Neue Milliarden: USA wollen Atomkraft ins Erneuerbaren-Zeitalter bringen

Mit hohen Summen fördert das US-Energieministerium zwei neue Reaktor-Typen. Sie sollen ab 2027 sicheren Strom liefern – und unstete andere Quellen ergänzen.

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(Bild: X-Energy)

Von
  • Sascha Mattke

Der „neue König“ in der weltweiten Stromerzeugung ist Photovoltaik, wie die Internationale Energieagentur vor kurzem in ihrem Jahres-Bericht 2020 feststellte, aber zumindest manche Länder sehen weiterhin auch eine Zukunft in Atomkraft. Dazu gehören zum Beispiel die USA: Hier hat das Energie-Ministerium (DoE) soeben die ersten 160 Millionen Dollar für die Errichtung von zwei neuartigen Kraftwerken freigegeben, die ab Ende 2027 laufen sollen. Insgesamt sind dafür mehrere Milliarden Dollar Förderung möglich – und einer der beiden neuen Reaktoren könnte eine gute Ergänzung zu immer mehr Strom aus Sonne und anderen erneuerbaren, aber unsteten Quellen werden.

Die beiden Unternehmen, die jetzt die DoE-Förderung im Rahmen des im Frühjahr gestarteten Advanced Reactor Demonstration Program erhalten, sind jung, aber dennoch alte Bekannte in der Nuklear-Szene: Terrapower wurde 2006 unter anderem von Bill Gates gegründet und bekam schon 2016 zusammen mit dem Partner Southern Energy 40 Millionen Dollar für die Weiterentwicklung eines neuen Reaktor-Designs. Und auch X-energy, gegründet 2009, wurde schon 2016 vom DoE mit derselben Summe bedacht.

Auch in den USA verzögern sich die noch laufenden Projekten für neue Atomkraftwerke immer wieder oder wurden ganz eingestellt, verabschiedet aber hat sich das Land von der Weiterentwicklung der Technologie nicht. In einem Artikel zu der neuen Förderung für Terrapower und X-energy scheint das DoE sogar so etwas wie Aufbruchstimmung zu signalisieren zu wollen: Nach Jahrzehnten seien die USA jetzt endlich bereit, bei der Demonstration von fortgeschrittenen Reaktoren den nächsten Schritt zu gehen, heißt es darin. Dafür bestehe überparteiliche Unterstützung im US-Kongress, und insgesamt könnten die beiden Projekte 3,2 Milliarden Dollar bekommen.

Das Geld fließt jeweils zur Hälfte an die beiden geförderten Unternehmen, die ihrerseits Mittel in der gleichen Höhe beisteuern müssen. Damit sollen sie je einen Reaktor mit neuartigem Design bauen, der innerhalb von sieben Jahren „vollständig in Betrieb sein wird“, wie das DoE erklärt (in einer anderen Mitteilung ist dagegen von „kann“ die Rede). Die Auszahlung der restlichen vorgesehenen Fördermittel hänge von weiteren Zuweisungen des Kongresses sowie von zufriedenstellenden Fortschritten in der Zeit bis 2027 ab.

Beide jetzt geförderten Designs unterscheiden sich von heutigen Atomkraftwerken, werden aber selbst zum Teil schon seit Jahrzehnten mit Rückschlägen erforscht und entwickelt. X-energy will einen so genannten Kugelhaufen-Reaktor bauen, bei dem der Uran-Brennstoff in Grafit-Kugeln eingekapselt ist. Ein größerer Vorrat wird so sehr langsam verbraucht.

Außerdem hat das Konzept von X-energy zwei weitere Besonderheiten. Zur Kühlung und Wärme-Übertragung dient statt Wasser Helium, was höhere Dampf-Temperaturen und somit Wirkungsgrade ermöglicht. Und der Reaktor Xe-100 ist modular aufgebaut und soll später in Fabriken vorgefertigt werden; für das DoE-Projekt sind vier Einheiten mit zusammen 320 Megawatt Leistung vorgesehen.

Terrapower wiederum arbeitet, zusammen mit dem Partner GE-Hitachi, an einem mit Natrium gekühlten schnellen Reaktor (nach der englischen Bezeichnung abgekürzt als SFR). Das Metall schmilzt erst bei hohen Temperaturen, sodass es nicht unter Druck stehen muss, was Komplexität und Kosten verringert. Wie bei SFR üblich, wird die entstehende Hitze an ein weiteres geschmolzenes Medium abgegeben, nämlich Salz. Dieser nicht-nukleare Teil ist bei Terrapower vom eigentlichen Reaktor abgekoppelt und kann deshalb weniger aufwendig ausgelegt und gebaut werden.

Zudem lässt sich das erhitzte Flüssigsalz nicht nur sofort zur Stromerzeugung im Generator verwenden, sondern auch später – alternativ kann man es zunächst in Tanks speichern. Die eigentliche Reaktor-Leistung bei dem geplanten Terrapower-Demonstrator beträgt 345 Megawatt, aber mit genügend heißem Salz im Speicher kann sie bis zu fünf Stunden lang auf 500 Megawatt erhöht werden, wie Greentech Media erklärt. Auch der Reaktor von X-energy soll in der Lage sein, seine Stromproduktion an den Bedarf am Markt anzupassen. Terrapower geht mit dem Salz-Speicher aber noch einen Schritt weiter, weil sich der für noch mehr Leistung verwenden lässt.

Derlei Flexibilität wird heute vielleicht noch stärker gebraucht als die fast schon berühmte Grundlastfähigkeit von Atomreaktoren: Weltweit wächst der Anteil von erneuerbaren Quellen an der Stromerzeugung, die dadurch insgesamt unstetiger wird. Bislang wurden deshalb schnelle Gas-Kraftwerke in Reserve gehalten und zunehmend große Akku-Speicher gebaut. Doch wenn die Pläne von Bill Gates' Atom-Unternehmen jetzt aufgehen, wäre auf gewisse Weise auch Atomkraft im Erneuerbaren-Zeitalter angekommen.

(sma)