Wie die Niederlande die Kerntechnik fördern wollen

Die deutsche „Energiewende“ strahlt nun auch bis in die Niederlande. Wenn die Versorgung mit preisgünstiger Grundlast aus dem nahegelegenen rheinischen Braunkohlerevier nicht mehr möglich ist, muß Ersatz her: Erdgas scheidet aus, weil die eigene Förderung stark rückläufig ist und das Gas dringend für Haushalte, Industrie und Landwirtschaft gebraucht wird. Sonne und Wind geht nicht, da schon Deutschland fanatisch auf diese Karte setzt. Wenn in Deutschland Dunkelflaute herrscht, dann auch in den Niederlanden. Was bleibt also anderes als Kernkraftwerke? Im Februar 2021 erschien zu dieser Thematik ein bemerkenswertes Papier der e-lise Stiftung. Dort werden 13 Punkte aufgestellt, die als Appell an die niederländische Regierung gerichtet sind und als Voraussetzung für einen zügigen Ausbau der Kernkraftwerke (bisher nur ein Druckwasserreaktor mit 482 MWel in Borssele seit 1973 in Betrieb) angesehen werden können. Die Punkte sind so grundsätzlich, daß sie im Folgenden wiedergegeben und kritisch gewürdigt werden sollen.

1 Garantien gegen politische Schwankungen anbieten

Richtig, aber traurig ist die Feststellung, daß immer mehr Investoren unwillig sind, Milliarden in langfristige Energieprojekte zu investieren. Ausdrücklich angeführt als schädliches Beispiel wird der „Atomausstieg“ (wörtlich im Original und in der englischen Übersetzung) in Deutschland. Es ist schon beängstigend, wie schon wieder in Europa ≫Privateigentum≪ und ≫Rechtssicherheit≪ als Grundwerte einer freien und demokratischen Gesellschaft gefordert werden müssen. Wie wir heute wissen, war der „Atomausstieg“ nur der erste Schritt in die dunklen Nebel des Sozialismus. Es folgte der „Dieselskandal“, der „Kohleausstieg“ und jüngst in Berlin der „Mietendeckel“. Zwar alles noch irgendwie durch Gerichte geglättet, aber bereits abschreckend genug. Man sollte deshalb mit der Forderung nach besonderen Bürgschaften für Kernkraftwerke äußerst vorsichtig sein. Es geht hier längst nicht mehr um Energieformen, sondern um nichts weniger als um Freiheit und Wohlstand.

Richtig ist, daß die Dramen um den EPR (Olkiluoto, Flamanville gegenüber Taishan) das Vertrauen der Investoren zerstört haben. Richtig ist auch die Feststellung, daß die Politik durch ständige Verschärfung der Anforderungen maßgeblich verantwortlich ist. Insofern ist eine vollständige Genehmigung vor Baubeginn mit über die Bauzeit eingefrorenen Bedingungen zwingend notwendig. Nur so sind Verzögerungen eindeutig zu zu ordnen. Versäumnisse der Verwaltung werden genauso schonungslos aufgezeigt, wie mangelnde Planung (Olkiluoto) und Pfusch der Hersteller (Flamanville). Nur so können Mehrkosten – notfalls vor Gericht – eingetrieben werden. Behörden müssen genau wie Privatunternehmen für Fehlverhalten finanziell haften.

2 Neue Wege finden, damit staatlich gestützte Kredite mit niedrigen Zinsen für den Neubau bereitgestellt werden können

Vordergründig richtig ist die Feststellung eines überdehnten „Marktes“ für elektrische Energie. Die zufällige wetterabhängige Überproduktion verursacht nicht kostendeckende oder sogar negative Preise (Entsorgungskosten). Man sollte endlich aufhören mit dem ökosozialistischen Neusprech vom „Strommarkt“. Bezüglich „alternativer Energien“ handelt es sich um reinrassige Planwirtschaft mit politisch vorgegebenen Produktionsquoten, staatlich garantierten Preisen, Anschlusszwang, Abnahmezwang, alles das bei kostenloser Infrastruktur. Kostenlos wohlgemerkt nur für die politisch gewünschten Neureichen. Die Kosten fallen natürlich an, werden aber voll und ausschließlich zu Lasten der Stromkunden umgelegt. Der Markt fängt erst an der Strombörse an. Dort findet – wenn auch unvollständig – eine Preisbildung durch Angebot und Nachfrage statt. Planwirtschaft und Markt lassen sich aber schon von der Theorie her nicht miteinander verknüpfen. Irgendwann erfolgt – wie bereits in Texas geschehen – die Explosion des Systems durch Mondpreise ($US9 für eine kWh zur Zeit des Kälteeinbruchs). Weitere staatliche Eingriffe werden nötig. Die Todesspirale wird immer enger, wie man es schon von der untergegangenen „DDR“ oder UDSSR her kannte.

