Im Salzschmelze-Reaktor dient eine in Salzschmelze gelöste Kernbrennstoff-Mischung sowohl als Brennstoff wie Kühlmittel, was ein hohes Risiko für die Verbreitung von Kernwaffen birgt. Bild: SES

Die Sodium-cooled Reactors bringen neue Sicherheitsprobleme mit sich, so kann z. B. das Kühlmittel Natrium bei Luft- oder Wasserkontakt brennen. Die zusätzlichen Sicherheitsanforderungen führen zu Abstrichen bei der Wirtschaftlichkeit. Bild: SES

SES: Neue Reaktorkonzepte in der Schweiz – Illusion oder echte Option?

(SES/BN) Jüngst geistert wieder der Ruf nach neuen AKW herum. Populär ist der Verweis auf neue Reaktorkonzepte, die nicht nur gut fürs Klima, sondern gleichzeitig sicherer und weniger umweltbelastend sein sollen. Können die neuen Konzepte ihre grossen Versprechen halten?


2017 war die Antwort der Schweizer Stimmbevölkerung auf die Kernschmelze von Fukushima 2011 eindeutig: Die Schweiz wird sich schrittweise und vollständig von der Atomenergie verabschieden. Mit der Energiestrategie 2050 und den Klimazielen des Bundes ist die Neuausrichtung der Schweizer Energiepolitik klar vorgegeben: weg von fossilen und nuklearen Energieträgern hin zu einer Versorgung mit erneuerbarer Energie. Steigende Preise für fossile Energien und winterliche Stromengpass-Szenarien als Folge des fehlenden Stromabkommens mit der EU haben jüngst für Aufregung in Politik und Medien gesorgt. Plötzlich stehen Forderungen nach neuen Atomkraftwerken im Raum. So hat Economiesuisse-Präsident Christoph Mäder im Herbst öffentlich das AKW-Neubauverbot in Frage gestellt – mit eben dem Verweis auf neue Reaktortechnologien.

Als Option nannte Christoph Mäder Small Modular Reactors (SMR). Auch Referenzblätter wie etwa die NZZ führen diese ins Feld, um das künftige Potenzial der totgeglaubten Atomindustrie auszuloten. Entwickler neuer Konzepte versprechen sich von kleineren, seriell produzierten Reaktormodulen, dass diese günstiger, flexibler einsetzbar und viel sicherer seien als heutige Atomkraftwerke. Andere neue Reaktorkonzepte sollen es ermöglichen, abgebrannte Brennelemente wieder zu verwerten und so das Atommüllproblem abzuschwächen. Doch was ist dran an diesen Behauptungen? Können neue Reaktortechnologien in absehbarer Zeit eine Rolle spielen – auch in der Schweiz?

Neue Reaktorkonzepte auf dem Prüfstand
Diese Fragen standen am Anfang einer Kurzstudie zu drei besonderes populären Reaktorkonzepten:

  • Natriumgekühlte schnelle Brutreaktoren (Sodium-cooled Fast Reactors, SFR)
  • Gasgekühlte Hochtemperatur-Reaktoren (High-Temperature Gas-cooled Reactors, HTGR)
  • Salzschmelze-Reaktoren (Molten Salt Reactors, MSR)

Die Studie fokussierte auf Entwicklungen in den USA, die in diesem Bereich besonders intensiv forscht und die Konzepte wurden anhand von vier Kriterien bewertet: Risiko und Sicherheit, Nachhaltigkeit, Proliferationsgefahr und Wirtschaftlichkeit. In Anlehnung an eine kürzlich veröffentlichte Studie der Union of Concerned Scientists wurde bewertet, ob die neuen Reaktorkonzepte überhaupt gewichtige Vorteile gegenüber traditionellen Konzepten und anderen erneuerbaren Technologien aufweisen.

Auch der Schnellste ist zu langsam…
Auf der Risiko- und Sicherheitsskala schneiden alle drei untersuchten Konzepte schlecht ab. Während alle Konzepte gewisse Risiken heutiger Reaktortypen umgehen, stellen sich jeweils eigene, neue Probleme. Die Studie fasst einige davon zusammen und kommt zum Schluss, dass trotz grosser Versprechen vor allem grosse Ungewissheiten bestehen. Probleme der nuklearen Sicherheit verschwinden mit den neuen Konzepten nicht einfach – sie verändern sich und verlagern die Herausforderungen für Forschung und Entwicklung angepasster Sicherheitstechnik.

Das Gleiche gilt in Bezug auf die Nachhaltigkeit: Die viel zitierte Wiederverwertbarkeit von Kernbrennstoffen, die das Atommüllproblem zu lösen helfen soll, ist nicht haltbar. Das Konzept der Wiederaufbereitung abgebrannter Brennelemente in einem geschlossenen Kreislauf ist nur in der Theorie nachhaltig. In der Praxis erfordert es jedoch enorme Investitionen in eine Infrastruktur von Wiederaufbereitungsanlagen, die unweigerlich das Verbreitungsrisiko für angereichertes, waffenfähiges Kernmaterial erhöhen.

