Dual-Fluid-Reaktoren: Technologietransfer der Spitzenklasse?
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Stellen Sie sich einen überdimensionalen Würfel vor, der 30 Meter lang, 30 Meter breit und 30 Meter hoch ist. Ein solcher Würfel hätte ein Fassungsvermögen von 27 000 Kubikmetern, was in etwa den Ausmaßen eines kleinen Einkaufszentrums entspricht. Nun stellen Sie sich weiter vor, dieses kleine Einkaufszentrum wäre vom Eingang bis zum Ausgang und vom Fußboden bis unters Dach mit Atommüll vollgestopft. Das entspricht in etwa jener Menge, die sich seit der Nutzung und wissenschaftlichen Erschließung der Kernenergie allein in Deutschland angesammelt hat. Nur lagern diese noch immer strahlungsintensiven Brennstäbe und Reste aus der Atomforschung nicht zentral an einem Ort, sondern sind über ganz Deutschland in den verschiedensten Zwischenlagern verteilt. In anderen Ländern der europäischen Union, sofern diese ebenfalls die Kernenergie nutzen, dürfte dies in etwa ähnlich aussehen. Wie also mit diesem langfristigen Problem umgehen? Eine Antwort könnte lauten: Mit der Kernkraft der fünften Generation. Genauer gesagt: mit hochwirksamen Dual-Fluid-Reaktoren.
Dual-Fluid-Reaktoren-Vorreiter aus Berlin
Das theoretische Konzept dieses Reaktortyps wurde in Berlin entwickelt und ist auch bereits mit einem internationalen Patent versehen worden, welches die Firma Dual Fluid Energy Inc. hält. Wie der Name verrät, basiert dieses Konzept nicht auf der Nutzung von Brennstäben, sondern auf zwei zirkulierenden Flüssigkeiten. Die eine ist der bei 1000° Celsius fließende Kernbrennstoff und die andere ein auf flüssiges Blei basierendes Kühlmittel. Durch Wärmeüberträger wird mit der thermischen Energie Dampf erzeugt und dieser treibt letztlich jene Turbinen an, die den Strom produzieren. Interessant ist hierbei, dass eine vorläufige Sicherheitsanalyse der Technischen Universitäten von München und Dresden die vorteilhaften Sicherheitseigenschaften dieser Technologie bestätigt hat, denn hier kann es zu keiner Kernschmelze und somit zu keinem Supergau kommen. Das Reaktorsystem ist selbstregulierend und macht sich die Naturgesetze zu Nutze: Erhitzt sich die Brennstoff-Flüssigkeit, dehnt sie sich aus, wodurch die atomare Radioaktivität automatisch abnimmt und die Temperatur wieder von selbst sinkt. Hinzu kommen Schmelzstopfen, die in den Leitungen integriert sind, in denen der Brennstoff zirkuliert. Sollte also die vorgesehene Temperatur doch einmal überschritten werden, lösen sich die Stopfen auf und die Flüssigkeit kann nach unten in sichere Behälter ablaufen, wodurch die Kettenreaktion sofort gestoppt wird.
Alter Atommüll erhält neue “Aufgabe”
Das größte Highlight dieser innovativen Technik ist aber jener Faktor, der die Problematik des vorhandenen Atommülls lösen könnte. In den 27 000m3 hochradioaktiven Restmaterials, das in den Zwischenlagern vor sich hin rottet – wie in der Schachtanlage des ehemaligen Salzbergwerks Asse – stecken noch immer rund 220 000 Terawattstunden (TWh) potenziellen Stroms. Um sich mal eine Vorstellung von dieser Summe zu machen, braucht man nur den jährlichen Stromverbrauch von Deutschland gegenzurechnen. Der liegt bei circa 600TWh. Mit anderen Worten: Nur der Atommüll in Deutschland könnte mit dieser Technik das Land locker für die nächsten 350 Jahre mit Energie versorgen, denn die alten und technologisch ineffizienten Reaktortypen hatten nicht den notwendigen Wirkungsgrad (die Entwickler sprechen von einer bis zu 100-mal höheren Effizienz der Dual-Fluid-Technik), um die in den Brennstäben gespeicherte Energie vollends zu nutzen. Es war, als würde man mit einem zu kurzen Strohalm aus einer zu großen Flasche trinken. Ein wertvoller und noch nutzbarer Rest blieb so immer zurück. Dieses Material müsste gereinigt, im Anschluss granuliert werden und dann könnte man es im wahrsten Sinne des Wortes dem Recycling zuführen. Übrigens: Die schwach- und mittelradioaktiven Reststoffe wie beispielsweise Radioisotope aus dem medizinischen Bereich der bildgebenden Verfahren, sind in den oben benannten Atommüll noch gar nicht einberechnet und könnten ebenfalls für einige Jahrzehnte potenziellen Strom liefern.
