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Small Modular Reactors

Small Modular Reactors Die wichtigsten Informationen zu Small Modular Reactors – kurz SMR – bietet unser Überblick: Was ist von den neuen Reaktorkonzepten zu erwarten? Welche Einsatzbereiche haben diese Konzepte, welche Länder entwickeln sie und wie hoch ist ihr Sicherheitsrisiko? Gutachten zu Small Modular Reactors Montage des Kernmoduls des SMR Linglong One in der südchinesischen Provinz Hainan © picture alliance / Xinhua News Agency | Liu Yiwei Das BASE hat ein Gutachten zu SMR erstellen lassen. Darin wurden 136 verschiedene historische sowie aktuelle Reaktoren bzw. SMR-Konzepte betrachtet, 31 davon besonders detailliert. Das Gutachten liefert eine wissenschaftliche Einschätzung zu möglichen Einsatzbereichen und den damit verbundenen Sicherheitsfragen und Risiken. Das Gutachten ist im Auftrag des BASE vom Öko-Institut Freiburg in Zusammenarbeit mit dem Fachgebiet für Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik der TU Berlin sowie dem Physikerbüro Bremen angefertigt worden. SMR-Konzepte („Small Modular Reactors“) gehen auf Entwicklungen der 1950er Jahre zurück, insbesondere den Versuch, Atomkraft als Antriebstechnologie für Militär-U-Boote nutzbar zu machen. Weltweit existieren heute unterschiedlichste Konzepte und Entwicklungen für SMR. Die überwiegende Mehrzahl davon befindet sich auf der Ebene von Konzeptstudien. Das BASE hat ein Gutachten zu SMR in Auftrag gegeben. Daraus lassen sich folgende Schlussfolgerungen ziehen: Die Bandbreite der durch den Begriff SMR erfassten Konzepte reicht von „heutigen“ Leichtwasserreaktoren mit geringer Leistung bis hin zu andersartigen Konzepten, für die bislang wenig oder keine industrielle Vorerfahrung vorliegt (wie beispielsweise Hochtemperatur- oder Salzschmelze-Reaktorkonzepte). Die diskutierten Einsatzbereiche betreffen neben der regulären Stromversorgung insbesondere die dezentrale Stromversorgung für Industrie bzw. Haushalte sowie Wärme für Fernwärme, Meerwasserentsalzung und Industrieprozesse. Darüber hinaus werden auch militärische Nutzungen wie mobil einsetzbare Mikroreaktoren verfolgt. Um weltweit dieselbe elektrische Leistung zu erzeugen wie mit heutigen neuen Atomkraftwerken wäre eine um den Faktor 3-1000 größere Anzahl an Anlagen erforderlich. Anstelle von heute circa 400 Reaktoren mit großer Leistung würde dies also den Bau von vielen tausend bis zehntausend SMR-Anlagen bedeuten. Gegenüber Atomkraftwerken mit großer Leistung könnten SMR potenziell sicherheitstechnische Vorteile erzielen, da sie ein beispielsweise geringeres radioaktives Inventar pro Reaktor aufweisen. Die hohe Anzahl an Reaktoren, die für die gleiche Produktionsmenge an elektrischer Leistung notwendig ist, erhöht das Risiko jedoch wiederum um ein Vielfaches. Anders als teilweise von Herstellern angegeben, muss bisher davon ausgegangen werden, dass für den anlagenexternen Notfallschutz bei SMR die Möglichkeit von Kontaminationen besteht, die deutlich über das Anlagengelände hinausreichen. Durch die geringe elektrische Leistung sind bei SMR die Baukosten relativ betrachtet höher als bei großen Atomkraftwerken . Eine Produktionskostenrechnung unter Berücksichtigung von Skalen-, Massen- und Lerneffekten aus der Atomindustrie legt nahe, dass im Mittel dreitausend SMR produziert werden müssten bevor sich der Einstieg in die SMR-Produktion lohnen würde. Folgende Fragen und Antworten lassen sich aus dem Gutachten ableiten: Definition: Was ist ein SMR? Trotz der seit langem praktizierten Verwendung des Begriffs SMR gibt es bis heute keine international einheitliche Definition für diesen Begriff. Eine Definition der IAEA beschreibt SMR als eine Gruppe kleiner Leistungsreaktoren mit geringerer Leistung als die heutiger Atomkraftwerke von bis zu unter 10 MWe (Mikroreaktoren) bis zu einer Leistung von typischerweise 300 MWe. Übliche konventionelle Reaktoren haben demgegenüber eine Leistung in der Größenordnung von über 1000 MWe. Die Funktionsweise dieser Reaktorgruppe ist sehr divers: Bei einer Reihe von Konzepten entspricht sie der Funktionsweise heutiger Leichtwasserreaktoren. Diese Typen der SMR unterliegen somit geringeren Entwicklungsrisiken, die Entwickler können auf Betriebserfahrung zurückgreifen. Zum anderen liegen den SMR auch neuartige Konzeptideen mit wenig bzw. keiner industrieller Vorerfahrung zugrunde. Letztere können den Hochtemperaturreaktoren, Reaktoren mit einem schnellen Neutronenspektrum oder den Salzschmelzreaktoren zugeordnet werden. Einsatzbereiche: Welche Länder entwickeln SMR? Die aktuelle Entwicklung von SMRs ist derzeit größtenteils staatlich finanziert und findet in starkem Maß in den USA , Kanada und dem Vereinten Königreich statt. Die SMRs können bei entsprechenden Voraussetzungen nicht nur im eigenen Land errichtet, sondern auch in andere Länder verkauft werden. Im Bereich der SMR spielen industrie- und geopolitische Motivlagen sowie militärische Interessen eine Rolle. Die Mehrheit der Länder, die SMR-Entwicklungsaktivitäten verfolgen, unterhalten Atomwaffenprogramme und bauen Atom -U-Boote und/oder verfügen bereits über ein großes „ziviles“ Atomprogramm. Neben der regulären Stromversorgung werden insbesondere die dezentrale Stromversorgung für Industrie bzw. Haushalte sowie Wärme für Fernwärme, Meerwasserentsalzung und Industrieprozesse genannt; darüber hinaus werden auch militärische Nutzungen wie mobil einsetzbare Mikroreaktoren verfolgt. In Russland erfolgt der Einsatz von sogenannten Floating Nuclear Power Plants (Akademik Lomonossow, KLT-40S), um abgelegene Regionen zu versorgen. Neben traditionellen Atomenergieländern zeigen auch Länder mit fehlender Kompetenz und Infrastruktur in der Kerntechnik zunehmend Interesse an SMRs, wie zum Beispiel Saudi-Arabien und Jordanien. Maßnahmen gegen den Klimawandel: Können SMR einen Beitrag leisten? Sofern SMR auch als Lösung im Kontext der Bekämpfung der Gefahren des Klimawandels und der damit verbundenen Reduzierung der Treibhausgasemissionen zur globalen Stromversorgung vorgeschlagen werden, ist die mit ihnen erzielte Stromproduktion relevant. Heutige neue Atomkraftwerke weisen elektrische Leistungen im Bereich von 1.000-1.600 MWe auf. Die SMR-Konzepte, die in dem vom BASE in Auftrag gegebenen Gutachten (siehe Infokasten auf dieser Seite) betrachtet worden sind, sehen dagegen geplante elektrische Leistungen von 1,5-300 MWe vor. Entsprechend wäre zur Bereitstellung derselben elektrischen Leistung eine um den Faktor 3-1000 größere Anzahl an Anlagen erforderlich. Anstelle von heute circa 400 Reaktoren mit großer Leistung würde dies also den Bau von mehreren tausend bis zehntausend SMR-Anlagen bedeuten. Dieses Ziel liegt in weiter Ferne. Zudem werden verschiedene Risiken, die mit Vervielfachung der Zahl der Anlagen einhergehen, bei der Planung weitgehend vernachlässigt: insbesondere Fragen des Transports, des Rückbaus sowie der Zwischen- und Endlagerung . Wirtschaftlichkeit: Würde sich der Einstieg in die SMR-Produktion lohnen? SMR versprechen durch ihre Modularität kürzere Produktionszeiten sowie geringere Produktionskosten. Einzelne Komponenten oder auch der gesamte SMR sollen industriell (massen-)gefertigt und bei Bedarf zu den ausgewählten Standorten zur