ErklärtMini-Atomkraftwerke sind die neuen Hoffnungsträger der Kernenergie. In der EU könnten die ersten bereits in wenigen Jahren den Betrieb aufnehmenDie Kernkraft steht vor einem Comeback. Sogar in Deutschland wird über die Nutzung neuer Technologien diskutiert. Im Fokus sind sogenannte Mini-Atomkraftwerke. Das sollte man über sie wissen.18.05.2026, 05.30 Uhr6 LeseminutenSprengung der Kühltürme des ehemaligen AKW Grafenrheinfeld in Bayern. Damit wollte der Betreiber ein Zeichen für den Rückbau setzen. Frühere AKW-Gelände gelten als mögliche Standorte für neue Mini-AKW.ImagoDie Welt lechzt nach klimaneutraler Energie, vor allem nach Strom. In den vergangenen zehn Jahren ist der Stromverbrauch laut der Internationalen Energieagentur (IEA) doppelt so schnell gestiegen wie der Gesamtenergiebedarf. Dieser Trend dürfte sich noch intensivieren, denn die Welt tritt in ein neues Zeitalter der Elektrizität ein.Optimieren Sie Ihre BrowsereinstellungenNZZ.ch benötigt JavaScript für wichtige Funktionen. Ihr Browser oder Adblocker verhindert dies momentan.Bitte passen Sie die Einstellungen an.Der Umstieg auf die Elektromobilität, die Energieerzeugung mit Wärmepumpen und der Boom der Rechenzentren sind neue Wachstumstreiber. Zugleich bleiben alte grosse Stromfresser erhalten, beispielsweise Haushaltsgeräte und Klimaanlagen sowie die Beleuchtung der Städte. In diesem Umfeld feiert die Kernenergie vierzig Jahre nach dem Atomunfall von Tschernobyl in Europa ein Comeback. Sie gilt als saubere Quelle zur Strom- und Wärmeerzeugung.Die EU-Kommissions-Präsidentin Ursula von der Leyen hat die Abkehr von der Atomkraft jüngst in Paris beim Weltgipfel für Kernenergie als strategischen Fehler bezeichnet. Europa will sich angesichts ständiger Probleme bei der Erdgas- und Erdölversorgung neu orientieren und mehr Geld für die Nukleartechnologie bereitstellen, besonders für Forschung und Entwicklung sowie für Investitionen.Zu den Hoffnungsträgern zählen Mini-Atomkraftwerke (Mini-AKW), sogenannte Small Modular Reactors (SMR). Um diese ist aufgrund neuer Technologien ein regelrechter Hype entstanden. Die SMR dienen jedoch auch dem Lobbyismus für die Kernenergie generell. In Deutschland warb Bayerns Ministerpräsident Markus Söder im März für einen Testversuch von Mini-AKW. Was sollte man über sie wissen?Was sind Mini-AKW?Die Small Modular Reactors sind Atomkraftwerke im Kleinformat. Sie beanspruchen weniger Fläche, produzieren allerdings auch weniger Energie. Ein SMR benötigt rund 10 000 Quadratmeter Fläche, also weniger als 2 Fussballplätze. Ein herkömmliches Kernkraftwerk verbraucht hingegen eine Fläche von 1 bis 2 Quadratkilometern, was 140 bis 180 Fussballplätzen entspricht. Die Mini-AKW erzeugen typischerweise zwischen 200 und 300 Megawatt Energie, manche Modelle auch bis zu 500 Megawatt. Dagegen produziert ein traditionelles Kernkraftwerk eine Leistung von rund 1 Gigawatt, also die doppelte bis fünffache Menge.Was sind die Vorteile von SMR?Die Mini-AKW sind im Vergleich mit herkömmlichen Kernkraftwerken erheblich kleiner. Daraus ergeben sich zahlreiche Vorteile. Normale Reaktoren müssen vor Ort gebaut werden. Dabei entsteht in der Spitze eine Baustelle mit oft mehr als 15 000 Arbeitern. Die SMR werden dagegen entweder in einer Fabrik vorproduziert und montiert sowie anschliessend gebrauchsfertig zum Standort transportiert, oder es werden zumindest grosse Module vorgefertigt und dann am Standort zusammengesetzt.Durch die Serien- oder sogar Massenfertigung in einem Werk können die Hersteller erhebliche Skaleneffekte erzielen. Das senkt die Baukosten und verkürzt die