Während Deutschland aussteigt, nimmt China ersten Kernreaktor mit Thorium in Betrieb

In einem Reaktor des Typs, der in China demnächst den Betrieb aufnimmt, kann keine Kernschmelze mehr stattfinden. Künftige Reaktoren sind extrem klein, kostengünstig und aus Unfällen sollen keine Katastrophen mehr werden können. An Deutschland geht das alles vorbei.

Bild: NRG

Symbolbild Thorium Reaktor

Das geht schnell: Im September soll der erste kommerzielle Kernreaktor in Betrieb gehen, der mit Thorium betrieben wird. Wo? In China, in der Wüstenstadt Wuwei in der Provinz Gansu soll das Kraftwerk 100 MW Leistung liefern, dabei wenig Wasser verbrauchen. In diesem Reaktortyp kann kein Kern mehr schmelzen, denn der liegt bereits in flüssiger Form vor. Der Brennstoff Thorium ist in 600 Grad heißem flüssigen Salz gelöst.

Ein richtiges Kernkraftwerk – nur in klein. Damit entspricht der Reaktor gängiger Wunschvorstellung: kompakt. So wollen Rosatom und ebenso der Triebwerkshersteller Rolls-Royce Mini-Reaktoren entwickeln. Auch das dänische Start-up Seaborg Technologies kündigte einen Flüssigsalzreaktor in Containergröße an.

Westentaschen-Reaktoren sollen die in der Tat exorbitanten Kosten der Reaktortechnik zu senken helfen, sollen dermaleinst in Fabriken kostengünstig vorgefertigt und verhältnismäßig einfach ausgetauscht werden können. Unfälle sollen sich nicht zu Katastrophen ausweiten. Gekühlt wird nicht mit Wasser und großen Kühltürmen, es kann kein Wasserdampf austreten. Bei einem Unfall bleiben feste Materialien zurück.

Thorium ist in der Erdkruste reichlich vorhanden und wird wieder als Brennstoff der Zukunft gehandelt. Es lagert auch als »Abfall« bisheriger Bergwerksaktivitäten auf vielen Abraumhalden. Dieses silbrig glänzende, weiche und radioaktive Schwermetall stand schon zu Beginn des Nuklearzeitalters im Focus der Wissenschaft. Allerdings vornehmlich als Ersatz für Uran, sollte das als Brennstoff für die Kernkraftwerke aus irgendwelchen Gründen ausfallen. Die Entscheidung für eine Uran-Wirtschaft fiel seinerzeit nicht zuletzt aus militärischen Gründen und legte damit auch die industrielle Ausrichtung auf einen Uran/Plutonium-Kreislauf fest.

Thorium selbst ist nicht spaltbar, sondern kann ein Neutron aufnehmen und sich dadurch in Uran 233 verwandeln – die Grundlage der Kettenreaktion und Stromproduktion. Doch ein Thorium-Brennstoffkreislauf wurde nie vollständig entwickelt. Eine eigene Thorium-Wirtschaft gibt es noch nicht – die Voraussetzung für Thorium-betriebene Kernkraftwerke. Daher sind auch genauere Kosten dafür unklar. Und wie immer handelt es sich auch für Fachleute um ein komplexes Thema mit vielen Fragen. Eine Technologie, die alle Probleme löst, gibt es nicht.

Sie muss ausprobiert werden, Erfahrungen müssen gesammelt werden, und das geht nur im Betrieb. Genau das tun auch die Chinesen, wenn sie ihren ersten Flüssigsalzreaktor in Betrieb nehmen. Wobei die Frage noch offen ist, wieviel an dem Reaktor tatsächlich neu ist und wie die Detaillösungen aussehen und was er im Ergebnis leistet. Eine gesunde Skepsis ist angebracht.

Deutschland schaltet dagegen ab und sich aus – die Welt schaltet an. Noch nie produzierten Kernkraftwerke so viel elektrische Energie wie heute. Laut der Internationalen Atomenergieorganisation (IAEA) waren Ende 2020 in 32 Ländern insgesamt 442 Reaktorblöcke in Betrieb, mit denen 2019 rund 10 Prozent des weltweiten Strombedarfs gedeckt wurde. Seit über 30 Jahren sind mindestens 400 Reaktoren am Netz. Im vergangenen Jahr ging aufgrund der Corona Pandemie die globale Stromproduktion leicht auf knapp 2,6 Millionen GWh zurück.

