Das Märchen SMR

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„Kleine modulare Kernreaktoren wurden in den 50er Jahren ausprobiert und sind bis heute nicht besser geworden“

„Kleine modulare Reaktoren erzielen keine Größenvorteile bei der Herstellung, sind nicht schneller zu bauen, verzichten auf die Effizienz der vertikalen Skalierung, sind nicht billiger, eignen sich nicht für abgelegene oder brachliegende Kohlestandorte, haben immer noch sehr hohe Sicherheitskosten, sind immer noch kostspielig und langsam stillzulegen und erfordern immer noch Obergrenzen für Haftpflichtversicherungen. Sie lösen keines der Probleme, die sie vorgeben zu lösen, während sie absichtlich weniger effizient sind, als sie sein könnten, schreibt Michael Barnard am 06.04.2022 auf Illuminem. Es gebe sie schon seit 1950 und sie seien bis heute nicht besser geworden – im Gegenteil: „Der Großteil der Aufmerksamkeit und der Finanzierung ist bestenfalls fehlgeleitet und schlimmstenfalls aktiv klimafeindlich“.

AKW Isar 2 – Foto © Gerhard Hofmann für Solarify

Der größte Unterschied zu traditionellen Akw ist, dass sie kleiner sind, daher das „small“(SNR) und „medium“ (SMNR) in den Namen. Ihre Kapazität reicht von 0,068 bis 500 MW, wobei die International Atomic Energy Association den Begriff small bis 300 MW und medium bis zu 700 MW verwendet. Das erste Kernkraftwerk war 1954 eine russische 5-MW-Anlage. Um es klar zu sagen: Es handelt sich nicht um eine Technologie, sondern um viele Technologien. Im Laufe der Jahrzehnte wurden 57 Varianten von 18 Typen vorgeschlagen. Keiner der Typen kann als dominierend angesehen werden.

Behauptungen über SMRs halten einer Überprüfung nicht stand

Befürworter von Kernenergieanlagen machen in der Regel einige der folgenden Behauptungen:

  • Sie sind sicherer
  • Sie können in skalierten, zentralisierten Produktionsanlagen hergestellt werden, so dass sie billiger sind
  • Sie können saubere Energie für abgelegene Einrichtungen oder Gemeinden liefern
  • Sie können auf stillgelegten Brachflächen der Kohleverstromung eingesetzt werden
  • Sie können schneller gebaut werden

Keines dieser Argumente taugt wirklich.

Die herkömmliche Kernenergie ist bereits sicher. Tschernobyl war eine Fehlkonstruktion. Fukushima war eine folgenschwere Fehlentscheidung in Bezug auf Standort und Betrieb. Diese Standort- und Betriebsentscheidungen haben zu Kosten geführt, die sich für die japanische Wirtschaft insgesamt auf etwa eine Billion US-Dollar belaufen dürften, wenn alle Rechnungen beglichen sind. Auch Kernkraftwerke sind nicht immun gegen schlechte Standort- und Betriebsentscheidungen, aber die Branche hat einige Lehren daraus gezogen. Sicherheitsbedenken sind nicht der Grund für das Scheitern der Kernenergie auf dem Markt, es sind die wirtschaftlichen Gründe.

Die Behauptung, dass kleine modulare Reaktoren durch ihre Modularität effizienter werden, beruht auf einem Missverständnis über die Mengen, die erforderlich sind, bevor die Effizienz einsetzt. Damit sich bei einem dieser Konzepte Größenvorteile ergeben, müssten sich mehrere große Länder zusammentun, sich für eine bestimmte Technologie entscheiden, ein Joint Venture mit dem Hersteller eingehen und sich verpflichten, nur diese Technologie zu bauen und einzusetzen. Dies wäre aber keine marktorientierte Lösung und entspräche nicht den geopolitischen Strategien der Länder.

