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Die Schweiz will aus der Kernenergie aussteigen und Deutschland ist bereits ausgestiegen. Aber: Brauchen wir nicht alle Arten der Energieerzeugung– erneuerbare Energien UND Kernenergie – um Netto-Null zu erreichen und die Versorgungssicherheit zu gewährleisten?
Der Weg zu Netto-Null-Emissionen wird für jedes Land anders aussehen. Er hängt von den jeweiligen Energieressourcen sowie den Entscheidungen und Präferenzen der Bevölkerung in einem Land ab.
Auf globaler Ebene sehen wir keine glaubwürdigen Wege zu Netto-Null, die nicht einen erheblichen Ausbau neuer Kernkraftwerke und einen Langzeitbetrieb bestehender Kernkraftwerke beinhalten. Und wir sehen, dass immer weniger Zeit für die Dekarbonisierung bleibt, da der Klimawandel akuter wird.
Jetzt, in Verbindung mit der Energiekrise, sehen wir, dass einige Länder – sowohl in Europa als auch ausserhalb – wieder ernsthaft über die Kernenergie nachdenken und Pläne ausarbeiten. Dazu gehören Überlegungen zur Modernisierung und zum Langzeitbetrieb bestehender Kernkraftwerke, aber auch zum Bau neuer Kernkraftwerke.
Das bedeutet nicht, dass sich jede Nation für die Kernenergie entscheiden wird, aber diese Technologie kann auf globaler Ebene eine Rolle spielen. Lassen Sie mich abschliessend noch etwas zu der Frage sagen, wie das mit den erneuerbaren Energien funktioniert: Es geht nicht um die Frage Kernenergie versus erneuerbare Energien. Die Welt braucht den maximalen Einsatz aller kohlenstofffreien Technologien, um unsere Chancen zu verbessern, Netto-Null-Emissionen zu erreichen, einschliesslich der Kernenergie und der erneuerbaren Energien.
Stimmt es, dass die Kernenergie dazu beitragen kann, noch mehr erneuerbare Energien zu integrieren, weil sie eine stabilisierende Wirkung auf das Stromnetz hat?
Ja, das ist einer der Vorteile der Kernenergie, wie auch der Wasserkraft. Sie liefert Grundlaststrom und Netzstabilität und sie ist regelbar. Sie kann eine stärkere Einbindung variabler erneuerbarer Energien in den Strommix ermöglichen.
Was war Ihre Motivation für die Erstellung des SMR-Dashboards und wer profitiert davon?
Unsere Motivation war es, einen unabhängigen und sachlichen Bericht zu erstellen, der die tatsächlichen Fortschritte der SMR-Entwickler aufzeigt. Da es viel Begeisterung um SMRs gibt, ist es manchmal schwer zu erkennen, was wirklich passiert, wenn man nur die Schlagzeilen liest. Das SMR-Dashboard ist ein Instrument für politische Entscheidungsträger des öffentlichen Sektors, den privaten Sektor, die Wissenschaft sowie für Medienschaffende, um zu erkennen, was wirklich läuft. Wir wollten ein nützliches Instrument mit einfachem Ausbau schaffen, das sowohl für politische Entscheidungsträger als auch für Nichtfachleute leicht verständlich ist.
Ein weiterer Aspekt ist, dass SMRs jetzt schnell Fortschritte machen. Deshalb wollten wir auch den Nachweis erbringen, dass sich viel tut und dass es echte Fortschritte gibt. Betreiber wählen SMRs für ihre Standorte aus, Aufsichtsbehörden prüfen SMRs, Geldgeber tätigen Investitionen, die gesamte Lieferkette bereitet sich vor, die Öffentlichkeit wird einbezogen und die Brennstoff-Lieferkette wird aufgebaut. All dies sind notwendige Schritte auf dem Weg zur Markteinführung von SMRs. Das Erfassen dieser Meilensteine zeigt, welche SMRs in der realen Welt vorankommen.