Betrachtet man die weitergehende und alles umfassende Digitalisierung einerseits und den Wunsch einiger Politiker den Straßenverkehr zu elektrifizieren andererseits, sollte man nicht davon ausgehen, dass in den nächsten Jahren oder gar Jahrzehnten der Strombedarf sinken wird. Ebenso hat auch die EU im Zuge der zurückliegenden Europawahl mehrfach ihre ambitionierten Ziele kundgetan. Mehr Unabhängigkeit von Ländern, die Energieträger exportieren, Stichwort Russland und seine Uran- sowie Erdgas- und Erdöllieferungen. Aber auch die Absicht, ein weltweiter Hotspot für Forschung, Entwicklung und Herstellung disruptiver Technologien zu werden. Alles das benötigt Strom, und zwar viel davon.
Doch das ist längst nicht genug, die Dual-Fluid-Technik ist nebenbei aufgrund ihrer technischen Eigenschaften auch dazu in der Lage, durch die von ihr gelieferte Prozesswärme Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe zu produzieren und ebenso könnte auch die Aluminium- und Metallproduktion diese Wärme gewinnbringend für sich nutzen. Die Konzepte gehen sogar so weit, dass aufgrund der geringen Größe dieser neuartigen Reaktortypen diese in Serie hergestellt werden können. Dadurch wird es möglich, dass die Reaktoren im Verbund Strom liefern oder in der Nähe von Industrieanlagen aufgebaut werden können, wo ihre Prozesswärme nicht nur für die Stromerzeugung genutzt, sondern eben auch der Industrieproduktion zugeführt werden kann.
Wegen deutscher Gesetze: Umzug nach Kanada
Na wunderbar, dann lasst uns sofort loslegen, wird man sich gleich denken. Doch leider weit gefehlt. Die aktuelle Politik in Deutschland verbietet per Atomgesetz die kommerzielle Nutzung von Atomstrom, weshalb sich auch die Entwickler dazu gezwungen sahen, ihren Firmensitz nach Kanada zu verlegen, um dort ungehindert von Bürokratie und unnötigen Gesetzen ihren Tätigkeiten nachgehen zu können. Ein Demonstrationsreaktor wird derzeit auch in Ruanda gebaut und Ende dieses Jahrzehnts sollen der erste Prototyp sowie die Vorserie stehen. Weitere fünf Jahre soll planmäßig die Serienproduktion an den Start gehen. Hierbei könnte es sich um einen nicht wiedergutzumachenden Technologietransfer handeln, der nicht nur Deutschland, sondern auch der EU und ihren ehrgeizigen Zielen teuer zu stehen kommen kann, möchte sie wirklich der weltweite Hotspot für innovative Erfindungen werden und nicht noch weiter ins technologische Hintertreffen geraten. Wären die Betreiber von Dual Fluid Energy weniger von Investorengelder abhängig, dürfte sich die vorhandene Roadmap sogar noch verkürzen. Würde sich also ein deutscher oder europäischer Spitzenbeamter finden, der die Förderung dieser Technik zur Chefsache erklärt, könnten auf die nächsten Jahre hin gesehen mehrere Probleme mit einer einzigen Innovation gelöst werden. Sei es nun die Beseitigung von Atommüll, die Produktion günstigen Stroms oder eben die Hilfestellung bei den Produktionsprozessen der Schwerindustrie.
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