Warum auch Mini-AKW nicht die Lösung sind

In Serie gefertigte Klein-Atomkraftwerke sollen jetzt das Klima retten. Superreiche wie Bill Gates und Länder wie Frankreich und Großbritannien machen sich dafür stark. Die Kosten und Risiken werden wie schon bei früheren AKW-Generationen unterschätzt, sagen Experten.


Fotorealistische Darstellung einer futuristisch anmutenden Halle mit durchsichtigem Hyperboloid-Dach, das von einigen Menschen aus der Entfernung bestaunt wird.
Mit dieser künstlerischen Darstellung einer SMR-Fabrik wirbt das US-Unternehmen Nuscale für seine künftigen Klein-AKW. (Foto: Oregon State University/​Flickr)

"Wir erfinden die Kernkraft neu. Gut für Menschen, gut für die Natur." So lautet die Eigenwerbung der Firma Dual Fluid Energy. Trotz des Atomausstiegs wird in Deutschland weiterhin Nukleartechnik entwickelt. Das Start-up, das einen absolut sicheren Klein-Reaktor bauen will, ist im letzten Jahr von Berliner Physikern gegründet worden, allerdings mit Hauptsitz in Kanada.

Dual Fluid reiht sich damit ein in eine ganze Reihe von Unternehmen weltweit, die Klein-AKW planen und neuerdings mit Blick auf die Klimaziele auch von westeuropäischen Regierungen gefördert werden. Kritiker warnen allerdings davor, diesen Weg einzuschlagen. Die Kosten seien zu hoch, und die Risiken würden unterschätzt.

Die Versprechen der Forscher auf der Homepage des Unternehmens sind vollmundig. "Wir sind angetreten, um das volle Potenzial der Kernkraft zu heben. Wir machen aus ihr die nachhaltigste Energiequelle, die die Menschen jemals hatten", lässt sich Dual-Fluid-Chef Götz Ruprecht zitieren. Der neue Reaktortyp sei emissionsarm und verbrauche kaum Flächen und Ressourcen.

Miterfinder Daniel Weißbach verspricht sogar: "Inhärente Sicherheit ist machbar. Wir sorgen dafür, dass sich niemand mehr vor Kernkraft fürchtet." Und: "Erschwinglich" soll die Energie ebenfalls sein, die die Anlage produziert.

Entwickelt wurde der "Zwei Flüssigkeiten"-Reaktortyp seit 2010 von einem Team von Kernphysikern, Ingenieuren und Mathematikern, die ihr Büro im Berliner Stadtteil Wedding haben. Das Konzept: Im Reaktorkern wird bei rund 1.000 Grad Betriebstemperatur geschmolzenes Uransalz statt herkömmlicher Brennstäbe benutzt, wobei die Wärme nicht über Wasser, sondern über flüssiges Blei abgeführt wird.

Billiger durch Serienfertigung

Die Erfinder werben vor allem mit drei Vorteilen. Erstens, als Brennstoff eigne sich neben Natur-Uran auch Atommüll, der damit abgebaut werden könne. Zweitens, die Strahlung der Spaltprodukte, die am Ende übrig bleiben, baue sich vergleichsweise rasch ab, erreiche nach 300 Jahren das Niveau von Natur-Uran.

Und drittens, die atomare Kettenreaktion reguliere sich aufgrund des flüssigen Zustands des Urans selbst. Eine Kernschmelze wie in Tschernobyl sei dadurch ausgeschlossen.

Ähnliche Versprechungen machen auch die anderen Unternehmen, die an den Reaktoren der sogenannten vierten AKW-Generation arbeiten. Die meisten davon sind Klein-Reaktoren, im Fachjargon Small Modular Reactors (SMR) genannt, die in Serie gebaut werden sollen.

Gemeinsame Idee dabei ist, dass die Klein-Reaktoren aufgrund ihres modularen Aufbaus zentral vorgefertigt und am Standort nur noch zusammengesetzt werden. Dadurch, so die Hoffnung, könnten die Baukosten deutlich niedriger ausfallen.

