atw - International Journal for Nuclear Power | 6.2023
Reaktorkonzepte und neue Entwicklungen
Reaktorkonzepte und neue Entwicklungen
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nucmag.com<br />
2023<br />
6<br />
ISSN · 1431-5254 (Print) | eISSN · 2940-6668 (Online)<br />
32.50 €<br />
The Future of <strong>Nuclear</strong>:<br />
How Will Fission and Fusion<br />
Technologies Help Us<br />
Reach Net Zero Emissions?<br />
REPOWER: Derisking and Accelerating<br />
the Energy Transition<br />
Seit 67 Jahren<br />
im Dienste der Kerntechnik<br />
Deutschlands nukleare Zukunft:<br />
beschleunigergetriebene<br />
Neutronenquellen
<strong>Nuclear</strong> Economics Consulting Group (NECG)<br />
Is<br />
Is a<br />
network<br />
network<br />
of<br />
of<br />
independent<br />
independent<br />
global<br />
global<br />
nuclear<br />
nuclear<br />
industry<br />
industry<br />
practitioners<br />
practitioners<br />
Delivers client results with analytical rigor and real-world experience<br />
Delivers client results with analytical rigor and real-world experience<br />
Provides unmatched nuclear industry expertise and leadership experience<br />
Provides unmatched nuclear industry expertise and leadership experience<br />
Collaborates with consulting and law firms to provide nuclear expertise<br />
Collaborates with consulting and law firms to provide nuclear expertise<br />
<strong>Nuclear</strong> Industry<br />
<strong>Nuclear</strong> Industry<br />
National nuclear programs, electricity industry re<strong>for</strong>m, market analyses,<br />
National nuclear programs, electricity industry re<strong>for</strong>m, market analyses,<br />
peer reviews of industry studies, and nuclear fuel cycle issues<br />
peer reviews of industry studies, and nuclear fuel cycle issues<br />
<strong>Nuclear</strong> Business/Transactions<br />
<strong>Nuclear</strong> Business/Transactions<br />
<strong>Nuclear</strong> projects, valuation, business models, strategies,<br />
procurement, <strong>Nuclear</strong> projects, and valuation, due diligence business models, strategies,<br />
procurement, and due diligence<br />
Special Projects<br />
Special Projects<br />
Expert testimony in litigation and arbitration cases,<br />
financial Expert testimony viability/bankability, in litigation PPAs, and arbitration and other project cases, contracts<br />
financial viability/bankability, PPAs, and other project contracts<br />
www.nuclear-economics.com<br />
www.nuclear-economics.com<br />
USA – Edward Kee<br />
edk@nuclear-economics.com<br />
USA – Edward Kee<br />
Germany edk@nuclear-economics.com<br />
– Ruediger Koenig<br />
rwk@nuclear-economics.com<br />
Germany – Ruediger Koenig<br />
Other rwk@nuclear-economics.com<br />
NECG Affiliates in France, UK, and USA<br />
Other NECG Affiliates in France, UK, and USA
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
<strong>International</strong>es Kernenergiegeschäft kommt voran,<br />
aber möglichst ohne deutsche Beteiligung?<br />
3<br />
Liebe Leserinnen und Leser,<br />
Der Fortschritt im internationalen Kernenergiegeschäft<br />
setzt sich ungeachtet globaler Krisen und wirtschaftlicher<br />
Unsicherheiten <strong>for</strong>t. So hat das polnische Unternehmen<br />
PEJ, eine Kernenergieprojektgesellschaft in<br />
Staatseigentum, Ende September mit Westinghouse<br />
und Bechtel einen Ingenieurdienstleistungsvertrag<br />
über die Entwicklung eines detaillierten standortspezifischen<br />
Designs des Kernkraftwerks mit drei AP1000<br />
Reaktoren am Standort Lubiatowo-Kopalino geschlossen.<br />
Dabei werden die Leistungsan<strong>for</strong>derungen des<br />
Kunden, die Einhaltung der polnischen und europäischen<br />
Sicherheitsstandards in Zusammenarbeit mit der<br />
Polnischen Nationalen Atomenergie-Agentur und die<br />
Teilnahme regionaler sowie nationaler polnischer Unternehmen<br />
am Bauprojekt einbezogen. Der Einstieg<br />
Polens in die Kernenergie ist übrigens eine der wenigen<br />
politischen Fragen, in denen sich die bisherige Regierung<br />
und die größte Oppositionspartei, die nach der<br />
Wahl mutmaßlich die Regierung bilden wird, einig<br />
waren.<br />
Die Vereinigten Staaten fördern in Mittel- und Osteuropa<br />
im Rahmen der Klimapolitik mit „Project Phoenix“<br />
die Umwandlung von Kohlekraftwerksstandorten in<br />
Kernkraftwerksstandorte mit SMR-Technologie. Erster<br />
Projektpartner war Rumänien, zwischenzeitlich wurden<br />
auch Projektvorschläge aus Tschechien, der Slowakei<br />
und Polen akzeptiert. Der Just Transition Fonds der<br />
EU, der ebenfalls solche Konversionsprojekte fördert,<br />
schließt Nuklearprojekte übrigens aus. Man denke sich,<br />
auf wessen Betreiben hin. In einem gesonderten Förderfonds<br />
für den Wiederaufbau der Stromversorgung der<br />
Ukraine sollen ebenfalls Kernenergieprojekte berücksichtigt<br />
werden. Dazu passend wurde im September ein<br />
Memorandum of Understanding zwischen Westinghouse<br />
und dem ukrainischen Stromversorger Energoatom<br />
über AP1000- und AP300-Projekte unterzeichnet.<br />
Im Vereinigten Königreich wurden sechs Anbieter von<br />
SMR für die nächste Phase eines Bewerbungsprozesses<br />
ausgewählt, mit dem bis Sommer 2024 über die Vergabe<br />
von Fördermitteln für bis zu vier SMR-Projekte<br />
entschieden werden soll. Im Rennen sind noch GE Hitachi<br />
(BWRX-300), Rolls Royce (SMR), Westinghouse<br />
(AP300), NuScale (VOYGR SMR), Holtec (SMR-160)<br />
und EDF (Nuward). In Schweden bereitet Vattenfall die<br />
Errichtung von neuer Kernkraftkapazität am Standort<br />
Ringhals vor und trifft Vorkehrungen zum Erwerb von<br />
Bauland für diesen Zweck.<br />
In Deutschland dagegen ist es nicht nur erwartbarerweise<br />
still um die Kernenergie, die Bundesregierung<br />
setzt vielmehr auch negative Zeichen. Für die Exportförderung<br />
wurden neue klimapolitische Sektorleitlinien<br />
für Exportkreditgarantien und Investitionsgarantien<br />
eingeführt. Ziel dieser Maßnahme ist es, klimaschädliche<br />
Projekte nicht mehr zu fördern und die Förderung<br />
für Projekte, die dem Klimaschutz dienen, zu<br />
verbessern. Dabei wird politisch-argumentativ, aber<br />
auch in den Leitlinien selbst auf die EU-Taxonomie,<br />
OECD-Richtlinien und G7-Vereinbarungen abgestellt.<br />
Allerdings wird in den Sektorleitlinien die Kernenergie<br />
pauschal ausgeschlossen, obwohl sie in der EU-Taxonomie<br />
als klimafreundliche Technologie gelistet ist, die<br />
OECD-Leitlinien ausdrücklich Kernenergieexportförderung<br />
vorsehen und die G7-Energieminister im April in<br />
Sapporo die Rolle der Kernenergie für Klimaschutz und<br />
Energiesicherheit hervorgehoben sowie fünf der sieben<br />
Minister eine strategische Zusammenarbeit im Bereich<br />
Kernbrennstoffe vereinbart haben. Begründet wird der<br />
Ausschluss übrigens damit, dass seit 2014 keine Exportkreditgarantien<br />
mehr für Anlagen zur nuklearen Stromerzeugung<br />
mehr übernommen würden und der Bereich<br />
Nuklearenergie für die Investitionsgarantien bisher<br />
nicht relevant sei, so als handele es sich dabei um Beschlüsse<br />
einer höheren Macht.<br />
Damit keine Missverständnisse entstehen: in den meisten<br />
der oben angeführten jüngsten Beispiele für die<br />
positive Entwicklung des Kernkraftmarktes mit Ausnahme<br />
der Ukraine spielt die Exportförderung kaum eine<br />
Rolle, weil Exporte in EU- und die meisten OECD-Staaten<br />
nur unter begrenzten Ausnahmebedingungen gefördert<br />
werden und es generell auch einen Export jenseits<br />
der Exportförderung des Bundes gibt. Aber es<br />
kommt in dieser Entscheidung eben der offensichtliche<br />
Wille zum Ausdruck, einer positiven Zukunft der Kernenergie<br />
keinen Vorschub zu leisten, sogar wenn es im<br />
Sinne der ergriffenen Maßnahmen – Förderung klimafreundlicher<br />
Technologie – widersinnig und kontraproduktiv<br />
ist.<br />
Nicolas Wendler<br />
– Chefredakteur –<br />
EDITORIAL<br />
Editorial<br />
<strong>International</strong>es Kernenergiegeschäft kommt voran, aber möglichst ohne deutsche Beteiligung?
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
Inhalt<br />
4<br />
CONTENTS<br />
Ausgabe 6<br />
2023<br />
November<br />
Editorial<br />
<strong>International</strong>es Kernenergiegeschäft kommt voran,<br />
aber möglichst ohne deutsche Beteiligung? . . . . . . . . . . . . . . .3<br />
Nicolas Wendler<br />
Did you know? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5<br />
Kalender 2023/2024. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6<br />
Feature<br />
The Future of <strong>Nuclear</strong>: How Will Fission and Fusion Technologies<br />
Help Us Reach Net Zero Emissions? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7<br />
Ruediger Koenig, John Warden, with a panel of experts from NECG<br />
Cover:<br />
Westinghouse AP300 SMR –<br />
künstlerische Darstellung.<br />
(© Westinghouse<br />
Electric Company)<br />
Interview mit Rita Baranwal<br />
Westinghouse has a more than 70-year history with<br />
nuclear energy, and we intend to support our customers<br />
<strong>for</strong> at least 150 years or more . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16<br />
Nicolas Wendler<br />
Serial | Major Trends in Energy Policy and <strong>Nuclear</strong> <strong>Power</strong><br />
REPOWER: Derisking and Accelerating the Energy Transition . . . . 19<br />
Kirsty Gogan, Eric Ingersoll<br />
Energy Policy, Economy and Law<br />
• <strong>Nuclear</strong> Energy under Article 6.8 of the Paris Agreement . . . . . 28<br />
Henrique Schneider<br />
• The Case <strong>for</strong> <strong>Nuclear</strong> Energy in Kazakhstan:<br />
A Leap Towards Sustainable Development. . . . . . . . . . . . . . 33<br />
Erlan Batyrbekov<br />
Research and Innovation<br />
• Deutschlands nukleare Zukunft:<br />
beschleunigergetriebene Neutronenquellen . . . . . . . . . . . . . 35<br />
Franklin Servan-Schreiber, Guido Houben<br />
• Dual Fluid-Reaktortechnologie: Neue Kerntechnik in Ruanda. . 41<br />
Götz Ruprecht<br />
Spotlight on <strong>Nuclear</strong> Law<br />
Ein Rechtsrahmen für die Kernfusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44<br />
Christian Raetzke<br />
Education and Training<br />
Kerntechnische Lehrstühle: Hochschule Mannheim –<br />
Institut für Physikalische Chemie und Radiochemie . . . . . . . . . . 47<br />
Ulrich W. Scherer<br />
Decommissioning and Waste Management<br />
Entwicklung eines Werkzeugs zur mechanischen<br />
Innenkantenund Eckendekontamination . . . . . . . . . . . . . . . . 51<br />
Eric Rentschler, Kurt Heppler, Martin Villinger, Sascha Gentes<br />
Special Topic | A Journey through German <strong>Nuclear</strong> Technology<br />
Kommerzieller Durchbruch für die Kernenergie und<br />
massive Forschungsanstrengungen – Teil 2 . . . . . . . . . . . . . . . 56<br />
Nicolas Wendler<br />
KTG – Fachinfo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82<br />
Vor 66 Jahren<br />
Forschungsreaktor Berlin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85<br />
KTG Inside<br />
• Bericht zur KTG-Exkursion „Nordwest“ . . . . . . . . . . . . . . . . . 91<br />
• Geburtstage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95<br />
Report<br />
• KONTEC Int. Symposium „Konditionierung radioaktiver<br />
Betriebs- und Stilllegungsabfälle“ – Rückblick . . . . . . . . . . . . 96<br />
• Mitgliederversammlung Women in <strong>Nuclear</strong> Germany<br />
im Kernkraftwerk Grafenrheinfeld. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98<br />
Impressum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50<br />
Inhalt
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
Did you know?<br />
Kernenergie im Update 2023 der Net Zero Roadmap<br />
der <strong>International</strong>en Energieagentur<br />
Im Update 2023 zum Bericht „Net Zero Roadmap –<br />
A Global Pathway to Keep the 1.5 °C Goal in Reach” der<br />
<strong>International</strong>en Energieagentur (IEA) von September 2023<br />
wird dem globalen Ausbau der Kernenergie eine signifikante<br />
Rolle zugewiesen. Sie wird als vierter Schlüsselfaktor<br />
für die Erreichung der Klimaziele in der Stromerzeugung<br />
benannt und soll ihre weltweite Kapazität von 417 GW in<br />
2022 auf 916 GW in 2050 mehr als verdoppeln. Es wird<br />
festgestellt, dass nach einigen Jahrzehnten der Stagnation<br />
die Kernenergie vor einem Comeback steht, nachdem<br />
mehrere Staaten mit dem Ziel der Emissionsminderung<br />
und der Energiesicherheit Energiestrategien angekündigt<br />
haben, die der Kernenergie eine wesentliche Rolle<br />
zuweisen. Dazu gehören China, Frankreich, Indien, Japan,<br />
Kanada, Korea, Polen, das Vereinigte Königreich und die<br />
Vereinigten Staaten. Mithin, wie man aus deutscher Sicht<br />
anmerken kann, einige unserer industriellen und wirtschaftlichen<br />
Hauptkonkurrenten auf den Weltmärkten.<br />
Langfristig sollen gemäß des Net Zero Energy Szenario<br />
über dreißig Staaten, die heute Kernenergie nutzen, diese<br />
ausbauen. Um eine Verdoppelung der Kapazität bis 2050<br />
zu erreichen, müssen durchschnittlich pro Jahr 26 GW<br />
neuer Kernkraftkapazität ans Netz gehen, von denen<br />
ein Teil benötigt wird, um die Stilllegung alter Anlagen<br />
auszugleichen. Dafür ist ein jährlicher Investitionsaufwand<br />
von rund 100 Milliarden US-Dollar er<strong>for</strong>derlich, mehr als<br />
das Dreifache des Niveaus der vergangenen Jahre. Der<br />
Höhepunkt des Kernenergieausbaus wird für Mitte der<br />
dreißiger Jahre mit 33 GW neuer Kernkraftkapazität pro<br />
Jahr erwartet. In den entwickelten Wirtschaften wird allerdings<br />
der Höhepunkt aufgrund des großen aktuellen<br />
Anlagenbestandes erst in den vierziger Jahren erwartet<br />
(siehe Grafik).<br />
China wird beim Ausbau der Kernenergie eine Führungsrolle<br />
einnehmen, mit einem Drittel der gesamten neuen<br />
Kapazität. Ein weiteres Drittel wird in Ländern mit in<br />
Entwicklung befindlichen Wirtschaften errichtet werden.<br />
In den entwickelten Wirtschaften wird hauptsächlich<br />
alte durch neue Kapazität ersetzt, wobei aus Sicht der<br />
IEA weiterhin Laufzeitverlängerungen für einen kosteneffizienten<br />
Emissionsreduktionspfad unerlässlich sind.<br />
Zunehmend soll der Ausbau der Kernenergie von SMR und<br />
<strong>for</strong>tgeschrittenen Reaktoren bestimmt werden, wobei die<br />
Hauptrolle der Kernenergie weiter in der Stromerzeugung<br />
gesehen wird. Allerdings soll die Kernenergie auch bei der<br />
Deckung des Wärmebedarfs und in der Wasserstofferzeugung<br />
eine Rolle spielen.<br />
DID YOU EDITORIAL KNOW? 5<br />
35<br />
Jährlicher Zubau an Kernkraftkapazität in GW installierter Leistung<br />
nach Staatengruppen und Jahrzehnten<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
70er 80er 90er 2000er 10er 20er 30er 40er<br />
Entwickelte Wirtschaften China Andere<br />
Quelle: Net Zero Roadmap – A Global Pathway to Keep the 1.5 °C Goal in Reach, 2023 Update; <strong>International</strong> Energy Agency (IEA); September 2023<br />
Did you know?
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
Kalender<br />
CALENDAR 6<br />
2023/2024<br />
04.11.2023<br />
Karriereportal Kerntechnik.<br />
Ruhr-Universität Bochum<br />
https://karriereportal.actimondo.com<br />
06.11. – 10.11.2023<br />
<strong>International</strong> Conference on the Safety<br />
of Radioactive Waste Management,<br />
Decommissioning, Environmental<br />
Protection and Remediation: Ensuring<br />
Safety and Enabling Sustainability.<br />
Vienna, Austria<br />
https://www.iaea.org/events/icwedr2023<br />
ICOND 2023.<br />
Aachen, Germany.<br />
www.icond.de<br />
13.11. – 16.11.2023<br />
07.12.2023<br />
<strong>Nuclear</strong> 2023.<br />
London, UK<br />
https://nuclear2023.co.uk/home<br />
07.12. – 09.12.2023<br />
ICAERA 2023 – 4 th <strong>International</strong><br />
Conference on Advances in Energy<br />
Research and Applications.<br />
Lisbon, Portugal<br />
https://icaera.com/<br />
10.12. – 14.12.2023<br />
MiNES 2023 – Materials in <strong>Nuclear</strong><br />
Energy Systems.<br />
New Orleans, LA, United States<br />
https://www.ans.org/meetings/mines2023/<br />
2024<br />
22.04. – 25.04.2024<br />
World Energy Council.<br />
Rotterdam, The Netherlands<br />
https://worldenergycongress.org/rotterdam/<br />
13.05. – 16.05.2024<br />
ERMSAR 2024 – 11 th European Review<br />
Meeting on Severe Accident Research<br />
Conference.<br />
Stockholm, Sweden<br />
https://www.ermsar2024.conf.kth.se/<br />
15.05. – 17.05.2024<br />
RAMTrans 2024 – all aspects of<br />
packaging <strong>for</strong> the transport, storage<br />
and disposal of radioactive and<br />
nuclear materials.<br />
London, UK<br />
https://www.euronuclear.org/project/<br />
ramtrans-2024-15-17-may-2024-london-uk/<br />
14.11. – 16.11.2023<br />
Nachwuchstagung Kerntechnik –<br />
KTG Junge Generation.<br />
Garching bei München, Germany<br />
https://www.nachwuchstagung-ktg.de/<br />
21.11. – 22.11.2023<br />
Fachworkshop Zwischenlagerung 2023.<br />
BGZ Gesellschaft für Zwischenlagerung mbH,<br />
Berlin, Germany<br />
https://bgz.de/veranstaltung/fachworkshopzwischenlagerung-2023/<br />
27.11. – 01.12.2023<br />
<strong>International</strong> Conference on Research<br />
Reactors: Achievements, Experience<br />
and the Way to a Sustainable Future.<br />
Dead Sea, Jordan<br />
https://shorturl.at/ixzFY<br />
28.11. – 30.11.2023<br />
ENLIT Europe.<br />
Paris, France<br />
https://www.enlit-europe.com/<br />
28.11. – 30.11.2023<br />
World <strong>Nuclear</strong> Exhibition.<br />
Paris Nord Villepinte – Hall 7, France<br />
www.world-nuclear-exhibition.com<br />
23.01. – 25.01.2024<br />
<strong>Power</strong>Gen <strong>International</strong>.<br />
New Orleans, LA, United States<br />
https://www.powergen.com/<br />
07.02. – 09.02.2024<br />
Long-Term Operation Summit.<br />
Andermatt, Switzerland<br />
https://lto-summit.org/<br />
07.03.2024<br />
Small & Advanced <strong>Nuclear</strong> Reactors NEI.<br />
Idaho Falls, Idaho, USA<br />
https://www.neimagazine.com/news/newssmall-and-advanced-reactors-2024-call-<strong>for</strong>papers-10905507<br />
10.03. – 14.03.2024<br />
WM2024.<br />
Technologies, Phoenix, AZ, USA<br />
https://www.wmsym.org/<br />
21.04. – 24.04.2024<br />
PHYSOR 2024 – <strong>International</strong><br />
Conference on Physics of Reactors.<br />
San Francisco, CA, United States<br />
https://www.ans.org/meetings/physor2024/<br />
21.04. – 25.04.2024<br />
RRFM 2024 – European Research<br />
Reactor Conference.<br />
Warsaw, Poland<br />
https://www.euronuclear.org/project/euro-<br />
pean-research-reactor-conference-2024-21-<br />
25-april-2024-warsaw-poland/<br />
20.05. – 24.05.2024<br />
<strong>International</strong> Conference on <strong>Nuclear</strong><br />
Security.<br />
Vienna, Austria<br />
https://www.iaea.org/events/icons2024<br />
21.05. – 22.05.2024<br />
Nordic <strong>Nuclear</strong> Forum 2024.<br />
Helsinki, Finland<br />
https://nordicnuclear<strong>for</strong>um.fi/<br />
25.05. – 29.05.2024<br />
NURER2020 – 7 th <strong>International</strong><br />
Conference on <strong>Nuclear</strong> and Renewable<br />
Energy Resources.<br />
Ankara, Türkiye<br />
http://www.nurer2020.org/en<br />
27.05. – 29.05.2024<br />
DEM 2024 – <strong>International</strong> Conference<br />
on Decommissioning Challenges:<br />
Role and importance of innovations.<br />
Avignon, France<br />
https://www.euronuclear.org/project/dem-<br />
2024-27-29-may-2024-avignon-france/<br />
05.06. – 06.06.2024<br />
NIC 2024 – <strong>Nuclear</strong> Innovation<br />
Conference<br />
Amsterdam, The Netherlands<br />
www.nuclearinnovationconference.eu/<br />
05.12. – 08.12.2023<br />
Extended Storage and Transportation<br />
of Spent Fuel and Radioactive Waste<br />
from Current and Future Reactor<br />
Technologies.<br />
Camden, New Jersey, United States<br />
https://oecd-nea.org/jcms/pl_83970/<br />
extended-storage-and-transportation-<strong>for</strong>spent-fuel-and-radioactive-waste-of-currentand-future-reactor-technologies<br />
11.06. – 13.06.2024<br />
Leipzig, Germany<br />
https://kerntechnik.com/de/<br />
welcomes<br />
This is not a full list and may be subject to change.<br />
Calendar
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
The Future of <strong>Nuclear</strong>: How Will Fission<br />
and Fusion Technologies Help Us Reach<br />
Net Zero Emissions?<br />
<strong>Nuclear</strong> fission and fusion hold great promise <strong>for</strong> contribution to global decarbonisation,<br />
but pose difficult investment cases. In this article the authors propose a<br />
model which offers a set of metrics to compare suitability and commercial viability<br />
of each technology in relation to meeting Net Zero Emissions ("NZE") goals and<br />
which would allow stakeholders to monitor each technology’s progress over time.<br />
Ruediger Koenig and John Warden, with a panel of experts from NECG<br />
Introduction<br />
Of all the technologies expected to comprise the future decarbonized energy system, as of 2023 the only<br />
really proven one is large GEN III/III+ nuclear power plants (‘large GW plants’). All other technologies are<br />
either – as in the case of hydro, wind and solar power – proven but not able to provide reliable and af<strong>for</strong>dable<br />
system solutions i without as yet unavailable infrastructure (e.g. grid storage); or subject to natural limitations<br />
(e.g. hydro); or still in development whether in terms of scaling (e.g. hydrogen, CCS/CCU) or technical<br />
viability (e.g. fusion).<br />
| This Part 3 of NECG’s<br />
series of articles<br />
takes the findings<br />
from the pieces on<br />
SMR and Fusion to<br />
peer into the possible<br />
future.<br />
PART<br />
3/3<br />
FEATURE | RESEARCH AUS DEN AND UNTERNEHMEN<br />
INNOVATION 7<br />
Yet, despite ambitious political decarbonization goals,<br />
and despite the safe, efficient and environmentally<br />
friendly operating experience of nuclear power plants<br />
(NPPs) all over the world, we’re not seeing large, global<br />
nuclear new build programs <strong>for</strong> well-known reasons,<br />
such as poor new build project execution, access<br />
to and cost of finance, difficult public acceptance. We<br />
do know the solutions – <strong>for</strong> example, in 2021 NECG<br />
laid out a comprehensive strategy how these obstacles<br />
could be overcome ii ; and the UK, with “Great British<br />
<strong>Nuclear</strong> iii , and the international community iv have<br />
been adopting these suggestions – but actual, effective<br />
implementation at scale and speed is failing to develop<br />
with existing large GW technology.<br />
As an alternative to mitigation of those obstacles to a<br />
robust nuclear renaissance, we’re seeing strong ef<strong>for</strong>ts<br />
to develop new approaches that build on the positive<br />
operating experience gained in nuclear energy while<br />
overcoming or avoiding its shortcomings (Small Modular<br />
Reactors – SMRs), and even introducing new additional<br />
capabilities (Advanced Reactors – ARs). Yet<br />
these new solutions in turn rely on assumptions about<br />
future progress to be made, partly in the same areas<br />
that progress <strong>for</strong> large GW plants has been slower than<br />
previously hoped.<br />
In the first two articles in this series as well as in earlier<br />
articles in <strong>atw</strong> – international nuclear journal v<br />
NECG's ”8 Issues“ success factors<br />
Issue 1: The global financial system needs to be<br />
able to deliver the scale and profile of<br />
financing <strong>for</strong> large scale deployment of<br />
the technology<br />
Issue 2: The global supply chain must develop<br />
the agility and capacity to support<br />
large scale deployment of this technology<br />
Issue 3: Global and national energy markets<br />
must adapt to make best use at scale of<br />
the technology’s advantages<br />
Issue 4: The technology needs to reach a design<br />
level which is commercially deployable<br />
and scalable in a timescale suitable to<br />
support NZE targets<br />
Issue 5: The local regulatory system needs to<br />
be able to apply globally aligned regulatory<br />
principles to large scale deployment<br />
of this technology<br />
Issue 6: This technology must be deployable<br />
reliably and efficiently across multiple<br />
sites in different jurisdictions,<br />
requiring more effective and coordinated<br />
site allocation, permissioning<br />
and development<br />
Issue 7: Society and culture must adapt to,<br />
accept and support the deployment at<br />
scale of this technology<br />
Issue 8: The technology must be able to<br />
develop and deploy at a pace to gain<br />
and hold market share against competition<br />
from other energy sources<br />
Feature Research and Innovation<br />
The Future of <strong>Nuclear</strong>: How Will Fission and Fusion Technologies Help Us Reach Net Zero Emissions? ı Ruediger Koenig and John Warden, with Aus a panel den of Unternehmen<br />
experts from NECG
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
FEATURE | RESEARCH AUS DEN AND UNTERNEHMEN<br />
INNOVATION 8<br />
we addressed what needs to be done to facilitate<br />
nuclear fission and fusion deployment, i.e. <strong>for</strong> these<br />
technologies to (a) demonstrate technical and commercial<br />
feasibility and (ii) to be deployed at a scale,<br />
to make a meaningful contribution to global energy<br />
supply and decarbonisation goals. We introduced<br />
8 “Issues” which need to be addressed and we examined<br />
where the technologies stand in relation to<br />
those.<br />
In this third article we use the eight Issues to develop<br />
an investment risk scale to indicate which nuclear<br />
technologies 1 are likely to be able to contribute to<br />
Net Zero or other goals, and we seek to develop a<br />
model which can help policy makers, investors and<br />
their stakeholders find some answers to the following<br />
questions:<br />
1) Which technology options are most likely to<br />
reach commercial viability <strong>for</strong> deployment at<br />
scale, under which assumptions?<br />
2) Which of these technologies is best suited to<br />
contributing to decarbonization at scale?<br />
3) How should an investor – Government, Public,<br />
or Private – proceed?<br />
Background to our model<br />
Answers to these questions certainly depend on the<br />
perspectives of different types of “investors” and<br />
their different “objectives”. Our reference in this article<br />
are the goals associated with Net Zero Emissions<br />
in 2050 (“NZE”) and accordingly those investors who<br />
would be owning/operating the necessary assets: i.e.<br />
those who would be driven by cash flows and returns<br />
on investment, execution risk, and scalability 2 . Clearly,<br />
none of the relevant technology options currently<br />
fulfill those investors’ needs (criteria): we’re not yet<br />
seeing huge investment programs in nuclear fission<br />
or fusion on a global multi-TeraWatt scale.<br />
Looking <strong>for</strong>ward, <strong>for</strong> any of these technologies to be<br />
able to make a major contribution to NZE goals, they<br />
would need to be available <strong>for</strong> large scale global deployment<br />
by the mid 2030s, i.e. firm, final planning<br />
and investment decisions would need to be made/<br />
prepared within about the next 5 years from now.<br />
So let’s take a look at “learning curves” and<br />
projections: where do we come from and<br />
are we/might we be going? And what are<br />
those projections most sensitive to?<br />
The approach we have chosen should not be seen as<br />
a predictive model. It is loosely based on the Delphi-<br />
Method vi and uses a deliberative process: applying<br />
our professional judgement, the authors developed<br />
a model to combine criteria, scoring and algorithm<br />
(details see Exhibit I); the criteria were benchmarked<br />
aaginst recent market analyses by distinguished<br />
third parties {FN} vii ; the approach and outcomes<br />
were tested with our “panel” – and the feedback<br />
from this sounding board then in<strong>for</strong>med further<br />
iterations in the process. Our final conclusions were<br />
reviewed by the panel and the panelists were given<br />
the opportunity to add their observations (panelists<br />
observations see Exhibit II at end of this article).<br />
We believe the resulting method is sufficiently solid<br />
to also be used in an individualized context, i.e. it can<br />
be applied by other types of investors and stakehoders,<br />
with objectives other than NZE:<br />
p e.g. industry players willing to seed new<br />
developments<br />
p e.g. special purpose users (autonomous high<br />
temperature generation, PU disposal, etc.)<br />
p e.g. private equity seeking high value exit<br />
scenarios<br />
p e.g. individual vendors and their global or local<br />
supply chains<br />
It allows interested parties to identify key drivers and<br />
track their progress over time.<br />
Constructing the model<br />
This series of three articles explores the ability<br />
of nuclear technology to deploy at the scales<br />
required to support NZE pathways, i.e. scales of<br />
hundreds of GWe. 3 Accordingly, in order to assess<br />
deployment at these scales we map each technology<br />
grouping across two axes:<br />
p Y-axis – How well suited is this technology to<br />
contributing to decarbonisation at scale?<br />
We have chosen a set of metrics which reflect<br />
the ability of each technology to contribute as<br />
1 For the purposes of this analysis we have used the following technology groupings:<br />
• Small Modular Reactors (SMRs) – generally up to 300 MWe but including larger plants designed to be manufactured, assembled and operated as<br />
fleets to give scale efficiencies such as GEH BWRX- 300, WEC AP300, Rolls Royce SMR and NuScale VOYGR-6/12. This technology is generally well understood as it<br />
is based on existing light water-cooled designs.<br />
• Advanced Reactors (ARs) – also known as Gen IV reactors, these are fission reactors using novel and innovative fuel types, coolants and materials which<br />
offer enhanced per<strong>for</strong>mance and safety criteria over currently operating types.<br />
• Large GW – water-moderated fission plants with a nameplate capacity of around 1000 MW or more, such as EPR, AP1000, APR1400, ABWR.<br />
• Fusion, currently encompassing any project which intends to use fusion as the energy source<br />
• In this paper we do not consider microreactors which have nameplate outputs of < 20MWe.<br />
2 In our Conclusions below, we’ll point out that this ef<strong>for</strong>t may need to be carried out by Governments, however this does not contradict the methodology<br />
we are proposing<br />
3 In this paper we are not exploring how each technology may be the best <strong>for</strong> an individual project, which will have its own local and commercial criteria.<br />
Also, Governments, investors and other stakeholders may apply other considerations, such as strategic interests, existing industrial capabilities, other economic<br />
development goals that could lead to a preference or greater risk tolerance <strong>for</strong> certain technologies. – However, as shown below, we do reach conclusions<br />
also useful in that context.<br />
Feature Research and Innovation<br />
Aus The Future den of Unternehmen<br />
<strong>Nuclear</strong>: How Will Fission and Fusion Technologies Help Us Reach Net Zero Emissions? ı Ruediger Koenig and John Warden, with a panel of experts from NECG
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much energy as possible at scale, in order to<br />
contribute to NZE goals (Table 1 in Exhibt I).<br />
p X-axis – How close is this technology to<br />
being deployed at scale? For this axis, as<br />
metrics we use the eight issues identified in our<br />
first Article in this series, shown in Table 2.<br />
p Using a 10-point scale (Table 3), we allocated<br />
scores against each metric across the<br />
technology groups based on our analysis<br />
from Articles 1 and 2, as well as current<br />
industry knowledge.<br />
EXHIBIT I – DESCRIPTION of Metrics Used<br />
The scoring methodology and some of the key<br />
assumptions which led to the score selection are<br />
outlined in Infobox 1.<br />
It must be stressed that each score comes with<br />
a high degree of subjectivity. Individual designs<br />
within a technology grouping may also merit differing<br />
scores – as an example, some AR designs<br />
carry more design risk (Issue 4) than others.<br />
In order to reflect the range of scores across each<br />
technology grouping, and to capture how the<br />
Table 1: Y-axis - How well suited is this technology to contributing to decarbonisation at scale?<br />
Metric<br />
High energy density<br />
Always on<br />
High efficiency output<br />
Cost effective<br />
Multiple applications (grid/non-grid)<br />
Definition<br />
Confidence in the ability of this technology to provide sufficient quantity of energy<br />
when deployed at scale to make a contribution to NZE targets, in as small<br />
a land footprint as possible<br />
Confidence in the ability of this technology to provide reliable energy close to<br />
100 % of the time (dispatchable = match output to demand)<br />
Confidence in a high output efficiency of this technology<br />
How well does the “commercial benefit” of this technology, when deployed<br />
at scale, compare to other energy sources<br />
Confidence in the ability of this technology to be deployed at scale to support<br />
multiple energy source requirements both grid and non-grid<br />
Note: The choice of metrics may vary, depending on the context and objectives of the deployment in a given case <strong>for</strong> which this assessment model is used.<br />
FEATURE | RESEARCH AUS DEN AND UNTERNEHMEN<br />
INNOVATION 9<br />
Table 2: X-axis – How close is this technology to being deployed at scale? (Fulfilment of the “8 Issues”)<br />
Metric<br />
Definition<br />
1 Finance Likelihood of the financial system delivering the scale and profile of financing<br />
<strong>for</strong> large scale deployment of this technology<br />
2 Supply chain Ability of the global supply chain to develop the agility and capacity to support<br />
large scale deployment of this technology<br />
3 Energy Market Design Likelihood and ability of global and national energy markets to adapt to make<br />
best use of this technology at scale<br />
4 Design risk Likelihood of this technology reaching a (commercially and regulatory)<br />
deployable and scaleable design in a timescale suitable to support NZE targets<br />
5 Site licensing systems Ability and desire of the local regulatory system to apply globally aligned<br />
regulatory principles to deploy large scale deployment of this technology<br />
6 Multiple site access Ability of this technology to be deployed reliably and efficiently across mutiple<br />
sites in diferent jurisdictions, requiring more effective and coordinated site<br />
allocation, permissioning and development.<br />
7 Industry and social culture Ability by society and culture to adapt, accept and support the deployment at<br />
scale of this technology<br />
8 Competition from other tech Ability of this technology to develop and deploy at a pace to gain and hold<br />
market share against competition from other energy sources<br />
Table 3: Scoring the Metrics<br />
Using a 10-point scale), we allocate scores against each Metric across the technology groups based on our analysis<br />
from Articles 1 and 2, as well as current industry knowledge.<br />
1 – 5 (below 50 %) red Low maturity. Do not invest - risks too uncontrolled or unable to quantify<br />
6 – 8 (to 80 %) amber Marginal confidence in investment, and marginal confidence in addressing outstanding<br />
risks – more of an options investment in case it succeeds.<br />
9 – 10 (above 80 %) green Broadly acceptable commercial investment with understood controlled risk<br />
It must be stressed that each score comes with a high degree of subjectivity and will change with time<br />
as technologies progress. Individual designs within a technology grouping may also merit differing scores –<br />
<strong>for</strong> example, some AR designs carry more design risk (Issue 4) than others.<br />
Feature Research and Innovation<br />
The Future of <strong>Nuclear</strong>: How Will Fission and Fusion Technologies Help Us Reach Net Zero Emissions? ı Ruediger Koenig and John Warden, with Aus a panel den of Unternehmen<br />
experts from NECG
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INNOVATION 10<br />
scores may change over time, we allocated scores<br />
at three risk points:<br />
p N= –5 pessimistic scores, reflecting uncertainty<br />
or lack of demonstration of tech<br />
ability. This point can also be interpreted<br />
as the position of the technology<br />
a few years ago; some versions of the<br />
technology may not have moved<br />
beyond this point. “Where do we come<br />
from.”<br />
p N= 0 our broad assessment of where the technology<br />
is at the current time, taking into<br />
account recent advances in the leading<br />
examples of each technology. ”How<br />
much progress has been made, where<br />
do we stand, what’s the dynamic.”<br />
p N= +5 where we assess the technology could<br />
be in five years time, assuming that<br />
progress continues at an “expected” rate<br />
<strong>for</strong> the leading examples. This point can<br />
be interpreted as the optimistic<br />
scenario. “Where are we going; where<br />
do we need to go.”<br />
For each of the three risk points, <strong>for</strong> each technology<br />
grouping, on each axis, the scores are summed to<br />
give three points on a graph in Figure 1. The solid<br />
line connecting these points can be taken to represent<br />
the learning curve <strong>for</strong> the technology in the<br />
optimistic scenario where things go as expected.<br />
Since the N=+5 points are the most favorable<br />
future outcomes, based on our professional<br />
judgement, they do not predict a probability of<br />
success:<br />
p The triangular area below the lines shows the<br />
range of possible outcomes in practice, depending<br />
on actual progress achieved in the critical Issues.<br />
In a second step we consider what might be<br />
acceptable levels of risk <strong>for</strong> investors to engage in<br />
either of the technologies at a large scale, and whether<br />
any of the technologies would be likely to cross<br />
into that area. To begin to answer this question, we<br />
overlay a risk template onto Figure 1, shown in Figure<br />
2. Here we have the same four lines representing<br />
progress of each technology, now overlaid onto areas<br />
of the chart representing different risk levels.<br />
What does the model tell us?<br />
We are now in a position to reflect on the questions<br />
we posed at the beginning of this article.<br />
Which technology options are most<br />
likely to reach commercial viability <strong>for</strong><br />
deployment at scale?<br />
Our analysis indicates that within a few years, all<br />
four technologies have a chance to have reduced<br />
the risk across all our eight issues – i.e. progressed<br />
far enough along our X-axis that they could become<br />
commercially viable. It also shows that none of the<br />
technologies currently are at a point where they can<br />
be expected to com<strong>for</strong>tably reach investment grade<br />
at the scale necessary to contribute significantly to<br />
NZE: i.e. significant progress is needed at a fairly<br />
high pace.<br />
INFOBOX 1<br />
Scoring assumptions<br />
The score <strong>for</strong> each metric and technology grouping were allocated by the authors based on industry knowledge, professional<br />
judgement, and estimates of potential future progress. A full description of the score allocation, and how they may<br />
be changing over time, will be the subject of individual client case studies, but some of the key assumptions influencing<br />
the scores are as follows:<br />
p fusion can be deployed under current environmental regulation, as already announced in US and UK, and is not subject<br />
to licensing conditions appropriate <strong>for</strong> fission technologies<br />
p currently planned fusion concept demonstrators are proven and the leading fusion technologies are able to be scaled<br />
up to power operation in the expected timescales<br />
p advanced reactors continue to demonstrate the potential of the leading designs <strong>for</strong> non-grid and flexible siting and<br />
operation, with key advantages such as<br />
P high temperature output suitable <strong>for</strong> industrial uses<br />
P small footprint allowing siting on industrial sites and near population centres<br />
P ultra-safe operation which can demonstrate a very small EPZ<br />
P flexible output, varying over time and demand<br />
p currently announced AR projects in New Brunswick, Texas and Wyoming continue to time and cost<br />
p currently announced light-water SMR projects (such as CFPP Idaho and OPG Darlington) continue to time and cost<br />
p Large GW plants continue to be developed, but remain as long time-scale and capital-intensive projects<br />
Using scores based on these types of assumptions, each technology was scored at each of the three points N= –5,<br />
N= 0 and N= +5 over time. The scoring assumptions and the resulting outcomes were tested with the panel<br />
of experts and reconsidered in an iterative process.<br />
Feature Research and Innovation<br />
Aus The Future den of Unternehmen<br />
<strong>Nuclear</strong>: How Will Fission and Fusion Technologies Help Us Reach Net Zero Emissions? ı Ruediger Koenig and John Warden, with a panel of experts from NECG
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
WELL<br />
SUITED<br />
HOW WELL SUITED<br />
IS THIS<br />
TECHNOLOGY TO<br />
DEPLOYMENT AT<br />
SCALE TO SUPPORT<br />
GLOBAL<br />
DECARBONISATION?<br />
POORLY<br />
SUITED<br />
5<br />
0<br />
-5<br />
NOT<br />
VIABLE<br />
N=5 RISK POINT<br />
N=0 RISK POINT<br />
N=-5 RISK POINT<br />
FUSION<br />
-5<br />
-5<br />
SMRs<br />
-5<br />
LARGE<br />
GW<br />
LEARNING CURVE<br />
-5<br />
HOW VIABLE IS THIS<br />
TECHNOLOGY TO BEING<br />
DEPLOYED AT SCALE?<br />
| Fig. 1<br />
Progress of Technologies mapped against modelled scores of SUITABILITY and VIABILITY.<br />
LEGEND 1<br />
Analysis of Figure 1<br />
Figure 1 shows four lines, each denoting the range of total<br />
scores <strong>for</strong> each technology group.<br />
The left hand/lower end of each line is the N= –5 risk<br />
point. This illustrates the most pessimistic score: where the<br />
less viable examples of the technology are now, or where<br />
the majority of examples were around five years ago or<br />
more.<br />
The middle point on each line is the N= 0 point. This<br />
illustrates where we assess good examples of each technology<br />
are at present.<br />
The right hand/upper point on each line is the N= +5<br />
point, where we estimate that the best examples of each<br />
technology could be in the next five years, in an optimistic<br />
scenario, based on ef<strong>for</strong>ts we see being made today.<br />
We can interpret the lines as representing a learning<br />
curve, mapping potential progress from<br />
p higher to lower commercial/delivery risk (X-axis left to<br />
right) and<br />
p increasing confidence that the technology can be<br />
deployed at a scale to make a contribution to Net Zero<br />
goals (Y-axis bottom to top).<br />
p So <strong>for</strong> a technology to be (a) commercially viable and<br />
(b) deployable at a required scale, it should be as close<br />
to the top right of Figure 1 as possible.<br />
The triangular coloured regions illustrate the likely<br />
area into which each technology will progress to if today’s<br />
promise does not materialize.<br />
At N= –5, large GW technology is closest to the top right,<br />
showing that a few years ago, large GW plants were most<br />
likely to be the technology of choice, but even so still came<br />
with significant risk. Fusion technology at N=-5 is nearest<br />
to the bottom left corner, reflecting its lack of concept<br />
0<br />
0<br />
0<br />
0<br />
FUSION<br />
LARGE<br />
GW<br />
SMRs<br />
THE LIKELY AREA INTO<br />
WHICH THIS TECHNOLOGY<br />
WILL PROGRESS IF TODAY’S<br />
PROMISE DOES NOT<br />
MATERIALIZE<br />
5<br />
5<br />
5<br />
5<br />
COMMERCIALLY<br />
VIABLE<br />
demonstration or scalability at that point; some of the<br />
more esoteric fusion concepts may still be around this<br />
point.<br />
At N= 0, the chart shows our assessment of risk and scalability<br />
today. Our scores show that, whilst large GW technology<br />
