Die Aufholjagd hat begonnen - Nachrichten aus der Kerntechnik

Die USA mögen es gar nicht, wenn sie jemand vom Siegerpodest verdrängen möchte. Ist ihre Seele erst verletzt (Make America Great Again), führt dies auf geradem Weg vom Sputnikschock zur Mondlandung. Die Hollywoodphase, in der sich Kernschmelzen unaufhaltsam durch die Erde bohren und ein paar Ölquellen den Menschen gemachten Hitzetod der Erde auslösen, ist überstanden. Heute steht man eher geschockt vor der Tatsache, daß China (55 Reaktoren am Netz in 2024) plant bis 2030 die USA zu überflügeln und zusätzlich auch noch als Exporteur auf dem Weltmarkt auftritt. Technologisch ist derzeit Russland mit seinen natriumgekühlten schnellen Reaktoren am Netz und seinem bleigekühlten in Reaktor in Bau führend. Es wird also höchste Zeit zu reagieren, will man seine führende Rolle in der Welt nicht verlieren.

Ausbauziele der USA

Wer weltweit eine führende Rolle spielen will, muß zuerst im eigenen Land investieren. Nur, wenn Referenzanlagen im eigenen Land vorhanden sind, können heute noch Käufer im Ausland gewonnen werden. Nur, wer über die neuste Technologie verfügt, kann in internationalen Gremien zur Sicherheit etc. eine einflußreiche Stimme erheben. Man hat deshalb einen detaillierten Fahrplan für eine Verdreifachung der installierten Leistung bis 2050 entwickelt. Die US-Regierung – noch unter Biden – will bis 2035 Starthilfe für 35 GW_el leisten. Ziel ist der Aufbau einer nachhaltigen Industrie zum Bau von 15 GW_el pro Jahr ab 2040. Der Zubau von mindestens 200 GW_el in 25 Jahren ist ein sehr ehrgeiziges Ziel, gleichwohl nicht unrealistisch, hat man doch einst in der Dekade 1970 bis 1980 ungefähr 100 GW installiert. Welche Einsparungen durch Serienfertigung erzielbar sind, zeigt sich in China (5 AP1000 in Betrieb und 10 in Bau). Es werden Baukosten von 2640 USD/kW und eine Bauzeit unter 5 Jahren angegeben. Demgegenüber steht das erbärmliche Ergebnis von Vogtle 5 und 6: 36,8 Milliarden Gesamtkosten bei einer Bauzeit von 15 Jahren. So sieht es aus, wenn man praktisch bei Null wieder anfängt und eine (noch) überbordende Bürokratie bedienen muß. Kann man Trump glauben schenken, wird damit hoffentlich bald Schluß sein.

Der von Biden vorgeschlagene Fahrplan ist ein Weckruf nicht nur für die gesamte Industrie, sondern insbesondere auch für die Administration der USA. So müssen z. B. die Genehmigungsbehörden nicht nur die Neubauten, sondern auch die Laufzeitverlängerungen für bestehende Reaktoren, deren eventuelle Leistungssteigerungen und ganz neue Konzepte (sog. Gen IV Reaktoren) begutachten und begleiten. Für alle Zweige ist ein gut ausgebildeter Nachwuchs erforderlich. Soll nicht ein Personalengpass zum Flaschenhals werden, ist ein sofortiger Ausbau von Universitäten und Ausbildungszentren (Facharbeiter) notwendig. Zum Glück handelt es sich in der Kerntechnik um durchweg überdurchschnittlich gut bezahlte Jobs mit Aufstiegsmöglichkeiten und „lebenslanger“ Job-Garantie. Wegen der Breite des Fachgebiets Kerntechnik sind dabei nicht nur alle technischen und naturwissenschaftlichen Disziplinen gefragt, sondern darüberhinaus auch Verwaltung, Sicherheitsdienste (Werkschutz), Gesundheitsberufe usw. Man muß in diesem Zusammenhang immer wieder darauf hinweisen, daß die Baukosten eines Kernkraftwerks die Umsätze der beteiligten Firmen und damit Arbeitsplätze sind.

Leitgedanken

Der Ausbau der Kernenergie in den USA – und nicht nur dort – kann nur erfolgreich sein, wenn die Ansprüche der Gesellschaft erfüllt werden.

Gewährleistung der öffentlichen Gesundheit und Sicherheit

Alle kerntechnischen Anlagen, von der Urangewinnung bis zur Endlagerung, müssen so gebaut, betrieben und abgerissen werden, daß die Bevölkerung nicht gefährdet wird. Teilweise wurde dieser Grundsatz in der Vergangenheit nicht vollständig eingehalten (Uranbergwerke) und teilweise (zumindest wirtschaftlich) überzogen (Kernkraftwerke, nukleare Abfälle). Alte Grundsätze sind nicht mehr unbedingt sinnvoll. So macht z. B. eine „nukleare Sicherheitszone“ von 10 Meilen um jeden Reaktor keinen Sinn mehr, wenn die Reaktoren inhärent sicher sind und sich Auswirkungen von Störfällen nur auf das Betriebsgelände beschränken können.

Umweltschutz

Umweltschutz ist bei der Nutzung der Kernenergie keine Herausforderung. Das liegt an der hohen Energiedichte von Uran, die zu relativ geringen Mengen im Vergleich z. B. mit Kohle führt. Jede Freisetzung von Schadstoffen führt unverzüglich zu einer Verdünnung in der Umwelt, die wiederum die „Giftigkeit“ (Paracelsus schon 1538: Alle Dinge sind Gift, und nichts ist ohne Gift; allein die Dosis machts, daß ein Ding kein Gift sei.) stark einschränkt. Entgegen aller Märchen der „Atomkraftgegner“ wissen wir heute, daß Kernenergie die Energie mit der geringsten Belastung für Mensch und Umwelt ist. Die Kerntechnik war der erste Industriezweig überhaupt, der sich mit Schäden im Voraus beschäftigte. Bis dahin war es üblich, erst einmal Schäden sichtbar werden zu lassen, bis man sich Gedanken über ihre Vermeidung machte: Vom qualmenden Schornstein, über Filter, bis zur Abgaswäsche z. B. bei der Kohle.

Preiswerte Energie für alle

Insbesondere die steigenden Belastungen durch ständig steigende Energiekosten für Familien und Industrie stellen nicht nur einen Wohlstandsverlust, sondern langsam auch eine Gefährdung der gesamten Gesellschaft dar. Kernenergie ist kostengünstiger als Wind- und Sonnenenergie (geringe Ausnutzung, Backup für Dunkelflaute, Netzkosten), wurde aber aus politischen Gründen künstlich verteuert. Hier ist die Politik gefordert, die Hindernisse wieder zu beseitigen. Zumindest müssen die politischen Kosten (lange Genehmigungsverfahren etc.) durch die Verursacher bezahlt werden: Müssen solche Kosten aus dem Haushalt bezahlt werden, ergibt sich schlagartig eine neue Sichtweise für Abgeordnete. Subventionen für sog. „Erneuerbare“ sind vollständig abzuschaffen, da sie die Märkte verzehren und letztendlich volkswirtschaftlich eine Verschwendung darstellen (Planwirtschaft).

Besonders in Deutschland sind Lieferketten mutwillig zerstört, sogar funktionstüchtige Kraftwerke zwangsweise abgeschaltet worden. Auf jedwede Enteignung reagieren die internationalen Kapitalmärkte äußerst sensibel. Bis langfristig wieder Vertrauen in Deutschland gewachsen ist, werden staatliche Bürgschaften und Finanzierungen nötig sein. Nur dann wird eine kerntechnische Industrie wieder neu entstehen und Kosteneinsparungen durch Serienfertigung realisiert werden können. Da sich aber die Kerntechnik international rasant weiter entwickelt, dürfte nicht mehr viel Zeit für einen Neustart in Deutschland verbleiben. Eher wahrscheinlich ist, daß man sich hier selbst (bestenfalls) zu einem Zulieferer degradiert hat. Wenn es halt dem Esel zu wohl geht, geht er aufs Eis tanzen…

Umgang mit Gemeinden und Bereitstellung von Vorteilen

Akzeptanz vor Ort wird nur erzielt, wenn konkrete materielle Vorteile für die umliegenden Gemeinden geschaffen werden. Dies sind Arbeitsplätze, Gemeindesteuern und soziale Infrastruktur. Dies gilt insbesondere für vermeintlich nur nachteilige Einrichtungen, wie z. B. Endlager. Gemeinden, die hier „Lasten“ für das gesamte Land übernehmen, sollten als Ausgleich außerordentliche Zuwendungen erhalten. Man hat bereits gute Erfahrungen mit der Ausschreibung solcher Projekte gemacht, auf die Angebote abgegeben werden können. Wird der Vorteil von Anfang an deutlich, entspannt das das Verhältnis zu den Investoren – die Gemeinde hat einen Wert. Möglichst viele lokale Handwerker sind bei der Auftragsvergabe zu bevorzugen. Der Investor sollte schon vor Baubeginn für erforderliche Qualifikationen und Weiterbildung sorgen. Dadurch strahlen solche Projekte weit in das Umland aus.

