Kleine Kernkraftwerke, sogenannte SMR, sind derzeit die Hoffnungsträger der Atomindustrie. Sie gelten als sicher, flexibel und kostengünstig, lösen allerdings nicht das zentrale Problem der Kernenergie: radioaktiven Abfall.
Weltweit beteiligen sich Energiekonzerne und Start-ups am Wettlauf um diese potenzielle Zukunft der Kernenergie. Eins davon ist das multinationale Start-up Newcleo.
Das Unternehmen arbeitet an einem SMR-Reaktor, der radioaktive Abfälle aus konventionellen Atommeilern verwerten kann – und so die Menge des Mülls sowie dessen Strahlung deutlich reduziert. Das wiederum macht ihn einfacher zu lagern.
Eine solche Lösung ist dringend: So weist die EU den "Kraftwerkzwergen" eine Schlüsselrolle bei der Erreichung der Klimaziele bis 2050 zu. Erst Anfang Februar rief die EU-Kommission zu einer europäischen Industrieallianz für Small Modular Reactors (SMR) auf. 14 europäische Staaten haben auf der UN-Klimakonferenz im vergangenen Jahr eine Erklärung unterzeichnet, ihre Kernenergieproduktion bis 2050 zu verdreifachen.
Doch bisher weiß noch niemand, wohin mit den hoch radioaktiven Abfällen. Endlager dafür müssen Sicherheit für eine Million Jahre garantieren, die Suche läuft.
Große Versprechen an die Geldgeber
Hier setzt das 2021 gegründete Newcleo an. Das Unternehmen mit Sitz in London, Lyon und Turin hat seit der Gründung rund 400 Millionen Euro eingesammelt und wächst kräftig. Allein in den vergangenen sechs Monaten hat es drei andere Unternehmen übernommen und rund 200 neue Mitarbeitende eingestellt. Vor fast genau einem Jahr kündigte Newcleo zudem eine Kapitalerhöhung um eine Milliarde Euro an. Damit ist es das bestfinanzierte Nuklear-Start-up Europas.
Aber: Newcleo selbst macht noch keine Gewinne und will frühestens in acht Jahren den ersten kommerziellen Reaktor bauen. Was also fasziniert die mehr als 20 Investoren, darunter Exor, die größte private Holding Italiens? Laut Gründer und Physiker Stefano Buono ist es: die Renaissance der Kernenergie.
Newcleo entwickelt mit Blei gekühlte Atomreaktoren und behauptet, die seien sicherer als andere Kraftwerke. Normalerweise wird in einem AKW Wasser zur Kühlung verwendet. Der Siedepunkt von Wasser liegt jedoch bei 100 Grad Celsius – es verdampft in dem Prozess also schnell und muss selbst aktiv heruntergekühlt werden. Der Ausfall der Kühlung hat zu großen Katastrophen wie in Tschernobyl und Fukushima geführt. Bei Blei liegt der Siedepunkt viel höher, er beträgt 1737 Grad Celsius. Damit, sagt Newcleo, sei die Gefahr einer Kernschmelze geringer.
Die Grundtechnologie ist nicht neu: Ende der 90er-Jahre gab es in Frankreich ein ähnliches Projekt namens "Superphénix". Das wurde aber wegen zahlloser technischer Probleme, hoher Kosten und heftigen Widerstands von Umweltschützern vom Netz genommen. Newcleo will die Idee mit den wesentlich kleineren, billigeren und weniger komplexen SMRs wiederbeleben.
Und das Mini-Kraftwerk soll mit Atommüll aus konventionellen Meilern betrieben werden, sodass kein neuer strahlender Abfall entsteht. Etwa 900 Kilogramm Atommüll soll der erste geplante Reaktor pro Gigawatt und Jahr verbrauchen und produzieren, verglichen mit etwa 20 Tonnen bei einem herkömmlichen Kraftwerk.
Sollten sich schnelle Reaktoren dieser Art etablieren, könnte das Volumen des bereits vorhandenen Atommülls durchaus deutlich reduziert werden.
Christian Reiter, Leiter der Reaktorphysik an der Technischen Universität München
Das Unternehmen beschreibt das Grundprinzip des SMR im Detail so: Der Reaktor selbst hat die Form eines Beckens, mit dem Reaktorkern am Boden des Behälters. Dieser wiederum ist mit dem Kühlmittel, in diesem Fall geschmolzenem Blei, gefüllt. Die schnellen Neutronen, die für die Kernspaltung des Atommülls notwendig sind, verlieren durch das "Abprallen" am Blei nur wenig kinetische Energie. So kann der Brennstoff immer wieder beschossen und in Isotope mit deutlich kürzerer Lebensdauer umgewandelt werden.