has regained confidence over the past few years, SMR<br />
and AR technology have caught up, reflecting increased<br />
policy and market confidence in the viability and scalability<br />
of these technologies. Indeed, the position of SMRs and<br />
ARs further up the Y-axis compared to large GW recognizes<br />
the wider potential <strong>for</strong> deployment at scale <strong>for</strong> these<br />
types of reactor. Fusion at N= 0 is still somewhat further<br />
to the bottom left, illustrating that the technology, despite<br />
its potential, still has to generate credibility to be seen as a<br />
viable scalable contribution to Net Zero.<br />
At N= +5, we see a significant potential change in comparative<br />
position of the technologies. Fusion has rapidly<br />
gained in both commercial confidence and demonstrable<br />
scalability and is now closest to the top right, signifying<br />
that of all the technologies this could have the greatest<br />
commercial viability and ability to deploy at scale to provide<br />
the energy contribution to Net Zero goals. ARs are a<br />
close second, having continued to surpass SMR technology<br />
as the expected AR advantages become increasingly<br />
demonstrable and confidence grows in use and per<strong>for</strong>mance<br />
of the advanced coolants and materials. Large GW<br />
technology has continued to advance but capital cost and<br />
public sentiment continues to hamper the feasibility of<br />
large-scale deployment.<br />
However, since the N= +5 points are the most favorable<br />
future outcomes, based on our professional judgement,<br />
the triangular area below the lines shows there<br />
is a broad range of possible outcomes in practice,<br />
depending on actual progress achieved in the critical<br />
Issues – with most scenarios <strong>for</strong> all technologies not<br />
achieving the necessary breakthrough. This demonstrates<br />
the need <strong>for</strong> careful monitoring.<br />
FEATURE | RESEARCH AUS DEN AND UNTERNEHMEN<br />
INNOVATION 11<br />
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INNOVATION 12<br />
WELL<br />
SUITED<br />
HOW WELL SUITED<br />
IS THIS<br />
TECHNOLOGY TO<br />
DEPLOYMENT AT<br />
SCALE TO SUPPORT<br />
GLOBAL<br />
DECARBONISATION?<br />
POORLY<br />
SUITED<br />
LEGEND 2<br />
Explanation of risk template on Figure 2<br />
The risk template can be interpreted as follows:<br />
p Red zone: Do not invest; risks too uncontrolled or<br />
unable to quantify; ability to contribute to large-scale<br />
deployment not demonstrated. This is the area below<br />
50 % on the X-axis.<br />
p Amber zone: Between 80 % and 50 % on the X-axis.<br />
Marginal confidence in investment, and marginal confidence<br />
in addressing outstanding risks – more of an<br />
options investment in case it succeeds.<br />
5<br />
0<br />
-5<br />
NOT<br />
VIABLE<br />
N=5 RISK POINT<br />
N=0 RISK POINT<br />
N=-5 RISK POINT<br />
FUSION<br />
-5<br />
-5<br />
SMRs<br />
-5<br />
DO NOT<br />
INVEST<br />
LARGE<br />
GW<br />
-5<br />
HOW VIABLE IS THIS<br />
TECHNOLOGY TO BEING<br />
DEPLOYED AT SCALE?<br />
0<br />
0<br />
0<br />
0<br />
MARGINAL<br />
INVESTMENT<br />
CASE<br />
| Fig. 2<br />
Progress of technologies mapped against modelled scores of SUITABILITY and VIABILITY, overlaid on a color risk scale.<br />
FUSION<br />
VIABLE<br />
INVESTMENT<br />
AT NZE SCALES<br />
LARGE<br />
GW<br />
SMRs<br />
VIABLE<br />
PROJECT<br />
INVESTMENT<br />
COMMERCIALLY<br />
VIABLE<br />
p Green zone: Acceptable commercial investment with<br />
controlled deployment risks (the top 20 % on the<br />
X-axis). The top 20 % on the Y-axis are deemed likely to<br />
be deployable at a scale to contribute to Net Zero on a<br />
standalone basis.<br />
p Grey zone: Acceptable commercial investment with<br />
controlled risks (top 20 % on X-axis); suitable <strong>for</strong> individual<br />
projects but not clear that it can be deployed at<br />
scale to contribute to NZE (lower 80 % on Y-axis. This<br />
might be due to special national/regional use cases<br />
(e.g. a fleet of large GW plants in France or China,<br />
specialized reactors to consume legacy Plutonium).<br />
5<br />
5<br />
5<br />
5<br />
Which of these technologies is best suited<br />
to contributing to decarbonization at scale?<br />
Of the four technologies we have considered, fusion<br />
and ARs could progress far enough up the Y-axis in<br />
our chart to demonstrate significant ability to deploy<br />
at the scale required to be able to deliver the<br />
amount of energy needed to contribute to global<br />
decarbonisation.<br />
This is not at all to suggest that SMRs and large GW<br />
plants would not have an important part to play,<br />
but our analysis is based on which technology is<br />
assessed as best deployable at significant scale and<br />
numbers, across multiple and varied sites, and we<br />
conclude that fusion and AR could best meet this<br />
requirement – if all goes well. We also show that<br />
they carry the greatest uncertainty reaching their<br />
potential.<br />
How should an investor – Government,<br />
Public, or Private – proceed?<br />
Reviewing the necessary learning curves and risk<br />
profiles described above, we can see that investors<br />
and public policy makers who are seeking to contribute<br />
significantly to decarbonization at scale,<br />
should seriously consider fusion and AR technologies.<br />
If either of these technologies were able to<br />
reach their optimal success rate, they would achieve<br />
a competitive advantage over GW and “traditional”<br />
SMR designs. However, there are still serious<br />
unresolved issues; i.e. development risks ahead <strong>for</strong><br />
these technologies. Near term project investment<br />
opportunities exist with light water SMR and GW<br />
scale technologies, which are closer to viability and<br />
which would be easier to deploy where local conditions<br />
are favorable e.g. due to prior experience<br />
and existing local industrial and human resources.<br />
Feature Research and Innovation<br />
Aus The Future den of Unternehmen<br />
<strong>Nuclear</strong>: How Will Fission and Fusion Technologies Help Us Reach Net Zero Emissions? ı Ruediger Koenig and John Warden, with a panel of experts from NECG
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LEGEND 3<br />
Example of a drill-down to<br />
the 8 Issues <strong>for</strong> a particular<br />
technology Figure 3<br />
As shown above the aggregate<br />
“learning curve” and risk profile <strong>for</strong><br />
the different technologies gives an<br />
indication what progress is expected<br />
and needs to monitored.<br />
Using the example of large GW plants,<br />
Figure 3 demonstrates how the 8 Issues<br />
are scored and tracked: there are<br />
some issues that need urgent attention<br />
(here: Finance, Site Licensing and<br />
Multiple Site Access); others that will<br />
require steady long-term progress<br />
(Industry and Social Culture) and others<br />
that can be considered relatively<br />
stable (Design Risk). GW plants have<br />
a parti cularly strong sensitivity to Issue<br />
8 "Competition From Other Technologies<br />
..." not only do they need to<br />
find their place in a future energy<br />
market but they could be replaced by<br />
more versatile Advanced Reactors or<br />
made obsolete by Fusion.<br />
Taken together, Figure 2 shows that (i) only Fusion<br />
or AR could possibly by themselves fulfill the<br />
nuclear NZE-contribution, but (ii) most likely a<br />
combination of all technologies will be needed –<br />
(iii) which means it is necessary to pursue several<br />
of them. This is in fact what Governments (such as<br />
<strong>for</strong> example CAN, F, UK, US, CZ, PL) are actively<br />
supporting, in different ways.<br />
So, the critical question <strong>for</strong> an investor or other<br />
stakeholder is, how well are the development<br />
programs on track: what are the key drivers,<br />
how much progress will be needed how fast, and<br />
is progress being made at the required speed. Our<br />
model offers a monitoring framework overall and<br />
<strong>for</strong> individual technologies. Figure 3 provides an<br />
example how this could be drilled down to individual<br />
technologies and their individual Issues.<br />
Conclusion<br />
The challenge of even approaching the 2050<br />
NZE goals is a huge one <strong>for</strong> mankind, which<br />
will take all our available clean energy sources,<br />
whether renewable, nuclear or geophysical,<br />
working in collaboration. The nuclear industry<br />
is positioned to make a significant contribution<br />
to decarbonization but at the current moment in<br />
2023, governments, policy makers and investors<br />
are faced with a wide and perhaps bewildering<br />
range of choices in nuclear energy – not just which<br />
vendor to choose, but which technology, some of<br />
| Fig. 3<br />
Example of a drill-down to the 8 Issues <strong>for</strong> a particular technology.<br />
which have not yet demonstrated that they work,<br />
particularly at a scale which can contribute to<br />
Net Zero. Each technology still has a significant<br />
range of issues to address if it is going to position<br />
itself to be commercially viable and deployable<br />
at the scales required. As we pointed out in the<br />
first two articles of this series, if fusion can be<br />
demonstrated to work in this decade, the window<br />
of opportunity <strong>for</strong> SMR fission energy may<br />
be short-lived, and nobody wants to end up as the<br />
Betamax of the nuclear renaissance.<br />
So, in this, the third article, we have developed a<br />
method of analyzing the issues facing each technology,<br />
and its potential <strong>for</strong> contributing to Net<br />
Zero goals. We conclude that fusion, closely followed<br />
by advanced reactors, would be best placed<br />
to help mankind if these thechnologies progress as<br />
hoped. We must again stress that at an individual<br />
national, sector, or project level other technology<br />
choices may be more appropriate. But at some<br />
point, considering the huge size of the challenge,<br />
we must also decide what is best at the macro<br />
scale. How confident can we be about our conclusions?<br />
The authors do not have a crystal ball and<br />
the scores here are based on broad assumptions<br />
about the risk and per<strong>for</strong>mance of each technology;<br />
however, there is a methodology inherent in<br />
the metrics and scoring which has developed an<br />
objectivity in the outcomes. Our scoring is open to<br />
debate and alternative views, but at the very least<br />
FEATURE | RESEARCH AUS DEN AND UNTERNEHMEN<br />
INNOVATION 13<br />
Feature Research and Innovation<br />
The Future of <strong>Nuclear</strong>: How Will Fission and Fusion Technologies Help Us Reach Net Zero Emissions? ı Ruediger Koenig and John Warden, with Aus a panel den of Unternehmen<br />
experts from NECG
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
FEATURE | RESEARCH AUS DEN AND UNTERNEHMEN<br />
INNOVATION 14<br />
we offer a considered view which we hope will be<br />
taken into account by decision makers.<br />
In this series of articles, we hope to provoke debate<br />
and engender an urgency <strong>for</strong> consensus over<br />
how to move <strong>for</strong>ward with technology choice. The<br />
need to maximize global ef<strong>for</strong>ts towards Net Zero<br />
is too important to do anything else. Our analysis<br />
does not result in any surprising result – a “prudent<br />
mix” has always been a wise path to follow.<br />
What we have demonstrated however is (i) that<br />
this outcome can be shown to result from a set<br />
of metrics which in turn let us focus on what are<br />
the key issues and sensitivities that drive those results,<br />
(ii) to demonstrate how those results differ<br />
between technologies and (iii) that tracing these<br />
over time can visualize the actual progress made<br />
or not made.<br />
This can in<strong>for</strong>m a decision-making pathway <strong>for</strong><br />
the different types of investors and stakeholders<br />
and allow <strong>for</strong> coordinated ef<strong>for</strong>ts between market<br />
and policy makers.<br />
We happily invite challenges or new insights to be<br />
shared over time.<br />
We note that these criteria, and their practical relevance, are highly dependent on a<br />
number of subjective viewpoints. E.g. energy market design is one of the 8 Issues we<br />
also consider; also see this NECG publication on market failure https://nuclear-economics.com/32-market-failure-the-book/<br />
AUTHORS<br />
This article is by Ruediger Koenig (EU) and John<br />
Warden (UK), with participation of a panel of experts<br />
organized by <strong>Nuclear</strong> Economics Consulting Group.<br />
Ruediger Koenig<br />
Interim Manager and Executive Advisor,<br />
NECG Affiliated Consultant<br />
rk@ruediger-koenig.com<br />
Rudy Koenig supports market players in the clean energy industrial value chain,<br />
structuring complex business transactions in large capital projects and managing<br />
lean business operations. He has held executive responsibilities in the Renewables<br />
sector, <strong>for</strong> suppliers in the nuclear front- and back-end and has helped a large<br />
utility investor develop and ultimately sell several nuclear new build projects. His<br />
current main business theme is The Transition Gap, i.e. the holistic challenge that<br />
decommissioning and regeneration constitute in the critical chain of the energy<br />
transition. Rudy works closely with JACOBS <strong>for</strong> their European growth strategy in<br />
this field.<br />
John Warden<br />
CEO Greensabre Consulting,<br />
NECG Affiliated Consultant<br />
References<br />
[i]<br />
A relevant source is: NEA (2021), System Costs of Electricity, OECD Publishing, Paris:<br />
System Costs of Electricity (oecd-nea.org)<br />
[ii] ”<strong>Nuclear</strong> New Build – How to Move <strong>for</strong>ward” Koenig/Kee, <strong>atw</strong> 1/2021<br />
https://www.yumpu.com/en/document/read/65168156/<strong>atw</strong>-international-journal<strong>for</strong>-nuclear-power-012021/09<br />
[iii]<br />
[iv]<br />
[v]<br />
[vi]<br />
In particular in establishing GBN “Great British <strong>Nuclear</strong>”<br />
https://www.gov.uk/government/organisations/great-british-nuclear/about<br />
E.g. September 29 2023 communique by Energy Minister of several OECD countries<br />
https://www.ecologie.gouv.fr/sites/default/files/28.09.2023_Roadmaps_Joint_<br />
Communique-english.pdf<br />
Sources: <strong>atw</strong> – <strong>International</strong> <strong>Journal</strong> <strong>for</strong> <strong>Nuclear</strong> <strong>Power</strong><br />
"Fusion in 10 years – Is this 'the real thing' or 'here we go again'?" Brister/Koenig/<br />
Warden, <strong>atw</strong> 5/2023. https://www.yumpu.com/en/document/read/68431285/<strong>atw</strong>international-journal-<strong>for</strong>-nuclear-power-052023/7<br />
"From Smart Marketing to Building a New Energy System – Challenges <strong>for</strong> SMR Global<br />
Adoption" Warden/Koenig, <strong>atw</strong> 4/2023.<br />
https://www.yumpu.com/de/document/read/68328348/<strong>atw</strong>-international-journal<strong>for</strong>-nuclear-power-042023/16<br />
„<strong>Nuclear</strong> New Build – How to Move <strong>for</strong>ward” Koenig/Kee, <strong>atw</strong> 01/2021 (p. 9)<br />
https://www.yumpu.com/en/document/read/65168156/<strong>atw</strong>-international-journal<strong>for</strong>-nuclear-power-012021/09<br />
e.g. H. A. Linstone: The Delphi-Method – Techniques & Applications. Massachusetts<br />
1975; or https://en.wikipedia.org/wiki/Delphi_method<br />
[vii] For examples of relevant sources pointing to an emerging general consensus on key<br />
criteria required <strong>for</strong> new nuclear technologies to succeed, see:<br />
Small Modular Reactors - Can building nuclear power become more cost effective?EY/<br />
DECC study March 2016 https://assets.publishing.service.gov.uk/media/5a8244b8ed-<br />
915d74e6236aef/TEA_Projects_5-7_-_SMR_Cost_Reduction_Study.pdf; accessed 3<br />
Oct 23<br />
Advanced Modular Reactors Technical Assessment, UK NIRO Study July 2021;<br />
https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/<br />
attachment_data/file/1006752/niro-217-r-01-issue-1-technical-assessment-of-amrs.<br />
pdf accessed 3 Oct 2023;<br />
The NEA Small Modular Reactor Dashboard, OECD-NEA 2023 https://www.oecd-nea.<br />
org/jcms/pl_78743/the-nea-small-modular-reactor-dashboard and OECD (2023), The<br />
NEA Small Modular Reactor Dashboard: Volume II, OECD Publishing, Paris, https://doi.<br />
org/10.1787/e586e483-en; accessed 3 Oct 2023.<br />
McKinsey: https://www.mckinsey.com/industries/electric-power-and-natural-gas/<br />
our- insights/what-will-it-take-<strong>for</strong>-nuclear-power-to-meet-the-climate-challenge<br />
Accessed 26 May 2023; accessed 26 May 2023<br />
jmw@nuclear-economics.com<br />
Based in the UK, John Warden is an expert in structuring and financing nuclear<br />
projects, with special interest in SMR and advanced reactor technologies, as well<br />
as advising on skills and strategic work<strong>for</strong>ce development in the nuclear and engineering<br />
construction sectors. John is CEO of Greensabre Consulting, a specialist<br />
consultancy providing advice and support to investors and asset owners exploring<br />
the potential of advanced nuclear technology as part of clean energy systems.<br />
John’s previous roles include CEO of the <strong>Nuclear</strong> Institute, a Royal Navy submariner,<br />
reactor physicist and nuclear engineer.<br />
Feature Research and Innovation<br />
Aus The Future den of Unternehmen<br />
<strong>Nuclear</strong>: How Will Fission and Fusion Technologies Help Us Reach Net Zero Emissions? ı Ruediger Koenig and John Warden, with a panel of experts from NECG
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
EXHIBIT II – PANELIST’S CLOSING OBSERVATIONS<br />
Jay Brister, Blue Sky <strong>Nuclear</strong><br />
Addressing the role of technology investors<br />
Jay Brister<br />
Managing Director,<br />
Blue Sky <strong>Nuclear</strong><br />
jay.brister@blueskynuclear.com<br />
Investment in fission and fusion<br />
technologies will evaluate the role<br />
of government, policies, projected<br />
economics, and the viability of<br />
future projects (not an all inclusive<br />
list). I would rank the role of<br />
government as the most important<br />
<strong>for</strong> nuclear. You can see the<br />
range of topics in the views from<br />
my colleagues. The investment decision<br />
will be made on the ability<br />
to maximize government support,<br />
minimize risk, and investor confidence<br />
in the stated per<strong>for</strong>mance/returns provided by<br />
the technology.<br />
Investment in fission is a play <strong>for</strong> a party that will also<br />
benefit from the deployment of the technology via their<br />
own business line or supply chain. Doosan, Dow, others.<br />
There aren't many direct investment players in fission<br />
technology. Stand-alone nuclear investment firms like<br />
Segra Capital are the exception more so than the rule.<br />
The biggest hindrance to large scale investment in fission<br />
is the looming FOAK delivery risk by a single party<br />
(whether it be GW scale or an SMR/AR design). Risk sharing<br />
by creating an investment consortium of owners/<br />
operators is an idea beginning to <strong>for</strong>m in the market to<br />
address this risk, as well as a model <strong>for</strong> project ownership<br />
and delivery.<br />
Investment in fusion is a long-term investment with<br />
massive potential returns. The market has cooled after<br />
some very large investment rounds in 2021 and 2022.<br />
Recent fundraising ef<strong>for</strong>ts have not yielded these large<br />
investments and there has been some loss of momentum<br />
by some developers. Leading developers are building<br />
demonstration machines to deliver a proof of concept<br />
of their approach to fusion. Per<strong>for</strong>mance of these<br />
demonstration machines over the next 24 months will<br />
be the catalyst to trigger additional investment, and<br />
potentially very large investment in those company(ies)<br />
with successful demonstration(s).<br />
Edward Kee, NECG<br />
Addressing the role of Government<br />
Edward Kee<br />
NECG CEO, Founder,<br />
and Principal Consultant<br />
edk@nuclear-economics.com<br />
The role of government in nuclear and<br />
fusion power is very important. Implicit<br />
in this article is the assumption that nuclear<br />
and fusion projects will be developed<br />
and owned by private companies.<br />
Another view is that only governments<br />
can manage the risk profile, long life,<br />
and other aspects of a nuclear power or<br />
fusion project. Government nuclear programs<br />
are proven, as demonstrated in<br />
the French, Chinese, and Russian nuclear<br />
programs and in the dominance of stateowned<br />
nuclear companies in the export<br />
market. Even if nuclear and fusion projects are developed by<br />
private companies, the role of government will be very important<br />
and these projects will depend on the national or regional<br />
(e.g., EU/EC) policy decisions related to:<br />
p What carbon reduction goals have been established and<br />
how are nuclear or fusion technologies and applications<br />
considered in measuring national/regional carbon reduction<br />
goals?<br />
p What national/regional subsidies or incentives are developed<br />
and funded <strong>for</strong> nuclear or fusion research, development,<br />
technologies, and applications?<br />
p How and how much will national or regional governments<br />
participate in the development and funding (e.g., grants,<br />
loans/loan guarantees, equity, etc.) of nuclear or fusion<br />
projects?<br />
p Will countries/regions place requirements on load-serving<br />
electricity companies to source some or all capacity and<br />
electricity from nuclear or fusion projects?<br />
p Will countries/regions penalize/tax/prohibit com pe ting<br />
technologies (e.g., natural gas-fired or biomass-fired<br />
generation) and fuels linked to carbon emissions? A welldesigned<br />
carbon tax on fossil fuels could dramatically shift<br />
the economics of and incentives <strong>for</strong> nuclear and fusion<br />
projects.<br />
Even with some government intervention, it may be difficult<br />
to enhance the economics and lower the risk of nuclear or<br />
fusion projects to levels that will be acceptable to private<br />
companies.<br />
FEATURE | RESEARCH AUS DEN AND UNTERNEHMEN<br />
INNOVATION 15<br />
Paul Murphy, Cross River Infrastructure Partners<br />
For a Project Developer, what are the key considerations when selecting a nuclear technology as a key<br />
element in the overall project?<br />
Paul Murphy<br />
Managing Director,<br />
Cross River Infrastructure Partners<br />
pmurphy@crossriverllc.com<br />
p What is the suitability of technology to intended use (e.g., high temperature to achieve greater<br />
efficiencies in hydrogen production)?<br />
p What is the technological lineage of the design? Is it a further advancement of an existing design,<br />
something that has been demonstrated at a national laboratory, or something with no demonstration<br />
record?<br />
p Who are the strategic partners in the technology?<br />
p Is there a first project underway? What is the project pipeline thereafter? Are the timelines and<br />
market assessments realistic?<br />
p Is there an operating partner? Is there an operating solution being offered?<br />
p What is the project delivery approach?<br />
p Is there significant government support (both federal and state/provincial)? Is the vendor getting<br />
support from multiple governments?<br />
p What is the regulatory strategy and progress? Is the vendor using an experienced and respected<br />
regulatory authority?<br />
p What is the experience of vendor team, including size of team?<br />
Ultimately, from a project developer perspective, what matters comes down to: suitability to purpose, deliverability,<br />
licensability, financeability, economic viability, and overall credibility.<br />
Feature Research and Innovation<br />
The Future of <strong>Nuclear</strong>: How Will Fission and Fusion Technologies Help Us Reach Net Zero Emissions? ı Ruediger Koenig and John Warden, with Aus a panel den of Unternehmen<br />
experts from NECG
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
ENVIRONMENT AND INTERVIEW SAFETY 16<br />
Westinghouse has a more than 70-year history<br />
with nuclear energy, and we intend to support<br />
our customers <strong>for</strong> at least 150 years or more<br />
Interview mit Dr. Rita Baranwal,<br />
Senior Vice President, Energy Systems, Westinghouse Electric Company<br />
Dr. Rita Baranwal<br />
As Senior Vice President, Energy Systems, Dr. Rita Baranwal leads AP300 Small Modular Reactor<br />
(SMR) deployment. She has 25 years of nuclear industry experience and has held this role<br />
since May 2023. Be<strong>for</strong>e, Dr. Baranwal was Chief Technology Officer and Senior Vice President of<br />
Digital and Innovation at Westinghouse.<br />
Previously, Dr. Baranwal served as Chief <strong>Nuclear</strong> Officer and Vice President of <strong>Nuclear</strong> at the<br />
Electric <strong>Power</strong> Research Institute (EPRI). She had responsibility <strong>for</strong> the research and development<br />
(R&D) activities conducted by EPRI, providing support to more than 80 percent of the<br />
world’s existing and advanced commercial nuclear fleet.<br />
Be<strong>for</strong>e joining EPRI, Baranwal served as Assistant Secretary <strong>for</strong> the Office of <strong>Nuclear</strong> Energy in<br />
the U.S. Department of Energy (DOE) in a U.S. President-appointed and Senate-confirmed role.<br />
She led ef<strong>for</strong>ts to promote R&D on existing and advanced nuclear technologies that sustain the<br />
U.S. fleet of nuclear reactors and enable the deployment of advanced nuclear energy systems.<br />
Prior to the DOE, Dr. Baranwal directed the Gateway <strong>for</strong> Accelerated Innovation in <strong>Nuclear</strong><br />
(GAIN) initiative at Idaho National Laboratory. Under her leadership, GAIN positively impacted<br />
over 120 organizations.<br />
Be<strong>for</strong>e joining the Idaho National Laboratory, Dr. Baranwal served as Director of Technology<br />
Development & Application at Westinghouse. Her previous positions at Westinghouse included<br />
director of Core Engineering and manager of Materials and Fuel Rod Design. Prior to joining<br />
Westinghouse, she was a manager in Materials Technology at Bechtel Bettis, Inc. where she led<br />
and conducted R&D in advanced nuclear fuel materials <strong>for</strong> U.S. Naval Reactors.<br />
Dr. Baranwal is a Fellow of the American <strong>Nuclear</strong> Society (ANS). She serves on Advisory Boards<br />
<strong>for</strong> the US <strong>Nuclear</strong> Industry Council (US NIC) and the <strong>Nuclear</strong> Engineering departments of the<br />
University of Michigan and North Carolina State University. he also serves as a Commissioner<br />
on the Council on Strategic Risks (CSR) High Level Commission on <strong>Nuclear</strong> Energy and Climate<br />
Security, the Atlantic Council’s <strong>Nuclear</strong> Energy and National Security Coalition, and the Board of<br />
Scholars at American Council <strong>for</strong> Capital Formation (and is the first non-economist selected to<br />
serve on this Board).<br />
Dr. Baranwal has a bachelor’s degree from Massachusetts Institute of Technology in materials<br />
science and engineering and a master’s degree and Ph.D. in the same discipline from the University<br />
of Michigan.<br />
Westinghouse presented its contender <strong>for</strong> the<br />
SMR-market, the AP300 past May, relatively<br />
late after several years of intensive discussion<br />
on SMRs and sometimes overdrawn expectations.<br />
What were the reasons <strong>for</strong> entering this<br />
prospective market now?<br />
Westinghouse has been looking at small modular<br />
reactors <strong>for</strong> at least a decade, even pursuing an<br />
integral reactor <strong>for</strong> a time. But what really inspired<br />
the team was the success of the AP1000 reactor,<br />
five of which are operating in China and the<br />
U.S. with a sixth reactor set to come on line in the<br />
U.S. later this year or early next year. The per<strong>for</strong>mance<br />
of these reactors has been stellar. So,<br />
we began exploring whether we could leverage<br />
that experience in a small modular reactor. We<br />
spoke with customers and potential customers<br />
about what they would need in an SMR resource<br />
<strong>for</strong> their systems. What we heard told us that we<br />
were on the right track with a smaller but nearly<br />
identical version of the AP1000 technology.<br />
Since we launched in May 2023, we’ve had interest<br />
from Finland, Slovakia, Ukraine and many<br />
others. It’s been a very exciting year <strong>for</strong> us.<br />
The AP300 is based on the AP1000 which brings<br />
advantages such as a basic safety concept<br />
already approved by important international<br />
regulators and a readily available supply chain.<br />
On the other hand, it might make industrial,<br />
serialized production more difficult. Can the<br />
AP300 design overcome the economically<br />
unfavorable size effect by efficiency gains in<br />
manufacturing, construction and financing?<br />
The cost-of-power per MW <strong>for</strong> an SMR will likely<br />
be higher than that of a large reactor because, as<br />
you say, there are obviously big differences in the<br />
amount of electricity generated between the two.<br />
Environment Interview and Safety<br />
Dynamic Westinghouse Dispersion has a Modelling more than to 70-year Enable history In<strong>for</strong>med with Decision nuclear Making energy, and in a Modern we intend <strong>Nuclear</strong> to support Safety our Case customers ı Howard <strong>for</strong> Chapman, at least 150 Stephen years or Lawton, more Joseph ı Rita Baranwal Hargreaves, Robert Gordon, Tim Culmer
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
When we designed the AP300 SMR, we looked at<br />
what were the main cost drivers of a nuclear power<br />
plant and used innovation as a tool to add benefits<br />
and reduce costs. One reason we diverged<br />
from an integral reactor is the limited power offering,<br />
where one would need multiple reactors<br />
to reach the same power output of one AP300<br />
SMR. For an Nth-of-a-kind AP300 we are targeting<br />
a billion US dollars apiece<br />
and a 36-month construction<br />
period.<br />
The AP300 SMR can utilize the<br />
same mature supply chain as<br />
the AP1000, which also uses<br />
modular construction elements,<br />
and the proprietary lessons-learned<br />
from deploying so<br />
many AP1000 reactors, six in<br />
operation or nearing operation<br />
and six more currently under construction. That<br />
will serve to reduce risks and keep costs down.<br />
But another thing to keep in mind is the value that<br />
the AP300, and the AP1000, <strong>for</strong> that matter, can<br />
provide. Besides reliable, clean electricity generation,<br />
both can provide district heating <strong>for</strong> communities<br />
and process heat <strong>for</strong> industry, hydrogen<br />
generation and water desalination. For these reasons<br />
we’ve expanded the traditional customer<br />
base <strong>for</strong> a nuclear reactor because of that flexibility<br />
a GEN III+ reactor delivers.<br />
What is the primary market <strong>for</strong> the AP300:<br />
smaller countries with smaller grids that can’t<br />
accommodate or finance a big NPPs, industry<br />
that seeks an independent source <strong>for</strong> electricity<br />
and heat or the traditional large utility market<br />
in competition with large LWR?<br />
I would say all of the above. When we looked at<br />
the current SMR offers we found that 300-MWe<br />
was an ideal output that would meet the widest<br />
market demands.<br />
Of course, the AP300 is a complement to the<br />
AP1000, so both can be deployed together or, if a<br />
grid can’t support a gigawatt-scale reactor, then<br />
an AP300 is ideal. All the benefits still apply. But<br />
if a customer wants an AP1000 and an AP300,<br />
there are added benefits from an ongoing operations<br />
and maintenance viewpoint because we are<br />
using the exact same technology.<br />
For an Nth-of-a-kind<br />
AP300 we are targeting<br />
a billion US dollars<br />
apiece and a 36-month<br />
construction period.<br />
When we launched the AP300 SMR earlier this<br />
year we set out a schedule in which we would target<br />
design certification from the U.S. <strong>Nuclear</strong> Regulatory<br />
Commission in 2027, followed by longlead<br />
procurement and site-specific approvals<br />
with construction beginning in 2030. Connection<br />
to the grid would follow several years after that.<br />
We started our process with the<br />
NRC the week after launch by<br />
submitting our regulatory engagement<br />
plan. It is helpful to<br />
have the same licensing methodologies<br />
as the AP1000 – this is<br />
not new technology to the regulator.<br />
As with other SMR-designs<br />
the AP300 will probably only<br />
be economically viable if there<br />
is standardization of regulation at least in an<br />
important part of potential markets which will<br />
limit overhead cost. Will the AP1000 design<br />
base be an advantage in this respect?<br />
Economic viability <strong>for</strong> SMRs is key, as with any<br />
energy generation resource. Standardization of<br />
regulation is an important piece but not the only<br />
factor where economics is concerned. Utilizing<br />
the AP1000 reactor’s licensing methodologies<br />
and bases will help regulators in licensing the<br />
AP300 SMR. The AP1000 reactor has regulatory<br />
approvals in the U.S., China and Great Britain<br />
plus more than 18 reactor years of safe operations.<br />
Also pursuing a joint-review where appropriate is<br />
helpful. For instance, we are doing this with our<br />
eVinci microreactor with U.S. and Canadian regulators<br />
In recent months discussions about energy<br />
security and independence dominated the<br />
European debate, the European nuclear sector<br />
having a particular issue with soviet era built<br />
NPPs in several countries. What is the contribution<br />
of Westinghouse to address this issue and<br />
support its eastern European customers?<br />
Since the Russian aggression in Ukraine, and<br />
even be<strong>for</strong>e to a degree, we have seen countries<br />
strive to develop a more secure energy future.<br />
<strong>Nuclear</strong> energy plays a vital role in establishing<br />
energy independence.<br />
ENVIRONMENT AND INTERVIEW SAFETY 17<br />
When do you expect design completion, the<br />
first regulatory approval and the AP300 FOAKplant?<br />
Westinghouse is uniquely situated to assist countries<br />
around the world achieve this goal. Not only<br />
can we provide state-of-the-art advanced reactor<br />
Environment and Interview Safety<br />
Dynamic Dispersion Modelling Westinghouse to Enable In<strong>for</strong>med has a more Decision than Making 70-year in history a Modern with <strong>Nuclear</strong> nuclear Safety energy, Case and we ı Howard intend Chapman, to support Stephen our customers Lawton, <strong>for</strong> Joseph at least Hargreaves, 150 years Robert or more Gordon, ı Rita Tim Baranwal Culmer
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
ENVIRONMENT AND INTERVIEW SAFETY 18<br />
technology like the AP1000 and AP300, but we<br />
also provide world-class fuel <strong>for</strong> Russian-made<br />
VVER plants, the only Western option <strong>for</strong> countries<br />
that have these types of<br />
reactors. We have contracts in<br />
place with nearly all countries<br />
that have VVER-type reactors<br />
to supply their nuclear fuel,<br />
and in some cases already supply<br />
fuel, and this has been a<br />
tremendous benefit to them.<br />
For example, Westinghouse recently<br />
delivered VVER-440 fuel<br />
to the Rivne nuclear power<br />
plant in Ukraine. Westinghouse<br />
also provides ongoing plant services to extend<br />
the life of existing nuclear plants and decommissioning<br />
services when it’s time to retire a plant.<br />
Westinghouse was successful in having been<br />
selected <strong>for</strong> the construction of Poland’s first NPP<br />
in November 2022. How is the project proceeding<br />
and what are the upcoming steps?<br />
The project is proceeding well and there is progress<br />
on all the many facets to deploying three<br />
nuclear plants. We recently signed an engineering<br />
services contract together with Bechtel as a<br />
consortium, with PEJ, our customer in Poland,<br />
and that will support work on finalizing a sitespecific<br />
design <strong>for</strong> the three units, the turbine island<br />
and balance of plant, among other things<br />
necessary <strong>for</strong> licensing and operating the technology.<br />
The next major contract <strong>for</strong> the project would be<br />
signed in the 2025 timeframe, <strong>for</strong> engineering,<br />
procurement and construction. Overall, there is<br />
a lot of activity and it’s continuing to ramp up.<br />
We recently signed<br />
an engineering services<br />
contract together with<br />
Bechtel as a consortium,<br />
with PEJ, our customer<br />
in Poland<br />
the deployment of multiple, even many, reactors<br />
over the next decade. One of the issues we’ve had<br />
looking back over the last two or three decades in<br />
the U.S., at least, is that we haven’t<br />
built enough new reactors<br />
to maintain these streams.<br />
Now we have both, a skilled<br />
work<strong>for</strong>ce and a mature supply<br />
chain, we should put them to<br />
good use building more reactors<br />
in the U.S.<br />
In many of the countries where<br />
Westinghouse is pursuing new<br />
build opportunities, there is a<br />
strong nuclear energy base, some existing reactors,<br />
a knowledgeable work<strong>for</strong>ce and supply<br />
chains. We have signed dozens of MOUs with suppliers<br />
in these countries, we have ongoing internship<br />
programs <strong>for</strong> students who want to pursue<br />
careers in nuclear energy, developing that<br />
next generation of nuclear workers.<br />
<strong>Nuclear</strong> plants are 60 to 80 year-plus relationships<br />
we are building with people and communities,<br />
and that means not only jobs <strong>for</strong> generations<br />
of people but a cleaner environment and energy<br />
security. Westinghouse has a more than 70-year<br />
history with nuclear energy, and we intend to<br />
support our customers <strong>for</strong> at least 150 years or<br />
more.<br />
Author<br />
Nicolas Wendler<br />
Head of Press and Politics<br />
KernD (Kerntechnik Deutschland e. V.)<br />
In Europe there has been a surge in interest <strong>for</strong><br />
nuclear power and in the intention to go <strong>for</strong><br />
nuclear new build in several countries. This is a<br />
huge opportunity <strong>for</strong> all market players, but at the<br />
same time a challenge when it comes to implementation.<br />
What is required from your point of<br />
view to address the supply chain and work<strong>for</strong>ce<br />
issues that could impede ambitious new build<br />
programs in Europe?<br />
Yes, with few exceptions the world is embracing<br />
nuclear energy because of the ef<strong>for</strong>ts to decarbonize<br />
while maintaining living standards through<br />
abundant electricity, as well as the energy security<br />
issue we’ve discussed.<br />
nicolas.wendler@kernd.de<br />
Nicolas Wendler has been Head of Press and Politics at KernD since August 2013<br />
(<strong>Nuclear</strong> Technology Germany e. V. / German Atomic Forum e. V.) and started<br />
his career in March 2010 as Policy officer. Previously he was an international<br />
consultant <strong>for</strong> the international relations of the Young Union (Junge Union) of<br />
Germany among other topics of energy, climate and economic policy <strong>for</strong> the organization.<br />
Since January 2022 he is also the editor in chief at <strong>atw</strong>. Wendler studied<br />
in Munich and Bordeaux political science and economics and (North) American<br />
cultural history.<br />
We currently don’t anticipate supply chain or<br />
work<strong>for</strong>ce issues that would significantly affect<br />
Environment Interview and Safety<br />
Dynamic Westinghouse Dispersion has a Modelling more than to 70-year Enable history In<strong>for</strong>med with Decision nuclear Making energy, and in a Modern we intend <strong>Nuclear</strong> to support Safety our Case customers ı Howard <strong>for</strong> Chapman, at least 150 Stephen years or Lawton, more Joseph ı Rita Baranwal Hargreaves, Robert Gordon, Tim Culmer
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
REPOWER: Derisking and Accelerating<br />
the Energy Transition<br />
Kirsty Gogan, Eric Ingersoll<br />
The following work done by the Terra Praxis team since 2018, summarizes analysis of the risks to the clean<br />
energy transition in the United States, United Kingdom, Germany, and Japan, and outlines the immediate<br />
risks that must be anticipated and mitigated to ensure progress toward a Net Zero future. It sets out how, by<br />
diversifying the portfolio of emissions-free technologies, aligning targets with feasibility analysis, and implementing<br />
risk-in<strong>for</strong>med strategies, we can mitigate the key risks and help drive a successful transition. It<br />
identifies a REPOWER strategy that enables the repurposing of existing infrastructure to run on emissions-free<br />
energy and produce emissions-free fuel as a practical, achievable, scalable, and equitable way to<br />
reach a Net zero economy and put the world on a fast path to growth and decarbonization by 2050.<br />
Introduction: Risks to the Energy Transition<br />
Our actions in this decade are critical. There is a widening gap between decarbonization policy targets and<br />
the real world deployment of clean energy deployment at speed and scale.<br />
Mainstream energy transition models, because they are derived from capacity addition models, prioritize<br />
cost optimization and overlook critical factors related to the feasibility of building massive amounts of new<br />
clean energy infrastructure, including socio-political, cultural, commercial, and financial aspects. These<br />
omissions lead to greatly overstating the potential <strong>for</strong> deployment and create a dangerous gap between<br />
the decarbonization pathways proposed and the real world of project development. This, in turn, leads to<br />
ill-in<strong>for</strong>med policy targets and inadequate implementation plans.<br />
The following work done by the Terra Praxis team since 2018, summarizes analysis of the risks to the clean<br />
energy transition in the United States, United Kingdom, Germany, and Japan, and outlines the immediate<br />
risks that must be anticipated and mitigated to ensure progress toward a Net Zero future. It sets out how,<br />
by diversifying the portfolio of emissions-free technologies, aligning targets with feasibility analysis, and<br />
implementing risk-in<strong>for</strong>med strategies, we can mitigate the key risks and help drive a successful transition.<br />
It identifies a REPOWER strategy that enables the repurposing of existing infrastructure to run on emissions-free<br />
energy and produce emissions-free fuel as a practical, achievable, scalable, and equitable way to<br />
reach a Net Zero economy and put the world on a fast path to growth and decarbonization.<br />
By studying and understanding the real risks to<br />
the clean energy transition, we can guide decisionmakers<br />
to develop and implement risk-in<strong>for</strong>med<br />
strategies which will increase our chances of<br />
successfully achieving Net Zero by 2050. By considering<br />
their advantages in the context of their risks,<br />
each of the zero-carbon energy technologies can<br />
contribute in a different way to achieving large-scale<br />
rapid decarbonization. This new way of modeling<br />
will enable us to reduce the likelihood of failing to<br />