Richtig – wenngleich trivial – ist die Feststellung, daß die spezifischen Kosten stark abhängig vom Zinssatz und der Laufzeit der Kredite sind. Da ein Kraftwerk erst Einnahmen erzielt, wenn es ans Netz gehen kann, ist hier Laufzeit mit Bauzeit gleich zu setzen. Dies erklärt schon mal wesentlich, warum die Baukosten von Flamanville gegenüber Taishan (EPR) bzw. Vogtle gegenüber Sanmen (AP1000) mehr als doppelt so hoch sind. Vor allem der Zinseszinseffekt schlägt bei langen Bauzeiten gnadenlos durch. Der Zinssatz für eine Investition setzt sich aus dem allgemeinen Zins (maßgeblich durch die Notenbank bestimmt) und dem individuellen Ausfallrisiko – quasi eine Versicherungsprämie – zusammen. Vereinfachend gesagt: Je höher die Wahrscheinlichkeit ist, daß die Bank ihr Geld nicht wiedersieht, um so höher der Zinssatz. Aus diesem Zusammenhang schlagen die Autoren drei Finanzierungsmodelle vor:

  1. Der Staat tritt als Bauherr auf und finanziert zu den günstigen Zinsen seiner Staatsanleihen (z. Zt. in Deutschland sogar negativer Zins). Bei Fertigstellung verkauft er das Kraftwerk an private Investoren. Entweder zu einem vorher vereinbarten Preis oder nach Angebot und Nachfrage.
  2. Der Staat übernimmt für die erforderlichen Kredite eine Bürgschaft. Der Investor muß für die Bürgschaften eine übliche Gebühr entrichten, bekommt dafür aber nahezu Konditionen einer Staatsanleihe am Kapitalmarkt.
  3. Der Energieversorger arbeitet nach dem RAB-Modell (Regulated Asset Based Finanzierungsmodell). Dabei werden – wie in guter alter Zeit – die Strompreise für die Endkunden staatlich kontrolliert. Alle Kosten müssen nachgewiesen werden (in diesem Fall die vereinbarten Zwischenrechnungen) und werden in vollem Umfang an die Stromkunden weitergegeben. Für seine Kosten und sein Risiko erhält der Energieversorger einen festgelegten „Zinssatz“ vergütet.

Bei Modell 1 übernimmt der Steuerzahler – wie bei vielen anderen Infrastrukturmaßnahmen auch – das volle Risiko. Dies kann nur politisch gerechtfertigt werden, wenn man die Stromversorgung als unverzichtbare Grundleistung für alle Bürger betrachtet. Die Übernahme einer staatlichen Bürgschaft ist rechtlich zweifelhaft (unerlaubte Subvention nach EU-Beihilferecht). Modell 3 ist ein Schritt zurück in – gar nicht so schlechte – alte Zeiten. Dazu müßte sich die Politik aber eingestehen, daß die Sprüche von „Deregulierung“ und „Strommarkt“ nichts als Neusprech oder Luftnummern waren. Da es inzwischen eine ganze neue Klasse Energiewende-Gewinner gibt wohl nur möglich, wenn ein entsprechender Politikerwechsel stattfinden würde.

Gar nicht diskutiert wird eine Aufforderung an die Finanzwirtschaft zur Entwicklung innovativer Modelle. Kraftwerke im Allgemeinen sind Investitionen mit hohem Anlagewert, sehr langen Laufzeiten und über Jahrzehnte genau kalkulierbaren Rückflüssen (bei entsprechender politischer Sicherheit). Also genau das, was beispielsweise Versicherungen und Pensionsfonds benötigen. In der guten alten Zeit nannte man Aktien deutscher Versorger gern „Papiere für Witwen und Waisen“. Heute stellt man mehr oder weniger erstaunt fest, daß der Hersteller Westinghouse (Neubau, Wartung und Reparatur, Brennelemente etc.) kein Pleite-Unternehmen, sondern unter neuer Führung von Brookfield eine unerwartete Ertragsperle ist. Wenn der Staat seinen Klassenkampf-Modus bei der „Atomkraft“ aufgeben würde, wäre auch jede Menge „Risikokapital“ vorhanden. Manch ein Investor würde sein Geld lieber in ein innovatives Kraftwerk stecken, als in einen Lieferservice auf Fahrrädern. Aber auch der Staat könnte Modelle entwickeln, wie im Ausland bereits bei Pipelines (Master Limited Partnership) und dem finnischen Kernkraftwerk Hanhikivi (Mankala-Kooperative; Anteilseigner kommen entsprechend ihrem Kapitalanteil für die Kosten auf und erhalten dafür die entsprechende Energiemenge geliefert) erprobt.

3 Eine Makroökonomische Analyse über die Kosteneinsparungen infolge Kernenergie durchführen

Kernkraftwerke sind sehr kapitalintensiv. Der Bau erfordert unmittelbar eine große Investition, liefert dafür aber über die Laufzeit (60+ Jahre) kontinuierlich und bedarfsgerecht elektrische Energie zu geringsten Produktionskosten. Wegen der langen Planungs- und Bauzeiten erwarten Investoren, daß die Regierung diese Investitionen absichert. Da aber Prognosen über Jahrzehnte nur schwer erstellbar sind, ergeben sich durch die notwendigen konservativen Annahmen vermeintlich hohe Preise im Vergleich zu kurzlebigen Investitionen wie Windmühlen oder Photovoltaik. Die Autoren meinen, daß eine erhebliche Kapitalbeteiligung des Staates Vertrauen schaffen könnte, da dadurch private und öffentliche Investoren im selben Boot sitzen würden und politische Ekstasen weniger verlockend wären.