Der erste Prototyp des Reaktors mit einer Leistung von 30 Megawatt (MW) ist in Frankreich für 2030 geplant, nur zwei Jahre später soll eine kommerzielle 200-Megawatt-Anlage in Großbritannien folgen, die laut dem Unternehmen etwa 400.000 Haushalte mit Strom versorgen kann.
Gibt es einen Haken?
Auch mit der Newcleo-Idee sei das Abfallproblem nicht vollständig gelöst – und ein Endlager weiterhin notwendig, so der Physiker Christian Reiter, Leiter der Reaktorphysik an der Technischen Universität München. Denn selbst wenn die Brennelemente alle möglichen Wiederaufbereitungsschritte durchlaufen haben, bleiben am Ende teils langlebige Spaltprodukte übrig, die entsorgt werden müssen.
Viele SMR-Konzepte existieren bisher nur auf dem Papier.
Jochen Ahlswede vom Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung (BASE)
Die Technologie sei jedoch trotzdem vielversprechend. "Sollten sich schnelle Reaktoren dieser Art etablieren, könnte das Volumen des bereits vorhandenen Atommülls durchaus deutlich reduziert werden", so der Wissenschaftler. Bei der Suche nach einem Endlager müsse man sich dann nicht mehr fragen, ob es in einer Million Jahren noch steht, sondern ob es in 200 Jahren noch stabil sei, denn der Müll strahlt weniger lange. Das vereinfache die Handhabung und die Lagerung erheblich.
Jochen Ahlswede vom Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung (BASE) sieht derartige Projekte dagegen skeptisch. "Viele SMR-Konzepte existieren bisher nur auf dem Papier", sagt der Experte. Technologien dieser Art hätten ihre Machbarkeit noch nicht bewiesen und es sei ungewiss, wann sie tatsächlich großtechnisch einsetzbar sein werden. Zusätzlich seien sie sehr teuer. So rechnet Newcleo allein für den Bau der MOX-Fabrik und des 30-MW-Prototyps in Frankreich bis 2030 mit einem Investitionsbedarf von drei Milliarden Euro.
Um weltweit die gleiche elektrische Leistung zu erzeugen wie mit den heutigen neuen Kernkraftwerken, müssten laut BASE-Gutachten statt der heute rund 400 Großreaktoren mehrere Tausend bis Zehntausend SMR-Anlagen gebaut werden. Auch wenn die kleinen Reaktoren weithin als sicherer gelten als konventionelle Kernkraftwerke, vervielfacht sich damit das Sicherheitsrisiko, das die Kernenergie naturgemäß birgt.
Die Pläne hinter den Plänen
Die Mini-Kraftwerke sind jedoch nur ein Teil des Geschäftsmodells von Newcleo: "Unsere mittelfristige Strategie ist es, auch den Brennstoff für unsere Reaktoren herzustellen", sagt CEO Buono. Denn: Atommüll ist nicht gleich Atommüll.
Das Start-up hat seine Technologie auf Mischoxid-Brennelemente (MOX) ausgerichtet, die hauptsächlich aus abgereichertem Uran sowie Plutonium bestehen und aus vorhandenen radioaktiven Abfällen der Nuklearindustrie hergestellt werden können.
In einer eigenen Wiederaufbereitungsanlage in Frankreich will das Unternehmen die Herstellung ab 2029 selbst übernehmen und hat dafür bereits vor etwa zwei Jahren eine französische Tochtergesellschaft gegründet.
"Dieses Modell ist für uns am kosteneffizientesten und wesentlich für unsere Skalierbarkeit", begründet Buono die Pläne. MOX wurde bereits vor mehr als 30 Jahren in herkömmlichen Atomkraftwerken genutzt. Die langjährige Erfahrung der Industrie mit dem Brennstoff, so der CEO, würde die ambitionierten Zeitpläne des Unternehmens erst möglich machen.
Und auch in anderen Bereichen setzt das Start-up auf das geballte Wissen aus der Nuklearbranche. Ende Januar schloss Newcleo eine Allianz mit Nuclear Transport Solutions (NTS), einem Unternehmen, das auf den Transport von Atommüll spezialisiert ist. Wenige Monate zuvor hatte die Tosto Group, ein Hersteller von Großkomponenten und Druckgeräten, eine Kooperation mit dem Start-up unterzeichnet.
Dieser Artikel erschien zuerst im Handelsblatt.