Inzwischen tut sich einiges bei den Small Modular Reactor’s (SMR). Wenn auch tapfer in den Mainstream Medien dazu geschwiegen wird. Oder tapfer behauptet wird, es sei alles nur Science Fiction und würde mindestens noch Jahrzehnte dauern…
Betrachtete Projekte
Inzwischen gibt es weit über 100 Projekte. Leider keinen einzigen SMR in Betrieb – ja nicht einmal in Bau – in Europa. Anders die Situation in Russland und China. In den USA läuft die Aufholjagd auf vollen Touren und in voller Bandbreite. Wegen der Übersichtlichkeit wird sich hier nur auf die im Bau befindlichen bzw. in der Standortgenehmigung befindlichen Reaktoren beschränkt.
Weltweit kommen die Stromnetze an ihre Grenze. Grundsätzlich gilt, je größer die Leistung der Kraftwerke ist, desto mehr „Netz“ zur Verteilung der elektrischen Energie ist nötig. Prinzipiell ist es deshalb sinnvoll, die Kraftwerke möglichst nah an den Verbrauchsschwerpunkten zu errichten. Praktisch einzige Ausnahme sind Wasserkraftwerke und Vorkommen minderwertiger Kohle. Selbstverständlich werden große Kraftwerke in Industrieländern auch weiter ihre Bedeutung haben. So nutzt man z. B. in China die Skaleneffekte voll aus, mit Kernkraftwerken aus sechs und mehr Reaktoren, mit jeweils über einem Gigawatt elektrischer Leistung.
Definition der SMR
Ursprünglich wurden SMR über die elektrische Leistung definiert. Der Wert von 300 MWel war dabei ziemlich willkürlich. Heute steht die Modularität im Vordergrund. Module sollen in Fabriken gefertigt und getestet werden. Diese werden dann komplett auf die Baustelle transportiert und dort zu einem Kraftwerk „zusammen geschraubt“. Damit werden die (teuren) Arbeitsstunden auf der Baustelle enorm reduziert. Die Kosten verringern sich durch Serienfertigung. Vorbild ist dabei die Produktion von z. B. Flugzeugen.
Neuerdings hat sich auch eine untere Grenze von etwa 10 MWel etabliert: Die so genanten Mikroreaktoren. Diese kommen vornehmlich aus dem militärischen Sektor und unterliegen damit auch besonderen Genehmigungsverfahren, die wesentlich kürzer sind. Zumindest ergibt sich hier ein neuer „Dual-Use“ Sektor.
Die aktuellen Gruppen
Heute sind vier Reaktorprinzipien in der Entwicklung. In der Reihenfolge ihres Entwicklungsstandes:
- Leichtwasser Reaktoren sind bereits im Einsatz (Russland, China) bzw. in Bau (Kanada). Dies ist nicht verwunderlich, da sie auf den Erfahrungen der vorhandenen Kraftwerke der Generation III+ aufbauen können. Dabei geht die Philosophie beim Entwurf von der Verwendung möglichst viel bereits erprobter Bauteile (GE Hitachi Vernova BWRX-300Siedewasserreaktor) bis zum „neu gedachten“ Reaktor (NuScale integrierter Druckwasser-Reaktor).
- Hochtemperaturreaktor mit Gas gekühlt Dieser Typ, z.B. mit Kugelhaufen als Reaktorkern und Helium als Kühlmittel, ist ursprünglich in Deutschland entwickelt und getestet worden. Ziel war eine möglichst hohe Betriebstemperatur für chemische Anwendungen. In China ist bereits ein Prototyp aus zwei Reaktoren mit je 250 MWth zur Stromerzeugung am Netz (Shidaowan HTR-PM). Ein innovatives Projekt, bei dem Sattdampf aus HUALONG-Druckwasserreaktoren mittels HTGR überhitzt wird, ist im Kraftwerk Xuwei in Bau.