Jemand kann wirklich gute Idee für einen SMR haben und eine tolle Auslegung auf dem Papier vorweisen. Wenn aber die anderen Schritte für Standortwahl, Lizenzierung und Finanzierung, Lieferkette usw. nicht unternommen werden, dann bleibt es nur eine Idee. In der realen Welt wird für diese Auslegung dann noch nichts getan. Unser SMR-Dashboard zeigt, dass bei mehreren Auslegungen in der realen Welt Fortschritte erzielt werden.
Ein Teil der Begeisterung ist darauf zurückzuführen, dass SMRs das Potenzial haben, einige der Herausforderungen im Energiebereich zu lösen, die sonst nur sehr schwer zu bewältigen sind. Wie grosse, leistungsstarke Reaktoren können auch SMRs Strom für das Netz erzeugen. Aber SMRs können auch an Orten eingesetzt werden, an denen ein leistungsstarker Kernreaktor nicht erforderlich ist oder nicht betrieben werden kann. Einige SMRs könnten für ein kleineres Stromnetz oder sogar für eine netzunabhängige Stromversorgung geeignet sein. Natürlich können sie auch Wärme liefern, zum Beispiel für die Schwerindustrie und den Bergbau. Sobald SMR kommerziell verfügbar sind, könnten sie eine ganze Reihe neuer Möglichkeiten und Lösungen für einige dieser schwer dekarbonisierbaren Branchen schaffen.
Nach welchen Kriterien haben Sie die 21 SMRs des Dashboards ausgewählt? War es eine schwierige Entscheidung und welche Pläne haben Sie mit dem Dashboard?
Weltweit befinden sich viele interessante SMR-Auslegungen in der Entwicklung – über 80. Bei einigen dieser Auslegungen handelt es sich jedoch derzeit nur um Ideen. Andere befinden sich hingegen bereits auf dem Weg zu einem unmittelbaren Einsatz. Um herauszufinden, welche SMRs in den ersten Band des NEA SMR Dashboard aufgenommen werden sollten, haben wir zunächst die Websites der Nuklearaufsichtsbehörden in unseren Mitgliedsländern durchsucht, um zu sehen, welche SMR-Unternehmen mit den Aufsichtsbehörden in Kontakt stehen. Dies war der erste Filter, den wir verwendet haben, um einige SMR-Auslegungen zu identifizieren, die aktiv vorangetrieben werden.
Ein weiteres Kriterium war, dass es genügend Informationen über diese SMRs aus öffentlichen, überprüfbaren Quellen geben mussten. Alles im Dashboard basiert auf solchen Quellen. Wenn für ein SMR nicht genügend Informationen aus öffentlichen Quellen vorlagen, konnten wir ihn nicht aufnehmen. Das letzte Kriterium war, dass ein SMR-Unternehmen bereit sein musste, in die Datenbank aufgenommen zu werden. Auf diese Weise kamen wir zu den ersten 21 SMRs.
Der zweite Band wird weitere 20 oder sogar noch mehr SMRs enthalten und wir veröffentlichen ihn diesen Sommer. Auch diese Ausgabe wird viele Fortschritte bei den enthaltenen SMRs aufzeigen, obwohl sich einige der Auslegungen noch in früheren Stadien auf dem Weg zur Kommerzialisierung befinden können. Für einige der SMRs gibt es vielleicht noch keinen Standort oder die Sicherung der Finanzierung steht noch bevor. Unser Ziel ist es, bis zum Ende des Kalenderjahres alle SMRs der Welt im Dashboard erfasst zu haben.
Der AP300-SMR von Westinghouse wurde erst kürzlich – also relativ spät – der Öffentlichkeit vorgestellt …
Ja, erst kürzlich, aber ich würde nicht sagen, dass er «spät» dran ist. Einige der SMRs, die sich in früheren Stadien befinden, werden sich schnell weiterentwickeln und aufholen. Es gibt somit einen echten Wettlauf, welche Auslegungen als erste auf den Markt kommen werden. Viele der potenziellen Kunden haben noch keine endgültige Entscheidung getroffen. Es ist eine spannende Zeit.