Darüber hinaus bleibt eine Reihe von wirtschaftlichen Bedenken bestehen. Gerade die Möglichkeit, neue Reaktorkonzepte in kleinerer und modularer Ausführung (SMR) umzusetzen, was ihre Eignung für den Lastenausgleich in einem dezentralen Energiesystem unterstreichen und die Reaktoren durch Skaleneffekte billiger machen soll, zieht in der Realität höhere Kosten pro Kilowattstunde nach sich. Jede Stunde, in der ein AKW keinen Strom produziert, erhöht wegen der hohen Investitions- und Sicherheitskosten die Gestehungskosten pro kWh. Die Wirtschaftlichkeit eines Atomkraftwerks ist also direkt davon abhängig, wie konstant dieses produziert. Zudem konkurrieren Investitionen in neue Reaktortechnologien den Ausbau erneuerbarer Energien, die heute bereits billiger sind und sich technologisch für den Einsatz in grossem Massstab bewährt haben.

Es braucht die richtigen Investitionen – jetzt!
Generell ist festzustellen, dass von den untersuchten Reaktorkonzepten in einzelnen Bereichen tatsächlich potenzielle Vorteile gegenüber heutigen AKW-Designs erwartet werden können. Hingegen schafft es keines der sogenannt fortschrittlichen Konzepte, in allen Bereichen gleichzeitig Verbesserungen zu erzielen, die signifikant genug wären, um ihre zahlreichen Risiken zu rechtfertigen. Die untersuchten neuen Reaktorkonzepte sind alle noch weit von ihrer Kommerzialisierung entfernt. Auch dieser Umstand sollte von den politischen Entscheidungsträgern umfassend bewertet werden, bevor Zeit und Ressourcen in solche Technologien investiert werden.

Diese Erkenntnisse sind nicht auf die USA beschränkt, sondern lassen sich gut auf andere Staaten übertragen, die Atomkraft nutzen. Auf eine unausgereifte Technologie zu setzen, die mit einer Vielzahl von Problemen in Bezug auf Betrieb, Sicherheit, Kosten, Nachhaltigkeit und Proliferation behaftet ist, erscheint sowohl unklug als auch unangebracht. Die Atomenergie wird nicht in der Lage sein, andere Formen der Stromerzeugung schnell genug zu ersetzen, um die notwendigen Emissionsreduktionen zu erreichen und die drastischsten Auswirkungen des Klimawandels zu verhindern.

Die Schweiz tut gut daran, den eingeschlagenen Weg hin zu erneuerbaren kohlenstoffarmen Technologien konsequent weiterzuverfolgen. Anders als die vieldiskutierten neuen Reaktorkonzepte sind diese bereits heute einsatzbereit und tatsächlich in der Lage, einen massgeblichen Teil zum Erreichen der Klimaziele beizusteuern.

Studie «A synthesized analysis of the state of the «advance» US nuclear industry» >>


Zur Autorin
Bessie Noll ist aktuell Doktorandin in der Energy and Technology Policy Group an der ETH Zürich. Im Auftrag der SES hat sie den Stand der Forschung neuer Reaktorkonzepte in den USA analysiert und mögliche Vorteile gegenüber traditioneller Konzepte bewertet.


Lesen Sie auch: "Deutsches Bundesamt für Sicherheit der nuklearen Entsorgung: Small Modular Reactors - was ist von den neuen Reaktorkonzepten zu erwarten?", ee-news.ch vom 20.1.22 >>

Text: Bessie Noll, Schweizerische Energie-Stiftung

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2 Kommentare

Marc Métry

@Max Blatter: „Alle 25 Jahre eine Katastrophe?“
Ja, ist naheliegend: Ein grosser Unfall geschieht bei einem AKW mit einer Wahrscheinlichkeit von 1/10‘000 Jahre. Ergo bei rund 400 in Betrieb stehenden AKW bei einem in 25 Jahren.
Anscheinend ist die Stichprobenmenge mit 400 genügend gross, dass … (Tschernobil 1986, Fukushima 2011, xxx 2036?). Bleibt nur zu hoffen, dass xxx kein CH-AKW sein wird!

Max Blatter

Haha!
Leute, die Ära der Energie aus Kernspaltung ist vorbei, da gehe ich für einmal mit der SES einig. Mein in Arbeit befindliches Fachbuch wird darüber denn auch nur einen kurzen Abschnitt mit dem Untertitel "Alle 25 Jahre eine Katastrophe?" enthalten.

Und weiter: Die Ära der Energie aus Kernfusion wird m. E. nie beginnen; da wird der Abschnitt im genannten Fachbuch mit "Kernfusion – ewiges Forschungsprojekt?" überschrieben sein.

Es gab übrigens schon gegen Ende der 1970er oder anfangs der 1980er Jahre einen unfreiwilligen Spaßvogel im damaligen Eidg. Institut für Reaktorforschung, der allen Ernstes Mini-Kernreaktoren im Keller jedes Hauses als Energiequellen der Zukunft sah ...

Nichts Neues unter der Sonne also ... A propos Sonne: DIESES Fusionskraftwerk funktioniert seit über 4 Milliarden Jahren und wird unsere Erde weiterhin mit Energie versorgen, solange diese bewohnbar ist (was aus astrophysikalischer Sicht noch etwa 1 Milliarde Jahre der Fall sein wird).

Und, ja auch da hat die SES Recht (das wird mir langsam unheimlich): Die "Erneuerbaren" haben das Potenzial, den Energiebedarf der Menschheit zu 100% zu decken, wie man u. a. in einem früheren meiner Fachbücher nachlesen kann, mit fundierten Zahlen untermauert.

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