Deutschland mit Strom-Mangel-Wirtschaft

Weltweit sind in den kommenden Jahren über 300 Reaktor-Neubauten geplant. Direkt im Bau sind derzeit 52 Kernkraftwerke, davon 13 allein in China. Noch spielt dort die Kernkraft mit einem Anteil von 5 Prozent an der gesamten Stromproduktion eine geringe Rolle, obwohl in dem Land derzeit 50 Reaktorblöcke Strom erzeugen. Doch dieser Anteil wird demnächst kräftig steigen, wenn die im Bau befindlichen Kraftwerke ans Netz gehen.

Gerade hat China laut Bericht der Nuclear Energy Association (CNEA) auch mit dem Bau eines kleinen, modularen Reaktors (Small Modular Reactor) auf einem Gelände neben dem bestehenden Kernkraftwerk Changjiang in der autonomen Inselprovinz Hainan vor der Südostküste des Landes begonnen. Dieser 125-MW-Mehrzweck-Druckwasserreaktor vom chinesischen Typ ACP100 wird in China gemäß dem 12. Fünfjahresplan als ein Schlüsselprojekt angesehen. »Linglong One« ist sowohl für die Dampf-, Wärme- und Stromproduktion als auch für die Meerwasserentsalzung ausgelegt.

China probiert also die vielfältigsten Technologien der Elektrizitätserzeugung aus.

Microsoft-Mitbegründer Bill Gates lässt derweil an neuen Atomkraftwerken forschen. Schon seit langem finanziert er mit »TerraPower« ein Unternehmen, das an neuen Reaktoren forscht. Die sollen kleiner und auch kostengünstiger als die bisherigen leistungsstarken Reaktoren werden. Es sollen mit Natrium gekühlte Flüssigsalzreaktoren sein, die zwischen 345 und bis zu 500 MW leisten sollen. Die arbeiten nicht mit relativ hohen Drücken bis zu 150 bar und können nicht »durchgehen«.

Kraftwerke abschalten und dann wundern

Das am Institut für Festkörper-Kernphysik (IFK) in Berlin entwickelte Konzept des Dual-Fluid-Reaktors zählt zu den erfolgversprechendsten aller Kernkraftwerksmodelle. Es vereint die Vorteile der Flüssigsalzreaktoren mit denen eines mit flüssigen Metallen gekühlten Reaktors. Die arbeiten zwar bei hohen Temperaturen um 1.000 Grad Celsius, aber ebenfalls ohne Drücke. Würde der Reaktor zu heiß werden, würde automatisch die nukleare Kettenreaktion nachlassen, überhitzen kann er nicht.

Fest steht jedenfalls, dass wohl kaum ein Land in Zukunft an der Nutzung der stärksten Naturkraft, der Kernkraft, vorbeikommt. Gates schrieb bereits 2018 in einem offenen Brief an seine Angestellten: »Kernenergie ist ideal, um dem Klimawandel zu begegnen, weil es die einzige CO2-freie, skalierbare Energiequelle ist, die 24 Stunden am Tag verfügbar ist.«

Bereits seit Dezember 2019 übrigens liefert das erste schwimmende Kernkraftwerk Strom. Die »Akademik Lomonossow« ist ein in Murmansk von russischen Ingenieuren erbautes Schiff, das zwar selbst keinen Antrieb hat und von Schleppern gezogen werden muss, aber über zwei Druckwasserreaktoren mit jeweils 38 MW Bruttoleistung verfügt. Damit versorgt es derzeit im Nordosten Sibiriens die Hafenstadt Pewek sowie Gas- und Ölbohrinseln vor der Küste mit Wärme und Elektrizität. Zuverlässig und preisgünstig – das genaue Gegenteil von dem, wie Deutschland bald mit Elektrizität versorgt werden soll. Das Land könnte dann immerhin mal bei Rosenergoatom in Murmansk anfragen, ob sie noch eine weitere »Akademik Lomonossow« bauen könnten. Deren Idee zielt auf energiearme Länder in Afrika und Asien.

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