Bauzeit, zwei der grossen Hindernisse bei der Realisierung herkömmlicher Kernkraftwerke. Dadurch wird auch die Finanzierung dieser neuen Form von Atomreaktoren einfacher. Die kleinen Kraftwerke gelten durch ihr einfacheres Design als sicherer. Gegner der Technologie bestreiten das.Welche Herausforderungen gibt es?Die grössten Probleme bestehen in der Lieferkette, der Personalverfügbarkeit, dem Zugang zu Kapital sowie der Regulierung und bei behördlichen Genehmigungen. Weltweit gibt es derzeit beispielsweise nur eine Anlage, die hochgradig schwach angereichertes Uran (Haleu) herstellt. Das ist ein neuartiger Kernbrennstoff, der mit 5 bis knapp 20 Prozent Uran-235 angereichert ist. Die USA versuchen zwar, die heimische Haleu-Herstellung zu fördern. Doch es könnte Jahre dauern, bis eine Produktion in grossem Massstab entsteht. Dazu kommen Engpässe bei den Herstellern von Druckbehältnissen sowie von Gussteilen, Pumpen, Ventilen und Rohrleitungen, die für die Nukleartechnologie eine spezielle Güte aufweisen müssen.Manche Beobachter konstatieren zudem einen Mangel an qualifizierten Fachkräften, da an Universitäten die Abschlusszahlen in Kerntechnik seit Jahren sinken. Ferner dauern Genehmigungen durch die zuständigen Atomaufsichtsbehörden fünf bis zehn Jahre. In der EU müssen die Zulassungen darüber hinaus in jedem Land neu eingeholt werden. Hinzu kommt, dass die effektiven Kosten für diese neuen Atommeiler – wie bei so vielen Infrastrukturprojekten – schwierig zu prognostizieren sind.Welche Unterschiede gibt es bei den SMR?Die Entwicklung von Atomkraftwerken wird in Generationen unterteilt. Sie begann Ende der 1940er Jahre mit der Generation I. Ab etwa 1990 spricht man von der Generation III und seit dem Jahr 2010 von der Generation III+. Für viel Phantasie sorgen vor allem Reaktoren der Generation IV. Dabei handelt es sich um fundamental neue Technologien, die bis jetzt jedoch noch Zukunftsmusik sind.Die EU unterscheidet drei Hauptkategorien: erstens Reaktoren der Generation III+ mit zusätzlichen passiven Sicherheits-Features, zweitens Reaktoren der Generation IV sowie drittens Mikroreaktoren, die weniger als 10 Megawatt Strom produzieren und transportiert werden können.Wie unterscheiden sich die Technologien?Bei Atomkraftwerken der Generationen III und III+ handelt es sich überwiegend um Leichtwasserreaktoren, also Druckwasser- oder Siedewasserreaktoren, die typischerweise aus bestehenden wassergekühlten Kernreaktoren entwickelt wurden. Sie gelten im Vergleich zu ihren Vorgängern der Generation II als effizienter und sicherer. Für die Generation III+ verweisen Hersteller auf eine noch höhere passive Sicherheit und zusätzliche Notfallsysteme.Der Kern der Reaktoren enthält einen Brennstoff. Das ist normalerweise Uran, das durch Kernspaltung eine erhebliche Menge Wärme freisetzt. Diese Wärme wandelt Wasser in Dampf um. Der Dampf treibt wiederum eine Turbine an. Diese ist mit einem Generator verbunden, der dann den Strom erzeugt. Die Technik ist weitgehend identisch mit jener eines normalen Kernkraftwerks.Bei der Generation IV gehen Forscher andere Wege mit neuen Kühlmitteln und teilweise anderen Brennstoffen. Ziele sind eine höhere Sicherheit, eine bessere Nutzung von Ressourcen und die Verringerung des Atommülls. Die meisten Konzepte sind noch in einer frühen Entwicklungsphase. Auch bei den Generation-IV-Kraftwerken gibt es Leicht- und Schwerwasserreaktoren, aber auch viele neue Technologien, bei denen zur Kühlung flüssiges Metall, gekühltes Salz oder gekühltes Gas zum Einsatz kommen. Man spricht unter anderem von natriumgekühlten schnellen