Viele Politiker und Tech-Konzerne wollen jetzt schnell neue Kernkraftwerke bauen, um den rasant wachsenden Energiehunger der Welt zu stillen. Besonders kleine Reaktoren, die sogenannten “Small Modular Reactors” (SMR) sind im Trend. Sie könnten in kürzerer Zeit gebaut werden und schneller ans Netz gehen als große AKWs.
Mini-Kernkraftwerke wurden ursprünglich für die Stromversorgung von U-Booten und Flugzeugträgern entwickelt. Im Prinzip funktionieren die meisten genauso wie größere Atommeiler.
SMRs enthalten einen Kernreaktor, der mit Uran betrieben wird und durch Kernspaltung extrem viel Wärme freisetzt. Die Hitze lässt Wasser verdampfen und mit diesem Wasserdruck werden Turbinen angetrieben, die Strom erzeugen. Unternehmen und Startups arbeiten derzeit an einer Vielzahl verschiedener Designs und Konzepte für SMRs, doch das Grundprinzip ist bei allen ähnlich.
Ein Vorteil gegenüber gewöhnlichen AKWs: Die Mini-Kraftwerke brauchen je nach Design maximal zwei Hektar Fläche. Das entspricht etwas mehr als zwei Fußballfeldern. Zum Vergleich: herkömmliche Meiler benötigen laut Industrie eine Fläche von bis zu 280 Fußballfeldern.
Warum ein modulares Bauprinzip bei Mini-AKWs?
Was SMRs besonders interessant macht, ist die Konstruktion nach Baukastenprinzip. Die einzelnen Teile können massenweise als Module vorgefertigt und vorab montiert werden. Ähnlich wie bei einem Fertighaus, das am Standort nur noch zusammengebaut werden muss.
Die Hersteller versprechen dabei eine extrem kurze Bauzeit von eineinhalb bis zu sechs Jahren. Große Reaktoren brauchen in den USA zum Teil sieben bis zehn Jahre.
Außerdem, so das Argument der Befürworter, könnten modulare Einheiten auch in abgelegenen Regionen emissionsarmen Strom liefern. Dort sind die Netze oft nicht so gut ausgebaut, dass sie sich für die riesigen Energiemengen eines großen Meilers eignen.
Solche Vorteile haben allerdings auch erneuerbare Energien wie Solarmodule oder Windkraftanlagen – ohne die Risiken der Kernenergie.
Warum weniger Strahlung ein höheres Risiko bedeutet
Die Leistung der Mini-Atommeiler ist deutlich geringer als bei herkömmlichen Atomkraftwerken. Je nach Bauart können SMRs zwischen 10 bis etwa 200 Megawatt Leistung liefern. Ein konventionelles AKW erzeugt 1000 bis etwa 1600 MW. Um dieselbe Menge Energie zu erzeugen wie die derzeit rund 400 Hochleistungsreaktoren weltweit, müssten also zehntausende kleine Reaktoren gebaut werden.
Die Mini-Reaktoren könnten Sicherheitsvorteile haben, denn sie haben eine geringe radioaktive Strahlung als große Meiler, und sie würden dezentral verteilt gebaut. Das bedeutet: Ein Unfall oder Militärschlag mit Kernschmelze als Folge wären nicht so verheerend wie der Super-Gau, also der schlimmste Unfall eines großen Reaktors. Dennoch könnten die Folgen eines SMR-Unfalls gravierend sein.
Das Deutsche Bundesamt für Strahlenschutz weist darauf hin, dass das Risiko durch die Mini-Reaktoren trotz weniger Strahlung pro Reaktor um ein Vielfaches erhöht wäre. Denn wenn man die Energieleistung bisheriger AKWs durch viele kleine ersetzten würde, bräuchte es weltweit extrem viele davon. Und das erhöht das Risiko, dass es in einem von ihnen irgendwann doch zu einem Schaden kommt.
Unfälle und das Austreten radioaktiver Strahlung sind zwar extrem selten. Doch die Folgen können katastrophal sein. Der letzte große Atomunfall ereignete sich im Jahr 2011 in Japan am Atomkraftwerk von Fukushima nach einem Tsunami. Teile der Region sind über Generationen hinweg verseucht. Fast 170.000 Menschen mussten ihre Heimat verlassen.