Installation transportiert werden. Vergleichbar mit einem Baukastenprinzip kann am Standort in kurzer Zeit aus den Komponenten (Modulen) ein einzelner Reaktor mit kleiner Leistung oder auch eine größere Anlage aus mehreren kleinen Reaktor-Modulen errichtet werden. Durch die geringe elektrische Leistung sind die spezifischen Baukosten durch den Verlust der Skaleneffekte höher als bei großen Atomkraftwerken . In dem vom BASE in Auftrag gegebenen Gutachten (siehe Infokasten in der oberen Hälfte dieser Seite) wird eine Produktionskostenrechnung unter Berücksichtigung von Skalen-, Massen- und Lerneffekten aus der Nuklearindustrie aufgemacht: Demnach müssen im Mittel dreitausend SMR produziert werden bevor sich der Einstieg in die SMR-Produktion lohnen würde. Es ist somit nicht zu erwarten, dass der strukturelle Kostennachteil von Reaktoren mit kleiner Leistung durch Lern- bzw. Masseneffekte kompensiert werden kann. Die Bereitstellung von SMR erfolgt wie bei Atomkraftwerken mit großer Leistung überwiegend staatlich bzw. von der Nachfrage (Endkunden, Militär) abgesichert. Zwar entwickeln sich auch Spin-Offs aus staatlich finanzierten Großforschungseinrichtungen und es gibt auch neu gegründete Start-ups, aber deren Geschäftsmodelle beruhen ebenfalls auf langfristiger staatlicher Finanzierung. Insgesamt ist daher nicht abzusehen, dass SMR-Konzepte andere Organisationsmodelle entwickeln können, als sie seit circa 70 Jahren im Bereich der Atomtechnik betrieben werden. Eine weitere wesentliche Begründung für die Entwicklung von SMR-Konzepten ist die Erwartung kürzerer Zeithorizonte, insbesondere geringerer Bauzeiten und unter Umständen auch ein weniger komplizierter Rückbau . Die Betrachtung aktuell im Bau bzw. Betrieb befindlicher Anlagen lässt diese Vermutung als nicht empirisch fundiert erscheinen: Planungs-, Entwicklungs- und Bauzeiten übersteigen die ursprünglichen Zeithorizonte in der Regel um ein Vielfaches. Die Erfahrung mit historischen SMR deuten darauf hin, dass die Betriebszeiten von nicht-wassergekühlten SMR-Vorhaben kurz sind und der Rückbau sich als langwierig erweist. Regulatorische Anforderungen: Wie hoch ist das Sicherheitsrisiko bei SMR? Spezielle Einsatzszenarien wie die Modularität, neue Herstellungsverfahren, Materialien und technologische Lösungen für die Sicherheitsfunktionen erfordern vielfach neue regulatorische Ansätze. Bei einer geplanten, weltweiten Verbreitung von SMR ergeben sich damit vollkommen neue Fragestellungen für die zuständigen Genehmigungs- und Aufsichtsbehörden. So liegen bislang keine SMR-spezifischen nationalen oder internationalen Sicherheitsstandards vor. Da viele SMR-Entwickler einen weltweiten Einsatz ihrer SMR-Konzepte anstreben, würde dies eine internationale Standardisierung der Anforderungen erforderlich machen. Dies ist gerade bei etablierten Atomenergiestaaten derzeit nicht absehbar. Insgesamt könnten SMR potenziell sicherheitstechnische Vorteile gegenüber Atomkraftwerken mit großer Leistung erzielen, da sie ein geringeres radioaktives Inventar pro Reaktor aufweisen und durch gezielte Vereinfachungen und einen verstärkten Einsatz der Nutzung passiver Systeme ein höheres Sicherheitsniveau anstreben. Durch ihre geringere Größe versprechen Entwickler ein geringeres Sicherheitsrisiko der Reaktoren. Die hohe Anzahl an Reaktoren zur Bereitstellung signifikanter Mengen elektrischer Leistung und ihre geplante weltweite Nutzung wird das Risiko jedoch wiederum um ein Vielfaches erhöht. Auch verfolgen viele SMR-Konzepte den Anspruch auf reduzierte Sicherheitsanforderungen beispielsweise mit Blick auf die Diversität bei Sicherheitssystemen. Manche SMR-Konzepte fordern sogar den Verzicht auf heutige Anforderungen ein, so im Bereich des anlageninternen Notfallschutzes. Andere verzichten vollständig auf eine externe Notfallschutzplanung. Diese, auch zur Kosteneffizienz verfolgte Sicherheitskonzepte, tragen zu einer Erhöhung der Risiken bei. Zugang zu atomwaffenfähigem Material: Vergrößert SMR das Risiko? Verschiedene nicht-wassergekühlte SMR -Konzepte sehen den Einsatz von höheren Urananreicherungen oder die Nutzung von Plutoniumbrennstoffen sowie von Wiederaufarbeitungstechnologie vor. Dies wirkt sich nachteilig auf die Proliferationsresistenz – also die Erfordernis, den Zugang zu oder die Technologie zur Herstellung von atomwaffenfähigen Material zu verhindern – aus. Als ein weiterer wesentlicher Unterschied von SMR -Konzepten zu heutigen Leistungsreaktoren wird häufig die Nutzung von Systemen genannt, die eine lange Laufzeit aufweisen und als geschlossenes System geliefert würden. Dies könnte durch Versiegelung die Überwachung vereinfachen und Transporte minimieren. Durch den hohen Abbrand wird das Spaltmaterial zudem nach einiger Zeit unattraktiv. Nachteilig wirkt sich aber die hohe erforderliche Menge an Spaltmaterial zu Beginn des Reaktorbetriebs aus. Ein zusätzlicher Aspekt betrifft die Möglichkeiten der Spaltmaterialüberwachung durch die Internationale Atomenergieorganisation. Viele der Standardmethoden zur Spaltmaterialüberwachung passen nicht direkt auf die Besonderheiten von SMR -Konzepten, es stellen sich damit neue Herausforderungen. Definition: Was ist ein SMR? Trotz der seit langem praktizierten Verwendung des Begriffs SMR gibt es bis heute keine international einheitliche Definition für diesen Begriff. Eine Definition der IAEA beschreibt SMR als eine Gruppe kleiner Leistungsreaktoren mit geringerer Leistung als die heutiger Atomkraftwerke von bis zu unter 10 MWe (Mikroreaktoren) bis zu einer Leistung von typischerweise 300 MWe. Übliche konventionelle Reaktoren haben demgegenüber eine Leistung in der Größenordnung von über 1000 MWe. Die Funktionsweise dieser Reaktorgruppe ist sehr divers: Bei einer Reihe von Konzepten entspricht sie der Funktionsweise heutiger Leichtwasserreaktoren. Diese Typen der SMR unterliegen somit geringeren Entwicklungsrisiken, die Entwickler können auf Betriebserfahrung zurückgreifen. Zum anderen liegen den SMR auch neuartige Konzeptideen mit wenig bzw. keiner industrieller Vorerfahrung zugrunde. Letztere können den Hochtemperaturreaktoren, Reaktoren mit einem schnellen Neutronenspektrum oder den Salzschmelzreaktoren zugeordnet werden. Einsatzbereiche: Welche Länder entwickeln SMR? Die aktuelle Entwicklung von SMRs ist derzeit größtenteils staatlich finanziert und findet in starkem Maß in den USA , Kanada und dem Vereinten Königreich statt. Die SMRs können bei entsprechenden Voraussetzungen nicht nur im eigenen Land errichtet, sondern auch in andere Länder verkauft werden. Im Bereich der SMR spielen industrie- und geopolitische Motivlagen sowie militärische Interessen eine Rolle. Die Mehrheit der Länder, die SMR-Entwicklungsaktivitäten verfolgen, unterhalten Atomwaffenprogramme und bauen Atom -U-Boote und/oder verfügen bereits über ein großes „ziviles“ Atomprogramm. Neben der regulären Stromversorgung werden insbesondere die dezentrale Stromversorgung für Industrie bzw. Haushalte sowie Wärme für Fernwärme, Meerwasserentsalzung und Industrieprozesse genannt; darüber hinaus werden auch militärische Nutzungen wie mobil einsetzbare Mikroreaktoren verfolgt. In Russland erfolgt der Einsatz von sogenannten Floating Nuclear Power Plants (Akademik Lomonossow, KLT-40S), um