decarbonize by creating a portfolio of solutions that<br />
do not all share the same risks. A renewables new<br />
build strategy complemented with a strategy that<br />
repurposes existing coal plants and other energy-intensive<br />
infrastructure with emissions-free power,<br />
heat, and steam will enable large-scale clean energy<br />
supply while hedging the risks of public opposition<br />
to renewable greenfield projects, which also require<br />
new interconnections, and extensive transmission<br />
buildout.<br />
Land<br />
There is a fundamental mismatch between what we<br />
consider available land <strong>for</strong> power projects in energy<br />
transition models and what is considered developable<br />
land by project developers. In these mainstream<br />
models all ‘available land’ is presumed to be ‘developable’,<br />
when in fact much of that land is not<br />
attractive or amenable to project development, and<br />
where it is, few of the projects ultimately make it to<br />
operation. As shown in Figure 1, the project development<br />
process begins once all practically available<br />
land is identified (i.e., site assessment). Several critical<br />
milestones – which are not currently factored into<br />
mainstream energy transition models – need to be<br />
achieved be<strong>for</strong>e a project is built, and each milestone<br />
SERIAL | MAJOR TRENDS IN ENERGY POLICY AND NUCLEAR POWER 19<br />
Serial | Major Trends in Energy Policy and <strong>Nuclear</strong> <strong>Power</strong><br />
REPOWER: Derisking and Accelerating the Energy Transition ı Kirsty Gogan, Eric Ingersoll
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
SERIAL | MAJOR TRENDS IN ENERGY POLICY AND NUCLEAR POWER 20<br />
has several associated risk factors. Any one of these<br />
risk factors can cause a project to fail. For jurisdictions<br />
with poor wind and solar resources that plan on<br />
decarbonizing with renewables and green hydrogen,<br />
it is important to note how much land will be needed,<br />
and how difficult it will be to secure rights to the land<br />
(or sea) and successfully develop enough capacity<br />
<strong>for</strong> economy-wide decarbonization.<br />
For example, Figure 2, showing two maps, represents<br />
in colored outlines the total area that would be<br />
required <strong>for</strong> each energy resource if used to generate<br />
enough hydrogen to supply current oil consumption<br />
in the UK and Japan, respectively.<br />
The UK is a high-income country with high energy<br />
use per capita and high population density. The area<br />
required to supply the UK’s current oil consumption<br />
with hydrogen from solar would be 26,090 km 2 . To<br />
produce the same amount of hydrogen instead with<br />
offshore wind would require an area of 136,120 km 2<br />
– which would take up most of the North Sea. The<br />
pink outline shows the size of a single continuous<br />
wind farm to produce this much hydrogen. If the<br />
UK were to produce the same amount of hydrogen<br />
<strong>for</strong> liquid fuels substitution using Gigafactories or<br />
production plat<strong>for</strong>ms with advanced heat sources,<br />
the land area required is dramatically smaller – only<br />
55 km 2 – illustrated by the barely visible green<br />
shape.<br />
Japan is a particularly striking example as it is mountainous<br />
and densely populated, with very little land<br />
available <strong>for</strong> the large solar farms that would be<br />
| Fig. 1<br />
Project Development Risk Factors.<br />
Serial | Major Trends in Energy Policy and <strong>Nuclear</strong> <strong>Power</strong><br />
REPOWER: Derisking and Accelerating the Energy Transition ı Kirsty Gogan, Eric Ingersoll
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
| Fig. 2<br />
Area that would be required to supply UK’s (top) and Japan’s (bottom) current oil consumption with<br />
hydrogen from wind, solar, or advanced heat sources.<br />
| Fig. 3<br />
Land area requirement <strong>for</strong> solar and wind power in Germany in 2050 in relation to protected areas and<br />
population density.<br />
required <strong>for</strong> solar-generated hydrogen<br />
and similar geographic<br />
constraints facing onshore wind.<br />
As Figure 3 shows, the solar<br />
task is simply not viable – the<br />
area required <strong>for</strong> the 63,170 km 2<br />
projects to supply the solar-generated<br />
hydrogen equivalent to<br />
Japan’s current consumption of<br />
oil-based liquid fuels does not<br />
appear feasible. Japan’s offshore<br />
wind resources are limited by the<br />
extent of the shallow continental<br />
shelf. Even floating offshore wind<br />
turbines must be anchored to the<br />
seabed, so water thousands of<br />
meters deep will never be suitable.<br />
Figure 3 reflects modeling<br />
outputs from a 2020 Agora<br />
Energiewende study of land requirements<br />
in Germany <strong>for</strong> solar,<br />
onshore wind, and off shore<br />
wind, in relation to nationally<br />
designated protected areas and<br />
population density.<br />
We do not map a projection <strong>for</strong><br />
global comparisons, because in<br />
practice the hydrogen production<br />
locations would be in multiple<br />
locations. We have to assume<br />
that if countries are planning<br />
massive investments in clean<br />
energy that they will want – as<br />
far as possible – to control those<br />
investments. However, the numbers<br />
are striking. For example, if<br />
solar PV were to replace all global<br />
oil using hydrogen, 770,900 km 2<br />
– an area similar to the size of<br />
Turkey – would have to be covered<br />
with solar panels. If offshore<br />
wind were to replace global oil<br />
with hydrogen, an even larger<br />
area of 8,380,000 km 2 would be<br />
required – about the size of Brazil<br />
(8,460,000 km 2 ). If the production<br />
plat<strong>for</strong>ms described in this<br />
report, powered by advanced<br />
heat sources, were to do the same<br />
job – only 3,414 km 2 would be<br />
needed, equal to a square of 58<br />
kilometers per side.<br />
SERIAL | MAJOR TRENDS IN ENERGY POLICY AND NUCLEAR POWER 21<br />
Serial | Major Trends in Energy Policy and <strong>Nuclear</strong> <strong>Power</strong><br />
REPOWER: Derisking and Accelerating the Energy Transition ı Kirsty Gogan, Eric Ingersoll
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
SERIAL | MAJOR TRENDS IN ENERGY POLICY AND NUCLEAR POWER 22<br />
Transmission<br />
Transmission fundamentally governs power project<br />
development. Without available capacity to interconnect<br />
a project, developers will not invest in<br />
development. Transmission must be built first, and<br />
due to the need to obtain approvals across multiple<br />
geographical and governmental jurisdictions,<br />
building transmission typically takes much longer<br />
than power projects.<br />
This makes transmission development a risky<br />
endeavor. Further, because of lower capacity<br />
factors, transmission dedicated to wind and solar is<br />
substantially more expensive on a per unit energy<br />
basis: approximately twice as much will be required<br />
per TWh of wind, and approximately four times as<br />
much per TWh of grid scale solar. If enough transmission<br />
cannot be built in a timely manner (i.e., at<br />
an unprecedented rate), there simply is no practical<br />
path to delivering enough clean energy <strong>for</strong> pathways<br />
that depend on these resources.<br />
Public Support/Opposition<br />
Public opposition to renewable power projects is<br />
becoming better organized and more frequent.<br />
For example, Figure 4 shows the growth of public<br />
opposition to wind energy development in Iowa over<br />
time. A growing proportion of opposition is being<br />
led by the environmental and conservation communities<br />
and others interested in protecting an area’s<br />
rural character and/or viewshed. Public opposition<br />
tends to increase as more projects are deployed in a<br />
given area. It will also play a critical role in the build<br />
out of transmission as well.<br />
Escalation of Non-Hardware Project<br />
Costs & Risks<br />
Fortunately, solar and wind hardware costs have<br />
enjoyed a remarkable decline over the past decade.<br />
However, it is likely that non-hardware project costs<br />
and risks will escalate as more projects are developed<br />
in a given area. In addition, increased project<br />
development costs and risks must be paid with<br />
project developers’ risk capital, which is more expensive<br />
and harder to raise than the low-cost capital that<br />
models assume will provide the long-term financing<br />
<strong>for</strong> projects.<br />
Project developers typically look <strong>for</strong> factors like low<br />
land cost, large parcels in close proximity to planned<br />
or existing transmission, landowners who are willing<br />
to sign long-term land leases, good solar or wind<br />
resources, the need <strong>for</strong> few right-of-way approvals<br />
to interconnect the project, clear public support,<br />
| Fig. 4<br />
Wind Ordinances, Public Opposition and Cumulative Wind Deployment in Iowa.<br />
Serial | Major Trends in Energy Policy and <strong>Nuclear</strong> <strong>Power</strong><br />
REPOWER: Derisking and Accelerating the Energy Transition ı Kirsty Gogan, Eric Ingersoll
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
favorable energy market environment, etc. Nearly<br />
all these essential developer criteria get worse as<br />
more projects are deployed in an area.<br />
As more land is converted <strong>for</strong> projects, land costs<br />
increase, projects are pushed further from transmission,<br />
project capacity factors get worse (as the<br />
good sites are taken), the public is less supportive,<br />
etc. All these conditions occur simultaneously, compounding<br />
project risk and thus cost. Energy models<br />
often show increasing deployment over time, as in<br />
a ‘hockey stick’ growth curve. The real factors that<br />
affect large-scale project deployment suggest that an<br />
‘S-curve’ (as shown in Figure 5), is more likely.<br />
Timing & Logistics<br />
The sequencing and time-sensitivity of the massive,<br />
simultaneous infrastructure build out in every<br />
country that is required <strong>for</strong> decarbonization presents<br />
an unprecedented logistical challenge. The challenge<br />
is not only to build enough infrastructure <strong>for</strong><br />
clean electricity generation, but<br />
to also build the infrastructure<br />
needed to electrify other sectors<br />
such as heat and transport.<br />
Most potential projects do not<br />
make it all the way through the<br />
project development process,<br />
which means that commissioning<br />
a gigawatt of solar requires<br />
several gigawatts to reach the<br />
late-stage development. This<br />
will necessarily require more<br />
developers overall, more development<br />
capital, and more human<br />
resources dedicated to other<br />
parts of the process (e.g., permitting,<br />
interconnection studies,<br />
engineers, financiers, etc.).<br />
| Fig. 5<br />
The project development S-curve.<br />
2050 decarbonization targets. Advocates <strong>for</strong> these<br />
strategies point to this shortfall and say we need<br />
to redouble our ef<strong>for</strong>ts. But it would be prudent to<br />
consider how the current sluggish levels of deployment<br />
may actually be evidence of how difficult<br />
large-scale renewables deployment is becoming<br />
even though we are just at the beginning of the<br />
build-up needed <strong>for</strong> the energy transition. If it is<br />
difficult now, at the beginning, it is only going to<br />
get more difficult due to the best sites being taken<br />
already, lack of transmission, escalation of development<br />
risks and cost, and growing public opposition.<br />
The magnitude of the project development challenges<br />
requires energy models that expand beyond<br />
simple cost optimization to represent and advance<br />
feasible solutions and drive policy and investment<br />
in large-scale decarbonization.<br />
SERIAL | MAJOR TRENDS IN ENERGY POLICY AND NUCLEAR POWER 23<br />
Beyond the <strong>Power</strong> Sector<br />
Seventy-five percent of primary energy use is<br />
outside the power sector (e.g., data centers, steel,<br />
cement, aviation, marine shipping). The amount<br />
of generation capacity required to develop emissions-free<br />
substitute fuels and to decarbonize other<br />
carbon-intensive sectors of the economy will require<br />
a staggering amount of emissions-free energy.<br />
The scale of investment required, necessary deployment<br />
rates, willingness of the public to bear these<br />
costs, and available land <strong>for</strong> development are major<br />
hurdles to the energy transition. In many locations,<br />
deployment rates <strong>for</strong> renewables are far below<br />
what is necessary to achieve renewables-intensive<br />
Terra Praxis is designing a system that will enable the<br />
rapid repurposing of coal plant fleets with non-emitting<br />
advanced heat sources. This will allow <strong>for</strong> the<br />
continued operation of a sizable portion of existing<br />
power plants – without emissions. Repowering coal<br />
plants leverages existing sites, infrastructure, transmission<br />
lines, industry knowledge, work<strong>for</strong>ces,<br />
capital, and supply chains to accelerate the clean<br />
energy transition. It also ensures continuity <strong>for</strong><br />
communities reliant on existing power plants <strong>for</strong><br />
energy, jobs, tax revenue, and continued economic<br />
development.<br />
Coal <strong>Power</strong>: One-Third of Global Emissions<br />
As of 2022, the world has more than 2 terawatts<br />
(TWe) of coal-fired electric power plants, adding<br />
roughly 12 gigatonnes (Gt) of CO 2 emissions per<br />
Serial | Major Trends in Energy Policy and <strong>Nuclear</strong> <strong>Power</strong><br />
REPOWER: Derisking and Accelerating the Energy Transition ı Kirsty Gogan, Eric Ingersoll
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
SERIAL | MAJOR TRENDS IN ENERGY POLICY AND NUCLEAR POWER 24<br />
year. These annual emissions amount to almost<br />
one-third of global total <strong>for</strong>ecast net annual emissions<br />
of 38.8 gigatonnes/year. Despite international<br />
agreements reached at COP26 (The UN Climate<br />
Change Conference) in Glasgow in 2021 to “phase<br />
out” coal use, CO 2 from coal combustion hit a record<br />
high in 2022. European countries reactivated coal<br />
plants due to the worldwide energy crisis, reversing<br />
years of climate legislation intended to shut them<br />
down. Asian and African countries continue to build<br />
new coal plants to meet growing demand from<br />
increasing populations, rising standards of living,<br />
and industrialization.<br />
Some policy makers, climate modelers, and activists<br />
incorrectly assume that countries will simply shut<br />
down their coal plants to reduce carbon emissions.<br />
But, because more than half of coal plants worldwide<br />
are less than 14 years old, it is unrealistic to expect<br />
such young assets to simply retire, especially considering<br />
growing energy demand and supply shortages.<br />
Even where there are relatively old coal plants, such<br />
as in the U.S., Canada, and Europe, closing coal<br />
plants is difficult and controversial because the loss<br />
of jobs and revenues can be devastating <strong>for</strong> communities,<br />
and utilities continue to value the reliable<br />
electricity generated. These challenges create strong<br />
political and cultural opposition to the conventional<br />
climate agenda, especially in developing countries.<br />
Repowering Coal: A New Path<br />
In Wyoming, the largest producer of coal in the U.S.,<br />
Bill Gates’s advanced reactor company, Terra<strong>Power</strong>,<br />
announced plans to build its Natrium reactor near<br />
the retiring Naughton coal plant in Kemmerer. The<br />
U.S. Department of Energy plans to invest nearly<br />
$ 2 billion to support the licensing, construction,<br />
and demonstration of this first-of-a-kind reactor<br />
by 2028. By locating the Natrium reactor near the<br />
retiring Naughton coal plant, Terra<strong>Power</strong> can not<br />
only take advantage of the existing energy infrastructure<br />
that is in place (such as cooling water and<br />
transmission), but also the work<strong>for</strong>ce. While this<br />
project in Wyoming is a welcome step and an important<br />
signal of the demand <strong>for</strong> such solutions, we<br />
need a strategy that will enable the rapid repowering<br />
of all coal plants. To work, that strategy must be fast,<br />
cheap, minimize construction risk and enable the<br />
participation of a much broader range of suppliers<br />
and constructors.<br />
The Opportunity: Converting Coal <strong>Power</strong><br />
Plant Fleets to Emissions-Free Generators<br />
Repowering existing coal plant infrastructure is the<br />
largest single carbon abatement opportunity on the<br />
planet. By replacing coal-fired boilers at existing<br />
coal plants with carbon-free small modular reactors<br />
(SMRs), also known as advanced heat sources,<br />
these power plants can generate carbon-free electricity,<br />
rather than carbon-intensive electricity. This<br />
would quickly trans<strong>for</strong>m coal-fired power plants<br />
from polluting liabilities facing an uncertain future,<br />
into jewels of the new clean energy system transition<br />
– an important part of the massive and pressing<br />
infrastructure buildout needed to address climate<br />
change.<br />
This would also enable a just transition by sustaining<br />
the jobs and community tax revenues associated with<br />
existing coal plants; the larger social, economic and<br />
environmental benefits associated with continued<br />
reliable and flexible electricity generation; and<br />
the continued use of existing transmission lines<br />
– without emissions. Repowering coal fleets there<strong>for</strong>e<br />
offers a fast, large-scale, low-risk, and equitable<br />
contribution to decarbonizing the world’s power<br />
generation. Converting 5,000 – 7,000 coal plant<br />
units globally between 2025 and 2050 (250 – 350<br />
per year) will require a redesigned delivery model to<br />
achieve this rate of deployment. To be successful, the<br />
deployment model has to de-risk the construction<br />
process: the riskiest part of a project. To successfully<br />
de-risk, we must provide coal plant owners and<br />
investors with high-certainty schedules and budgets.<br />
To this end, a standardized product delivery and<br />
deployment system, with purpose-built automated<br />
tools, can achieve rapid, repeatable, and confident<br />
project assessments, delivery, and deployment.<br />
The Global REPOWER Consortium<br />
To achieve this vision, Terra Praxis has assembled<br />
a world-class consortium of partners, governments,<br />
regulators, academics, and industry stakeholders<br />
– to design a fast, low-cost, and repeatable project<br />
delivery model <strong>for</strong> repowering 2,400 coal plants<br />
worldwide. The global REPOWER consortium has<br />
already attracted some of the world’s largest and<br />
most innovative global leaders in the critical disciplines<br />
required <strong>for</strong> success.<br />
Repowering Coal will deliver a substantial portion<br />
of the clean electricity required to achieve Net Zero<br />
by 2050 by replacing coal-fired boilers at existing<br />
power plants with advanced heat sources, which are<br />
expected to be ready <strong>for</strong> deployment by 2028. While<br />
the companies commercializing the advanced heat<br />
sources ready their products <strong>for</strong> market, the Terra<br />
Praxis REPOWER consortium will develop standardized,<br />
pre-licensed designs supported by automated<br />
project development and design tools to enable hundreds<br />
of customers to be ready to start construction<br />
on their projects in the late 2020s. The result of this<br />
Serial | Major Trends in Energy Policy and <strong>Nuclear</strong> <strong>Power</strong><br />
REPOWER: Derisking and Accelerating the Energy Transition ı Kirsty Gogan, Eric Ingersoll
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
| Fig. 6<br />
Challenges to standardization of repowering systems.<br />
repowering will be carbon-free power plants that are<br />
cheaper to operate than be<strong>for</strong>e, and to ensure continuity<br />
<strong>for</strong> communities reliant on these plants <strong>for</strong><br />
energy, jobs, and continued economic development.<br />
Design Innovations to Enable Standardization<br />
The Terra Praxis REPOWER system is designed to<br />
be broadly applicable, because coal-fired power<br />
stations come in a wide variety of sizes and configurations.<br />
Further, there are multiple potential vendors<br />
of advanced heat sources, resulting in a wide variety<br />
of requirements <strong>for</strong> repowering (Figure 6):<br />
p Different inlet mass flow, pressure, and temperature<br />
requirements <strong>for</strong> the existing steam turbines.<br />
p Different advanced heat source technologies as<br />
potential repowering options and their associated<br />
systems.<br />
p Different site layouts and local requirements.<br />
The combination of these factors would typically<br />
result in the requirement <strong>for</strong> a bespoke design <strong>for</strong><br />
each new project, with the costs, regulatory review<br />
uncertainties, and risks to budget and schedule that<br />
will prevent most projects from moving <strong>for</strong>ward. The<br />
REPOWER system embraces key design innovations<br />
to enable standardization while accommodating coal<br />
fleet diversity. These include standardized product<br />
design and supporting systems across multiple heat<br />
source vendors, a ‘universal connector’ heat transfer<br />
and storage system, and seismic isolation (Figure 7).<br />
Standardized Product Design<br />
The standardized product design enables the plant<br />
to be reconfigured and expanded to accommodate<br />
different numbers of advanced heat sources while<br />
staying within its pre-approved regulatory envelope.<br />
Standardized Supporting Systems<br />
Standardization also addresses the differing requirements<br />
of a range of advanced heat sources, so they<br />
can be housed in the standardized building, and<br />
connected to steam generators using a standardized<br />
heat transfer system. The building-integrated<br />
reactor system can be configured to meet requirements<br />
<strong>for</strong> a variety of site layouts, energy and heat<br />
demands.<br />
Heat Transfer and Storage System<br />
In addition to building standardization, standardization<br />
is further leveraged by sharing the system<br />
architecture choice of delivering heat from the<br />
advanced heat source to the steam boiler using<br />
molten salt as the heat transfer fluid. These standardized<br />
design elements provide an adaptation-point,<br />
where standard components can be connected to<br />
existing plants. This system allows the new modular<br />
reactor systems to ‘plug in’ to existing coal plant<br />
infrastructure. This standardization and reduction<br />
in design work enables a higher volume manufacturing<br />
model <strong>for</strong> all aspects of the plant and delivers<br />
radical cost reduction. Reusing the power island and<br />
other infrastructure from the existing plant avoids<br />
those costs.<br />
Seismic Isolation<br />
Seismic variation usually drives the site-specific<br />
design of nuclear plants, representing a major<br />
cost driver and making standardization impossible.<br />
Redesign increases design engineering costs<br />
and requires new regulatory approval each time,<br />
increasing cost and schedule uncertainty. These<br />
dynamics are studied by Professor Andrew Whittaker<br />
at the University at Buffalo, a global expert on<br />
nuclear plant seismic isolation. His research finds<br />
that separating the reactor building from the building’s<br />
foundation via seismic isolation can allow <strong>for</strong><br />
a reusable building design. This allows the same<br />
building to be reused at multiple sites of varying<br />
seismic risk. Site-to-site seismic variation can then<br />
be addressed by these seismic isolation components.<br />
SERIAL | MAJOR TRENDS IN ENERGY POLICY AND NUCLEAR POWER 25<br />
Serial | Major Trends in Energy Policy and <strong>Nuclear</strong> <strong>Power</strong><br />
REPOWER: Derisking and Accelerating the Energy Transition ı Kirsty Gogan, Eric Ingersoll
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
SERIAL | MAJOR TRENDS IN ENERGY POLICY AND NUCLEAR POWER 26<br />
| Fig. 7<br />
REPOWER system graphic<br />
Professor Whittaker is leading the seismic isolation<br />
system design with the goal of facilitating standardization.<br />
Whittaker’s work will enable the plant to<br />
be designed <strong>for</strong> a range of seismic conditions and<br />
licensed once, allowing a rapid roll-out across a wide<br />
range of sites.<br />
Digital Fastlanes<br />
The sequencing and urgency of the massive, simultaneous<br />
infrastructure build-out in every country<br />
presents an unprecedented logistical challenge.<br />
Permitting and pre-development activities are<br />
outdated, bespoke, expensive, and slow; the high<br />
uncertainty around costs and schedule curtails<br />
significant investment and cannot achieve climate<br />
timescales. The REPOWER Consortium is developing<br />
digital solutions <strong>for</strong> swift and cost-effective<br />
licensing, permitting, and fleet-wide feasibility<br />
studies to lower development risk and stimulate<br />
investment. Simplified siting, licensing, and feasibility<br />
studies will enable a pipeline of hundreds of<br />
heat boxes to be ready <strong>for</strong> deployment in the 2030<br />
timeframe.<br />
Standardization Means Reduced Cost,<br />
Time, and Risk<br />
The REPOWER system cost target is $2,000/kWe.<br />
This can be achieved through key design and<br />
delivery innovations. This includes: reuse of the<br />
existing power island; a standardized completed<br />
design, which eliminates hundreds of millions of<br />
dollars of design engineering each time; standardized<br />
licensing applications; a standardized product<br />
approach which radically lowers construction<br />
complexity, duration, and supervision requirements;<br />
and a manufacturing-based supply chain, enabling<br />
highly productive use of labor and multiple suppliers<br />
<strong>for</strong> all components.<br />
The REPOWER target schedule is 5 years. By starting<br />
with a completed and licensed standardized design,<br />
a REPOWER project can be rapidly adapted to meet<br />
plant and site requirements. REPOWER customers<br />
will have access to automated design tools to eliminate<br />
years of design engineering work in a typical<br />
project. Site licensing and permitting is reduced by<br />
template-based standardized applications. Construction<br />
schedule is greatly reduced and simplified by<br />
the standardized product and delivery approach,<br />
which is designed <strong>for</strong> high quality manufacture and<br />
rapid assembly onsite.<br />
All projects have risks, but attractive projects have<br />
low, well-defined risks, with well-understood and<br />
effective ways of managing the remaining risk. The<br />
global REPOWER consortium is focused on eliminating<br />
and reducing risks by design and using best<br />
practices from other industries.<br />
Summary<br />
Modeling needs to include feasibility, or else we are<br />
set up <strong>for</strong> failure. Land availability and public acceptance<br />
are only likely to get more difficult – and we<br />
need to at least triple generation and transmission<br />
capacity in the next 27 years. Resource availability<br />
in models should be based on real developable land,<br />
including physical conditions, restrictions, and other<br />
factors that drive availability <strong>for</strong> the front end of the<br />
Serial | Major Trends in Energy Policy and <strong>Nuclear</strong> <strong>Power</strong><br />
REPOWER: Derisking and Accelerating the Energy Transition ı Kirsty Gogan, Eric Ingersoll
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
development process. The time required to develop<br />
power projects and transmission projects needs to be<br />
accurately modeled, and the fact that investments<br />
in power project development will not start until<br />
transmission exists should be a requirement <strong>for</strong> all<br />
models.<br />
It is highly likely that building clean power projects<br />
will become increasingly risky in the 2030s and<br />
further into the 2040s. This could lead to a situation<br />
where we have gone ‘all in’ on pathways that<br />
require very extensive deployment of new greenfield<br />
projects, but we are stalled long be<strong>for</strong>e we reach<br />
the required new clean supply. There<strong>for</strong>e, we need<br />
energy transition strategies that support the deployment<br />
of technologies with high power density,<br />
capacity factor, and reliability, and that do not have<br />
the same constraints and risks.<br />
In order to achieve decarbonization goals, the<br />
energy transition must leverage as much of the<br />
existing infrastructure as possible. Advanced heat<br />
sources – advanced fission, fusion, and geothermal<br />
– can be used to repower coal plant facilities and<br />
other energy- intensive infrastructure, requiring far<br />
less incremental transmission, land use, and interstate<br />
connectivity. Given the likelihood that we are<br />
living in the ‘transmission constrained scenario,’ we<br />
need to invest aggressively in decarbonization pathways<br />
that make optimal use of precious existing sites<br />
already connected to the grid.<br />
The REPOWER system is a fast, low-cost, and repeatable<br />
strategy to repower hundreds of existing coal<br />
plants that would otherwise continue to burn coal,<br />
or whose closure would cause economic harm to<br />
communities. By sustaining permanent high-quality<br />
jobs <strong>for</strong> communities, repowered coal plants reduce<br />
the negative impacts on communities to help enable<br />
public and political support <strong>for</strong> a just transition. The<br />
challenge is not only to build enough clean electricity<br />
generation to power the world, but to do so quickly.<br />
Repowering is a way to accelerate and de-risk global<br />
decarbonization.<br />
Authors<br />
Kirsty Gogan<br />
Founding Director and Co-CEO<br />
Terra Praxis<br />
kirsty.gogan@terrapraxis.org<br />
Kirsty is an internationally recognized leader in the design and deployment of<br />
scalable strategies to address global climate and energy needs. Kirsty is a<br />
member of the UK Government’s <strong>Nuclear</strong> Innovation Research and Advisory<br />
Board (NIRAB) and is the UK representative on the IAEA Director General’s Special<br />
Advisory Group on <strong>Nuclear</strong> Applications. She serves on the Board of <strong>Nuclear</strong> Innovation<br />
Alliance, as well as Voices <strong>for</strong> <strong>Nuclear</strong>.<br />
Eric Ingersoll<br />
Founding Director and Co-CEO<br />
Terra Praxis<br />
eric.ingersoll@terrapraxis.org<br />
Eric is a strategic advisor and entrepreneur with deep experience in the commercialization<br />
of new energy technologies. He has extensive project and policy experience<br />
in renewables, energy storage, oil & gas, and nuclear, with a special<br />
emphasis on advanced nuclear technologies. Eric develops commercialization and<br />
market entry strategies <strong>for</strong> advanced energy technologies such as advanced<br />
nuclear power generation, carbon capture, and zero-carbon liquid fuels. Eric was<br />
a member of the renewable energy advisory group of the National Commission<br />
on Energy Policy (NCEP), and was honored at the Obama White House as a Champion<br />
of Change in Renewable Energy.<br />
Terra Praxis is a non-profit organization that<br />
exists to de-risk the energy transition.<br />
<strong>Power</strong>ed by philanthropy, Terra Praxis is<br />
innovating trans<strong>for</strong>mative climate change<br />
solutions <strong>for</strong> the difficult-to-decarbonize<br />
sectors of coal-<strong>for</strong>-power, industrial heat, and heavy transport. Terra Praxis shines<br />
a light on risks to the global energy transition that threaten the deployment of<br />
clean energy at speed and scale and designs and innovates scalable solutions in<br />
response to these challenges. The organization leads engagement with key<br />
stakeholders to diversify and expand the range of tools available <strong>for</strong> deep decarbonization.<br />
Kirsty Gogan and Eric Ingersoll are Founding Directors and Co-CEOs.<br />
SERIAL | MAJOR TRENDS IN ENERGY POLICY AND NUCLEAR POWER 27<br />
References<br />
| Global Coal Plant Tracker, Global Energy Monitor, February 2022.<br />
| MIT, Future of <strong>Nuclear</strong>, 2018.<br />
| Parsi, Sai Sharath; Lal, Kaivalya; Kosbab, Benjamin; Ingersoll, Eric; Shirvan, Koroush &<br />
Whittaker, Andrew. Seismic Isolation: A Pathway to Standardized Advanced <strong>Nuclear</strong><br />
Reactors. <strong>Nuclear</strong> Engineering and Design. Volume 387, February 2022.<br />
| Terra Praxis’ Climate Solution Brief: Repowering the Global Coal Fleet by 2050, May 2023.<br />
| Terra Praxis in<strong>for</strong>ms a report published by LucidCatalyst & ClearPath: Hawkeye State<br />
Headwinds: A Case Study of Local Opposition & Siting Challenges <strong>for</strong> Large Scale Wind<br />
Development in Iowa, July 2022.<br />
| Terra Praxis 2022 analysis of IPCC 2021 AR6 data.<br />
| Terra Praxis in<strong>for</strong>ms a report published by Clean Air Task Force & Environmental<br />
Defense Fund: Growing the Grid: A Plan to Accelerate Cali<strong>for</strong>nia’s Clean Energy Transition,<br />
October 2022.<br />
Serial | Major Trends in Energy Policy and <strong>Nuclear</strong> <strong>Power</strong><br />
REPOWER: Derisking and Accelerating the Energy Transition ı Kirsty Gogan, Eric Ingersoll
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 28<br />
<strong>Nuclear</strong> Energy under Article 6.8<br />
of the Paris Agreement<br />
Henrique Schneider<br />
Introduction<br />
Finding a “place” <strong>for</strong> nuclear technology in the Paris Agreement (PA, Agreement) has long been a preoccupation<br />
of a community of researchers and practitioners [1] . Most explore avenues such as the interplay<br />
of the financial and technology mechanism in Articles 10 and 11 of the Agreement (PA10/11) [2]. At first<br />
sight, this interplay seems the likely place to position nuclear; a less likely place seems to be Article 6.8<br />
(PA 6.8) [3] .<br />
Nonetheless, PA 6.8, too, is a possible avenue due<br />
to its breadth, flexibility, and openness. Maybe, it is<br />
an even better fit. It is broader and more bottom-up<br />
than most other mechanisms under the PA. It recognizes<br />
non-market approaches NMA to promote<br />
mitigation and adaptation. It introduces cooperation<br />
through finance, technology transfer, and capacity<br />
building, where no trading of emission reductions<br />
is involved.<br />
PA 6.8 is fundamentally party-driven with no or little<br />
oversight, requirements, or guidance, <strong>for</strong> example,<br />
by the United Nations Framework Convention on<br />
Climate Change (Convention). While the program of<br />
activities required to flesh out the content of the article<br />
does not include nuclear yet, it is little more than<br />
a collection of ideas. With a grain of salt, any idea<br />
relating to the objective of the article can be included<br />
into the program. Parties wishing (a) to engage<br />
in cooperation, (b) under the Paris Agreement, (c)<br />
without exchanging reduction units (d) but still aiming<br />
to achieve accountable actions can implement<br />
nuclear under PA 6.8.<br />
In comparison to PA10/11, this approach is more<br />
flexible. While the density of requirements under<br />
PA10/11 almost excludes nuclear technology from<br />
their programs, the openness of PA 6.8, in principle,<br />
welcomes it. The more difficult aspect of this path is<br />
the communication of this inclusion at Conferences<br />
of Parties and in the Global Stocktake. This paper<br />
deepens this analysis.<br />
The premise of this paper is to explore which role<br />
nuclear technology can play within the scope of the<br />
Paris Agreement. However, nuclear technology can<br />
play a role in climate policy even without its explicit<br />
anchoring in the Agreement. For example, countries<br />
(Parties) can use it <strong>for</strong> generating electricity and<br />
mitigating their emission reductions. This is only<br />
indirectly reflected in the Agreement. Countries<br />
(Parties) might also choose to cooperate regarding<br />
nuclear technology outside of the scope of the Paris<br />
Agreement. Maybe, even possibly, these approaches<br />
lead to more straight<strong>for</strong>ward, direct climate action.<br />
Nonetheless, this paper examines the place of nuclear<br />
technology in the Agreement itself. To put<br />
this paper’s topic into perspective: The worldwide<br />
“nuclear community” is convinced that atomic energy<br />
can be a solution to mitigating climate change<br />
and adapting to it. Even if they are proved correct,<br />
the merits of nuclear technology related to climate<br />
change policy will only be recognized and accounted<br />
<strong>for</strong> if there is a fit <strong>for</strong> technology under the PA.<br />
Without a clear link or without placing nuclear<br />
technology in a mechanism of the Agreement, its<br />
successes will never be acknowledged in international<br />
climate policy. Form this background, this<br />
paper explores a possible mechanism of the PA in<br />
which nuclear technology can play a role. For a different<br />
but possibly more difficult avenue, refer to [2] .<br />
PA 6.8: State of Negotiations<br />
Article 6 of the Paris Agreement recognizes in its first<br />
paragraph that some Parties “choose to pursue voluntary<br />
cooperation in the implementation of their<br />
nationally determined contributions to allow <strong>for</strong><br />
higher ambition in their mitigation and adaptation<br />
actions and to promote sustainable development<br />
and environmental integrity” [4] .<br />
The Article recognizes three possible cooperative<br />
approaches: a bottom-up, multilateral type of approach<br />
using internationally transferred mitigation<br />
outcomes (possibly priced in a market); the second<br />
approach is a top-down mechanism established as a<br />
body under the Convention using different types of<br />
emission reduction units (possibly priced in a market);<br />
the third type of are non-market approaches<br />
Energy Policy, Economy and Law<br />
<strong>Nuclear</strong> Energy under Article 6.8 of the Paris Agreement ı Henrique Schneider
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
(NMAs). NMAs are specified in paragraphs 8 and 9<br />
of the Agreement – being referred here as PA 6.8.<br />
They read:<br />
“8. Parties recognize the importance of integrated,<br />
holistic and balanced non-market approaches being<br />
available to Parties to assist in the implementation<br />
of their nationally determined contributions, in the<br />
context of sustainable development and poverty<br />
eradication, in a coordinated and effective manner,<br />
including through, inter alia, mitigation, adaptation,<br />
finance, technology transfer and capacity building,<br />
as appropriate. These approaches shall aim to: (a)<br />
Promote mitigation and adaptation ambition; (b)<br />
Enhance public and private sector participation<br />
in the implementation of nationally determined<br />
contributions; and (c) Enable opportunities <strong>for</strong><br />
coordination across instruments and relevant institutional<br />
arrangements.<br />
9. A framework <strong>for</strong> non-market approaches to sustainable<br />
development is hereby defined to promote<br />
the non-market approaches referred to in paragraph<br />
8 of this Article” [5] .<br />
During negotiations, the “Glasgow Committee on<br />
Non-market Approaches” was instituted. It is composed<br />
of the Party negotiators to PA 6.8 and tasked<br />
with developing the framework, or the work program,<br />
described above. It is rather not a separate<br />
body with its own guiding principles or rules of governance.<br />
Instead, it is better understood as a less<br />
<strong>for</strong>mal way of conducting negotiations between<br />
Parties. The lesser degree of <strong>for</strong>mality could enable<br />
a freer exchange of experiences, more experimentation,<br />
or a constructive engagement with peer-to-peer<br />
feedback. It remains to be seen whether these desiderata<br />
materialize.<br />
The most recent decision taken by negotiators (qua<br />
negotiators and qua members of the Committee) at<br />
COP 27 in 2022 requests in paragraph 16 the Committee<br />
to identify and recommend additional focus<br />
areas <strong>for</strong> the work program activities. This should<br />
be eased, in part, by the introduction of a web-based<br />
plat<strong>for</strong>m to share experiences. Paragraphs 10, 17,<br />
and 18 request the secretariat of the Convention<br />
to organize workshops <strong>for</strong> participating Parties<br />
and non-parties to further explore non-market approaches<br />
[6] . The implementation of these requests<br />
is examined in the 2023 technical paper by the<br />
secretariat, which recommends considering intersessional<br />
work and spin-off groups [7] .<br />
As it becomes apparent, PA 6.8 has a very broad<br />
scope. It remains, however, vague. It seems that<br />
negotiators are still mainly concerned with the process<br />
of sharing ideas and experiences, not being<br />
able yet to discuss the contents of the framework or<br />
work-program. The conjunction of this broad scope<br />
and its undetermined content can be an opportunity<br />
<strong>for</strong> nuclear technology.<br />
Why <strong>Nuclear</strong> in PA 6.8?<br />
In principle, the Paris Agreement takes a neutral<br />
stance on technology. In practice and by its very<br />
aim and scope, it needs to discriminate against<br />
fossil sources of energy, especially coal and other<br />
carbon-based <strong>for</strong>ms. It has been an ongoing issue<br />
in climate negotiations whether and how to consider<br />
nuclear technology. Usually, negotiators tend to<br />
take a neutral stance – unlike pressure groups, which<br />
ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 29<br />
Energy Policy, Economy and Law<br />
<strong>Nuclear</strong> Energy under Article 6.8 of the Paris Agreement ı Henrique Schneider
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 30<br />
out-number them in the COPs – stipulating general<br />
criteria to be fulfilled by technology. In its 2019<br />
report, the Intergovernmental Panel on Climate<br />
Change took a rather optimistic view on nuclear<br />
technology [8] .<br />
At first glance, the first place to look <strong>for</strong> a hook <strong>for</strong><br />
nuclear energy in the PA is Article 10, the technology<br />
framework, which is alimented with the financial<br />
mechanism stipulated in Article 11. However, as<br />
the instruments and<br />
bodies of this framework<br />
and mechanism<br />
evolved, their criteria<br />
became practically<br />
hostile to nuclear technology.<br />
In addition to<br />
national regulatory<br />
prerogatives, activities<br />
under this framework<br />
and mechanism need to<br />
be sustainable, comply with adequate local consultation<br />
processes, set a path to (net) zero emissions,<br />
incorporate indigenous technologies, and be inclusive.<br />
As a result, there is a bias towards smaller-scale<br />
projects [2] .<br />
Additionally, there is the not always specified but<br />
often also considered avoidance of lock-in technologies,<br />
which are technologies requiring a longer-term<br />
perspective <strong>for</strong> their implementation, economic<br />
pay-off, or deployment. This, again, discourages<br />