Besonders wichtig ist die umfangreiche und transparente Aufklärung der lokalen Bevölkerung. Dies ist der beste Schutz gegen Agitatoren von außen. Je mehr die Menschen das Gefühl haben, daß nicht über ihre Köpfe hinweg gehandelt wird, um so resistenter sind sie gegen professionelle Aufwiegler.

Förderung der nationalen Sicherheit

Die Behörden müssen aktiv mit allen Herstellern und Betreibern zusammen arbeiten, damit Sicherheit (vor Anschlägen etc.) und Nichtverbreitung von Kernwaffen gewährleistet bleiben. Dies betrifft alle nationalen und internationalen Vorschriften. Für Überwachung, Bilanzierung usw. ist zu sorgen. Der Export insbesondere von „Dual-Use-Gütern“ ist streng zu reglementieren und zu überwachen. Im Sinne der Verteidigung sind inländische Sicherheitsprogramme für die Informationssicherheit (Datenverarbeitung, Kommunikation) und die physische Sicherheit der Anlagen und radioaktiven Materialien zu entwickeln. Es sind Bedrohungsanalysen durchzuführen. Um das Bewusstsein für die Fähigkeiten potenzieller Gegner und Bedrohungen zu schärfen, ist eine enge internationale Zusammenarbeit aufzubauen. Geeignete Institutionen und geschulte Spezialisten sind hierfür unverzichtbar.

Energiesicherheit ist nationale Sicherheit. Die Kernenergie bietet eine praktikable Option, um die Abhängigkeit von traditionellen Lieferanten fossiler Brennstoffe zu verringern und den Weg für ein widerstandsfähiges Wirtschaftswachstum zu ebnen. Kernreaktoren, einschließlich SMRs und Mikroreaktoren, können kritische Infrastrukturen mehrere Jahre lang mit sicherer, widerstandsfähiger 24/7-Stromversorgung versorgen, selbst angesichts von physischen oder Cyberangriffen, extremen Wetterbedingungen, Pandemien, Biobedrohungen und anderen aufkommenden Herausforderungen, die kommerzielle Energienetze stören könnten.

Handlungsrahmen

Um ein solch ehrgeiziges Ziel, wie die Verdreifachung der installierten Leistung durchzuführen, müssen alle möglichen Bereiche beschleunigt werden. Es kann nicht nur ein Weg beschritten werden.

Bau neuer „Megawatt-Maschinen“

Als letzter Neubau in USA wurden AP1000 von Westinghouse im Kraftwerk Vogtle fertig gestellt. Dabei handelt es sich um einen Druckwasserreaktor der Generation III+ mit passiver Sicherheit. Damit ist gemeint, daß ein solcher Reaktor auch bei schwersten Störfällen keinen Kraftstrom für die Abfuhr der Nachzerfallswärme braucht. Die Notkühlung verläuft automatisch, nur auf Grund von Naturgesetzen (Schwerkraft, Verdampfung usw.). Ein Störfall wie in Fukushima, ist damit ausgeschlossen. Dieser Reaktor hat sich inzwischen zu einem Exportschlager entwickelt (7 am Netz, 10 in Bau, 25 im Vergabeverfahren). Besonders China hat daraus eine Baureihe in Lizenz gemacht, mit Leistungen zwischen 1000 und 1400 MW_el . China ist bereits in der Serienfertigung und kann damit den Kostenvorteil durch vorgefertigte Module voll nutzen. In China geht man den Weg über Großkraftwerke mit 6 – 8 Reaktoren an einem Standort. So kann man auch Vorteile bei der Infrastruktur nutzen. Genau der richtige Weg, wenn man immer noch erhebliches Wachstum bei der Nachfrage an elektrischer Energie hat. Europa hinkt hier hinterher.

In den USA hat man etliche Maßnahmen für eine Aufholjagd beschlossen:

Unterstützung der Gemeinden und Bundesstaaten bei der „behördlichen“ Abwicklung.

Vergabe von Steuergutschriften und Hilfe bei der Finanzierung unter dem Deckmantel des „Treibhauseffekts“. Hier versucht man Behinderungen des Staates und Subventionen von Wind- und Sonnenstrom wenigstens teilweise zu kompensieren. Ist man erstmal in die Planwirtschaft eingestiegen, ist es nur schwer wieder raus zu kommen.
Erleichterung der Finanzierung durch Bürgschaften und Zuschüsse bei neuartigen Projekten.
Beobachtung von Projekten schon in einem sehr frühen Planungsstadium.
Nutzung bestehender Standorte für einen Ausbau.
Nutzung früherer Bemühungen für eine Lizenz bei abgebrochenen Projekten.
Unterstützung durch Experten beim Projektmanagement und der Lieferung um frühzeitig Engpässe zu erkennen, die zu Kostenüberschreitungen führen.

Zusammenbringen von Stromkunden mit großem Bedarf um neue Projekte gemeinsam zu starten.

Ausbau von internationaler Zusammenarbeit über die gesamte Bandbreite von Genehmigung, über Bau, bis Betrieb, um eigene Erfahrungen aufs Ausland übertragen zu können.
Unterstützung der Gemeinden und Bundesstaaten bei der „behördlichen“ Abwicklung.

Kleinreaktoren

Small Modular Reactors (SMRs) besitzen ein großes Potential als klassische Kraftwerke oder auch für den Inselbetrieb besonders gefährdeter Anlagen (z. B. Rechenzentren), sowie die Wärmeversorgung von Industrie, Haushalten und die Wasserstoffproduktion. Als SMR ordnet man aktuell Reaktoren mit einer Leistung zwischen 50 bis 500 MW_el ein. Kriterium ist heute eher die Bauweise: Baugruppen werden in der Industrie komplett vorgefertigt und getestet, auf Transportern zur Baustelle gefahren und dort „nur noch“ miteinander verbunden. Durch die Serienfertigung und die wesentlich geringeren Arbeitsstunden auf der Baustelle können sich erhebliche Kosteneinsparungen ergeben. Allerdings erscheint es fraglich, ob der Skaleneffekt konventioneller Reaktoren (1000 bis 1400 MW_el) erreicht werden kann. Jedenfalls ist die absolute Investition kleiner und damit das Investitionsrisiko geringer. Durch die Aufteilung in mehrere Blöcke (z. B. 3 x 300 hintereinander anstelle von 1000 MW_el auf einmal) können die Finanzierungskosten eventuell verringert werden. Entscheidender ist die Erschließung ganz neuer Anwendungsgebiete in unmittelbarer Nähe von Großverbrauchern (Fernwärme, Stahlwerke usw.). In den USA – und damit indirekt weltweit – konzentriert sich der Markt auf Leichtwasserreaktoren der sog. Generation III+ und Reaktoren der sog. IV. Generation. Geht man von der möglichen Realisierbarkeit (Genehmigung, Investition in Fertigungsanlagen, Finanzierung etc.) aus, stehen für die erste Gruppe der Siedewasserreaktor GE-Hitachi’s BWRX-300 und die Druckwasserreaktoren Westinghouse’s AP300, Holtec’s SMR-300 und NuScale’s VOYGR. Entsprechend für die Generation IV, der natriumgekühlte Reaktor von TerraPower, der mit Helium gekühlte Hochtemperaturreaktor Xe-100 von X-energy und der mit flüssigem Salz gekühlte Reaktor von Kairos Power.

Alle GenIV-Reaktoren benötigen HALEU (high-assay low-enriched uranium mit 19,75% Anreicherung). Dies ist wesentlich teurer und es müssen neue Anreicherungsanlagen gebaut werden – im Moment der Engpass bei der Realisierung. Alle Reaktortypen mit Natrium, Blei und teilweise Salzschmelzen als Kühlmittel können dann später mit dem „Atommüll“ der Leichtwasserreaktoren betrieben werden. Es bleiben nur noch Spaltprodukte mit relativ kurzer Lebensdauer über, was die sogenannte „Atommüllproblematik“ weitesgehend entschärft.