abgelegene Regionen zu versorgen. Neben traditionellen Atomenergieländern zeigen auch Länder mit fehlender Kompetenz und Infrastruktur in der Kerntechnik zunehmend Interesse an SMRs, wie zum Beispiel Saudi-Arabien und Jordanien. Maßnahmen gegen den Klimawandel: Können SMR einen Beitrag leisten? Sofern SMR auch als Lösung im Kontext der Bekämpfung der Gefahren des Klimawandels und der damit verbundenen Reduzierung der Treibhausgasemissionen zur globalen Stromversorgung vorgeschlagen werden, ist die mit ihnen erzielte Stromproduktion relevant. Heutige neue Atomkraftwerke weisen elektrische Leistungen im Bereich von 1.000-1.600 MWe auf. Die SMR-Konzepte, die in dem vom BASE in Auftrag gegebenen Gutachten (siehe Infokasten auf dieser Seite) betrachtet worden sind, sehen dagegen geplante elektrische Leistungen von 1,5-300 MWe vor. Entsprechend wäre zur Bereitstellung derselben elektrischen Leistung eine um den Faktor 3-1000 größere Anzahl an Anlagen erforderlich. Anstelle von heute circa 400 Reaktoren mit großer Leistung würde dies also den Bau von mehreren tausend bis zehntausend SMR-Anlagen bedeuten. Dieses Ziel liegt in weiter Ferne. Zudem werden verschiedene Risiken, die mit Vervielfachung der Zahl der Anlagen einhergehen, bei der Planung weitgehend vernachlässigt: insbesondere Fragen des Transports, des Rückbaus sowie der Zwischen- und Endlagerung . Wirtschaftlichkeit: Würde sich der Einstieg in die SMR-Produktion lohnen? SMR versprechen durch ihre Modularität kürzere Produktionszeiten sowie geringere Produktionskosten. Einzelne Komponenten oder auch der gesamte SMR sollen industriell (massen-)gefertigt und bei Bedarf zu den ausgewählten Standorten zur Installation transportiert werden. Vergleichbar mit einem Baukastenprinzip kann am Standort in kurzer Zeit aus den Komponenten (Modulen) ein einzelner Reaktor mit kleiner Leistung oder auch eine größere Anlage aus mehreren kleinen Reaktor-Modulen errichtet werden. Durch die geringe elektrische Leistung sind die spezifischen Baukosten durch den Verlust der Skaleneffekte höher als bei großen Atomkraftwerken . In dem vom BASE in Auftrag gegebenen Gutachten (siehe Infokasten in der oberen Hälfte dieser Seite) wird eine Produktionskostenrechnung unter Berücksichtigung von Skalen-, Massen- und Lerneffekten aus der Nuklearindustrie aufgemacht: Demnach müssen im Mittel dreitausend SMR produziert werden bevor sich der Einstieg in die SMR-Produktion lohnen würde. Es ist somit nicht zu erwarten, dass der strukturelle Kostennachteil von Reaktoren mit kleiner Leistung durch Lern- bzw. Masseneffekte kompensiert werden kann. Die Bereitstellung von SMR erfolgt wie bei Atomkraftwerken mit großer Leistung überwiegend staatlich bzw. von der Nachfrage (Endkunden, Militär) abgesichert. Zwar entwickeln sich auch Spin-Offs aus staatlich finanzierten Großforschungseinrichtungen und es gibt auch neu gegründete Start-ups, aber deren Geschäftsmodelle beruhen ebenfalls auf langfristiger staatlicher Finanzierung. Insgesamt ist daher nicht abzusehen, dass SMR-Konzepte andere Organisationsmodelle entwickeln können, als sie seit circa 70 Jahren im Bereich der Atomtechnik betrieben werden. Eine weitere wesentliche Begründung für die Entwicklung von SMR-Konzepten ist die Erwartung kürzerer Zeithorizonte, insbesondere geringerer Bauzeiten und unter Umständen auch ein weniger komplizierter Rückbau . Die Betrachtung aktuell im Bau bzw. Betrieb befindlicher Anlagen lässt diese Vermutung als nicht empirisch fundiert erscheinen: Planungs-, Entwicklungs- und Bauzeiten übersteigen die ursprünglichen Zeithorizonte in der Regel um ein Vielfaches. Die Erfahrung mit historischen SMR deuten darauf hin, dass die Betriebszeiten von nicht-wassergekühlten SMR-Vorhaben kurz sind und der Rückbau sich als langwierig erweist. Regulatorische Anforderungen: Wie hoch ist das Sicherheitsrisiko bei SMR? Spezielle Einsatzszenarien wie die Modularität, neue Herstellungsverfahren, Materialien und technologische Lösungen für die Sicherheitsfunktionen erfordern vielfach neue regulatorische Ansätze. Bei einer geplanten, weltweiten Verbreitung von SMR ergeben sich damit vollkommen neue Fragestellungen für die zuständigen Genehmigungs- und Aufsichtsbehörden. So liegen bislang keine SMR-spezifischen nationalen oder internationalen Sicherheitsstandards vor. Da viele SMR-Entwickler einen weltweiten Einsatz ihrer SMR-Konzepte anstreben, würde dies eine internationale Standardisierung der Anforderungen erforderlich machen. Dies ist gerade bei etablierten Atomenergiestaaten derzeit nicht absehbar. Insgesamt könnten SMR potenziell sicherheitstechnische Vorteile gegenüber Atomkraftwerken mit großer Leistung erzielen, da sie ein geringeres radioaktives Inventar pro Reaktor aufweisen und durch gezielte Vereinfachungen und einen verstärkten Einsatz der Nutzung passiver Systeme ein höheres Sicherheitsniveau anstreben. Durch ihre geringere Größe versprechen Entwickler ein geringeres Sicherheitsrisiko der Reaktoren. Die hohe Anzahl an Reaktoren zur Bereitstellung signifikanter Mengen elektrischer Leistung und ihre geplante weltweite Nutzung wird das Risiko jedoch wiederum um ein Vielfaches erhöht. Auch verfolgen viele SMR-Konzepte den Anspruch auf reduzierte Sicherheitsanforderungen beispielsweise mit Blick auf die Diversität bei Sicherheitssystemen. Manche SMR-Konzepte fordern sogar den Verzicht auf heutige Anforderungen ein, so im Bereich des anlageninternen Notfallschutzes. Andere verzichten vollständig auf eine externe Notfallschutzplanung. Diese, auch zur Kosteneffizienz verfolgte Sicherheitskonzepte, tragen zu einer Erhöhung der Risiken bei. Zugang zu atomwaffenfähigem Material: Vergrößert SMR das Risiko? Verschiedene nicht-wassergekühlte SMR -Konzepte sehen den Einsatz von höheren Urananreicherungen oder die Nutzung von Plutoniumbrennstoffen sowie von Wiederaufarbeitungstechnologie vor. Dies wirkt sich nachteilig auf die Proliferationsresistenz – also die Erfordernis, den Zugang zu oder die Technologie zur Herstellung von atomwaffenfähigen Material zu verhindern – aus. Als ein weiterer wesentlicher Unterschied von SMR -Konzepten zu heutigen Leistungsreaktoren wird häufig die Nutzung von Systemen genannt, die eine lange Laufzeit aufweisen und als geschlossenes System geliefert würden. Dies könnte durch Versiegelung die Überwachung vereinfachen und Transporte minimieren. Durch den hohen Abbrand wird das Spaltmaterial zudem nach einiger Zeit unattraktiv. Nachteilig wirkt sich aber die hohe erforderliche Menge an Spaltmaterial zu Beginn des Reaktorbetriebs aus. Ein zusätzlicher Aspekt betrifft die Möglichkeiten der Spaltmaterialüberwachung durch die Internationale Atomenergieorganisation. Viele der Standardmethoden zur Spaltmaterialüberwachung passen nicht direkt auf die Besonderheiten von SMR -Konzepten, es stellen sich damit neue Herausforderungen. Gutachten zum Download Sicherheitstechnische Analyse und Risikobewertung einer Anwendung von SMR-Konzepten (Small Modular Reactors) Herunterladen (PDF, 3MB, barrierefrei⁄barrierearm) Kurzinformationen zu Small Modular Reactors Small Modular Reactors (SMR) Herunterladen (PDF, 72KB, barrierefrei⁄barrierearm) Informationsseite des World Nuclear Industry Status Reports 2023 World Nuclear Industry Status Report 2023