Die Einsparung von CO2 – Abgaben durch Kernenergie ist trivial. Je höher diese sind, desto (relativ) günstiger ist die damit erzeugte elektrische Energie. Billiger Strom ergibt einen erheblichen Nutzen für private und industrielle Verbraucher. Dabei ist aber zu beachten, daß CO2 – Abgaben politisch sind und damit zeitlich und gesellschaftlich höchst variabel. Viel wichtiger wäre eine Analyse der über die Strompreise hinausgehenden Vorteile der Kernenergie (Versorgungssicherheit, technische Innovationen, überdurchschnittlich attraktive Arbeitsplätze etc.). „Gesellschaftlicher Nutzen“ ist aber prinzipiell ein Wiesel-Wort und damit mit Vorsicht zu genießen. Nicht ohne Grund werden solche Begriffe bevorzugt von Sozialisten erschaffen, um ihren Utopien einen wissenschaftlichen Anspruch zu geben.

4 Zusammenarbeit zwischen Energieversorgern und Lieferanten um eine ausgewogenere Kostenstruktur zu erzielen

Wenn man die Investitionen im „Westen“ (Europa, USA) und „Osten“ (China, Rußland, aber auch Süd-Korea, Indien) für Kernkraftwerke vergleicht, fällt sofort der extreme Unterschied auf. Abgesehen von der schon besprochenen unterschiedlichen Finanzierung fallen aber weitere gravierende Unterschiede auf. Die internen (zusätzlichen) Kosten (Bauüberwachung, Abwicklung der Finanzierung, Rechnungsprüfung etc.) der Eigentümer sind im „Westen“ wesentlich höher. Ebenso die indirekten Kosten (Genehmigungsverfahren, Rechtsstreitigkeiten etc.) für den Eigentümer. Und nicht zuletzt – aber weitaus geringer als wahrscheinlich vermutet – die unterschiedlichen Lohnkosten. Die extrem geringeren Baukosten in China sind auf eine Serienbauweise (erfahrenes und geübtes Personal auf allen Stufen) und nur noch zwei integrierte Konzerne, die sich ihre (unterschiedlichen) Kernkraftwerke „selber“ bauen, zurückzuführen. Hier ist noch eine Menge Einsparpotential im „Westen“ vorhanden. Für integrierte Konzerne gibt es allenfalls noch in den USA eine Perspektive. In Europa ist die industrielle Basis schon viel zu weit weggebrochen. Es kann nur eine engere Zusammenarbeit zwischen Energieversorgern, Herstellern und öffentlicher Verwaltung angestrebt werden.

5 Möglichkeiten zur nationalen und internationalen Zusammenarbeit mit dem Ziel von Serienfertigung ausfindig machen

Es wird richtig festgestellt, daß die massive politische Unterstützung und die immensen Subventionen bei Wind und Sonne das Investitionsrisiko verkleinert haben. Durch diesen seit Jahrzehnten anhaltenden Zustand waren die Kostensenkungen durch Serienproduktion und Prozessoptimierung erst möglich. Es ist allerdings mehr als fragwürdig, wollte man dieses Vorgehen nun auch für die Kerntechnik fordern. Vielmehr sollte man die sofortige Einstellung der Subventionen und Sonderrechte fordern. Der Spuk wäre in kürzester Zeit vorbei. Wie schnell das gehen könnte, zeigt in Deutschland gerade das Auslaufen der ersten Förderprogramme nach 20 Jahren. Obwohl längst bezahlt, werden die Mühlen überwiegend abgerissen, weil mit den erzielbaren Strompreisen nicht einmal die laufenden Betriebskosten abgedeckt werden können! Deutlicher kann man keine Fehlinvestition darstellen – selbst wenn der Wind keine Rechnung schickt.

Ein erster, wesentlicher Schritt wäre die Harmonisierung der Genehmigungsverfahren. Man verlangt auch nicht für jedes Flugzeug oder Auto eine komplett neue Zulassung. Selbstverständlich wird die Genehmigung in anderen Ländern bzw. die Zulassung durch internationale Gremien anerkannt – sonst setzt man sich sehr schnell dem Vorwurf von „Handelshemmnissen“ mit allen Konsequenzen aus. Das heißt nicht, daß man nicht länderspezifische Vorschriften (z. B. über Kühlwasser) einhalten muß. Mit dem nötigen politischen Willen läßt sich das sehr schnell umsetzen, denn in keinem anderen Industriezweig ist die internationale Zusammenarbeit und die laufende Kontrolle durch supranationale Institutionen enger als in der Kerntechnik. Aus dieser Standardisierung ergibt sich folgerichtig auch eine Arbeitsteilung über die Grenzen hinweg. Sind erstmal kalkulierbare Stückzahlen für Komponenten vorhanden, finden sich auch (konkurrierende) Lieferanten. Innerhalb von Europa zeichnet sich für SMR eine enge Kooperation zwischen GB, Polen, Estland, Tschechien, Rumänien, Finnland, Schweden und Irland ab. Die vermeintlich „kleinen Länder“ können als Verband eine mächtige Nachfragemacht entwickeln.

6 Den Verwaltungseinheiten ermöglichen, durch den gemeinsamen Bau von Kernkraftwerken ihre regionalen Energiestrategien umzusetzen.

Dieses Kapitel ist sehr speziell auf die föderale Struktur der Niederlande zugeschnitten. Wichtig ist jedoch die Widerlegung des „grünen Arguments“, daß der Bau von Kernkraftwerken viel zu lange dauert um „klimawirksam“ zu sein und man deshalb mit Wind und Sonne schnellstens Fakten schaffen müsse. Hilfreich für alle „Atomkraftgegner“ ist der Hinweis auf die Bauzeit von fünf Jahren für das KKW Borssele, Fertigstellung 1973. Ebenso die unterschiedlichen natürlichen Vorraussetzungen verschiedener Regionen (Wind an der Nordsee oder in Süddeutschland usw.) und die deshalb notwendigen verschiedenen Lösungsansätze.

