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Neue Reaktortypen

Seit vielen Jahren sprechen Experten davon, dass bald Reaktoren der so genannten Generation IV auf den Markt kommen. Diese sollen dann im Vergleich zu heutigen Anlagen grundlegende Lösungen bei den Themen Sicherheit, Proliferation und Entsorgung bieten und dabei gleichzeitig wirtschaftlich attraktiv sein. Solche Reaktorkonzepte existieren jedoch bisher nur auf dem Papier. Auch lässt der zurückhaltende Forschungsaufwand nicht erwarten, dass diese Konzepte schnell realisiert werden. Erste Projekte, die beispielsweise in Südafrika einen Prototypen bauen wollten, müssen ihre Zeitpläne immer wieder drastisch korrigieren. Die eigentlichen Probleme tauchen häufig erst beim konkreten ingenieurtechnischen Design, während des Baus und im Betrieb auf. Fazit: Es ist fraglich, ob und wann Reaktoren der so genannten Generation IV gebaut werden. Deshalb spielen solche Konzepte in den nächsten Jahrzehnten praktisch keine Rolle, selbst wenn es zu einem massiven Ausbau der Kernenergie kommen würde.

Die Reaktoren, die derzeit auf dem Markt sind, wie beispielsweise der Europäische Druckwasserreaktor (EPR) stellen kontinuierliche Weiterentwicklungen der bisherigen Technik dar. Sie sind zwar technisch auf einem neuen Stand, können aber die bisherigen Probleme der Kernenergie nicht grundsätzlich lösen.

Im Jahr 2000 haben sich verschiedene Staaten zu einem gemeinsamen Forum zusammengeschlossen, um die Entwicklung für zukünftige Nuklearanlagen (Generation IV) zu koordinieren. Diese Kernkraftwerke sollen über grundlegend neue Eigenschaften verfügen. Das Forum konzentriert sich seither auf sechs wesentliche Reaktorkonzepte und einige Querschnittsthemen. Dabei will das Forum alle Typen gleichzeitig weiter entwickeln, wobei sich einzelne Staaten jeweils nur auf eines oder wenige der Konzepte konzentrieren. Zu den zentralen Problemen, die dort behandelt werden, gehören: Fragen der Sicherheit und der Nuklearen Nichtverbreitung, die verbesserte Nutzung der Ressourcen, die Entsorgung sowie die Wirtschaftlichkeit. Dabei versprechen einzelne Konzepte jeweils Vorteile in einem der zentralen Felder. Ob allerdings einer der Reaktortypen oder gar eine Kombination aus verschiedenen in der Lage sein wird, alle Probleme letztendlich zu lösen, ist aus heutiger Sicht eher unwahrscheinlich.

Es ist mehr als fraglich, ob die neuen Reaktortypen der Generation IV bald auf den Markt kommen.

Eine Einschätzung des Generation IV International Forums zu den Entwicklungskosten dieser Reaktoren kam zu dem Ergebnis, dass pro verfolgtem Reaktortyp zwischen 600 und 1.000 Millionen US-Dollar bis 2020 erforderlich wären. Darin sind die Kosten für den Bau von Demonstrationskraftwerken noch gar nicht enthalten. Dies entspräche pro Reaktortyp einer notwendigen jährlichen Investition in der Größenordnung von 300 bis 350 Millionen US-Dollar. Dem stehen bisher (Stand 2009) für alle sechs Konzepte zusammen Forschungs- und Entwicklungsausgaben in der EU und den USA zwischen 50 und 100 Millionen US-Dollar gegenüber. Selbst wenn sich weitere Länder beteiligen sollten, fallen die tatsächlichen Anstrengungen damit weit hinter den eigentlich erforderlichen Aufwand zurück. Damit solche Reaktorkonzepte die heutigen Kernkraftwerke ersetzen könnten, müssten sie jedoch innerhalb der nächsten zwei Jahrzehnte auf den Markt kommen. Ob dies auch nur für eines der Konzepte gelingen kann, ist angesichts des zurückhaltenden Forschungsaufwands und der vielen ungelösten technischen Probleme aus Sicht des Öko-Instituts mehr als fraglich.

Beispiel Hochtemperatur-Reaktor:

In Südafrika befand sich seit 1998 ein so genannter Hochtemperatur-Kugelhaufenreaktor in der Entwicklung. In diesem Reaktortyp wird der in Graphitkugeln eingebettete Brennstoff durch Heliumgas gekühlt. Grundsätzlich sollen damit sehr hohe Kühlmitteltemperaturen (> 1.000°C) und damit auch ein hoher Wirkungsgrad erzielt werden. Dieser ursprünglich in Deutschland entwickelte Reaktortyp sollte in Südafrika  als Prototypreaktor errichtet werden.

Beim offiziellen Projektstart in 1998 sahen die Planungen vor, dass ein Prototyp im Jahr 2003 in Betrieb gehen sollte. Bei diesem sollte eine Turbine direkt vom Kühlmittel betrieben werden, um einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen. Bereits ab 2004 sollte der Reaktor kommerziell angeboten werden, wobei die Entwickler mit einer Nachfrage von bis zu zehn Anlagen pro Jahr rechneten. Nachdem im Jahr 2005 eine bereits positiv beschiedene Umweltverträglichkeitsprüfung, die eine Voraussetzung für den Bau des Reaktors darstellt, vor Gericht widerrufen wurde, sollte der Baustart nunmehr 2009 sein, die Inbetriebnahme 2012. Bereits bis 2006 stiegen die Kostenschätzungen des Projekts um etwa einen Faktor sieben an. Es zogen sich verschiedene Industriepartner aus der Finanzierung zurück, die südafrikanische Regierung beteiligte sich stattdessen am Projekt.

Noch im August 2008 schloss die Betreibergesellschaft Verträge ab und bestellte größere Bauteile für den Prototypreaktor. Im Februar 2009 stoppte die Gesellschaft die bereits abgeschlossenen Verträge jedoch wieder und verwies auf Finanzierungsschwierigkeiten. Anfang 2010 hat sich die Südafrikanische Regierung aus der Förderung des Kugelhaufenreaktors zurückgezogen, nachdem weder neue Investoren noch potenzielle Kunden gewonnen werden konnten. Die Betreibergesellschaft wurde quasi aufgelöst. Bis zu diesem Zeitpunkt waren etwa eine Milliarde Euro in das Projekt investiert worden.

Die Entwicklung grundlegend neuer Reaktorkonzepte, die entscheidende Vorteile gegenüber der heute genutzten Kerntechnik bieten, steht weltweit noch in einer sehr frühen Phase. Die konkreten Forschungsprogramme stoßen dabei immer wieder auf neue technische Hürden und wirtschaftliche Probleme. Zeitpläne müssen drastisch nach hinten korrigiert werden. Diese Konzepte werden daher aus Sicht des Öko-Instituts in den nächsten Jahrzehnten praktisch keine Rolle spielen.


Literatur:

U.S. Department of Energy und Generation IV International Forum: A Technology Roadmap for Generation IV Nuclear Energy Systems. März 2003.

Generation IV International Forum, www.gen-4.org.

Nucleonics Week, diverse Jahrgänge.

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