Analyse und Bewertung des Entwicklungsstands, der Sicherheit und des regulatorischen Rahmens für sogenannte neuartige Reaktorkonzepte

Analyse und Bewertung des Entwicklungsstands, der Sicherheit und des regulatorischen Rahmens für sogenannte neuartige Reaktorkonzepte BASE-Forschungsprojekt Themenfeld: Nukleare Sicherheit Status: abgeschlossen Finanzierung: BASE-Forschungsbudget Projektbeschreibung Projektdaten Förderkennzeichen 4721F50501 Ausführende Stelle Öko-Institut. Institut für angewandte Ökologie e.V., Freiburg Unterauftragnehmer Fachgebiet Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik der Technischen Universität Berlin, Berlin und Physikerbüro Bremen, Bremen Projektzeitraum 12.2021 - 10.2023 Bewilligte Summe 274.000 € Art der Finanzierung BASE-Forschungsbudget Im Forschungsvorhaben wurden alternative Reaktorkonzepte untersucht. Diese sollen laut deren Entwicklern Vorteile im Bereich Sicherheit, Nachhaltigkeit, Wirtschaftlichkeit und Proliferationsresistenz gegenüber bestehenden Leichtwasserkonzepten aufweisen. Arbeitspakete In Arbeitspaket 1 wurden sieben Technologielinien sowie zehn konkrete Reaktorkonzepte bewertet. Folgende Punkte wurden dabei detailliert betrachtet: die Gewährleistung von Sicherheit Fragen der Ver- und Entsorgung Wirtschaftlichkeit Proliferationsresistenz technischer Entwicklungsstand. In Arbeitspaket 2 wurden internationale Bestrebungen zur Entwicklung und Einführung von alternativen Reaktorkonzepten untersucht. Schwerpunkt der Analyse waren: die USA Russland China Südkorea Belgien Polen. In Arbeitspaket 3 wurden die relevanten Regelwerke untersucht: die internationalen Regelwerke der IAEA , der OECD/NEA , der WENRA die nationalen Regelwerke der USA, Kanadas sowie des Vereinigten Königreichs. Arbeitspaket 4 untersuchte folgende Fragestellungen: Inwiefern unterscheiden sich die anfallenden Abfälle von den Abfällen von Leichtwasserreaktoren? Welche Auswirkungen ergeben sich daraus auf die Endlagerung ? Wie könnten sich die Abfallmengen verändern? Ergebnisse Die wesentlichen Erkenntnisse zu den betrachteten Schwerpunkten sind: Nachhaltigkeit: Ein Endlager bleibt erforderlich. Abfallmengen ließen sich gegebenenfalls geringfügig reduzieren. Mit Blick auf die Entsorgung werden aber keine signifikanten Vorteile erwartet, dafür teils neue Problemstellungen. Sicherheit: In Teilaspekten haben die Konzepte Vorteile gegenüber Leichtwasserreaktoren, dafür kommen neue Sicherheitsfragen hinzu. Aufgrund der frühen Entwicklungsphase liegt noch kein klares Bild vor. Wirtschaftlichkeit: Alternative Reaktorkonzepte könnten einmal Vorteile gegenüber Leichtwasserreaktoren aufweisen. Diese reichen absehbar aber nicht aus, um wettbewerbsfähig mit nicht-nuklearen Alternativen zu sein. Verfügbarkeit : Der Zeitbedarf bis ein marktreifes Konzept vorliegt, liegt vermutlich bei Jahrzehnten. Es ist unwahrscheinlich, dass alternative Reaktorkonzepte bis zur Mitte des Jahrhunderts einen signifikanten Anteil an der Energieversorgung haben werden. Kontakt E-Mail ingo.kock@base.bund.de Zwischenbericht alternative Reaktorkonzepte Sogenannte neuartige Reaktorkonzepte Herunterladen (PDF, 5MB, barrierefrei⁄barrierearm) Abschlussbericht alternative Reaktorkonzepte Fachlicher Abschlussbericht Label: Fachinformation Herunterladen (PDF, 8MB, barrierefrei⁄barrierearm) Final report Label: Fachinformation Herunterladen (PDF, 8MB, barrierefrei⁄barrierearm) Weiterführende Informationen BASE-Studie: Alternative Reaktorkonzepte lösen das Endlagerproblem nicht Studie zu alternativen Reaktorkonzepten Alternative Reaktorkonzepte Sicherheit von alternativen Reaktorkonzepten: BASE startet Forschungsvorhaben

Strategische Zukunftsforschung

Strategische Zukunftsforschung Es kommt nicht darauf an, die Zukunft vorherzusagen, sondern auf die Zukunft vorbereitet zu sein (nach Perikles 490-429 v.Chr.). Die strategische Zukunftsforschung beschäftigt sich mit möglichen, wünschbaren und wahrscheinlichen Zukünften und entsprechenden Gestaltungsmöglichkeiten. Umwelt- und Nachhaltigkeitspolitik sind hoch komplex und miteinander und anderen Politikbereichen vernetzt. Zudem ist Umwelt- und Nachhaltigkeitspolitik, vergleichbar mit der Renten- oder Infrastrukturpolitik: also ein Langfristthema. Damit ist gemeint, dass einmal getroffene – oder auch versäumte – Entscheidungen auch langfristig wirken. Geplante Effekte können von unvorhersehbaren Entwicklungen beeinträchtigt werden. Die umweltpolitischen Herausforderungen verlangen daher integrierte und langfristig ausgerichtete Lösungsansätze – gleichzeitig ändern sich hierfür kontinuierlich die Bedingungen. Hierfür müssen mögliche zukünftige Entwicklungen durchdacht und Annahmen sowie Handlungsoptionen durchgespielt werden. Die strategische Vorausschau – beziehungsweise strategische Zukunftsforschung – verfolgt genau dieses Ziel: Fundierte Grundlagen für langfristige politische Entscheidungen zu liefern. Sie soll vorausschauende Politik unterstützen und so die Zukunftsfähigkeit eines Landes verbessern. Dabei geht es nicht darum, die Zukunft richtig vorherzusagen. Vielmehr geht es um einen Prozess, bei dem ein offener Blick auf mögliche Zukunftsentwicklungen gerichtet wird. Daher ist es ein zentrales Anliegen, starre Denkmuster aufzubrechen, verschiedene Akteure zu vernetzen und eigene Annahmen stets kritisch zu hinterfragen. Die folgenden Ansätze werden derzeit im Umweltbundesamt verwendet. Der Begriff System ist gut aus der Ökologie bekannt: Fast alle Menschen können sich etwas unter „Ökosystem Wald“ oder „Ökosystem Wattenmeer“ vorstellen. Dabei geht es bei der systemischen Sicht darum, einen Ausschnitt der Umwelt zu definieren, der dann näher beschrieben wird. Die Bestandteile eines Systems – beispielsweise die Krebse, Muscheln, Algen, Fische – sind alle miteinander in Nahrungsnetzen verbunden. Aber auch externe Faktoren, wie beispielsweise Verschmutzungen des Wassers, Plastikabfälle oder auch Fischerei stören jeweils das natürliche System und das System reagiert darauf. Hierbei sind Rückkopplungen, Verzögerungen und ambivalente Reaktionen typisch: Je mehr Krabben, desto mehr „Krabbenfresser“, desto mehr Krabben werden durch diese gefressen, desto weniger Krabben sind vorhanden. Je weniger Krabben, desto weniger Krabbenfresser, und der Kreislauf beginnt von vorn. Jeweils dauert es aber eine Weile, bis sich die Krabben, aber auch die Krabbenfresser vermehrt haben. Dieses systematische „Zusammendenken“ der verschiedenen Bausteine eines Systems lässt sich auch auf andere Themen übertragen: zum Beispiel das Wirtschaftssystem, die Verkehrsplanung aber auch auf umweltpolitische Maßnahmen. Entscheidend bei dieser Betrachtung ist die Kenntnis, dass die Bausteine miteinander verknüpft sind und aufeinander reagieren. Mit dieser Sichtweise werden Wirkungsketten, Rückkopplungen, Verzögerungen und Ambivalenzen von Aktivitäten und Maßnahmen sowie die Rollen verschiedener Akteure deutlich. Um diese Vernetzung zu erfassen, gibt es verschiedene Methoden, wie beispielsweise die so genannte Qualitative Modellierung, Wechselwirkungsanalysen („cross-impact-analysis“), morphologische Analysen und quantitative (simulationsgestützte) Szenariostudien. Dabei hat die Nutzung von Simulationen und quantitativen Szenarien schon eine lange Tradition in der Umweltpolitik. Quantitative Szenarien vermitteln Informationen in Form von Zahlen und Zeitreihen, die auf Ergebnissen von Modellberechnungen basieren. Die Effekte verschiedener umweltpolitischer Maßnahmen zum Beispiel auf zu erwartende Kosten oder CO 2 -Einsparungen können so gegeneinander abgeschätzt werden. Die Systemanalyse hilft, Themen und Probleme ganzheitlich in ihrer Komplexität zu erfassen und für eine politische Bewertung zugänglich zu machen. Außerdem können entsprechende Handlungsempfehlungen abgeleitet werden. Wir können heute nicht exakt wissen, wie genau die Zukunft aussehen wird. Aber wir können – mit (Experten-)Schätzungen und Beschreibungen – überlegen, welche grundsätzlichen Entwicklungen möglich wären. Beispielsweise könnte das Bruttoinlandsprodukt (BIP) eines Landes in den nächsten zehn Jahren stark steigen, stagnieren, sinken oder die Entwicklung wird völlig unstabil. Welche Preisentwicklungen des Rohöls könnten möglich sein? Welche Rolle spielt die demographische Entwicklung, in dem Land und global? Für qualitative Szenarien nutzt man derartige Beschreibungen möglicher künftiger Entwicklungen und bildet daraus konsistente und plausible Darstellungen, wie die Zukunft aussehen könnte. Hierzu wird beispielsweise systematisch durchdacht, wie, beziehungsweise ob ein starkes Bruttoinlandsprodukt mit einem hohen Rohölpreis und einer alternden Bevölkerung in Deutschland „zusammenpassen“. Sinnvolle Kombinationen von möglichen Entwicklungen werden zu „Szenen“ der Zukunft zusammengesetzt. Hierbei geht es stets darum zukunftsoffen, vernetzt und langfristig zu denken. Qualitative Szenarien sind immer von einer spezifischen Fragestellung abhängig. Beispiele sind „das Umfeld für nachhaltige Entwicklung in Deutschland“ oder „das Umfeld für Ressourceneffizienzpolitik in Deutschland“. Hierbei ist es wichtig hervorzuheben, dass Szenarien nicht Strategien sind: Szenarien beschreiben einen nicht unmittelbar beeinflussbaren Kontext, während in Zukunftsstrategien alternative Handlungsoptionen erarbeitet werden. Die Aufgabe eines Horizon Scanning Systems in der Umweltpolitik ist es, die Veränderungen zu identifizieren, die maßgebliche Auswirkungen auf den Zustand der Umwelt und die Umweltpolitik haben könnten. Horizon Scanning untersucht dazu systematisch Trends (auch Megatrends), neue und unerwartete Ereignisse, sogenannte „Wild Cards“, anhaltende Probleme sowie Informationen über beginnende Trends („Weak Signals“). „Weak Signals“ sind gerade auch in Bereichen interessant, die noch nicht allgemein im Zusammenhang mit Umweltpolitik diskutiert werden, aber mittel- und langfristig einen erheblichen Einfluss haben könnten. Ziel ist es, die Umweltpolitik auf solche neuen Themen auszurichten, damit rechtzeitig und vorausschauend die langfristige und strategische Planungs- und Handlungsfähigkeit verbessert wird.