- Reaktoren mit schnellen Neutronen, mit flüssigen Metallen gekühlt Durch die Spaltung mit schnellen Neutronen können Uran, Plutonium und höhere Aktinoide genutzt werden. Damit verringert sich nicht nur der sog. „Atommüll“, sondern die Ausnutzung des Natururan steigt um etwa den Faktor 100. Große Reaktoren mit Natrium als Kühlmittel sind und waren in zahlreichen Ländern in Betrieb. Ein Reaktor mit Blei als Kühlmittel ist in Russland in Bau.
- Salzschmelze Man unterscheidet Reaktoren bei denen das Salz gleichzeitig Brennstoff und Kühlmittel ist und Reaktoren bei denen es nur als Kühlmittel dient. Man will die Beseitigung von Plutonium aus heute zwischen gelagerten, abgebrannten Brennelementen mit Thorium als zusätzlicher Energiequelle besonders elegant kombinieren. Starkes Interesse besteht auch aus dem Schiffbau als Antrieb für große Containerschiffe.
Leichtwasser SMRs
Russland hat eine Baureihe integrierter Reaktoren für seine Eisbrecherflotte geschaffen. Aus dieser Baureihe wurden auch Reaktoren für die Stromerzeugung und Wärmeversorgung an Land abgeleitet.
- Seit 2019 ist die Akademik Lomonosov zur Versorgung von Pevek in der Chukotka Region in Betrieb. Bereits im Januar 2025 hat das Kraftwerk eine Milliarde kWh Elektrische Energie zuverlässig geliefert. Das komplette Kraftwerk mit allen notwendigen Installationen befindet sich auf einer Barge (144m lang, 30m breit, 21 000 to Verdrängung), die von der Werft bis zu ihrem endgültigen Liegeplatz geschleppt wurde. Sie besitzt zwei KLT-40s integrierte Druckwasserreaktoren mit zusammen 70 MWel Leistung.
- Für die schwere Eisbrecherflotte wurden die RITM-200 Reaktoren gebaut. Auf dieser Basis wurde die Baureihe RITM-200C für Kraftwerke entwickelt. Es befinden sich 14 Reaktoren in unterschiedlichen Stadien in Bau. Im Mai 2026 wurde der erste RITM-200C mit einem Schnabelwagen der Eisenbahn von Moskau zur Werft gefahren. Die Floating Power Unit (FPU-106) wird über zwei RITM-200C mit zusammen 106 MWel verfügen und ist zur Versorgung der Kupfermine im Industriegebiet Chukotka Autonomous Okrug bestimmt. Sie braucht nur alle fünf Jahre einen Brennelementewechsel.
- Im Mai 2026 wurde mit dem Guss des ersten von sechs RITM-400N für ein Kraftwerk in Usbekistan begonnen. Das Kraftwerk aus sechs SMR soll eine Leistung von 330 MWel haben. Der erste SMR soll 2029 kritisch werden.
China baut seit July 2021 an seinem ACP100 Linglong One auf der Changjiang Halbinsel in der Hainan Provinz. Der integrierte Druckwasserreaktor hat eine Leistung von 125 MWel. Er soll auch zur Meerwasserentsalzung dienen. Er soll noch dieses Jahr in den kommerziellen Betrieb gehen.
Argentinien baut (mit Unterbrechungen) an seinem selbst entwickelten SMR CAREM-25 (Central Argentina de Elementos Modulares). Es ist eine Demonstrationsanlage mit 32 MWel. Er dient als Basis für das Kraftwerk Atucha III. Bestehend aus vier ACR-300 mit zusammen 1200 MWel. Es soll in fünf Jahren ans Netz gehen.
Kanada baut den ersten Siedewasserreaktor von GE Vernova Hitachi BWRX-300 in Darlington. Im Mai 2026 war Baubeginn des ersten von vier geplanten Reaktoren in Reihe. Fertigstellung des ersten SMR ist für 2030 geplant. Zahlreiche Projekte sind international in Vorbereitung. Hier in alphabetischer Reihenfolge: Bulgarien, Estland, Litauen, Norwegen, Polen, Schweden, Slowakei, Tschechien, UK, Ungarn, USA, VAE. Es ist mehr als verständlich, daß viele Energieversorger erstmal abwarten, wie der Bau und die Betriebserfahrungen des FOAK (first of a kind) sich darstellen. Sollten die Bestellungen eingehen, dürfte der Preis schnell sinken. Der FOAK ist eher handwerklich hergestellt – vergleichbar dem „Messemodell“ eines neuen PKW. Die Lernkurve bei diesem Typ könnte schnell sehr steil verlaufen.