Reaktoren, bleigekühlten Reaktoren, gasgekühlten Hochtemperaturreaktoren und Flüssigsalzreaktoren.Was ist mit dem Atommüll?Auch die SMR produzieren Atommüll, dessen Menge je nach Design und Konstruktion unterschiedlich sein kann. Bei manchen Konzepten kann aufbereiteter Atommüll als Brennstoff verwendet werden, es wird auch von wiederaufbereitetem Brennstoff gesprochen. Durch die chemische Trennung von Atommüll sollen nutzbare Bestandteile wieder als Brennstoff verwendet werden können.Bereits jetzt gibt es Kernkraftwerke, die einen Teil der hochradioaktiven Abfälle zur Stromerzeugung nutzen. Die Wiederverwendung ist allerdings beschränkt auf das im abgebrannten Kernbrennstoff enthaltene Uran und Plutonium. Aus Sicht der Kritiker erfordert die heterogene Natur der SMR eine spezialisierte Infrastruktur für die Brennstoffproduktion und die Abfallbewirtschaftung, die nicht existiert.Sind schon SMR in Betrieb?Ja. China hat 2021 ein Mini-AKW mit Hochtemperatur-Gaskühlung ans Netz angeschlossen. Auch Russland hat bereits einen SMR gebaut und in Betrieb genommen. In Argentinien ist ein Reaktor seit langer Zeit in Produktion. Darüber hinaus wird in vielen Ländern an der Technologie geforscht. In Europa gibt es unter anderem Projekte in Grossbritannien, den Niederlanden, Polen, Tschechien und Schweden. Weltweit sind laut Schätzungen rund hundert kommerzielle SMR-Designs in der Entwicklung. Bei vielen handelt es sich um Projekte kleiner Gruppen, die voraussichtlich nie Realität werden. Doch einige Designs könnten die Projektreife erreichen.Wann könnten in Europa erste Reaktoren in Betrieb gehen?In der EU wurde bereits mit Vorbereitungen für die ersten Projekte begonnen. Die Einführung und der Betrieb von Reaktoren der Generation III+ könnten bereits Anfang der 2030er Jahre erfolgen, verlautet es aus Brüssel. Die Firmen Rolls-Royce und Siemens Energy wollen gemeinsam zu den Ersten gehören, die in Europa einen SMR in Betrieb nehmen. Die USA planen die Realisierung eines Demonstrationsreaktors gegen Ende des Jahrzehnts. Manche Beobachter meinen, bis zu einer kommerziellen Nutzung der Mini-AKW werde es noch zehn bis fünfzehn Jahre dauern. Doch darüber gehen die Meinungen auseinander.Und was ist mit Kernfusion statt Kernspaltung?Eine Alternative zur Spaltung von Atomen könnte die Fusion von Atomen werden, denn durch die Verschmelzung von Atomkernen wird auch enorm viel Energie freigesetzt. Zudem gilt die Fusionstechnologie als risikoarm, da keine Kettenreaktionen entstehen und der geringe Abfall nur schwach bis mittelstark radioaktiv ist. Das Vorbild ist die Sonne.Bei der technischen Umsetzung bestehen jedoch noch sehr viele Probleme. Ob sie alle lösbar sind, ist umstritten. Weltweit arbeiten laut Schätzungen gut fünfzig Unternehmen an der Erzeugung von Fusionsenergie, davon mehr als die Hälfte in den USA. In Deutschland gibt es vier Startups, die sich der Technologie widmen. Manche Beobachter meinen, die Atomtechnik könnte gleich von Reaktoren der Kategorie III+ zur Fusionstechnologie springen – und dabei die Generation-IV-Reaktoren auslassen.Verwendete Quellen: «The Path to a New Era for Nuclear Energy» der IEA, «Fragen und Antworten zur Strategie für kleine modulare Reaktoren» der EU-Kommission, «Quick Guide SMR» der Bank of America, «Factsheet SMR» von Siemens Energy, «Small Modular Reactors – Smaller Regulation?» der Heinrich-Böll-Stiftung Brüssel.Sie können Michael Rasch auf den Plattformen X, Linkedin und Xing folgen.1 KommentarVivian Reck vor 11 Minutenin fünfzig Jahren, dafür gibt es sogar eine Formel: fortlaufend in fünfzig Jahren!Passend zum Artikel