7 Energieversorger ermutigen ihre fossilen und Biomassekraftwerke durch Kernkraftwerke zu ersetzen

In den Niederlanden wurden 13 Kraftwerksstandorte (Kohle, Biomasse, Gas) ermittelt, die durch neue Kraftwerke ersetzt werden müssen. Die Leistung beträgt überwiegend unter 1000 MWel und ist damit für SMR geeignet. An neun Standorten könnten jeweils zwei SMR gebaut werden. An diesen Standorten ist die Infrastruktur (Netzanschlüsse, Kühlwasser etc.) bereits vollständig vorhanden. Da an diesen Standorten bereits über längere Zeiten Kraftwerke in Betrieb sind, gibt es gute Kenntnisse über die Umweltbedingungen und reichhaltige Daten und Dokumentationen. Das sind beste Vorraussetzungen für ein schnelles Genehmigungsverfahren. Man Vergleiche dies beispielsweise mit der Situation bei einem Offshore-Windpark.

8 Forschung zum Einsatz der Kernenergie außerhalb der Stromerzeugung anregen

Es wird der Primärenergiebedarf hinterfragt. Elektroenergie ist nicht alles. Es gibt auch einen großen Wärmebedarf für Heizung und Industrie (Rotterdam ist ein großes petrochemisches Zentrum in Europa). Forschung bezieht sich hier auf die Verknüpfung der unterschiedlichen Verbraucher mit verschiedenen Reaktortypen. Auf der Verbrauchsseite gilt es Wasserstoffgewinnung, synthetische Kraftstoffe, Meerwasserentsalzung, Raumwärme, Industriewärme, Stahlerzeugung und Großchemie abzudecken. Bezüglich der Reaktoren sind die notwendigen Temperaturen bereitzustellen und langfristig die Wiederverwendung von „Atommüll“ in schnellen Reaktoren zu ermöglichen (Neudeutsch: cradle-to-cradle strategy).

9 Genehmigungsverfahren für innovative Reaktorkonzepte

Ein grundsätzliches Problem für ein Genehmigungsverfahren besteht in der mangelnden Ausstattung der öffentlichen Verwaltung und der Überwachungsinstitutionen (mit Personal und Technik), sowie mangelnder Erfahrung. Diese Mängel führen zu holprigen und langwierigen Verfahren. Die (unnötig langen) Verfahren wiederum zu mangelnder Unterstützung durch die Öffentlichkeit. Gegenmaßnahmen sind die Übernahme bereits erfolgreicher Zulassungen im Ausland. Es muß nicht alles von vorn gemacht werden, sondern es reicht ein Nachvollziehen im Austausch mit den ursprünglichen Institutionen. Eine sogenannte Module Design Certification (MDC), bei der die Zulassung zweigeteilt ist: Ein Reaktor wird im ersten Schritt grundsätzlich sicherheitstechnisch zugelassen und erst im zweiten Schritt werden die standortspezifischen Einflüsse berücksichtigt. Dabei können international zugelassene Berechnungsverfahren, Spezifikationen usw. übernommen werden. Übergang zu einer risikoorientierten Betrachtung, bei der Industriestandards übernommen werden (z. B der Reaktor muß „nuclear grade“ sein, für die Turbine reicht der übliche und erprobte Standard).

10 Das Wissen über Kernenergie in den Verwaltungen verbessern

Es wird darauf hingewiesen, daß Kerntechnik und Strahlenschutz mehr als den Bau von Kernkraftwerken umfassen. Im Gegenteil wird die Anwendung in Forschung, Medizin und Industrie beständig umfangreicher. Auch in den Niederlanden sind die Fachabteilungen in den Verwaltungen beständig verkleinert bzw. an den Rand gedrängt worden. In Deutschland kam seit Rot/Grün noch die Vereinnahmung durch die „Atomkraftgegner“ hinzu: Funktionierende und mit ausgewiesenen Fachleuten besetzte Behörden wurden systematisch zerstört, indem man gerade die Besten durch Schikanen, Entzug der Mittel usw. in die innere bzw. tatsächliche Kündigung trieb. Die „lukrativen Posten“ wurden anschließend mit ausgewählt unfähigen, aber um so festerer ideologischen Grundhaltung besetzt. Ein probates Mittel: Fachlich überforderte, sind stets besonders fügsam gegenüber Anweisungen von oben. Woher sollten sie auch bei einer Kündigung eine vergleichbar vergütete Position wieder her bekommen? Wie zerstörerisch und nachhaltig das wirkt, zeigt sich gerade wieder im Zusammenhang mit der „Endlagersuche“ in Deutschland. Fachleute der Kerntechnik sind längst in andere Sparten bzw. ins Ausland abgewandert.