Rumänien hat im Februar endgültig die Entscheidung für den Bau von sechs NuScale SMR mit einer Leistung von je 77 MWel zum Ersatz für das Kohlekraftwerk in Doicești getroffen. NuScale war der erste SMR der eine vollständige Genehmigung in den USA hatte. Die Kommerzialisierung ist etwas unglücklich verlaufen. Die Fertigstellung ist für 2033 geplant.
Schweden,Tschechien, UK. In diesen Ländern besteht eine enge Kooperation mit Rolls-Royce (R&R) für den Bau von Druckwasser-SMR mit einer Leistung von 470 MWel. R&R hat jahrzehntelange Erfahrung im Bau von kleinen Druckwasserreaktoren für Atom-U-Boote in GB. Das Konzept ist in einigen Punkten bemerkenswert: Das komplette Kraftwerk wird zum Erdbebenschutz elastisch gelagert. Die Module, aus denen vor Ort die Anlage zusammengebaut wird, sind so bemessen, daß sie noch komplett transportiert werden können. Vorher werden alle Module in der Fabrik ausgiebig getestet. Dieser SMR hat die Chance der „europäische Reaktor“ zu werden. Sehr attraktiv auch für alle Länder, die nicht so abhängig von den USA oder Russland sein wollen.
Finnland plant den Bau von 10 Heizreaktoren LDR-50 mit jeweils einer Wärmeleistung von 50 MWth für seine Fernwärmenetze. Diese Reaktoren sollen lediglich heißes Wasser mit einer Temperatur von 150 °C erzeugen. Der erste noch nicht nukleare (elektrisch beheizt) Reaktor ist seit Februar 2026 in Helsinki im Bau. Das Konzept stößt auf größtes Interesse im gesamten skandinavischen Raum.
Hochtemperatur SMR
Für hohe Temperaturen sind Reaktoren mit TRISO-Brennelementen (Tristructural-Isotropic) vorgesehen. Sie können nachweislich bis zu 1650°C ertragen, was sie sehr sicher gegen Verluste der Kühlung macht. Als Kühlmittel dient überwiegend Helium und neuerdings auch Salz.
Japan. Seit 2011 – mit Unterbrechungen – ist der High-Temperature Test Reactor (HTTR) in Oarai, Ibaraki Prefecture in Betrieb. Er hat eine Wärmeleistung von 30 MWth .
China. Seit 2000 betreibt die Tsinghua Universität den Forschungsreaktor HTR-10 mit einer Wärmeleistung von 10 MWth. Seit Dezember 2023 befindet sich die Anlage HTR-PM in Shidaowan im kommerziellen Betrieb. Es handelt sich um zwei Kugelhaufen-Reaktoren, die auf eine gemeinsame Turbine mit 210 MWel wirken. Jeder Reaktor ist mit über 400 000 Brennstoff-Kugeln (Durchmesser 6 cm, 7 Gramm Uran, auf 8,5% angereichert) beladen und erzeugt damit eine Wärmeleistung von 250 MWth. Als Kühlmittel dient Helium. Seit April 2024 liefert die Anlage auch Heizdampf für 1850 Haushalte. Ein innovatives Projekt befindet sich im Kraftwerk Lianyungang seit Januar 2026 in Bau. Dort werden zwei Druckwasserreaktoren vom Typ Hualong (2416 MWel) und ein HTGR (high-temperature gas-cooled reactor) mit 660 MWel errichtet. Das Neue daran ist die Produktion von Heißdampf durch Überhitzung des Sattdampfes aus den Druckwasserreaktoren mit der Wärme der HTGR.
