Kleine modulare Reaktoren: Große Veränderungen in der Kernenergie auslösen

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  Quantumrun-Vorausschau
• 31. Mai 2024

Zusammenfassung der Einblicke

Kleine modulare Reaktoren (SMRs) bieten eine kleinere, anpassungsfähigere Alternative zu herkömmlichen Kernreaktoren mit der Fähigkeit, die Energiesicherheit zu verbessern und die Kohlenstoffemissionen weltweit zu reduzieren. Ihr Design ermöglicht die Montage im Werk und den einfachen Transport zu Installationsorten, wodurch sie sich ideal für abgelegene Standorte eignen und zu schnelleren und kostengünstigeren Bauprojekten beitragen. Die Sicherheitsmerkmale, die Kraftstoffeffizienz und das Potenzial dieser Technologie für die Elektrifizierung ländlicher Gebiete und die Notstromversorgung markieren einen bedeutenden Wandel in der Art und Weise, wie Länder mit der Erzeugung sauberer Energie, der Anpassung an Vorschriften und der nuklearen Lieferkette umgehen.

Kontext kleiner modularer Reaktoren

Im Gegensatz zu ihren größeren Gegenstücken verfügen SMRs über eine Leistungskapazität von bis zu 300 Megawatt Strom (MW(e)) pro Einheit, was etwa einem Drittel der Erzeugungskapazität herkömmlicher Kernreaktoren entspricht. Ihr Design ermöglicht es, Komponenten und Systeme in einer Fabrik zusammenzubauen und als Einheit zum Installationsort zu transportieren. Durch diese Modularität und Portabilität können SMRs an Standorte angepasst werden, die für größere Reaktoren ungeeignet sind, wodurch ihre Machbarkeit verbessert und Bauzeiten und -kosten reduziert werden.

Einer der überzeugendsten Aspekte von SMRs ist ihr Potenzial, kohlenstoffarmen Strom in Gebieten mit begrenzter Infrastruktur oder an abgelegenen Standorten bereitzustellen. Ihre kleinere Leistung passt gut in die bestehenden Netze oder netzferne Standorte, wodurch sie sich besonders für die ländliche Elektrifizierung und eine zuverlässige Stromquelle in Notfällen eignen. Mikroreaktoren, eine Untergruppe von SMRs mit einer Stromerzeugungskapazität von typischerweise bis zu 10 MW(e), eignen sich besonders für kleine Gemeinden oder abgelegene Industrien.

Die Sicherheitsmerkmale und die Brennstoffeffizienz von SMRs unterscheiden sie zusätzlich von herkömmlichen Reaktoren. Ihre Entwürfe basieren häufig eher auf passiven Sicherheitssystemen, die kein menschliches Eingreifen erfordern und so das Risiko einer radioaktiven Freisetzung im Falle eines Unfalls minimieren. Darüber hinaus müssen SMRs möglicherweise seltener nachgetankt werden, wobei einige Konstruktionen bis zu 30 Jahre ohne neuen Kraftstoff betrieben werden können. 

Störende Wirkung

Länder auf der ganzen Welt setzen die SMR-Technologie aktiv ein, um ihre Energiesicherheit zu verbessern, CO2-Emissionen zu reduzieren und das Wirtschaftswachstum zu fördern. Russland hat das erste schwimmende Kernkraftwerk der Welt in Betrieb genommen und damit die Vielseitigkeit von SMRs demonstriert, während Kanada sich auf gemeinsame Forschungs- und Entwicklungsbemühungen konzentriert, um SMRs in seine Strategie für saubere Energie zu integrieren. In den USA erleichtern staatliche Unterstützung und regulatorische Fortschritte Projekte wie das SMR-Design von NuScale Power, um Anwendungsmöglichkeiten wie Stromerzeugung und Industrieprozesse zu diversifizieren. Darüber hinaus erforschen Argentinien, China, Südkorea und das Vereinigte Königreich die SMR-Technologie, um ihre Umweltziele und ihren Energiebedarf zu erfüllen. 

Regulierungsbehörden müssen die aktuellen Rahmenbedingungen anpassen, um den einzigartigen Merkmalen von SMRs Rechnung zu tragen, wie etwa ihrem modularen Aufbau und der Möglichkeit einer flexiblen Standortwahl. Zu diesen Rahmenwerken kann die Entwicklung neuer Sicherheitsstandards, Lizenzverfahren und Aufsichtsmechanismen gehören, die auf die spezifischen Merkmale von SMRs zugeschnitten sind. Darüber hinaus kann die internationale Zusammenarbeit bei Forschung, Entwicklung und Standardisierung von SMR-Technologien deren Einsatz und Integration in das globale Energiesystem beschleunigen.

Unternehmen, die an der nuklearen Lieferkette beteiligt sind, verzeichnen möglicherweise eine erhöhte Nachfrage nach modularen Komponenten, die effizienter in Fabrikumgebungen hergestellt und dann zur Montage an Standorte transportiert werden können. Dieser modulare Ansatz kann zu kürzeren Bauzeiten und niedrigeren Kapitalkosten führen und Kernenergieprojekte für Investoren und Versorgungsunternehmen finanziell attraktiver machen. Darüber hinaus könnten Branchen, die eine zuverlässige Prozesswärmequelle benötigen, wie Entsalzungsanlagen und die chemische Fertigung, von der Hochtemperaturleistung spezifischer SMR-Designs profitieren und so neue Wege für industrielle Effizienz und Umweltverträglichkeit eröffnen.

Auswirkungen kleiner modularer Reaktoren

Weitere Auswirkungen von SMRs können sein: 

• Verbesserte Netzstabilität in abgelegenen und ländlichen Gebieten, Verringerung der Abhängigkeit von Dieselgeneratoren und Förderung der Energiegerechtigkeit.
• Eine Verlagerung der Beschäftigungsmöglichkeiten in Richtung High-Tech-Fertigung und Nuklearbetriebe, was neue Fähigkeiten und Schulungsprogramme erfordert.
• Die Eintrittsbarrieren für Länder, die die Kernenergie einführen wollen, wurden gesenkt, wodurch der Zugang zu sauberen Energietechnologien demokratisiert wurde.
• Aufgrund von Sicherheitsbedenken und Problemen bei der Abfallentsorgung nimmt der lokale Widerstand gegen Nuklearprojekte zu, was ein Engagement der Gemeinschaft und eine transparente Kommunikation erforderlich macht.
• Flexiblere Energiesysteme, die erneuerbare Quellen problemlos integrieren können, was zu einer widerstandsfähigeren Energieinfrastruktur führt.
• Regierungen überarbeiten ihre Energiepolitik, um SMR-Einsatzstrategien einzubeziehen, wobei der Schwerpunkt auf kohlenstoffarmen Energiequellen liegt.
• Veränderungen in den Landnutzungsmustern, wobei SMRs weniger Platz benötigen als herkömmliche Kraftwerke oder große erneuerbare Anlagen.
• Neue Finanzierungsmodelle für Energieprojekte, angetrieben durch die reduzierten Kapitalkosten und die Skalierbarkeit von SMRs.
• Verstärkte Forschung und Entwicklung im Bereich fortschrittlicher Nukleartechnologien, vorangetrieben durch die Betriebserfahrungen und Daten, die bei SMR-Einsätzen gesammelt wurden.

Fragen zu berücksichtigen

• Wie könnten SMRs die mit der Kernenergie verbundenen Sicherheits- und Abfallbewirtschaftungsbedenken angehen?
• Welche Rolle können Einzelpersonen bei der Gestaltung der öffentlichen Politik und Meinung zur Kernenergie und zum SMR-Einsatz spielen?