11 Seelenfrieden beim Strahlenschutz herstellen

Strahlenschutz gründet auf Berechtigung, Optimierung und Grenzwerten. Die Berechtigung von „Strahlung“ ist z. B. im Bereich der Medizin ethisch allgemein gerechtfertigt. Bei der friedlichen Nutzung der Kernenergie scheiden sich plötzlich die Gemüter. Die Optimierung – lediglich ein anderes Wort für die Abwägung von (angeblichem) Schaden und Nutzen – ist unter Fachleuten selbstverständlich. ALARA (As Low as Reasonably Achievable) ist das täglich Brot eines jeden Strahlenschutzbeauftragten. Beim Arbeitsschutz muß ständig „Strahlengefahr“ gegen andere Gefahren abgewägt werden. Allerdings ist es in unserer europäischen (teilweise) saturierten Wohlstandsgesellschaft dringend notwendig, die „sozioökonomischen“ (wie man heute so sagt) Gesichtspunkte wieder in den Mittelpunkt zu rücken. Spätestens nach den Evakuierungen in Fukushima sollte auch der „Strahlenängstigste“ ins Nachdenken gekommen sein.

Völlig zu Recht, wird von den Autoren die fatale Konsequenz der Linear No Threshold (LNT) Hypothese für die Festlegung von Grenzwerten angeführt. Wenn man fälschlicherweise annimmt, es gäbe keinen Schwellwert für die Strahlungsdosis, ist ein Rennen gegen Null in sich logisch. Schon bei den „Atomkraftgegnern“ gehörte das Narrativ von den wenigen Gramm Plutonium, die ausreichen die ganze Menschheit auszurotten zum festen Bestandteil der Propaganda, mit dem sich trefflich schlichte Gemüter ängstigen ließen. Nur wegen des LNT-Irrglaubens kann man sich vor der Einleitung von Wasser in den Pazifik fürchten, dessen Gehalt an Tritium neunfach unter dem Wert für Trinkwasser (bei lebenslangem Gebrauch) liegt. Nur wegen des LNT-Irrglaubens glaubten tatsächlich viele Menschen an Millionen zusätzlicher Krebstote durch Tschernobyl und Fukushima. Nur wegen des LNT-Irrglaubens konnte der Irrsinn um den Endlagerstandort Gorleben bis heute am Kochen gehalten werden. Nur wegen des LNT-Irrglaubens gruseln sich manche Deutsche vor den Kernkraftwerken in den Nachbarländern.

12 Seelenfrieden in der Gesellschaft herstellen – die „Atommüllfrage“ selbst stellen

Hier wird speziell auf die Situation in den Niederlanden eingegangen. Auch in Deutschland wird der „Atommüll“ gern als Totschlagargument gegen die friedliche Nutzung der Kernenergie eingesetzt. Es ist dringend notwendig, sprachlich präziser mit den auftretenden Formen umzugehen. „Abgebrannte Brennelemente“ sind noch lange kein Müll, genau so wenig wie Altpapier. Sie bestehen aus rund 95% noch weiter verwendbarem Brennstoff in der Form von Uran und Plutonium. Kernenergie ist die einzige Industrie, die von Anbeginn an das „Recycling“ in alle Planungen einbezogen hat. Selbst die Reststoffe der Wiederaufbereitung (Spaltprodukte und Minore Aktinoide) sind nicht unbedingt Restmüll. Schließlich enthalten sie das gesamte Periodensystem mit zahlreichen Wertstoffen. Letztendlich ist die Aufbereitung oder Endlagerung eine rein wirtschaftliche Frage, deren Antwort deshalb von Brennelemente komplett endlagern (Finnland, Schweden) über die Rückgewinnung der Brennstoffe (Frankreich) bis hin zur Gewinnung von Elementen aus dem Restmüll der Wiederaufbereitung (USA, Russland) geht. Für alle Formen der Abfälle gibt es erprobte Lagerkonzepte von geologischen Endlagern (Bergwerk oder Tiefbohrung) bis technischer Langzeitlagerung (Trockenlagerung von Brennelementen). Die ständig wiedergekäute Parole von der ungelösten Atommüllfrage wird durch ihre beständige Beschwörung keinesfalls richtiger. Leider wahr ist allerdings, daß die kerntechnische Industrie zu wenig zur Aufklärung darüber beigetragen hat.

13 Sicherstellen, daß Kernenergie als nachhaltig in die EU-Taxonomie aufgenommen wird

Die EU-Taxonomie ist eine kulturmarxistische Schöpfung um das alte Gespenst des Sozialismus in Europa unter dem neuen Namen „Great Reset“ wieder hoffähig zu machen. Die Illusion der Verelendung der Arbeiterklasse und die daraus resultierende revolutionäre Kraft ist im Wohlstand des Kapitalismus untergegangen (Pol Pot im Pariser Mai 68). Wenn die Zerstörung des gehaßten Systems also nicht von unten erfolgt, muß man es von oben versuchen. Man glaubt soviel vom Kapitalismus verstanden zu haben, daß das über staatlich gelenkte Kreditvergabe gelingt: Private Finanzinvestoren sollen nur noch Kredite für als nachhaltig definierte Energien vergeben dürfen. Was die alte Försterweisheit (wenn man mehr Bäume fällt, als nachwachsen, hat man bald keinen Wald mehr) mit fossilen oder Kernenergie zu tun hat, mögen die Funktionäre wissen. Man hat es allerdings schon mal vor gar nicht all zu langer Zeit als „Peak Oil“ zu verkaufen versucht. Spätestens seit der „Shale Revolution“ in der Gas und Ölindustrie ist es auch um dieses Untergangsszenario still geworden. Im Gegenteil, für kurze Zeit wurde das Erdgas sogar als Heilsbringer gegen die böse Kohle und Kernenergie gepuscht. Das reichte aber noch nicht aus, um die Gesellschaft durchdringend zu schädigen. Deshalb glaubt man nun die Atmosphäre als endlich entdeckt zu haben. Alles ist schädlich, nur Wind und Sonne führen ins (kommunistische) Paradies. Auch das wird wieder scheitern, spätestens wenn die breite Masse merkt, wie sie um ihren hart erarbeiteten und bescheidenen Wohlstand gebracht werden soll.