Russland meint es ernst mit dem Bau von Eisbrechern und kleinen Reaktoren, aber es wird keinen globalen Markt dafür schaffen, vor allem nicht nach dem Einmarsch in die Ukraine, wodurch es zu einem internationalen Paria geworden ist. China ist das einzige Land, das die nukleare Stromerzeugung in nennenswertem Umfang ausbaut, und es nähert sich bereits einer zweistelligen Zahl von Technologievarianten – Voraussetzung für einen Misserfolg. Die USA könnten sich wieder auf kleine Druckwasserreaktoren konzentrieren, aber auf Bundesebene besteht kein besonderer politischer Wille, dies voranzutreiben.

Die Sicherheitskosten sind hoch und meist in Subventionen von Bund, Ländern und Gemeinden versteckt. Abgelegene Gebiete erfordern zusätzliche Sicherheitskosten, diese werden wahrscheinlich höher sein, einfach aufgrund der zusätzlichen Herausforderungen bei der Sicherung abgelegener Gebiete mit hohen Transportkosten.

Probleme mit SNRs?

  1. Sie nutzen die Vorteile der vertikalen Skalierung nicht aus. Wie bereits erwähnt, ist es höchst unwahrscheinlich, dass sie aufgrund der schieren Anzahl konkurrierender Technologien und des Fehlens einer strategischen Notwendigkeit zur Lösung dieses Problems Größenvorteile bei der Herstellung erzielen können. Zusätzlich zu diesem horizontalen Skalierungsproblem lassen sie sich aber auch nicht vertikal skalieren. Thermische Kraftwerke werden bis zu einem gewissen Grad immer effizienter, je größer sie sind. Deshalb liegt die Leistung der meisten Kohle- und Kernkraftwerke pro Kessel oder Reaktor eher bei einem GW und nicht bei einem Drittel davon. Dafür gibt es technische Gründe, aber ein Großteil davon hat mit dem optimalen Durchmesser der Rohre für eine möglichst effiziente Flüssigkeits- und Dampfübertragung im Vergleich zu den dafür erforderlichen Materialien zu tun. Rohre mit größerem Durchmesser können viel mehr Flüssigkeit transportieren, ohne dass so viel Material benötigt wird. Bei SMR wird auf diese Effizienz der vertikalen Skalierung verzichtet. Amüsanterweise entwirft Gates‘ Terrapower einen Reaktor mit einer Kapazität von 1.200 MW, also scheinen sie das Memo zur vertikalen Skalierung erhalten zu haben. Natürlich stehen sie damit wieder vor demselben Kostenproblem wie normale Reaktoren.
  2. Die Stilllegung eines Kernreaktors ist ein milliardenschweres Unterfangen über 100 Jahre. Das haben Reaktoren, die in mehreren Ländern stillgelegt werden, empirisch bewiesen. SMR-Reaktoren werden die gleiche Dauer und anteilige Sanierungskosten erfordern.
  3. Drittens wird kein Kernreaktor allein mit einer privaten Versicherung in Betrieb genommen. Jedes Land mit einer Kernkraftwerksflotte hat Gesetze erlassen, welche die private Haftung auf eine bestimmte Höhe begrenzen und jede darüber hinausgehende Haftung auf die Schultern der Steuerzahler legen. In den USA sind das derzeit 12 Milliarden Euro für den gesamten Sektor, etwa 121 Millionen Euro pro Reaktor. Das klingt nach großen Zahlen, aber wie bereits erwähnt, liegt die Gesamthaftung für Fukushima im Billionen-Dollar-Bereich. Die Zahl der Länder, die bereit sind, für diese Haftung aufzukommen, schrumpft weltweit, anstatt zu wachsen.

Die Bedingungen für das Scheitern von kleinen modularen Reaktoren sind offensichtlich.

  • Das Fehlen eines bedeutenden Marktes.
  • Die mangelnde Fähigkeit, einen klaren Gewinner zu schaffen.
  • Die Sicherheitskosten.
  • Das Fehlen einer vertikalen Skalierung der thermischen Effizienz.
  • Die Sicherheitsrisiken und die damit verbundenen Kosten.
  • Die Auswirkungen der Haftpflichtversicherung.

