Das amerikanische Energieunternehmen Blue Energy und GE Vernova gaben gemeinsam bekannt, dass sie in Texas, USA, ein Hybridkraftwerk mit einer installierten Leistung von 2,5 GW entwickeln und am selben Standort Atom- und Erdgaskraftwerke errichten werden, um sowohl die Grundlastversorgung als auch die Fähigkeit zur schnellen Lastanpassung zu berücksichtigen. Das Projekt ist als Modellprojekt auf dem Weg „Gas-to-Nuclear“ positioniert. Ziel ist es, bereits während des komplexen Genehmigungs- und langfristigen Bauprozesses Stromeinnahmen zu generieren und gleichzeitig Garantien für die zukünftige Anpassung an Schwankungen bei erneuerbaren Energien und den Anstieg des Stromverbrauchs von Rechenzentren mit künstlicher Intelligenz zu bieten.

Im Kooperationsplan zwischen Blue Energy und GE Vernova ist geplant, den kleinen modularen Reaktor (SMR) BWRX-300 von GE Vernova Hitachi Nuclear Energy (GVH) zu nutzen und ein paralleles Hybridkraftwerk mit einer Erdgasturbineneinheit zu bilden. Kern des Vorhabens ist nicht die physische Kopplung von Kernenergie und Gas in einem einzigen Block, sondern der getrennte Bau von Kernkraft- und Gasanlagen im selben Kraftwerkspark, so dass diese sich die Dampfturbinenanlage und den Netzanschlusspunkt teilen können und durch Technik und Disposition einen koordinierten Betrieb des Gesamtsystems erreichen können.

In dem Artikel wurde darauf hingewiesen, dass die beiden größten Schwachstellen bei herkömmlichen Kernenergieprojekten die extrem langen Genehmigungs- und Bauzyklen sowie die begrenzte Flexibilität bei der Leistungsanpassung der Blöcke sind, was eine Anpassung an den schnell schwankenden Lastbedarf erschwert, nachdem ein hoher Anteil erneuerbarer Energien an das Netz angeschlossen ist. Die Kernkraft eignet sich gut für die Bereitstellung stabiler Grundlastenergie, eignet sich jedoch eher für traditionelle Stromnetze mit „großer Trägheit und geringen Schwankungen“ als für zukünftige Energiesysteme, die häufige Anpassungen erfordern und von intermittierenden Energiequellen wie Wind und Sonne dominiert werden. In diesem Zusammenhang hofft das Projektteam, die Defizite der Kernenergie bei der Spitzenregulierung durch die Einführung von Gasturbinen auszugleichen, die schnell starten und stoppen können und über eine Lastkontrollierbarkeit verfügen.

Auf dem technischen Weg wird in der ersten Phase des Projekts eine Stahl-„Monopile“-Struktur (Monopile) mit großem Durchmesser und einem Durchmesser von etwa 12 Fuß (etwa 3,66 Meter) gebaut. Der Prototyp stammt aus dem Fundament von Offshore-Windkraftanlagen und wird in eine spezielle Gehäusestruktur für den modularen Reaktor umgewandelt. Diese Stahlmonopile werden im Becken platziert und mit der schiffbaren Wasserstraße verbunden. Sie bilden eine proprietäre Anordnung namens Integrated Monopile System (IMS).

Berichten zufolge kann dieses System durch die Kombination der Wasserumgebung und der Einzelpfahlstruktur eine passive Kühlung des Reaktors erreichen, wenn das aktive System ausfällt, und gleichzeitig eine dicke Strahlungsschutzschicht durch das umgebende Wasser bereitstellen, was die Sicherheitsmarge auch unter extremen Unfallbedingungen verbessern kann. Blue Energy ist davon überzeugt, dass dieser hochmodulare und vorgefertigte integrierte Monopile-Reaktor das Potenzial hat, die Bauzeit von Kernkraftwerken um bis zu 93 % zu verkürzen.

Gleichzeitig werden im Rahmen des Projekts während des Baus der ersten Reihe von Monopiles und Kernkraftwerken gleichzeitig zwei GE Vernova 7HA.02-Gasturbineneinheiten mit einer Gesamtstromerzeugungskapazität von etwa 1 GW (1.000 MW) eingesetzt, um so früh wie möglich Strom ins Netz einzuspeisen und einen Cashflow zu schaffen. Mit der schrittweisen Errichtung nachfolgender modularer Kernreaktoren wird das Hauptdampfsystem des Kraftwerks schrittweise von der Verbrennungswärmequelle der Gasturbine auf den vom Kernreaktor bereitgestellten Dampf umgestellt, um die Stromerzeugung durch Dampfturbinen anzutreiben, wodurch eine Lastkopplung und ein Lastaustausch „von Gas auf Kernkraft“ realisiert werden.

Im ausgereiften Betriebsstadium werden sich Kernkraftwerke und gasbefeuerte Blöcke die gleiche Dampfturbinenhalle und die gleiche netzgebundene Infrastruktur teilen: Der Kernreaktor ist für die stabile Grundlastleistung verantwortlich, und der gasbefeuerte Block wird als flexibles Mittel zum Spitzenausgleich eingesetzt, um Lastspitzen, Schwankungen der erneuerbaren Energieerzeugung oder Stromversorgungslücken während der Wartung von Kernkraftwerken zu bewältigen. Dieses gemeinsam genutzte Infrastrukturlayout an einem gemeinsamen Standort wird als Kompromiss angesehen, der Kapitalrendite, Systemstabilität und zukünftige Skalierbarkeit in Einklang bringt.

Es ist erwähnenswert, dass Blue Energy angibt, dass die konfigurierte 7HA.02-Gasturbine „wasserstoffbereit“ ist und in Zukunft Wasserstoff aus Dampf oder durch Kernkraft erzeugten Strom als Teil oder als gesamten Brennstoff verwenden kann. Nach der Vision des Projektteams wird dies nicht nur dazu beitragen, die gesamten CO2-Emissionen des Kraftwerks zu reduzieren, sondern auch dem Stromnetz durch den Weg „Kernkraft-Wasserstoffproduktion – Wasserstoff-Gasturbinen-Stromerzeugung“ mehr Flexibilität und langfristige Energiespeicherung verleihen.

Eric Gray, CEO der Energiesparte von GE Vernova, sagte in einer Erklärung, dass die Kombination der führenden Gasturbinen der HA-Serie des Unternehmens mit der BWRX-300-Kleinreaktortechnologie eine Reihe effizienter Lösungen bietet, um den Strombedarf zu decken, der durch die schnelle Ausbreitung der künstlichen Intelligenz in den Vereinigten Staaten entsteht, und gleichzeitig die Zeit vom Projektbau bis zur Online-Stromversorgung erheblich verkürzt. Er betonte, dass die Zusammenarbeit mit Blue Energy eine wichtige Untersuchung des angebotsseitigen Innovationspfads der Energiebranche vor dem Hintergrund der außergewöhnlich starken Stromnachfrage darstellt.

Das Hybridkraftwerksprojekt wird als neue Praxis im Bereich der Energietechnik eingestuft, mit zugehörigen Bezeichnungen wie Energie, kleine modulare Kernreaktoren, Erdgas und Kraftwerksinfrastruktur. Das Projekt befindet sich noch in der Planungs- und Förderphase und sein Genehmigungsfortschritt, die spezifische Bauzeit sowie die tatsächliche Wirtschafts- und Sicherheitsleistung werden auch in Zukunft im Mittelpunkt der anhaltenden Aufmerksamkeit der Industrie und der Regulierungsbehörden stehen.