Es ist zwar legitim sich eine Gleichbehandlung mit Wind und Sonne zu wünschen, aber nicht auf Kosten anderer Energieformen. Wohin die Reise geht, ist klar. Als man in Deutschland aus der Kernenergie ausstieg, stand die Braunkohle (freudig) abseits. Woher sollte der Strom denn sonst kommen? Heute geht auch die Steinkohle in die Arbeitslosigkeit und über die „Klimaschädlichkeit“ von Erdgas wird schon diskutiert. Die Öko-Sozialisten haben ihre Hausaufgaben gemacht: Alles ist mit preisgünstiger Energie möglich – ohne geht nichts. Also äußerste Vorsicht vor falschen Freunden. Es ist an der Zeit, die Stärken der Kerntechnik offensiv in der Gesellschaft zu vertreten und nicht von einer grünen Dividende am Katzentisch der Gesellschaftsveränderer zu träumen.

SMR-2021, Xe-100

Anfang April unterzeichneten X-energy, Energy Northwest, und der Grant County (Washington) Public Utility District (PUD) eine Absichtserklärung einen Hochtemperaturreaktor für geschätzt $2,4 Milliarden als Demonstrationsprojekt bis 2027 zu bauen. Das TRi Energy Partnership – ein Wortspiel aus dem TRISO-Brennstoff bzw. der Tri-Cities area – übernimmt die Projektentwicklung für die Genehmigung, den Bau und Betrieb des Kraftwerks. Der angedachte Standort ist neben dem Kernkraftwerk Columbia, einem 1,174-MWe Siedewasserreaktor nahe Richland im Bundesstaat Washington. An diesem Standort sind alle Voraussetzungen für den Transport (Schiene, Straße, Wasserweg) sowie fachkundiges Personal vorhanden. Damit sind erst einmal alle Bedingungen für eine hälftige Finanzierung (50% Staat, 50% privates Risikokapital) nach dem Advanced Reactor Demonstration Program des „US Energieministeriums“ erfüllt.

Der Entwurf

Der Xe-100 besteht aus zwei Zylindern: Dem Reaktor mit einem Durchmesser von etwa 4,9m und einer Höhe von 19,5m und dem Dampferzeuger mit einem Durchmesser von etwa 6,5m und einer Höhe von 25m. Der Reaktor dürfte etwa 200 to wiegen und der Dampferzeuger etwa 700 to. Beides Maße und Gewichte, wie sie z. B. bei Raffinerien und Chemieanlagen heute üblich sind. Insofern sind Montage und Transport für einschlägige Unternehmen kein Problem. Beide Zylinder sind nur durch ein Doppelrohr für das Helium miteinander verschraubt. Eine solche Einheit soll eine Wärmeleistung von 200 MWth und eine elektrische Leistung von etwa 75 MWel haben. Die Eintrittstemperatur in den Reaktor beträgt 260°C und die Austrittstemperatur 750°C. Um überhaupt mit dem Gas Helium ausreichend Wärme bei akzeptabler Strömungsgeschwindigkeit transportieren zu können (kein Phasenübergang), beträgt der Betriebsdruck 70bar. Damit muß man wieder die Festigkeitsprobleme beherrschen, die sich aus der Kombination von hohem Druck bei hoher Temperatur ergeben. Mit anderen Worten: Die beiden „Zylinder“ werden entsprechend dickwandig und damit teuer. Ähnliches gilt für die spiralförmigen Rohre des Dampferzeugers, da sie auf Werte (165bar, 565°C) konventioneller Kraftwerke ausgelegt sind. Alles technisch beherrschbar, aber schon vom Ansatz her teuer.

Die Leistung eines solchen Moduls ist auch durch das „Kugelhaufen-Prinzip“ begrenzt. Das Ganze funktioniert wie ein Silo: Es werden ständig oben frische Brennstoffkugeln dem Reaktor zugeführt (ca. 175 Kugeln täglich) und unten wieder die entsprechende Menge abgebrannter Brennelemente abgezogen. Da die spezifische Leistung bei diesem Prinzip etwa 30 mal geringer als in einem konventionellen Druckwasserreaktor ist, ergibt sich ein „Haufen“ aus rund 220 000 Kugeln. Je größer jedoch ein Reaktorkern ist, um so mehr neigt er zu einem „Eigenleben“. Die sich ergebenden ungleichen Zustände müssen durch Regelstäbe im Griff behalten werden. Ab einer gewissen Größe ist es aber praktisch unmöglich, Regelstäbe in solch einen Haufen einzufahren ohne die Kugeln und die Regelstäbe zu beschädigen.

