunft der Kernenergie. Diese Technologie wird in vielen Ländern aktiv vorangetrieben – China, Argentinien und die Vereinigten Staaten haben bereits eine Reihe von Projekten umgesetzt. Dank ihrer kompakten Größe, ihres modularen Aufbaus und ihrer hohen Sicherheitsstandards eröffnen die Kernreaktoren neue Möglichkeiten zur Bewältigung aktueller Energie-Herausforderungen.

Der Hauptunterschied zwischen SMR und herkömmlichen Kernkraftwerken liegt in ihrer geringeren Kapazität, die von einigen Megawatt bis zu 300 MW reicht. Dadurch können sie in einem breiteren Spektrum von Szenarien eingesetzt werden: Sie versorgen abgelegene Gebiete und Industriezonen mit Strom, dienen als Reserveenergiequelle in Notfällen oder ergänzen bestehende Energienetze.

SMR benötigen weniger Platz, sind mit passiven Sicherheitssystemen ausgestattet, die das Risiko menschlichen Versagens verringern und brauchen nur alle drei bis 7 Jahre neuen Brennstoff. Ihre Flexibilität ermöglicht nicht nur Strom-, sondern auch die Wärmeerzeugung und Meerwasserentsalzung. Der modulare Ansatz trägt zur Senkung der Anfangskosten bei und macht die Projekte wirtschaftlich attraktiver. Diese Anpassungsfähigkeit ermöglicht eine schnelle Reaktion auf sich ändernde Energiebedarfe und eine leichtere Integration in die Energiesysteme unterschiedlicher Länder.

Vielversprechende Projekte

In China ist das SMR-Kraftwerk ACP100 in der Inselprovinz Hainan bereits im kommerziellen Betrieb. Er erzeugt jährlich etwa eine Milliarde Kilowattstunden Strom und deckt damit den Bedarf von über einer halben Million Haushalte. Der Reaktor kann auch für Fernwärme, Dampferzeugung oder Meerwasserentsalzung eingesetzt werden.

In Argentinien ist der Bau des 27-MW-Demonstrationsreaktors CAREM im Gange, der in Zukunft auf 300 MW aufgestockt werden soll.

In den Vereinigten Staaten hat Nuscale die erste Zertifizierung für ein SMR-Design mit einer modularen Kapazität von 77 MW erhalten. Die VOYGR-Anlage, das Flaggschiff des Unternehmens, kann aus bis zu zwölf solcher Module bestehen und ist somit skalierbar.

Das Vereinigte Königreich investiert in das Rolls-Royce Small Modular Reactor-Projekt mit einer geplanten Kapazität von bis zu 470 MW – etwas größer als typische SMRs. Polen, Frankreich und Rumänien ziehen SMRs als Alternative zu Kohlekraftwerken in Betracht. Auf EU-Ebene werden Forschungsprogramme durch Horizon Europe und Euratom unterstützt.

Für die Ukraine könnten SMR-Reaktoren ein Teil ihres Energiesytem-Umbaus werden, insbesondere angesichts der kriegsbedingten Herausforderungen, die die Bedeutung dezentraler Energiesysteme unterstrichen haben. Laut Präsident Wolodymyr Selenskyj plant die Ukraine den Bau von 20 SMR-160-Reaktoren in Zusammenarbeit mit dem US-amerikanischen Unternehmen Holtec International. Dieser ehrgeizige Plan könnte dazu beitragen, eine stabile Stromversorgung in abgelegenen Regionen sicherzustellen und die Dekarbonisierung der Industrie unterstützen.

Das HALEU-Problem der kleinen modularen Reaktoren

Gleichzeitig steht die Entwicklung von SMR-Reaktoren vor einer großen Herausforderung: Russlands Dominanz auf dem Markt für Kernbrennstoffe. Die meisten SMR-Konzepte erfordern sogenanntes High-Assay Low-Enriched Uranium (HALEU), das mit Uran-235 auf Werte zwischen 5 und 19,75 Prozent angereichert ist. Dies ermöglicht kleinere Reaktorkerne, längere Brennstoffzyklen und eine höhere Betriebseffizienz. Die Herstellung von HALEU erfordert jedoch eine Modernisierung der gesamten Infrastruktur des Kernbrennstoffkreislaufs – einschließlich der Anreicherung und Wiederaufbereitung sowie des Baus neuer Anlagen.