In den USA wurden folgende Schritte eingeleitet:

Finanzielle Unterstützung für SMR-Implementierungen der Generation III+: Im Haushaltsjahr 2024 werden 900 Millionen USD für die notwendigen Vorbereitungen (Genehmigung, Lieferkette, Standortvorbereitung etc.) für zwei Gen III+ Reaktortypen bereitgestellt. Damit soll der Einstieg in eine Serienfertigung ermöglicht werden.
Advanced Reactor Demonstration Program (ARDP): Das ARDP des Energieministeriums (DOE) bietet erhebliche Mittel für Demonstrationsanlagen neuer Reaktortechnologien auf. Darunter fast 2,5 Milliarden US-Dollar, die vom parteiübergreifendem Bipartisan Infrastructure Law (BIL) bereitgestellt werden.
Reduzierung der Kosten für gelieferten Strom aus Kernenergie durch Steuergutschriften: Der Inflation Reduction Act (IRA) hat eine neue Steuergutschrift für die Produktion und die Investition in „sauberer Elektrizität“ (CO₂ arm) eingeführt. Diese Steuergutschriften sollen die Kapitalkosten überschaubarer machen.
Projektmanagement und Lieferung: Die Biden-Harris-Administration hat eine Arbeitsgruppe für das Management von Kernenergieprojekten eingerichtet, die sich aus führenden Experten der gesamten Nuklear- und Großprojektindustrie zusammensetzt um bei der Identifizierung von Kostenquellen und Ursachen für Terminüberschreitungen zu helfen.
Stromkunden einbeziehen: Die US-Regierung wird weiterhin mit potenziellen Stromkunden zusammenarbeiten (einschließlich Bundesbehörden), die „sauberen Strom“ haben möchten, einen sicheren Strombedarf benötigen und finanziell so stark sind, daß sie das Risiko neuer Reaktoren stemmen können.
Staatliches und kommunales Engagement: Die US-Regierung wird mit potenziell betroffenen Gemeinden zusammenarbeiten, um sicherzustellen, daß sie die Verpflichtungen der US-Regierung zur Umweltgerechtigkeit widerspiegeln. Sinnvolles Engagement umfasst den rechtzeitigen Zugang zu Informationen, die rechtzeitige Benachrichtigung über Möglichkeiten Input zu teilen, eine nachgewiesene sorgfältige Berücksichtigung öffentlicher Beiträge und technische Unterstützung, Werkzeuge und Ressourcen um Gemeinden bei der effektiven Interaktion zu unterstützen. Besondere Aufmerksamkeit gilt für den Übergang von Kohle zu Kernenergie, bei denen die Gemeinden möglicherweise bereits durch den Energiesektor überlastet sind.
Ausweitung internationaler Partnerschaften: Die US-Regierung wird versuchen, Partnerschaften mit kanadischen, britischen, europäischen und anderen internationalen Versorgungsunternehmen, Regulierungsbehörden, Lieferanten, Arbeitskräftegruppen und relevanten Einrichtungen auszubauen.
Verteidigungsanlagen und Bundeseinrichtungen: Die US-Regierung wird in Zusammenarbeit mit Versorgungsunternehmen und Entwicklern weiterhin das Potential für den Einsatz von SMR in Verteidigungsanlagen und anderen Bundeseinrichtungen für die Energieresilienz untersuchen. Die Bedürfnisse der Standorte und der umliegenden Gemeinden sollen dabei erfüllt werden.
Risiko-informierte, technologie-inklusive Lizenzierung: Gemäß dem Nuclear Energy Innovation and Modernization Act (NEIMA) von 2019 entwickelt das NRC den Lizenzierungsrahmen, um die Risiko- und Betriebsprofile von SMRs und nicht wassergekühlten Reaktoren widerzuspiegeln.
HALEU-Verfügbarkeit: Die US-Regierung wird weiterhin daran arbeiten, die Verfügbarkeit von HALEU für nicht wassergekühlte Reaktoren, einschließlich SMRs und Mikroreaktoren, zu fördern.

Mikroreaktoren

Unter Mikroreaktoren (MR) versteht man gekapselte Reaktoren mit einer thermischen Leistung von üblicherweise 1 – 20 MW_th. Mikroreaktoren eignen sich für Anwendungen in Industrie und abgelegenen Gegenden, wie Bergwerke, Ölfelder usw., die bisher von Diesel abhängig sind. Auch die Reedereien sind als Antrieb für große Containerschiffe, Tanker oder Massengutfrachter interessiert. Ein besonderer Förderer von MR ist das Militär. Einerseits elektrifiziert sich der Krieg immer mehr (Radar, Laser, Hybridfahrzeuge usw.), andererseits ist die Logistik immer verwundbarer. Man wünscht sich deshalb transportable Energiequellen ohne ständigen „Durst“. Zudem hat die Erfahrung gelehrt, daß die Stromversorgung großer Stützpunkte äußerst verwundbar ist. Dies betrifft schon Wetterbedingungen, Cyber-Terrorismus, Pandemien usw. in Friedenszeiten. Es werden zukünftig deshalb „Inselkraftwerke“ für große Standorte benötigt. So plant das Department of the Air Force einen Mikroreaktor auf der Eielson Air Force Base in Alaska. Das Verteidigungsministerium leitet den Prototyp eines transportablen Mikroreaktors im „Project Pele“. Es übernimmt eine Schlüsselrolle bei der Erforschung des Einsatzes fortschrittlicher Reaktoren zur Stromversorgung mehrerer Armeestandorte in den Vereinigten Staaten. Dies wird dazu beitragen, die Regularien und Lieferketten zu schaffen, die den Weg für den zusätzlichen Einsatz fortschrittlicher Nukleartechnologie ebnen werden, um saubere und zuverlässige Energie für Bundesanlagen und andere kritische Infrastrukturen bereitzustellen.

Der wirtschaftliche Erfolg von MR hängt davon ab, ob sie in Fabriken in großer Stückzahl schnell gebaut werden können, dort getestet und beladen werden und fertig zum Einsatzort transportiert werden können. Weiter muß die Geschwindigkeit bei der Genehmigung erhöht werden um die Finanzierungskosten zu senken. Darüber hinaus verwenden fast alle Mikroreaktor-Designs, die sich derzeit in der Entwicklung befinden, HALEU-Brennstoff, um die Brennstoffeffizienz zu verbessern und die Betriebszeit vor dem Nachladen zu verlängern. Daher ist die HALEU-Verfügbarkeit derzeit eine Schlüsselkomponente, um den beschleunigten Einsatz von MR zu unterstützen.

Eingeleitete Maßnahmen:

Regulierungsrahmen für Mikroreaktoren: Im Einklang mit dem ADVANCE-Gesetz entwickelt die U.S. Nuclear Regulatory Commission (NRC) weiterhin den regulatorischen Rahmen für die Lizenzierung und Regulierung von Mikroreaktoren, einschließlich Einheiten, die in einer Fabrik gebaut und beladen werden. Diese Arbeit kann die Erkenntnisse aus dem Projekt Pele des Energieministerium (DOE) nutzen, welches einen flexiblen und effizienten Regulierungsprozess durchgeführt hat.
Militärstandorte und Bundesliegenschaften: Die US-Regierung wird weiterhin das Potential für den Einsatz von Mikroreaktoren in Verteidigungsanlagen und anderen Bundeseinrichtungen zur Energieresilienz untersuchen und Optionen zur Bereitstellung von Strom nach Naturkatastrophen untersuchen.
Frühe Projektverfolgung: Während sich Mikroreaktor-Einsatzprojekte entwickeln, wird die US-Regierung diese Projekte weiterhin genau verfolgen und überwachen, um den Bedarf des Marktes abzuschätzen und den zukünftigen Einsatz neuer Reaktoren als Flotte zu ermöglichen.
HALEU-Verfügbarkeit: Die US-Regierung wird weiterhin daran arbeiten, die Verfügbarkeit von HALEU für nicht wassergekühlte Reaktoren, einschließlich SMRs und MRs, zu fördern.
Staatliches und gemeinschaftliches Engagement: Die US-Regierung wird ihr Engagement zur Förderung von MR bei Bundesstaaten und Gemeinden erhöhen. Ziel ist die Voraussetzungen für sinnvolle Anwendungen zu schaffen.