Öffentliche Fachkonferenz zu World Nuclear Industry Status Report – BASE ist Co-Host

Öffentliche Fachkonferenz zu World Nuclear Industry Status Report – BASE ist Co-Host Anfang 26.03.2024 10:00 Uhr Ende 26.03.2024 17:00 Uhr Der „World Nuclear Industry Status Report” (WNISR) berichtet seit 2007 jährlich über den aktuellen Stand der weltweiten Atomindustrie: aktuelle Reaktorneubauprojekte, der Fortschritt beim Rückbau von Kernkraftwerken oder neue Entwicklungen im Betrieb werden vorgestellt. Ein besonderer Fokus des aktuellen Reports liegt auf einer umfassenden Analyse wirtschaftlicher Aspekte der Atomkraftnutzung. Der Report wurde u.a. aus Mitteln des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz gefördert. Autoren der TU Berlin waren an der Erstellung des Reports maßgeblich beteiligt. Zeit: Dienstag, 26.03.2024, 10:00 – 12:00 Uhr Ort: TU Berlin, Straße des 17. Juni 135, 10623 Berlin, Hauptgebäude, Raum H3143 Am Nachmittag des gleichen Tages findet eine öffentliche Fachkonferenz von 15:00 – 17:00 Uhr im Hörsaal H0107 des Hauptgebäudes statt. Im Pressegespräch am Vormittag werden die zentralen Ergebnisse des WNISR2023 plus Updates vorgestellt und diskutiert von: Jochen Ahlswede Abteilungsleiter Forschung und Internationales des Bundesamtes für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung Mycle Schneider Unabhängiger Energie- und Atompolitik-Analyst, Paris, Frankreich, Projektleiter des WNISR Antony Froggatt Stellvertretender Leiter des Environment and Society Programs, Chatham House, London, Großbritannien, WNISR2023 Co -Lead Doug Koplow Gründer-Direktor von Earth Track, Cambridge, USA , WNISR2023 Co -Autor Alexander Wimmers Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachgebiet Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik, Technische Universität Berlin, WNISR2023 Co -Autor Kurzbiografien der Autor:innen Kann ein neuerlichen Ausbau der Atomkraft den Kampf gegen die Klimakrise unterstützen, wie jüngste Beschlüsse auf der UN -Klimakonferenz in Dubai im Dezember 2023 (COP28) suggerierten? Fünf Tage nach dem geplanten „Nuclear Energy Summit“ der Internationalen Atomenergie-Organisation IAEA am 21. März 2024 in Brüssel besteht bei der Vorstellung des World Nuclear Industry Status Report in Berlin die Möglichkeit, dies mit führenden unabhängigen Experten zu diskutieren. Der WNISR2023 liefert dazu die Fakten: Im Jahr 2022 wurde der größte Rückgang des nuklearen Anteils an der weltweiten Stromerzeugung seit der Reaktorkatastrophe von Fukushima festgestellt. Er sank um 0,6 Prozentpunkte gegenüber 2021 auf einen Anteil von 9,2 Prozent. Zum Vergleich: Das historische Maximum lag 1996 bei 17,5 Prozent, der Anteil von Wind und Solar lag 2022 bei 11,7 Prozent. 2023 gingen fünf neue Atomkraftwerke ( AKW ) ans Netz, fünf wurden endgültig abgeschaltet. Daraus resultiert eine Nettoreduktion von einem Gigawatt elektrischer Leistung. Zum Vergleich: Die Leistung von Solaranlagen stieg im Jahr 2023 um 440 Gigawatt. Anfang 2024 sind 213 Reaktoren weltweit offiziell abgeschaltet – zurückgebaut sind aber nur 22 Reaktoren in Deutschland, Japan und den USA . Unabhängige Meta-Analysen, die unter anderem auch an der TU Berlin durchgeführt wurden, gehen von regelmäßig unterschätzten Kosten für die Atomenergie aus. So kann nach Ergebnissen des WNISR2023 Strom aus Atomkraftwerken bis zu viermal so teuer sein bei Betrachtung aller Kosten wie Strom aus Off-Shore-Windkraftanlagen. Hinweis: Der WNISR2023 wurde erstmals am 06.12.2023 in Brüssel vorgestellt. Nach diesem internationalen Launch diskutieren maßgebliche Autor*innen in Länderkonferenzen mit Stakeholdern vor Ort die Ergebnisse und erste Erkenntnisse zum Jahresende. Eine Vorstellung fand bereits am 6. März 2024 an der „Sciences Po“ in Paris statt. Neben den Events in Berlin wird es zudem Konferenzen in Dänemark und an vier Universitäten in Schweden geben (8. – 12. April 2024) sowie mit der Princeton University in Washington D.C. in den USA (2. Mai 2024). Adresse TU Berlin Hauptgebäude, Raum H3143 Straße des 17. Juni 135 10623 Berlin Der WNISR-Report 2023 zum Download World Nuclear Industry Status Report 2023 Kurzbiografien der Autor:innen World Nuclear Industry Status Report - Who We Are

Fachlicher Abschlussbericht - Kurzfassung

BASE – FORSCHUNGSBERICHTE ZUR SICHERHEIT DER NUKLEAREN ENTSORGUNG Analyse und Bewertung des Entwicklungsstands, der Sicherheit und des regulatorischen Rahmens für sogenannte neuartige Reaktorkonzepte Vorhaben 4721F50501 Zusammenfassung AUFTRAGNEHMER:INNEN: Öko-Institut e.V., Darmstadt Dr. Christoph Pistner Dr. Matthias Englert TU-Berlin, Fachgebiet Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik (WIP) Prof. Dr. Christian von Hirschhausen Fanny Böse Björn Steigerwald Lukas Gast Physikerbüro Bremen Richard Donderer Analyse und Bewertung des Entwicklungsstands, der Sicherheit und des regulatorischen Rahmens für sogenannte neuartige Reaktorkonzepte Dieser Band enthält einen Ergebnisbericht eines vom Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung in Auftrag gegebenen Untersuchungsvorhabens. Verantwortlich für den Inhalt sind allein die Autor:innen. Das BASE übernimmt keine Gewähr für die Richtigkeit, die Genauigkeit und Vollständigkeit der Angaben sowie die Beachtung privater Rechte Dritter. Der Auftraggeber behält sich alle Rechte vor. Insbesondere darf dieser Bericht nur mit seiner Zustimmung ganz oder teilweise vervielfältigt werden. Der Bericht gibt die Auffassung und Meinung der Auftragnehmer:in wieder und muss nicht mit der des BASE übereinstimmen. BASE-018/24 Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende URN: urn:nbn:de:0221-2024030542046 Berlin, März 2024 Impressum Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung (BASE) Wegelystraße 8 10623 Berlin Telefon: 030 184321 0 E-Mail: info@base.bund.de www.base.bund.de BA S E – F O RS C H U N G S B E R I C H T E ZU R S I C H E R H E I T D E R N U K L E A R E N E N TS O R G U N G Auftragnehmer:innen Öko-Institut e.V., Darmstadt Dr. Christoph Pistner Dr. Matthias Englert TU-Berlin, Fachgebiet Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik (WIP) Prof. Dr. Christian von Hirschhausen Fanny Böse Björn Steigerwald Lukas Gast Physikerbüro Bremen Richard Donderer Stand: März 2024 www.oeko.de Sogenannte „neuartige“ Reaktorkonzepte - Zusammenfassung Darmstadt, 27.02.2024 Das diesem Bericht zu Grunde liegende FE-Vorhaben wurde im Auftrag des Bundesamtes für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung durchgeführt. Der Bericht gibt die Auffassung und Meinung des Auftragnehmers wieder und muss nicht mit der Meinung der Auftraggeberin übereinstimmen. Autorinnen und Autoren Dr. Christoph Pistner Dr. Matthias Englert Öko-Institut e.V. Prof. Dr. Christian von Hirschhausen Fanny Böse Björn Steigerwald Lukas Gast TU-Berlin, Fachgebiet Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik (WIP) Richard Donderer Physikerbüro Bremen Kontakt info@oeko.de www.oeko.de Geschäftsstelle Freiburg Postfach 17 71 79017 Freiburg Hausadresse Merzhauser Straße 173 79100 Freiburg Telefon +49 761 45295-0 Büro Berlin Borkumstraße 2 13189 Berlin Telefon +49 30 405085-0 Büro Darmstadt Rheinstraße 95 64295 Darmstadt Telefon +49 6151 8191-0 Partner