considering nuclear technology. This bias can be<br />
empirically verified by reviewing the projects financed<br />
by the Green Climate Fund and the activities<br />
undertaken by the Climate Technology Center and<br />
Network as examples. A review of these projects also<br />
shows the absence of nuclear energy, technology, or<br />
any capacity building related to them [2] .<br />
On the other hand, there is no indication that these<br />
conditionalities also apply outside the scope of the<br />
<strong>for</strong>malized institutions under PA 10/11. In other<br />
words, they are not applicable to bi/multilateral or<br />
private actions. While some of these are currently<br />
emerging, many questions regarding them remain<br />
unanswered. Chief among them is whether they<br />
really belong to PA 10/11. Most interpretations of<br />
the Agreement take these Articles to only recognize<br />
actions taken within the framework and the mechanism.<br />
These are identified with bodies established by<br />
the Convention. But even bi/multilateral or private<br />
actions were recognized under PA10/11, methodological<br />
difficulties regarding their verification<br />
and comparability remain. So far, all (of the few)<br />
methodologies have been developed <strong>for</strong> activities<br />
undertaken by the bodies under the Convention.<br />
PA 6.8 offers more leeway; by design and by the current<br />
state of its negotiations, it is more open, broader,<br />
and flexible. There are several reasons explaining<br />
this: First, PA 6.8 relies explicitly on cooperation<br />
between Parties; it does neither establish any type<br />
of body nor request the Convention to develop specific<br />
criteria, methodologies, or guidance. Second, it<br />
is Party-driven, letting it open to Parties to interpret<br />
on their own the meaning of “integrated, holistic<br />
and balanced”. Third, it<br />
explicitly acknowledges<br />
all the dimensions of the<br />
Agreement, mitigation,<br />
adaptation, finance,<br />
technology transfer,<br />
and capacity building,<br />
thus opening a door to<br />
actions aiming at combining<br />
them. Fourth,<br />
it emphasizes not only<br />
sustainable development but also the reduction of<br />
poverty. And fifth, it calls <strong>for</strong> private-public partnership<br />
[9] .<br />
Making the Case <strong>for</strong> <strong>Nuclear</strong> in PA 6.8<br />
Activities under PA 6.8 are party-driven and do not<br />
need to comply with any criteria other than the ones<br />
specified by the Parties involved. The only two safeguards<br />
to be considered are the transnationality of<br />
the cooperation and the absence of an exchange of<br />
units (independently from whether they are priced<br />
in a market). Activities under PA 6.8 are also open<br />
<strong>for</strong> substate and non-state agents, provided their cooperation<br />
fulfills these safeguards.<br />
<strong>Nuclear</strong> technology seems to be a good fit <strong>for</strong> such<br />
activities. It has the advantage of when employed<br />
to generate electricity, mitigating emissions, at least<br />
in comparison to many other <strong>for</strong>ms of production.<br />
It also enables adaptation through electrification,<br />
which, in turn, is beneficial to sustainable development<br />
and the reduction of poverty [10]. However,<br />
this relationship might be well known in circles with<br />
sympathies <strong>for</strong> nuclear technology but is not evident<br />
to negotiators. It is even denied by most pressure<br />
groups, which outnumber negotiators in the meetings<br />
of the Parties to the Convention. While this lack<br />
of knowledge might not influence directly an activity<br />
incorporating nuclear technology – the activity only<br />
needs the agreement of the participating agents –it<br />
can still become the object of discord in the interactive<br />
modes of the Agreement when Parties comment<br />
on each other’s ambitions and instruments, the<br />
Global Stocktake. The more important that well-established<br />
research demonstrates the relationship<br />
Energy Policy, Economy and Law<br />
<strong>Nuclear</strong> Energy under Article 6.8 of the Paris Agreement ı Henrique Schneider
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
between nuclear technology, mitigation, adaptation,<br />
sustainable development, and eradication of<br />
poverty. Placing nuclear technology under PA 6.8 is<br />
a matter of finding working partnerships and communicating<br />
the different results of the partnership,<br />
making sure that most or all the desiderata of that<br />
Article are met. In the explicit call <strong>for</strong> a holistic approach,<br />
corporations deploying nuclear technology<br />
should be able to show how its employment permanently<br />
changes sectors such as health, the economy,<br />
education, security, or culture.<br />
There is yet another approach <strong>for</strong> including nuclear<br />
technology under PA 6.8. That Article can be understood<br />
as a more flexible, “less strings attached”<br />
alternative to PA 10/11. As mentioned above, the<br />
interplay of the financial and technological provisions<br />
of the Agreement are, in their implementation,<br />
strongly determined by several constraints. PA 6.8<br />
has none of these constraints. Instead, activities under<br />
its umbrella can be deployed as agreed by the<br />
participants, <strong>for</strong> example, in financing nuclear technology<br />
or agreeing to research it.<br />
In fact, one of the examples of the operationalization<br />
of PA 6.8 showcased in a report commissioned<br />
by the German ministry in charge of climate change<br />
in 2021 is nuclear technology and cooperation in<br />
financing and researching it. By the reasoning contained<br />
there:<br />
“Innovation and trans<strong>for</strong>mation are often intrinsically<br />
linked with advances in international research.<br />
The current Presidency proposal on the NMA <strong>for</strong>um<br />
and work program encourages Parties and other<br />
stakeholders to actively engage in research of NMAs<br />
…. <strong>International</strong> research collaboration can also be a<br />
non-market approach to cooperation in itself.<br />
Many R&D processes rely on public funding, especially<br />
in the absence of commercial research. Private<br />
finance has played an important role in the development<br />
of energy-efficient technologies and renewable<br />
energies. However, there are also some emerging<br />
technologies with substantial mitigation potential<br />
that are not attractive to commercial research due<br />
to their stage of development. Also, the development<br />
of adaptation technologies has been lagging behind<br />
the one of mitigation technologies. There<strong>for</strong>e, the<br />
combination of public finance from different states<br />
in an international R&D program could be an efficient<br />
means to roll out emerging adaptation and<br />
mitigation technologies.<br />
The focus on international research collaboration<br />
could help to use limited public finance more<br />
efficiently. The design of such a collaborative <strong>for</strong>mat<br />
is decisive <strong>for</strong> its success. The multinational research<br />
program on nuclear fusion (ITER) is an example of<br />
best practice in this space. The ITER Agreement on<br />
a multinational R&D program was signed in 2006<br />
by China, the EU, India, Japan, Korea, Russia, and<br />
the United States.<br />
The goal of this collaboration between 35 nations is<br />
to prove the feasibility of nuclear fusion energy. For<br />
this purpose, sizeable public resources of double-digit<br />
billion USD have been combined. The members<br />
of the agreement do not only share the costs of the<br />
entire project, but also the trial results and intellectual<br />
property generated throughout the project by<br />
its staff members …. R&D ef<strong>for</strong>ts around the world<br />
are efficiently coordinated to ensure the successful<br />
integration and assembly of the one million components<br />
the fusion reactor consists of and which have<br />
been built by different members. [11] ”<br />
This focus on research collaboration shown in the report<br />
comes from its intention of showcasing existing<br />
activities that would fit under PA 6.8, there<strong>for</strong>e, the<br />
example of ITER. The US-American FIRST, Foundational<br />
Infrastructure <strong>for</strong> Responsible Use of <strong>Nuclear</strong><br />
Technology, as well as the EU’s European SMR partnership,<br />
could also be easily included in this list.<br />
FIRST is even well-positioned to show how nuclear<br />
technology can propel sustainable development and<br />
the eradication of poverty since it explicitly addresses,<br />
as pillars of the cooperation, the development of<br />
work<strong>for</strong>ce, stakeholder engagement, and regulatory<br />
development (capacity building) [2] .<br />
From the point of view of making the case <strong>for</strong> the<br />
adequate inclusion of nuclear technology under PA<br />
6.8, these examples, focusing primarily on financing<br />
and transferring technology, bear the potential to<br />
convince negotiators and parts of the broad public.<br />
They show how international, non-market cooperation<br />
is possible regarding nuclear. They elucidate<br />
the holistic and integrated benefits of this technology.<br />
They point to an alternative in the Agreement to<br />
the constrained provisions of PA 10/11. To convince<br />
negotiators, the activities need to demonstrate how<br />
mitigation, adaptation, sustainable development,<br />
and the eradication of poverty complement each<br />
other in a virtuous circle around nuclear technology.<br />
Note additionally that the same report [11] also outlines<br />
significant possibilities <strong>for</strong> non-state actors<br />
with regard to developing, financing, and governing<br />
projects under PA 6.8, which, again, fits with nuclear<br />
technology in which research facilities and corporations<br />
can play a significant role in public-private<br />
ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 31<br />
Energy Policy, Economy and Law<br />
<strong>Nuclear</strong> Energy under Article 6.8 of the Paris Agreement ı Henrique Schneider
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 32<br />
partnerships. The broadening of the network of partnerships<br />
under PA 6.8 is one of the not-explicit goal<br />
of that Article.<br />
A final way of incorporating nuclear technology<br />
under PA 6.8 is <strong>for</strong> development banks to fund the<br />
deployment – maybe even the maintenance – of,<br />
e.g., nuclear power plants in developing countries.<br />
This is a special <strong>for</strong>m of international cooperation.<br />
The World Bank has the intention of transitioning to<br />
a net zero economy by 2050, and the development<br />
banks, a part of the WB system, have shown previous<br />
interest in PA 6.8. The convergence of these factors,<br />
and again, nuclear technology’s impact on sustainable<br />
development and the eradication of poverty, can<br />
make the case <strong>for</strong> this type of activity.<br />
Conclusions<br />
This paper discusses how to include nuclear technology<br />
in the general framework of the Paris Agreement.<br />
It explains a less evident but potentially interesting<br />
path, one via the Agreement’s Article 6.8, which is<br />
about non-market cooperation between agents.<br />
PA 6.8 is uniquely suited to combine the several<br />
goals of the Agreement with different activities undertaken<br />
by Parties, non-Parties, as well as in Public<br />
Private Partnerships. As a bottom-up approach, the<br />
participating Parties decide alone on the criteria any<br />
activity should fulfill. For this reason, PA 6.8 is more<br />
flexible than the financial and technology mechanisms<br />
under the Agreement.<br />
[3] SCHNEIDER, H., BIGLER, H. U. <strong>Nuclear</strong> Energy in the Article 6 of the Paris Agreement. In Climate<br />
Change and the Role of <strong>Nuclear</strong> <strong>Power</strong>. Proceedings of the <strong>International</strong> Conference on Climate<br />
Change and the Role of <strong>Nuclear</strong> <strong>Power</strong> (2019).<br />
[4] UNFCCC, Decision FCCC/CP/2015/10/Add.1 (Adoption of the Paris Agreement), Article 6.1<br />
(2015).<br />
[5] UNFCCC, Decision FCCC/CP/2015/10/Add.1 (Adoption of the Paris Agreement), Article 6.8 and<br />
6.9 (2015).<br />
[6] UNFCCC, Decision FCCC/PA/CMA/2022/10/Add.2 (2022).<br />
[7] UNFCCC, Technical Paper PA/A6.8/TP/3 (2023).<br />
[8] ROGELJ, J., D. SHINDELL, K. JIANG, S. FIFITA, P. FORSTER, V. GINZBURG, C. HANDA, H. KHESHGI,<br />
S. KOBAYASHI, E. KRIEGLER, L. MUNDACA, R. SÉFÉRIAN, M.V. VILARIÑO, Mitigation Pathways<br />
Compatible with 1.5°C in the Context of Sustainable Development. In: Global Warming of<br />
1.5°C. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5°C above pre-industrial<br />
levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening<br />
the global response to the threat of climate change, sustainable development, and ef<strong>for</strong>ts to<br />
eradicate poverty IPCC (eds.)]. Cambridge University Press, 2018, pp. 93-174.<br />
[9] ANDERSON, R., Non-market mechanisms under article 6.8 of the Paris Agreement: a transnational<br />
perspective, Transnational Legal Theory 13 2-3 (2022) 321-351.<br />
[10] GILBERT, A. Q., BAZILIAN, M. D., Can distributed nuclear power address energy resilience and<br />
energy poverty?, Joule 4 9 (2020) 1839-1843.<br />
[11] MICHAELOWA, A., ESPELAGE, A., WEBER, A. K., KESSLER, J., HOCH, S., Development of guidance<br />
<strong>for</strong> non-market approaches in the Paris Agreement: operationalizing Articles 6.8 and 6.9<br />
of the Paris Agreement. Climate Change 42 (2021), 81.<br />
Autor<br />
Prof. Dr. Henrique Schneider<br />
Deputy CEO of the Swiss Federation of Small and<br />
Medium Sized Enterprises<br />
h.schneider@sgv-usam.ch<br />
Henrique Schneider is professor of economics at Nordakademie, university of<br />
applied sciences, in Germany. Henrique has participated as a negotiator in<br />
several climate summits and served as an advisory board member of the Climate<br />
Technology Center and Network. He serves as a board member of the Swiss<br />
<strong>Nuclear</strong> Forum.<br />
PA 6.8 could, there<strong>for</strong>e, be leeway to “alternative,”<br />
“fewer strings attached,” finance and technology<br />
partnerships between countries and non-state<br />
agents. Indeed, financing nuclear technology and/<br />
or undertaking common research on this topic seems<br />
the most likely case <strong>for</strong> deploying nuclear under<br />
PA 6.8.<br />
Acknowledgements<br />
The author wishes to acknowledge and thank <strong>for</strong><br />
many contributions by his colleagues, especially<br />
Lukas Aebi and Hansueli Bigler, both at the <strong>Nuclear</strong><br />
Forum in Switzerland, as well as by the Swiss negotiators<br />
to the Convention, Franz Perrez and Simon<br />
Fellermeyer.<br />
This text was presented at the IAEA’s 2nd <strong>International</strong><br />
Conference on Climate Change and the Role<br />
of <strong>Nuclear</strong> <strong>Power</strong> 2023.<br />
References<br />
[1] PARSONS, J., BUONGIORNO, J., CORRADINI, M., PETTI, D. A fresh look at nuclear energy.<br />
Science 363 6423 (2019) 105-105.<br />
[2] NCHNEIDER, H., AEBI, L., Paris, Technology, and Finance-Is There Room <strong>for</strong> <strong>Nuclear</strong> Technology?,<br />
ATW 67 6 (2022) 29-33.<br />
Energy Policy, Economy and Law<br />
<strong>Nuclear</strong> Energy under Article 6.8 of the Paris Agreement ı Henrique Schneider
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
The Case <strong>for</strong> <strong>Nuclear</strong> Energy in<br />
Kazakhstan: A Leap Towards Sustainable<br />
Development<br />
Erlan Batyrbekov<br />
Introduction<br />
As the world shifts towards clean and sustainable energy, Kazakhstan stands on the cusp of a significant<br />
move into nuclear energy. President Tokayev has suggested a national referendum to gauge the country's<br />
position on building a nuclear power plant (NPP), setting the stage <strong>for</strong> an in-depth discussion about our<br />
energy trajectory.<br />
Addressing <strong>Power</strong> Deficits and<br />
Environmental Commitments<br />
Currently, Kazakhstan faces a growing electrical power<br />
deficit, largely due to aging thermal power facilities<br />
from the Soviet era that desperately require replacement.<br />
The country has set an ambitious target of<br />
achieving carbon neutrality by 2060 and is committed<br />
to transitioning towards sustainable energy solutions.<br />
President Kassym-Jomart Tokayev's endorsement of<br />
the Strategy <strong>for</strong> Achieving Carbon Neutrality underscores<br />
Kazakhstan's dedication to this initiative. Given<br />
the diminishing feasibility of constructing new Thermal<br />
<strong>Power</strong> Plants (TPP), there's an imperative to investigate<br />
efficient, green alternatives, such as nuclear energy.<br />
Significantly, Kazakhstan's abundant natural uranium<br />
reserves position it as a dominant global player in the<br />
production of raw materials <strong>for</strong> nuclear fuel.<br />
The Role of Renewable and <strong>Nuclear</strong><br />
Energy<br />
The integration of Renewable Energy Sources (RES) is<br />
a cornerstone of Kazakhstan’s overarching energy strategy,<br />
which seeks to realize sustainable development<br />
and counteract the impacts of climate change. RES are<br />
instrumental in reducing our reliance on aging thermal<br />
power facilities, propelling us towards a greener and<br />
more sustainable energy horizon.<br />
However, while renewable energy holds immense potential,<br />
its intermittent generation is inextricably tied<br />
to climatic conditions, such as sunlight, wind, and other<br />
natural factors. For instance, solar and wind power,<br />
though essential, are subject to the diurnal cycle and<br />
weather patterns, impacting the steady and reliable<br />
provision of power. These intrinsic limitations of RES<br />
suggest that relying solely on them might not suffice to<br />
cater to the nation's escalating power needs.<br />
In this context, nuclear energy stands out as an ideal<br />
counterpart to RES, promising consistent, dependable,<br />
and continuous power. <strong>Nuclear</strong> <strong>Power</strong> Plants (NPPs)<br />
boast the capability to function efficiently at high<br />
capacities, an indispensable feature <strong>for</strong> the large manufacturing<br />
enterprises that make up the bulk of our<br />
energy demand.<br />
The imperative to incorporate nuclear energy is further<br />
emphasized by its negligible carbon emissions, offering<br />
an eco-friendly solution in sync with our pledge to<br />
attain carbon neutrality by 2060. Additionally, given<br />
Kazakhstan's vast deposits of natural uranium, leveraging<br />
nuclear energy emerges as a strategic move. This<br />
not only capitalizes on our native resources but also <strong>for</strong>tifies<br />
our energy resilience.<br />
Diversification and Economic<br />
Revitalization<br />
Economic diversification is crucial <strong>for</strong> Kazakhstan to<br />
reduce dependency on a single sector and to mitigate<br />
risks associated with market fluctuations. The introduction<br />
of NPPs caters to this need by broadening the<br />
economic base and fostering the growth of multiple sectors.<br />
For instance, the nuclear industry’s development<br />
is bound to stimulate advancements in research, technology,<br />
manufacturing, and services related to nuclear<br />
power generation.<br />
The establishment of NPPs would lead to extensive job<br />
creation, transcending the immediate nuclear sector.<br />
As global experiences illustrate, one job in the nuclear<br />
sector generates up to ten jobs in related industries, fostering<br />
a broad spectrum of employment opportunities.<br />
These range from construction, operation, and maintenance<br />
of the nuclear facilities to the development and<br />
provision of technologies, services, and supplies necessary<br />
<strong>for</strong> nuclear power generation.<br />
Beyond direct employment, the host regions of<br />
NPPs would witness a surge in investment, leading<br />
to enhanced local infrastructure, increased<br />
ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 33<br />
Energy Policy, Economy and Law<br />
The Case <strong>for</strong> <strong>Nuclear</strong> Energy in Kazakhstan: A Leap Towards Sustainable Development ı Erlan Batyrbekov
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 34<br />
| Fig. 1<br />
Uranium mine.<br />
Foto: J. Carnemolla<br />
economic activities, and improved standards of living.<br />
The construction phase itself would bring in a plethora<br />
of opportunities <strong>for</strong> local businesses and suppliers and<br />
create a multitude of temporary and permanent jobs,<br />
fostering regional economic growth.<br />
Addressing Safety Concerns and<br />
<strong>International</strong> Collaborations<br />
Concerns about nuclear power are understandably<br />
rooted in its potential dangers and the severe aftermath<br />
of potential mishaps or negligence. In cognizance of the<br />
paramount importance of safety in nuclear operations,<br />
the National <strong>Nuclear</strong> Center of Kazakhstan has tirelessly<br />
worked to develop and enhance safety protocols,<br />
ensuring that nuclear energy is harnessed securely and<br />
responsibly. This dedication to safety is bolstered by ongoing<br />
collaborations and partnerships with prestigious<br />
international bodies expert in nuclear technologies.<br />
To exemplify, strategic alliances have been <strong>for</strong>ged with<br />
global frontrunners in nuclear power technologies, including<br />
TOSHIBA CORPORATION, Marubeni Utility<br />
Services, and JAEA (Japan Atomic Energy Agency).<br />
These relationships are instrumental in absorbing<br />
global best practices and infusing state-of-the-art technologies<br />
into the safety frameworks of Kazakhstan’s<br />
nuclear ventures.<br />
at delving into the intricate facets<br />
of nuclear safety. This rigorous inquiry<br />
encompasses the analysis of<br />
diverse reactor designs, probing<br />
potential weak points, and conceptualizing<br />
innovative strategies<br />
to alleviate the ramifications of<br />
critical incidents.<br />
Pioneering Thermonuclear<br />
Fusion<br />
Kazakhstan's <strong>for</strong>ay into controlled<br />
thermonuclear fusion signifies a<br />
leap towards a future powered by<br />
inexhaustible and environmentally-friendly<br />
energy. With the<br />
inauguration of the Tokamak KTM<br />
at the National <strong>Nuclear</strong> Center in Kurchatov, Kazakhstan<br />
proudly establishes itself among the technologically<br />
elite nations engaged in thermonuclear research. This<br />
venture not only rein<strong>for</strong>ces the country's technological<br />
prowess but also encourages international collaboration<br />
and advancement in fusion technologies.<br />
Path Forward<br />
In conclusion, Kazakhstan's progressive strides in nuclear<br />
research, its robust experimental foundation, and<br />
its steadfast dedication to enhancing safety protocols<br />
uniquely qualify it <strong>for</strong> the construction of a nuclear<br />
power plant. Such an initiative not only meets the<br />
needs of energy independence but also diversifies the<br />
nation's electricity generation, serving as a cornerstone<br />
in combating the global environmental issues arising<br />
from hydrocarbon energy consumption.<br />
The national referendum proposed by President<br />
Tokayev invites a holistic reflection on our energy<br />
landscape and represents a collective stride towards<br />
a sustainable, self-sufficient, and environmentally responsible<br />
future <strong>for</strong> Kazakhstan. The time is ripe <strong>for</strong><br />
Kazakhstan to leverage its capabilities and resources in<br />
spearheading a nuclear energy program, ensuring the<br />
well-being and prosperity of its populace, and contributing<br />
significantly to global sustainability initiatives.<br />
Additionally, beyond merely preventive measures, the<br />
National <strong>Nuclear</strong> Center of Kazakhstan is deeply committed<br />
to charting out exhaustive response blueprints<br />
to address any un<strong>for</strong>eseen situations decisively and<br />
promptly. This <strong>for</strong>esight includes routine drills, mock<br />
scenarios, and instructional modules to equip staff with<br />
the requisite expertise and insight to proficiently handle<br />
emergency situations.<br />
Author<br />
Erlan Batyrbekov<br />
Director General RSE “National <strong>Nuclear</strong> Center<br />
of the Republic of Kazakhstan”<br />
batyrbekov@nnc.kz<br />
This rigorous emphasis on safety is further echoed in<br />
myriad research endeavors and investigations aimed<br />
Erlan Batyrbekov is the Director General of the RSE "National <strong>Nuclear</strong> Center of<br />
the Republic of Kazakhstan." He holds a Doctorate in Physical and Mathematical<br />
Sciences and is a Professor.<br />
Energy Policy, Economy and Law<br />
The Case <strong>for</strong> <strong>Nuclear</strong> Energy in Kazakhstan: A Leap Towards Sustainable Development ı Erlan Batyrbekov
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
Deutschlands nukleare Zukunft:<br />
beschleunigergetriebene<br />
Neutronenquellen<br />
Franklin Servan-Schreiber, Guido Houben<br />
Die letzten Leistungsreaktoren in Deutschland sind im April vom Netz gegangen. Eröffnet dies allen<br />
Seiten die Möglichkeit, etwas unverkrampfter über die nukleare Zukunft des Landes zu diskutieren? Die<br />
Erzeugung von Energie sollte dabei gar nicht im Vordergrund stehen; es gibt andere, wichtige Themen<br />
wie die Reduzierung des langlebigen Atommülls und die Produktion medizinischer Radioisotope. Die<br />
Transmutex AG setzt dazu auf beschleunigergetriebene Transmutationsanlagen. Deren Sicherheitsprofil<br />
berücksichtigt die besonderen deutschen Befindlichkeiten und ihre technologische Entwicklung hat in<br />
den letzten Jahren so große Fortschritte gemacht, dass die ersten Anlagen in zehn Jahren in Betrieb gehen<br />
könnten. 1<br />
RESEARCH AUS DEN AND UNTERNEHMEN<br />
INNOVATION 35<br />
Entsorgung als Teil einer ganzheitlichen<br />
Nuklearstrategie<br />
Deutschland ist eines der führenden nukleartechnischen<br />
Länder mit einer großen Bandbreite von<br />
mittelständischen Weltmarktführern, Konzernen,<br />
spezialisierten Patentanwälten und einer hervorragenden<br />
universitären Forschungslandschaft, die<br />
eine unerschöpfliche Quelle von Start-ups und hochbezahlten<br />
Arbeitsplätzen sind. Es tut sich aber noch<br />
schwer, seine Nuklearindustrie ganzheitlich und<br />
zukunftsgerichtet zu betrachten oder gar strategisch<br />
zu entwickeln. Beispiel Nuklearmedizin: Unternehmen,<br />
die Radioisotope zur Krebsdiagnose und<br />
-therapie entwickeln, müssen diese zur Bestrahlung<br />
ins Ausland fliegen, weil in Deutschland dazu keine<br />
Möglichkeit mehr besteht, bevor sie hier verpackt<br />
und an Krankenhäuser verschickt werden können.<br />
Auch im Umfeld von Forschungseinrichtungen wie<br />
dem Max-Planck-Institut für Plasmaphysik Greifswald/München<br />
sind eine Reihe nuklearer Start-ups<br />
entstanden, die in absehbarer Zeit vor allem in den<br />
Bereichen Computational Engineering, Material<strong>for</strong>schung<br />
und Lasertechnologie Mehrwert schaffen<br />
werden.<br />
Wenn Deutschland hier führend bleiben möchte,<br />
müsste es eine holistische Nuklearstrategie<br />
entwickeln, die die Elemente Kernspaltung, Kernfusion<br />
und Transmutation als notwendigem Verbindungsglied<br />
beinhaltet.<br />
In den letzten Jahren hat es zudem erhebliche<br />
Entwicklungen gegeben, die es nahelegen, die zur<br />
Entsorgung von Atommüll zur Verfügung stehenden<br />
Optionen neu zu bewerten:<br />
p in Charkiw (Ukraine) wurde bereits 2021 das<br />
erste beschleunigergetriebene System im großtechnischen<br />
Maßstab in Betrieb genommen, 2<br />
p die Bundesgesellschaft für Endlagerung hat 2022<br />
den Termin für das Endlager um mehrere Jahrzehnte<br />
in die Zukunft verschoben, 3<br />
p die Qualifizierung der Endlagerbehälter mit geladenen<br />
Brennelementen sowie die Genehmigungen<br />
für die Zwischenlager beginnen in den<br />
nächsten Jahren abzulaufen. Transport, Um- oder<br />
Entladen der Behälter sind spätestens nach dem<br />
Rückbau der KKW nicht mehr möglich.<br />
Zu diesen Optionen zählen beschleunigergetriebene<br />
Transmuter oder ADS (accelerator-driven systems),<br />
die langlebigen, hochradioaktiven Müll deutlich<br />
reduzieren und entschärfen können (transmutieren),<br />
so dass er hinterher nur noch ca. 500 statt<br />
unvorstellbare 300.000 Jahre strahlt.<br />
1 Recht gegensätzliche geschichtliche Überblicke über Neutronenquellen im Bereich Transmutation bieten<br />
– Bruno Merk et al. (2019): The Current Status of Partitioning & Transmutation and How to Develop a Vision <strong>for</strong> <strong>Nuclear</strong> Waste Management. In: <strong>atw</strong> Band 64<br />
Nummer 5 (https://core.ac.uk/download/pdf/218085089.pdf),<br />
– Friederike Frieß et al. (2021): Sicherheitstechnische Analyse und Risikobewertung von Konzepten zu Partitionierungs- und Transmutationsanlagen für hochradioaktive<br />
Abfälle (www.base.bund.de/SharedDocs/Downloads/BASE/DE/berichte/kt/gutachten-partitionierung-und-transmutation.pdf) sowie<br />
– Christoph Pistner et al. (2023): Analyse und Bewertung des Entwicklungsstands, der Sicherheit und des regulatorischen Rahmens für sogenannte neuartige Reaktorkonzepte<br />
(https://doris.bfs.de/jspui/bitstream/urn:nbn:de:0221-2023032937041/3/BASE-012_23.pdf)<br />
2 Yousri Gohar et al. (2022): Neutron Source Facility of the National Science Center “Kharkiv Institute of Physics and Technology” at Kharkiv, Ukraine (https://publications.anl.gov/anlpubs/2022/11/179767.pdf).<br />
Aufgrund des russischen Angriffskrieges musste der Betrieb jedoch leider unterbrochen werden.<br />
3 www.base.bund.de/SharedDocs/Kurzmeldungen/BASE/DE/2022/zeitplan-endlagersuche.html<br />
Research and Innovation<br />
Deutschlands nukleare Zukunft: beschleunigergetriebene Neutronenquellen ı Franklin Aus Servan-Schreiber, den Unternehmen<br />
Guido Houben
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
Querschnitt einer beschleunigergetriebenen Transmutationsanlage<br />
RESEARCH AUS DEN AND UNTERNEHMEN<br />
INNOVATION 36<br />
Zyklotron Spallationsziel Atommüll und Thorium Bleigekühlter Reaktor<br />
Protonenstrahl, mit dem medizinische<br />
Radioisotope hergestellt werden bzw.<br />
ein Spallationsziel angeregt wird.<br />
Block aus festem Schwermetall wie<br />
z. B. Wolfram, aus dem der<br />
auftreffende Protonenstrahl ein<br />
schnelles Neutronenspektrum<br />
erzeugt.<br />
| Abb. 1<br />
Querschnitt einer beschleunigergetriebenen Transmutationsanlage.<br />
Die Verminderung hochradioaktiver Abfälle durch<br />
beschleunigergetriebene Transmutationsanlagen<br />
wäre eine wichtige Aufgabe für Deutschland. Damit<br />
beherzigen wir das Prinzip Verantwortung von Hans<br />
Jonas und kümmern uns heute selbst um die Hinterlassenschaften<br />
unserer Technologien, anstatt sie<br />
kommenden Generationen aufzubürden. Entscheidend<br />
ist, dass wir bei einem Zeitraum von 500<br />
Jahren deterministische Sicherheit erreichen und<br />
nicht probabilistische (d. h. ein Behälter für hochradioaktive<br />
Abfälle kann heute so gebaut werden,<br />
dass er garantiert mindestens tausend Jahre hält;<br />
ein Endlager für 300.000 Jahre nur so, dass es<br />
wahrscheinlich sicher ist). Den deutschen Atommüll<br />
(auch die bereits verglasten Abfälle) innerhalb<br />
weniger Jahrzehnte gefahrlos so zu behandeln, hätte<br />
zudem enorme Auswirkungen auf die Einlagerung<br />
der Abfälle in ein Endlager, mögliche Standorte und<br />
deren Akzeptanz in der Bevölkerung.<br />
Deutschland eignet sich aus vielen Gründen für<br />
solche Transmutationsanlagen: erstens entfällt<br />
durch das Verbot, kommerziell Strom aus Kernspaltung<br />
herzustellen, der vermeintliche Antagonismus<br />
zwischen Erneuerbaren Energien und<br />
Atomkraft. Die ADS sind hier nicht zur Stromerzeugung<br />
vorgesehen und würden keinerlei Konkurrenz<br />
zu Solar- und Windparks darstellen. Zweitens gibt<br />
es eine Reihe von stillgelegten AKW, die ideale<br />
Standorte für die Umwandlung in radiopharmazeutische<br />
Hochtechnologiezentren wären: das noch<br />
auf Jahre dort beschäftigte Personal verfügt über<br />
das Wissen, derartige Anlagen instand zu halten<br />
und zu betreiben. Man könnte zudem die vorhandene<br />
Infrastruktur nutzen, anstatt sie jetzt schon<br />
abzureißen, und zwar sowohl die atomrechtliche<br />
Proliferationssichere Eliminierung von<br />
Atommüll inkl. schwieriger<br />
Spaltprodukte wie I-129 und Tc-99<br />
sowie Herstellung radiopharmazeutischer<br />
Isotope.<br />
Abwärme des unterkritischen<br />
300MWth Reaktors zum Betrieb der<br />
Anlage bzw. zur Nutzung als Fern-/<br />
Prozesswärme oder Umwandlung in<br />
Wasserstoff<br />
(im Wesentlichen innerhalb der erdbeben- und<br />
anschlagssicheren Kuppel) als auch die außeratomrechtliche<br />
(Anschluss an Schiene, Straße, Strom und<br />
Wasser, Werksfeuerwehr, Kantine, Verwaltungsgebäude<br />
etc.). Dadurch verringern sich Bauzeit und<br />
-kosten für den Staat als Betreiber neuer Anlagen<br />
erheblich. Schließlich werden an den Standorten<br />
in der Regel auch die abgebrannten Brennelemente<br />
zwischengelagert, so dass ADS hier eine räumlich<br />
klar beschränkte Lösung zur proliferationssicheren<br />
Entschärfung des Atommülls ermöglichen, die<br />
umstrittene Transporte von Behältern mit abgelaufener<br />
Zulassung nicht notwendig macht.<br />
Wie funktionieren ADS konkret?<br />
ADS bestehen aus einem Teilchenbeschleuniger,<br />
der einen Elektronen- oder Protonenstrahl auf ein<br />
Spallationsziel aus Schwermetall schießt. Dadurch<br />
werden schnelle Neutronen freigesetzt, die in der<br />
Lage sind, Isotope und Elemente zu verändern z. B.<br />
zu medizinischen Zwecken. Oder eben kerntechnische<br />
Abfälle zu transmutieren, also im Wesentlichen<br />
Uran, Transurane wie Plutonium, Americium und<br />
Curium sowie Spaltprodukte wie Iod-129 und Technetium-99,<br />
zu über 99 % in Elemente bzw. Isotope<br />
umzuwandeln, die deutlich weniger lange radioaktiv<br />
sind bzw. deutlich weniger Wärme freisetzen<br />
(Abbildung 1) 4 . Bei diesem Prozess wird Energie in<br />
Form von Wärme frei, die man direkt als Fern- und<br />
Prozesswärme nutzen kann oder aber, um Wasserstoff<br />
herzustellen.<br />
Um eine baldige Umsetzung und Serienproduktion<br />
der Anlagen zu ermöglichen, arbeiten bei Transmutex<br />
derzeit drei Dutzend Ingenieure und Programmierer<br />
aus fünfzehn verschiedenen Ländern 5 Hand in Hand<br />
4 Für eine ausführliche Beschreibung einer von Siemens und anderen bereits vor zehn Jahren konzipierten Anlage siehe John Kettler et al. (2011): Konzept einer gasgekühlten<br />
beschleunigergetriebenen Transmutationsanlage – AGATE (<strong>Nuclear</strong> Satey Reports Aachen). ISBN: 978-3-941277-11-3<br />
5 www.linkedin.com/company/transmutex/people<br />
Research and Innovation<br />
Aus Deutschlands den Unternehmen<br />
nukleare Zukunft: beschleunigergetriebene Neutronenquellen ı Franklin Servan-Schreiber, Guido Houben
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
mit industriellen Partnern und praxisorientierten<br />
Forschungsinstituten in Europa und den USA. Dies<br />
betrifft vor allem die Simulationssoftware, die auf<br />
der OpenSource-Platt<strong>for</strong>m Geant4 des Genfer CERN<br />
basiert, einem in C++ geschriebenen Monte-Carlo-<br />
Code für die Simulation des Durchtritts von Partikeln<br />
durch Materie, den unzählige Wissenschaftler<br />
weltweit nutzen und verbessern. Diese Basis wird<br />
ergänzt durch MCNP- und FLUKA-Benchmarks<br />
sowie eine Weiterentwicklung des deterministischen<br />
Codes SERPENT in Zusammenarbeit mit der<br />
ETH Lausanne. Der digitale Zwilling der Anlage wird<br />
in den nächsten Monaten fertiggestellt.<br />
Der Teilchenbeschleuniger wiederum, ein mehrstufiges<br />
800MeV/5mA-Zyklotron, wird in Zusammenarbeit<br />
mit aktiven sowie ehemaligen Wissenschaftlern<br />
des Paul-Scherrer-Instituts (Schweiz) und Beratern<br />
aus Italien und Deutschland auf der Basis des 1974<br />
am PSI in Betrieb genommenen Protonenbeschleunigers<br />
entwickelt. 6<br />
Es müssen nun noch verschiedene<br />
Parameter optimiert werden, die für den bisherigen<br />
Zweck eine untergeordnete Rolle gespielt haben,<br />
insbesondere die An<strong>for</strong>derungen an die Zuverlässigkeit<br />
des Strahlbetriebs (z. B. Unterbrechungen von<br />
mehr als 20 Sekunden maximal einmal pro Jahr).<br />
Die Neutronenquelle (das Spallationsziel) befindet<br />
sich in einem 300 MW thermischer Energie erzeugenden,<br />
mit flüssigem Blei gekühlten Behälter.<br />
Dieser wird in Zusammenarbeit mit Ansaldo<br />
<strong>Nuclear</strong>e entwickelt, einem Genueser Unternehmen<br />
das bereits für das europäische Projekt des bleigekühlten<br />
Schnellen Reaktors ALFRED verantwortlich<br />
war. 7<br />
Dank intelligenter Blei- und Polyethylen-<br />
Abschirmungen um den Behälter wird die Kontaminierung<br />
des umgebenden Betonmantels vermieden<br />
und damit, dass nach der etwa 40–50 Jahre<br />
währenden Nutzung durch den Abriss zusätzliche<br />
schwach- und mittelradioaktive Abfälle entstehen.<br />
besonderen deutschen Bedürfnissen: während man<br />
bei kritischen Reaktoren (in ihrer gesamten Bandbreite<br />
von Druckwasserreaktoren bis zu Schnellen<br />
Brütern) immerzu eine sich selbst erhaltende<br />
Kettenreaktion kontrollieren muss, damit diese sich<br />
nicht verselbständigt, ist es bei unterkritischen ADS<br />
genau umgekehrt: wird nicht ständig von außen<br />
Energie zugeführt, um die Reaktion am Laufen zu<br />
halten, kommt die Neutronenquelle und damit die<br />
Transmutation nach zwei Millisekunden zum Erliegen.<br />
8 Durch die Bleikühlung bieten die Anlagen auch<br />
bei terroristischen Attacken intrinsische Sicherheit:<br />
fällt die Neutronenquelle aus, erstarrt das Blei<br />
und umhüllt den Atommüll als strahlungssicherer<br />
Mantel. Aufgrund des hohen Siedepunkts von Blei<br />
von 1700 °C spielt auch die Nachzerfallswärme eine<br />
untergeordnete Rolle.<br />
Das der „Abfallverbrennung“ vorangehende pyrochemische<br />
Verfahren der „Abfalltrennung“ erarbeitet<br />
Transmutex eng mit dem Argonne National Laboratory<br />
in Chicago, das bereits an der Errichtung der<br />
subkritischen Systeme in Minsk (Yalina Booster) 9<br />
und Charkiw (KIPT) beteiligt war. Bei dem schon<br />
vor Jahren ausführlich bis hin zum Gebäudeplan,<br />
Kapitalbedarf und Betriebskosten beschriebenen<br />
Verfahren 10 wird der nukleare Abfall in einer mehreren<br />
Hundert Grad Celsius heißen Elektrolyse an zwei<br />
Kathoden in natürliches Uran und eine Mischung aus<br />
Uran sowie Transuranen aufgespalten. Transmutex<br />
arbeitet daran, dass auch Spaltprodukte wie Iod-<br />
129, Technetium-99 11 und Cäsium-137 abgetrennt<br />
und anschließend transmutiert oder verglast und die<br />
Hüllrohre aus Zirconiumlegierungen in nicht mehr<br />
radioaktive Metalle getrennt werden. Aufgrund der<br />
hohen Temperaturen dürfte es auch möglich sein,<br />
bereits verglaste Abfälle, immerhin ein Drittel des<br />
deutschen Atommülls, wieder einzuschmelzen, die<br />
langlebigen Abfallstoffe getrennt zu entfernen und<br />
separat wieder für die Endlagerung zu verglasen.<br />
RESEARCH AUS DEN AND UNTERNEHMEN<br />
INNOVATION 37<br />
Ende 2024 soll das konzeptionelle Design für die<br />
gesamte Anlage vorliegen, mit dem bei den Genehmigungsbehörden<br />
Vorverfahren begonnen werden<br />
können, sowie 2027 die konkreten Baupläne. Der<br />
erste Spatenstich könnte somit 2028 erfolgen und<br />
das erste ADS 2032 den Betrieb aufnehmen. Das<br />
Sicherheitsprofil der Anlage entspricht dabei den<br />
Wie sieht es mit der Finanzierung aus?<br />
In Serienproduktion dürfte eine Anlage etwa<br />
700 Mio. EUR kosten, der Prototyp etwa 1.5 Mrd.<br />
Euro. Neben der Müllverbrennungsanlage braucht<br />
es davor zudem eine Mülltrennungsanlage (etwa<br />
der gleiche Preis) sowie danach eine Verglasungsanlage.<br />
Ein geringer Preis angesichts des<br />
6 www.psi.ch/de/media/die-protonenbeschleunigeranlage-des-psi<br />
7 Alessandro Alemberti (2018): Advanced Lead Fast Reactor European Demonstrator - ALFRED Project (www.gen-4.org/gif/upload/docs/application/pdf/2018-11/<br />
geniv_alfred_-_alemberti_-final_-_aa.pdf)<br />
8 Siehe Manuel Fernandez-Ordoñez et al. (2009): Reactivity monitoring of a subcritical assembly using beam-trips and current-mode fission chambers: The Yalina-<br />
Booster program (https://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/P1433_CD/datasets/papers/ads_et-04.pdf)<br />
9 Yousry Gohar/ Donald Smith (2010): YALINA Facility. A Sub-Critical Accelerator-Driven System (ADS) <strong>for</strong> <strong>Nuclear</strong>-Energy Research Facility Description and an Overview<br />
of the Research Program (1997-2008) https://publications.anl.gov/anlpubs/2010/04/66698.pdf<br />
10 Yoon Il Chang et al. (2018): Conceptual Design of a Pilot-Scale Pyroprocessing Facility (osti.gov/pages/servlets/purl/1530391)<br />
11 Siehe Jean-Pierre Revol (Hrsg.) (1999): The TARC Experiment (https://cds.cern.ch/record/437800/files/CERN-99-11.pdf) oder https://cds.cern.ch/record/2746001/<br />
files/asdhep27.083.pdf<br />
Research and Innovation<br />
Deutschlands nukleare Zukunft: beschleunigergetriebene Neutronenquellen ı Franklin Aus Servan-Schreiber, den Unternehmen<br />
Guido Houben
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
The Thorium Fuel Cycle is non-proliferant, efficient, and produces minimal long-lived waste<br />
RESEARCH AUS DEN AND UNTERNEHMEN<br />
INNOVATION 38<br />
THORIUM URANIUM<br />
MINING ENRICHING “BURNING” DISPOSING<br />
250 tons of U-238<br />
containing 1.75<br />
tons of U-235<br />
0.95 ton of Th-232<br />
0.05 ton of U-233*<br />
* Requires source of U-233<br />
35 tons of enriched fuel<br />
(1.15 tons of U-235)<br />
No enriching required.<br />
gesellschaftspolitischen Nutzens, zumal mit den<br />
Anlagen massiv Einnahmen generiert werden<br />
können:<br />
p Zum einen durch den Verkauf überschüssiger<br />
Neutronen zur Herstellung von radiopharmazeutischen<br />
Nukliden für Krebsdiagnose und -behandlung,<br />
über die alleine sich der Bau der Anlagen<br />
bereits mittelfristig amortisiert.<br />
p Zum anderen durch die Abwärme aus dem Transmutationsprozess,<br />
der zwar nicht als Strom,<br />
jedoch in Form von Wasserstoff bzw. Fern- oder<br />
Prozesswärme verkauft werden darf.<br />
Es folgen Einsparungen bei der Zwischenlagerung,<br />
für die in den nächsten Jahrzehnten hunderte<br />
Millionen Euro vorgesehen sind, und schließlich<br />
könnte der Fonds zur Finanzierung der kerntechnischen<br />
Entsorgung KENFO mit Einlagen in Höhe<br />
von 24 Mrd. Euro seinen Statuten zufolge Anlagen<br />
finanzieren, sobald die vorangehende Mülltrennung<br />
zulässig ist. Eine Erstattung der für die Umwandlung<br />
hochradioaktiver Abfälle entstehenden Kosten<br />
durch den KENFO käme nach einer Änderung des<br />
§ 9a Abs. 1 Satz 2 AtG grundsätzlich in Betracht.<br />
Die Nuklearstrategie in der deutschen<br />
Außenpolitik<br />
Der deutsche Kontext bleibt klar auf Atommüllreduzierung<br />
und die Produktion medizinischer<br />
Radioisotope fokussiert. Man könnte die entstehende<br />
Energie im Fall einer Forschungsanlage z. B.<br />
am ehemaligen KKW Neckarwestheim 2 in Kooperation<br />
mit dem Deutschen Krebs<strong>for</strong>schungszentrum<br />
Reactor burns U-235 and<br />
some Pu-239 is <strong>for</strong>med<br />
and burned<br />
Reactor converts Th-232<br />
to U-233 and burns it<br />
| Abb. 2<br />
Der Thorium-Brennstoffkreislauf ist nicht proliferierend, effizient und erzeugt minimalen langlebigen Abfall.<br />
33 tons U-238<br />
1 ton of fission<br />
products<br />
0.3 tons U-235<br />
0.3 tons Pu-239<br />
1 ton of fission<br />
products with<br />
minimal long-lived<br />
waste<br />
Heidelberg oder Max-Planck-Instituten in Stuttgart<br />
dessen ungeachtet gut zur Fernwärmeversorgung<br />
der umliegenden Gemeinden wie Heilbronn nutzen.<br />
Wie aber gegenüber dem Ausland handeln?<br />