Warum also wird so viel Geld und Energie in die Kernkraftwerke gesteckt? Dafür gibt es zwei Hauptgründe, und nur einer davon ist überhaupt vertretbar.

  • Der schlechteste Grund: Die kanadischen Provinzen, alles konservative Regierungen, die sich auf die Kernenergie konzentrieren, geben an, dass dies ein wichtiger Teil ihrer Lösungen für den Klimawandel ist. Warum tun sie das? Weil es ihnen erlaubt, staatliche Klimamaßnahmen aufzuschieben und gleichzeitig den Anschein von Klimamaßnahmen zu erwecken. Sie können ihren weniger intelligenten und klugen Anhängern schmeicheln, indem sie behaupten, dass erneuerbare Energien nicht zweckdienlich sind, während sie gleichzeitig nichts gegen das eigentliche Problem unternehmen, weil es noch keine modernen, einsatzfähigen und betriebsbereiten Kernkraftwerke gibt.
  • Der andere wichtige Grund ist ebenfalls auf die erneuerbaren Energien zurückzuführen. Vor 15 Jahren konnte man noch darüber streiten, ob erneuerbare Energien zu teuer seien, die Zuverlässigkeit des Netzes beeinträchtigen würden und ob die Kernenergie in großen Mengen notwendig sei. Dies wurde sowohl durch 15 Jahre Misserfolge bei der Nutzung der Kernenergie als auch – was noch wichtiger ist – durch die sinkenden Kosten und die nachgewiesene Netzzuverlässigkeit der erneuerbaren Energiequellen widerlegt. Inzwischen sind sich fast alle seriösen Analysten einig, dass die erneuerbaren Energien 80 % des Energiebedarfs im Netz wirtschaftlich decken können, doch über die verbleibenden 20 % streiten glaubwürdige Analysten noch immer.

Mark Z. Jacobson und sein Team in Stanford stehen im Zentrum dieser Debatte. Seit den späten 2000er Jahren veröffentlichen sie regelmäßig Studien von zunehmendem Umfang und Anspruch zur These von 100 % erneuerbaren Energien bis 2050. Jacobson und sein Team haben Recht. Und da wir uns alle einig sind, dass die erneuerbaren Energien für 80 % des Problems geeignet sind, sollten wir sie so schnell wie möglich einsetzen.

Es ist jedoch sehr vernünftig, ein oder zwei Nebenwetten einzugehen, um die letzten 10-20 % abzudecken. Ich habe nichts gegen Forschungsgelder, die für SMRs ausgegeben werden, denn das ist alles, worauf die meisten SMR-Ausgaben hinauslaufen, abgesehen von der NuScale-Rettungsaktion (die zur Ohio-Rettungsaktion in Höhe von 1,3 Milliarden Dollar hinzukommt, die zu den jährlichen 1,7 Milliarden Dollar offener Bundessubventionen hinzukommt, die zu den jährlichen versteckten Sicherheitssubventionen in Höhe von 4 Milliarden Dollar hinzukommen, die zu den 70 Milliarden Dollar ungedeckter Sanierungssubventionen hinzukommen, die zu den ungedeckten und ungedeckten Steuerzahlerverbindlichkeiten hinzukommen). Es ist vernünftig, in den reichen Ländern ein paar Dutzend Millionen Dollar auszugeben, um sicherzustellen, dass wir die letzten 20 % überbrücken können.

„Die Leute, die behaupten, dass Kernenergieanlagen die primäre oder einzige Lösung für die Energieerzeugung sind, wissen entweder nicht, wovon sie reden, täuschen aktiv vor oder verzögern absichtlich Klimaschutzmaßnahmen.“

Der Autor: Michael Barnard ist Chefstratege bei The Future Is Eletric Strategy (TFIE), Vorstandsbeobachter & Stratege bei Agora Energy Technologies und Mitbegründer von distnc technologies. Er entwickelt Szenarien für die Dekarbonisierung in 40-80 Jahren und unterstützt Führungskräfte, Vorstände und Investoren.

->Quelle: illuminem.com/energyvoices/c1f245f8-d201-498e-9e85-8592095ae2ac