Viele Schlagzeilen machte die "neue" Atomkraft, seit der Microsoft-Gründer und Mäzenat Bill Gates mit seiner 2006 gegründeten Firma Terra Power in die Entwicklung einstieg, die vom US-Energieministerium mitfinanziert wird. Inzwischen kündigte Terra Power an, einen Prototyp im Bundesstaat Wyoming bauen zu wollen. Er soll 2028 fertig werden. Geplant ist dort ein Reaktor mit 345 Megawatt Leistung, der mit Natrium gekühlt wird.

Insgesamt werden aktuell weltweit über 100 verschiedene SMR-Typen entwickelt, wobei die Konzepte teils auf Reaktor-Entwürfe aus den 1950er-Jahren zurückgehen.

Technologien aus dem Militärbereich 

Einen neuen Schub bekam die Mini-AKW-Idee im vergangenen Herbst, als die Regierungen von Frankreich, Großbritannien und Belgien ihre Unterstützung für die SMR-Entwicklung bekannt gaben.

Der französische Präsident Macron kündigte im November nicht nur den Bau neuer Großreaktoren an, die die zunehmend überalterte AKW-Flotte des Landes teilweise ersetzen sollen. Er versprach auch, eine Milliarde Euro in die Entwicklung von Kleinreaktoren zu stecken.

Die Regierung in London wiederum mobilisierte umgerechnet rund 250 Millionen Euro für die SMR-Entwicklung. 100 Millionen peilt Belgien an.

Frankreich und Großbritannien wollen dabei auf AKW-Technologien aufbauen, die die beiden Atommächte ursprünglich im Militärbereich entwickeln ließen – Kleinreaktoren, die als Antrieb in U-Booten und Flugzeugträgern genutzt werden.

Bei den Franzosen sind daher die Rüstungsfirmen CEA und Naval Group beteiligt, bei den Briten ist es der Rolls-Royce-Konzern, der nicht nur Flugzeugtriebwerke und Energieanlagen, sondern auch militärische Güter fertigt. Rolls-Royce kündigte an, die künftigen Kleinreaktoren in Serie so preiswert anbieten zu können, dass ihr Strom weniger als halb so teuer wie der aus den in Großbritannien im Bau befindlichen EPR-Anlagen sein werde.

Es wird erwartet, dass erste SRM-Prototypen in Frankreich und Großbritannien frühestens Anfang der 2030er Jahre fertig sein könnten. Allerdings muss die Finanzierung dafür erst noch geklärt werden. Bisher sind allenfalls die Kosten für die Entwicklung abgedeckt.

Bundesbehörde sieht hohe Risiken

Die deutsche Ampel-Bundesregierung lässt sich durch die SMR-Euphorie in den westeuropäischen Ländern nicht beeindrucken. Sie lehnt nicht nur AKW-Laufzeitverlängerungen, sondern auch einen Wiedereinstieg in die Atomkraft generell ab. Die Fachbehörde der Regierung, das Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung (BASE), stützt die kritische Sicht.

Vier strahlende Generationen

Als erste AKW-Generation gelten die Versuchs­reaktoren, die ab den 1950er Jahren entstanden. Bei der zweiten Generation handelt es sich zumeist um leistungs­starke Druck­wasser- und Siede­wasser­reaktoren, wie sie heute weltweit zur Strom­erzeugung in Betrieb sind.

 

Die dritte Generation baut darauf auf, ist aber noch größer, sicherheits­technisch verbessert und entsprechend teuer – so wie der französische EPR (European Pressurized Reactor) mit 1.600 Megawatt Leistung, der in Frankreich, Finnland, Großbritannien und China läuft beziehungsweise gebaut wird. Die vierte Generation hingegen basiert auf ganz anderen technischen Konzepten.

"Das Potenzial neuer Technologien wie der SMR scheint uns überschätzt, deren Risiken deutlich unterschätzt", sagte BASE-Forschungschef Jochen Ahlswede. Er stützt sich dabei auf ein Gutachten von 2021, das das Bundesamt beim Öko-Institut in Auftrag gegeben hat. Darin wurden insgesamt 136 historische und aktuelle SMR-Konzepte untersucht, darunter 31 detailliert.