USA X-Energy will vier Hochtemperaturreaktoren mit je 200 MWth und 80 MWel zur Versorgung eines Dow Chemical Werks in Texas mit Strom und Heißdampf (650 °C) bauen. Bei den Xe-100 Reaktoren handelt es sich um Kugelhaufenreaktoren mit Helium als Kühlmittel. Im Mai 2026 haben die zuständigen Genehmigungsbehörden das „environmental assessment (EA)“ erteilt. Beim EA handelt es sich um ein von Donald Trump beschleunigtes Verfahren für bereits bestehende Chemieanlagen. Kurz gesagt, beurteilt das EA nur die zusätzlichen Gefährdungen durch die Reaktoren für den bereits vorhandenen Standort. Anders als beim wesentlich zeitaufwendigeren „environmental impact statement (EIS)“ für eine neue Anlage auf der „Grünen Wiese“.
Reaktoren mit schnellen Neutronen
Reaktoren mit schnellem Neutronenspektrum können auch Uran 238 und höhere Aktinoide spalten. Ursprünglich stand die etwa um den Faktor 100 bessere Ausnutzung des Natururan im Vordergrund. Man glaubte in den 1950er Jahren, daß die Uranvorkommen nur begrenzt wären. Zum Glück ist das Gegenteil der Fall. Natururan ist auch heute noch weltweit zu eher geringen Preisen förderbar. Deshalb waren bisher diese Reaktoren gegenüber Leichtwasserreaktoren unwirtschaftlich. In den letzten Jahren kommt die Problematik der ständig wachsenden Menge abgebrannter Brennelemente hinzu. Sie werden in den Medien immer wieder fälschlich als „Atommüll“ bezeichnet und dienen als letzter Kampfbegriff gegen die friedliche Nutzung der Kernenergie. Werden sie für Reaktoren mit schnellen Neutronen genutzt, bedeutet das drei Vorteile:
- Rohstoff aus vorhandenem Abfall für mehrere Jahrhunderte zur Stromgewinnung auf heutigem Niveau.
- Gleichzeitiger Abbau der Lagermenge für „Atommüll“.
- Entschärfung der Langzeitlagerung in geologischen Tiefenlagern. Die Spaltstoffe aus schnellen Reaktoren sind in Jahrzehnten bis – in Ausnahmefällen – Jahrhunderten keinerlei Gefährdung für Menschen mehr. Eine kostspielige Lagerung in speziellen Bergwerken wäre überflüssig.
Russland hat den BN-600 und BN-800 in kommerziellem Betrieb. Sie verwenden Natrium als Kühlmittel. Der Bau eines Reaktors mit 1200 MWel ist in Vorbereitung. Ein bleigekühlter Reaktor BREST-OD-300 ist in Bau. Seine Fertigstellung ist noch in diesem Jahrzehnt geplant. Er verwendet neuartige Brennelemente aus Uran-Plutonium-Nitrit. In dem Kraftwerk wird eine Wiederaufbereitung integriert, sodaß nur noch Spaltprodukte gelagert werden müssen und Uran-238 etc. als Brennstoff zugeführt werden muß.
China. Seit 2011 ist in der Nähe von Peking ein Prototyp mit Natriumkühlung mit 65 MWth in Betrieb. Seit 2017 bzw. 2020 sind zwei CFR600-Einheiten in Bau. Die Brennelemente für diese beiden Reaktoren mit jeweils 600 MWel werden aus Russland geliefert. Ab Mitte des Jahrhunderts sollen schnelle Reaktoren mit Natrium als Kühlmittel der Standard in China werden. China wird dann aus seiner wachsenden Flotte Leichtwasserreaktoren über genug potentiellen Brennstoff verfügen.
Indien. Im April 2026 wurde der schnelle Brüter Kalkpakkam in Tamil Nadu zum ersten Male kritisch. Es ist eine Eigenentwicklung mit 500 MWel . Er wird mit Natrium gekühlt und soll langfristig Uran-233 aus Thorium erbrüten.