Wie im Inland, so ist auch die deutsche Außenpolitik<br />
im Nuklearbereich bislang auf Energieerzeugung<br />
fixiert. In der Folge entstehen Konflikte mit europäischen<br />
Partnern z. B. bei den Verhandlungen über die<br />
EU-Taxonomie für nachhaltige Aktivitäten. Deren<br />
Risikoabwägungen mögen anders sein als unsere<br />
(CO 2 -freier Atomstrom als Übergangslösung oder<br />
in jeder Hinsicht dreckige und gesundheitsschädliche<br />
Kohle? Zukünftige Abhängigkeit von 50 % der<br />
Energieversorgung durch importierten Wasserstoff<br />
z. T. mit Strom aus arabischen AKW elektrolysiert<br />
oder dezentrale energieeffiziente Stromversorgung<br />
aus heimischen AKW? usw.), sie sind aber deswegen<br />
nicht weniger redlich bzw. demokratisch legitimiert.<br />
So verdienstvoll das Agieren der Atomkraftgegner<br />
zur Erhöhung von Sicherheit und Vermeidung von<br />
Atommüll in den letzten Jahrzehnten gewesen sein<br />
mag, so sehr verstellen die auf Annahmen von jahrzehntealten<br />
Technologien basierenden Aktionen<br />
aktuell den Blick auf alternative Entwicklungen,<br />
insbesondere zur Entschärfung von Atommüll und<br />
zur Produktion von Radiopharmazeutika. 12<br />
Wie<br />
will man z. B. dem Abschalten alter Forschungsreaktoren<br />
wie in Řež bei Prag begegnen, wo noch bis<br />
2028 etwa 10 % des globalen Technetium-99m-Bedarfs<br />
zur Krebsdiagnose hergestellt werden? 13<br />
Durch neue Technologien wie z. B. eine beschleunigergetriebene<br />
Forschungsneutronenquelle könnte<br />
Deutschland einen überragenden Beitrag zur<br />
9<br />
12 https://euratom-supply.ec.europa.eu/activities/supply-medical-radioisotopes_en<br />
13 www.frm2.tum.de/frm2/industrie-medizin/radioisotopen-produktion/molybdaen-99/<br />
Research and Innovation<br />
Aus Deutschlands den Unternehmen<br />
nukleare Zukunft: beschleunigergetriebene Neutronenquellen ı Franklin Servan-Schreiber, Guido Houben
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
Versorgungssicherheit in der Nuklearmedizin und<br />
zur Entwicklung neuer Krebsmedikamente leisten.<br />
Auch beim globalen Umweltschutz, bei der Nichtverbreitung<br />
von atomwaffenfähigem Material, bei der<br />
Sicherheit von Atomkraftwerken steht uns der bisherige<br />
Ansatz im Weg. Wir werden China, Indien und<br />
andere Länder nicht davon abhalten können, in den<br />
nächsten Jahren Dutzende von Atomkraftwerken als<br />
Grundlastergänzung zu Erneuerbaren Energien zu<br />
bauen. Wir können aber dazu beitragen, dass diese<br />
sicher und umweltfreundlich sind.<br />
Mit beschleunigergetriebenen Neutronenquellen<br />
auf der Basis von Thorium, wie Indien sie anstrebt,<br />
haben wir zudem die Möglichkeit, endlich den Uran-<br />
Zyklus zu verlassen, der ursprünglich vor allem zur<br />
Produktion von waffenfähigem Plutonium initiiert<br />
wurde. Wie in Abbildung 2 dargestellt, würde dies<br />
für den Umweltschutz signifikante Verbesserungen<br />
in den Bereichen Bergbau, Anreicherung und Abfall<br />
bedeuten. 14 Die Zukunft hat begonnen und wird in<br />
den nächsten Monaten entschieden. Es liegt an uns,<br />
ob wir die Chance ergreifen.<br />
Autoren<br />
Franklin Servan-Schreiber<br />
Vorstandsvorsitzender,<br />
Transmutex AG<br />
franklin@transmutex.com<br />
Franklin Servan-Schreiber, Vorstandsvorsitzender der Transmutex AG,<br />
Unternehmensgründer und Umweltaktivist. Vorstandsmitglied des <strong>International</strong>en<br />
Thorium Energie Komitees (iThEC). Nach dem Studium zum Elektroingenieur<br />
und Historiker an der Carnegie Mellon Universität in Pittsburg (Pennsylvania)<br />
Führungspositionen in New York, Paris, Tokio und Lausanne u. a. bei Sony<br />
Laboratories sowie als Leiter Kommunikation des <strong>International</strong>en Olympischen<br />
Komitees in Lausanne.<br />
Dr. Guido Houben<br />
Verwaltungsdirektor,<br />
Transmutex AG<br />
guido.h@transmutex.com<br />
Dr. Guido Houben. Studium in Mannheim (Musik, Russisch, Politikwissenschaft)<br />
sowie an der Harvard Kennedy School (MPA). Auslandsaufenthalte in Nowosibirsk,<br />
Hart<strong>for</strong>d (Connecticut) und Straßburg. Promotion zum<br />
Dr. phil. an der FU Berlin. Wissenschaftlicher Referent zweier Bundestagsabgeordneter<br />
in Bonn und Berlin (SPD), Geschäftsführer diverser Festivals und<br />
Orchester in Frankreich, den USA und der Schweiz sowie seit 2019 Verwaltungsdirektor<br />
der Transmutex AG (Genf).<br />
RESEARCH AUS DEN AND UNTERNEHMEN<br />
INNOVATION 39<br />
14 Siehe dazu auch den Uran-Atlas 2022 des BUND (www.bund.net/fileadmin/user_upload_bund/publikationen/atomkraft/Uranatlas_2022_2.pdf) oder die Greenpeace-Dokumentation<br />
über Uranabbau in Russland (https://media.greenpeace.org/archive/Uranium-Mines-in-Russia--Video--27MDHUHA14GS.html)<br />
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Research and Innovation<br />
Deutschlands nukleare Zukunft: beschleunigergetriebene Neutronenquellen ı Franklin Aus Servan-Schreiber, den Unternehmen<br />
Guido Houben
<strong>atw</strong> Vol. 67 (2022) | Ausgabe 5 ı September<br />
www.ktg.org<br />
KERNTECHNIK 2022 · 21. – 22. JUNI · LEIPZIG 50<br />
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Special | KERNTECHNIK 2022<br />
Ehrenmitgliedschaft ı Laudatio Frank Apel
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
Dual Fluid-Reaktortechnologie:<br />
Neue Kerntechnik in Ruanda<br />
Götz Ruprecht<br />
Einleitung<br />
Die deutsch-kanadische Firma Dual Fluid arbeitet seit rund einem Jahrzehnt an einem völlig neuen Reaktordesign.<br />
Wie es dazu kam, wie sich das Unternehmen bisher entwickelte und welche Schritte jetzt geplant<br />
sind, um die Technologie zu realisieren, ist im folgenden Beitrag erläutert.<br />
Weltweit werden gerade neue Reaktordesigns entwickelt.<br />
Echte Innovationen sieht man dabei eher<br />
selten, denn die meisten Konzepte ähneln verkleinerten<br />
Leichtwasserreaktoren. Eine der wenigen<br />
echten Neuerungen kommt aus Deutschland: Dual<br />
Fluid, inzwischen eine kanadische Firma, verbindet<br />
die Vorteile von flüssigem Brennstoff mit Bleikühlung.<br />
Diese Kombination zweier bekannter Konzepte<br />
könnte die Leistungsfähigkeit heutiger Kernkraft<br />
um ein Vielfaches steigern. Geht das Konzept auf,<br />
könnte es ein ganz neues Kapitel in der Energieversorgung<br />
aufschlagen.<br />
Die Anfänge<br />
Im Jahr 2009 suchen die Physiker Ahmed Hussein<br />
und Götz Ruprecht am TRIUMF National<br />
Laboratory in Kanada wegen der Molybdän-Krise<br />
nach einem neuen Weg, um seltene medizinische<br />
Isotope mit Hilfe eines Ionenbeschleunigers herzustellen.<br />
Die ersten Simulationen des Verfahrens<br />
sind vielversprechend. Ruprecht ist fasziniert von<br />
der Idee und entschließt sich, sie weiterzuverfolgen.<br />
Zusammen mit Armin Huke, Postdoc an der<br />
Technischen Universität Berlin, und Konrad Czerski,<br />
Lehrstuhlinhaber für Kern- und Medizinphysik<br />
an der Universität Stettin, rechnet er die Methode<br />
grundlegend durch. Auch die neuen Ergebnisse bestätigen<br />
das Funktionsprinzip, doch der gefundene<br />
Weg, um die knappen Isotope bereitzustellen, wäre<br />
wenig wirtschaftlich.<br />
Um den Entwurf zu verbessern, erweitert Armin<br />
Huke den Beschleuniger um eine Anordnung, die<br />
den Neutronenfluss verstärken soll. Er entwirft<br />
dafür zwei ineinander verschränkte Kreisläufe, in<br />
denen jeweils flüssiger Kernbrennstoff und eine die<br />
Wärme abführende Substanz zirkulieren. Bald ist<br />
klar, dass Hukes Idee auch als eigenständiger Reaktor,<br />
ohne den Beschleuniger, funktionieren würde.<br />
Damit ist der Dual Fluid Reaktor geboren. Das neue<br />
Design könnte den nuklearen Brennstoff bei höchsten<br />
Temperaturen vollständig nutzen und so die<br />
Grenzen aktueller Kernkraft aufheben.<br />
Was seitdem passiert ist<br />
In den folgenden Jahren versuchen die Erfinder,<br />
Geld oder politische Unterstützung in Deutschland<br />
aufzutreiben – nach dem Unfall von Fukushima<br />
ein aussichtloses Unterfangen, trotz namhafter<br />
Fürsprecher. Als der Dual Fluid Reaktor 2013 überraschend<br />
die Publikumnominierung der „GreenTec<br />
Awards“ gewinnt, schließen die Veranstalter das<br />
Konzept kurzerhand nachträglich vom Wettbewerb<br />
aus. Auch davon lassen sich die beiden Haupterfinder<br />
Armin Huke und Götz Ruprecht nicht<br />
entmutigen und verfolgten ihre Idee unbeirrt. Den<br />
Rahmen dafür bietet das von ihnen mitgegründete<br />
gemeinnützige Institut für Festkörper-Kernphysik,<br />
das ihnen durch Spendenmittel erlaubt, das Konzept<br />
zu vertiefen und um eine Brennstoff-Recyclinganlage<br />
zu erweitern. Damit kann der Reaktor jeglichen<br />
spalt- oder brütbaren Stoff nahezu vollständig verwerten.<br />
Der Unterstützerkreis wächst derweil um<br />
weitere Enthusiasten und Spezialisten, die das Projekt<br />
jeweils auf ihre Art voranbringen.<br />
Allen Widrigkeiten zum Trotz gründet das inzwischen<br />
zwölf Personen zählende Team Anfang<br />
2021 die Firma Dual Fluid Energy Inc., um das<br />
Dual Fluid Prinzip erstmals in einem kleinen modularen<br />
Reaktor (SMR) zu realisieren. Die Wahl<br />
für die Rechts<strong>for</strong>m des neuen Unternehmens fällt<br />
auf das Unternehmer- und Kernenergie-freundliche<br />
Kanada. Mitte des Jahres schließt Dual Fluid<br />
die Seed-Finanzierungsrunde erfolgreich ab und<br />
sammelt über vier Millionen Euro von Investoren<br />
aus dem deutschsprachigen Raum ein – überwiegend<br />
Unternehmer, die den Wert einer stabilen und<br />
bezahlbaren Energieversorgung erkennen. Die eingeworbenen<br />
Mittel dienen dazu, die Firma weiter<br />
aufzubauen, bestehende Kooperationen mit akademischen<br />
Partnern zu festigen und neue einzugehen.<br />
Neue Partner<br />
Da es sich um ein völlig neues Reaktordesign handelt,<br />
ist die Zusammenarbeit mit wissenschaftlichen<br />
Instituten ein wichtiger Eckpfeiler der Entwicklung.<br />
RESEARCH AUS DEN AND UNTERNEHMEN<br />
INNOVATION 41<br />
Special Research | KERNTECHNIK and Innovation 2022<br />
Dual Fluid: Neue Ehrenmitgliedschaft Kerntechnik Aus in den Ruanda ı Antwort Unternehmen<br />
ı Götz Erwin Ruprecht Fischer
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
RESEARCH AUS DEN AND UNTERNEHMEN<br />
INNOVATION 42<br />
2022 kommen die Lehrstühle für Nukleartechnik<br />
an den technischen Universitäten Dresden und<br />
München als Vertragspartner mit ins Boot. Auch<br />
das Schweizer Paul-Scherrer-Institut ist involviert.<br />
Die beteiligten Forscher entwickeln und evaluieren<br />
gemeinsam Methoden, die die Sicherheit des<br />
Dual Fluid Konzepts nachweisen können und die<br />
Leistungsentfaltung im Reaktor in verschiedenen<br />
Betriebszuständen darstellen.<br />
2023 unterzeichnet Dual Fluid eine Absichtserklärung<br />
mit TRIUMF Labs, dem kanadischen<br />
Teilchenbeschleunigerzentrum, einem der weltweit<br />
führenden Forschungszentren für subatomare Physik.<br />
Die Materialtests für den Reaktor sollen noch<br />
völlig neue Dual Fluid Prinzip zum ersten Mal in der<br />
Realität zeigen.<br />
Der ursprüngliche Plan, den Demonstrationsreaktor<br />
in Kanada zu realisieren, wurde wegen einer voraussichtlich<br />
langen Lizenzierungszeit von etwa fünf<br />
Jahren zurückgestellt. Als Alternative rückte bald<br />
Ruanda (Ostafrika) in den Fokus. Die Regierung des<br />
ehemaligen Bürgerkriegslands ist entschlossen, in<br />
die Kernenergie einzusteigen, um den wachsenden<br />
Energiebedarf der Bevölkerung zu decken, den<br />
Industriesektor weiterzuentwickeln und eine klimaresistente<br />
Wirtschaft aufzubauen. Fidele Ndahayo,<br />
Chef der ruandischen Atomenergiebehörde: „Wir<br />
sind ein ´Proof-of-Concept´-Land und wollen die<br />
Integration innovativer Technologien<br />
beschleunigen. Deshalb<br />
geht Ruanda strategische Partnerschaften<br />
mit Start-ups ein,<br />
die sich mit der Konzeption und<br />
Entwicklung kleiner modularer<br />
Reaktoren befassen.“<br />
| Abb. 1<br />
Vertragsunterzeichung in Kigali, Ruanda: Fidele Ndahayo, Chef der ruandischen<br />
Atomenergiebehörde, Ernest Nsabimana, Minister für Infrastruktur, und Armin Huke,<br />
Dual Fluid (President/Chairman of the Board).<br />
in diesem Jahr beginnen. Ziel ist die Identifizierung<br />
der Materialien, die den hohen An<strong>for</strong>derungen im<br />
Reaktorkern, der bei Temperaturen von 1000 °C<br />
arbeitet und hochradioaktive und korrosive Bedingungen<br />
erzeugt, am besten standhalten. Diese<br />
Forschung wird die weltweit führenden Materialbestrahlungsanlagen<br />
von TRIUMF (die Protonen- und<br />
Neutronenbestrahlungsanlagen, PIF und NIF) und<br />
die metallurgischen Prüfmöglichkeiten nutzen.<br />
Ergänzend finden erste Materialtests mit einem<br />
eigenen Versuchsaufbau im Labor in Berlin statt,<br />
das Mitte 2023 den Betrieb aufnimmt. Sicherheitsanalysen<br />
und Materialtests sind eine Voraussetzung<br />
für die spätere Lizenzierung des ersten Leistungsreaktors.<br />
Demonstrationsreaktor in Ruanda<br />
Um die Technologie schrittweise zu verwirklichen,<br />
entwickelte das Team einen Demonstrationsreaktor<br />
(technisch korrekt: „kritisches Demonstrator-Experiment“)<br />
im kleinen Maßstab. Die Anlage soll das<br />
Geschäftsführer Götz Ruprecht<br />
über die Kooperation: „Zeit ist<br />
ein kritischer Faktor für uns.<br />
Nach Jahren der detaillierten<br />
Vorbereitung und Verbesserung<br />
des Konzepts haben wir in Ruanda<br />
den idealen Partner für<br />
die erste Umsetzung gefunden.<br />
Das Land bietet ein stabiles und<br />
positives Geschäftsumfeld, das<br />
bereits große internationale<br />
Unternehmen angezogen hat.<br />
In Ruanda haben wir gute Chancen, so schnell wie<br />
möglich ans Ziel zu kommen.“<br />
Obwohl das Lizenzierungsverfahren überall nach<br />
denselben Standards der IAEA durchgeführt werden<br />
muss, erwartet Dual Fluid eine schnellere<br />
Bearbeitung in Ruanda. Götz Ruprecht: „Wegen des<br />
enormen Energiebedarfs hat unser Projekt hohe Priorität<br />
hat und man ist hier eher bereit, dafür eigene<br />
Bearbeitungskapazitäten zu schaffen.“ Die IAEA<br />
war in die Beratungsgespräche mit der ruandischen<br />
Atomenergiebehörde involviert.<br />
Der Demo-Reaktor, etwa von der Größe einer<br />
Waschmaschine, wird keinen Strom erzeugen,<br />
sondern soll insbesondere die vollständige Selbstregulierung<br />
der Technologie zeigen: Wenn die<br />
Temperatur steigt, dehnt sich der Brennstoff aus und<br />
die Spaltrate sinkt automatisch. Er soll bis 2026 betriebsbereit<br />
sein; die experimentelle Erprobung der<br />
Dual Fluid Technologie soll bis ca. 2028 andauern.<br />
Research and Innovation<br />
Aus Dual Fluid: den Neue Unternehmen<br />
Kerntechnik in Ruanda ı Götz Ruprecht
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
RESEARCH AUS DEN AND UNTERNEHMEN<br />
INNOVATION 43<br />
| Abb. 1<br />
Blick in die Halle mit geplantem Demonstrationsreaktor.<br />
Die ruandische Regierung wird den Standort und<br />
die Infrastruktur für das Projekt zur Verfügung<br />
stellen, während Dual Fluid für die technische Umsetzung<br />
der Partnerschaft verantwortlich ist. Die<br />
Konstruktion des Reaktorkerns soll in der ersten<br />
Jahreshälfte 2024 beginnen, sobald die Prüfung<br />
des Standorts – etwa eine Autostunde entfernt von<br />
der Hauptstadt Kigali – abgeschlossen ist. Um die<br />
Kosten von etwa 70 Millionen Euro für den Reaktor<br />
zu decken, hat das Unternehmen eine neue Finanzierungsrunde<br />
gestartet, die sich ausschließlich an<br />
qualifizierte Investoren richtet.<br />
Die wichtigsten Vorteile Ruandas aus Unternehmenssicht:<br />
p Günstige Rahmenbedingungen für Unternehmen:<br />
Laut Weltbank gehören die Indizes für<br />
politische Stabilität, Rechtsstaatlichkeit und<br />
Qualität der Gesetzgebung zu den besten in<br />
Afrika. Ruanda liegt beim Weltbank-Index<br />
„Ease of doing business“ weltweit auf Platz 38<br />
von 190 Ländern.<br />
p Niedrige Korruption: Ruanda hat die Korruption<br />
innerhalb von zweieinhalb Jahrzehnten drastisch<br />
reduziert. Seit den späten 1990ern verfolgt<br />
die Regierung einen strikten Anti-Korruptionskurs,<br />
auch um das ehemalige Bürgerkriegsland<br />
zu befrieden. Heute gehört Ruanda zu den am<br />
wenigsten korrupten Ländern Afrikas; im weltweiten<br />
Vergleich liegt es im oberen Drittel und<br />
damit in der gleichen Liga wie Polen, die<br />
Slowakei oder Griechenland.<br />
p Konstant hohes Wirtschaftswachstum: Die<br />
ruandische Wirtschaft wuchs in den letzten<br />
beiden Jahrzehnten fast konstant über 6 % pro<br />
Jahr. Nach der jüngsten IWF-Prognose wird<br />
dieses Niveau auch in Zukunft gehalten (7,5 %<br />
im Jahr 2024).<br />
p Darüber hinaus fällt positiv auf, dass viele<br />
öffentliche Ämter mit ausgewiesenen technischen<br />
Experten besetzt sind, was in Deutschland<br />
und anderen westlichen Ländern immer<br />
mehr zur Ausnahme zu werden scheint.<br />
Sollte das kritische Demonstrator-Experiment in<br />
Ruanda erfolgreich sein, geht Dual Fluid davon aus,<br />
dass das Interesse an neuer Kernkraft spätestens<br />
dann auch in Deutschland groß sein wird.<br />
Autor<br />
Dr. Götz Ruprecht<br />
CEO Dual Fluid Energy Inc.<br />
goetz.ruprecht@dual-fluid.com<br />
Dr. Götz Ruprecht studierte Physik an der Technischen Universität Berlin und<br />
wurde dort in Kernphysik promoviert. Anschließend arbeitete er am nationalen<br />
Kern<strong>for</strong>schungszentrum TRIUMF in Kanada. Ab 2010 entwickelte er mit Kollegen<br />
das Konzept für den Dual Fluid Reaktor und trieb dessen theoretische Entwicklung<br />
voran. Anfang 2021 gründete er die Firma Dual Fluid Energy Inc. mit und ist<br />
seitdem als CEO für die Realisierung der Technologie verantwortlich.<br />
Research and Innovation<br />
Dual Fluid: Neue Kerntechnik Aus in den Ruanda Unternehmen<br />
ı Götz Ruprecht
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
SPOTLIGHT ON NUCLEAR LAW 44<br />
Ein Rechtsrahmen für die Kernfusion<br />
Christian Raetzke<br />
Wie im letzten Heft der <strong>atw</strong> ausführlich dargestellt, bekommt die Fusions<strong>for</strong>schung in Deutschland<br />
gegenwärtig aus der Politik kräftigen Rückenwind. Am 22. Juni dieses Jahres veröffentlichte das Bundesministerium<br />
für Bildung und Forschung (BMBF) unter Ministerin Bettina Stark-Watzinger (FDP) ein<br />
Positionspapier „Fusions<strong>for</strong>schung – Auf dem Weg zur Energieversorgung von morgen“, 1 in dem die notwendigen<br />
Schritte hin zu einem deutschen „Fusionsökosystem“ skizziert werden. In dem Papier wird auch<br />
die Schaffung eines rechtlichen Rahmens für die Kernfusion empfohlen. Dieser Aspekt soll im Folgenden<br />
aufgegriffen und näher betrachtet werden. Welche Schritte sind er<strong>for</strong>derlich, um eine tragfähige juristische<br />
Grundlage für die Kernfusion bereitzustellen?<br />
Welche Rechtsgrundlage galt bisher?<br />
Die bestehenden Forschungsanlagen wurden auf der<br />
Grundlage des Strahlenschutzrechts genehmigt. Um<br />
das prominenteste Beispiel zu nehmen: die Anlage<br />
Wendelstein 7-X in Greifswald, die der Er<strong>for</strong>schung<br />
des Bautyps „Stellarator“ dient, wurde genehmigungsrechtlich<br />
als Anlage zur Erzeugung ionisierender<br />
Strahlung behandelt. Das zuständige Ministerium<br />
des Landes Mecklenburg-Vorpommern erteilte<br />
1997 eine Errichtungsgenehmigung nach § 15 der<br />
StrlSchV von 1976 (heute § 10 Abs. 1 StrlSchG) und<br />
2015 eine Betriebsgenehmigung nach § 11 Abs. 2 der<br />
StrlSchV von 2001 (heute § 12 Abs. 1 Nr. 1 StrlSchG). 2<br />
Das AtG kam dagegen für die Genehmigung von Forschungsanlagen<br />
wie dem Wendelstein 7-X nicht in<br />
Betracht. Die Genehmigungsnormen des AtG beziehen<br />
sich auf Kernbrennstoffe; Kernbrennstoffe sind<br />
in § 2 Abs. 1 Satz 2 AtG (und gleichlautend in § 3 Abs.<br />
1 Satz 2 StrlSchG) als „besondere spaltbare Stoffe“<br />
charakterisiert und konkret mit angereichertem<br />
Uran und bestimmten Plutoniumisotopen bezeichnet.<br />
Weder finden solche Stoffe in den bisherigen<br />
Versuchsanlagen Anwendung, noch ist die Kernfusion<br />
als Vorgang überhaupt adäquat mit den das<br />
AtG prägenden Begriffskategorien der Kernspaltung<br />
zu erfassen.<br />
Wie wäre die Rechtsgrundlage<br />
weiterzuentwickeln?<br />
Auch wenn das geltende Strahlenschutzrecht die bislang<br />
verwirklichten Versuchsanlagen abzudecken<br />
vermag, so ist doch festzustellen, dass im StrlSchG<br />
ausdrücklich auf die Kernfusion bezogene Regelungen<br />
fehlen; künftige, weiterentwickelte Anlagen<br />
sollten genehmigungsrechtlich nicht mehr als<br />
(bloße) „Anlagen zur Erzeugung ionisierender<br />
Strahlung“ charakterisiert werden. Eine Neuregelung<br />
wird sich spätestens dann aufdrängen, wenn in<br />
künftigen Anlagen – anders als heute – tatsächlich<br />
Tritium, ein Radioisotop, zum Einsatz kommt. Die<br />
für Kraftwerke bestimmende Fusionsreaktion besteht<br />
bekanntlich aus der Verschmelzung eines Deuterium-<br />
und eines Tritiumkerns. In einem künftigen<br />
„echten“ Fusionskraftwerk stellen sich – neu oder<br />
ggü. heutigen Versuchsanlagen verstärkt – durchaus<br />
relevante Fragestellungen mit Blick auf Neutronenflüsse,<br />
Spektren harter elektromagnetischer Strahlung,<br />
das Tritiuminventar und den Tritium-Kreislauf,<br />
Brutaktivitäten und die Aktivierung von Strukturmaterialien.<br />
Auch Risiken außerhalb ionisierender<br />
Strahlung müssen berücksichtigt werden (etwa<br />
Magnetfelder, Laser, Vorhandensein von nichtradioaktiven<br />
Gefahrstoffen). Hier wäre ein einheitliches<br />
Genehmigungsregime vorteilhaft, das diesen Aspekten<br />
Rechnung trägt. Zu Recht weist auch das BMBF<br />
darauf hin, dass die Entwicklung einer Fusions-Infrastruktur<br />
einen maßgeschneiderten Rechtsrahmen<br />
benötigt, um allen Beteiligten die notwendige<br />
Rechtssicherheit zu geben.<br />
Wo wäre die Kernfusion zu regeln?<br />
Es besteht Einigkeit, dass die ausschließliche Gesetzgebungskompetenz<br />
des Bundes aus Art. 73 Abs. 1 Nr.<br />
14 GG, die für „die Erzeugung und Nutzung der Kernenergie<br />
zu friedlichen Zwecken“ und „den Schutz<br />
gegen Gefahren, die … durch ionisierende Strahlen<br />
entstehen“, gilt, die Kernfusion einschließt. 3 Einer<br />
Regelung durch Bundesgesetz stünde also nichts im<br />
Wege. Für die Verortung eines Regelungskomplexes<br />
zur Kernfusion gibt es mehrere Möglichkeiten: das<br />
StrlSchG, das AtG oder ein eigenes Fusionsgesetz.<br />
Das BMBF-Papier (S. 23 und S. 26 f.) plädiert dafür,<br />
1 https://www.bmbf.de/SharedDocs/Publikationen/de/bmbf/7/775804_Positionspapier_Fusions<strong>for</strong>schung.html.<br />
2 Sieg, Genehmigungsverfahren für die Kernfusion: Wendelstein 7-X, Vortragsfolien, dat. 25.11.2016, abrufbar unter https://www.lps-berlin.de/sites/default/files/<br />
inline-files/Dr_Sieg_Kernfusionsexperiment.pdf.<br />
3 Wissenschaftliche Dienste des Deutschen Bundestages, Rechtliche Rahmenbedingungen für die Errichtung und den Betrieb von Fusionskraftwerken zur kommerziellen<br />
Energiegewinnung, 28. März 2023, S. 13; https://www.bundestag.de/resource/blob/948818/1db0c6a5a8cb1fb68615f78eb0858547/WD-8-004-23-PE-6-010-<br />
23-pdf-data.pdf.<br />
Spotlight on <strong>Nuclear</strong> Law<br />
Ein Rechtsrahmen für die Kernfusion ı Christian Raetzke
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
die Rahmenbedingungen „außerhalb des Atomrechts“,<br />
nämlich durch eine Anpassung des StrlSchG<br />
zu schaffen. Konkret würde das die Formulierung<br />
neuer, auf die Fusion bezogener An<strong>for</strong>derungen und<br />
die Schaffung eines neuen Genehmigungstatbestandes<br />
im StrlSchG – etwa als § 12 Abs. 1 Nr. 6 oder als<br />
§ 12a StrlSchG und/oder in der StrlSchV (oder ggf.<br />
die Schaffung einer eigenen Fusionsverordnung unter<br />
dem StrlSchG) bedeuten. Eine andere Möglichkeit<br />
wäre, die Genehmigung von Fusionskraftwerken<br />
im AtG zu regeln. Allerdings handelt es sich auch<br />
bei Tritium bzw. den beim Betrieb von Fusionskraftwerken<br />
entstehenden Aktivierungsprodukten nicht<br />
um spaltbare Stoffe und damit nicht um Kernbrennstoffe<br />
im Sinne des § 2 AtG; in einem solchen Falle<br />
müsste daher die bestehende Zentrierung des AtG<br />
auf Kernbrennstoffe aufgegeben werden. Neben der<br />
Einfügung eines neuen Genehmigungstatbestandes<br />
wären damit erhebliche „Umbauarbeiten“ des Gesamt-AtG<br />
er<strong>for</strong>derlich. 4<br />
Als weiterführend kann sich vielleicht folgende<br />
Überlegung erweisen: Der Gesetzgeber des AtG hat<br />
Anlagen und Tätigkeiten rund um Kernbrennstoffe<br />
unmittelbar im AtG geregelt, weil er sie als besonders<br />
gefährlich und damit als besonders regelungs- und<br />
überwachungsbedürftig ansah. 5<br />
Die Regulierung<br />
sonstiger Tätigkeiten, die mit ionisierender Strahlung<br />
zu tun haben, wurde dagegen im AtG von 1959<br />
über Verordnungsermächtigungen delegiert, aus<br />
denen u. a. die StrlSchV hervorging. Seit 2017/18<br />
übernimmt das StrlSchG diese Aufgabe. Insofern<br />
kann man die Frage nach der Verortung künftiger<br />
Fusionsregelungen auch so stellen, ob die mit einem<br />
Fusionsreaktor verbundenen Risiken analog zu den<br />
damaligen Überlegungen des Gesetzgebers die Aufnahme<br />
ins AtG rechtfertigen.<br />
Nach allgemeiner Auffassung ist das von einem Fusionsreaktor<br />
ausgehende Risiko um ein Vielfaches<br />
geringer als bei einem Kernkraftwerk. 6 Stichworte<br />
sind die nicht vorhandene Kritikalität, die deutlich<br />
weniger problematische Wärmeabfuhr (keine Nachzerfallswärme)<br />
und das fehlende Anfallen von langlebigen<br />
hochradioaktiven Abfällen, die einer Endlagerung<br />
bedürften. Mit Blick auf den Strahlenschutz<br />
ergeben sich bei Fusionsreaktoren Fragestellungen,<br />
die durchaus nicht trivial sind; genannt seien die<br />
hohen Neutronenflüsse, das Entstehen von Röntgen-<br />
und Bremsstrahlung und die Aktivierung von<br />
Strukturmaterialien. Diese Fragen sind jedoch im<br />
Rahmen des Strahlenschutzrechts, das auch andere<br />
vergleichbar anspruchsvolle Tätigkeiten kennt, lösbar.<br />
An einer Stelle gibt es schon im heutigen Recht eine<br />
Bestimmung zur Kernfusion, die auch eine Positionierung<br />
des Gesetzgebers erkennen lässt, nämlich<br />
im Bereich der Atomhaftung, die für das gesamte<br />
Atom- und Strahlenschutzrecht in den §§ 25 ff. AtG<br />
geregelt ist. Die Haftung für einen Schaden, der – so<br />
die schöne Formulierung – „durch die Wirkung eines<br />
Kernvereinigungsvorgangs verursacht wird“, ist seit<br />
der Erstfassung des AtG von 1959 ausdrücklich in<br />
der sog. Isotopen- oder Besitzerhaftung in § 26 AtG<br />
(dort Abs. 2) angesiedelt und nicht (wie die Fälle des<br />
§ 26 Abs. 1a AtG) inhaltlich der Haftung für Kernanlagen<br />
gleichgestellt, die in § 25 AtG i. V. m. dem<br />
internationalen Pariser Übereinkommen geregelt<br />
ist. Die Haftungsregelung des § 26 betrifft Fälle, die<br />
auch aus Sicht des Gesetzgebers ein geringeres Gefahrenpotential<br />
aufweisen. 7 Der Gesetzgeber hat an<br />
dieser Stelle also bereits das Risiko der Kernfusion<br />
mit demjenigen sonstiger strahlenschutzrechtlich<br />
relevanter Tätigkeiten in Bezug gesetzt und von<br />
demjenigen der Kernspaltung mit ihrem Kritikalitätsrisiko<br />
abgegrenzt.<br />
Bedenkt man das geringere Risikopotential der Fusion<br />
und schreibt man die jetzige Struktur der atomund<br />
strahlenschutzrechtlichen Regelungen gedanklich<br />
<strong>for</strong>t, dann spricht also viel dafür, dem Vorschlag<br />
des BMBF zu folgen und die Vorschriften, die die<br />
Kernfusion betreffen, im StrlSchG bzw. in einer von<br />
diesem Gesetz abhängigen Verordnung anzusiedeln;<br />
der Regelungsbereich des AtG würde dann unverändert<br />
bei der Kernspaltung, also bei der Genehmigung<br />
von Anlagen des Kernbrennstoffkreislaufs, und der<br />
Beseitigung radioaktiver Abfälle belassen.<br />
Wie wird die Regulierung der<br />
Kernfusion international gesehen?<br />
Das BMBF-Papier verweist durchaus zutreffend auf<br />
internationale Entwicklungen, die eher in die Richtung<br />
einer Anwendung des Strahlenschutzrechts auf<br />
Fusionsanlagen gehen. In den USA hat die <strong>Nuclear</strong><br />
Regulatory Commission (NRC) Anfang dieses Jahres<br />
ein Strategiepapier 8 veröffentlicht, das empfiehlt,<br />
die Regulierung von Fusionskraftwerken nicht unter<br />
den Kategorien der kerntechnischen Anlagen („production<br />
facilities“ und „utilization facilities“) und<br />
Kernbrennstoffe („special nuclear material“) des<br />
SPOTLIGHT ON NUCLEAR LAW 45<br />
4 Für eine erste Analyse der bestehenden AtG-Regelungen mit Blick auf ihre Anwendbarkeit auf die Fusion siehe Wissenschaftliche Dienste des BT (vorige Fn.), S. 14 ff.<br />
5 Siehe die amtliche Begründung des AtG, BT-Drs. 3/759, S. 18 f.<br />
6 Siehe hierfür nur GRS, Untersuchung der Sicherheit von Kernfusionskraftwerken hinsichtlich nuklearer Stör- und Unfälle, November 2013; https://www.bmuv.de/<br />
download/untersuchung-der-sicherheit-von-kernfusionskraftwerken-hinsichtlich-nuklearer-stoer-und-unfaelle.<br />
7 BT-Drs. 3/759, S. 36; dazu allgemein auch Raetzke in Frenz, Atomrecht, Kommentar, 2019, § 26 AtG Rn. 2.<br />
8 NRC, Options <strong>for</strong> Regulating and Licensing Fusion Energy Systems, SECY-23-0001, 04.01.2023; https://www.nrc.gov/docs/ML2227/ML22273A178.html.<br />
Spotlight on <strong>Nuclear</strong> Law<br />
Ein Rechtsrahmen für die Kernfusion ı Christian Raetzke
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
SPOTLIGHT ON NUCLEAR LAW 46<br />
Atomic Energy Act vorzunehmen, sondern sie vielmehr<br />
in die Kategorie „byproduct material“ einzuordnen,<br />
die man mit „sonstigen radioaktiven Stoffen“<br />
gleichsetzen kann. In ganz vergleichbarer Weise<br />
hat schon 2021 das englische Wirtschafts- und Energieministerium<br />
empfohlen, Fusionsanlagen auch in<br />
Zukunft als „radioactive substance activity“ zu regulieren<br />
und nicht als „nuclear installations“, die einer<br />
„nuclear site licence“ (vergleichbar einer deutschen<br />
§-7-AtG-Genehmigung) bedürfen. 9<br />
Sowohl in den USA als auch in UK werden diese<br />
Überlegungen mit dem geringeren Risiko von Fusionsanlagen<br />
begründet, das eine Anwendung des<br />
Kernanlagenrechts als nicht er<strong>for</strong>derlich, ja als nicht<br />
gerechtfertigt und unangemessen erscheinen lässt.<br />
In Frankreich, wo zur Zeit die größte internationale<br />
Versuchsanlage ITER entsteht, ist man einen etwas<br />
anderen Weg gegangen, indem der ITER dort als „installation<br />
nucléaire de base“ (INB), also unter der gewichtigsten<br />
Kategorie des französischen Atomrechts<br />
eingeordnet und seine Errichtung entsprechend genehmigt<br />
wurde. 10 Diesen Begriff darf man aber nicht<br />
mit „Kernkraftwerk“ oder „kerntechnische Anlage“<br />
gleichsetzen.<br />
Wie aus der Definition in Art. L593-2 des französischen<br />
Umweltgesetzbuchs (Code de l’Environnement)<br />
hervorgeht, sind INB nicht nur Reaktoren und<br />
Anlagen des Kernbrennstoffkreislaufs (Nr. 1 und 2),<br />
sondern auch Anlagen, die radioaktive Stoffe enthalten<br />
und bestimmten Eigenschaften entsprechen<br />
(Nr. 3), sowie bestimmte Beschleuniger (Nr. 4). Der<br />
Begriff greift also inhaltlich in Bereiche über, die in<br />
Deutschland dem Strahlenschutzrecht zugeordnet<br />
werden. Die Einordung als INB bedeutet auch nicht<br />
per se, dass die An<strong>for</strong>derungen und Regelwerke für<br />
Kernkraftwerke inhaltliche Anwendung finden. Das<br />
Genehmigungsverfahren ist allerdings in der Strukturierung<br />
dasselbe wie für Kernkraftwerke. Das hat<br />
sich für den ITER jedenfalls nach der Auffassung,<br />
die Hesch und Stieglitz im letzten Heft der <strong>atw</strong> 11<br />
vertreten haben, nicht bewährt: hiernach habe die<br />
Erfahrung aus dem ITER-Genehmigungsverfahren<br />
gezeigt, dass die Anwendung von Standards und<br />
Verfahren, die für Kernkraftwerke gedacht sind,<br />
„nicht die beste Lösung“ darstellt. Die französische<br />
Vorgehensweise mag auch davon bestimmt worden<br />
sein, dass Frankreich als „Gastgeber“ der bisher größten<br />
internationalen Fusionsanlage als erstes Land<br />
vor einer vergleichbaren Genehmigungsaufgabe<br />
stand und durch die Einordnung des ITER als INB<br />
für diese Aufgabe auf die vorhandenen, bewährten<br />
nationalen Regelungen zurückgreifen konnte; das<br />
mag umso näher gelegen haben, als der ITER in unmittelbarem<br />
räumlichen Zusammenhang mit dem<br />
großen Kern<strong>for</strong>schungszentrum in Cadarache, das<br />
atomrechtlich genehmigt ist, errichtet wird.<br />
Fazit<br />
Angesichts der Fortschritte der Fusions<strong>for</strong>schung<br />
und im Lichte der in Aussicht gestellten Förderung<br />
durch das BMBF ist dem Ministerium zuzustimmen,<br />
dass man sich jetzt Gedanken über einen rechtlichen<br />
Rahmen für künftige Fusionsanlagen, bis hin<br />
zu vollgültigen Fusionskraftwerken, machen muss.<br />
Entscheidend ist die Tauglichkeit solcher Regelungen;<br />
sie müssen – auch wenn die Kernfusion insgesamt<br />
deutlich geringere Risiken mit sich bringt<br />
als die Kernspaltung – ein hohes Sicherheitsniveau<br />
garantieren und dafür sorgen, dass Schäden für<br />
Mensch und Umwelt praktisch ausgeschlossen sind.<br />
Zugleich müssen solche Regelungen zweckmäßig<br />
gestaltet sein und dürfen nur solche An<strong>for</strong>derungen<br />
an Verfahren und Inhalte stellen, die für den oben<br />
genannten Schutzzweck er<strong>for</strong>derlich sind, die also<br />
zu den Risiken der Kernfusion in einem angemessenen<br />
Verhältnis stehen. In welchem Gesetz ein so gestalteter<br />
Regelungskomplex zur Kernfusion letztlich<br />
untergebracht wird – ob im AtG, im StrlSchG oder<br />
in einem eigenen Gesetz –, ist hierfür nicht das Entscheidende.<br />
Die oben angeführten Gründe sprechen<br />
jedoch eher gegen eine Verortung im AtG.<br />
Autor<br />
Dr. Christian Raetzke<br />
Rechtsanwalt<br />
Leipzig<br />
christian.raetzke@conlar.de<br />
Dr. Christian Raetzke ist Rechtsanwalt und seit über 20 Jahren im Atom- und<br />
Strahlenschutzrecht tätig. Von 1999 bis 2011 arbeitete er für die E.ON Kernkraft<br />
(heute PreussenElektra) in Hannover. 2011 ließ er sich als Rechtsanwalt mit<br />
eigener Kanzlei in Leipzig nieder und berät seither Unternehmen, Versicherungen,<br />
Institutionen und Behörden. Er veröffentlicht regelmäßig rechtswissenschaftliche<br />
Beiträge und ist Dozent auf Seminaren und an internationalen Fortbildungseinrichtungen<br />
zum Atom- und Strahlenschutzrecht.<br />
9 Department <strong>for</strong> Business, Energy & Industrial Strategy, Towards Fusion Energy, The UK Government’s proposal <strong>for</strong> a regulatory framework <strong>for</strong> fusion energy, Okt. 2021;<br />
https://www.gov.uk/government/consultations/towards-fusion-energy-proposals-<strong>for</strong>-a-regulatory-framework.<br />
10 Décret n° 2012-1248 vom 9. November 2012; https://www.legifrance.gouv.fr/loda/id/JORFTEXT000026601187.<br />
11 Hesch/Stieglitz, ITER and DEMO – Technology Challenges on the Way to Fusion <strong>Power</strong>, <strong>atw</strong> 2023 Heft 5, S. 37 (39).<br />
Spotlight on <strong>Nuclear</strong> Law<br />
Ein Rechtsrahmen für die Kernfusion ı Christian Raetzke
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
Kerntechnische Lehrstühle an<br />
deutschsprachigen<br />
Universitäten und Hochschulen<br />
Kerntechnik studieren, aber wo? In dieser Reihe werden die kerntechnischen Lehrstühle an deutschsprachigen<br />
Universitäten und Hochschulen in Kurzportraits vorgestellt. Hierbei geht es vor allem<br />
darum, die Standorte vorzustellen, die aktuelle Lehre zu beleuchten und exemplarisch Forschungsarbeiten<br />
zu präsentieren.<br />
Hochschule Mannheim –<br />
Institut für Physikalische Chemie<br />
und Radiochemie<br />
EDUCATION AND TRAINING 47<br />
Das Institut Physikalische Chemie und Radiochemie<br />
an der Hochschule Mannheim kann<br />
auf eine über 50-jährige Tradition zurückblicken.<br />
Ursprünglich gegründet als Institut für<br />
Kerntechnik und Radiochemie hat es im Verlauf<br />
der Jahrzehnte bis heute eine Reihe von Wandlungen<br />
durchlaufen.<br />
Vor knapp acht Jahren hat Prof. Dr. Ulrich W.<br />
Scherer die Radiochemie übernommen und eine<br />
Arbeitsgruppe aus derzeit ca. 10 Personen aufgebaut,<br />
die sich in Lehre und Forschung betätigen.<br />
Kernaufgabe Lehre<br />
Unsere Kernaufgabe ist die Ausbildung von Studierenden<br />
der Chemie- und Verfahrenstechnik sowie<br />
des Maschinenbaus mit modernen Lehrmethoden<br />
in den Bereichen Radiochemie und Strahlenschutz.<br />
In unserem Verständnis umfasst die Radiochemie<br />
alle Bereiche des Umgangs mit offenen radioaktiven<br />
Stoffen. In der Vorlesung Radiochemie<br />
werden die Grundlagen radiochemischen Arbeitens<br />
erläutert bis hin zu den Anwendungen der<br />
Tracertechnik mit ihren vielfältigen Anwendungen.<br />
Ein wichtiges Kapitel befasst sich mit der<br />
Herstellung von Kernbrennstoffen bis hin zur<br />
Entsorgung radioaktiver Abfälle, die noch in<br />
einer eigenständigen Vorlesung behandelt wird.<br />
Darüber hinaus bildet der praktische Umgang mit<br />
offenen Radionukliden in den unterschiedlichsten<br />
Anwendungsbereichen eine wichtige Säule<br />
unserer Ausbildung. Weiterhin hinaus bieten wir<br />
unseren Studierenden Kurse zum Erwerb der Fachkunde<br />
im Strahlenschutz an.<br />
Unsere Laboratorien haben weitereichende Umgangsgenehmigungen<br />
und sind darüber hinaus<br />
ausgestattet mit der optimalen Messtechnik für<br />
alle Arten ionisierender Strahlung. Darüber hinaus<br />
betreiben wir eine Heiße Zelle sowie einen<br />
14-MeV-Neutronengenerator.<br />
Wir sind Mitglied des europäischen Hochschulnetzwerks<br />
CHERNE, das durch Kooperation und<br />
Austausch die Lehre verbessern will und den<br />
Studierenden der Partnerhochschulen Zugang<br />
zu Laboren und Großgeräten verschafft. Im Wesentlichen<br />
durch ERASMUs-Projekte finanziert,<br />
richten wir seit fast zwanzig Jahren Kurse für typischerweise<br />
ca. 20 Studierende aus, die sich mit<br />
Kerntechnik, Management nuklearer Abfälle, Umweltradioaktivität,<br />
aber auch mit Gebieten wie der<br />
Radionuklidproduktion an Zyklotronen beschäftigen.<br />
Forschung und Entwicklung<br />
Unsere Forschungsaktivitäten sind vielfältig. Für<br />
uns ist die Anwendbarkeit unserer Forschungsergebnisse<br />
in der Praxis von großer Bedeutung: Das<br />
Ziel ist die Entwicklung von Prozessen, Verfahren<br />
oder Geräten, mit denen eine bestehende Aufgabe<br />
(besser) gelöst werden kann. So haben wir den<br />
Prototypen eines Alphadetektors entwickelt, an<br />
dessen Oberfläche Radioelemente wie Plutonium<br />
oder Americium selektiv gebunden und mit hoher<br />
Education and Training<br />
Hochschule Mannheim – Institut für Physikalische Chemie und Radiochemie ı Ulrich W. Scherer
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
EDUCATION AND TRAINING 48<br />
Ausbeute spektrometrisch gemessen werden<br />
können. Mit seiner Anwendung können der Personaleinsatz<br />
und Zeitaufwand bei der Erzeugung<br />
der Messproben von Alphastrahlern minimiert und<br />
somit der Probendurchsatz signifikant erhöht werden.<br />
Derzeit entwickeln wir diesen Detektor weiter<br />
zur Marktreife für Anwendungen im Rückbau,<br />
NORM-Management und der Radiopharmazie.<br />
In einer Reihe von Kooperationsprojekten mit in<br />
der Metropolregion Rhein-Neckar ansässigen Firmen<br />
haben wir unterschiedliche Projekte für den<br />
Rückbau untersucht. Dabei wurde beispielsweise<br />
ein elektrochemisches Verfahren zur Probenahme<br />
entwickelt oder der Einsatz von gepulsten<br />
Hochleistungslasern für die Dekontamination von<br />
Bausubstanz technisch wie betriebswirtschaftlich<br />
untersucht. Ein besonderes Erfolgserlebnis ist es,<br />
den Einsatz der von uns untersuchten Methoden<br />
in den Anlagen zu sehen.<br />
beschäftigt. Seitdem haben wir drei Doktoranden<br />
eingestellt, die ihre Arbeiten vorbereiten. Derzeit<br />
warten wir auf die Auslieferung der neu beschafften<br />
größeren Geräte für dieses ambitionierte<br />
Forschungsprojekt.<br />
In jüngster Zeit sind internationale Kooperationsanfragen,<br />
die unsere Erfahrungen im Bereich<br />
„Chemie der Kernkraftwerke“ nutzen möchten, an<br />
uns gerichtet worden. Im Sinne des Kompetenzerhalts<br />
wären solche Kooperationen sehr wichtig,<br />
auch um den Betrieb von Kernkraftwerken in unseren<br />
Nachbarländern, aber auch anderen Erdteilen,<br />
bewerten zu können. Wegen unserer Auslastung<br />
sind solche Projekte nur über die weitere Expansion<br />
der Gruppe möglich.<br />
Weiterbildung<br />
Ein weiteres Standbein unseres Instituts sind unsere<br />
Weiterbildungsangebote. Aufgrund der allseits<br />
bekannten Probleme in der<br />
Rekrutierung von Fachkräften<br />
bieten wir jetzt im vierten Jahr<br />
Zertifikatskurse für Anfänger<br />
im Bereich Rückbau und Entsorgung<br />
an. Neben den in der<br />
Metropolregion Rhein-Neckar<br />
ansässigen Firmen kommen die<br />
Teilnehmenden zunehmend<br />
aus anderen Regionen Deutschlands.<br />
Das Spektrum umfasst<br />
die natur- und ingenieurwissenschaftlichen<br />
Grundlagen<br />
der Kerntechnik, aber auch<br />
besondere Themen wie Gebäudefreigabe<br />
oder Entsorgung<br />
radioaktiver Abfälle. Spezielle<br />
Kurse beschäftigen sich auch<br />
mit der nuklearen Messtechnik.<br />
| Studierende der Hochschule Mannheim.<br />
© Hochschule Mannheim – Institut für Physikalische Chemie und Radiochemie<br />
Im Mai dieses Jahres konnten wir einen weiteren<br />
Erfolg verbuchen: Im Rahmen von FORKA wurde<br />
bei uns eine Nachwuchs<strong>for</strong>schungsgruppe unter<br />
der Leitung von Frau Dr. Lotte Lens eingerichtet,<br />
die sich mit der Charakterisierung und Dekontamination<br />
von bestrahlten Reaktorgrafiten<br />
In den vergangenen Jahren<br />
konnten wir darüber hinaus<br />
einen Grundlagenkurs für die<br />
ca. 70 neuen Mitarbeiter:innen<br />
des Landesumweltministeriums<br />
durchführen. Eine mögliche<br />
Weiterentwicklung wäre die<br />
Einrichtung eines Masterstudiengangs<br />
für Rückbau und<br />
Entsorgung. Aufgrund unserer<br />
Rahmenbedingungen ist das nur als berufsbegleitender<br />
Studiengang möglich. Dazu ist aber eine<br />
relevante Unterstützung vonseiten des Landes und<br />
der Industrie er<strong>for</strong>derlich. Die bislang zugesagten<br />
Angebote reichen noch nicht aus, um dieses anspruchsvolle<br />
Projekt zu beginnen.<br />
Education and Training<br />
Hochschule Mannheim – Institut für Physikalische Chemie und Radiochemie ı Ulrich W. Scherer
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
EDUCATION AND TRAINING 49<br />
| Bestrahlungsraum der Hochschule Mannheim.<br />
© Hochschule Mannheim – Institut für Physikalische Chemie und Radiochemie<br />
Ausblick<br />
Wir bewegen uns in einem schwierigen Umfeld:<br />
die Hochschulen für Angewandte Wissenschaften<br />
werden von ihren Geldgebern deutlich schlechter<br />
ausgestattet als die Universitäten, obwohl<br />
sich die Aufgabengebiete stark aneinander angenähert<br />
haben. So ist z. B. seit ca. 30 Jahren die<br />
Forschung als Aufgabe festgeschrieben, allein<br />
ist die Ausstattung mit den dafür er<strong>for</strong>derlichen<br />
Ressourcen (Personal, Raum, Ausstattung, Finanzierung)<br />
bislang unterblieben. Bei Lehrdeputaten,<br />
die mehr als doppelt so hoch sind wie der universitären<br />
Kolleg:innen bedeutet das einen erheblichen<br />
Mehraufwand. Hinzu kommt, auch wenn uns inzwischen<br />
das Promotionsrecht gewährt wurde,<br />
dass unsere akademische Ausbildung nicht primär<br />
auf die Ausbildung von Doktoranden abzielt. Somit<br />
greifen für uns die Fördermaßnahmen des Bundes<br />
oft zu kurz oder gar nicht, da sie sich aufgrund der<br />
Aufgabenverteilung zwischen Bund und Ländern,<br />
nur auf die Forschungsförderung von Projekten<br />
ausgeführt von Doktoranden beziehen. Da wünschen<br />
wir uns eine Änderung der Verfahren, die<br />
unserer Struktur Rechnung trägt.<br />
Ansonsten kann ich der Meinung vieler Kollegen<br />
nur zustimmen: Kompetenzerhalt in der<br />
Kerntechnik ist nur möglich, wenn die noch vorhandenen<br />
Professuren und Lehrstühle erhalten<br />
bleiben. Es ist weiterhin möglich, Studierende<br />
von diesen interessanten und attraktiven Arbeitsgebieten<br />
zu überzeugen. Die Einrichtung einer<br />
hochschul-übergreifenden Akademie, ist dazu<br />
sicherlich eine erwägenswerte Maßnahme zur<br />
Bündelung der Kompetenzen.<br />
KONTAKT<br />
Hochschule Mannheim<br />
Institut für Physikalische Chemie und Radiochemie<br />
Paul-Wittsack-Straße 10, 68163 Mannheim<br />