Leistungssteigerung, Erweiterung und Wiederinbetriebnahme von bestehenden Kernkraftwerken

Die Steigerung der Leistung bestehender Reaktoren und die Verlängerung ihrer Lebensdauer sind wichtige Möglichkeiten, um die Leistung der inländischen Kernenergieflotte zu maximieren. Die Vereinigten Staaten haben derzeit die größte operative Flotte der Welt, mit 94 Reaktoren an 54 Standorten in 28 Bundesstaaten. Die US-Flotte gehört auch zu den ältesten der Welt. Fast alle Reaktoren wurden in den 1970er und 1980er Jahren in Betrieb genommen und der durchschnittliche US-Reaktor ist seit 42 Jahren in Betrieb. Die meisten Reaktoren haben bereits eine erneuerte Betriebslizenz für weitere 20 Jahre nach der anfänglichen 40-jährigen Laufzeit erhalten und einige haben eine anschließende Lizenzverlängerung für den Betrieb für einen weiteren Zeitraum von 20 Jahren (für insgesamt 80 Jahre) erhalten. Unter den US-Reaktoren haben 30 Lizenzen, die vor 2035 ablaufen, und 54 haben Lizenzen, die zwischen 2035 und 2050 ablaufen. Es hat Priorität, daß alle bestehenden Reaktoren, die einen kontinuierlichen sicheren Betrieb gemäß den Sicherheits- und Umweltstandards des NRC nachweisen können, erneuerte Lizenzen beantragen und das NRC rechtzeitig Sicherheits- und Umweltprüfungen durchführt. Forschung ist auch notwendig, um das starke Potenzial für einen langfristigen Betrieb zu ermitteln, bei dem bestehende Reaktoren über 80 Jahre bis auf 100 Jahre hinaus betrieben werden könnten.

Leistungssteigerungen stellen eine wichtige Möglichkeit dar, mit bestehenden Reaktoren zusätzliche sichere nukleare Erzeugungskapazitäten zu beschaffen. Die dafür erforderlichen baulichen Veränderungen (z. B. neue Turbinenblätter) erfordern eine Überprüfung und Genehmigung durch das NRC. Das NRC hat zwischen 1977 und 2021 172 Leistungssteigerungen im Zusammenhang mit 100 Reaktoren für Steigerungen von 0,4 bis 20 Prozent genehmigt. Insgesamt haben diese über acht GW zur elektrischen Leistung in den USA hinzugefügt. Jüngste Fortschritte bei unfalltoleranten Brennelementen, niedrig angereichertem Uran plus (LEU+, mit 5–10 Gewichtsprozent U²³⁵) und der Betrieb bei höherem Abbrand (erhöhte Energiegewinnung aus dem Brennstoff) erhöhen alle das Potential für neue beträchtliche Leistungssteigerungen in der Größenordnung von 10–20 Prozent Leistungssteigerungen. Solche Aufwertungen können Umbauten und längere Ausfallzeiten über Brennstoff-Wechselintervalle hinaus erfordern. Leistungssteigerungen haben ein erhebliches Potential, dem Netz Gigawatt neue Kapazität hinzuzufügen. Diese Technologien können auch eine Verlängerung des Betriebszyklus für Druckwasserreaktoren ermöglichen, sodaß die Brennelementewechsel in einem Intervall von 24 Monaten statt in einem Intervall von 18 Monaten erfolgen könnten, was die durchschnittliche jährliche Arbeitserzeugung erhöhen würde.

Seit 2013 sind 13 Reaktoren an 11 Standorten (hauptsächlich in deregulierten Strommärkten) mit rund 11 GW_el vorzeitig stillgelegt worden. In der Regel aufgrund ungünstiger wirtschaftlicher Randbedingungen durch subventionierten Strom aus Wind und Sonne. Darüber hinaus standen mehrere andere Reaktoren kurz vor der Stilllegung, darunter das Kernkraftwerk Diablo Canyon in Kalifornien (mehr aus Ideologie). Das Civil Nuclear Credit Program hat zusammen mit wichtigen Maßnahmen, die von bestimmten Bundesstaaten erlassen wurden, die Abschaltung dieser und mehrerer anderer Reaktoren verhindert und die kontinuierliche Lieferung von sauberem Strom an lokale Gemeinden ermöglicht. Die Einführung einer Steuergutschrift für bestehende Kernkraftwerke gibt ihren Eigentümern mehr wirtschaftliche Sicherheit für den weiteren Betrieb. Darüber hinaus hat das DOE Holtec eine Darlehensgarantie in Höhe von 1,52 Milliarden US-Dollar gewährt, um die Wiederherstellung und Wiederinbetriebnahme des stillgelegten Kernkraftwerks Palisades in Michigan zu finanzieren. Die Rückkehr von Palisades – sofern es die strengen Sicherheits-, Umwelt- und Sicherheitsstandards des NRC erfüllt – wird dem Netz 800 MW_el wieder hinzufügen und 600 gewerkschaftliche Arbeitsplätze in der Anlage und 1.100 Arbeitsplätze in der Gemeinde schützen. Projekte wie dieses, unterstützen das Engagement der US-Regierung den Zugang zu erschwinglicher, sauberer Energie, sowie zu gut bezahlten, hochwertigen Arbeitsplätzen zu erweitern. Aus deutscher Sicht muß man hinzufügen, daß das Kraftwerk Palisades nur abgeschaltet wurde und nicht anschließend sofort mutwillig zerstört. Die Ursache für die Abschaltung waren die notwendigen Investitionen für die anstehenden Modernisierungen für eine geplante Laufzeitverlängerung. Demgegenüber stand der Bau einer einfachen Gasturbine. Für die auf den ersten Blick hoch erscheinende Investition erhält der Betreiber nun ein Kernkraftwerk mit 800 MW_el auf dem neusten Stand, mit einer Zulassung für mindestens 20 Jahre.

Eingeleitete Maßnahmen:

Überprüfungen von Lizenzverlängerungen: Wie von den NRC-Mitarbeitern dokumentiert und von der Kommission angewiesen, arbeitet das NRC daran, seine Ziele für effiziente und vorhersehbare Überprüfungen von Anträgen zur Lizenzverlängerung zu erreichen. Um dieses Ziel zu unterstützen, sollten Antragsteller in Erwägung ziehen, den Zeitpunkt der Einreichung zu koordinieren, um eine gleichmäßigere Überprüfungsbelastung für das NRC zu erzielen. Das NRC sollte weiterhin mit den Lizenznehmern eng zusammenarbeiten.
Vorbereitung auf den langfristigen Betrieb über 80 Jahre hinaus: Das NRC und die Nuklearindustrie sollten weiterhin Forschungen durchführen, um die kontinuierliche Integrität der strukturellen Materialien in der bestehenden Reaktorflotte zu gewährleisten, damit sie über 80 Jahre hinaus bis hin zu 100 Jahren arbeiten können.

Steuergutschrift für Leistungssteigerungen und Neustarts: Das Finanzministerium hat Regeln vorgeschlagen, die die Berechtigung von Kapazitätserweiterungen und neu gestarteten Kernkraftwerken für die Steuergutschriften für saubere Stromproduktion und saubere Strominvestitionen klären würden. Die US-Regierung wird sich bemühen, sicherzustellen, daß zukünftige Steuergutschriften zusätzliche Klarheit und Sicherheit in Bezug auf Investitionen in bestehende Kernenergieanlagen bieten.
Beträchtliche Steigerungen der elektrischen Energie: Die US-Regierung wird im Rahmen des Nachhaltigkeitsprogramms für Leichtwasserreaktoren des DOE die Entwicklung, Demonstration und Lizenzierung von Technologien ermöglichen, die beträchtliche Mehrproduktion von elektrischer Energie ermöglichen, einschließlich unfalltoleranter Brennstäbe und LEU+.
Neustart von ausgemusterten Reaktoren: Die Vereinigten Staaten werden die Erfahrungen nutzen, die durch die geplante Wiederherstellung und den Neustart des Kernkraftwerks Palisades gesammelt werden können, um das Potential für zusätzliche Neustarts anderer kürzlich eingestellter Reaktoren zu bewerten. Vorausgesetzt, der Lizenznehmer erfüllt die Sicherheits-, Schutz- und Umweltstandards des NRC.
Erleichterung der Finanzierung von Kernenergieprojekten: Das Energieministerium bietet attraktive Finanzierungen in Form von Darlehen und Darlehensgarantien für förderfähige Projekte, die die Kreditkosten im Zusammenhang mit dem Einsatz kapitalintensiver sauberer Energietechnologien wie Kernenergie, erheblich senken können. Man ist bereit den Neustart von stillgelegten Reaktoren zu unterstützen.
Staatliches und kommunales Engagement: Die US-Regierung wird ihr Engagement für die Bundesstaaten verstärken, um sicherzustellen, daß sie in der Lage sind, lokale Lösungen zu bewerten und umzusetzen, die potenzielle Kapazitätserweiterungen erleichtern könnten. Die US-Regierung wird mit potenziell betroffenen Gemeinden zusammenarbeiten, um sicherzustellen, daß Erweiterungen, Leistungssteigerungen und Neustarts die Leitprinzipien der US-Regierung für verantwortungsvolle Kernenergie widerspiegeln.