Fachlicher Abschlussbericht

BASE – FORSCHUNGSBERICHTE ZUR SICHERHEIT DER NUKLEAREN ENTSORGUNG Analyse und Bewertung des Entwicklungsstands, der Sicherheit und des regulatorischen Rahmens für sogenannte neuartige Reaktorkonzepte Vorhaben 4721F50501 AUFTRAGNEHMER:INNEN: Öko-Institut e.V., Darmstadt Dr. Christoph Pistner Dr. Matthias Englert TU-Berlin, Fachgebiet Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik (WIP) Prof. Dr. Christian von Hirschhausen Fanny Böse Björn Steigerwald Lukas Gast Physikerbüro Bremen Richard Donderer Analyse und Bewertung des Entwicklungsstands, der Sicherheit und des regulatorischen Rahmens für sogenannte neuartige Reaktorkonzepte Dieser Band enthält einen Ergebnisbericht eines vom Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung in Auftrag gegebenen Untersuchungsvorhabens. Verantwortlich für den Inhalt sind allein die Autor:innen. Das BASE übernimmt keine Gewähr für die Richtigkeit, die Genauigkeit und Vollständigkeit der Angaben sowie die Beachtung privater Rechte Dritter. Der Auftraggeber behält sich alle Rechte vor. Insbesondere darf dieser Bericht nur mit seiner Zustimmung ganz oder teilweise vervielfältigt werden. Der Bericht gibt die Auffassung und Meinung der Auftragnehmer:in wieder und muss nicht mit der des BASE übereinstimmen. BASE-018/24 Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende URN: urn:nbn:de:0221-2024030542046 Berlin, März 2024 Impressum Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung (BASE) Wegelystraße 8 10623 Berlin Telefon: 030 184321 0 E-Mail: info@base.bund.de www.base.bund.de BA S E – F O RS C H U N G S B E R I C H T E ZU R S I C H E R H E I T D E R N U K L E A R E N E N TS O R G U N G Auftragnehmer:innen Öko-Institut e.V., Darmstadt Dr. Christoph Pistner Dr. Matthias Englert TU-Berlin, Fachgebiet Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik (WIP) Prof. Dr. Christian von Hirschhausen Fanny Böse Björn Steigerwald Lukas Gast Physikerbüro Bremen Richard Donderer Stand: März 2024 www.oeko.de Sogenannte „neuartige“ Reaktorkonzepte Darmstadt, 27.02.2024 Das diesem Bericht zu Grunde liegende FE-Vorhaben wurde im Auftrag des Bundesamtes für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung durchgeführt. Der Bericht gibt die Auffassung und Meinung des Auftragnehmers wieder und muss nicht mit der Meinung der Auftraggeberin übereinstimmen. Autorinnen und Autoren Dr. Christoph Pistner Dr. Matthias Englert Öko-Institut e.V. Prof. Dr. Christian von Hirschhausen Fanny Böse Björn Steigerwald Lukas Gast TU-Berlin, Fachgebiet Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik (WIP) Richard Donderer Physikerbüro Bremen Kontakt info@oeko.de www.oeko.de Geschäftsstelle Freiburg Postfach 17 71 79017 Freiburg Hausadresse Merzhauser Straße 173 79100 Freiburg Telefon +49 761 45295-0 Büro Berlin Borkumstraße 2 13189 Berlin Telefon +49 30 405085-0 Büro Darmstadt Rheinstraße 95 64295 Darmstadt Telefon +49 6151 8191-0 Partner

Podiumsdiskussion zu alternativen Reaktorkonzepten

Podiumsdiskussion zu alternativen Reaktorkonzepten Anfang 05.12.2024 18:00 Uhr Ende 05.12.2024 21:00 Uhr Neu, sicher und nachhaltig? Sicherheit und Abfallentsorgung von alternativen Reaktorkonzepten Hochtemperaturreaktoren, Salzschmelzesysteme, schneller Brüter: International wird wieder zunehmend über den Einsatz von alternativen Reaktorkonzepten für die Energieerzeugung diskutiert. Die zugrundeliegenden Technologien werden oftmals schon seit Jahrzehnten erforscht und sollen Vorteile gegenüber den heute weit verbreiteten Kernkraftwerken, den Leichtwasserreaktoren, haben. Mit ihnen soll es möglich werden, Kernkraft nicht nur sicher zu betreiben, sondern auch die Produktion von nuklearen Abfällen zu reduzieren. Manche Entwickler versprechen gar, dass mit diesen Technologien ein Endlager für radioaktive Abfälle überflüssig würde. Wie sind diese Versprechen von Entwicklerunternehmen aus wissenschaftlicher Sicht zu bewerten? Welche Sicherheitsvorteile sind tatsächlich zu erwarten? Und was würden diese Reaktoren für das weltweit immer weiter wachsende Problem der radioaktiven Abfallentsorgung bedeuten? Um diesen und weiteren Fragen nachzugehen beauftragte das BASE eine umfangreiche wissenschaftliche Studie unter dem Titel „Analyse und Bewertung des Entwicklungsstandards, der Sicherheit und des regulatorischen Rahmens für sogenannte neuartige Reaktorkonzepte“. In ihr wurden insbesondere der Entwicklungsstand sowie die Sicherheit derartiger Reaktorkonzepte untersucht. Im Rahmen einer öffentlichen Informations- und Diskussionsveranstaltung werden die Ergebnisse von den Autoren vorgestellt und mit weiteren Expert:innen auf dem Gebiet der Nukleartechnik diskutiert. Den Abschlussbericht finden Interessierte unter dem Forschungsprojekt „alternative Reaktorkonzepte“. Zum Ablauf: Zunächst werden die beiden Hauptautoren die Studie vorstellen: Christoph Pistner, Bereichsleiter Nukleartechnik und Anlagensicherheit am Öko-Institut e.V. Christian von Hirschhausen, Professor an der TU Berlin und Leiter des Fachgebiets für Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik Anschließend folgt eine Podiumsdiskussion bei der Ergebnisse und Schlussfolgerungen mit zwei Expert:innen debattiert werden: Sara Beck, Abteilungsleiterin der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit gGmbH Thomas Walter Tromm, Wissenschaftlicher Sprecher des KIT -Zentrums Energie Herzlich laden wir Sie ein, an dieser Veranstaltung teilzunehmen und Ihre Fragen zu stellen. Für die kostenfreie Teilnahme ist eine Anmeldung erforderlich. Eine Onlineteilname per ZoomX ist ebenfalls möglich. Programm: Das Veranstaltungsprogramm wird in Kürze veröffentlicht Donnerstag, den 5. Dezember 2024 Raum 006 18:00 bis 21:00 Uhr Adresse Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung Raum 006 Wegelystr. 8 10623 Berlin Sie möchten per Zoom-Meeting am Termin teilnehmen? Melden Sie sich hier an: Onlineteilnahme: Podiumsdiskussion zu alternativen Reaktorkonzepten Weitere Informationen zur Studie Studie zu alternativen Reaktorkonzepten

Onlineteilnahme: Podiumsdiskussion zu alternativen Reaktorkonzepten

Onlineteilnahme: Podiumsdiskussion zu alternativen Reaktorkonzepten Anfang 05.12.2024 18:00 Uhr Ende 05.12.2024 21:00 Uhr Neu, sicher und nachhaltig? Sicherheit und Abfallentsorgung von alternativen Reaktorkonzepten Hochtemperaturreaktoren, Salzschmelzesysteme, schneller Brüter: International wird wieder zunehmend über den Einsatz von alternativen Reaktorkonzepten für die Energieerzeugung diskutiert. Die zugrundeliegenden Technologien werden oftmals schon seit Jahrzehnten erforscht und sollen Vorteile gegenüber den heute weit verbreiteten Kernkraftwerken, den Leichtwasserreaktoren, haben. Mit ihnen soll es möglich werden, Kernkraft nicht nur sicher zu betreiben, sondern auch die Produktion von nuklearen Abfällen zu reduzieren. Manche Entwickler versprechen gar, dass mit diesen Technologien ein Endlager für radioaktive Abfälle überflüssig würde. Wie sind diese Versprechen von Entwicklerunternehmen aus wissenschaftlicher Sicht zu bewerten? Welche Sicherheitsvorteile sind tatsächlich zu erwarten? Und was würden diese Reaktoren für das weltweit immer weiter wachsende Problem der radioaktiven Abfallentsorgung bedeuten? Um diesen und weiteren Fragen nachzugehen beauftragte das BASE eine umfangreiche wissenschaftliche Studie unter dem Titel „Analyse und Bewertung des Entwicklungsstandards, der Sicherheit und des regulatorischen Rahmens für sogenannte neuartige Reaktorkonzepte“. In ihr wurden insbesondere der Entwicklungsstand sowie die Sicherheit derartiger Reaktorkonzepte untersucht. Im Rahmen einer öffentlichen Informations- und Diskussionsveranstaltung werden die Ergebnisse von den Autoren vorgestellt und mit weiteren Expert:innen auf dem Gebiet der Nukleartechnik diskutiert. Den Abschlussbericht finden Interessierte unter dem Forschungsprojekt „alternative Reaktorkonzepte“. Zum Ablauf: Zunächst werden die beiden Hauptautoren die Studie vorstellen: Christoph Pistner, Bereichsleiter Nukleartechnik und Anlagensicherheit am Öko-Institut e.V. Christian von Hirschhausen, Professor an der TU Berlin und Leiter des Fachgebiets für Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik Anschließend folgt eine Podiumsdiskussion bei der Ergebnisse und Schlussfolgerungen mit zwei Expert:innen debattiert werden: Sara Beck, Abteilungsleiterin der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit gGmbH Thomas Walter Tromm, Wissenschaftlicher Sprecher des KIT -Zentrums Energie Herzlich laden wir Sie ein, an dieser Veranstaltung teilzunehmen und Ihre Fragen zu stellen. Für die kostenfreie Teilnahme ist eine Anmeldung erforderlich. Programm: Das Veranstaltungsprogramm wird in Kürze veröffentlicht Donnerstag, den 5. Dezember 2024 Teilnahme per ZoomX 18:00 bis 21:00 Uhr Adresse online per ZoomX Sie möchten in Präsenz an der Veranstaltung teilnehmen? Melden Sie sich hier an: Podiumsdiskussion zu alternativen Reaktorkonzepten Weitere Informationen zur Studie Studie zu alternativen Reaktorkonzepten