www.hs-mannheim.de<br />
Autor<br />
Hochschule Mannheim: Übersicht | LinkedIn<br />
Fakultät V Hochschule Mannheim (@hsma_verfahrenstechnik),<br />
Instagram-Fotos und -Videos<br />
Prof. Dr. Ulrich W. Scherer<br />
Leiter des Instituts für Physikalische Chemie und<br />
Radiochemie und Strahlenschutzbevollmächtigter<br />
der Hochschule Mannheim<br />
u.scherer@hs-mannheim.de<br />
Education and Training<br />
Hochschule Mannheim – Institut für Physikalische Chemie und Radiochemie ı Ulrich W. Scherer
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zur mechanischen Innenkantenund<br />
Eckendekontamination<br />
Eric Rentschler, Kurt Heppler, Martin Villinger, Sascha Gentes<br />
Heraus<strong>for</strong>derungen der Dekontamination<br />
Eine zentrale Aufgabe bei dem Rückbau kerntechnischer Anlagen ist die Dekontamination von Anlagenteilen.<br />
Der Begriff Dekontamination bezieht sich hierbei auf das Entfernen von radioaktiven Verunreinigungen<br />
(Hübner, Grone, & Schultmann, 2017). Typische Kernkraftwerke in Deutschland verfügen<br />
über 100.000 m 2 bis 450.000 m 2 Betonoberfläche (TMB, 2022), welche für eine erfolgreiche Freimessung<br />
dekontaminiert werden muss. Üblicherweise erfolgt die Dekontamination bei Beton durch das<br />
Abtragen der Oberfläche bis zu der Tiefe, ab der keine Kontamination mehr vorliegt. Die Kontamination<br />
liegt typischerweise in einer Tiefe von einigen Zentimetern vor (Kommission, 2009). Erst wenn das<br />
gesamte radioaktive Material abgetragen wurde und die Oberflächen freigemessen sind, kann die restliche<br />
Gebäude struktur auf konventionelle Art und Weise zurückgebaut bzw. abgerissen werden.<br />
Die Gründe, warum eine Dekontamination er<strong>for</strong>derlich ist, sind (NEA, 1999):<br />
p Die radioaktive Strahlung soll reduziert werden,<br />
um die Dosis, der Personen ausgesetzt sind, zu<br />
verringern.<br />
p Die Wiederverwertung von Anlagenteilen und<br />
Materialien soll ermöglicht werden.<br />
p Die Abfallmenge, die in speziellen und lizenzierten<br />
Entsorgungsanlagen beseitigt werden<br />
muss, soll reduziert werden.<br />
p Das kontaminierte Material soll zur anschließenden<br />
Beseitigung gebündelt werden.<br />
p Es soll die uneingeschränkte Nutzung des<br />
Geländes und der dazugehörigen Bauten<br />
wiederhergestellt werden.<br />
Heraus<strong>for</strong>derungen verbunden und erstrecken sich<br />
daher über gewisse Zeitspannen.<br />
Optimierungspotential<br />
Die Werkzeuggeometrie der typischen Werkzeuge<br />
aus dem Sanierungsbereich ermöglicht zwar eine Bearbeitung<br />
von Innenkanten, diese sind jedoch nicht<br />
speziell für diesen Zweck konstruiert. Nadelpistolen,<br />
Abbruchhämmer oder Fräsgeräte sind zwar vielseitig<br />
einsetzbar, weisen aber für die aufgabenspezifischen<br />
Arbeiten der Innenkantendekontamination niedrige<br />
DECOMMISSIONING AND WASTE MANAGEMENT 51<br />
Dekontaminationsvorgang bei<br />
Innenkanten<br />
Für die Dekontamination ebener, größerer Betonoberflächen<br />
werden teilweise bereits speziell<br />
entwickelte Werkzeuge und Verfahren angewendet<br />
(Studsvik, 2007). Bei der Dekontamination der<br />
Randbereiche wie Ecken- und Innenkanten sind bei<br />
größeren Anwendungen jedoch meist geometrische<br />
Grenzen gesetzt. Diese Bereiche werden derzeit mit<br />
handgeführten Werkzeugen (vgl. Abbildung 1)<br />
aus dem Bereich des konventionellen Rückbaus bearbeitet<br />
und dekontaminiert. Nach heutigem Stand<br />
der Technik kommen für die Dekontamination von<br />
Störgeometrien wie z. B. Ecken und Innenkanten,<br />
Techniken aus dem konventionellen Sanierungsbereich<br />
zum Einsatz wie beispielsweise Nadelpistolen<br />
und Stockgeräte, die die Facharbeiter vor Ort für<br />
die Dekontaminationsarbeiten verwenden (Hilti,<br />
2019). Diese Arbeiten sind mit technischen<br />
| Abb. 1<br />
Dekontaminationsarbeiten mit einem handgeführten Gerät.<br />
Foto: SAT, 2020<br />
Decommissioning and Waste Management<br />
Entwicklung eines Werkzeugs zur mechanischen Innenkanten- und Eckendekontamination ı Eric Rentschler, Kurt Heppler, Martin Villinger, Sascha Gentes
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DECOMMISSIONING AND WASTE MANAGEMENT 52<br />
Streckenleistungen auf. Durch den längenmäßig<br />
großen Anteil an Innenkanten lohnt sich daher eine<br />
angepasste Werkzeugentwicklung auf den Anwendungsfall.<br />
Darüber hinaus besitzen konventionelle Werkzeuge<br />
in der Regel keine direkt anschließbare Absaugvorrichtung<br />
(SAT, 2020). Aus diesem Grund müssen<br />
diese Geräte meist mit einem zusätzlichen externen<br />
Absaugsystem verwendet werden um den Arbeitsschutz<br />
sicherzustellen. Die daraus resultierende<br />
Kombination aus der Verwendung handgeführter<br />
Werkzeuge und externen Absaugsystemen macht<br />
die Dekontaminationsaufgaben zu einer heraus<strong>for</strong>dernden<br />
Aufgabe.<br />
Ein weiteres wichtiges Kriterium ist die Oberflächenbeschaffenheit<br />
für die Freimessung. Diese<br />
findet anschließend an die Dekontamination der<br />
Oberflächen statt, um beurteilen zu können, ob das<br />
kontaminierte Material vollständig abgetragen ist<br />
oder ob ein weiterer Arbeitsgang notwendig ist. Für<br />
einen optimalen Freimessvorgang ist eine möglichst<br />
ebene Fläche von Vorteil, was für die eingesetzten<br />
Werkzeuge eine zusätzliche Aufgabe darstellt. Dies<br />
bietet weitere Optimierungsmöglichkeiten für die zu<br />
entwickelnden Werkzeuge.<br />
Lösungsansatz EKONT<br />
Um für diese Arbeiten speziell angepasste Werkzeuge<br />
zu nutzen, wurde das EKONT-Projekt<br />
durchgeführt. Die entwickelten Werkzeuge besitzen<br />
eine direkt anschließbare Absaugung und eine<br />
spezielle Werkzeuggeometrie, um Arbeiten an Innenkanten<br />
und -ecken einfacher durchführen zu<br />
können. Das Projekt EKONT, voller Titel: „Entwicklung<br />
eines innovativen, teilautomatisierten Gerätes<br />
für eine trocken-mechanische Ecken-, Kanten- und<br />
Störstellendekontamination in kerntechnischen Anlagen“<br />
wurde hierfür angestoßen und durchgeführt.<br />
Im Rahmen dieses Projektes konnten mehrere funktionsfähige<br />
Demonstratorwerkzeuge entwickelt,<br />
gebaut und sowohl im Labor als auch im praktischen<br />
Einsatz im Kernkraftwerk Obrigheim getestet werden.<br />
Das Wirkprinzip des Stufenfräsers (vgl. Abbildung<br />
2) basiert auf Frässcheiben unterschiedlichen<br />
Durchmessers, die nebeneinander angeordnet werden<br />
und so einen Eckenwinkel von 90° abbilden<br />
(vgl. Abbildung 3). Durch diesen Aufbau kann<br />
effektiv in die Kanten eingedrungen und kontaminiertes<br />
Material abgetragen werden. Das Werkzeug<br />
kann mit fünf Diamantscheiben ausgestattet werden,<br />
die achsensymmetrisch auf den rotierenden<br />
Teil des Winkelschleifers aufgesetzt werden. Die<br />
mittlere Scheibe ist hierbei die größte mit 220 mm<br />
Durchmesser, nach außen sind die Scheibendurchmesser<br />
absteigend auf 210 mm und abschließend<br />
200 mm. Die Diamantscheiben werden bei diesem<br />
Demonstratorwerkzeug über einen Winkelschleifer<br />
angetrieben, zwischen den Diamantscheiben sind<br />
Abstandshalter angebracht, die ein freies Arbeiten<br />
der einzelnen Scheibe ermöglichen, trotzdem jedoch<br />
eine Restbetonstegbildung vermeiden.<br />
Vorteile des EKONT-Werkzeugs<br />
Die diversen Werkzeugmechanismen unterstützen<br />
hierbei das Personal bei den Dekontaminationsarbeiten<br />
mit einer Vorschubgeschwindigkeit von bis<br />
zu 120 cm pro Minute bei einer Bearbeitungstiefe<br />
von beispielsweise 10 mm und einem Werkzeuggewicht<br />
von lediglich 7,5 kg.<br />
So erzeugt das Werkzeug eine ebenmäßige<br />
Oberfläche, was speziell für eine anschließende<br />
Freimessung vor Vorteil ist. Die geschlitzten Diamantscheiben<br />
sorgen für einen optimalen Abtrag<br />
und Auswurf des entfernten Materials und bringen<br />
durch die Diamantanordnung am und im<br />
| Abb. 2<br />
EKONT-Werkzeug.<br />
Fotos: KIT TMB<br />
| Abb. 3<br />
Diamantscheibenaufbau.<br />
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| Abb. 4<br />
Innenkante aus Betonkörpern vor der Bearbeitung.<br />
Fotos: KIT TMB<br />
Außenumfang sehr gute Ergebnisse in der zu<br />
bearbeitenden Oberfläche. In vielen Bereichen befindet<br />
sich die Dekontamination lediglich in einigen<br />
Tiefenmillimetern, daher liegt der Hauptbereich des<br />
Werkzeugabtrags im Bereich bis 15 mm.<br />
| Abb. 5<br />
Innenkante nach der Bearbeitung mit dem EKONT-Werkzeug.<br />
um die Leistungsunterschiede aufzuzeigen. Für<br />
die Untersuchung der Parameter wurde eigens ein<br />
Versuchsstand entwickelt, der über eingebaute<br />
Messsensorik verfügt und in dem verschiedene Betonprobekörper<br />
untersucht werden können.<br />
DECOMMISSIONING AND WASTE MANAGEMENT 53<br />
Das Gehäuse um die Diamantscheiben wurde aus<br />
Blech gefertigt und wird auf den Winkelschleifer<br />
montiert. In das Gehäuse ist eine direkte Anschlussmöglichkeit<br />
für eine Absaugung eingelassen,<br />
der Nutzer kann somit mit beiden Händen das<br />
Werkzeug bedienen und sich auf den Abtrag fokussieren.<br />
Ein zusätzlicher Griff des Winkelschleifers<br />
kann anschließend auf das Gehäuse an verschiedenen<br />
Stellen angebracht werden, was ein Arbeiten an<br />
Innenkanten zwischen Wand und Fußboden, Wand<br />
und Wand oder Wand und Decke erleichtert.<br />
Versuchsprogramm<br />
Für die Werkzeugentwicklung wurden mehrere<br />
An<strong>for</strong>derungsparameter herangezogen. Neben<br />
der Leistung wurde das Werkzeug auf den Kraftbedarf<br />
für den Nutzer untersucht sowie auf die<br />
entstehende Oberflächenqualität hinsichtlich der<br />
anschließenden Freimessung, die Staubentwicklung<br />
während der Materialbearbeitung sowie die<br />
auftretenden Vibrationen und der entstehende<br />
Schallpegel während der Nutzung. Die Werkzeuganwendung<br />
wurde an verschiedenen Betonfestigkeiten<br />
geprüft wie beispielsweise C25/30 oder C30/37,<br />
Ziel des Versuchsstandes ist eine realitätsnahe Abbildung<br />
des Werkzeugeingriffs zu schaffen. Dafür<br />
werden die zu untersuchenden Werkzeuge in eine<br />
Werkzeughalterung eingespannt, welche über eine<br />
Kräfte- und Momentenmessdose an einer Lineareinheit<br />
befestigt ist. Zur präzisen Positionierung<br />
der Werkzeuge ist diese Lineareinheit an den Enden<br />
über zwei baugleiche Schlittenkonstruktionen im<br />
Rahmen aufgehängt. Diese Schlitten ermöglichen<br />
sowohl eine horizontale als auch vertikale Verschiebung<br />
und können über Schraubverbindungen in jeder<br />
Position kraftschlüssig mit dem Rahmen verbunden<br />
werden. Integrierte Kardangelenke ermöglichen<br />
die freie Positionierung beider Führungsschlitten,<br />
damit auch Steigungen und quer verlaufende Bearbeitungsfugen<br />
realisiert werden können. Über eine<br />
halbkreisförmige Aufhängung der Kardangelenke<br />
wird ebenfalls eine Rotation um die Längsachse<br />
der Linearführung erreicht. So kann eine Bearbeitung<br />
sowohl an einer Boden- als auch Wandfläche<br />
durchgeführt werden, ohne das Versuchsmuster in<br />
der Werkzeugaufnahme umspannen zu müssen. Um<br />
die zu dekontaminierenden Innenkanten nachzubilden,<br />
werden gefertigte Betonblöcke verwendet,<br />
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DECOMMISSIONING AND WASTE MANAGEMENT 54<br />
| Abb. 6<br />
Versuchsstand mit Lineareinheit und Messtechnik.<br />
Fotos: KIT TMB<br />
die in den Versuchsstand eingelegt werden und nach<br />
den durchgeführten Versuchen wieder ausgetauscht<br />
werden können. So können unterschiedliche Kanten-<br />
und Störstellen geometrien nachgebildet werden<br />
und unterschiedliche Betonfestigkeitsklassen per<br />
Tausch der Betonblöcke getestet werden. Dies ermöglicht<br />
im Versuchsstand die Erprobung unter<br />
unterschiedlichsten Bedingungen, sowie sie auch in<br />
den kerntechnischen Anlagen vorzufinden sind.<br />
Neben der bereits erwähnten Kräfte- und Momentenmessdose<br />
wird im laufenden Versuch sowohl der<br />
Schallpegel als auch die entstehenden Vibrationswerte<br />
aufgezeichnet. Mithilfe dieser Messungen<br />
können Rückschlüsse auf die körperlichen Einflüsse<br />
für den Anwender gezogen werden. Um<br />
die Qualität des Abtrages und das abgetragene<br />
Volumen bestimmen zu können, erfasst ein Laserscanner<br />
die Betonoberfläche jeweils vor und nach<br />
der Bearbeitung. So kann ein virtuelles Abbild der<br />
abgetragenen Kontur erstellt und für spätere Betrachtungen<br />
archiviert werden. Es wird ebenfalls<br />
die Staubpartikelkonzentration im Versuchsstand<br />
während der Versuchsdurchführung gemessen.<br />
Zudem wird im Anschluss an den jeweiligen Versuch,<br />
das abgetragene Material auf seine Partikelgrößen<br />
und die Zusammensetzung untersucht, um den<br />
Grad der Zerkleinerung und die damit verbundene<br />
Förderfähigkeit für die Absaugung untersuchen zu<br />
können.<br />
Ergebnisse<br />
Die Untersuchungen der Testreihen zeigen beispielsweise<br />
bei der er<strong>for</strong>derlichen Anpresskraft klar, dass<br />
diese bei dem neu entwickelten EKONT-Werkzeug<br />
niedriger ausfällt (vgl. Tabelle 1). Dies bedeutet<br />
in der Praxis vor Ort auf der Baustelle, dass die<br />
Anwender deutlich leichter den Materialabtrag<br />
durchführen können und weniger Kraft aufbringen<br />
müssen, um das Werkzeug in der gewünschten<br />
Position zu halten. Durch den geringeren Kraftaufwand<br />
lässt sich das EKONT-Werkzeug somit präziser<br />
bedienen, da die Nutzer weniger Energie auf die<br />
Er<strong>for</strong>derliche Anpresskraft [N] durch die Anwender<br />
bei einer Betoneindringtiefe von 5 mm [C25/30]<br />
Vorschubgeschwindigkeit [mm/s]<br />
Werkzeug v= 10 mm/s v= 15 mm/s v= 20 mm/s<br />
Konventionelle<br />
Betonfräse<br />
EKONT-<br />
Werkzeug<br />
| Abb. 7<br />
Bearbeitungstest in der horizontalen Ebene bei der<br />
Betonfestigkeit C25/30.<br />
33,69 N 53,73 N 61,31 N<br />
7,01 N 10,00 N 15,20 N<br />
| Tab. 1<br />
Er<strong>for</strong>derlicher Kraftbedarf durch den Werkzeugnutzer im Vergleich.<br />
Fixierung des Geräts verwenden müssen und sich<br />
auf einen exakten Abtrag fokussieren können.<br />
Praxistests und Anwendung im<br />
Kernkraftwerk Obrigheim<br />
Um die entwickelten EKONT-Werkzeuge nach der<br />
wissenschaftlichen Erprobung im Versuchsstand<br />
auch in der Praxis zu testen, konnten Versuche<br />
vor Ort im Kernkraftwerk Obrigheim durchgeführt<br />
werden. Der aufwendige Genehmigungsprozess und<br />
die Versuche selbst wurden dabei vom Projektpartner<br />
SAT Kerntechnik GmbH und deren Mitarbeitenden<br />
durchgeführt. Im Fokus dieser Versuche stand insbesondere<br />
die Gewinnung von Erfahrungsberichten<br />
der ausführenden Arbeiter/innen. Außerdem sollten<br />
unerwartete Probleme und Schwierigkeiten<br />
aufgedeckt werden, die bei der Konstruktion der<br />
Versuchsmuster nicht berücksichtigt wurden und<br />
in den Laborversuchen nicht aufgetreten sind.<br />
Die Versuchswerkzeuge wurden nach den durchgeführten<br />
Versuchen in den Bereichen Ergonomie,<br />
Leistung und Oberflächenqualität bewertet. Allgemein<br />
ergibt sich, dass die Werkzeuge ihren Zweck<br />
erfüllen konnten und es keine Ausfälle der Technik<br />
gab. Was in der zukünftigen Entwicklung stärker gewichtet<br />
werden muss ist die Ergonomie der Geräte.<br />
Besonders das Gewicht spielt eine wichtige Rolle,<br />
wenn es darum geht, wie benutzerfreundlich das<br />
Werkzeug ist. Daher soll insbesondere an dieser Thematik<br />
weitergearbeitet und die übrigen Erfahrungen<br />
weiter genutzt werden.<br />
Bewährt hat sich die Werkzeugfunktion mit der<br />
Umstellbarkeit von horizontalem Arbeiten und<br />
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vertikalem Arbeiten, sprich ob das Werkzeug in<br />
einer Innenkante zwischen zwei Wänden eingesetzt<br />
wird oder einer Innenkante von Wand und Decke.<br />
Hierbei schützt die Einhausung den Anwender vor<br />
den Diamantscheiben als auch vor aufkommendem<br />
Staub. Die Absaugung konnte problemlos mit dem<br />
Werkzeug verbunden werden und war während<br />
der Arbeiten, trotz beengter Verhältnisse, kein geometrisches<br />
Hindernis. Die Dekont-Beschichtung<br />
als auch der darunterliegende Beton konnten präzise<br />
und leistungsstark abgetragen werden und ein<br />
Zeitgewinn war deutlich ersichtlich.<br />
Forschungsausblick EKONT-2<br />
Bei der Weiterentwicklung der Demonstratorwerkzeuge<br />
soll unter anderem ein akkubetriebener<br />
Antrieb der Werkzeuge ermöglicht werden. Neben<br />
der weiteren geplanten Leistungsverbesserung für<br />
einen geringeren Zeitbedarf der Dekontamination<br />
wird das Augenmerk auf eine Gewichtsreduktion der<br />
Werkzeuge gelegt, um die Ergonomie noch weiter<br />
erhöhen zu können. Eine Variante mit verringerten<br />
Außenmaßen und kleinerer Werkzeuggeometrie<br />
wird ebenfalls getestet. Durch eine verstellbare<br />
Tiefenführung soll ein präziserer Abtrag ermöglicht<br />
werden, um das Abfallaufkommen bei den Dekontaminationsarbeiten<br />
auf ein er<strong>for</strong>derliches Minimum<br />
zu senken. Dies trägt im kleinen Stil zur Schonung<br />
der Zwischen- und Endlagerkapazitäten bei und<br />
verhindert Folgekosten. Die Oberflächenqualität<br />
nach der Bearbeitung wird weiter verbessert, um<br />
eine anschließende Freimessung bestmöglich zu<br />
gewährleisten. Der Abtrag bei verschiedenen Dekontaminationsbeschichtungen<br />
wird geprüft und<br />
das Werkzeug wird dahingehend angepasst sowie<br />
mit einer exakten Tiefenführung versehen. Auch<br />
Arbeitssicherheitsaspekte aus dem konventionellen<br />
Rückbaubereich werden bei der Weiterentwicklung<br />
beachtet. Hierzu zählt eine möglichst niedrige<br />
Staub erzeugung des Werkzeugs, speziell ein niedriger<br />
Feinstaubanteil sowie möglichst niedrige<br />
Vibrationskräfte für die Endnutzer des Werkzeugs.<br />
Die Abtragsleistung sowie die Oberflächenqualität<br />
der in EKONT-1 entwickelten Werkzeuge übertreffen<br />
bereits die aktuell auf dem Markt verfügbaren<br />
Geräte und werden in EKONT-2 weiter gesteigert.<br />
Autoren<br />
Eric Rentschler<br />
M.Eng., Institut für Technologie und Management<br />
im Baubetrieb (TMB), Abteilung Rückbau<br />
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)<br />
eric.rentschler@kit.edu<br />
Eric Rentschler ist seit 2020 wissenschaftlicher Mitarbeiter und Doktorand am Karlsruher<br />
Institut für Technologie (KIT). Hierbei <strong>for</strong>scht er am Institut für Technologie und<br />
Management im Baubetrieb (TMB) im Fachbereich „Rückbau konventioneller und kerntechnischer<br />
Bauwerke“ von Prof. Dr.-Ing. Sascha Gentes. Nach seinem Studium im<br />
Bereich Bauingenieurwesen arbeitete er in verschiedenen Positionen im Tiefbau und<br />
kann so seine Erfahrung in die aktuellen Rückbauprojekte einbringen.<br />
Martin Villinger<br />
Labor für Maschinenkonstruktion und<br />
Produktentwicklung<br />
HTWG Konstanz<br />
m.villinger@htwg-konstanz.de<br />
Martin Villinger ist seit 2022 wissenschaftlicher Mitarbeiter an der HTWG Hochschule<br />
Konstanz, im Labor für Maschinenkonstruktion und Produktentwicklung von Prof.<br />
Dr.-Ing. Dr.sc.agr. Kurt Heppler. Durch sein Studium im Bereich Maschinenbau und<br />
Tätigkeiten im Sondermaschinen- und Anlagenbau konnte er Erfahrungen im Bereich<br />
der Prototypenentwicklung sammeln, welche in die aktuellen Forschungsprojekten<br />
miteingebracht werden können.<br />
Prof. Dr.-Ing. Dr. sc. agr. Kurt Heppler<br />
Labor für Maschinenkonstruktion und<br />
Produktentwicklung<br />
HTWG Konstanz<br />
kurt.heppler@htwg-konstanz.de<br />
Kurt Heppler lehrt und <strong>for</strong>scht seit 2009 an der Hochschule Konstanz als W3 Professor<br />
im Bereich der Maschinenkonstruktion. Seine Arbeitsgruppe Rückbau entwickelt und<br />
er<strong>for</strong>scht neue Wirkprinzipien zur trockenmechanischen Dekontamination von Strukturen<br />
in kerntechnischen Anlagen. Vorher arbeitete er als promovierter Maschinenbauund<br />
Agraringengieur bei verschiedenen Firmen und Hochschulinstituten auf den<br />
Themenfeld der mobile Arbeitsmaschinen. Erste Berührpunkte mit dem Rückbau hatte<br />
er schon zur Jahrtausendwende durch die Einführung der kombinierten Absaugung bei<br />
Rückbauarbeiten am Kern<strong>for</strong>schungszentrum Karlsruhe (KNK2).<br />
Co-Autoren<br />
Prof. Dr. Sascha Gentes<br />
Leiter des Institutes für Technologie und Management<br />
im Baubetrieb, Rückbau konventioneller und<br />
kerntechnischer Bauwerke<br />
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)<br />
sascha.gentes@kit.edu<br />
DECOMMISSIONING AND WASTE MANAGEMENT 55<br />
Literatur<br />
| Frey, H. (2021). Kernenergie: Kraftwerkstypen, Entwicklung und Risiken, Springer.<br />
| Hilti. (2019). Stockerwerkzeuge TE-Y SKHM. Hilti Deutschland AG.<br />
| Hübner, F., G. G., & Schultmann, F. (2017). Technologien zur Zerlegung und zur Dekontamination<br />
von kerntechnischen Anlagen. Karlsruhe: Karlsruher Institut für Technologie.<br />
| Kommission, E. (2009). Dismantling Techniques, Decontamination Techniques, Dissemination of<br />
Best Practice, Experience and Know-how.<br />
| NEA. (1999). Decontamination Techniques Used in Decommissioning Activities – A Report by the<br />
NEA Task Group on Decontamination. <strong>Nuclear</strong> Energy Agency.<br />
| SAT. (2020). Praxisbericht SAT Kerntehcnik GmbH. SAT Kerntechnik.<br />
| Studsvik. (2007). BOLERO - Flexibles Dekontaminationssystem für Wände und Decken mit<br />
anschließender Kontaminationsmessung. Studsvik SINA.<br />
| TMB, K. (2022). Expertenbefragung und -gespräche von Kernkraftwerksbetreibern. Karlsruhe.<br />
Johannes Greb<br />
Contec Maschinenbau & Entwicklungstechnik GmbH<br />
Stefan Stemmle<br />
SAT Kerntechnik GmbH<br />
Decommissioning and Waste Management<br />
Entwicklung eines Werkzeugs zur mechanischen Innenkanten- und Eckendekontamination ı Eric Rentschler, Kurt Heppler, Martin Villinger, Sascha Gentes
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
SPECIAL TOPIC | A JOURNEY THROUGH ENERGY GERMAN POLICY, NUCLEAR ECONOMY TECHNOLOGY AND LAW 56<br />
Kommerzieller Durchbruch<br />
für die Kernenergie und massive<br />
Forschungsanstrengungen<br />
Nicolas Wendler<br />
Historischer Rückblick auf die Entwicklung der Kernenergiewirtschaft<br />
in Deutschland seit 1955 – Teil 2<br />
Aus Anlass der Beendigung der<br />
Nutzung der Kernkraft in der Bundesrepublik<br />
Deutschland am 15. April 2023<br />
möchte die <strong>atw</strong> mit Ihrer Leserschaft<br />
auf die Geschichte der Kernenergiewirtschaft<br />
der Bundesrepublik Deutschland<br />
aus der eigenen Perspektive zurückblicken.<br />
Diese Geschichte soll in einer<br />
mehrteiligen Artikelserie in der <strong>atw</strong><br />
rekapituliert und damit auch in Highlights<br />
der Schatz des Branchenarchivs<br />
der <strong>atw</strong> seit 1956 für die Leser gehoben<br />
und zugänglich gemacht werden.<br />
Manche der Themen und Fragestellungen,<br />
denen man bei diesem<br />
geschichtlichen Rückblick begegnet,<br />
sind in überraschender Weise noch<br />
oder wieder aktuell, so dass die Lektüre<br />
hoffentlich interessant und für die<br />
Gegenwart lehrreich sein wird.<br />
Das dominierende Thema im Jahr 1966 und<br />
in den folgenden Jahren vor allem in den<br />
Kern<strong>for</strong>schungszentren, aber auch sonstigen wissenschaftlichen<br />
Einrichtungen der Kerntechnik sowie<br />
in der Industrie<strong>for</strong>schung war das Thema Brutreaktoren,<br />
insbesondere schnelle Brüter. Begonnen hat<br />
die Entwicklung schon einige Jahre zuvor, aber ab<br />
Mitte der sechziger Jahre kann man von einem strukturierten<br />
Brüterprogram in Deutschland sprechen.<br />
Dabei wurden zwei unterschiedliche Brüterprojekte<br />
verfolgt: der natriumgekühlte schnelle Brüter<br />
mit den Industriepartnern INTERATOM und Siemens-Schuckert<br />
(ab September nur Siemens) unter<br />
Beteiligung von Euratom sowie den Niederlanden<br />
mit einem 70-MW Komponententestreaktor für den<br />
umfangreiche konzeptionelle und experimentelle<br />
Arbeiten am Kern<strong>for</strong>schungszentrum Karlsruhe<br />
stattfanden, an dem auch ein entsprechender Forschungsreaktor,<br />
die Kompakte Natriumgekühlte<br />
Kernreaktoranlage (KNK) errichtet. Im Programm<br />
waren die Errichtung eines Prototyps mit 300 MW<br />
elektrischer Leistung sowie eines Demonstrationskraftwerks<br />
mit 1.000 MW elektrischer Leistung<br />
mit straffen Zeitplänen vorgesehen. 1973 sollte der<br />
Prototyp in Betrieb gehen, 1974 mit dem Bau des<br />
| Abb. 1<br />
Hochtemperatur-Natriumkreisläufe bei INTERATOM.<br />
Foto: <strong>atw</strong><br />
Energy Special Topic Policy, | Economy A Journey and through Law German <strong>Nuclear</strong> Technology<br />
<strong>Nuclear</strong> Kommerzieller Energy Durchbruch under Article für 6.8 die of Kernenergie the Paris Agreement und massive ı Henrique Forschungsanstrengungen Schneider ı Nicolas Wendler
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
Demonstrators begonnen werden, der 1978 in Betrieb<br />
gehen sollte.<br />
Die zweite Entwicklungslinie ist der schnelle<br />
dampfgekühlte Brüter, der von AEG mit Euratom<br />
und belgischen Partnern entwickelt wird. Zum<br />
Programm gehören Forschungsarbeiten am KFK,<br />
der in Bau befindliche Heißdampfreaktor (HDR) in<br />
Großwelzheim, der in einer späteren Phase zu einem<br />
schnell-thermischen Reaktor umgebaut werden<br />
soll sowie ebenfalls ein 300-MW-Prototyp und ein<br />
1.000-MW-Demonstrator. Die Entwicklung der<br />
schnellen Brüter sind die einzigen großen Reaktorprojekte,<br />
die nicht von der Industrie, sondern von<br />
einem Forschungszentrum begonnen wurden. Die<br />
Industriebeteiligung wächst nun aber zusehends, so<br />
dass Siemens-Schuckertwerk und INTERATOM eine<br />
gemeinsame Arbeit am Schnellbrüterprogramm<br />
vereinbaren. Das erste Projekt dabei soll Entwicklung<br />
und Planung eines 300-MW-Kernkraftwerks<br />
mit natriumgekühltem schnellen Brüter sein.<br />
Die Thoriumbrüterentwicklung als Hochkonverter<br />
und später ggf. als Brüter findet in der THTR-<br />
Assoziation von BBC Mannheim, Krupp Reaktorbau,<br />
Kern<strong>for</strong>schungsanlage Jülich (KFA) und<br />
Euratom statt. Erstes Ziel der Entwicklung ist ein<br />
300-MW-Prototyp mit Thorium-Uran-Brutzyklus.<br />
Es sollen 850 °C Gasaustrittstemperatur und 40<br />
Prozent Wirkungsgrad erreicht werden. Hauptaufgaben<br />
bei der Weiterentwicklung des mit dem<br />
kurz vor Fertigstellung stehenden AVR begonnenen<br />
Pfades werden die Entwicklung von Brennelementen,<br />
die Verteilung von Brenn- und Brutstoffen<br />
im Kern sowie die Weiterentwicklung von Spannbetondruckbehältern<br />
sein.<br />
| Abb. 2<br />
Blick von unten in AVR-Reaktorkern.<br />
Foto: <strong>atw</strong><br />
Brüterentwicklung und große<br />
Kernenergiesysteme<br />
Mit dem Fokus auf Brutreaktoren geht auch eine<br />
sehr umfangreiche Befassung mit umfassenden<br />
Konzepten für eine Kernenergiewirtschaft und der<br />
Modellierung von großen Anlagenparks mit unterschiedlichen<br />
Typen von Anlagen und deren Anteilen<br />
einschließlich und insbesondere von Hochkonvertern<br />
und Brütern einher. Es wurde beobachtet, dass<br />
im Laufe der technischen Entwicklung im Brüterbereich<br />
und mit Betrachtung großer Kernenergiesysteme<br />
– man nahm verbreitet in Deutschland<br />
und bei Euratom an, dass der Zuwachs installierter<br />
elektrischer Leistung nach 1980 ausschließlich mit<br />
Kernenergie, v.a. Brutreaktoren erfolgen werde – die<br />
Grenzen zwischen schnellen und thermischen Reaktoren<br />
sowie Thorium- und Plutoniumkreisläufen<br />
verwischen.<br />
Es wurde im Zusammenhang mit der Brüterentwicklung<br />
beschrieben, dass hier ein Geist wie in<br />
den Anfangstagen der Kernenergie in Deutschland<br />
geherrscht habe, der von Enthusiasmus und weit<br />
auf die Zukunft gerichteten Perspektiven bestimmt<br />
gewesen sei statt kleinteiliger technischer Weiterentwicklung<br />
und ökonomischer Optimierung.<br />
| Abb. 3<br />
Schnelle Null-Energie-Anordnung Karlsruhe (SNEAK).<br />
Foto: <strong>atw</strong><br />
Mit der Erteilung der ersten Teilerrichtungsgenehmigung<br />
für die KNK hat die Gesellschaft für Kern<strong>for</strong>schung<br />
(GfK) den endgültigen Bauantrag für die<br />
Forschungs- und Testanlage an die INTERATOM<br />
erteilt. Schwerpunkt der Arbeit mit der KNK unter<br />
Industriebeteiligung werden die Komponenten<br />
des Natriumkreislaufs sein. In der Anlage SNEAK<br />
(Schnelle Null-Energie-Anlage Karlsruhe), die erste<br />
Kritikalität im Dezember 1966 erreicht, soll zunächst<br />
das Core eines dampfgekühlten Brüters und dann<br />
eines natriumgekühlten Brüters simuliert werden.<br />
Experimente zu Leistungsexkursionen sollten<br />
gemeinsam mit General Electric und der USAEC<br />
(United States Atomic Energy Commission) an der<br />
gemeinsam konzipierten SEFOR-Anlage durchgeführt<br />
werden. Die Entwicklung von Brüterbrennelementen<br />
für Abbrände bis 100.000 MWd/tU wird<br />
mit NUKEM (Nuklear-Chemie und -Metallurgie),<br />
ALKEM (Alpha-Chemie und -Metallurgie), Institut<br />
SPECIAL TOPIC | A JOURNEY THROUGH ENERGY GERMAN POLICY, NUCLEAR ECONOMY TECHNOLOGY AND LAW 57<br />
Special Topic | A Journey through Energy German Policy, <strong>Nuclear</strong> Economy Technology and Law<br />
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für Transurane und Institut für Heiße Chemie am<br />
KFK betrieben. Erste Brennstäbe werden an den<br />
Enrico-Fermi-Reaktor in den Vereinigten Staaten<br />
und den FR-2 in Karlsruhe geliefert.<br />
Bei der Brüterentwicklung sind auch noch wissenschaftliche<br />
Grundlagen nicht ganz klar. Fragen einer<br />
inhärenten Stabilität von schnellen Reaktoren mit<br />
Natrium- oder Dampfkühlung aufgrund Doppler-<br />
Koeffizient des (Plutonium-)Brennstoffs sind Mitte<br />
1966 noch nicht überblickbar und müssen durch<br />
neutronen- und kernphysikalische Forschung vor<br />
allem im Neutronenenergiebereich zwischen 1 keV<br />
und 50 keV noch näher bestimmt werden.<br />
Am KFA Jülich findet auch noch eine gänzlich andere<br />
Richtung von Brutreaktorentwicklung statt. Dort<br />
wird zusammen mit INTERATOM an epithermischen<br />
Salzschmelze-Thoriumbrütern ge<strong>for</strong>scht, wie<br />
sie heute wieder von einigen Start-up-Unternehmen<br />
in Europa und Nordamerika vorgeschlagen und<br />
verfolgt werden. Die KFA selbst arbeitet an einem<br />
Flüssigsalzreaktor, in dem das Core flüssig ist und<br />
aus Uran- und Thoriumsalzen besteht. Bei INTER-<br />
ATOM wird im Auftrag der KFA ein konservativeres<br />
Konzept mit flüssigem Brennstoffsalz in festen<br />
Brennstabhüllen verfolgt. Die Kühlung soll jeweils<br />
mit flüssigem Metall erfolgen. Für das flüssige Core<br />
wurde das Konzept der „Bleidusche“ erdacht, bei<br />
dem flüssiges Blei zur Wärmeabfuhr durch die bzw.<br />
am Rande der Salzschmelze fällt, separiert und zum<br />
Dampferzeuger geleitet wird. Gewissermaßen ein<br />
erster Aufschlag zum Dual-Fluid-Reaktor wie er<br />
heute entwickelt wird, allerdings soll dort das der<br />
Wärmeabfuhr dienende Blei um Röhren herumgeführt<br />
werden, durch die das flüssige Salzcore<br />
gepumpt wird. Die Salzbrüterkonzepte haben günstige<br />
Verdoppelungszeiten hinsichtlich des erbrüteten<br />
Brennstoffs und ermöglichen kostengünstige<br />
Wiederaufarbeitung.<br />
Kommerzieller Durchbruch der<br />
Leichtwasserreaktoren in den<br />
Vereinigten Staaten und Zögerlichkeit<br />
in Deutschland<br />
Bei den im Jahr 1966 bereits als etabliert und<br />
bewährt geltenden Leichtwasserreaktoren gibt es<br />
in den Vereinigten Staaten einen Durchbruch bei<br />
den Bestellungen für kommerzielle Projekte, deren<br />
Leistung in Richtung 1.000 MW elektrisch geht.<br />
In Deutschland dagegen wird eine Pause beobachtet,<br />
da nach den Bestellungen für die Demonstrationskernkraftwerke<br />
Gundremmingen, Lingen<br />
und Obrigheim sowie die Prototypenanlagen HDR<br />
Großwelzheim und Kernkraftwerk Niederaichbach<br />
keine kommerziellen Orders getätigt wurden. Diese<br />
Entwicklung löst in der Branche Besorgnis aus,<br />
das Momentum zu verlieren und nach mühsamer<br />
technischer Aufholjagd möglicherweise wieder<br />
ins Hintertreffen zu geraten. Auch für ein mögliches<br />
Exportgeschäft verheißt die Situation, keine<br />
kommerziellen Folgeprojekte im eigenen Land<br />
vorweisen zu können, nichts gutes. Hinzu tritt eine<br />
unzureichende Exportfinanzierung, die deutsche<br />
Angebote für internationale Kunden unattraktiv<br />
macht, da Finanzierungen nur mit rund acht Prozent<br />
Zinsen und Rückzahlung innerhalb von 10 Jahren<br />
angeboten werden können. Entsprechend <strong>for</strong>dert<br />
die Branche, hier bessere Möglichkeiten zu schaffen<br />
und insbesondere Hermes-Bürgschaften für Kernkraftwerke<br />
zu ermöglichen.<br />
Der zunächst ausbleibende kommerzielle Erfolg<br />
der großen – ca. 600 MW – Leichtwasserreaktoren<br />
in Deutschland ist erklärungsbedürftig, da diese<br />
größeren Anlagen bereits wettbewerbsfähig sind<br />
bzw. günstiger als Ölkraftwerke und nicht subventionierte<br />
Kohlekraftwerke. Eine Kostenkalkulation<br />
von Anfang 1966 gibt 2,9 Pfennig pro Kilowattstunde<br />
an, von denen 64 Prozent auf die Anlagenkosten,<br />
11 Prozent auf die Brennstoff-Fixkosten und<br />
11 Prozent auf laufende Brennstoffkosten entfallen.<br />
Es wird deshalb über den hemmenden Einfluss der<br />
Förderung der Steinkohlenutzung diskutiert, da<br />
der jährliche Kapazitätszuwachs dadurch zu einem<br />
erheblichen Teil durch neue Steinkohlekraftwerke<br />
gedeckt und der Raum für insbesondere große Kernkraftwerke<br />
eingeschränkt wird. Als Haupthindernis<br />
gilt jedoch die zersplitterte Struktur der deutschen<br />
Stromerzeugung in der es sehr viele relativ kleine<br />
und kapitalschwache Unternehmen gibt, die weder<br />
von ihrem Stromabsatz noch von ihrer Finanzkraft<br />
her in der Lage sind, Anlagen mit solchen Blockgrößen<br />
zu errichten und auszulasten. Zugleich<br />
besteht ein sehr ausgeprägter Unwille, die Branchenstrukturen<br />
an die technische wie auch die sich<br />
in den Vereinigten Staaten abzeichnende wirtschaftliche<br />
Entwicklung anzupassen. Auch Kooperationen<br />
zwischen mehreren kleineren EVUs erweisen sich als<br />
schwierig, so dass es noch einige Zeit und Überzeugungsarbeit<br />
von politischer Seite braucht, bis den<br />
Akteuren klar wird, dass es für eine exportorientierte<br />
Wirtschaft nicht tragbar ist, auf eine große<br />
und kostengünstige Energiequelle zu verzichten,<br />
während die wirtschaftlichen Konkurrenten diese<br />
Möglichkeit immer stärker nutzen.<br />
Nicht nur die Bedeutung der Kernenergie für die<br />
Wettbewerbsfähigkeit der Volkswirtschaft sind aus<br />
heutiger Zeit vertraut, auch ein anderes Thema<br />
ist immer noch oder wieder aktuell. Der damalige<br />
Branchenverband Deutsches Atom<strong>for</strong>um sieht<br />
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nämlich ein mögliches Nachwuchsproblem für die<br />
deutsche Kerntechnik. 1965 sind in der deutschen<br />
Branche weniger als 10.000 Mitarbeiter in der<br />
nuklearen Forschung und Entwicklung beschäftigt,<br />
wohingegen es in Frankreich 25.000, im Vereinigten<br />
Königreich 50.000 und in den Vereinigten Staaten<br />
sogar mehr als 150.000 sind. Das Atom<strong>for</strong>um<br />
begrüßt deshalb die diesbezügliche Prioritätensetzung<br />
des Bundesministeriums für wissenschaftliche<br />
Forschung (BMwF), das Ausbildung und Nachwuchsgewinnung<br />
stärken will.<br />
Stetige Entwicklung der Kerntechnik<br />
in Reaktorbauindustrie und Forschung<br />
in West und Ost<br />
Bei den konkreten laufenden Projekten ergeben<br />
sich mehr oder weniger planmäßig die operativen<br />
und technischen Meilensteine. So wird im Februar<br />
1966 erfolgreich die Druckprobe des „Reaktorumschließungsgebaüdes“<br />
des Kernkraftwerk Lingen<br />
durchgeführt. Es handelt sich um einen zylindrischen<br />
Sicherheitsbehälter mit Halbkugelböden von<br />
63 Meter Höhe und 30 Meter Durchmesser. Auch<br />
beim Sicherheitsbehälter für den FDR auf dem<br />
Reaktorschiff Otto Hahn, der von Friedrich Krupp,<br />
Rheinhausen gefertigt wurde, wird erfolgreich der<br />
Drucktest durchgeführt.<br />
Das Zentralinstitut für Kern<strong>for</strong>schung in Rossendorf<br />
in der DDR hat die Produktion von Technetium-99<br />
aufgenommen und stellt für den medizinischen<br />
Bedarf auch Xenon-133 und Quecksilber-197 her.<br />
In Bezug auf die Regelung von Entsorgungsfragen<br />
in Westdeutschland gibt es einen Rückschlag: die<br />
Kasematte der Festung Ehrenbreitstein kann nach<br />
Protesten der Bevölkerung nicht als Landessammelstelle<br />
für Rheinland-Pfalz eingerichtet werden,<br />
obwohl sie allen einschlägigen An<strong>for</strong>derungen<br />
genügt hätte. Das Sozialministerium sucht daraufhin<br />
nach anderen Stollen oder Bunkern um eine völlige<br />
Neukonzeption zu vermeiden.<br />
Im Bereich der Gesetzgebung findet sich eine auch<br />
heute interessante Regelung im Schutzbaugesetz,<br />
das bauliche Maßnahmen zum Schutz der Zivilbevölkerung<br />
regeln soll. Das Gesetz sieht vor, dass<br />
bauliche Schutzmaßnahmen bei Kernraftwerken<br />
zum Schutz der Umgebung gegen die Folgen von<br />
Kampfeinwirkungen vom Bund finanziert werden<br />
müssen, einschließlich der Kosten für etwaige<br />
unterirdische Bauweise. Die Novellierung des<br />
Strahlenschutzrechts bringt aus Branchensicht<br />
wesentliche Verbesserungen. Dazu zählt, dass die<br />
Freigrenzen für sonstige radioaktive Stoffe auf Kernbrennstoffe<br />
erstreckt werden und unterhalb dieser<br />
künftig keine Genehmigung mehr eingeholt werden<br />
muss. Die Pflicht, eine Deckungsvorsorge für den<br />
Umgang mit Kernbrennstoffen einzuholen wurde<br />
erleichtert, indem die Freigrenzen um mehr als das<br />
100.000-fache angehoben wurden. Die Pflicht zu<br />
einer Deckungsvorsorge bei Transporten wurde auf<br />
hohe Aktivitäten oberhalb von 20 Curie (740 Milliarden<br />
Becquerel) beschränkt, was vor allem der in<br />
Deutschland damals nach wie vor vergleichsweise<br />
wenig entwickelten Nuklid- und Bestrahlungsbranche<br />
zugutekommen wird.<br />
| Abb. 4<br />
Beladung einer Bestrahlungsanlage mit 5.000 Ci Kobalt-60.<br />
Foto: <strong>atw</strong><br />
In Bezug auf die weitere Kommerzialisierung der<br />
etablierten Kernkraft bemüht man sich darum, die<br />
Kostendegression bei Kernkraftwerken in Abhängigkeit<br />
von der Blockgröße präziser zu bestimmen.<br />
Bekannt ist bereits, dass dieser Effekt bei Kernkraftwerken<br />
ausgeprägter ist als bei anderen thermischen<br />
Kraftwerken.<br />
In der Fusions<strong>for</strong>schung werden signifikante<br />
Fortschritte gemacht, und Deutschland ist einer<br />
der führenden Akteure. Am Max-Planck-Institut<br />
für Plasmaphysik (IPP) ist es gelungen, mit dem<br />
Theta-Pinch-Verfahren eine Ionentemperatur von<br />
60 Millionen Grad zu erreichen, indem Deuterium<br />
durch einen schnellen Stromstoß in den Plasmazustand<br />
überführt und dieses anschließend durch<br />
ein starkes Magnetfeld komprimiert wird. Die Elektronentemperatur<br />
lag dabei bei 20 Millionen Grad,<br />
einem internationalen Höchstwert.<br />
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Der MZFR am Kern<strong>for</strong>schungszentrum Karlsruhe<br />
erzeugt im März erstmals Strom und vom<br />
Forschungsreaktor München erfolgt der erste Transport<br />
bestrahlter Brennelemente zur Wiederaufarbeitung<br />
in die Vereinigten Staaten nach Savannah.<br />
Zuvor wurden die 11 Behälter mit den Brennelementen<br />
per Tieflader von Garching zum Münchener<br />
Hauptbahnhof transportiert und von dort mit dem<br />
Zug in den Hamburger Hafen.<br />
In der DDR geht das Kernkraftwerk Rheinsberg<br />
ans Netz, das mit 70 MW elektrischer Leistung bis<br />
zur Inbetriebnahme des Kernkraftwerks Gundremmingen<br />
das leistungsstärkste Kernkraftwerk<br />
Deutschlands ist. Als Brennstoff für den Druckwasserreaktor<br />
wird leicht angereichertes Uran<br />
verwendet, die Projektierung erfolgte zunächst in<br />
der Sowjetunion und wurde dann mit sowjetischer<br />
Unterstützung in Berlin zu Ende geführt. Für die<br />
fernere Zukunft wird in der DDR – wie in Westeuropa<br />
– geplant, das der Zuwachs elektrischer Erzeugungskapazität<br />
nach 1980 nur noch mit Kernkraft<br />
stattfindet und diese bereits 1990 die Hälfte der<br />
Stromerzeugung bereitstellt.<br />
AEG plant den Ausbau der Kernenergieversuchsanlagen<br />
in Großwelzheim u.a. mit einem Gebäude<br />
für Heiße Zellen und einem größeren, permanenten<br />
Brennelementlabor, die insbesondere der Entwicklung<br />
des dampfgekühlten schnellen Brüters dienen<br />
sollen. Am Standort soll mit dem in einen STR umgebauten<br />
HDR die wichtigste Forschungs- und Experimentieranlage<br />
für die Dampfbrüterentwicklung<br />
entstehen.<br />
| Abb. 6<br />
Auflöserohr und ringförmiger Flachtank für Wiederaufarbeitungsanlage<br />
der Eurochemic.<br />
Foto: <strong>atw</strong><br />
Die Firma MAN wurde von der US Air Force beauftragt,<br />
eine Neutronenbeugungsanlage für den<br />
Forschungsreaktor der Patterson Airbase in Dayton<br />
Ohio zu liefern. Eine solche Bestellung zeigt, wie<br />
auch die deutsch-amerikanische Kooperation bei der<br />
Brüterentwicklung, dass die bundesrepublikanische<br />
Kerntechnik inzwischen den Anschluss an den internationalen<br />
Stand der Technik gefunden hat. Dazu<br />
passt auch, dass die Essener Apparatebau GmbH,<br />
eine Tochter der Mannesmann, den „Dissolver“ für<br />
die chemische Auflösung des aus den Brennstäben<br />
herausgelösten bestrahlten Kernbrennstoffs für die<br />
internationale (OECD) Wiederaufarbeitungsanlage<br />
der Eurochemic in Belgien entwickelt und hergestellt<br />
hat, einen zentralen Teil der ganzen Anlage.<br />
Die NUKEM wiederum liefert Brennelemente mit<br />
abgereichertem Uran für den Brutmantel des französischen<br />
schnellen Versuchsreaktors Rapsodie.<br />
| Abb. 5<br />
Heiße Zellen in der AEG-Kernenergieversuchsanlage Großwelzheim.<br />
Foto: <strong>atw</strong><br />
Die Mannesmann-Rohrleitungsbau GmbH hat das<br />
gesamte Rohrleitungssystem für das Kernkraftwerk<br />
Gundremmingen installiert und NUKEM berichtet,<br />
dass 50 Prozent des Umsatzes aus Entwicklungsaufträgen<br />
bestehen. RWE erwirbt im Zuge einer Kapitalerhöhung<br />
25 Prozent Anteil an dem Unternehmen.<br />
NUKEM erhält auch einen Full-Cycle-Vertrag für 80<br />
Brennelemente des FRJ-2 (DIDO) in Jülich für die<br />
Fertigung ab UF6 bis zur Wiederaufarbeitung.<br />
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Ein schönes Beispiel für das damals überwiegend<br />
positive gesellschaftliche Klima für die Kernenergie<br />
ist die Namensgebung für den HDR, der auf Wunsch<br />
der Gemeinde Heißdampfreaktor Großwelzheim<br />
genannt wird. Die Gemeinde hat darüber hinaus<br />
beschlossen, das Atomsymbol mit Elektronenbahnen<br />
in ihr Gemeindewappen aufzunehmen.<br />
Siemens erhält den endgültigen Auftrag das Prototyp-<br />
Kernkraftwerk Niederaichbach zu errichten,<br />
einen schwerwassermoderierten, CO 2 -gekühlten<br />
Druckröhrenreaktor, der auf einer bereits dem<br />
Bayernwerk gehörenden Fläche neben einem<br />
Doppelstufenwasserkraftwerk in der Gemeinde<br />
Niederaichbach errichtet werden soll. Die Lage ist<br />
überschwemmungssicher und der direkte Anschluss<br />
der Eigenbedarfsversorgung an das Wasserkraftwerk<br />
ermöglichen den Verzicht auf eigenständige<br />
Notstromsysteme. Preussenelektra hat Würgassen<br />
als Standort für ein geplantes Kernkraftwerk im<br />
Leistungsbereich 600 MW ausgewählt.<br />
Widrigkeiten treten auf,<br />
halten sich aber in Grenzen<br />
Nicht alles aber läuft reibungslos: Bei der Vergabe des<br />
Seetransports der bestrahlten FRM-Brennelemente<br />
in die USA gab es Schwierigkeiten, weil die meisten<br />
Reeder eine unbegrenzte Haftpflichtdeckung vom<br />
Absender verlangten oder bei Verzicht auf eine<br />
solche extrem hohe Frachtraten ein<strong>for</strong>derten. Bei<br />
der „Otto Hahn“ hat sich die Inbetriebnahme wegen<br />
längerer Fertigungszeit des Reaktordruckbehälters<br />
verzögert. Die Inbetriebsetzung soll nun an anderer<br />
Stelle beschleunigt werden, indem mit dem Reaktorcore<br />
Nullenergie-Experimente in der Reaktorstation<br />
Geestacht durchgeführt werden. Die Landesregierung<br />
Schleswig-Holstein beschließt die Einrichtung<br />
eines kleinen Versuchskernreaktors <strong>for</strong>tgeschrittener<br />
Bauart mit 20 MW elektrischer Leistung in der<br />
