Zusammenfassung:
Die Tennessee Valley Authority (TVA) hat von den US-Bundesbehörden die Genehmigung zum Bau eines kleinen modularen BWRX-300-Reaktors am Standort des Kernkraftwerks Clinch River in der Nähe von Oak Ridge, Tennessee, erhalten. Dies ist das erste Mal, dass ein US-amerikanisches Versorgungsunternehmen die behördliche Genehmigung zum Bau des von GE Vernova Hitachi entworfenen BWRX-300-Reaktors erhalten hat. Auch in den USA wird es als wichtiger Schritt gesehen, die Kommerzialisierung kleiner modularer Kernreaktoren wieder voranzutreiben.
Die US-amerikanische Nuklearregulierungskommission (NRC) hat die entsprechende Überprüfung in nur 14 Monaten abgeschlossen, etwa vier Monate früher als geplant. Bei dieser Genehmigung handelt es sich um eine Baugenehmigung, was bedeutet, dass TVA nun offiziell mit dem Bau des Reaktors beginnen kann, sie bedeutet jedoch nicht, dass die Anlage eine Betriebsgenehmigung erhalten hat. TVA muss außerdem eine separate Betriebsgenehmigung einholen, bevor es Kernbrennstoff verlädt und offiziell Strom erzeugt.
BWRX-300 ist ein kleiner Siedewasserreaktor. Sein grundlegender technischer Weg ist kein völlig neues Kernreaktorprinzip, sondern basiert auf der Siedewasserreaktortechnologie, die über jahrzehntelange Erfahrung im kommerziellen Betrieb verfügt. Wie der Name schon sagt, nutzt der Reaktor Wasser als Kühlmittel und treibt den Kühlprozess durch die natürliche Wasserzirkulation an.
Die geplante Stromerzeugungskapazität eines einzelnen BWRX-300 beträgt etwa 300 Megawatt, was etwa einem Viertel der aktuellen Einzelkapazität des neuesten Großreaktors im Kernkraftwerk Vogtle in Georgia, USA, entspricht. Im Vergleich zu herkömmlichen großen Kernreaktoren besteht die Kernidee kleiner modularer Reaktoren darin, den Umfang und die Komplexität eines einzelnen Projekts zu reduzieren und dann durch den Bau mehrerer standardisierter Einheiten Skaleneffekte zu erzielen.
BWRX-300 verfügt außerdem über eine Reihe passiver Sicherheitsdesigns. Bei anormalen Bedingungen können einige Sicherheitssysteme Schwerkraft, Druck und gespeichertes Wasser nutzen, um die Kühlung abzuschließen, anstatt sich ausschließlich auf elektrisch angetriebene Pumpen und andere aktive Geräte zu verlassen. Durch dieses Design können einige mechanische und elektrische Systeme reduziert werden, wodurch die Systemkomplexität verringert und die Sicherheitsmarge bei Unfallbedingungen verbessert werden soll.
GE Vernova Hitachi und seine Partner hoffen, dieses vereinfachte Design nutzen zu können, um die Anzahl der für den Reaktor erforderlichen Teile zu reduzieren und die Fabrikfläche zu verkleinern. Gleichzeitig kann theoretisch eine große Anzahl von Bauteilen im Werk vorgefertigt und dann zur Montage auf die Baustelle transportiert werden, wodurch sich der Arbeitsaufwand beim Bau vor Ort verringert.
Der wahre wirtschaftliche Vorteil kleiner modularer Reaktoren liegt nicht ausschließlich in der geringeren Größe einer einzelnen Einheit, sondern in der Tatsache, dass mehrere Einheiten kontinuierlich mit demselben standardisierten Design gebaut werden können. Wenn die gleichen Teile, Lieferketten und Bauprozesse in großen Mengen verwendet werden können, können Kosten und Bauzeiten durch Großeinkäufe, Fabrikproduktion und den Aufbau von Bauerfahrung schrittweise reduziert werden.
TVA prüft derzeit, ob in Zukunft bis zu vier BWRX-300-Reaktoren in Clinch River gebaut werden sollen. TVA hat jedoch weder einen konkreten Startzeitpunkt noch die endgültigen Projektkosten bekannt gegeben.
Die Vereinigten Staaten haben in den letzten Jahren ihren Fokus erneut auf kleine Kernreaktoren gelegt, was eng mit dem Anstieg des Strombedarfs zusammenhängt, der durch den raschen Ausbau von Rechenzentren für künstliche Intelligenz verursacht wird. Große KI-Rechenzentren benötigen eine kontinuierliche Stromversorgung, und der Stromverbrauch könnte in Zukunft noch weiter zunehmen. Für Netzbetreiber werden Stromquellen, die rund um die Uhr zuverlässig und wetterunabhängig Strom erzeugen können, immer wichtiger.