Derzeit liefert nur Russland über Tenex, eine Tochtergesellschaft von Rosatom, HALEU in industriellem Maßstab. Rosatom kontrolliert fast 50 Prozent der weltweiten Urananreicherungskapazitäten und kann Brennstoff für die meisten der bestehenden und geplanten Kernreaktoren der Welt liefern. Weitere Player sind das französische Unternehmen Orano, das Urenco-Konsortium und der chinesische Staatskonzern CNNC, der angereichertes Uran in erster Linie für den heimischen Bedarf herstellt. Das Fehlen einer gut entwickelten kommerziellen HALEU-Lieferkette ist nach wie vor ein großes Hindernis für die Verbreitung von SMR.

Anstatt die Energiesicherheit zu verbessern, könnte die aktive Einführung von SMR zum jetzigen Zeitpunkt die weltweite Abhängigkeit von Russland also noch verstärken. Die wichtigste Aufgabe für das nächste Jahrzehnt besteht darin, eine zuverlässige und diversifizierte Lieferkette für Kernbrennstoffe aufzubauen. Dazu gehört die Modernisierung der Infrastruktur nach internationalen Standards, die Entwicklung einer heimischen Produktion von angereichertem Uran und der Aufbau unabhängiger Brennstoffproduktionsanlagen.

Erfolg nur durch internationale Zusammenarbeit

Die Vereinigten Staaten haben bereits Hunderte von Millionen Dollar in entsprechende Projekte investiert, und das Unternehmen Centrus Energy hat die Produktion seiner ersten Charge von HALEU angekündigt. Das Vereinigte Königreich baut zusammen mit den europäischen Unternehmen Orano und Urenco ebenfalls eigene Kapazitäten auf.

Eine erfolgreiche SMR-Entwicklung erfordert internationale Koordination. Dazu gehören die Ausweitung der Zusammenarbeit durch Programme wie die FIRST-Initiative der USA und Horizon Europe der EU, die Verhängung von Sanktionen gegen russische Kernbrennstofflieferanten und die Einbindung des Privatsektors in den Aufbau alternativer HALEU-Quellen.

Elon Musk und die Kernenergie im Weltraum

Aber nicht alle Akteure scheinen die Entwicklung dieser Technologie zu multilateralen und rein friedlichen Zwecken zu verfolgen. Kürzlich wurde bekannt, dass Russland angeboten hat, ein kleines Kernkraftwerk für eine von Elon Musk geplante Mars-Mission zu liefern. Diese Initiative – so fern ihre Realisierung auch scheinen mag – gibt Anlass zu großer Besorgnis: zum einen wegen Russlands Versuch, die internationale Zusammenarbeit wiederherzustellen. Zum anderen wegen seiner Absicht, fortschrittliche Technologien als Mittel der geopolitischen Einflussnahme einzusetzen.

Eine Zusammenarbeit mit Elon Musk - einer Persönlichkeit, die weithin als Visionär im Bereich der Spitzentechnologie gilt - könnte das Image Russlands als High-Tech-Partner erheblich verbessern. Sie könnte den Weg für neue Allianzen und Verträge ebnen, nicht nur für eine Marsmission, sondern auch für den Einsatz solcher Technologien auf dem Mond, in entlegenen autonomen Energiesystemen auf der Erde oder sogar für militärische Anwendungen.

Die Lieferung eines Kernkraftwerks für eine Marsmission würde bedeuten, dass ein kritisches Element der Forschungsinfrastruktur von russischer Technologie abhängig wird. Falls das Projekt erfolgreich ist, könnte sich Russland als wichtiger Akteur im Bereich der Kernenergie im Weltraum positionieren. Es könnte neue Einflussmöglichkeiten auf die globale wissenschaftliche Erforschung und die Kolonisierung des Weltraums gewinnen.

Energiesicherheit nur ohne Russland

Dies und die Frage der HALEU-Versorgung machen sehr deutlich: Kleine modulare Reaktoren haben das Potenzial, eine bahnbrechende Technologie und die Grundlage für ein neues Modell der globalen Energiesicherheit zu werden. Dieses Potenzial kann jedoch nur dann effektiv und sicher ausgeschöpft werden, wenn die Welt ihre Abhängigkeit von Russland vollständig beendet, in heimische Produktion investiert und eine tiefgreifende internationale Zusammenarbeit pflegt.