Das Fazit ist kritisch. Zwar könnten SMR "potenziell sicherheitstechnische Vorteile erzielen, da sie ein beispielsweise geringeres radioaktives Inventar pro Reaktor aufweisen", heißt es beim BASE. Allerdings müssten je nach Reaktorgröße mehrere tausend bis zehntausend Anlagen gebaut werden, um dieselbe Leistung wie die heutigen rund 400 Groß-AKW zu erzeugen. Das erhöhe das Risiko "um ein Vielfaches".

Zudem sei bisher davon auszugehen, dass trotz gegenteiliger Behauptungen radioaktive Verseuchungen der Umgebung bei schweren Störfällen möglich seien.

Und auch das Kostenargument ziehe nicht. "Durch die geringe elektrische Leistung sind bei SMR die Baukosten relativ betrachtet höher als bei großen Atomkraftwerken." Eine Produktionskosten-Rechnung unter Berücksichtigung von Skalen-, Massen- und Lerneffekten aus der Atomindustrie lege nahe, "dass im Mittel 3.000 SMR produziert werden müssten, bevor sich der Einstieg in die SMR-Produktion lohnen würde".

"Für den Klimaschutz zu spät"

Der Kernkraft-Experte Christoph Pistner vom Öko-Institut verweist darauf, dass SMR bereits in der Anfangszeit der Reaktorentwicklung in den 1950er und 1960er Jahren und dann wieder in den 1980ern in der Diskussion gewesen seien. "Doch alle Ansätze scheiterten damals mangels Wirtschaftlichkeit", sagt er gegenüber Klimareporter°.

Heute seien sie eben als "Retter des Klimas" wieder da – und als Retter der Nuklearbranche, die ohne Hoffnung auf preiswertere AKW gegenüber den billig gewordenen erneuerbaren Energien keine echte Chance mehr habe.

Pistner hält übrigens auch das von seinen Erfindern so hochgelobte Dual-Fluid-Reaktorkonzept für fragwürdig. "Die Ansage, Unfälle wie in Tschernobyl seien dabei ausgeschlossen, ist unbewiesen." Der Experte verweist auf die hohen Betriebstemperaturen, die Uranschmelze und das flüssige Blei, die die Baustoffe aggressiv angriffen.

Außerdem entstehe mehr Plutonium als in herkömmlichen Reaktoren, was eine hochkomplexe Wiederaufarbeitung des abgebrannten Brennstoffs nötig mache. Und auch hinter der Aussage, Dual-Fluid-Anlagen produzierten nur relativ ungefährlichen Atommüll, macht er ein Fragezeichen. "Übrig bleiben teils sehr langlebige Spaltprodukte. Das Endlagerproblem bleibt also bestehen."

Dass Dual Fluid im kanadischen Vancouver gegründet wurde, hat laut Unternehmenschef Ruprecht mit mangelnder politischer Unterstützung hierzulande zu tun. In Kanada glaube die Regierung an die Zukunft der Atomkraft und helfe dabei, einen Prototyp zu bauen. Der soll bis 2029 fertig sein.

Pistner freilich hat Zweifel, ob das zu schaffen ist. "Doch selbst, wenn es funktioniert, man hat dann noch keinen kommerziellen Reaktor", sagt er. Die Chance, mit SMR schnell genug einen deutlichen Beitrag zur Reduktion des CO2-Ausstoßes zu leisten, sei deshalb minimal.

Tatsächlich müssen die Treibhausgasemissionen laut dem Weltklimarat IPCC weltweit bis 2030 halbiert werden und dann schnell auf null sinken, um das 1,5-Grad-Erwärmungslimit in Reichweite zu halten. Pistner dazu: "Das ist nur mit Energieeffizienz sowie erneuerbaren Energien zu schaffen. Die können sofort installiert werden. Die Klein-AKW nicht."

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