Verbesserung der Lizenzierung und Genehmigung

In Erwartung des wachsenden Interesses am Einsatz von Reaktoren macht das NRC weiterhin Fortschritte bei der Reform seiner Lizenz- und Genehmigungsverfahren, um sicherzustellen, daß seine Überprüfungen und Analysen effizient durchgeführt werden können, während er eine angemessene Garantie für einen angemessenen Schutz der öffentlichen Gesundheit und Sicherheit bietet, die gemeinsame Verteidigung und Sicherheit fördert und die Umwelt schützt. Das NRC hat sich weltweit einen Ruf als starke und unabhängige Regulierungsbehörde erarbeitet, und dies hat dazu beigetragen, den erfolgreichen, sicheren Betrieb der US-Reaktorflotte zu ermöglichen. Dies hat auch der Kernenergieindustrie geholfen, Akzeptanz und Vertrauen in die lokalen Gemeinschaften zu gewinnen, in denen sie tätig ist. Darüber hinaus tragen die hochwertigen Überprüfungen und Prozesse von NRC dazu bei, den Export von US-Reaktortechnologie für ausländische Länder attraktiver zu machen.

Alle Wege zur Skalierung und Beschleunigung des inländischen Einsatzes hängen von der Fähigkeit und Kapazität des NRC ab, seine Lizenz- und Genehmigungsüberprüfungen effizient durchzuführen, ohne die Sicherheit oder den Umweltschutz zu gefährden. Versorgungsunternehmen, Stromkunden, Projektentwickler und die Finanzgemeinschaft benötigen ebenfalls eine klare Sichtbarkeit, daß die NRC-Überprüfungen nach einem vorhersehbaren Zeitplan durchgeführt werden, der davon abhängig ist, daß das NRC hochwertige Anwendungen erhält. Das NRC hat durch seine Überprüfungen der Vogtle-Einheiten 3 und 4 und durch die Lizenzierung des NuScale SMR-Designs und der Kairos Hermes 1 und 2 (Reaktoren ohne Stromproduktion) umfangreiche Erfahrungen mit der Lizenzierung und Bauaufsicht gesammelt. Tatsächlich hat das NRC seine Sicherheits- und Umweltprüfungen des Kairos Hermes 1-Baugenehmigungsantrags vor dem Zeitplan und im Rahmen des Budgets abgeschlossen. Im Einklang mit den bestehenden Zielen von der NRC muß es all diese Erfahrungen anwenden und auf diesem Beispiel aufbauen, zusätzliche Effizienzen finden und größere Personalkapazitäten entwickeln, um die erhöhte Anzahl von Bewerbungen prüfen zu können, die es erwarten kann. Besonderes Augenmerk sollte auf die Effizienz bei wiederholten Bereitstellungen eines Designs geachtet werden, bei denen frühere Überprüfungen genutzt werden können, wie NRC es für angemessen hält.

In Anerkennung der Bedeutung einer effizienten und vorhersehbaren Lizenzierung für den Einsatz von Kernenergie hat der Kongress den ADVANCE Act mit überwältigender parteiübergreifender Unterstützung verabschiedet. Dieses Gesetz stärkt die Führungsrolle der USA im Bereich der zivilen Kernenergie und beschleunigt den Einsatz, indem es der NRC zusätzliche Ressourcen, Behörden und Anweisungen zur Verfügung stellt, ohne die große Bedeutung ihrer Arbeit zum Schutz von Menschen, Gemeinschaften und der Umwelt zu schmälern.

Wichtige Möglichkeiten für die Effektivitätssteigerung bei Lizenzen und Genehmigungen:

NRC-Lizenzen: In Übereinstimmung mit dem ADVANCE Act implementiert das NRC Effizienzen bei den Lizenzprüfungen, indem es sich mit wiederholten Bereitstellungen desselben Designs und der Nutzung bestehender Reaktorstandorte befasst. Über das ADVANCE-Gesetz hinaus, hat das NRC vereinfachte Verfahren genehmigt, die die Effizienz und Transparenz der obligatorischen Anhörungen für kommerzielle Kernkraftwerke verbessern werden und erwägt weitere Verbesserungen. Das NRC bewertet weiterhin die Sicherheitsauswirkungen von Naturgefahren.
NRC-Umweltprüfungen: In Übereinstimmung mit dem ADVANCE-Gesetz und dem Haushalt von 2023 arbeitet das NRC daran, effiziente, zeitnahe und vorhersehbare Umweltprüfungen zu ermöglichen. Durch die erweiterte Verwendung von kategorischen Ausschlüssen, Umweltbewertungen und allgemeinen Umweltverträglichkeitsprüfungen.
NRC-Personalkapazität: Wie durch das ADVANCE-Gesetz angewiesen und genehmigt, arbeitet das NRC daran, neue und erweiterte Einstellungsmöglichkeiten zu nutzen, um die Personalkapazitäten auszubauen, um sicherzustellen, daß das NRC die richtige Anzahl von Mitarbeitern zur richtigen Zeit, mit den erforderlichen technischen und nicht-technischen Fähigkeiten hat, um alle Arten von Anwendungen zu prüfen und dann Bau und Betrieb effizient zu überwachen.
Nutzung früherer Genehmigungsbemühungen für große Reaktoren: Um eine effiziente Lizenzierung zu unterstützen, könnte das NRC für Antragsteller, die bereits eingereichte Anträge für eine Genehmigung für große Reaktoren aktualisieren möchten und nachweisen, daß frühere Sicherheits- und Umweltergebnisse des NRC immer noch relevant sind, darauf aufbauen und diese nutzen, während gleichzeitig aktuelle Daten einbezogen werden. Die Einhaltung aktueller Sicherheits- und Umweltstandards muß dabei sichergestellt werden.
Risiko und Technologie berücksichtigende Lizenzierung: Gemäß dem Nuclear Energy Innovation and Modernization Act (NEIMA) von 2019 entwickelt das NRC den 10 CFR Part 53-Lizenz-Rahmen, um die Risiko- und Betriebsprofile von SMRs und nicht wassergekühlten Reaktoren widerzuspiegeln.
Regulierungsrahmen für Mikroreaktoren: Im Einklang mit dem ADVANCE-Gesetz entwickelt das NRC den regulatorischen Rahmen für die Lizenzierung und Regulierung von Mikroreaktoren weiter. Einschließlich für Einheiten, die in einer Fabrik gebaut und beladen werden.
Anträge auf Laufzeitverlängerungen: Wie von NRC-Mitarbeitern in einem Fahrplan zur Lizenzverlängerung dokumentiert und von der Kommission angewiesen, arbeitet das NRC daran, seine Ziele für effiziente und vorhersehbare Laufzeitverlängerungen zu erreichen. Um dies zu unterstützen, sollten Antragsteller den Zeitpunkt der Einreichung der Anträge koordinieren, um eine konsistentere Überprüfungsbelastung für das NRC zu erreichen. Das NRC sollte mit den Lizenznehmern zusammenarbeiten, um den Zeitpunkt solcher Anträge zu verstehen und sicherzustellen, daß die Ressourcen vorhanden sind und die Prioritäten nach Bedarf verschoben werden, damit die Ziele für die Lizenzverlängerung erreicht werden.
Rolle der Antragsteller und der Nuklearindustrie in Bezug auf eine effiziente Lizenzierung: Antragsteller spielen eine Schlüsselrolle bei einer hocheffizienten Lizenzierung und Genehmigung indem sie qualitativ hochwertige Anträge auf der Basis produktiver Vorantrags-Prüfungen bei dem NRC einreichen. Bewerber können NRC-Überprüfungen auch beschleunigen, indem sie Reaktortechnologien nach unten selektieren.
Nutzung künstlicher Intelligenz und fortschrittlicher Computerwerkzeuge: Die US-Regierung sollte weiterhin das Potential für den Einsatz künstlicher Intelligenz (z. B. maschinelles Lernen und große Sprachmodelle) und andere Instrumente zur Verbesserung der computergestützten Modellierung von Kernreaktorsystemen und zur Unterstützung effizienter Lizenzierungs- und Genehmigungsprüfungen bewerten.