Extreme Effizienz und der Traum von radioaktivem Recycling
Der Hype um einige neue Mini-Reaktoren basiert auch auf der Hoffnung, deutlich mehr Energie aus derselben Menge Uran zu generieren. Einige SMR-Modelle, sogenannte “Schnelle Reaktoren”, könnten laut der Internationalen Atomenergiebehörde IAEA theoretisch 60 bis 70 Mal mehr Energie aus dem Uran herausholen als die klassische Technologie. Das Verfahren steht aber noch am Anfang der Entwicklung und wurde der IEA zufolge bisher nur begrenzt berücksichtigt.
Zugleich ist das bei SMRs kaum praktisch erwiesen. Weltweit sind bisher erst zwei SMR-Anlagen in Betrieb, eine in China, die andere in Russland.
Auch am Recycling von SMR-Brennstäben wird gearbeitet. Das Verfahren ist aber bisher kaum erprobt. Die meisten SMR-Projekte setzen daher weiter auf die konventionelle Technologie herkömmlicher Meiler.
Und auch das Problem mit dem radioaktiven Abfall ist immer noch nicht gelöst, weder für herkömmliche, noch für schnelle Reaktoren. Und das birgt Risiken. Das zeigt beispielsweise die Situation in einem in den 1970er Jahren gebauten Zwischenlager in Deutschland, in der Asse in Niedersachsen. Dort lagert mittelradioaktiver Müll in hunderten Fässern, die jetzt verrosten und zu lecken beginnen. Ein Endlager gibt es in Deutschland noch nicht.
Bisher gibt es weltweit kein in Betrieb befindliches Endlager für abgebrannten Brennstoffe oder hochradioaktiven Reaktorabfall. Nach 20 Jahren Bau soll 2026 im finnischen Onkalo das weltweit erste solche Projekt in Betrieb gehen.
Ein weiteres Problem auch für kleine Reaktoren ist die zunehmende Wasserknappheit. Die jüngsten Hitze- und Dürreperioden haben in Europa bereits dazu geführt, dass mehrere Länder die Stromproduktion ihrer Kernkraftwerke drosseln mussten, weil aufgrund niedriger Flusspegel nicht genügend Wasser für die Kühlung zur Verfügung stand.
Auch die kleinen Reaktoren benötigen Wasser für den Betrieb und die Kühlung. Zwar verbraucht jede einzelne Anlage weniger Wasser als ein traditionelles großes Kraftwerk. Doch Experten warnen, dass die Bündelung mehrerer SMR-Einheiten an einem Standort den Wasserverbrauch erhöhen würde. Forscher untersuchen daher den Einsatz alternativer Kühlmittel wie etwa verflüssigter Salze oder Heliumgas für neuere Reaktortypen.
Wann käme der SMR-Klimaeffekt und was kostet er?
Die Euphorie um die kleinen Reaktoren in der Atom-Community ist groß. Doch was auf den ersten Blick vielversprechend aussehen mag, ist an vielen Stellen kaum oder nicht seriös belegbar.
Es ist nicht einfach, die Kosten für eine Technologie zu berechnen, die noch in der Entwicklung ist. Das Deutsche Institut für Wirtschaftsforschung geht jedoch davon aus, dass der Strom aus neuen Mini-AKWs – selbst unter Berücksichtigung von Skalierungseffekten, inklusive Bau und Herstellung – mindestens doppelt so teuer sein wird wie der jetzt schon sehr günstige Strom aus Sonnenkraft oder Wind. Die Kosten für den Strom aus neuen Mini-AKWs könnten im Extremfall sogar fast das Achtfache pro Megawattstunde betragen.
Rechnet man alle Ankündigungen, Pläne und Strategien der großen Staaten zusammen, würden bis 2050 in China, den USA, Europa und Indien einige hundert Mini-AKWs ans Netz gehen. Doch erst ab einer Stückzahl von 3000 Reaktoren würde die Herstellung wirtschaftlich Sinn ergeben. Das hat das Bundesamt für Nukleare Sicherheit und Strahlenschutz mit Berufung auf Zahlen der Atomindustrie berechnet.
Die Weltgemeinschaft hat sich allerdings dazu verpflichtet, die Erderwärmung bis Ende des Jahrhunderts deutlich unter zwei Grad zu begrenzen. Soll dieses Ziel erreicht werden, müssen bis 2050 große Teile der Weltwirtschaft klimaneutral wirtschaften. Die EU will bis dahin null Emissionen ausstoßen. Deutschland strebt sogar an, bis 2050 CO2-negativ zu sein.
Das heißt: Die klimafreundliche AKW-Technologie käme zu spät, um die Erderwärmung deutlich zu begrenzen. Und die Vorteile wären so deutlich geringer.
Was bleiben würde – das Strahlenrisiko und die Frage: Wohin mit dem radioaktiven Müll?
Quelle:
www.dw.com
