Denn sie wissen genau, was sie tun. (Liebling, ich habe den Reaktor geschrumpft!)

Teure Atomkraftwerke

Atomkraftwerke (AKW) werden immer teurer. Mittlerweile liegen die Baukosten in einem Bereich, der ganz klar deutlich macht, dass ein solches Kraftwerk nie wirtschaftlich arbeiten kann.

Hinkley Point C [1] ist aktuell bei ca. 56 Mrd € Baukosten. Also reine Baukosten, ohne Finanzierung, Betrieb, Wartung, Entsorgung etc. Es werden dort zwei Reaktoren vom Typ EPR [2] gebaut mit zusammen 3,2 GW Leistung. Wenn man von 8000 Volllaststunden im Jahr ausgeht (was großzügig ist…), dann können im Jahr 25,6 Mrd kWh produziert werden. Das sind dann auf 20 Jahre gesehen ca. 11 ct reine Baukosten pro kWh.

Eine ganz alte Idee neu entdeckt

Da sich mittlerweile praktisch alle Neubauprojekte für Kernkraftwerke in solchen finanziellen Regionen bewegen, stellte sich die Frage, warum das denn so teuer ist. Die scheinbare Antwort ist, dass zu wenige Kraftwerke gebaut werden und die darum quasi Einzelstücke mit Maßanfertigung sind. Also erinnerte sich die Nukularindustrie an die Idee der Massenfertigung.

Man muss einfach ganz viele Atomkraftwerke bauen, dann sinken die Preise, weil man sie in Serie fertigt! Und damit das auch geht, müssen sie kleiner werden, so dass man die Komponenten als Module zentral und identisch fertigen kann, die dann auf der Baustelle nur noch zusammengesetzt werden. Kleine, modulare Reaktoren (Small Modular Reactor) mit bis zu 300 MW Leistung – und dann ganz viele davon. Also quasi Massenfertigung wie bei Autos oder Kühlschränken oder Unterhaltungselektronik!

Klingt erst mal logisch. Doof ist nur, dass man bei der Analogie vergessen hat, dass man keine Smartphones oder Fernseher baut. Es geht immer noch um Atomkraftwerke mit allen Notwendigkeiten für Sicherheit, Abschirmung und Bedienmannschaft. Also ein massives Bauwerk mit einer hochkomplexen Maschine und einem potenziell gefährlichen Inhalt.

Leider eine schlechte Idee

Auch beim Bau kann man wenig einsparen, selbst wenn die Module vorgefertigt am Bauplatz ankommen: Die Anforderungen an Montage, Schweißnähte, Qualitätssicherung bleiben gleich. Die Tatsache, dass die Anlage etwas kleiner ist, macht keinen Kostenunterschied aus, denn es sind nicht die Materialkosten, die den Aufwand ausmachen, sondern die Präzision und Sorgfalt mit der (hoffentlich) gebaut wird.

Wie man Stückzahlen erreichen möchte, die zu einer echten Massenproduktion führen, ist auch unklar. Die bisherigen Projekte mit SMR endeten wie ihre großen Brüder immer mit massiven Kostensteigerungen und sind gescheitert.

Nicht mal eine neue Idee

Ganz außer Acht gelassen wird, dass es Reaktoren dieser Leistungklasse schon längst gab. Die Entwicklung der Atomkraftwerke begann nicht mit GW-Blöcken, sondern mit wenigen 100 MW pro Reaktor. Dabei stellte sich heraus, dass diese Anlagen nicht wirtschaftlich waren, darum wurden immer größere AKW entwickelt – die dann ebenfalls nicht wirtschaftlich waren. Und jetzt will man das Problem lösen, indem man wieder kleinere Reaktoren baut.

Aber vielleicht neue AKW-Typen?

Verstärkt wird der Irrsinn dadurch, dass „neue“ Reaktortypen als SMR realisiert werden sollen. Brutreaktoren, Thoriumreaktoren, Flüssigsalzreaktoren. Neu ist an diesen aber nur das Marketing, denn bekannt ist, dass sie nichts taugen. Gemeinsam ist ihnen, dass sie mit sehr hohen Temperaturen laufen müssen, die eine Kühlung mit flüssigem Natrium notwendig macht und diese haben noch nie im Dauerbetrieb funktioniert.

Genauso wie die großen AKW passen auch die SMR nicht gut mit Erneuerbaren Energien (EE) zusammen. In einem Netz mit einem hohen Anteil EE werden flexible Erzeuger benötigt, welche die Lücken füllen können. Versucht man das mit AKW, dann wird es sehr teuer, denn die Kosten sind schon bei ständiger Volllast sehr hoch. Dazu kommt, dass häufige Lastwechsel die Anlagen stressen und schneller altern lassen. Die 60 Jahre Betriebsdauer, von denen die Atomfans träumen, werden damit noch viel unrealistischer und drohen eher auf 20 zu schrumpfen.

In Physik nicht aufgepasst

Sogar Reaktoren unter 100 MW sollen eine Lösung sein. Dazu sagt aber schon die Geometrie nein, denn der kleinere Kern hat viel mehr Oberfläche im Verhältnis zu seinem Volumen, wodurch viele Neutronen verloren gehen, die für die Kettenreaktion nötig wären. Lösen kann man das teilweise mit Neutronenreflektoren, die aber nur begrenzt effizient sind. Darum ist es bei den kleinen Reaktorkernen notwendig HALEU (high assay low enriched uranium, 5-20% U235) zu verwenden, also höher angereichertes Uran, was mehr Aufwand bei der Produktion der Brennelemente bedeutet und wenig verfügbar ist. Eine weitere Folge ist, dass diese kleinen Reaktoren mehr Uran verbrauchen und mehr Atommüll pro kWh erzeugen, als große Anlagen [3].

Fazit:

Also statt einer Lösung oder neuer Technologie, wird hier neues Marketing verbreitet. Auch Insider der Branche sehen das so [4]. Aber so lange sich Subventionen finden, oder Foodblogger, die Klicks brauchen, so lange wird uns dieses überflüssige Thema wohl erhalten bleiben.

Man könnte auch noch ganz andere Aspekte beleuchten. Beispiel gefällig? Stelllen wir uns vor, alleine in Deutschland wären über 300 kleine AKW verteilt. Ein Alptraum für alle Sicherheitskräfte…

Es bleibt dabei: Die einfachste Option ist es, wenn wir den überdimensionierten, wartungsfreien Fusionsreaktor nutzen, um den wir kreisen!

[1] https://de.wikipedia.org/wiki/Kernkraftwerk_Hinkley_Point#Hinkley_Point_C
[2] https://de.wikipedia.org/wiki/EPR_(Kernkraftwerk)
[3] https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2111833119
[4] https://www.climateandcapitalmedia.com/the-nuclear-mirage-why-small-modular-reactors-wont-save-nuclear-power/
https://cleantechnica.com/2023/11/30/what-drives-this-madness-on-small-modular-nuclear-reactors/
https://www.construction-physics.com/p/why-are-nuclear-power-construction?s=r

Das Titelbild wurde mit Grok erstellt.