Wir haben bereits über einige der Vorteile gesprochen, die SMRs bieten können. Gibt es noch weitere Vorteile und wofür sind SMRs speziell gut?
Es ist wichtig zu verstehen, dass der Weltmarkt mehrere SMR-Konzepte unterstützen kann und wahrscheinlich auch wird. Wir glauben nicht, dass 80 SMRs auf den Markt kommen werden. Aber es wird Platz für verschiedene Typen von SMRs in verschiedenen Grössen und mit unterschiedlichen Kühlmittelaustrittstemperaturen und unterschiedlichen technischen Eigenschaften für verschiedenartige Anwendungen geben. Wir reden dabei nicht nur von der Stromerzeugung im Netz (on-grid), sondern auch um den Einsatz abseits des Netzes (off-grid) oder wenn die Stromversorgung über das Netz unzuverlässig ist (edge-of-grid) und um die mögliche Bereitstellung unterschiedlicher Austrittstemperaturen für industrielle Wärmeanwendungen und für Fernwärmenetze.
Es gibt auch Länder, die den Einsatz von SMRs für den Antrieb von Handelsschiffen in Erwägung ziehen. Ich denke, dass wir für diese unterschiedlichen Anwendungen eine Handvoll verschiedener Technologien sehen werden. Schliesslich könnten mehrere SMR-Auslegungen weltweit eingesetzt und erfolgreich vermarktet werden. Es geht also nicht um eine einzige siegreiche SMR-Auslegung für die ganze Welt, sondern eher um eine kleine Anzahl an Auslegungen für verschiedene Anwendungen.
Einer der spannenden Aspekte von fortgeschrittenen SMRs ist die Vorgehensweise zur Gewährleistung von Sicherheit, den viele Entwickler verfolgen. Manche nennen es passive Sicherheit, Walk-away-Safety oder inhärente Sicherheit. Die Idee dahinter ist es, die Lehren aus den vergangenen mehr als 60 Jahren Betriebserfahrung zu ziehen und die Gesetze der Physik optimal zu unserem Vorteil zu nutzen. Auf diese Weise kann man eine Auslegung vereinfachen und von dem, was früher als aktive Sicherheit bezeichnet wurde – die einen hohen technischen Aufwand und aktive menschliche Eingriffe zur Aufrechterhaltung der Sicherheit erforderte – zu einer passiven Sicherheit übergehen, bei der die Gesetze der Physik zur Gewährleistung der Sicherheit genutzt werden. Es wird für SMR-Entwickler wichtig sein, zu beweisen, dass ihre Auslegungen diese Ziele erreichen, was die Möglichkeiten für den Einsatz von SMRs erheblich erweitern könnte.
Ich habe gehört, dass bei bestimmten SMRs die Grösse der Notfallplanungszone reduziert werden kann. Stimmt dies?
Einige Nuklearaufsichtsbehörden befassen sich mit der Frage, wie die Notfallplanungszone am besten festgelegt werden kann, um herauszufinden, ob sie in einigen Fällen auf risikobewusste Weise verkleinert werden kann. Und ja, in einigen Fällen stellen sie fest, dass die Grösse der Notfallplanungszone für einige SMRs verringert werden kann.
Einige SMRs, wie der chinesische HTR-PM, sind bereits in Betrieb und der ACP100 befindet sich in Bau. Wann erwarten Sie, dass weitere SMRs auf den Markt kommen?
Einer der ersten SMRs im Netzmassstab, der in einem OECD-Land seinen kommerziellen Betrieb aufnehmen wird, ist der BWRX-300 am Standort Darlington von Ontario Power Generation in der Nähe von Toronto in Kanada. Dort hat man bereits mit den Vorbereitungsarbeiten für den Bau begonnen und macht stetige Fortschritte auf dem Weg zu einem möglichen kommerziellen Betrieb bis 2029. Einige weitere SMRs in den USA könnten in einem ähnlichen Zeitrahmen liegen. Soweit zu den grösseren Anlagen im Netzmassstab.