Sicherheit

Zentrales Sicherheitselement sind auch hier die TRISO-Brennelemente. In jeder einzelnen „Brennstoffkugel“ (6 cm Durchmesser) befinden sich rund 18 000 einzelne „Brennelemente“. Jedes einzelne Körnchen hat seine eigene Schutzhülle aus mehreren Schichten aus denen Spaltprodukte erst einmal entkommen müssen. Hätten sie es geschafft, müßten sie noch die Speicher- und Schutzschichten der Kugel durchdringen. Erst dann könnten sie ins „Kühlmittel“ Helium – das ständig (mit einfachen Mitteln) überwacht wird – gelangen. Bis an die Umwelt müßten sie dann noch den Druckbehälter, das Gebäude etc. überwinden. Die Sicherheitsfrage konzentriert sich damit auf die Beständigkeit der Kugeln. Die Tests über Bestrahlung und Temperatur sind bereits erfolgreich abgeschlossen. Für die Freisetzung von radioaktiven Stoffen ist die Stabilität von Brennelementen (Harrisburg, Fukushima) maßgeblich. Graphitkugeln können nicht schmelzen, sondern sublimieren (unmittelbare Verdampfung ohne Verflüssigung) bei über 3900°C. Diese Temperatur kann aber unter keinen Umständen (nicht im Betrieb und auch nicht durch Nachzerfallswärme) im Reaktor erreicht werden. Jede einzelne Kugel übernimmt quasi die Funktion des Containments von konventionellen Reaktoren (Verhinderung der Freisetzung radioaktiver Stoffe an die Umgebung).

Die Menge an spaltbarem Material (auf 15,5% angereichertes Uran) bzw. der Spaltprodukte (maximaler Abbrand 160 MWd/kg) ist schon durch das Volumen des Reaktors begrenzt. Es ist nur soviel „Überschussreaktivität“ vorhanden, daß die Veränderungen im Betrieb (z. B. Xenonvergiftung im Lastfolgebetrieb) über die Regelstäbe (2 mal 9 Stück) kompensiert werden können. Selbst wenn alle Regelstäbe vollständig gezogen sind, bricht die Kettenreaktion (stark negativer Temperaturkoeffizent) lange vor Erreichen der zulässigen Temperaturen in sich zusammen – der Reaktor ist „walk away sicher“. Fehlbedienungen sind ausgeschlossen bzw. der Reaktor könnte (zeitweise) ohne Personal betrieben werden. Selbst bei einem Ausfall der Kühlung (entweichen des Heliums) reicht die passive Wärmeabfuhr über Strahlung und Wärmeleitung aus um ein Unglück zu verhindern (Fukushima).

Revolutionärer Bestandteil des Genehmigungsverfahrens wird der Nachweis sein, daß keine unzulässige Strahlenbelastung außerhalb des Betriebsgeländes (400m um den Reaktor im Gegensatz zu 10 Meilen) auftreten kann. Alle erforderlichen Nachweise und Auflagen (Besiedelungsdichte, Evakuierungspläne etc.) für eine Genehmigung würden entfallen. Mit anderen Worten: Ein solcher Reaktor könnte unmittelbar neben einem Wohngebiet (z. B. Fernwärme) oder in einem Industriegebiet (Raffinerie, Chemiepark) gebaut werden.

Geschichte

X-energy wurde 2009 von Dr. Kam Ghaffarian gegründet. Es gelang ihm einige Fachleute mit Erfahrung auf dem Gebiet der Kugelhaufenreaktoren anzuwerben. Leitender Ingenieur z. B. ist Dr. Eben Mulder, der schon in Südafrika in der Entwicklung von Hochtemperaturreaktoren tätig war und einst auf diesem Gebiet in Deutschland promovierte. X-energy wuchs schnell und hatte bis 2017 bereits über $34 Millionen Kapital eingeworben. In diesem Jahr startete das Projekt eines 320 MWel Kraftwerks, bestehend aus vier Reaktormodulen. Federführend beteiligt ist Southern Nuclear (betreibt mehrere Kernkraftwerke und baut Vogtle) als Energieversorger und Burns & McDonnell als Ingenieurunternehmen. Richtungsweisend für andere Industriezweige ist die Entwicklung eines „Digitalen Zwillings“ des Reaktors (separat gefördert durch das Energieministerium). Stark vereinfacht gesagt, ist die gesamte Konstruktion als 3D-Modell digital vorhanden und verknüpft mit einschlägigen Programmen zur probabilistischen Sicherheitsanalyse, virtual reality usw. Ziel ist die systematische Ermittlung von Schwachstellen bereits in der Konstruktionsphase und z. B. der Test von Fertigungsrobotern etc. vorab am digitalen Modell. Dieser Ansatz hat sich bereits als revolutionär bei der Entwicklung von Kampfflugzeugen gezeigt. Wie schon immer, ist die Kerntechnik das Labor des technischen Fortschritts für die gesamte Industrie. Nur hier (außerhalb der Rüstungsindustrie) arbeiten die notwendigen Spitzenkräfte aus unterschiedlichen Disziplinen eng zusammen.

Bei den gasgekühlten Hochtemperaturreaktoren handelt es sich nicht um eine neue Erfindung, sondern eine evolutionäre Entwicklung in verschiedenen Ländern: USA (1944 ORNL, 1966–1974 Peach Bottom, 1967–1988 Fort St. Vrain, ab 2005 NGNP), UK (1966–1975 Dragon), Deutschland (1967–1988 AVR, 1986–1989 THTR), Japan (ab 1998 HTTR) und China (ab 2000 HTR-10). Es kommen über 70 Jahre Forschung und Entwicklung allein in Demonstrationsanlagen zusammen. Dieser Schatz an Daten ist für ein schnelles Genehmigungsverfahren von ausschlaggebender Bedeutung.