Dadurch ist die Kernenergie erneut zu einer der Stromquellen geworden, die beim Ausbau der KI-Infrastruktur in den Vereinigten Staaten Aufmerksamkeit erregt haben. Im Vergleich zu Solar- und Windenergie besteht das größte Merkmal der Kernenergie darin, dass sie über einen langen Zeitraum eine stabile Grundlastleistung liefern kann und gleichzeitig während des Betriebs keine direkten Kohlendioxidemissionen verursacht. Andererseits sind neue Kernkraftwerke seit langem mit Problemen wie langen Bauzyklen, enormen Investitionssummen und Kostenüberschreitungen konfrontiert.
Ein typischer Fall sind die beiden neu gebauten Großreaktoren im Kernkraftwerk Vogtle in den USA. Die endgültigen Gesamtkosten der beiden Blöcke belaufen sich auf etwa 35 Milliarden US-Dollar, und das Projekt wurde viele Jahre später als ursprünglich geplant in Betrieb genommen. Unternehmen, die kleine modulare Reaktoren unterstützen, glauben, dass der BWRX-300 ein standardisierteres Design annimmt und den Anteil der werksseitigen Vorfertigung erhöhen kann, was die Möglichkeit bietet, einige der Probleme zu vermeiden, die bei herkömmlichen großen Kernkraftwerksprojekten auftreten.
Diese Theorie muss jedoch noch durch konkrete Projekte bewiesen werden. Das Clinch River-Projekt wird in den Vereinigten Staaten zu einem wichtigen Fall werden, um die kommerzielle Machbarkeit von BWRX-300 zu testen. Auch wenn das Reaktordesign selbst die Komplexität des Baus verringern kann, kann der eigentliche Bauprozess dennoch durch Faktoren wie Lieferkette, Überwachung, Finanzierung und Bau vor Ort beeinflusst werden.
Kanada ist zu einem weiteren wichtigen Testgelände im Kommerzialisierungsprozess von BWRX-300 geworden. Die Ontario Power Company bereitet den Bau einer Gruppe von BWRX-300-Reaktoren vor und hat den Grundbau der ersten Einheit abgeschlossen. Sowohl TVA als auch Ontario Power gehen davon aus, durch die Verwendung des gleichen Reaktordesigns Größenvorteile bei der Beschaffung, Herstellung und Bauerfahrung zu erzielen.
Es gibt auch Unternehmen in Texas, USA, die ähnliche Ideen verfolgen. Blue Energy hat den Bau des BWRX-300-Reaktors beantragt und plant, damit Rechenzentren mit Strom zu versorgen. Außerdem hofft man, die Kosten durch die Herstellung von Reaktorkomponenten in großem Maßstab weiter senken zu können.
Wenn KI-Rechenzentren in Zukunft weiterhin im derzeitigen Tempo wachsen, wird die Energieinfrastruktur zu einem der wichtigen Faktoren, die den Bau von Rechenzentren einschränken. Traditionelle Gas-, Kohle-, Solar- und Windenergie weisen alle unterschiedliche Konstruktions-, Emissions- oder Stabilitätsprobleme auf. Kernkraft kann langfristig stabile Energie liefern. Daher haben einige US-amerikanische Versorgungsunternehmen und Technologieunternehmen begonnen, die Rolle der Kernenergie im Energiesystem im KI-Zeitalter neu zu bewerten.
Es ist jedoch noch unklar, ob BWRX-300 wirklich eine wirtschaftliche Stromversorgung für KI-Rechenzentren werden kann. TVA hat lediglich eine Baugenehmigung erhalten, das Projekt hat noch nicht mit dem kommerziellen Betrieb begonnen und es liegen keine endgültigen Kostendaten vor. Daher werden die zukünftige Baugeschwindigkeit, die tatsächlichen Kosten und die Stromerzeugungskosten direkt darüber entscheiden, ob dieser kleine modulare Reaktor im großen Maßstab gefördert werden kann.
Das NRC hat die Prüfung abgeschlossen und das Clinch River-Projekt vorzeitig genehmigt, was bedeutet, dass der kleine modulare US-Kernreaktor endlich weiter von der Entwurfs- und Genehmigungsphase in die eigentliche Bauphase vorgedrungen ist. Wenn TVA den Block wie erwartet bauen und die Baukosten kontrollieren kann, wird der BWRX-300 voraussichtlich zu einer der wichtigen Standardlösungen für die neue Generation von Kernkraftprojekten in den Vereinigten Staaten werden. Es könnte auch eine neue Kernenergielösung für den wachsenden Allwetter-Strombedarf von KI-Rechenzentren bieten.
Kommentare