Entwicklung der Belegschaft

Die US-Kernenergieindustrie beschäftigt heute direkt etwa 60.000 Mitarbeiter in gut bezahlten Jobs und es werden noch viel mehr benötigt, um neue und bestehende Reaktoren zu bauen, zu warten und zu betreiben. Der Ausbau der US-Nuklearkapazität benötigt technisch ausgebildete und erfahrene Belegschaften. Dazu gehören qualifizierte und erfahrene Handwerker, darunter Schweißer, Elektriker, Mechaniker und Rohrleger, Bau- und Projektmanager und Ingenieure, einschließlich Nuklear-, Maschinenbau, Bau-, Elektro- und Umwelt. Der Bau von Kernkraftwerken ist besonders auf Facharbeiter angewiesen, da in der Regel mehr als zwei Drittel der Kosten und Materialien für den Bau eines Kernkraftwerkes mit den nicht-nuklearen Teilen des Kraftwerks verbunden sind, einschließlich Tiefbau, Bau, Schaltanlagen und Kühlung. Der erfolgreiche Bau erfordert auch die Wiederverwendung derselben Teams von Handwerkern von einem Bau zum nächsten mit derselben Konstruktion, um das Lernen bei jedem Schritt während des Baus zu nutzen. Auf dem Höhepunkt des Baus wurden bei Vogtle 3 und 4 9.000 Arbeiter eingesetzt, und viele Entwickler könnten diese Erfahrung für den Bau neuer AP1000s nutzen. Mit beiden neuen Vogtle-Einheiten am Netz unterstützen sie Hunderte von gut bezahlten, langfristigen Arbeitsplätzen – und fördern Investitionen und wirtschaftliche Entwicklung im gesamten Bundesstaat. Heute gibt es nach wie vor einen Mangel an qualifizierten und erfahrenen Handwerkern, die die vielen Einheiten bauen und warten werden, die bald eingesetzt werden, insbesondere solche mit Erfahrung im Reaktorbau. Dies wird bis zu einem gewissen Grad durch die langen Vorlaufzeiten im Zusammenhang mit dem Bau von Kraftwerken gemildert, die Zeit für die Rekrutierung von Mitarbeitern bietet.

Der erfolgreiche Einsatz und Betrieb fortschrittlicher Technologie erfordert auch ein vielseitiges Forschungs- und Entwicklungs-Ökosystem (F&E), das die Forschung und Entwicklung in nationalen Labors und Universitäten in Bereichen wie der kernphysikalischen Grundlagen und Daten zur Modellierung und Simulation, Brennstoffen, Reaktor-Testständen und Demonstrationen beinhalten könnte. Das DOE hat kürzlich die Gesamtfinanzierung von 1 Milliarde US-Dollar für US-Colleges und Universitäten überschritten, um die Kernenergieforschung voranzutreiben und die nächste Generation von Führungskräften auszubilden. Die Bemühungen sollten weiterhin Tribal Colleges und Universitäten unterstützen, um einheimische Studenten zu unterstützen, die in die Kernenergieforschung und verwandte Studienbereiche einsteigen.

Maßnahmen zum Ausbau der Kernenergie:

DOE-Ausgaben für die Personalentwicklung: Die US-Regierung wird daran arbeiten, bis zu 100 Millionen US-Dollar bereitzustellen, die im Haushalt für das Geschäftsjahr 2024 für die Ausbildung von Arbeitskräften in Kernkraftwerken zur Verfügung gestellt werden, um ihre Fähigkeit zu maximieren, die Arbeitskräfte für den fortgesetzten sicheren Betrieb der Kernenergie vorzubereiten und um den zukünftigen Bedarf zu decken.
Zusammenarbeit mit organisierten Arbeitskräften zur Erweiterung der Möglichkeiten: Die US-Regierung wird mit Arbeitsorganisationen, einschließlich Gewerkschaften, zusammenarbeiten, um sicherzustellen, daß Programme zur Personalentwicklung in Übereinstimmung mit den erwarteten Einsätzen entwickelt werden. Dazu gehören auch Möglichkeiten, Arbeitnehmer aus stillgelegten fossilen Kraftwerken in Nuklearprojekte umzuschulen. Die Berücksichtigung eines regionalen Fokus kann helfen, die gleichen erfahrenen Teams von Berufen von Neubau zu Neubau zu nutzen.

Entwicklung von Lieferketten für Komponenten

Der Bau neuer Kernkraftwerke erfordert den Aufbau einer robusten und widerstandsfähigen Lieferkette für spezialisierte Komponenten für jeden Reaktortyp. Die meisten Kernkraftwerke mit kurzfristigem Einsatzpotential sind modular aufgebaut und erfordern leistungsstarke Fabriken, um die Hunderte von Untermodulen zu bauen. Der Bau von Druckwasserreaktoren erfordert auch hochspezialisierte große Schmiedeanlagen, die sich derzeit nur in Südkorea und Japan befinden. Diese Lieferketten Vorgaben könnten einen Engpass für die nukleare Expansion schaffen und das Tempo des inländischen Einsatzes begrenzen, da auch Reaktoreinsätze in anderen Ländern die Nutzung solcher Einrichtungen erfordern. Komponenten mit langen Vorlaufzeiten, wie z. B. die größten Module und Druckbehälter, sind für die Einsatzplanung besonders wichtig, da Versorgungsunternehmen Entscheidungen über nachfolgende Aufträge darauf stützen können, wann solche Komponenten pünktlich und im Rahmen des Budgets geliefert werden können. Die Gewissheit bei einer großen Anzahl von Aufträgen würde den Lieferanten erheblich helfen, das Vertrauen zu gewinnen, in zusätzliche Produktionskapazitäten zu investieren. Komponenten-Lieferketten für nicht wassergekühlte Reaktortechnologien sind in der Regel andersartig.

Für Anbieter von Kernreaktoren gibt es strenge und kostspielige Schulungen und Anforderungen an die Qualitätssicherung, um sicherzustellen, daß diese hochspezialisierten Komponenten die NRC-Standards erfüllen. Folglich ist zu beachten, daß Materialien und Komponenten in Kernreaktor-Qualität tendenziell deutlich teurer sind als ihre nicht-nuklearen Äquivalente. Um die Anzahl der Lieferanten zu erweitern, die den Bau von Kernkraftwerken unterstützen können, sollte die Industrie Anreize entwickeln, um bestehende nicht-nukleare Hersteller zu ermutigen, in diesen Bereich einzusteigen und eine Ausbildung zu erhalten, um eine nukleare Qualifikation zu erreichen.

Maßnahmen zum Ausbau der Kernenergie:

Erleichterung der Finanzierung von Lieferketten für Kernenergiekomponenten: Das Energieministerium bietet attraktive Finanzierungen in Form von Darlehen und Darlehensgarantien für förderfähige Projekte, die Lieferketten für die Kernenergie unterstützen können. Es können innovative Projekte in der Lieferkette für fortschrittliche Kerntechnik finanziert werden. Dazu gehören Projekte, die Komponenten für fortschrittliche Kernreaktoren herstellen oder dafür Produktionsanlagen bauen.
Steuergutschriften für Kernenergie-Lieferketten: Die Biden Regierung stellte 10 Milliarden US-Dollar für Steuergutschriften für Investitionen in fortschrittliche Energieprojekte zur Verfügung.
Anbieter von Qualitätsprodukten für Kernenergie: Die US-Regierung wird potentielle Möglichkeiten prüfen, die Anbieter für Qualitätsprodukte für Kernreaktoren zu erhöhen, die Kapazität bestehender Lieferanten zu erweitern und Anreize für nicht-nukleare Hersteller zu schaffen, in den Nuklearbereich einzusteigen.
Komponenten mit nuklearer Zulassung: Wie vom ADVANCE-Gesetz vorgeschrieben, wird das NRC die Anforderungen an Komponenten in nuklearer Zulassung in der Fertigung und beim Bau für Kernenergieprojekte und die Möglichkeiten zur Verwendung von Standardmaterialien oder Standardkomponenten untersuchen, wenn dies zulässig ist.
Anregung von Investitionen des privaten Sektors in Komponenten-Lieferketten: Die US-Regierung wird potentielle Möglichkeiten prüfen, um die Entwicklung von inländischen Fabriken zur Fertigung von Modulen für Kernkraftwerke und großen Schmiedeanlagen an zu schieben, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, daß es zu Engpässen kommt.
Nordamerikanische Partnerschaften: Die US-Regierung wird weiterhin Möglichkeiten prüfen, um nordamerikanische Partnerschaften für Lieferketten zu erweitern, indem sie Lieferanten nutzt, die kanadische Bauten unterstützen.