Small Modular Reactors

Small Modular Reactors Our overview provides the most important information on small modular reactors, or SMRs for short: What can be expected from the new reactor concepts? What are the potential applications, which countries are at the forefront of development and what are the safety risks? Expert opinion on Small Modular Reactors Assembly of the core module of the SMR Linglong One in southern China's Hainan Province. © picture alliance / Xinhua News Agency | Liu Yiwei BASE has commissioned an expert report on SMRs, which analysed 136 different historical and current reactors and SMR concepts. The report provides a scientific assessment of possible areas of application as well as the associated safety issues and risks. The report was commissioned by BASE and written by the Öko-Institut Freiburg in collaboration with the Department of Economic and Infrastructure Policy at TU Berlin and the Physikerbüro Bremen. The full 2021 report can be downloaded here (in German). SMR (" small modular reactor") concepts date back to developments from the 1950s, in particular the attempt to utilise nuclear power as a propulsion technology for military submarines. There are a wide variety of concepts and developments for SMRs around the world today. The vast majority of these are at concept study level . BASE has commissioned an expert report on SMRs. The following conclusions can be drawn from it: The concepts covered by the term SMR range from "today's" low-power light water reactors to other concepts, for which there is little or no previous industrial experience (such as high temperature or molten salt reactor concepts). In addition to regular power supply, the areas of application under discussion relate, in particular, to decentralised power supply for industry and households as well as heat for district heating, seawater desalination, and industrial processes. Military applications such as mobile microreactors are also being pursued. To produce the same worldwide electrical output that is generated by new nuclear power plants today, the number of facilities would need to be increased by a factor of 3-1000. Instead of today's approximately 400 high-power reactors, this would mean the construction of many thousands to tens of thousands of SMR units. SMRs could potentially have safety advantages over large-capacity nuclear power plants, as they have a lower radioactive inventory per reactor, for example. However, the high number of reactors required to produce the same amount of electricity would increase the risk many times over. Contrary to the information provided by some manufacturers, it must be assumed that, as far as off-site emergency protection for SMRs is concerned, there is a possibility of contamination extending well beyond the plant site. Due to the low electrical output, the construction costs for SMRs are higher in relative terms than for large nuclear power plants. A production cost calculation taking into account effects of scale , mass and learning from the nuclear industry suggests that an average of three thousand SMRs would have to be produced for SMR production to become economically viable. The following questions and answers can be derived from the report: Definition: What is an SMR? Despite the long-standing use of the term SMR , there is still no internationally standardised definition for it. An IAEA definition describes SMRs as a group of small power reactors which, compared to today's nuclear power plants, have a lower output ranging from less than (up to) 10 MWe (microreactors) up to a typical output of 300 MWe. Conventional reactors, however, have an output of over 1000 MWe. The functionality of this reactor group is very diverse: in a number of concepts, it corresponds to the functionality of today's light water reactors. These types of SMR are, therefore, subject to lower development risks, and the developers can draw on operating experience. Other types of SMRs are based on novel concepts with little or no previous industrial experience. The latter can be categorised as high-temperature reactors, reactors with a fast neutron spectrum or molten salt reactors. Areas of application: Which countries are developing SMRs? The current development of SMRs is largely state-funded and is taking place to a large extent in the USA , Canada and the United Kingdom. Provided the right conditions are met, SMRs can not only be built in those countries, but also be sold to others. Industrial and geopolitical motives as well as military interests play a role in the field of SMRs. The majority of countries pursuing SMR development activities maintain nuclear weapons programmes and build nuclear submarines and/or already have a large "civilian" nuclear programme. In addition to regular power supply, decentralised power supply for industry and households as well as heat for district heating, seawater desalination and industrial processes are mentioned; concepts for military use, such as mobile microreactors, are also being pursued. In Russia, floating nuclear power plants (Akademik Lomonossow, KLT-40S) are being used to supply remote regions. In addition to traditional nuclear energy countries, there is growing interest in SMRs from countries with a lack of expertise and infrastructure in nuclear technology, such as Saudi Arabia and Jordan. Measures against climate change: Can SMRs make a contribution? If SMRs are also suggested as a solution in the context of combating climate change and the associated reduction in greenhouse gas emissions for global electricity supply, the electricity production they achieve is relevant. Today's new nuclear power plants have electrical outputs in the range of 1,000-1,600 MWe. The SMR concepts considered in the report commissioned by BASE (see info box on this page), however, envisage planned electrical outputs of 1.5-300 MWe. This means that a 3-1000 times larger number of units would be required to provide the same electrical output. Instead of today's 400 reactors with high output, this would mean the construction of several thousand to ten thousand SMR units. This goal is a long way off. In addition, the planning process largely neglects various risks associated with multiplying the number of plants, in particular issues relating to transport, dismantling and interim and final storage. Profitability: Would SMR production be worthwhile? SMRs promise shorter production times and lower production costs thanks to their modularity. Individual components or even the entire SMR should be (mass) produced industrially and transported to the selected locations for installation as required. Similar to a modular system, a single reactor with a low output or a larger plant consisting of several small reactor modules can be constructed from the components (modules) at the site in a short time. Due to the low electrical output, the specific construction costs are higher than for large nuclear power plants, as there are no more scale effects. The report commissioned by BASE (see info box in the upper half of this page) calculates production costs taking into account scale , mass and learning effects from the nuclear industry: according to this report, an average of three thousand SMRs would have to be built for SMR production to become viable. It is therefore unlikely that the structural cost disadvantage of low-capacity reactors can be compensated for by learning or mass effects. As with large-capacity nuclear power plants, the provision of SMRs is predominantly state-run or secured by demand (end customers, military). Although spin-offs are also developing from state-funded, large- scale research institutions, and there are also newly founded start-ups, their business models are still based on long-term state funding. It is, therefore, not conceivable that SMR concepts will be able to develop organisational models other than those that have been used in the field of nuclear technology for around 70 years. Another key reason for the development of SMR concepts is the expectation of shorter time horizons, in particular shorter construction times, and possibly also less complicated dismantling. Looking at plants currently under construction or in operation, this assumption does not appear to be empirically substantiated: planning, development and construction times generally exceed the original time horizons many times over. Experience with historical SMRs indicates that the operating times of non-water-cooled SMR projects are short, and that dismantling them is a lengthy process. Regulatory requirements: How high is the safety risk for SMRs? Special application scenarios such as modularity, new manufacturing processes, materials and technological solutions for safety functions often require new regulatory approaches. The planned global spread of SMRs will, therefore, raise entirely new questions for the responsible licensing and supervisory authorities. To date, there are no SMR -specific national or international safety standards. As many SMR developers are aiming for worldwide use of their SMR concepts, an international standardisation of the requirements would become necessary. This is currently not conceivable, especially for established nuclear energy countries. On the whole, SMRs could potentially achieve safety-related advantages over high-capacity nuclear power plants, as they have a lower radioactive inventory per reactor and strive for a higher level of safety through deliberate simplification and increased use of passive systems. Due to their smaller size, developers promise a lower safety risk for the reactors. However, the high number of reactors needed to provide significant amounts of electrical power as well as their planned global utilisation will increase the risk many times over. Many SMR concepts also aim to minimise safety requirements, for example with regard to the diversity of safety systems. Some SMR concepts even call for the abandonment of current requirements, for example in the area of plant-internal emergency protection. Others completely forego external emergency response planning. These safety concepts, which are also pursued for the sake of cost efficiency, will also increase the risks. Access to nuclear weapons-grade material: Do SMRs increase the risk? Various non-water-cooled SMR concepts envisage the use of higher uranium enrichments or the utilisation of plutonium fuel and reprocessing technology. This has a negative impact on proliferation resistance - i.e. the need to prevent access to or the technology to produce nuclear weapons-grade material. Another, often-cited key difference between SMR concepts and today's power reactors is the use of systems that have a long service life and would be delivered as a closed system. Sealing them could simplify monitoring and minimise transports. Furthermore, due to the high burn-up, the fissile material will also become unattractive after some time. Yet, the high quantity of fissile material required at the start of reactor operation will have a disadvantageous effect. An additional aspect concerns the possibilities of fissile material monitoring by the International Atomic Energy Agency. Many of the standard methods for fissile material monitoring are not directly suited to the special features of SMR concepts, and this would pose new challenges. Definition: What is an SMR? Despite the long-standing use of the term SMR , there is still no internationally standardised definition for it. An IAEA definition describes SMRs as a group of small power reactors which, compared to today's nuclear power plants, have a lower output ranging from less than (up to) 10 MWe (microreactors) up to a typical output of 300 MWe. Conventional reactors, however, have an output of over 1000 MWe. The functionality of this reactor group is very diverse: in a number of concepts, it corresponds to the functionality of today's light water reactors. These types of SMR are, therefore, subject to lower development risks, and the developers can draw on operating experience. Other types of SMRs are based on novel concepts with little or no previous industrial experience. The latter can be categorised as high-temperature reactors, reactors with a fast neutron spectrum or molten salt reactors. Areas of application: Which countries are developing SMRs? The current development of SMRs is largely state-funded and is taking place to a large extent in the USA , Canada and the United Kingdom. Provided the right conditions are met, SMRs can not only be built in those countries, but also be sold to others. Industrial and geopolitical motives as well as military interests play a role in the field of SMRs. The majority of countries pursuing SMR development activities maintain nuclear weapons programmes and build nuclear submarines and/or already have a large "civilian" nuclear programme. In addition to regular power supply, decentralised power supply for industry and households as well as heat for district heating, seawater desalination and industrial processes are mentioned; concepts for military use, such as mobile microreactors, are also being pursued. In Russia, floating nuclear power plants (Akademik Lomonossow, KLT-40S) are being used to supply remote regions. In addition to traditional nuclear energy countries, there is growing interest in SMRs from countries with a lack of expertise and infrastructure in nuclear technology, such as Saudi Arabia and Jordan. Measures against climate change: Can SMRs make a contribution? If SMRs are also suggested as a solution in the context of combating climate change and the associated reduction in greenhouse gas emissions for global electricity supply, the electricity production they achieve is relevant. Today's new nuclear power plants have electrical outputs in the range of 1,000-1,600 MWe. The SMR concepts considered in the report commissioned by BASE (see info box on this page), however, envisage planned electrical outputs of 1.5-300 MWe. This means that a 3-1000 times larger number of units would be required to provide the same electrical output. Instead of today's 400 reactors with high output, this would mean the construction of several thousand to ten thousand SMR units. This goal is a long way off. In addition, the planning process largely neglects various risks associated with multiplying the number of plants, in particular issues relating to transport, dismantling and interim and final storage. Profitability: Would SMR production be worthwhile? SMRs promise shorter production times and lower production costs thanks to their modularity. Individual components or even the entire SMR should be (mass) produced industrially and transported to the selected locations for installation as required. Similar to a modular system, a single reactor with a low output or a larger plant consisting of several small reactor modules can be constructed from the components (modules) at the site in a short time. Due to the low electrical output, the specific construction costs are higher than for large nuclear power plants, as there are no more scale effects. The report commissioned by BASE (see info box in the upper half of this page) calculates production costs taking into account scale , mass and learning effects from the nuclear industry: according to this report, an average of three thousand SMRs would have to be built for SMR production to become viable. It is therefore unlikely that the structural cost disadvantage of low-capacity reactors can be compensated for by learning or mass effects. As with large-capacity nuclear power plants, the provision of SMRs is predominantly state-run or secured by demand (end customers, military). Although spin-offs are also developing from state-funded, large- scale research institutions, and there are also newly founded start-ups, their business models are still based on long-term state funding. It is, therefore, not conceivable that SMR concepts will be able to develop organisational models other than those that have been used in the field of nuclear technology for around 70 years. Another key reason for the development of SMR concepts is the expectation of shorter time horizons, in particular shorter construction times, and possibly also less complicated dismantling. Looking at plants currently under construction or in operation, this assumption does not appear to be empirically substantiated: planning, development and construction times generally exceed the original time horizons many times over. Experience with historical SMRs indicates that the operating times of non-water-cooled SMR projects are short, and that dismantling them is a lengthy process. Regulatory requirements: How high is the safety risk for SMRs? Special application scenarios such as modularity, new manufacturing processes, materials and technological solutions for safety functions often require new regulatory approaches. The planned global spread of SMRs will, therefore, raise entirely new questions for the responsible licensing and supervisory authorities. To date, there are no SMR -specific national or international safety standards. As many SMR developers are aiming for worldwide use of their SMR concepts, an international standardisation of the requirements would become necessary. This is currently not conceivable, especially for established nuclear energy countries. On the whole, SMRs could potentially achieve safety-related advantages over high-capacity nuclear power plants, as they have a lower radioactive inventory per reactor and strive for a higher level of safety through deliberate simplification and increased use of passive systems. Due to their smaller size, developers promise a lower safety risk for the reactors. However, the high number of reactors needed to provide significant amounts of electrical power as well as their planned global utilisation will increase the risk many times over. Many SMR concepts also aim to minimise safety requirements, for example with regard to the diversity of safety systems. Some SMR concepts even call for the abandonment of current requirements, for example in the area of plant-internal emergency protection. Others completely forego external emergency response planning. These safety concepts, which are also pursued for the sake of cost efficiency, will also increase the risks. Access to nuclear weapons-grade material: Do SMRs increase the risk? Various non-water-cooled SMR concepts envisage the use of higher uranium enrichments or the utilisation of plutonium fuel and reprocessing technology. This has a negative impact on proliferation resistance - i.e. the need to prevent access to or the technology to produce nuclear weapons-grade material. Another, often-cited key difference between SMR concepts and today's power reactors is the use of systems that have a long service life and would be delivered as a closed system. Sealing them could simplify monitoring and minimise transports. Furthermore, due to the high burn-up, the fissile material will also become unattractive after some time. Yet, the high quantity of fissile material required at the start of reactor operation will have a disadvantageous effect. An additional aspect concerns the possibilities of fissile material monitoring by the International Atomic Energy Agency. Many of the standard methods for fissile material monitoring are not directly suited to the special features of SMR concepts, and this would pose new challenges. Expert report for download (in German) Sicherheitstechnische Analyse und Risikobewertung einer Anwendung von SMR-Konzepten (Small Modular Reactors) Download (PDF, 3MB, File meet accessibility standards) Brief information on Small Modular Reactors Small Modular Reactors – What to expect from the new reactor concepts? Download (PDF, 146KB, File meet accessibility standards)