Reaktorstation Geestacht.<br />
Brennelementfertigung der Kernreaktorteile<br />
GmbH, ein Gemeinschaftsunternehmen von AEG<br />
und General Electric in Großwelzheim, hat mit 50<br />
Tonnen Uran pro Jahr Kapazität den Betrieb aufgenommen.<br />
NUKEM nimmt gegen Ende des Jahres<br />
eine Konversionsanlage in Betrieb, die pro Jahr 100<br />
Tonnen Uran in Form von UF6 mit einer Anreicherung<br />
bis 3,5 Prozent Uran-235 in sinterfähiges UO2<br />
umwandeln kann.<br />
Der AVR erhält seine erste Betriebsgenehmigung<br />
und die Brennelementkugeln werden eingefüllt,<br />
Erstkritikalität wird am 26.08.1966 erreicht. Da der<br />
AVR ein neues und unerprobtes Konzept ist, steht<br />
die Gewährleistung der Sicherheit besonders im<br />
Vordergrund. Die Sicherheit wird v. a. durch eine<br />
geringe Überschussreaktivität wegen der kontinuierlichen<br />
Brennstoffbeschickung, einen negativen<br />
Temperaturkoeffizienten, eine relativ geringe Leistungsdichte<br />
sowie die Beständigkeit des Brennstoffs<br />
gegen Temperaturanstieg gewährleistet, insbesondere<br />
bei Verwendung der neu entwickelten coated<br />
particles, kleine Brennstoffkapseln umhüllt von<br />
mehreren temperaturstabilen Lagen, die in die<br />
Graphit-Brennstoffkugeln eingebracht sind. Der<br />
AVR hat zusätzlich zahlreiche Sicherheitssysteme<br />
und einen Sicherheitsbehälter, die wegen der<br />
ursprünglich aufgrund eines anderen Brennstofftyps<br />
angenommenen starken Primärkreislaufkontamination<br />
vorgesehen wurden. Die coated particles<br />
vermindern diese Kontamination aber stark. Es wird<br />
deshalb angenommen, dass der Sicherheitsbehälter<br />
und einige andere Sicherheitssysteme im THTR nicht<br />
notwendig sein werden. Der Einbruch von Wasser<br />
in den Reaktor wird bei der Sicherheitsbewertung<br />
SPECIAL TOPIC | A JOURNEY THROUGH ENERGY GERMAN POLICY, NUCLEAR ECONOMY TECHNOLOGY AND LAW 61<br />
In Bayern wurde von einem Angestellten des Bayerischen<br />
Landesamtes für Wasserversorgung und<br />
Gewässerschutz eine Verfassungsklage gegen die<br />
Kernenergienutzung eingereicht. Die Klage wurde<br />
abgewiesen. Gleichfalls als unbegründet abgewiesen<br />
wurde vom Verwaltungsgericht Aachen die<br />
Klage gegen den Genehmigungsbescheid für den<br />
AVR Jülich.<br />
Fertigstellungen von Anlagen sowie<br />
Bedarf an neuer Netzebene<br />
Am 14.08.1966 erreicht das Kernkraftwerk Gundremmingen<br />
Erstkritikalität. Dies erfolgt nach<br />
44 Monaten Bauzeit durch AEG, IGEOSA und<br />
Hochtief für die RWE-Bayernwerk GmbH. Die<br />
| Abb. 7<br />
Prototyp des Kugelhaufen-HTR AVR-Atomversuchskraftwerk Jülich.<br />
Foto: <strong>atw</strong><br />
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allerdings nur unter dem Gesichtspunkt des Reaktivitätseintrags,<br />
nicht aber hinsichtlich möglicher<br />
chemischer Wechselwirkungen bei hohen Temperaturen<br />
betrachtet.<br />
Im Zusammenhang sowohl mit einer leistungsfähigeren<br />
Vernetzung des europäischen Stromverbunds<br />
als auch mit der Perspektive steigender Blockgrößen<br />
von Kraftwerken, insbesondere Kernkraftwerken,<br />
wird sukzessive eine zusätzliche höchste Netzebene<br />
aufgebaut, die 380-kV-Höchstspannungsleitungen.<br />
Der erste grenzüberschreitende Zusammenschluss<br />
auf dieser Netzebene in Westeuropa erfolgt 1966<br />
zwischen der Bundesrepublik und der Schweiz. Der<br />
Bund bestellt eine Sachverständigenkommission<br />
unter dem Vorsitz von Werner Heisenberg zur Koordinierung<br />
der Forschungstätigkeit von KFK und KFA.<br />
Nukleare Entsorgung<br />
als Stein des Anstoßes<br />
Bei der Entsorgung radioaktiver Abfälle entsteht die<br />
erste größere Irritation im Verhältnis der operativen<br />
Fachleute zur allgemeinen Gesellschaft. Wissenschaftler<br />
der Bundesanstalt für Boden<strong>for</strong>schung<br />
in<strong>for</strong>mierten die Kreisverwaltung des Landkreises<br />
Leer in Ostfriesland, dass Pläne bestehen, eine<br />
Lagerstelle für radioaktive Abfälle in Salzgestein<br />
anzulegen. Das von der Gesellschaft für Strahlen<strong>for</strong>schung<br />
und Euratom betriebene Projekt sieht<br />
dabei vor, über ein Bohrloch in ca. einem Kilometer<br />
Tiefe eine Lagerkaverne in ausreichendem Sicherheitsabstand<br />
von den Rändern der Salzkaverne<br />
auszuspülen. Die Größe des Salzstocks Bunde<br />
im Landkreis südlich des Dollart ließe hunderte<br />
Spülkavernen zu. Unmittelbar nach dieser Mitteilung<br />
bildete sich eine Interessengemeinschaft zur<br />
Verhinderung der Ablagerung radioaktiver Abfälle<br />
in Ostfriesland. Dem Aktionsausschuss gehören der<br />
Oberkreisdirektor des Landkreises Leer, der Hauptgeschäftsführer<br />
der Industrie- und Handelskammer<br />
in Ostfriesland, ein Bundestagsabgeordneter sowie<br />
Vertreter der Gewerkschaften, der Landwirtschaft<br />
sowie anderer Berufsstände Ostfrieslands an.<br />
Jenseits von Sicherheitsbedenken steht vor allem die<br />
Gefahr einer Rufschädigung für die Region und ihre<br />
Produkte sowie in Bezug auf den Fremdenverkehr<br />
im Zentrum der Befürchtungen.<br />
Die dritte Forschungsfahrt des Forschungsschiffs<br />
Meteor des Deutschen Hydrographischen Instituts<br />
und der Deutschen Forschungsgemeinschaft war<br />
der Untersuchung der Möglichkeiten und Probleme<br />
der Versenkung verpackter radioaktiver Abfälle in<br />
4.000 bis 5.000 Metern Wassertiefe ostnordöstlich<br />
der Azoren gewidmet.<br />
Exotische Forschungsfelder,<br />
Fortschritt in der Nuklearmedizin<br />
und ein überkomplexes Konzept<br />
BBC Mannheim schließt mit Euratom einen Vertrag<br />
über Zusammenarbeit auf dem Gebiet der direkten<br />
Energiekonversion, ein Forschungsfeld, das zu<br />
dieser Zeit weltweit recht intensiv bearbeitet wird.<br />
Der Vertrag erstreckt sich auf den Entwurf und den<br />
Bau von Thermionik-Generatoren zur direkten<br />
Umwandlung nuklear erzeugter Wärme in Elektrizität,<br />
auf die Konzeption entsprechender Reaktoren,<br />
Radioisotopensysteme und Kühlsysteme für Thermionik-Generatoren.<br />
Am Forschungsreaktor Ispra<br />
in Italien gelingt es, mit einem von BBC Mannheim<br />
gebauten thermionischen Generator bei nuklearer<br />
Beheizung eine elektrische Leistung von 180 Watt<br />
zu erzeugen.<br />
Der Triga-Reaktor Heidelberg am Institut für<br />
Nuklearmedizin des Deutschen Krebs<strong>for</strong>schungszentrums<br />
in Heidelberg erreichte am 25.08.1966<br />
Erstkritikalität. Der Reaktor soll vor allem der<br />
Isotopenproduktion und der Aktivierungsanalyse<br />
in der Krebs<strong>for</strong>schung dienen. Im Strahleninstitut<br />
der Allgemeinen Ortskrankenkasse Köln wurde ein<br />
42-MeV-Betatron zur Tumorbehandlung als viertes<br />
gerät dieser Art weltweit in Betrieb genommen.<br />
Weitere Geräte sollen in Berlin, Essen, München und<br />
Stuttgart installiert werden.<br />
Im VAK Kahl wurde zur weiteren Erprobung der<br />
annularen Brennstäbe des HDR ein Brennelementbündel<br />
in einem Versuchskreislauf eingesetzt.<br />
Hauptproblem bei der Entwicklung dieser Brennelemente<br />
sind die unterschiedlichen Ausdehnungen<br />
der kälteren äußeren Hülle der Brennstäbe, die sich<br />
bei ca. 300 °C in Wasser befindet und der wärmeren<br />
inneren Hülle, die von Dampf zur Überhitzung<br />
durchströmt und ca. 550 bis 650 °C heiß wird. Durch<br />
die zusätzliche Verwendung unterschiedlicher<br />
Materialien ergeben sich axiale Dehnungen, Nulldurchgänge<br />
und Stauchungen, die die Hüllen und<br />
die Endstopfen, die diese zusammenhalten, stark<br />
belasten. Der Brennstoff liegt in Form maschinell<br />
einvibrierten feinkörnigen UO2-Pulvers vor.<br />
Die BASF gibt dem Kernkraftmarkt einen frischen<br />
Impuls, indem sich das Unternehmen bereit erklärt,<br />
Abnahmeverträge für Strom aus Kernenergie<br />
(seinerzeit Atomstrom) für die Werke in Ludwigshafen<br />
und Antwerpen abzuschließen um die Errichtung<br />
von Kernkraftwerken anzureizen.<br />
Anfang 1967 erhält die Wiederaufarbeitungsanlage<br />
Karlsruhe (WAK) ihre erste Teilerrichtungsgenehmigung.<br />
Besonders für die Entwicklung von<br />
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| Abb. 8<br />
HDR-Brennelementbündel mit oberem und unterem Brennelementkasten.<br />
Quelle: <strong>atw</strong> – <strong>International</strong> <strong>Journal</strong> <strong>for</strong> <strong>Nuclear</strong> <strong>Power</strong><br />
Kernenergiesystemen mit Brutreaktoren ist die<br />
Wiederaufarbeitung unerlässlich und fügt sich so in<br />
das Forschungsprogramm am KFK.<br />
Konzentration der Förderung auf<br />
Innovation, kommerzielle Flaute und<br />
Nicht-Verbreitungsvertrag<br />
Der Bund kündigt an, sich aus der Förderung<br />
kommender kommerzieller Kernkraftwerke zurück<br />
zu ziehen, aber weiterhin Exportförderung sowie<br />
Förderung der Brennstoffentwicklung und der<br />
Wiederaufarbeitung aufrecht zu erhalten. Die<br />
Förderung für Reaktorentwicklung und Anlagen<br />
soll sich künftig auf schnelle und thermische Brüter<br />
konzentrieren. Damit ist das zu diesem Zeitpunkt in<br />
Bau befindliche Kernkraftwerk Obrigheim der letzte<br />
Leichtwasserreaktor in Deutschland, der noch staatliche<br />
Förderung erhalten hat. Ab dem Kernkraftwerk<br />
Würgassen sind alle Anlagen von den künftigen<br />
Betreibern finanziert worden.<br />
Anfang 1967 war die positive weitere Entwicklung<br />
noch nicht absehbar, vielmehr setzte sich die<br />
Auftragsflaute <strong>for</strong>t, ganz im Gegensatz zum Boom<br />
in den Vereinigten Staaten und den langfristigen<br />
Ausbauprogrammen in Frankreich und dem Vereinigten<br />
Königreich. Als Gründe wurden die damalige<br />
wirtschaftliche Schwächephase mit einem langsameren<br />
Anstieg des Stromverbrauchs, die Kapitalknappheit<br />
und die in Europa im Vergleich zu den<br />
Vereinigten Staaten deutlich höheren Zinssätze,<br />
eine Übersättigung bei der Kraftwerkskapazität,<br />
Unsicherheiten bei Genehmigungsverfahren sowie<br />
negative psychologische Auswirkungen des Gesetzes<br />
zur Förderung des Steinkohleabsatzes in der Elektrizitätswirtschaft<br />
genannt, das im Jahr 1966 nicht nur<br />
von der kerntechnischen Branche, sondern auch von<br />
Euratom und dem Verband der Chemischen Industrie<br />
wegen seiner strompreissteigernden Wirkung<br />
kritisiert wurde. Als zusätzliches Risiko einer<br />
weiter <strong>for</strong>tgesetzten Nachfrageschwäche wurde<br />
die Möglichkeit identifiziert, dass sich ein Kompetenzverlust<br />
bei Unternehmen und Behörden ergibt,<br />
wenn Mitarbeiter ins Ausland abwandern, wo sich<br />
die Kernenergie besser entwickelt.<br />
Immer breitere Unterstützung findet der Vorschlag,<br />
eine europäische Anreicherungsanlage zu errichten,<br />
um unabhängig von den USA, deren Kapazitäten in<br />
bestehenden Anlagen spätestens 1980 ausgeschöpft<br />
sein würden, die Versorgung (West-)Europas mit<br />
angereichertem Uran zu sichern.<br />
SPECIAL TOPIC | A JOURNEY THROUGH ENERGY GERMAN POLICY, NUCLEAR ECONOMY TECHNOLOGY AND LAW 63<br />
Hinsichtlich einer Verbesserung der internationalen<br />
Wettbewerbsfähigkeit im Vergleich zu den Konkurrenten,<br />
insbesondere den USA und der Exportmöglichkeiten<br />
werden Vorschläge unterbreitet,<br />
Exportkreditgarantien für Kernkraftwerke zu<br />
ermöglichen und zinsverbilligte Kredite für ausländische<br />
Käufer zu ermöglichen.<br />
| Abb. 9<br />
Kernkraftwerk Obrigheim – Montage des Sicherheitsbehälters.<br />
Quelle: <strong>atw</strong> – <strong>International</strong> <strong>Journal</strong> <strong>for</strong> <strong>Nuclear</strong> <strong>Power</strong><br />
Ein wichtiges Thema im Jahr 1967 und in den<br />
folgenden Jahren war der Atomwaffensperrvertrag<br />
oder Nicht-Verbreitungsvertrag (Non-Proliferation<br />
Treaty, NPT). Ein zentraler Vorschlag dabei war<br />
die Ausdehnung der Kontrollfunktion der IAEA<br />
von Forschungsreaktoren auf Kernkraftwerke<br />
und Wiederaufarbeitungsanlagen. Dies weckte in<br />
Deutschland Befürchtungen hinsichtlich der Rolle<br />
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Kommerzieller Durchbruch <strong>Nuclear</strong> für die Kernenergie Energy under und Article massive 6.8 of Forschungsanstrengungen the Paris Agreement ı Henrique ı Nicolas Schneider Wendler
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SPECIAL TOPIC | A JOURNEY THROUGH ENERGY GERMAN POLICY, NUCLEAR ECONOMY TECHNOLOGY AND LAW 64<br />
von Euratom und der dort angesiedelten Spaltstoffüberwachung,<br />
hinsichtlich der Forschungs- und<br />
Entwicklungsmöglichkeiten sowie in Bezug auf künftige<br />
Exportmöglichkeiten. Darüber hinaus wurde<br />
befürchtet, dass die Tätigkeiten in der Kerntechnik<br />
durch das Kontrollregime behindert werden und<br />
aus ihm die Gefahr der Industriespionage erwächst.<br />
Ein weiters Thema in diesem Zusammenhang, das<br />
allerdings für Deutschland weniger relevant war, ist<br />
die Nutzung von Kernsprengsätzen für zivile Zwecke<br />
etwa beim Bau von Kanälen oder bei der Rohstoffförderung,<br />
an der tatsächlich mit Versuchen etwa bei<br />
der Gasgewinnung ge<strong>for</strong>scht wurde. Ein wichtiges<br />
Anliegen, das von allen Nicht-Kernwaffenstaaten<br />
geteilt wurde, war die Forderung einer Gleichstellung<br />
mit den Kernwaffenstaaten hinsichtlich der<br />
friedlichen Nutzung der Kernenergie bei Exporten,<br />
Nutzung, Forschung, Brennstoffversorgung und<br />
Anreicherung.<br />
Bezüglich der zu erwartenden Entwicklung des<br />
Kernkraftmarktes in Deutschland gab es als anerkannte<br />
und weit verbreitete Prognose, die in vielen<br />
Szenarien zur Bestimmung zukünftiger Bedarfe<br />
etwa an Uran oder qualifizierten Mitarbeitern zum<br />
tragen gekommen ist, die Annahme, dass im Jahr<br />
1970 zwei Gigawatt elektrische Leistung in Kernkraftwerken<br />
installiert sein wird, 1975 dann zehn<br />
Gigawatt, 1980 25 Gigawatt und 1990 80 Gigawatt.<br />
Siemens hat ein verkleinertes Modell eines Spannbetondruckbehälters<br />
wie er für die gasgekühlten Reaktoren<br />
bei der Skalierung er<strong>for</strong>derlich ist – sowohl<br />
THTR als auch Siemens Druckröhrenreaktor – bei<br />
100 atü erfolgreich getestet.<br />
Erste Schritte bei Entsorgung und<br />
Brennstoffzyklus sowie kerntechnische<br />
Forschung in großer Breite<br />
Im Forschungsbergwerk Asse hat im April 1967<br />
die Einlagerung radioaktiver Abfälle begonnen,<br />
nachdem ab Herbst 1964 die Eignung zur Einlagerung<br />
geprüft wurde. Protest gegen eine mögliche<br />
Einlagerung von Abfällen gab es bereits im Oktober<br />
1964. Die Asse wurde durch die bundeseigene Gesellschaft<br />
für Strahlen<strong>for</strong>schung 1965 gekauft und sollte<br />
der wissenschaftlichen Prüfung von Endlagerungsoptionen<br />
dienen, also auch dem Vergleich der Endlagerung<br />
in einer tiefen geologischen Formation mit<br />
der Versenkung im Meer oder der Deponierung nahe<br />
der Oberfläche für die schwach radioaktiven Abfälle<br />
wie sie heute in vielen Staaten schon seit Jahrzehnten<br />
praktiziert wird. Einmalig zu Forschungszwecken<br />
beteiligte sich auch Deutschland an dem<br />
internationalen und von OECD/ENEA kontrollierten<br />
Versenkungsprogramm im Atlantik.<br />
Die Asse wurde als gut geeignet für die Forschung<br />
und die Beurteilung der Sicherheit der Salzlagerung<br />
betrachtet, weil sie gut begehbar war. Forschungsarbeiten<br />
zur Einlagerung wärmeentwickelnder<br />
Abfälle in Salz begannen auf der 496-Meter-Sole<br />
mit elektrisch simulierter Wärmeentwicklung. Für<br />
die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle wird<br />
wegen der Handhabungs- und Transportsicherheit<br />
die Umwandlung in Glas- oder Keramikprodukte<br />
empfohlen. Neue Landessammelstellen für radioaktive<br />
Abfälle wurden bei der Reaktorstation Geestacht,<br />
beim Hahn-Meitner-Institut in Berlin und<br />
bei der Kern<strong>for</strong>schungsanlage Jülich eingerichtet.<br />
Betriebseigene Sammelstellen bestanden u.a. bei<br />
der NUKEM, bei Hoechst und beim VAK Kahl.<br />
Eine aktualisierte Kostenschätzung für die KNK am<br />
KFK beläuft sich auf 120 Millionen DM, von denen<br />
115 Millionen vom Staat und 5 Millionen von Energieversorgungsunternehmen<br />
aufgebracht werden.<br />
Für den HDR stehen knapp 98 Millionen DM an<br />
Bundesmitteln zur Verfügung.<br />
Bei möglichen neuen Kernkraftwerksprojekten<br />
kommerzieller Art kommt langsam Bewegung in den<br />
heimischen Markt. BASF hat bei AEG-Telefunken,<br />
BBC und Siemens Kernkraftwerksstudien angefragt.<br />
Die hamburgischen Elektrizitätswerke (HEW)<br />
möchten sich an einem Projekt KKW Stadeland der<br />
Nordwestdeutschen Kraftwerke AG beteiligen.<br />
Im Bereich der Euratom-Zusammenarbeit beteiligt<br />
sich die deutsche Industrie am Euratom-Versuchsreaktor<br />
ESSOR in Italien, der als Euratom-Projekt<br />
errichtet wurde. Der D2O-moderierte Reaktor, der<br />
mit einem organischen Kühlmittel und zu 93 Prozent<br />
angereichertem Uran arbeitet, erreicht im Frühjahr<br />
1967 Erstkritikalität. Aus Deutschland sind Siemens,<br />
AEG, INTERATOM, DEMAG und Mannesmann<br />
beteiligt.<br />
Die Budgetmittel des BMwF für Kernenergie steigen<br />
um 18,9 Prozent, das Gesamtbudget des Ministeriums<br />
steigt um 20,8 Prozent. Der Anteil der Ausgaben<br />
am Bruttosozialprodukt für Forschung und Entwicklung<br />
insgesamt steigt von 1,1 Prozent 1956 auf 1,9<br />
Prozent 1965 und wird 1969 2,1 Prozent erreichen.<br />
Der Erstkern des KKW Obrigheim wird von NUKEM<br />
geliefert und die ersten Aufträge zur Wiederaufarbeitung<br />
an die in Bau befindliche WAK kommen vom<br />
KKW Gundremmingen sowie dem VAK Kahl. Am<br />
KFK erfolgt die Inbetriebnahme des schnellen Nullenergiereaktors<br />
SNEAK, so dass es insgesamt fünf<br />
Versuchsanlagen bzw. Projekte der bundeseigenen<br />
Gesellschaft für Kern<strong>for</strong>schung gibt: Den MZFR für<br />
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| Abb. 10<br />
Muster eines Uranoxid-Zirkalloy-Brennelements für den MZFR Karlsruhe.<br />
Quelle: <strong>atw</strong><br />
Brennstoff- und Materialentwicklung, den HDR<br />
Siedewasserreaktor mit nuklearer Dampfüberhitzung,<br />
die natriumgekühlte, zirkonhydridmoderierte<br />
KNK, das schwerwassermoderierte, gasgekühlte<br />
Druckröhren-Kernkraftwerk Niederaichbach sowie<br />
die WAK. Den meisten Anlagen gemeinsam ist,<br />
dass sie für die Entwicklung von schnellen Brütern<br />
er<strong>for</strong>derlich sind. Die KNK soll dabei zunächst mit<br />
einem thermischen Core ausgestattet werden, mit<br />
dem Erfahrungen mit Natrium als Kühlmittel und<br />
mit der Anlagentechnik gewonnen werden. Eine<br />
spätere Umrüstung auf einen epithermischen oder<br />
gänzlich schnellen Core ist aber möglich und wird<br />
vorbereitet. Der HDR soll künftig zur Nutzung als<br />
Versuchsanlage für einen dampfgekühlten schnellen<br />
Brüter zu einem schnell-thermischen Reaktor<br />
umgebaut werden in dem es Zonen mit thermischen<br />
und Zonen mit schnellen Neutronen gibt.<br />
Die Kapazität der Herstellung von Brennelementen<br />
liegt in Deutschland 1967 bei 100 Tonnen Uran pro<br />
Jahr. Die damaligen Prognosen sehen einen Bedarf<br />
von 500 tU im Jahr 1975 und 1.700 tU im Jahr 1985<br />
vor. Zum Vergleich, heute besteht eine Kapazität<br />
von 650 tU, mit der die im Jahr 2011 vorhandenen<br />
hiesigen Anlagen und Exporte bedient werden<br />
konnten. Allerdings lagen Anreicherungsgrade und<br />
Abbrände deutlich höher als Anfang der siebziger<br />
Jahre. Für den Bedarf an Wiederaufarbeitungskapazität<br />
wurden für 1975 230 tU und für 1985 1.100 tU<br />
prognostiziert. Zum Vergleich liegt die Kapazität der<br />
Wiederaufarbeitungsanlage in La Hague heute bei<br />
1.700 tU, wobei im Jahr 2022 1.021 tU tatsächlich<br />
verarbeitet wurden. Die Kosten für die Wiederaufarbeitung<br />
von LWR-Brennstoffen wurden auf fünf<br />
Prozent der Stromgestehungskosten geschätzt. Das<br />
klingt zunächst moderat, erhöht aber die Brennstoffkosten<br />
in einer Größenordnung von rund 50<br />
Prozent.<br />
Das KFK legte eine Dampfbrüterstudie vor, nach<br />
einer Studie zu natriumgekühlten schnellen<br />
Brütern. Die Studie ermittelte für Dampfbrüter im<br />
Vergleich höhere Brennstoffkosten, aber vergleichbare<br />
Stromgestehungskosten. Im Bereich Hochtemperaturreaktoren<br />
werden die Entwicklungskosten<br />
für einen THTR auf Basis des AVR auf 80 Millionen<br />
DM veranschlagt, von denen 29,5 Millionen vom<br />
Bund, 40 Millionen von Euratom und 10,5 Millionen<br />
von anderen Partnern getragen werden sollen. Die<br />
Errichtung des Kernkraftwerks Lingen mit fossil<br />
gefeuertem Dampfüberhitzer kostet 270 Millionen<br />
DM von denen 40 Millionen vom Bund getragen<br />
werden. Zusätzlich wird ein ERP-Kredit in Höhe von<br />
50 Millionen DM sowie ein Sonder-ERP-Kredit für<br />
Belieferung durch Berliner Unternehmen in Höhe<br />
von 10 Millionen DM vergeben. Für die Entwicklung<br />
eines schnell-thermischen Cores für den HDR<br />
Großwelzheim durch AEG werden 13,3 Millionen<br />
DM eingeplant von denen 11,8<br />
Millionen aus dem Bundeshauhalt<br />
kommen. Das Bundes<strong>for</strong>schungsministerium<br />
beruft<br />
ein Projektkomitee „Schneller<br />
Brüter“ zur Beratung hinsichtlich<br />
der Schnellbrüterentwicklung.<br />
SPECIAL TOPIC | A JOURNEY THROUGH ENERGY GERMAN POLICY, NUCLEAR ECONOMY TECHNOLOGY AND LAW 65<br />
| Abb. 11<br />
Kern<strong>for</strong>schungszentrum Karlsruhe.<br />
Quelle: <strong>atw</strong><br />
Der Fortschrittliche Druckwasserreaktor<br />
(FDR) für die<br />
„Otto Hahn“ wird fertig gestellt<br />
und eingesetzt. Es handelt<br />
sich um einen integrierten<br />
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Druckwasserreaktor bei dem Reaktordruckbehälter,<br />
Kernhalterung, Pumpen und Dampferzeuger eine<br />
kompakte Einheit bilden, die 180 Tonnen wiegt. Die<br />
thermische Leistung liegt bei 38 MW, die Maschinenleistung<br />
an der Antriebswelle bei 8,1 MW.<br />
| Abb. 12<br />
Fertigung des FDR-Reaktordruckgefäßes für die "Otto Hahn".<br />
Quelle: <strong>atw</strong><br />
Beim Forschungsreaktor Rossendorf in Mitteldeutschland<br />
wurde die thermische Leistung auf<br />
10 MW gesteigert, nachdem diese in einem ersten<br />
Schritt bereits von 2 auf 5 MW erhöht wurde. Als<br />
nächster Schritt bei der kerntechnischen Stromerzeugung<br />
nach dem Kernkraftwerk Rheinsberg<br />
wird von der DDR die Errichtung eines Kernkraftwerks<br />
mit etwa 500 MW elektrischer Leistung an<br />
der Ostsee geplant.<br />
NUKEM liefert UO2-Pulver an AEG für die Herstellung<br />
von HDR-Brennelementen und AEG stellt<br />
Brennstäbe für die KNK mit Stahlhüllrohren her, die<br />
von INTERATOM zu Brennelementen assembliert<br />
werden.<br />
Ende der (kommerziellen) Reaktorflaute<br />
und Hadern mit Bürokratie und Politik<br />
Im Juni fällt der Beschluss der Preussenelektra<br />
bzw. der VEBA AG, am Standort Würgassen ein<br />
Kernkraftwerk mit rund 700 MW Leistung zu<br />
errichten. Es wird das erste rein kommerzielle Kernkraftwerk<br />
ohne staatliche Subventionen. In einem<br />
Euratom-Forschungsprojekt werden die Stromgestehungskosten<br />
für ein Kernkraftwerk mit Druckwasserreaktor<br />
und 600 MW Leistung, entsprechend<br />
etwa dem Projekt des Kernkraftwerks in Stade mit<br />
2,3 Pfennig pro Kilowattstunde angegeben, für das<br />
zu dieser Zeit der Auftrag an Siemens vergeben<br />
wird. Die endgültigen Aufträge für beide Anlagen<br />
werden im Oktober vergeben, das Kernkraftwerk<br />
Würgassen dabei an AEG für einen Siedewasserreaktor.<br />
Der RDB des Kernkraftwerks Stade wurde<br />
bei den Klöckner-Werken/Georgsmarienwerke in<br />
Auftrag gegeben, die damit nach Kernkraftwerk<br />
Obrigheim, HDR Großwelzheim und MZFR Karlsruhe<br />
bereits den vierten Auftrag für eine RDB-Fertigung<br />
erhalten.<br />
Bürokratische Hürden waren auch damals Thema.<br />
So wurde darüber diskutiert, welche Rolle der deutsche<br />
Genehmigungsprozess für die damals außergewöhnlich<br />
lange, siebenjährige Dauer der Errichtung<br />
des Mainzer Triga-Reaktors (Mark II) spielte, der ja<br />
auf einer zu diesem Zeitpunkt längst bekannten und<br />
bewährten Technologie beruhte. Dieser Reaktor ist<br />
der letzte Triga-Reaktor, der in Deutschland noch in<br />
Betrieb ist, so dass rückblickend die damals unerhörte<br />
Verzögerung eher nicht ins Gewicht fällt. Und<br />
die Bürokratie hat sich inzwischen dahin weiterentwickelt,<br />
dass mittlerweile für Windkraftanlagen<br />
mit sieben Jahren für das Genehmigungsverfahren<br />
zu rechnen ist. Die seinerzeitige Diagnose hinsichtlich<br />
der Gründe für das lange Verfahren beim Triga<br />
lautete Angst vor Strahlenschäden.<br />
| Abb. 13<br />
Kesselfilter für die Jodfiltrierung.<br />
Quelle: <strong>atw</strong><br />
Mit Blick auf den zukünftigen Ausbau der Kernkraft<br />
wird das Thema Genehmigungsrecht auch systematischer<br />
bearbeitet. An Problemen und Defiziten<br />
wird festgestellt, dass die Verfahren generell zu<br />
langwierig sind, es zu große Unterschiede zwischen<br />
den Bundesländern gibt, der er<strong>for</strong>derliche Genehmigungsumfang<br />
unklar ist, das Genehmigungsrecht<br />
nicht mit dem technischen Fortschritt weiter<br />
entwickelt wird, sondern starr bleibt, die Gutachter<br />
über<strong>for</strong>dert sind und die Reaktorbauer die er<strong>for</strong>derlichen<br />
Unterlagen zu langsam liefern. Trotz dieser<br />
umfangreichen Liste an Beanstandungen sind die<br />
bisher konkret durchgeführten Genehmigungsverfahren<br />
meist gut verlaufen. Dies hat aber nicht an den<br />
Verfahren gelegen, sondern an guten in<strong>for</strong>mellen<br />
Kontakten, gesundem Menschenverstand bei allen<br />
Beteiligten und Flexibilität. Es wird daher als ein<br />
Risiko betrachtet, dass sich diese Verhältnisse auch<br />
leicht ändern könnten und das Genehmigungsrecht<br />
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<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
und seine Praxis daher auf schwankendem Grund<br />
stehen.<br />
Das Kernkraftwerk Gundremmingen beginnt mit<br />
dem kommerziellen Leistungsbetrieb, der AVR mit<br />
der Stromerzeugung, der FRJ-1 wird umgebaut und<br />
wieder in Betreib genommen und der 1-MW-Forschungs-<br />
und Messreaktor der Physikalisch-Technischen<br />
Bundesanstalt wird kritisch. Insgesamt gibt<br />
es in Deutschland damals 10 Forschungsreaktoren<br />
sowie 16 Null-Leistungsreaktoren und kritische Anordnungen,<br />
darunter SUAK, STARK und SNEAK für<br />
die Schnellbrüterentwicklung.<br />
| Abb. 14<br />
Reaktorhalle des Schnell-thermischen Argonautreaktos<br />
Karlsruhe (STARK). <br />
Quelle: <strong>atw</strong><br />
Euratom befindet sich in einer Krise. Es wird die<br />
Handlungsunfähigkeit der Organisation beklagt,<br />
Streitigkeiten über mehrere Projekte in unterschiedlichen<br />
Ländern und unproduktive Grabenkämpf<br />
innerhalb der Behörde prägen das Bild. Eine strategische<br />
Planung oder sogar eine normale Budgetplanung<br />
sind nicht mehr möglich, so dass sukzessive<br />
Nothaushalte die Fortsetzung der Arbeit in Projekten<br />
sowie der Behörde sicherstellen sollen. Ein wichtiger<br />
Streitpunkt ist die Meinungsverschiedenheit<br />
zwischen Frankreich und den anderen Mitgliedern<br />
über die Rolle der Euratom-Versorgungsagentur<br />
bzw. deren <strong>for</strong>tbestehende Kompetenzen, die von<br />
Frankreich bestritten wird.<br />
Für das Projekt des Kernkraftwerks Atucha in Argentinien<br />
wird eine Reaktor-Exportfinanzierung bei<br />
der KfW geprüft, nachdem der interministerielle<br />
Ausschuss diese Prüfung beauftragt hatte.<br />
Die Engpassleistung sämtlicher Kraftwerke der<br />
Bundesrepublik Deutschland einschließlich Berlin<br />
(West) beträgt Ende 1966 42.627 MW Brutto. Davon<br />
entfallen auf die öffentliche Versorgung 27.978 MW.<br />
Die Bruttostromerzeugung betrug 178,3 Terawattstunden.<br />
Transport von bestrahlten<br />
Brennelementen und drittes deutsches<br />
Atomprogramm<br />
Schon 1965 wurden erste Tests von Transportbehältern<br />
für abgebrannte Brennelemente durchgeführt.<br />
Das Behälterkonzept von AEG-Kernenergieanlagen<br />
in Zusammenarbeit mit den Hüttenwerken Salzgitter<br />
sieht Behälter aus Sphäroguss für z. B. 12<br />
DWR-Brennelemente mit einem Gewicht von 60<br />
Tonnen vor, die mit Bleiummantelungen innen<br />
und außen ausgestattet werden können und zwei<br />
Verschlussdeckel für höhere Festigkeit und prüfbare<br />
Dichtigkeit vorsehen.<br />
| Abb. 15<br />
Erster Transport bestrahlter Brennelemente zur<br />
Wiederaufabreitungsanlage der Eurochemic in Mol.<br />
Quelle: <strong>atw</strong><br />
Die Firma Transnuklear entwickelt mit französischen<br />
Partnern eigene Behälter. Etwas später<br />
erhält die Transnuklear den Auftrag zum Transport<br />
bestrahlter Brennelemente des Kernkraftwerks<br />
Gundremmingen. Adressat des Transports ist die<br />
Gesellschaft zur Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen.<br />
Die im Jahr zuvor eingesetzte Heisenberg-Kommission<br />
empfiehlt, die Arbeit der deutschen Kern<strong>for</strong>schungszentren<br />
auf schnelle Brutreaktoren und<br />
Thorium-Hochtemperaturreaktoren auszurichten.<br />
Eine Studie des KFK hatte die ökonomischen Potentiale<br />
von Schnellbrüterreaktoren mit Natrium- und<br />
Dampfkühlung etwa gleich eingeschätzt, was – mit<br />
einem gewissen Sarkasmus betrachtet – sich ja<br />
auch bewahrheitet hat. Den Entwicklungslinien<br />
waren zwei Industriekonsortien zugeordnet, AEG,<br />
GHH und MAN für den Dampfbrüter und Siemens/<br />
INTERATOM für den Natriumbrüter.<br />
Das Bayernwerk, die Bayerische Landeselektrizitätsversorgung<br />
und die Isar-Amper-Werke führen<br />
Verhandlungen über die gemeinsame Errichtung<br />
und den Betrieb eines Kernkraftwerks der<br />
600-MW-Klasse südlich der Donau.<br />
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Kommerzieller Durchbruch <strong>Nuclear</strong> für die Kernenergie Energy under und Article massive 6.8 of Forschungsanstrengungen the Paris Agreement ı Henrique ı Nicolas Schneider Wendler
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
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Die Deutsche Atomkommission billigt das dritte<br />
deutsche Atomprogramm für den Zeitraum 1968 bis<br />
1972. Die Schwerpunkte der staatlichen Förderung<br />
liegen in diesem Programm bei den gasgekühlten<br />
Hochtemperaturreaktoren und den schnellen<br />
Brütern. Darüber hinaus sind auch die Brennstoffbeschaffung,<br />
die Brennelementherstellung, Wiederaufarbeitung<br />
und Entsorgung sowie die Gewinnung<br />
und Anwendung von Spaltprodukten, Plutoniumgewinnung<br />
und -handhabung sowie Reaktorsicherheit<br />
und Strahlenschutz förderwürdige Tatbestände<br />
im Rahmen des Programms. Die Gesamtmittel des<br />
BMwF für Kernenergie<strong>for</strong>schung belaufen sich für<br />
den Bundeshaushalt 1968 auf 664 Millionen DM,<br />
davon 159 Millionen für <strong>for</strong>tgeschrittene Reaktoren.<br />
Die gesamten Bundesmittel für Kernenergie belaufen<br />
sich auf 866 Millionen DM. Für das gesamte dritte<br />
Atomprogramm, das erstmals vom Bundeskabinett<br />
und nicht nur von der Deutschen Atomkommission<br />
verabschiedet wird, belaufen sich die Fördermittel<br />
auf 4,9 Milliarden DM, davon 3,8 Milliarden vom<br />
Bund und 1,1 Milliarden von den Ländern.<br />
Der Bundesverband der Deutschen Industrie und<br />
das Deutsche Atom<strong>for</strong>um beraten gemeinsam über<br />
die Energiepolitik und das dritte Atomprogramm.<br />
Sie teilen die Sorge bezüglich der Unterstützung für<br />
die Kohleverstromung und der künstlichen Aufrechterhaltung<br />
eines Kohlestromanteils von 50 Prozent,<br />
was die Entwicklung der Kernenergie beeinträchtigt<br />
und die Strompreise erhöht. Beide Verbände <strong>for</strong>dern<br />
auch Verbesserungen bei der Exportförderung mit<br />
Hermes-Bürgschaften und ERP-Krediten, um die<br />
Wettbewerbsfähigkeit mit anderen internationalen<br />
Anbietern herzustellen.<br />
AEG-Telefunken entwickelt einen Prozessrechner<br />
für das Kernkraftwerk Würgassen. Ziel der Entwicklung<br />
ist die teilautomatische bis vollautomatische<br />
Überwachung, Steuerung und Regelung des Kernkraftwerks.<br />
In der DDR wird die Planung für ein Kernkraftwerk<br />
Nord an der Ostsee leistungsmäßig aufgestockt<br />
auf eine 700-MW-Anlage mit zwei Blöcken vom<br />
Typ Novo-Woronesch. Auch wird ein Atomabkommen<br />
zwischen der DDR und der Sowjetunion<br />
abgeschlossen. Eingeführt wird das Regelwerk für<br />
Nukleartransporte, die Anordnung über den Transport<br />
radioaktiver Stoffe (ATR).<br />
Drei Anfechtungsklagen gegen Bau und Betrieb<br />
des Kernkraftwerks Gundremmingen wurden vom<br />
Verwaltungsgericht Augsburg als unbegründet<br />
abgewiesen.<br />
Beim Kernkraftwerk Würgassen wird zur Umwälzung<br />
des Kühlmittels ein teilintegrierter Zwangsumlauf<br />
statt eines rein externen Zwangsumlauf<br />
verwendet. Der nächste Entwicklungsschritt, ein<br />
rein interner Zwangsumlaufs mit Axialpumpen ist<br />
erst später realisierbar. Das Kernkraftwerk Lingen<br />
wird mit 24 von 284 Brennelementen im Januar<br />
erstmals kritisch, erzeugt im Juli erstmals Strom<br />
und geht im Oktober in den kommerziellen Betrieb.<br />
Das Kernkraftwerk Würgassen erhält vom Arbeitsund<br />
Sozialministerium sowie dem Wirtschafts- und<br />
Verkehrsministerium die erste Teilerrichtungsgenehmigung<br />
und die Standortgenehmigung. An<br />
der Prüfung des Genehmigungsantrags haben die<br />
Reaktorsicherheitskommission, die TÜV-Arbeitsgemeinschaft-Kernkraftwerke<br />
und das Institut für<br />
Reaktorsicherheit der Technischen Überwachungsvereine,<br />
das später in der Gesellschaft für Reaktorsicherheit<br />
aufgehen wird, mitgewirkt.<br />
Nach der BASF sind die Chemischen Werke Hüls<br />
(CWH) in Marl das zweite Unternehmen, das Interesse<br />
an einer Beteiligung an einem Kernkraftwerk<br />
hat. Die Absicht ist, in Marl ein Kernkraftwerk mit<br />
600 MW Leistung zu errichten.<br />
In Nachbarschaft des Kern<strong>for</strong>schungszentrums<br />
Karlsruhe wird ein kerntechnischer Hilfszug aufgebaut,<br />
der bei denkbaren schweren Unfällen schnelle<br />
Hilfe leisten soll. Daraus entwickelt sich später die<br />
Kerntechnische Hilfsdienst GmbH.<br />
Die Staatliche Zentrale für Strahlenschutz der DDR<br />
hat eine Versuchsanlage zur Bearbeitung radioaktiver<br />
Abfälle in Betrieb genommen. Als Bearbeitungsverfahren<br />
werden Verdampfung, chemische<br />
Ausfällung mit Ionentausch und Pressung angewendet.<br />
Überlegungen zum künftigen<br />
Plutoniumbedarf und Entwicklung<br />
einer Thorium-Linie<br />
Im Zusammenhang mit der Brüterentwicklung rückt<br />
der Plutoniumbedarf der deutschen Atomwirtschaft<br />
stärker in den Fokus. Hier wird zunächst eine Unterdeckung<br />
erwartet, da SNEAK, die KNK und vor allem<br />
die Brutreaktorprototypen in den kommenden<br />
Jahren nennenswerte Mengen an Plutonium benötigen.<br />
Diese Situation ergibt sich in den meisten<br />
westlichen Ländern mit Ausnahme des Vereinigten<br />
Königreichs, das einen mittelfristigen Plutoniumüberschuss<br />
ausweisen wird. Als Folge davon wird<br />
in Deutschland zunächst nur eine Teilausrüstung<br />
von Reaktorkernen mit Plutoniumbrennstoff angestrebt,<br />
der durch Uran-235 ergänzt wird. Ab Mitte<br />
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der siebziger Jahre wird allerdings ein weltweiter<br />
Plutoniumüberschuss erwartet, so dass Deutschland<br />
Plutonium zukaufen kann, was aber nur in der<br />
minimal er<strong>for</strong>derlichen Menge geschehen soll.<br />
Als Ziel der HTR-Entwicklung wird inzwischen<br />
ein Kernkraftwerk mit 600 bis 1.000 MW Leistung<br />
mit einer geschlossenen Gasturbine zur direkten<br />
Umwandlung der thermischen in mechanische<br />
Energie ohne Dampfprozess sowie als Thorium-<br />
Brutreaktor betrachtet. Für die Herstellung der<br />
coated particles für den HTR-Brennstoff werden<br />
drei verschiedene Verfahren entwickelt. Zugleich<br />
wird von der KFA Jülich und Siemens ein Konzept<br />
für einen D2O-moderierten und -gekühlten Thoriumreaktor<br />
ähnlich dem MZFR vorgeschlagen.<br />
Referenzentwürfe für Hochtemperaturreaktoren<br />
sehen einen Graphitmoderator ggf. zusätzlich Berylliumoxid,<br />
prismatische Brennelemente mit coated<br />
particles und Brennelementwechsel mit Umsetzung<br />
sowie eine integrierte Bauweise des Primärkreislaufs<br />
in einem Spannbetondruckbehälter vor. Für<br />
thermische Hochtemperaturreaktoren wird auch<br />
der Kugelhaufentyp in Betracht gezogen, der die<br />
Vorteile eines homogenen und eines heterogenen<br />
Reaktors miteinander kombinieren kann. Er ermöglicht<br />
einen ständigen Brennelementwechsel unter<br />
Last, einen optimalen Abbrand für jedes Brennelement,<br />
die kontinuierliche Untersuchung der Brennelemente<br />
und er<strong>for</strong>dert keine Überschussreaktivität<br />
wodurch nur ein kleines Brennstoffinventar benötigt<br />
wird. Während sich der AVR in der Inbetriebsetzung<br />
für den Leistungsbetrieb befindet, sollen<br />
die Entwurfsunterlagen für den THTR Ende 1969<br />
fertig gestellt sein. Die GHH Sterkrade hat ihrerseits<br />
eine Studie zu einem Hochtemperaturreaktor mit<br />
Gasturbine im Direktantrieb vorgelegt, von dem ein<br />
Prototyp gebaut werden soll. Kurz darauf wurde von<br />
der GHH der Beschluss zum Bau eines solchen GHTR<br />
mit 25 MW Leistung in Geestacht gefasst.<br />
| Abb. 16<br />
AVR-Brennelementkugel in dichter Schüttung.<br />
Quelle: <strong>atw</strong><br />
Der FRJ-2 in Jülich ist Anfang 1968 nach einer<br />
Leistungssteigerung von 10 auf 15 MW wieder in<br />
Betrieb gegangen, der FRG-1 in Geestacht wurde<br />
nach Umbau mit 15 statt 5 MW Leistung wieder<br />
in Betrieb genommen. Von der Gesellschaft für<br />
Strahlen<strong>for</strong>schung wird ein Triga-Mark-III-Reaktor<br />
für den Standort Neuherberg sowie von der Medizinischen<br />
Hochschule Hannover ein Triga-Mark-II-<br />
Reaktor angefragt.<br />
Das BMwF hat mit Argentinien ein Abkommen zur<br />
technisch-wissenschaftlichen Zusammenarbeit im<br />
Bereich der Kernenergie abgeschlossen, einschließlich<br />
des Kernbrennstoffzyklus. Wenig später erfolgt<br />
der erste Auslandsauftrag für die deutsche Reaktorbauindustrie<br />
für einen Schwerwasser-Druckkesselreaktor.<br />
Durch die <strong>for</strong>cierte Entwicklung mehrere neuer<br />
Reaktorkonzepte über die etablierten Typen hinaus<br />
ergibt sich die Fragestellung, ob Interessenten an<br />
der Kernenergienutzung in die vorhandene, entwickelte<br />
Technologie investieren sollten, oder lieber<br />
auf die neuen Reaktoren warten. Die Empfehlung<br />
einer Studie geht dahin, die aktuell vorhandene<br />
Technologie zu nutzen, da diese eine gute Betriebssicherheit<br />
und wettbewerbsfähige Kosten erreicht<br />
habe. Ein Warten auf neue Reaktortypen hätte zur<br />
Folge, dass ein Stromerzeuger für viele Jahre die<br />
Kostenvorteile der konventionellen Kernkraftwerke<br />
im Vergleich zu anderen thermischen Kraftwerken<br />
nicht nutzen könnte.<br />
Mehr Forschung und Entwicklung in der<br />
Industrie und erster Exporterfolg<br />
Die umfangreichen Kernenergieversuchsanlagen<br />
der AEG in Großwelzheim werden mit einem Nullleistungsprüfreaktor,<br />
einer kritischen Anordnung<br />
für Experimente mit fertigen Brennelementen,<br />
wärme- und strömungstechnische Versuchsstände<br />
für Brennelemente und Reaktorkomponenten sowie<br />
ein Plutoniumlabor zur Herstellung von Plutoniumbrennelementen<br />
ergänzt.<br />
BBC, INTERATOM und Siemens legen ein Entwicklungsprojekt<br />
für einen terrestrischen Prototyp eines<br />
Incore-Thermionik-Reaktors (ITR) zur Energieversorgung<br />
von Satelliten und Raumsonden vor.<br />
Es soll ein thermischer, metallhydrid-moderierter<br />
Kompaktreaktor mit Natriumkühlung und einer<br />
elektrischen Leistung von 20 kW bei einer thermischen<br />
Leistung von 700 kW mit thermionischen<br />
Wandlern entwickelt werden. Deren Arbeitstemperatur<br />
soll zwischen 550 und 650 °C liegen, als<br />
Brennstoff dient hochangereichertes Uran. Das<br />
Gesamtgewicht soll bei 1010 Kilogramm liegen.<br />
Für das Kernkraftwerk Gundremmingen wird bei<br />
AEG-Telefunken ein Prozessrechner bestellt, der<br />
erstmals nukleare Prozessoptimierung für höheren<br />
Abbrand oder niedrigere Anreicherung durchführen<br />
soll.<br />
SPECIAL TOPIC | A JOURNEY THROUGH ENERGY GERMAN POLICY, NUCLEAR ECONOMY TECHNOLOGY AND LAW 69<br />
Special Topic | A Journey through Energy German Policy, <strong>Nuclear</strong> Economy Technology and Law<br />
Kommerzieller Durchbruch <strong>Nuclear</strong> für die Kernenergie Energy under und Article massive 6.8 of Forschungsanstrengungen the Paris Agreement ı Henrique ı Nicolas Schneider Wendler
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
SPECIAL TOPIC | A JOURNEY THROUGH ENERGY GERMAN POLICY, NUCLEAR ECONOMY TECHNOLOGY AND LAW 70<br />
| Abb. 17<br />
Reaktor-Bedienungsbühne des KKW Gundremmingen.<br />
Quelle: <strong>atw</strong><br />
In den anhaltenden Diskussionen in mehreren<br />
Staaten über eine eigene europäische Anreicherungskapazität<br />
wird die Möglichkeit erwogen, eine<br />
solche Anlage mit der Ultrazentrifugentechnologie<br />
zu errichten, die bei kleineren Anlagengrößen<br />
wirtschaftlich sein könnte als die bislang genutzte<br />
Gasdiffusionstechnologie. Allerdings bestehen bei<br />
der Kostenschätzung u. a. aufgrund der Geheimhaltungsbestimmungen<br />
noch erhebliche Unsicherheiten.<br />
Die Betriebserfahrungen mit dem Kernkraftwerk<br />
Gundremmingen zeigen eine gute Lastfolgefähigkeit,<br />
die aber wegen der Xenon-Vergiftung immer<br />
eine gewisse Unruhe in die Steuerstabregelung<br />
bringt, da – wie zu erwarten – immer eine gewisse<br />
Nachregelung auch für konstante Leistungsabgabe<br />
er<strong>for</strong>derlich ist, so u.a. ein ausführlicher Bericht zu<br />
den ersten Monaten des Kraftwerksbetriebs.<br />
bei einem künftigen HTR auf ein druckdichtes<br />
Containment zu verzichten und sich mit einem dicht<br />
ausgelegten Reaktorgebäude und guter Entlüftungsanlage<br />
zu begnügen. Dieses Thema ist bis heute in<br />
der Diskussion – etwa bei einem laufenden Genehmigungsverfahren<br />
der US-amerikanischen NRC – und<br />
besonders hinsichtlich auslegungsüberschreitender<br />
Ereignisse umstritten.<br />
Die Auftragsvergabe für den Bau des Reaktordruckbehälters<br />
für das Kernkraftwerksprojekt Atucha in<br />
Argentinien mit einem Schwerwasser-Druckkessel-<br />
Reaktor geht an die niederländische Rotterdam<br />
Drydock. Mit 470 Tonnen Gewicht, 11,5 Meter Höhe<br />
und 6,2 Meter Durchmesser ist dieser Behälter deutlich<br />
größer als für die damaligen Leichtwasserreaktoren.<br />
Das Kernkraftwerk Atucha (1) mit 362 MW<br />
installierter Bruttoleistung ging 1974 in Betrieb<br />
und erzeugt bis heute Strom. Die Anlage wurde von<br />
Siemens aus dem MZFR und den Komponenten für<br />
| Abb. 19<br />
Regelstabantrieb für KKW Obrigheim auf Regelstanbprüfstand.<br />
Quelle: <strong>atw</strong><br />
das Kernkraftwerk Obrigheim entwickelt, zuzüglich<br />
eines Werkes für Brennelementfertigung, einem<br />
Ausbildungsprogramm für die künftige Belegschaft<br />
und einer Schwerwasser-Anreicherungsanlage mit<br />
einer Kapazität von 100 Tonnen pro Jahr. Die Kosten<br />
betragen 300 Millionen DM die mit einem Tilgungszeitraum<br />
von 25 Jahren bei Tilgungsbeginn fünf<br />
Jahre nach Vertragsabschluss vollfinanziert werden.<br />
Die Anlage ist so konzipiert, dass der Brennelementwechsel<br />
während des Betriebs möglich ist.<br />
| Abb. 18<br />
Neue Brennelemente des KKW Gundremmingen.<br />
Quelle: <strong>atw</strong><br />
Von Seiten des TÜV Rheinland wird von zwei Ingenieuren<br />
empfohlen, angesichts der Fortschritte bei der<br />
Radionuklidrückhaltung in den Brennstoffkugeln<br />
RWE hat mit Preussenelektra die Übernahme von<br />
einem Drittel der Stromerzeugung des künftigen<br />
Kernkraftwerks Würgassen vereinbart, aber trotz<br />
der für die Kernenergie positiven Stimmung auf<br />
der vorangegangenen Hauptversammlung seit<br />
dem Kernkraftwerk Gundremmingen keine eigene<br />
Anlage mehr bestellt. Später wird die Stromabnahmevereinbarung<br />
wieder aufgelöst.<br />
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| Abb. 20<br />
Kernkraftwerk Lingen in der Errichtung.<br />
Quelle: <strong>atw</strong><br />
Bei der Inbetriebsetzung des Kernkraftwerks Lingen<br />
wird eine Störung bei einem Teil der Regelstabantriebe<br />
festgestellt. Zur Behebung des Problems muss<br />
