Bill Gates will den Klimawandel durch den Bau kleiner standardisierter Natriumreaktoren bekämpfen. Der Bau eines ersten Atomkraftwerks durch seine Firma Terrapower verzögerte sich mehrmals durch politische Ereignisse. Zunächst wurde der Plan, ein erstes Kraftwerk in China zu errichten, durch US-Sanktionen unmöglich gemacht, dann führte der russische Überfall auf die Ukraine zu Lieferengpässen.
Doch nun gab Terrapower bekannt, ein erstes Exemplar von "Natrium", so der Name des Projektes in Kemmerer, Wyoming, bis 2028 in Betrieb zu nehmen. Dabei handelt es sich um einen Demonstrator, danach soll die Serienfertigung beginnen. Terrapower verfolgt ehrgeizige Ziele. Bis 2050 sollen "Hunderte" dieser Reaktoren gebaut werden.
Trend zu kleinen Reaktoren
Der Gates-Reaktor ist nur ein Projekt in einer ganzen Reihe von kleinen modularer Reaktoren (SMRs). Sie nutzen unterschiedliche Techniken, aber eines haben alle gemeinsam: Sie sind sehr viel kleiner als die Reaktoren, die sich derzeit in Betrieb befinden. So klein, dass die Reaktoren nicht auf einer Baustelle, sondern in einer Fabrik gebaut werden können, und erst nach Fertigstellung an den Einsatzort gebracht werden. Das modulare Design macht es möglich, den eigentlichen Reaktor unter Reinraumbedingungen und nicht "im Freien" zu montieren. Dazu kommen die Vorteile einer Serienfertigung. Wartung und auch Rückbau des Reaktors müssen nicht am Einsatzort geschehen. Die Kosten des Natriumreaktors sollen bei etwa 1 Milliarde US-Dollar liegen.
Der Neutronenreaktor wird nicht mit Wasser, sondern mit Natrium gekühlt. Das ist keine neue Idee. Natrium eignet sich als Kühl- bzw. Transportmittel, weil es in einem Temperaturbereich von fast 800 Grad flüssig bleibt. Weiterer Vorteil des Natriums ist die Wärmeleitfähigkeit, und dass es nicht die Leitungen korrodiert. Weniger schön ist, dass Natrium auf keinen Fall mit Wasser in Kontakt kommen darf. Der Reaktor wird HALEU-Uran als Brennstoff verwenden. Es wird auf einen U-235-Gehalt zwischen 5 und 20 Prozent angereichert. Der Brennstoff wird aus der Wiederaufbereitung von Brennelementen hergestellt. Der hohe Grad der Anreicherung macht es möglich, sehr viele kleinere Reaktoren zu bauen.
Die Anlage soll besonders sicher sein, da die Steuerstäbe des Reaktors bei einem Stromausfall nur von der Schwerkraft in Position gebracht werden, bei einer Störung würden sie von allein die Reaktion herunterfahren. Aus dem Reaktor wird die Wärme mit dem Natrium abgeleitet und ein thermisches Salzschmelzen-Speichersystem betrieben. Dies wiederum erhitzt Wasser. Am Ende erzeugen dann Dampfturbinen den Strom. Die Demonstrationsanlage soll eine Stadt mit etwa 225.000 Haushalten versorgen können.
Salzspeicher-Batterie
Die eigentliche Besonderheit des Gates-Konzeptes ist das Salzschmelzen-Speichersystem. Das geschmolzene Salz speichert der Reaktor in Tanks. Das ist eine große "Batterie", in der Strom zwischengespeichert wird. Der Reaktor ist so konzipiert, dass er die Schwankungen eines Netzes, das primär von erneuerbaren Energien gespeist wird, ausgleichen kann. Der Energiespeicher kann die Leistung des Systems von 345-MW zeitweise auf 500 MW hochfahren. Reaktor und Speicher erreichen so eine elastische Bandbreite, ohne dass der Betrieb des Reaktors geändert werden muss. Damit unterscheidet sich dieser Typ von traditionellen Kernreaktoren. Diese Technologie wurde gemeinsam mit GE-Hitachi entwickelt, die wiederum einen eigenen SMR-Typ entwickeln.