USA. TerraPower hat im April 2026 mit dem Bau eines mit Natrium gekühlten Reaktor in Kemmerer, Wyoming begonnen. Als Besonderheit gilt, daß der Reaktor und die Turbine durch einen Solar-Salz-Speicher entkoppelt sind. Dadurch läßt sich die Leistung zwischen etwa 250 und 500 MWel stufenlos pendeln, ohne den Reaktor unmittelbar zu belasten. Das Kraftwerk soll bis 2032 fertig sein, um ein Kohlekraftwerk zu ersetzen. Oklo baut im Idaho National Laboratory seinen Oklo Aurora Powerhouse, einen mit flüssigem Natrium gekühlten Reaktor mit einer elektrischen Leistung von 75 MWel. Seine Besonderheit ist die Verwendung von recyceltem metallischen Brennstoff. Der Reaktor soll 2027 in Betrieb gehen.
Schweden plant sechs Blykalla-Reaktoren mit Bleikühlung in Norrsundet, Gävle, in Ost -Schweden zu errichten. Sie sollen eine Leistung von zusammen 300 MWel haben. Die Reaktoren sollen noch in der ersten Hälfte des nächsten Jahrzehnts in Betrieb gehen.
Frankreich/Italien. Der französische Reaktorhersteller Nucleo baut in Bologna, Italien einen nicht nuklearen Demonstrationsreaktor PRECURSOR für einen bleigekühlten SMR. Der Kern ist durch eine elektrische Heizung zum Test der Komponenten und Berechnungsverfahren ersetzt. Parallel laufen die Vorbereitungen für einen LFR-AS-30 SMR in Indre-et-Loire in West-Frankreich. Der Prototyp mit einer elektrischen Leistung von 30 MWel soll bis 2032 fertig gestellt sein.
Salzschmelzen (MSR)
Bisher sind noch keine SMR mit Salz als Brennstoff und Kühlmittel in Bau. Die Genehmigungsverfahren erscheinen doch wesentlich aufwendiger als gedacht. Es besteht prinzipiell die Möglichkeit mit thermischen oder schnellen Neutronen zu arbeiten. Es kann der Brennstoff Thorium verwendet werden, was die Versorgung mindestens um den Faktor vier gegenüber Uran verlängert. Außerdem ist Thorium bisher „radioaktiver Abfall“ z. B. bei der Gewinnung seltener Erden.
China. In Wuwei, in der Gansu Provinz läuft seit Oktober 2023 ein Versuchsreaktor. Er hat den Betrieb mit Thorium auch praktisch nachgewiesen.
USA. Kairos Power verfolgt eine Kombination mit TRISO-Brennelementen und Salz als Kühlmittel. Daraus ergibt sich eine wesentlich bessere Energiedichte als bei der Kühlung durch Helium. Der Versuchsreaktor Hermes 1 mit einer Wärmeleistung von 35 MWth ist in Bau und soll 2028 in Betrieb gehen. Gleichzeitig wird der Prototyp Hermes 2 mit einer elektrischen Leistung von 50 MWel gebaut, der 2030 in Betrieb gehen soll. Ist er erfolgreich, will Google 500 MWel an verschiedenen Standorten ab 2035 errichten.
Ausblick
In den nächsten 10 Jahren wird sich die Welt neu sortieren. China baut konventionelle Leichtwasserreaktoren in Serie. Man hat sich auf zwei Typen (Hualong und CAP-1000) geeinigt, um Skaleneffekte voll aus zu reizen. Man baut inzwischen für rund 2500 US$/kWel . Ab Mitte dieses Jahrhunderts sollen nur noch schnelle Reaktoren zur Wiederverwendung der abgebrannten Brennelemente neu gebaut werden. Was passiert, wenn die gigantischen Kapazitäten auf den Weltmarkt drängen?
Die Zahl der SMR-Anbieter (zur Zeit etwa 160) wird sich bald konsolidieren. Wenn man Skaleneffekte über „Massenfertigung“ realisieren will, wird die Anzahl wohl unter 10 Anbieter sinken müssen. Jedenfalls ist außerhalb Europas sehr viel Euphorie und spekulatives Geld im Spiel.