Entwicklung von Lieferketten des Brennstoff-Kreislaufs

In den letzten Jahren haben die Biden-Harris-Regierung und der Kongress wichtige Schritte unternommen, um eine robuste Lieferkette für Kernbrennstoffe in den USA aufzubauen und die Abhängigkeit von Russland zu verringern. Eine inländische Kernbrennstoff-Lieferkette ist entscheidend, um LEU zu liefern, die für die bestehende Reaktorflotte und neue Leichtwasser-Reaktoren benötigt wird und HALEU, die für nicht wassergekühlte SMRs und Mikroreaktoren benötigt wird. Inländische Uranexploration, Bergbau, In-situ-Gewinnung, Umwandlung, Anreicherung, Rück-Konversion. Herstellung und Standortrückgewinnung sind alles wesentliche Aspekte der Kernbrennstoff-Lieferkette und müssen nach sinnvollem Engagement der Gemeinschaft und insbesondere in den Stammesgebieten, im Einklang mit den Umweltschutz- und Sicherheitsstandards bewertet und durchgeführt werden. Darüber hinaus muß die Verfügbarkeit anderer kritischer Mineralien und Materialien, die zur Unterstützung des Baus und des Betriebs von Kernreaktoren benötigt werden, ähnlich berücksichtigt werden.

In Bezug auf Konversions- und Anreicherungsdienste hat die US-Regierung erhebliche Schritte unternommen, um eine inländische kommerzielle Anreicherungskapazität in den Vereinigten Staaten anzukurbeln, um in Innovation und wirtschaftliche Sicherheit im Inland zu investieren und auch die Abhängigkeit von Russland als nachweislich unzuverlässigem Energielieferanten zu verringern. Am 13. Mai 2024 unterzeichnete Präsident Biden das „Prohibiting Russian Uranium Imports Act“, ein Verbot von importiertem LEU aus Russland. Das Consolidated Appropriations Act von 2024 stellte bis zu 2,72 Milliarden US-Dollar zur Verfügung, um einen revolvierenden Fonds einzurichten, der neue Anreicherungskapazitäten in den USA für LEU und HALEU ankurbeln soll. Hinzu kamen 700 Millionen US-Dollar, die die IRA dem DOE zur Verfügung stellte, um ein HALEU-Verfügbarkeitsprogramm zu implementieren, einschließlich der Unterstützung von Anreicherungs- und Konversionskapazitäten. Erfolg kann nicht ohne Investitionen und Maßnahmen in der Branche erreicht werden. Stromkunden haben die Aufgabe, die erforderliche Ausweitung der Konversions- und Anreicherungskapazität in den Vereinigten Staaten weiter anzuregen, indem sie ein Nachfragesignal senden. Indem sie sich zu einem Auftragsbuch für neue Bestellungen von Großreaktoren, SMRs und Mikroreaktoren verpflichten. Lieferketten sind global, und die Wiederbelebung eines starken, sicheren und sicheren internationalen Kernbrennstoffkreislaufs muss in enger Abstimmung mit Partnern und Verbündeten verfolgt werden. Zu diesem Zweck arbeiten die Vereinigten Staaten mit Kanada, Frankreich, Japan und dem Vereinigten Königreich, in der „Sapporo 5“ Gruppe zusammen. Sie wollen gemeinsam eine sichere und widerstandsfähige globale Lieferkette für Kernbrennstoffe aufbauen, um den kontinuierlichen Betrieb zu gewährleisten und das Wachstum des Einsatzes von Kernenergie auf der ganzen Welt zu unterstützen. Frei von russischem Einfluss und nicht marktüblichen Richtlinien und Praktiken.

Während die heutigen In-situ-Methoden der Urangewinnung mit reduzierten Umwelt- und Gesundheitsbedenken versehen sind, bleibt das Erbe des früheren Uranabbaus in den Vereinigten Staaten ein Problem und muß korrigiert werden. Der Abbau von Uran in der Vergangenheit wurde teilweise von nationalen Sicherheits- und Verteidigungszwecken angetrieben. Das Fehlen von Umweltprüfungen und Anforderungen an finanzielle Rücklagen bevor viele Minen in Betrieb gingen, bedeutet, daß bis heute viele Uranstandorte nicht zurückgewonnen oder saniert wurden und es möglicherweise keine Verantwortlichen oder Finanzprogramme gibt, um die Sanierung durchzuführen. Infolgedessen strahlen immer noch Tausende von verlassenen Uranminen und wirken sich auf Gemeinden im ganzen Land aus, insbesondere auf Indianer wie die Navajo-Nationen, die durch mehr als 500 verlassene Uranstandorte mit geschätzten Sanierungskosten in Milliardenhöhe belastet sind. Da neue Reaktoren gebaut werden und die inländische Uranrückgewinnung mehr kommerzielles Interesse gewinnt, ist es wichtig, daß die Urangewinnung gemäß angemessenen Umwelt-, Arbeits- und Gesundheitsstandards, Respekt vor der Souveränität der Indianer, einschließlich Konsultationen und robustem Engagement der Gemeinschaft durchgeführt wird.

Gleichzeitig muss das Erbe des vergangenen Uranabbaus angegangen werden. Stämme und Gemeinden haben das Erbe des Uranabbaus mit wenig Entschädigung, Warnung, Schutz und Versöhnung durch die USA ertragen und ertragen dies auch weiterhin, um das Unrecht der vergangenen Energiepolitik zu heilen. Es sollte eine umfassende, behördenübergreifende Anstrengung zur Sanierung bestehender verlassener Uranstandorte entwickelt werden, die auf bestehenden Plänen aufbauen, einschließlich des Zehnjahresplans für Bundesmaßnahmen zur Bewältigung der Auswirkungen der Urankontamination auf die Navajo-Nation. Darüber hinaus sollte der inländische Uranabbau die Empfehlungen der Interagency Working Group der US-Regierung für Bergbaugesetze, -vorschriften und -genehmigungen widerspiegeln. Dazu gehört zum Beispiel die Vermeidung von Gebieten in der Nähe von Nationaldenkmälern und den sensiblen umliegenden Landschaften.

Maßnahmen zum Ausbau der Kernenergie:

Konversion und Anreicherung von inländischem Uran: Die US-Regierung wird ihre Bemühungen fortsetzen, die Kapazität der Anreicherung des inländischen Urans zu erhöhen, indem sie wettbewerbsfähige Beschaffungsprogramme implementiert und verschiedenen Lieferanten verfügbare Mittel zur Verfügung stellt.
Globale Partnerschaft zur Brennstoffversorgung: Die US-Regierung wird weiterhin mit internationalen Partnern zusammenarbeiten, die sich auf die Sapporo 5-Gruppe aus Kanada, Frankreich, Japan und dem Vereinigten Königreich konzentrieren, um die Tiefe und Widerstandsfähigkeit der globalen zivilen nuklearen Brennstoffversorgung ohne russischen Einfluss zu erhöhen. Dazu gehört die Koordinierung komplementärer innenpolitischer Maßnahmen, die darauf abzielen, unsere kollektiven Kapazitäten zu erweitern, um Länder mit kommerziellem Brennstoff zu versorgen, die eine friedliche Nutzung der Kernenergie wollen und sich gemeinsam für die höchsten Standards in Bezug auf Sicherheit, Schutz und Nichtverbreitung einsetzen.
Erleichterung der Finanzierung der Brennstoffversorgung für Kernenergie: Das Energieministerium bietet attraktive Finanzierungen in Form von Darlehen und Darlehensgarantien für förderfähige Projekte, die die Kreditkosten im Zusammenhang mit dem Einsatz kapitalintensiver Lieferketten für Kernenergie-Brennstoff erheblich senken können. Dazu gehören Projekte, die Kernbrennstoffe umwandeln, anreichern und herstellen.
Fahrplan für die Sanierung verlassener Uranminen: In Anerkennung des bedeutenden und schädlichen Erbes des Uranabbaus auf und in der Nähe von Stammesgebieten, wird die US-Regierung weiterhin die Säuberung verlassener Uranminen priorisieren.