BASE-Doktorandin erhält Lehrpreis der TU Berlin

BASE-Doktorandin erhält Lehrpreis der TU Berlin Meldung Stand: 14.11.2024 Die BASE-Doktorandin Fanny Böse (F2) wurde gemeinsam mit Alexander Wimmers vom Lehrstuhl für Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik mit dem diesjährigen Lehrpreis (1.Platz) der Fakultät VII der Technischen Universität Berlin ausgezeichnet. „Nachhaltigkeitswerkstatt“ und Film „Einfach mal (zwischen)lagern“ Das hierbei ausgezeichnete Modul heißt „Nachhaltigkeitswerkstatt“ und beschäftigt sich mit Studierenden unterschiedlicher Fachrichtungen mit den Themen der nachhaltigen Entwicklung. Das Modul knüpfte direkt an den Hochschulkurs „Interdisziplinäre Herausforderungen bei der Zwischen- und Endlagerung radioaktiver Abfälle“ an, welcher in Zusammenarbeit mit dem BASE, TÜV Nord und der TU Berlin im Februar 2024 veranstaltet wurde. Lehrpreis 2024 - Fanny Böse © BASE Es folgten Exkursionen zu drei Zwischenlagern der Bundesrepublik (Neckarwestheim, Unterweser und Ahaus), bei denen Studierende mit Kameras und Mikros ausgestattet sowohl Betreiber als auch Bürgerinitiativen interviewten. Darauf aufbauend entwickelten die jungen Filmschaffenden auch ein Skript und führten Interviews. Aus diesem Material entstand schließlich ein studentischer Dokumentarfilm mit ansprechenden Animationen. Zudem wurde ein wissenschaftliches Begleitkompendium erstellt. Zusammen ergibt das Material einen inter- und transdisziplinären Beitrag, der hilft, sich mit den Herausforderungen im Umgang mit radioaktiven Abfällen auseinander zu setzen. Der Teaser des Films „Einfach mal (zwischen)lagern“ ist online verfügbar. Der Film wurde bereits im Rahmen der Veranstaltung „Forum Zwischenlagerung“ der BGZ im Futurium (dem „Haus der Zukünfte“ am Hauptbahnhof in Berlin) gezeigt. Weitere Screenings sind in Planung.

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