Marktpotential

Die Demonstrationsanlage soll aus vier Reaktoren bestehen und eine Leistung von 320 MWel haben. Damit wäre der Beweis für ein funktionstüchtiges Kraftwerk zum Ersatz alter fossiler Kraftwerke an einem gegebenen Standort erbracht. Ob es allerdings eine schlaue Idee ist, ein „Großkraftwerk“ aus zig Modulen zusammenzusetzen, muß sich noch erweisen. Allerdings muß man ganz klar feststellen, daß das Prinzip Kugelhaufenreaktor aus physikalischen Gründen nicht beliebig skalierbar ist. Dieses Reaktorprinzip bleibt nur kleineren Leistungen vorbehalten. Man braucht zur Produktion elektrischer Energie auch keine hohen Temperaturen. Eine Verbesserung des Wirkungsgrades ist bei heutigen Uranpreisen eher eine akademische Fragestellung. Das (bisherige) Alleinstellungsmerkmal liegt vielmehr in der „Walk Away Sicherheit“: Gelingt es, eine Zulassung als Reaktor zu bekommen, der auch bei einem schweren Störfall nur Auswirkungen auf das Betriebsgelände, aber nicht auf die Nachbarschaft hat, eröffnen sich völlig neue Anwendungen:

  • Man kann unmittelbar neben chemischen Anlagen bauen,
  • man kann nukleare Fernwärme nahe Wohngebieten betreiben,
  • man kann einen zeitweiligen Betrieb ohne Personal anstreben,
  • man kann solche SMR dezentral einsetzen, bzw. an abgelegenen Verbrauchsschwerpunkten.

Die Produktion von Heißdampf mit 565°C erlaubt nicht nur den Kauf von Dampfturbinen von der Stange, sondern zielt auch auf typische verfahrenstechnische Anwendungen ab (Raffinerien, Grundchemikalien etc.). So hat X-energy allein in den petrochemischen Anlagen an der Golfküste 41 Dampferzeuger ermittelt. Letztendlich stellt sich die Frage, was eine MWhth bzw. MWhel aus einem Xe-100 Reaktor kostet. Liegt der Preis unterhalb einer Kesselanlage mit Erdgas, läuft das Geschäft in großem Maßstab an. Wenn nicht, ist das Reaktorkonzept eher eine Totgeburt. Die Branche steht nicht zum ersten Mal wieder vor einem Henne-Ei Problem…

Internationale Kontakte

Jordanien ist ein typischer Vertreter von Ländern, deren Mangel an Kühlwasser das Hauptproblem bei der Elektrifizierung ist. Hochtemperaturreaktoren lassen sich auch mit Trockenkühltürmen betreiben. Auch das keine ganz neue Idee: Der THTR in Hamm-Uentrop hatte bereits einen solchen. Schon 2017 hat die Jordan Atomic Energy Commission (JAEC) mit X-energy eine Kooperation abgeschlossen. Zusätzlich haben Saudi Arabien und Jordanien auch Verhandlungen mit China über Hochtemperaturreaktoren geführt.

Letztes Jahr hat X-energy auch ein Genehmigungsverfahren in Kanada gestartet. Es gibt dort die sog. Vendor Design Review (VDR). Ein Verfahren das risikoorientiert ist und drei Schritte umfaßt: Im ersten Schritt wird lediglich geprüft, ob der Reaktor grundsätzlich alle kanadischen Vorschriften erfüllt. Im folgenden zweiten Schritt werden die als kritisch empfundenen Punkte näher betrachtet und diskutiert. In der dritten Phase kann der Antragsteller alle Auflagen aus den vorhergehenden Schritten noch nachbessern. Diese Vorgehensweise erlaubt dem Antragsteller besonders bei innovativen Konzepten jederzeit die Notbremse ziehen zu können, wenn die Kosten explodieren sollten und eine Genehmigung zumindest in weiter Ferne erscheint. Da die Entwicklung des Xe-100 schon weit fortgeschritten ist, werden die ersten beiden Phasen zusammen abgehandelt. Eine Zulassung in Kanada ist für X-energy äußerst wertvoll, da Kanada über eine starke kerntechnische Industrie mit vollständigen Lieferketten verfügt. Die Zulieferer sind aber verständlicherweise erst bereit zu investieren, wenn sie genau wissen, was sie produzieren müssen. So konnte bereits Hatch als Partner für die Detailkonstruktion und den weltweiten Vertrieb gewonnen werden. Ontario Power Generation (OPG) hat in Zusammenarbeit mit anderen Provinzen federführend den (geplanten) Bau eines SMR und den Aufbau der Lieferketten in Angriff genommen. In die engere Betrachtung ist neben dem Xe-100 von X-energy, der Integral Molten Salt Reactor (IMSR) von Terrestrial Energy und der BWRX-300 von General Electric gekommen. Im Moment setzt kein Land außerhalb der USA so konsequent auf die Entwicklung von SMR, wie Kanada. Das macht Sinn, da Kanada mit dem Ausbau seiner Schwerwasserreaktoren mittlerer Größe langsam an die Grenzen stößt. Ein so weites Land mit seinen umfangreichen Bergbauaktivitäten, Ölsänden usw. braucht dringend dezentrale Einheiten. Hinzu kommt der erhebliche Heizwärmebedarf eines nördlichen Landes: Sonne geht gar nicht und mit Windparks hat man nur schlechte Erfahrungen gemacht.