Umgang mit verbrauchten Kernbrennstoffen

Abgebrannter Kernbrennstoff wird sicher in Wasserbecken und NRC-lizenzierten Trockenlagern in über 70 Einrichtungen in 35 Bundesstaaten gelagert, darunter 20 Standorte, an denen Reaktoren den Betrieb eingestellt haben. Ein robustes, Generationen übergreifendes, integriertes Programm für Atommüll und abgebrannte Kernbrennstoffe ist entscheidend für den erfolgreichen Ausbau der US-Kernenergie. Das DOE verpflichtet sich weiterhin, die Verpflichtungen der Bundesregierung zur ordnungsgemäßen Bewirtschaftung und Entsorgung von abgebrannten Kernbrennstoffen und hochaktiven Abfällen zu erfüllen. Es besteht ein breiter internationaler wissenschaftlicher Konsens darüber, daß ein unterirdisches geologisches Lager die sicherste Methode für hochaktive radioaktive Abfälle ist. Darüber hinaus können zukünftige Reaktortechnologien nachhaltige Kernbrennstoffzyklen nutzen, um das Volumen des verbrauchten Brennstoffs zu reduzieren.

Im Einklang mit der Anweisung des Kongresses verpflichtet sich das DOE zu einem verständnisbasierten Ansatz, um eine konsolidiertes vorläufiges Lager des Bundes zu schaffen. Der auf Zustimmung basierende Standortprozess des DOE wird eine informierte, integrative Beteiligung von Stammesregierungen, Staaten und lokalen Gemeinschaften, einschließlich Gemeinden mit Bedenken hinsichtlich der Umweltgerechtigkeit, in den Entscheidungsprozess einbeziehen und sicherstellen, daß potenzielle Gemeinden die Möglichkeit haben, die potenziellen Chancen und Risiken der einer Einrichtung abzuwägen, einschließlich der sozialen, wirtschaftlichen, ökologischen und kulturellen Auswirkungen, die sie auf die Gemeinschaft haben können. Das Energieministerium fasste 225 Einreichungen zusammen, um das Feedback zu reflektieren.

Maßnahmen zum Ausbau der Kernenergie:

Konsolidierte Zwischenlagerung: Die US-Regierung wird ihre Bemühungen für eine oder mehrere konsolidierte Zwischenlager des Bundes für abgebrannte Brennelemente und Abfälle fortsetzen, die das Vertrauen aller Betroffenen maximiert.
Behördenübergreifende Zusammenarbeit zur langfristigen Abfallbewirtschaftung: Die US-Regierung wird die behördenübergreifende Zusammenarbeit verstärken, um einen einwilligungsbasierten Auswahlprozess für die langfristige Bewirtschaftung von abgebrannten Brennstoff und hochaktivem Abfall zu starten.
Generische Standards: Die US-Regierung wird die technische, rechtliche, gesetzgeberische und politische Grundlage für eine langfristige Lagerung festlegen, einschließlich frühzeitiger Bemühungen zur Aktualisierung risikoinformierter, technologieinklusiver generischer Repository-Standards.
Priorisierung der Entfernung von abgebrannten Brennstoffen: Die US-Regierung wird mögliche Optionen prüfen, um Standorte für die eventuelle Entfernung von abgebrannten Brennelementen zu priorisieren, und die Auswirkungen auf Gemeinden und Stammesvölker in der Nähe eines Reaktors prüfen, an dem der Betrieb eingestellt wurde.
Nachhaltige fortschrittliche Brennstoffkreisläufe: Die US-Regierung wird ihre F&E-Bemühungen fortsetzen, um die technischen Herausforderungen fortschrittlicher Brennstoffkreisläufe zu bewerten und mit der Industrie zusammenarbeiten, um sicherzustellen, daß kommerzielle Aktivitäten auf die Lösung wirtschaftlicher und technischer Herausforderungen ausgerichtet sind.

Zusammenfassung

Dieser Rahmen skizziert Wege zum Ausbau der inländischen Kernenergie und beschreibt, wie die US-Regierung, die US-Nuklearindustrie und die Arbeitskräfte diesen Moment für das amerikanische Volk nutzen können. Die Nation erwartet ein erhebliches Wachstum des Strombedarfs und befindet sich in einer Umstellung auf saubere Energien. Ein erfolgreicher Ausbau der Kernenergie im Einklang mit den Leitprinzipien der US-Regierung für den verantwortungsvollen Einsatz von Kernenergie wird eine Schlüsselrolle bei der Reduzierung der Treibhausgasemissionen und der Vermeidung der schlimmsten Auswirkungen der Klimakrise spielen, die Stabilität und Widerstandsfähigkeit des Netzes erhöhen und die US-Energiesicherheit erhöhen.

Eine starke inländische Industrie ist entscheidend für die Ausweitung der US-Exporte ziviler nuklearer Güter und Dienstleistungen auf den Weltmarkt, mit einem US-Anteil an den Exporteinnahmen, der bis 2050 auf rund 1,9 Billionen US-Dollar geschätzt wird. Da fast alle internationalen Partner die US-Lizenzierung und den Einsatz unserer Technologien sehen möchten, bevor sie sich zu ihnen verpflichten, ist die inländische Bereitstellung ein wichtiger erster Schritt in der US-Exportstrategie. Es ist auch wichtig, die lokalen wirtschaftlichen Chancen zu fördern, da die Kernenergie das Potential hat, nachhaltige, gut bezahlte Arbeitsplätze, einschließlich gewerkschaftlicher Arbeitsplätze, in Gemeinden im ganzen Land zu schaffen, auch dort, wo sie am dringendsten benötigt werden. Darüber hinaus unterstützt der Einsatz von Kernenergie zu Hause die nationalen Sicherheitsinteressen Amerikas, da eine robuste zivile Industriebasis auch die Basis der Verteidigungsindustrie unterstützt. Die internationale Zusammenarbeit der USA im Bereich der Kernenergie hilft auch gleichgesinnten Ländern, Energiesicherheit zu erreichen. Die Annahme eines Ansatzes zur Intensivierung der Zusammenarbeit der US-Regierung mit der US-Atomindustrie sowie mit Verbündeten und Partnern wird dazu beitragen, den wettbewerbsfähigen Export von US-Nukleartechnologie zu beschleunigen, unter anderem durch internationale Nuklearpartnerschaften, die Gegnerländern wesentliche Unterstützung beim Kapazitätsaufbau bieten können, wenn sie ihre Kernenergieprogramme unter den höchsten internationalen Standards für nukleare Sicherheit und Nichtverbreitung entwickeln.

Selbst mit dem rasanten Anstieg der Stromnachfrage und der wichtigen Dynamik im öffentlichen und privaten Sektor ist der Einsatz von Kernenergie nicht garantiert und erfordert all das Fachwissen und den Einfallsreichtum, den unsere Nation liefern kann. Es ist auch entscheidend, daß die Nation die Altkontamination durch historische zivile Kernenergie bekämpft, aus der Vergangenheit lernt und geeignete Standards für den Schutz der Umwelt-, Arbeits-, Stammes- und Gemeindegesundheit anwendet und befolgt sowie Möglichkeiten für sinnvolles Engagement und Stammeskonsultationen bietet, um die Maßnahmen des Bundes zur Kernenergie bei jedem Schritt zu informieren. Wenn Amerika härter und kreativer zusammenarbeitet, kann es in eine neue Ära der Kernenergie eintreten, die saubere, sichere, erschwingliche, rund um die Uhr Energie in Gemeinden, Unternehmen und Haushalte im ganzen Land bringt und gleichzeitig nachhaltige, gut bezahlte Arbeitsplätze, wirtschaftliche Chancen und Umweltgerechtigkeit bietet.

Nachbetrachtung

Dieses Programm zeigt komprimiert die Anstrengungen in den USA, die (fast verschlafenen) Möglichkeiten der Kernenergie zu nutzen. Auslöser scheint die zunehmende Rivalität mit China zu sein. Die Angst vor einer konkurrenzfähigen – oder gar überlegenen – chinesischen kerntechnischen Industrie erscheint als eine Bedrohung der nationalen Sicherheit. Jeder Import einer Technologie erzeugt eine gewisse Abhängigkeit. Allein der hier angegebene potentielle Exportanteil am Weltmarkt von 2000 Milliarden US-Dollar bis 2050, duldet kein Risiko. Ohne Frage handelt es sich bei der Kernenergie um eine Schlüsseltechnologie. Der Gewinn ist dreifach: Billige Energie für das eigene Land, zusätzliche Arbeitsplätze durch den Export und jede Menge Technologie als Abfall für die eigene Industrie. Kaum eine Technologie bietet mehr Wohlstandsgewinn in der Zukunft. Wie stark der Wille zur Technologieführerschaft ist, zeigt der gleichzeitige Ausbau aller Möglichkeiten: Laufzeitverlängerungen, Leistungssteigerungen, Modernisierungen und parallel Einführung ganz neuer Reaktortypen.