Ich denke, dass wir auch einige Mikroreaktoren sehen werden, die für netzunabhängige Anwendungen gedacht sind – insbesondere für abgelegene Bergbaustandorte – und die schon bald demonstriert werden könnten. Wir wissen, dass es bei Bergbauunternehmen und anderen industriellen Endverbrauchern ausserhalb des Nuklearsektors einen riesigen potenziellen Markt für die Kleinstanlagen gibt. Viele potenzielle Kunden für die Mikroreaktoren sagen im Wesentlichen: «Wir müssen erst sehen, dass SMRs demonstriert werden und funktionieren. Wir wollen nicht unbedingt das erste Exemplar an unserem Standort haben, weil wir kein Nuklearunternehmen sind. Aber zeigen Sie uns zuerst, dass es funktioniert, und dann sind wir bereit, weiterzumachen.» Ich denke also, wenn diese Mikroreaktoren erfolgreich demonstriert werden, könnte die Nachfrage nach einer grösseren Anzahl von ihnen an Industriestandorten sehr schnell wachsen und erheblich sein.
Da es sich bei Mikroreaktoren um viel leistungsschwächere Anlagen handelt – manche liefern gerade einmal bis zu fünf Megawatt – könnten diese möglicherweise schneller demonstriert und gebaut werden: Wir gehen davon aus, dass Mikroreaktoren bis Mitte/Ende der 2020er-Jahre demonstriert und in den darauffolgenden Jahren in grossen Stückzahlen kommerziell eingesetzt werden können. Wir rechnen zudem mit einer weiteren Gruppe an Reaktoren, die als Generation-IV-Technologie eingestuft werden Sie bieten zusätzliche interessante und potenzielle Vorteile, befinden sich jedoch noch in einem früheren Stadium der Forschung und Demonstration. Einige erfordern noch Forschung, neue Materialien oder neue Arten von Brennstoffen. Sie werden sehr aufregend sein, wenn es soweit ist, aber das könnte eher Mitte der 2030er-Jahre oder später sein.
Diane Cameron
Zum Werdegang von Diane CameronDiane Cameron ist Leiterin der Abteilung «Nuclear Technology Development and Economics» bei der Nuclear Energy Agency (NEA) der OECD. In dieser Funktion leitet sie ein Expertenteam aus Ökonomen und Wissenschaftlern, das die Energiepolitik und die Entwicklung der Kernenergiepolitik in den NEA-Mitgliedsländern unterstützt, indem es evidenzbasierte, massgebliche Bewertungen und Analysen in den Bereichen Kernenergiewirtschaft, Finanzierung und Kostenreduzierung sowie Kerntechnik, Innovation und Brennstoffkreislauf vorantreibt.
Von 2014 bis 2021 war sie Direktorin der Abteilung für Kernenergie bei der kanadischen Regierung. Als Direktorin leitete sie die Abteilung, die für die Führung und Koordinierung der kanadischen Kernenergiepolitik zuständig ist, und war Vorsitzende des «Canada’s Small Modular Reactor (SMR) Roadmap and Action Plan». Im Jahr 2007 trat sie in die kanadische Regierung ein und arbeitete dort in den Bereichen Energie-, Umwelt- und Wirtschaftspolitik einschliesslich internationaler Beziehungen und Verhandlungen. Vor ihrer Tätigkeit bei der kanadischen Regierung war sie in der Unternehmensberatung und im Ingenieurwesen in der Privatwirtschaft tätig und spezialisierte sich auf globale Wertschöpfungsketten und internationale Logistik.
Die kanadische Staatsbürgerin hat einen Master-Abschluss in Technologiepolitik vom Massachusetts Institute of Technology (MIT), wo sie zum Alfred Keil Fellow for Wiser Uses of Science and Technology ernannt wurde. Diane Cameron hat ausserdem einen Bachelor of Applied Science in Systems Design Engineering von der University of Waterloo.
Verfasser/in
Benedikt Galliker, technisch-wissenschaftlicher Redaktor, Nuklearforum Schweiz
Quelle
NEA-Publikation «NEA Small Modular Reactor Dashboard»
NEA-Mitteilung «Committing to improve the nuclear sector's gender balance»
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