das Spiel zwischen den Antriebskolben und der<br />
Abdichtung zwischen Antrieb und Reaktor (Drosselbuchse)<br />
vergrößert werden. Betroffen waren die<br />
äußeren Regelstabantriebe. Die Maßnahme führte<br />
zu vier bis fünf Wochen Verzögerung bei der Inbetriebsetzung.<br />
Ein breites Spektrum von Industrieunternehmen<br />
und wissenschaftlichen Eirichtungen befasst sich<br />
mit der Entwicklung von thermoelektrischen oder<br />
photoelektrischen Energiekonversionssystemen<br />
bei Radioisotopengeneratoren für Raumfahrtanwendungen.<br />
Industrieseitig sind das BBC, AEG,<br />
Siemens und Bölkow, <strong>for</strong>schungsseitig das Institut<br />
für Radiochemie der TH München, das 1. Physikalische<br />
Institut der Uni Gießen sowie das Institut für<br />
technische Elektronik der TH München.<br />
„Kernabfall“ zu ersetzen, da<br />
Atommüll sehr negativ besetzt<br />
ist.<br />
Innerhalb der kerntechnischen<br />
Branche wird über die Gründung<br />
einer deutschen Nuklear-Gesellschaft<br />
als wissenschaftlicher<br />
Fachgesellschaft diskutiert wie<br />
sie in anderen Ländern und auf<br />
anderen Fachgebieten auch<br />
in Deutschland bestehen. Als<br />
Alternativen werden die Gründung<br />
einer neuen Gesellschaft<br />
und eine Lösung innerhalb des<br />
Deutschen Atom<strong>for</strong>ums vorgeschlagen.<br />
Hintergrund ist, dass<br />
sich viele jüngere Beschäftigte in<br />
den bestehenden verbandlichen<br />
Branchenstrukturen nicht repräsentiert<br />
fühlen, da das Atom<strong>for</strong>um nur sehr wenige<br />
persönliche Mitglieder aufnimmt. Zugleich wird von<br />
anderer Seite vor einer Zersplitterung der Vertretung<br />
der Branche gegenüber Öffentlichkeit und<br />
Politik gewarnt, die seinerzeit mit der Gründung<br />
des Atom<strong>for</strong>ums aus mehreren Vorgängerorganisationen<br />
vermieden werden sollte.<br />
Hinsichtlich der Kernenergienutzung für die Schifffahrt<br />
bestehen Planungen als nächsten Schritt nach<br />
dem Forschungsschiff der „Otto Hahn“, die inzwischen<br />
ausgeliefert, aber noch nicht nuklear, sondern<br />
nur mit einem konventionellen Hilfsantrieb erprobt<br />
wurde, ein Demonstrations-Kernenergiehandelsschiff<br />
zu bauen. Dieses Demonstrationsschiff soll mit<br />
einem Reaktor von 138 MW thermischer Leistung<br />
SPECIAL TOPIC | A JOURNEY THROUGH ENERGY GERMAN POLICY, NUCLEAR ECONOMY TECHNOLOGY AND LAW 71<br />
Kraftwerkskühlung als grenzüberschreitende<br />
Thema, Nuklearschiff und<br />
eine neue Vereinigung in der Branche<br />
Über die Kühlwasserkapazität am Hochrhein und<br />
deren Aufteilung finden deutsch-schweizerische<br />
Gespräche statt. Anlass dafür ist es – nachdem<br />
es bereits früher Diskussionen zu diesem Thema<br />
gegeben hat – sicher zu stellen, dass die Errichtung<br />
eines Kernkraftwerks an der Aare in der Schweiz<br />
weder den Rhein noch die Errichtung eines Kernkraftwerks<br />
auf der deutschen Hochrheinseite bei<br />
Waldshut beeinträchtigt.<br />
Das Wirtschaftsministerium Niedersachsen schlägt<br />
vor, den Begriff „Atommüll“ durch den Begriff<br />
| Abb. 21<br />
Sicherheitsbehälter der Otto Hahn nach dem Einbau.<br />
Quelle: <strong>atw</strong><br />
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und 50.000 Wellen-PS (WPS) ausgerüstet werden,<br />
der vier Jahre Standzeit mit einer Brennstoffladung<br />
und einen durchschnittlichen Abbrand von 24.000<br />
MWd/tU hätte. Der Reaktor der „Otto Hahn“ mit<br />
38 MW thermisch und 11.000 WPS hat eine Brennstoffstandzeit<br />
von 500 Volllasttagen bei einem<br />
Abbrand von 7.200 MWd/tU. Die Brennelemente in<br />
dem integrierten Reaktor mit einem Gesamtgewicht<br />
von 1.010 Tonnen haben eine mittlere Anreicherung<br />
von 4,03 Prozent. Die Brennelemente wurden<br />
von Babcock & Wilcox und NUKEM entwickelt und<br />
werden von NUKEM und der französischen CERCA<br />
gefertigt.<br />
Das physikalisch-technische Forschungsprogramm<br />
soll die Einflüsse der Arbeitsbedingungen des Reaktors<br />
im Schiff untersuchen sowie Möglichkeiten zur<br />
Vereinfachung des Designs und des Verzichts auf<br />
Sicherheitsaufwand aufzeigen. Die Ausbildung der<br />
Bedienmannschaft für den Reaktor erfolgt bei der<br />
GKSS.<br />
Kernenergie für wirtschaftliche<br />
Wettbewerbsfähigkeit und<br />
stärkeres Engagement für die<br />
Brennstoffversorgung<br />
Bei RWE bestehen nach längerer Pause wieder<br />
Planungen für die Beschaffung neuer Kernkraftkapazität.<br />
Im Rennen sind entweder ein Kernkraftwerk<br />
mit Wärmenutzung und 300 MW elektrischer<br />
Leistung, das gemeinsam mit BASF auf dem BASF-<br />
Werksgelände errichtet wird, oder ein ausschließlich<br />
der Stromerzeugung dienendes Kraftwerk mit<br />
einer Leistung von 1.000 MW am Standort Biblis.<br />
Ein Genehmigungsantrag für diesen Standort wurde<br />
bereits eingereicht.<br />
Die IHK Unterfranken <strong>for</strong>dert verschiedene<br />
Maßnahmen zur Senkung der Energiekosten,<br />
darunter den Bau eines Kernkraftwerks sowie den<br />
Verzicht auf weitere Maßnahmen zur Förderung<br />
der Steinkohlenutzung. Die Wirtschaftskammer<br />
Bremen <strong>for</strong>dert ebenfalls die Errichtung eines Kernkraftwerks<br />
für niedrigere Energiepreise im Standortwettbewerb.<br />
Die Bundesrepublik hatte 1965 die<br />
höchsten Strompreise innerhalb der EWG.<br />
An die neu gegründete Urangesellschaft wird der<br />
erste Auftrag über die Lieferung von Urankonzentrat<br />
mit einem Gehalt von 370 Frachttonnen U3O8 für<br />
die Brennstoff-Erstausstattung des Kernkraftwerks<br />
Würgassen vergeben. Nahe Tirschenreuth in der<br />
Oberpfalz wird ein Versuchsschacht zum Uranabbau<br />
angelegt. Die ALKEM erhält vom BMwF den Auftrag<br />
zum Studium des Einsatzes von wiedergewonnenem<br />
Plutonium in thermischen Reaktoren. Dies soll<br />
zuerst im VAK Kahl, dem Versuchsreaktor HBWR in<br />
Norwegen und dem Kernkraftwerk Dresden in den<br />
Vereinigten Staaten erprobt werden.<br />
Neue physikalische Erkenntnisse<br />
belasten Brüter-Forschungsprogramm<br />
Das Brutreaktorentwicklungprogramm ist von<br />
Ergebnissen aus der Grundlagen<strong>for</strong>schung<br />
betroffen, da neu ermittelte nukleare Daten für<br />
Plutonium ungünstigere Brutraten erwarten lassen,<br />
was besonders für das Dampfbrüterkonzept zum<br />
Problem werden kann. Etwas später empfiehlt dann<br />
das Projektkomitee für die Brüterentwicklung eine<br />
Reduzierung der Dampfbrüterentwicklung, da neue<br />
Forschungsergebnisse eine Erhöhung des Verhältnisses<br />
von Neutronenabsorbtion zu Spaltquerschnitt<br />
bei Plutonium ergeben haben, was die Brutrate und<br />
die Stromgestehungskosten ungünstig beeinflusst.<br />
Darüber hinaus zeigten sich im Lauf der Entwicklung<br />
grundlegende Brennelementprobleme und in<br />
anderen Staaten war die Dampfbrüterentwicklung<br />
bereits eingestellt worden. Schon zuvor stellte sich<br />
heraus, dass der Umbau des HDR zu einem schnellthermischen<br />
Reaktor nicht ohne weiteres möglich<br />
ist, so dass das Dampfbrüterprogramm keinen<br />
Versuchsreaktor im engeren Sinne mehr in Aussicht<br />
hatte bzw. ein solcher von Grund auf neu hätte<br />
errichtet werden müssen.<br />
Über die Einstellung des Dampfbrüterprogramms<br />
kommt es zu einer Kontroverse, die durch einen<br />
Artikel in der FAZ öffentlich wird. Bundes<strong>for</strong>schungsminister<br />
Stoltenberg kündigt daraufhin<br />
ein öffentliches Hearing mit allen Beteiligten der<br />
Dampfbrüterentwicklung an.<br />
Wachsendes Interesse an Kernenergie<br />
in Süddeutschland<br />
Die Energie-Versorgung Schwaben und die Technischen<br />
Werke Stuttgart planen ein Kernkraftwerksprojekt<br />
mit 600 MW Leistung bei Lauffen am Neckar.<br />
Die BASF beantragt eine Baugenehmigung für ein<br />
Kernkraftwerk im Raum Ludwigshafen. Die Vereinigte<br />
Industrieunternehmen AG (VIAG) in Bundesbesitz<br />
erklärt ihr Interesse an der Errichtung eines<br />
Kernkraftwerks in Bayern und an einer Beteiligung<br />
am KKW-Projekt von Bayernwerk, Isar-Amper-<br />
Werken und Stadtwerken München an Donau oder<br />
Inn.<br />
Das Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg<br />
lässt das erste Energiegutachten auf Landesebene<br />
erstellen. Es prognostiziert bzw. diagnostiziert das<br />
Er<strong>for</strong>dernis von 7.600 MW installierter Kernkraftleistung<br />
in Baden-Württemberg im Jahr 1985 an<br />
Standorten am Oberrhein, Hochrhein und Neckar<br />
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sowie an der Iller. Zum Vergleich waren im Jahr<br />
1990 tatsächlich Kernkraftwerke mit rund 5.000<br />
MW Leistung in Baden-Württemberg in Betrieb.<br />
Wiederaufarbeitungs<strong>for</strong>schung<br />
für den Thoriumzyklus und<br />
Zukunftsstudien in großer Zahl<br />
Nachdem die Kostenstudie zum THTR fertig<br />
gestellt wurde, wurde die Hochtemperatur-Kernkraftwerk<br />
GmbH für Vorarbeiten zum THTR-<br />
Prototyp gegründet. Die KFA Jülich arbeitet am<br />
THOREX-Verfahren zur Wiederaufarbeitung von<br />
thoriumbasiertem Kernbrennstoff sowie an alternativen<br />
Wiederaufarbeitungsverfahren für den<br />
Thorium-Kreislauf. Das KFK befasst sich mit einem<br />
modifizierten PUREX-Verfahren für die Wiederaufarbeitung<br />
von Brüterbrennstoff mit hohem Abbrand<br />
von 100.000 MWd/tU sowie in einem Zug für<br />
Core- und Brutmantelelemente. Auch werden am<br />
KFK Anwendungsmöglichkeiten für die in einem<br />
Kernenergiesystem mit Brutreaktoren in größerem<br />
Umfang anfallenden Transplutoniumelemente<br />
gesucht.<br />
Bei den im Zuge der Entwicklung neuer Reaktortypen<br />
gerne und häufig erstellten Analysen und<br />
Studien zu Kernenergiesystemen und deren Kostenoptimierung<br />
ist aus heutiger Sicht eine Tendenz<br />
erkennbar, dass es zwischen unterschiedlichen<br />
langfristigen Szenarien eher kleine Unterschiede<br />
bei den Stromgestehungskosten von Reaktortypen<br />
oder bei systemweiten Kosten gibt, aber zugleich<br />
bei den oft weit in die Zukunft gerichteten Arbeiten<br />
erhebliche Unsicherheiten bei den Input-Annahmen<br />
bestehen. So gibt es große Bandbreiten für die<br />
Errichtungskosten von neuen Reaktortypen<br />
oder bei den Brennstoffzykluskosten<br />
moderner Zyklen, aber<br />
auch hinsichtlich der technischen<br />
und damit Kostenentwicklung im<br />
bereits bekannten Brennstoffzyklus<br />
sowie bei Entwicklungsdauer und<br />
-kosten neuer Systeme oder bezüglich<br />
der Preisentwicklung von Uran.<br />
Auch die Verbrauchsentwicklung<br />
lässt sich nicht über teils mehr als 50<br />
Jahre sinnvoll voraussagen und stellt<br />
einen Unsicherheitsfaktor dar, so dass<br />
die meist kleinteiligen Ergebnisse mit<br />
minimalen Vorteilen für den einen<br />
oder anderen Pfad bei Reaktor- und<br />
Brennstoffzyklussystemen tatsächlich<br />
keine wirkliche Aussagekraft haben.<br />
genanntes Jugend-Projekt durchgeführt werden<br />
soll, wurde ein Kooperationsverband in Lubmin<br />
gebildet, der mit modernen Führungsmethoden<br />
und unter optimaler wirtschaftlicher Abwicklung<br />
arbeiten soll. Leitbetrieb des Verbunds ist der VEB<br />
Kernkraftwerksbau.<br />
Konsolidierung in der<br />
Kraftwerksbranche und Mühen der<br />
industriellen Praxis<br />
Zu einer spektakulären Veränderung kommt es<br />
in der Kraftwerksbranche: AEG-Telefunken und<br />
Siemens kündigen an, ihr Geschäft mit Trans<strong>for</strong>matoren,<br />
Dampfturbinen, Generatoren, Turbosätzen<br />
und Kraftwerken einschließlich Kernkraftwerken<br />
in zwei gemeinsam gehaltenen Gesellschaften<br />
zu bündeln. Ausgenommen davon bleibt nur der<br />
Bau der Kernreaktoren selbst, insbesondere weil<br />
die Unternehmen unterschiedliche internationale<br />
Partner dabei haben.<br />
Erfahrungen mit unerwünschten Schwingungen im<br />
Kern bei der Inbetriebsetzung des Kernkraftwerks<br />
Obrigheim wie auch bei anderen, internationalen<br />
Anlagen führen dazu, dass ins Programm zum<br />
Probebetrieb des Kernkraftwerks Stade ein Schwingungsversuchsprogramm<br />
mit einer verfeinerten<br />
Instrumentierung aufgenommen wird sowie auch<br />
entsprechende erweiterte Versuche an Einzelkomponenten<br />
und Festigkeitstest während der Fertigung<br />
vorgesehen werden. Wie sich bei den Funktionstests<br />
des Kernkraftwerks Olkiluoto 3 zeigte, sind Vibrationsphänomene<br />
– in diesem Fall im Primärkreis und<br />
nicht im Kern – bei neuen Reaktorkons truktionen<br />
auch heute ein relevantes Thema.<br />
SPECIAL TOPIC | A JOURNEY THROUGH ENERGY GERMAN POLICY, NUCLEAR ECONOMY TECHNOLOGY AND LAW 73<br />
Für die Errichtung des Kernkraftwerks<br />
Nord in der DDR, das als so<br />
| Abb. 22<br />
Sicherheitsbehälter des Kernkraftwerks Würgassen vor Einbringen in das Reaktorgebäude.<br />
Quelle: <strong>atw</strong><br />
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Ein anderer unerwünschter Begleiter der damals<br />
wie heute aktuell ist, sind Klagen gegen Projekte<br />
und Vorhaben jedweder Art. In diesem Fall eine<br />
Klage zweier Privatpersonen gegen die Anordnung<br />
auf So<strong>for</strong>tvollzug der ersten Teilerrichtungsgenehmigung<br />
für das Kernkraftwerk Würgassen, die zu<br />
einem Baustopp geführt hätte und vom Oberverwaltungsgericht<br />
des Landes Nordrhein-Westfalen<br />
abgelehnt wurde.<br />
Erstmals werden vom BMwF die Forschungsberichte<br />
in der Sicherheits<strong>for</strong>schung des Instituts für<br />
Reaktorsicherheit veröffentlicht.<br />
Das Zentralinstitut für Kern<strong>for</strong>schung in Rossendorf<br />
lieferte 1968 8.000 Sendungen mit radioaktiven<br />
Präparaten in 16 Länder aus. 1963 waren es<br />
erst 1.700 Sendungen.<br />
Britisch-deutsch-niederländische<br />
Kooperation bei der Urananreicherung<br />
zeichnet sich ab und die Plutoniumnutzung<br />
wird vorangetrieben<br />
Bei einem britisch-deutsch-niederländischen Ministertreffen<br />
in Den Haag werden die neuesten Entwicklungen<br />
in der Ultrazentrifugentechnologie und die<br />
Möglichkeiten besprochen, auf dieser Grundlage<br />
eine eigene europäische Anreicherungskapazität<br />
zu errichten. Auch ein Entwurf für ein Abkommen<br />
über die trilaterale Zusammenarbeit wurde erörtert.<br />
Hinsichtlich des Bedarfs an Urantrennarbeit bestand<br />
aber je nach Szenario über einen künftigen Anlagenpark<br />
eine erhebliche Unsicherheit. So ergab eine sehr<br />
umfangreiche Berechnung für Deutschland bezogen<br />
auf das Jahr 2000 einen Bedarf an Urantrennarbeit<br />
zwischen 2.200 tU bis 20.900 tU.<br />
Die Vereinigte Deutsche Metallwerke kündigt an, die<br />
Spezialfertigung für Brennstabhüllrohre in Duisburg<br />
zu einer gesonderten Werksanlage auszubauen.<br />
| Abb. 23<br />
Kernkraftwerk Obrigheim.<br />
Quelle: <strong>atw</strong><br />
VAK Kahl wurden vier Brennstäbe mit einem Uran-/<br />
Plutoniummischoxid (MOX) eingebaut. Der Brennstoff<br />
hat einen Plutoniumgehalt von zwei Prozent.<br />
Das Plutonium entstammt der Wiederaufarbeitung<br />
von Brennelementen des Forschungsreaktors FR-2<br />
in Karlsruhe.<br />
Im dritten deutschen Atomprogramm mit Laufzeit<br />
1968 bis 1972 werden 12 Millionen DM Fördermittel<br />
für die Weiterentwicklung von Leichtwasserreaktoren<br />
vorgesehen. Das ist nur ein kleiner Bruchteil<br />
der Gesamtmittel von 4,9 Milliarden DM.<br />
Der Bund gewährt Argentinien Anfang 1969 100<br />
Millionen DM Kapitalhilfe für das Kernkraftwerk<br />
Atucha und einen KfW-Kredit in Höhe von 75 Millionen<br />
DM. Die restlichen 105 Millionen von den 280<br />
Millionen DM Gesamtkosten werden durch Lieferantenkredite<br />
bereitgestellt.<br />
Das Kernkraftwerk Obrigheim, dass im Rahmen das<br />
zweiten deutschen Atomprogramms als Demonstrationskraftwerk<br />
gilt, erreichte im September 1968<br />
Erstkritikalität und wurde im Oktober mit dem Netz<br />
synchronisiert. Der Antrag auf Baugenehmigung<br />
wurde im Juli 1964 gestellt, die Auftragserteilung<br />
erfolgte im März 1965. Die Anlage kann im Bereich<br />
von Null bis 65 Prozent Leistung Laständerungen<br />
von ± 13 MW und im Bereich 65 bis 100 Prozent<br />
Laständerungen von ± 20 MW pro Minute fahren,<br />
was 3,8 Prozent bzw. 5,8 Prozent der Nettonennleistung<br />
entspricht. Die Reaktorsteuerung erfolgt<br />
mittels einer Prozessrechneranlage.<br />
Ende 1968 kommt es zur ersten Plutoniumrückführung<br />
in einem deutschen Kernkraftwerk. In das<br />
Die ALKEM schließt mit BelgoNucléaire einen<br />
Vertrag über Zusammenarbeit bei der Plutoniumverarbeitung.<br />
Inhalte des Vertrags sind Plutoniumtechnologie<br />
allgemein und die Rückführung von<br />
Plutonium in thermische Reaktoren.<br />
Über die Rückführung von Plutonium in thermische<br />
Reaktoren vs. dessen ausschließlicher Verwendung<br />
in schnellen Reaktoren entsteht eine kontroverse<br />
Diskussion. Obgleich es aktuell (1969) kein<br />
Problem gibt, könnte es Mitte der siebziger Jahre<br />
wegen mehrerer schneller Reaktorprojekte zu einer<br />
Plutoniumknappheit kommen. Der Einsatz in thermischen<br />
Reaktoren wäre aber sinnvoll im Fall einer<br />
Verzögerung des Einsatzes kommerzieller Brutreaktoren,<br />
der ab 1980 erwartet wird.<br />
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<strong>Nuclear</strong> Kommerzieller Energy Durchbruch under Article für 6.8 die of Kernenergie the Paris Agreement und massive ı Henrique Forschungsanstrengungen Schneider ı Nicolas Wendler
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
AEG und NUKEM treiben die Brennelemententwicklung<br />
voran und fertigen 17 Testbrennelemente<br />
unterschiedlicher Auslegung hinsichtlich abbrennender<br />
Neutronengifte, Abstandhalter und verschiedener<br />
Hüllrohrwandstärken zum Einsatz im VAK<br />
Kahl ab Herbst 1969.<br />
Das KFK erhält eine neue Großrechneranlage von<br />
IBM, die später mit der DV-Anlage des IPP Garching<br />
verbunden werden soll.<br />
Dow Chemical und die Nordwestdeutsche Kraftwerk<br />
AG (NKW) erzielen eine Einigung über die<br />
Abwärmenutzung des Kernkraftwerks Stade für<br />
eine neu zu errichtende Chemieanlage. Zusätzlich<br />
zur Wärmeabnahme wird auch eine kontinuierliche<br />
Stromabnahme, auch nachts, vereinbart.<br />
Der Präsident von Westinghouse <strong>International</strong><br />
beklagte, dass eine <strong>for</strong>tgesetzte Unterstützung<br />
der deutschen Regierung für Reaktorexporte eine<br />
bedeutende Bedrohung von US-Interessen werden<br />
könne. Er bezog sich dabei wohl auf die Finanzierungsvereinbarungen<br />
zum bislang ersten und<br />
einzigen deutschen Kernkraftwerksexport nach<br />
Argentinien.<br />
Generell ist die Frage nach der Finanzierung des<br />
Brennstoffersteinsatzes nicht geklärt. Es gibt nun<br />
den Vorschlag, die Finanzierung des zwingend<br />
vorhandenen Anteils des Inventars an die Laufzeit<br />
der Finanzierung der Anlage zu koppeln. Dies wurde<br />
beim Kernkraftwerk Zorita in Spanien so gehandhabt,<br />
ein Siedewasserreaktor von General Electric.<br />
Aus für das Dampfbrüterprojekt und<br />
sich abzeichnender Durchbruch im<br />
Kraftwerksgeschäft<br />
Das Projekt des dampfgekühlten Brüters wird nach<br />
der angekündigten Anhörung von Fachleuten und<br />
einer entsprechenden Empfehlung der Projektkommission<br />
durch das BMwF eingestellt. Insgesamt<br />
finden in diesen Jahren sehr intensive technischwissenschaftliche<br />
Diskussionen über die Brütertechnologie<br />
und ihre Entwicklung statt, bei denen aber<br />
der Aspekt der Sicherheit nicht die maßgebliche<br />
Rolle als wesentlicher Aspekt der Reaktorentwicklung<br />
gespielt hat wie in den Anfangsjahren der Kernenergieentwicklung<br />
und in der industriellen Praxis<br />
derselben Epoche.<br />
der in den Vereinigten Staaten im Zuge des Neubestellungsbooms<br />
schon üblich geworden ist – voraussichtlich<br />
als Leichtwasserreaktor zu Kosten zwischen<br />
700 und 800 Millionen DM vorgesehen. Baubeginn<br />
soll 1970 sein, die Bauzeit soll fünf Jahre betragen.<br />
Es werden Überlegungen zu einem zweiten Kernkraftwerk<br />
an der Elbe in Niedersachsen angestellt.<br />
Die Landesregierung gewährt NKW dafür den Kapitaldienst<br />
in Höhe von 3,1 Millionen Dollar für drei<br />
Jahre für ein Investitionsdarlehen in Höhe von 31,6<br />
Millionen DM.<br />
Auf einer internationalen Tagung zur Schellbrüterentwicklung<br />
wurden unter vielen anderen Themen<br />
auch die sicherheitstechnisch relevanten Probleme<br />
bei der Entwicklung des natriumgekühlten<br />
schnellen Brüters angesprochen. Die hohe spezifische<br />
Leistung, die geringe Reaktivitätsreserve bis zur<br />
prompten Kritikalität, die kurze Neutronenlebensdauer,<br />
der positive Void-Koeffizient und die sehr<br />
hohe Energiefreisetzung bei Bildung einer superkritischen<br />
Masse im Falle einer Kernschmelze stellen<br />
sehr große Heraus<strong>for</strong>derungen für die weitere<br />
Entwicklung dar.<br />
Nicht nur in den Niederlanden (Ultrazentrifugentechnologie),<br />
sondern auch und wie sich später<br />
herausstellen sollte insbesondere in Deutschland<br />
wurde auch an Anreicherungsverfahren gearbeitet.<br />
Das Gaszentrifugenverfahren wird bei der bundeseigenen<br />
Gesellschaft für Kernverfahrenstechnik<br />
entwickelt. Die Forschung am Trenndrüsenverfahren<br />
findet am KFK statt. Dieses Verfahren hat<br />
einen sehr hohen Energiebedarf, noch einmal deutlich<br />
höher als der bereits erhebliche Energiebedarf<br />
des Gasdiffusionsverfahrens. Das Gaszentrifugenverfahren<br />
hat einen stark verminderten Energiebedarf,<br />
man nimmt aber an – Erfahrungswerte im<br />
industriellen Maßstab gibt es noch nicht – dass mit<br />
deutlich höheren Wartungskosten durch häufigen<br />
Zentrifugentausch zu rechnen ist. Dies hat sich in<br />
der späteren Praxis aber nicht bestätigt.<br />
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Die Pläne für das Kernkraftwerk Biblis werden<br />
bestätigt, die Verhandlungen über das Projekt mit<br />
BASF und ein Projekt am Hochrhein mit Schweizer<br />
Partnern sind aber noch ohne Ergebnis. Für Biblis ist<br />
ein Reaktor mit ca. 1.000 MW Leistung – ein Wert,<br />
| Abb. 24<br />
TN-2 Behälter für den Transport bestrahlter Brennelemente.<br />
Quelle: <strong>atw</strong><br />
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Der erste Einsatz des Transportbehälters für<br />
bestrahlte Brennelemente TN-2 findet beim schwedischen<br />
Kernkraftwerk R-3, auch bekannt als Kernkraftwerk<br />
Agesta von November 1968 bis Februar<br />
1969 statt. Der Behälter für den trockenen Transport<br />
der Brennelemente wiegt 30 Tonnen und wird<br />
passiv gekühlt. Beschädigte Brennelemente werden<br />
in gasdichte Kapseln verpackt. Der Behälter ist für<br />
nasse und trockene Beladung ausgelegt.<br />
Die Vereinigten Elektrizitätswerke Westfalen (VEW)<br />
fragt Angebote für ein Kernkraftwerk mit 600 MW<br />
Leistung für den Standort des Kraftwerks Westfalen<br />
an, der bereits für die Errichtung des THTR-Prototypen<br />
angeboten wird.<br />
Die Preussag errichtet eine Versuchsanlage zur<br />
Herstellung von Urankonzentrat auf dem Gelände<br />
ihrer Seltenerdmetallanlage in Gandersheim. Die<br />
Urangesellschaft beteiligt sich mit 10 Prozent an<br />
der Société des Mines de l’Aïr (SOMAIR) in Arlit in<br />
Niger. Die Beteiligung an der Abnahme der Produktion<br />
soll bei einem Drittel liegen.<br />
Im Februar 1969 unterzeichnen und ratifizieren<br />
die ersten Staaten den Atomwaffensperrvertrag<br />
(Non-Proliferation Treaty/NPT). Die Gesellschaft<br />
für Kern<strong>for</strong>schung in Karlsruhe führt Experimente<br />
durch, die zu einer automatisierten Spaltstoffflusskontrolle<br />
in kerntechnischen Anlagen gemäß NPT<br />
führen sollen.<br />
In der THTR-Assoziation wurde ein Rechnerprogramm<br />
zur Speicherung und Verarbeitung der<br />
technischen Kernkraftwerksdaten entwickelt, das<br />
auch ein automatisches Erkennen von Fehlern in<br />
der Projektierungsphase ermöglicht und<br />
das auch auf andere Arten von Projekten<br />
angepasst werden kann. In den MZFR<br />
wird ein Doppelloop zum Test plutoniumhaltiger<br />
Brennstäbe eingebaut, die<br />
von natriumgefüllten Kapseln umhüllt<br />
werden. Die Loop-Kühlkreisläufe sind<br />
vom Hauptkühlkreislauf getrennt.<br />
waren die großen neuen Industrieansiedlungen in<br />
Hamburg in den Bereichen Aluminium- und Stahlherstellung.<br />
Baubeginn soll Anfang 1970 sein.<br />
Insgesamt bestehen in Deutschland Planungen zur<br />
Inbetriebnahme bzw. Errichtung von 19 Kernkraftwerken<br />
mit insgesamt 11.500 MW Leistung bis 1975<br />
inklusive der THTR- und SNR-Prototypen.<br />
Der Stromverbrauch 1968 betrug 210 TWh, die<br />
zu 97 Prozent im Inland gedeckt wurden, zu drei<br />
Prozent durch Import. Die Erzeugung lag bei 204<br />
TWh, davon 1,95 TWh mit Kernenergie.<br />
Betriebserfahrungen mit der<br />
„Otto Hahn“ und Konkretisierung der<br />
Anreicherungskooperation<br />
Im März 1969 fand die erste Atlantikfahrt der „Otto<br />
Hahn“ statt. Auf dieser konnte der Reaktorbetrieb<br />
unter der Bedingung rauer See bei Windstärken von<br />
8 bis 10 erprobt werden, nachdem es bei kurzen<br />
Fahrten in der Nordsee nur ruhiges Wetter gab. Die<br />
Messungen zu den Schlinger- und Stampfbewegungen<br />
des Schiffes und der Reaktoranlage ergaben,<br />
dass sich alles im Rahmen der eingeplanten Parameter<br />
hielt. Die zweite große Erprobungsfahrt in<br />
den Südatlantik zeigte, dass auch unter tropischen<br />
Klimabedingungen ein einwandfreier Reaktorbetrieb<br />
gewährleistet ist. Die Reaktortechnik muss<br />
allerdings in einem klimatisierten Raum betrieben<br />
werden. Bei Versuchen mit abgeschalteter Klimaanlage<br />
zeigte sich, das empfindliche Messkanäle der<br />
Reaktorinstrumentierung wegen über den Spezifikationen<br />
liegenden Bedingungen ungenaue Ergebnisse<br />
geliefert haben. Die bisherigen Erfahrungen<br />
mit dem marinen Einsatz zeigen, dass künftige<br />
Schiffsreaktoren günstiger und kompakter gebaut<br />
Das Badenwerk und die Energieversorgung<br />
Schwaben verfolgen gemeinsam<br />
das Projekt eines Kernkraftwerks bei<br />
Bruchsal in der Gemeinde Oberhausen<br />
mit einer Leistung von 630 MW zur<br />
Inbetriebnahme 1974. Der Standort des<br />
zweiten Kernkraftwerks in Norddeutschland<br />
soll von Stadland verlegt werden,<br />
entweder nach Brunsbüttelskoog oder<br />
nach Geestacht. Entscheidend für den<br />
Beschluss für ein zweites Kernkraftwerk<br />
| Abb. 25<br />
Hauptleistand der Otto Hahn zur Überwachung, Regelung und Schaltung der Maschinenund<br />
Reaktoranlage des Schiffes.<br />
Quelle: <strong>atw</strong><br />
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werden können. Der Fortschrittliche Druckwasserreaktor<br />
ist für eine Laständerungsgeschwindigkeit<br />
von einem Prozent pro Sekunde über den gesamten<br />
Lastbereich ausgelegt. Zusätzlich ist eine maximale<br />
Laständerungsgeschwindigkeit bis vier Prozent pro<br />
Sekunde zugelassen.<br />
In den Verhandlungen zwischen Deutschland,<br />
Großbritannien und den Niederlanden über Urananreicherung<br />
mit Zentrifugentechnik wird vereinbart,<br />
zwei gemeinsame Unternehmen aufzubauen,<br />
eines für den Bau der Zentrifugen und eines für den<br />
Betrieb der Anreicherungsanlagen. Ein gemeinsamer<br />
Ausschuss soll die Zusammenarbeit überwachen.<br />
Die ersten Anreicherungsanlagen sollen in<br />
den Niederlanden und im Vereinigten Königreich<br />
entstehen, die Verwaltung soll nach Deutschland<br />
kommen. Als Grundsätze für die Zusammenarbeit<br />
wird festgelegt, dass Vereinbarungen im Einklang<br />
mit dem NPT stehen müssen, dass das Projekt<br />
ausschließlich friedlichen Zwecken dient und dass<br />
nur geringe Anreicherungsgrade möglich sein sollen.<br />
Am 1. April 1969 wird die Kraftwerk Union (KWU)<br />
gegründet. KWU übernimmt auch Planung und Bau<br />
von Kernkraftwerken, nicht aber von Kernreaktoren<br />
(NSSS).<br />
| Abb. 26<br />
Neuartiges kastenloses Brennelement mit Fingerregelstab für<br />
das KKW Obrigheim.<br />
Quelle: <strong>atw</strong><br />
Der Aufschwung am Kraftwerksmarkt<br />
wird konkret und die Kerntechnische<br />
Gesellschaft wird gegründet<br />
Im April 1969 sind sechs Kernkraftwerke mit einer<br />
Leistung von 890 MW in Betrieb und Kernkraftwerke<br />
mit einer Leistung von 1.440 MW sind in Bau, so dass<br />
die Kernkraftkapazität bis Ende 1972 auf 2.330 MW<br />
steigen soll. Einer allseits akzeptierten Prognose nach<br />
soll es 1980 eine installierte Kernkraftleistung von<br />
25.000 MW geben. Es wird in den kommenden 12<br />
bis 15 Monaten mit Bestellungen von fünf oder sechs<br />
Kernkraftwerken mit zusammen etwa 4.000 MW<br />
Leistung gerechnet. Dabei wird von Investitionen<br />
in Höhe von mindestens 2,5 Milliarden DM augegangen.<br />
Insgesamt sind 12 Kernkraftwerksprojekte<br />
in Planung, davon zwei Prototypenanalgen mit 300<br />
MW (THTR, SNR) und drei Industriekraftwerke mit<br />
Prozessdampfauskopplung, die von BASF, Salzgitter<br />
und CWH/VEW vorangetrieben werden im Raum<br />
Mannheim-Ludwigshafen, in Salzgitter und in Marl.<br />
Bis 1977 sollen 6.850 MW in Betrieb genommen<br />
werden. Für das Kernkraftwerk Biblis liegen Angebote<br />
vor, die Genehmigung ist beantragt. Für das<br />
Kernkraftwerk Lauffen liegen ebenfalls Angebote<br />
vor und die Genehmigung ist beantragt. Die Großkraftwerk<br />
Franken AG plant, in der ersten Hälfte der<br />
siebziger Jahre ein Kernkraftwerk im Raum südlich<br />
von Nürnberg zu errichten.<br />
Parallel zum THTR-300 soll eine Anlage von 600<br />
MW Leistung mit geschlossener Gasturbine von<br />
BBC, GHH und KFA Jülich entwickelt werden, die<br />
Brennstoffentwicklung soll bei NUKEM erfolgen.<br />
Als Standort für den THTR wird Schmehausen bei<br />
Hamm ausgewählt.<br />
Das niederländische EVU PZEM bestellt bei KWU<br />
für den Standort Borssele einen Siemens-Druckwasserreaktor<br />
mit 400 MW Leistung. Die Anlage<br />
stellt eine Mischung der Anlagentechnik der Kernkraftwerke<br />
Obrigheim und Stade dar. Das Kernkraftwerk<br />
Borssele ging 1973 in Betrieb, hatte 2022 eine<br />
Arbeitsverfügbarkeit von 94,1 Prozent und hat eine<br />
Betriebserlaubnis bis 2033.<br />
Im April 1969 wird die Kerntechnische Gesellschaft<br />
(KTG) zur Förderung des Fortschritts von Wissenschaft<br />
und Technik auf dem Gebiet der friedlichen<br />
Nutzung der Kernenergie gegründet. Ziel der<br />
Gesellschaft ist die Ermöglichung interdisziplinärer<br />
Kontakte und Diskussionen für Einzelmitglieder. Die<br />
Gründungsversammlung findet in der Aula der Uni<br />
Frankfurt mit 163 Mitgliedern statt.<br />
Eine Erhebung der <strong>atw</strong> zu den Beschäftigten in<br />
der Branche 1969 ergibt eine Gesamtzahl von ca.<br />
23.000, davon rund 9.000 in Kern<strong>for</strong>schungseinrichtungen,<br />
rund 11.000 in der Industrie und rund<br />
3.000 in Hochschul- und Max-Planck-Instituten<br />
sowie sonstigen Bereichen. Den Tätigkeitsfeldern<br />
nach sind etwa 7.000 Beschäftigte in der Produktion<br />
und 16.000 in Lehre, Forschung und technischer<br />
Entwicklung tätig. In der Umfrage wurden 84 Unternehmen<br />
der Branche erfasst.<br />
BASF beantragt eine Genehmigung für ein Kernkraftwerk<br />
im Bereich Mannheim-Ludwigshafen. Es sind<br />
zwei Blöcke à 600 MW vorgesehen und ein großer<br />
Teil der Leistung soll als Dampf entnommen werden.<br />
Der Auftrag für das Kernkraftwerk Biblis geht an<br />
KWU. Das Bayernwerk strebt an, vier Kernkraftwerke<br />
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in Bayern zu errichten, drei an der Donau, eines in<br />
Mittelfranken. Die Farbenfabriken Bayer planen ein<br />
KKW mit 600 MW Leistung im Raum Leverkusen,<br />
Krefeld, Uerdingen, Dormagen.<br />
Für die Reaktorstation Geestacht wurden zwei<br />
weitere Bestrahlungseinrichtungen angeschafft und<br />
für den Ausbau des Deutschen Elektronensynchrotron<br />
(DESY) in Hamburg wurden 100 Millionen DM<br />
bewilligt, zu 90 Prozent vom Bund, zu 10 Prozent<br />
von der Hansestadt Hamburg.<br />
Siemens übernimmt die Anteile von North American<br />
Rockwell bei INTERATOM sowie weitere Anteile und<br />
wird 60 Prozent von INTERATOM übernehmen. Die<br />
AEG-Gruppe wiederum wird wegen der Zusammenarbeit<br />
bei natriumgekühlten schnellen Brütern<br />
die Hälfte der Siemens-Anteile übernehmen. KWU<br />
und NUKEM gründen die Reaktor-Brennelemente<br />
GmbH, die 1974 zur Reaktor-Brennelemente Union<br />
umfirmieren wird.<br />
Bei der Reaktortagung des Deutschen Atom<strong>for</strong>ums<br />
und der neu gegründeten Kerntechnischen Gesellschaft,<br />
die erstmals stattfindet, ist die Reaktorsicherheit<br />
ein wesentliches Thema unter seinen<br />
verschiedensten Aspekten: Reaktorverhalten, Simulation,<br />
Thermohydraulik, Materialeigenschaften,<br />
Reaktorinstrumentierung und -steuerung, Betriebsverhalten<br />
und -erfahrung, Komponentenauslegung,<br />
Störfallbetrachtung, Materialprüfung und Qualitätskontrolle.<br />
Der Hamburger Hafen soll der Standort für das dritte<br />
norddeutsche Kernkraftwerk werden, da die neuen<br />
Anlagen der Aluminium- und Stahlindustrie bereits<br />
in ihren ersten Ausbaustufen 600 MW elektrischer<br />
Leistung benötigen. Die BASF erhält vom Institut für<br />
Reaktorsicherheit das Sicherheitsgutachten für die<br />
drei in Betracht gezogenen Reaktortypen DWR, SWR<br />
und AGR (Advanced Gas-Cooled Reactor). Alle drei<br />
könnten bei Erfüllung zusätzlicher Sicherheitsmaßnahmen<br />
im Bereich des BASF-Stammwerks errichtet<br />
werden.<br />
Von der USAEC werden 110 Kilogramm Plutonium<br />
für das Schnelle-Brüter-Programm nach Deutschland<br />
geliefert. Die Vereinbarung dazu wurde zwischen<br />
dem Repräsentanten der Vereinigten Staaten bei den<br />
Europäischen Gemeinschaften und der Versorgungsagentur<br />
der Europäischen Kommission geschlossen.<br />
ALKEM liefert die ersten drei Gramm Americium-241<br />
an das Institut für Radiochemie der Gesellschaft für<br />
Kern<strong>for</strong>schung. Das Americium-241 mit einer Reinheit<br />
von mindestens 99 Prozent in Form von AmO2<br />
wurde aus Abfalllösungen der Plutoniumaufarbeitung<br />
gewonnen und wird als langlebiger Alpha- und<br />
Gammastrahler sowie als Brutstoff zur Erzeugung<br />
von Transamericium-Elementen insbesondere<br />
Curium genutzt.<br />
Der deutsche Naturschutzring, Spitzenvereinigung<br />
der Naturschutzvereine erhebt grundsätzlich<br />
keine Einwände gegen die friedliche Nutzung der<br />
Kernenergie zur Stromerzeugung sofern alle technisch<br />
möglichen Sicherheitsmaßnahmen getroffen<br />
wurden, verleiht aber seiner Besorgnis über die<br />
mögliche große Zahl von Kernkraftwerken bis zum<br />
Jahr 2000 sowie über die anfallenden radioaktiven<br />
Abfälle Ausdruck, für die konstruktive Lösungen<br />
gefunden werden müssten.<br />
Kernenergie zeigt erste positive<br />
Auswirkungen auf die Wirtschaftsstruktur<br />
Es zeigen sich bereits im Jahr 1969 positive wirtschaftsstrukturelle<br />
Auswirkungen der Kernenergie<br />
in Deutschland. Das revierferne Baden-Württemberg<br />
erhält erstmals Zugang zu großen Mengen an günstiger<br />
Energie und an den norddeutschen Standorten<br />
sind umfangreiche neue Industrieansiedelungen in<br />
Gang gekommen. Auch die Strukturen der Reaktorbauindustrie<br />
und der Elektrizitätswirtschaft werden<br />
durch den sehr starken Trend zu sehr großen Blockleistungen<br />
im Sinne einer unternehmerischen Konsolidierung<br />
bzw. intensiver Kooperation verändert.<br />
Das Badenwerk und Großkraftwerk Mannheim<br />
(GKM) fassen als vierten Standort in Baden-Württemberg<br />
ein Kernkraftwerk nördlich Mannheim ins<br />
Auge. Das Projekt soll eine Leistung von 700 bis 800<br />
MW haben und Strom auch an das Pfalzwerk und<br />
die Stadt Mannheim liefern. GKM plant für Ende<br />
der siebziger Jahre ein weiteres Kernkraftwerk bei<br />
Wörth auf der Karlsruhe gegenüber liegenden Seite<br />
des Rheins und als Standort für das zweite norddeutsche<br />
Kernkraftwerk wird Brunsbüttelkoog festgelegt.<br />
Die CDU und die SPD in Nordrhein-Westfalen legen<br />
Energiekonzepte mit kombinierter Nutzung von<br />
Kohle und Kernenergie vor. Dabei soll mit nuklearer<br />
Wärme Kohle vergast werden, wodurch der Absatz<br />
von Kohle auch ohne Subventionen gesichert werden<br />
und eine „Gegenmacht“ zum Erdöl geschaffen<br />
werden könnte. Aus heutiger Sicht eine aberwitzige<br />
Vorstellung, die Kernenergie dazu zu nutzen, eine<br />
„All-Coal-Society“ zu schaffen.<br />
Die Euratom-Versorgungsagentur und die USAEC<br />
schließen ein weiteres Abkommen über die Lieferung<br />
von 200 Kilogramm Plutonium für die Herstellung<br />
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der SNR-Brennelemente durch ALKEM. Die NUKEM<br />
erweitert das Lieferprogramm für Beschleunigertargets<br />
und an der KFA Jülich gibt es ein neues Zentrallabor<br />
für Chemische Analyse. An der TH München<br />
wird mit Beginn zum Wintersemester 1969/70 ein<br />
2-semestriger Aufbaustudiengang Kerntechnik<br />
eingerichtet. Im Kernkraftwerk Beznau in der<br />
Schweiz wurde die Rohrleitungsmontage durch<br />
Mannesmann abgeschlossen und Anfechtungsklagen<br />
gegen die Teilerichtungsgenehmigung für das KKW<br />
Würgassen wurden abgewiesen. Das Steinkohleverstromungsgesetz<br />
soll nun nicht verlängert werden,<br />
womit ein Faktor der immer als Hemmnis für den<br />
Ausbau der Kernenergie in Deutschland diskutiert<br />
wurde, entfallen würde.<br />
Die Bundesanstalt für Gewässerkunde hat eine<br />
Studie zu den „Auswirkungen der Einleitung von<br />
Warmwasser auf die Gewässer“ vorgelegt. Die Studie<br />
betrachtet neben den wärmeabgebenden Anlagen<br />
selbst und ihren Auswirkungen auch mögliche<br />
Beschränkungen der Einleitung sowie schadenabwehrende<br />
Maßnahmen, überregionale Planung und<br />
verbesserte Kühlverfahren.<br />
Mit KKW-Projekt Biblis erreicht<br />
Deutschland eine technologische<br />
Spitzenposition<br />
Der Auftrag für das Kernkraftwerk Biblis mit einer<br />
Leistung von nun 1.150 MW wird an KWU und Hochtief<br />
vergeben. Der Turbosatz, bei dem es sich um den<br />
größten jemals bestellten Turbosatz der Welt handelt,<br />
soll im Werk Mülheim der KWU gefertigt werden. Die<br />
Fertigung des RDB mit 540 Tonnen Gewicht soll bei<br />
der GHH Sterkrade erfolgen, diejenige der Dampferzeuger<br />
mit 300 Tonnen Gewicht bei der Deutschen<br />
Babcock & Wilcox. Die Dampferzeugerheizrohre mit<br />
einer Gesamtlänge von 300.000 Metern sollen von<br />
Mannesmann gefertigt werden. Der RWE-Bauentschluss<br />
für das KKW Biblis, dessen Leistung noch auf<br />
1.200 MW aufgestockt wird, wird als maßgeblicher<br />
Faktor für die Zukunft des Ausbaus der Kernenergie<br />
in Deutschland betrachtet. Für die Reaktoranlage<br />
selbst liegen Angebote für einen Siemens Druckwasserreaktor<br />
und einen AEG/GE-Siedewasserreaktor<br />
vor. Der Gesamtkapitalbedarf liegt bei 750 Millionen<br />
DM, der Personalbedarf für den Betrieb der Anlage<br />
wird mit 130 Beschäftigten angenommen. Eine<br />
Vergleichsrechnung zeigt, dass die Errichtung von<br />
zwei kleineren Blöcken mit je 575 MW Leistung zu<br />
20 Prozent höheren Stromgestehungskosten führen<br />
würde. Ein Ölkraftwerk würde zu 30 Prozent, ein<br />
Steinkohlekraftwerk zu 60 Prozent höheren Kosten<br />
führen. Hinsichtlich der Lastfolgefähigkeit ist vorgesehen,<br />
dass die Leistungsregelung zwischen 30 und<br />
100 Prozent der Leistung bei konstanter mittlerer<br />
Kühlmitteltemperatur stattfinden kann und das<br />
im oberen Leistungsbereich Lastsprünge von ± 15<br />
Prozent pro Minute möglich sein sollen, was rund<br />
170 MW entspricht.<br />
Jülich wird als Sitz der URANIT GmbH (Uran-<br />
Isotopentrennungs-Gesellschaft) bestimmt, die<br />
zum Betrieb der Urananreicherungsanlage und als<br />
deutsche Vertretung in der britisch-deutsch-niederländischen<br />
Zusammenarbeit bei Gaszentrifugenanlagen<br />
dienen soll. Anteilseigner sind die Farbwerke<br />
Hoechst, die Gelsenkirchener Bergwerks AG und<br />
die NUKEM. Bensberg bei Köln wird Sitz der Zentrifugenentwicklungsgesellschaft<br />
Gesellschaft für<br />
Nukleare Verfahrenstechnik (GNV). Anteilseigner<br />
sind INTERATOM, Dornier, ERNO und MAN. Dort<br />
soll auch die internationale Dachgesellschaft ihren<br />
Sitz haben.<br />
Im KFK findet die erste Verarbeitung bestrahlter<br />
Plutoniumkapseln aus dem belgischen Forschungsreaktor<br />
BR-2 zur Gewinnung von Americium-243,<br />
Plutonium-242 und Curium-244 statt. AEG-Telefunken<br />
und die italienische CNEN (Comitato<br />
Nazionale per l’Energia <strong>Nuclear</strong>e) bauen ein Plutonium-Brennelement,<br />
das 1970 im VAK Kahl eingesetzt<br />
werden soll.<br />
| Abb. 27<br />
Curium-242 Isotopenbatterie in Funktion.<br />
Quelle: <strong>atw</strong><br />
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Nach viereinhalb Jahren Bauzeit erreicht der<br />
HDR Großwelzheim im Oktober Erstkritikalität.<br />
Die öffentlichen Ausgaben für die Kernenergie in<br />
Deutschland zu denen auch die Finanzierung des<br />
HDR-Prototypen zählt, belaufen sich im Zeitraum<br />
1956 bis 1969 auf 7,2 Milliarden DM.<br />
| Abb. 28<br />
Heißdampfreaktor Großwelzheim neben VAK Kahl. <br />
Quelle: <strong>atw</strong><br />
Weitere Bestellungen von<br />
Kernkraftwerken folgen und der<br />
NPT wird unterschrieben<br />
Die HEW bestellt bei KWU das Kernkraftwerk Brunsbüttelkoog<br />
mit einer Leistung von 794 MW, an dem<br />
auch die NKW beteiligt ist. Erstmals bei einem Siedewasserreaktor<br />
werden acht interne Axialpumpen<br />
zur Umwälzung des Kühlmittels vorgesehen. RWE<br />
hat für das Kernkraftwerk Höchst der Farbwerke<br />
Hoechst Angebote abgefragt. Babcock & Wilcox<br />
hat einen AGR, KWU einen DWR oder SWR angeboten.<br />
Die Energieversorgung Schwaben erteilt<br />
ihre Zustimmung zum Bau eines Kernkraftwerks<br />
in Eichau bei Oberhausen im Landkreis Bruchsal.<br />
Eine Anlage mit 750 MW Leistung soll als erster<br />
Block eines Großkernkraftwerks in Betrieb gehen.<br />
BBC/B&W bieten einen AGR, BBC/GE einen SWR<br />
und KWU sowohl einen DWR als auch einen SWR.<br />
Das Projekt des Kernkraftwerks Lauffen, das ebenfalls<br />
von der Energieversorgung Schwaben verfolgt<br />
wird, bleibt demgegenüber noch offen.<br />
Mit der Bildung einer neuen Bundesregierung<br />
aus SPD und FDP wird Prof. Hans Lassink neuer<br />
Forschungsminister als Nachfolger von Gerhard<br />
Stoltenberg und aus dem Bundesministerium für<br />
wissenschaftliche Forschung (BMwF) wird das<br />
Bundesministerium für Bildung und Wissenschaft<br />
(BMBW).<br />
Die Gesellschaft für Kern<strong>for</strong>schung bestellt bei<br />
NUKEM einen 14 Tonnen schweren Uranmetallblock,<br />
der in der thermischen Säule des FR-2 in<br />
Karlsruhe zum Zweck der Grundlagen<strong>for</strong>schung<br />
in der Kernphysik genutzt werden soll. Der Block<br />
besteht aus vernickelten Metallklötzen unterschiedlicher<br />
Größe.<br />
In Karlsruhe ist der bislang größte Natrium-Loop<br />
in Betrieb gegangen, um Brennelement-Tests und<br />
Korrosionsuntersuchungen durchzuführen. Die<br />
Befüllung der Ablassbehälter des Sekundär- und<br />
dann des Primärkreises der KNK mit Natrium erfolgt<br />
durch die Degussa.<br />
Die BBC Mannheim schließt ein internationales<br />
AGR-Lizenzabkommen mit der britischen BNDC<br />
(British <strong>Nuclear</strong> Design and Construction) und<br />
bietet bei verschiedenen Ausschreibungen AGRs<br />
an.<br />
KSB berichtet, dass es als weltweit einziger Hersteller<br />
Primärumwälzpumpen für sämtliche Reaktoren<br />
bieten kann und dass das Geschäft mit Kernkraftwerken<br />
im nuklearen und konventionellen Teil der<br />
Anlagen bereits 25 Prozent des Gesamtumsatzes<br />
des Unternehmens ausmache. Der jüngste Auftrag<br />
sind die Hauptkühlmittelpumpen für das Kernkraftwerk<br />
Biblis. Die KWU erhielt von der STEAG einen<br />
Auftrag für eine Gas- und eine Dampfturbine zum<br />
Bau einer neuartigen kombinierten Gas- und Dampfkraftwerksanlage.<br />
Die Druckprobe des RDB für das Kernkraftwerk<br />
Stade ist bei Klöckner-Werke/Georgsmarienwerke<br />
erfolgreich verlaufen. Der Betriebsdruck im KKW<br />
wird 157 atü bei 316 °C betragen, die Auslegung<br />
des Behälters ist auf 175 atü bei 350 °C bestimmt<br />
und die Druckprobe erfolgte bis 232 atü. Dabei<br />
wurden an 554 Stellen an der Innen- und Außenhaut<br />
die Ver<strong>for</strong>mung des Behälters vermessen und<br />
mit einem Computer die auftretenden Spannungen<br />
im 280 Tonnen schweren Behälter berechnet.<br />
Die Volkskammer der DDR ratifiziert im September<br />
1969 den Nicht-Verbreitungsvertrag. Bundeskanzler<br />
Willy Brandt kündigt die Unterzeichnung durch die<br />
Bundesrepublik nach noch ausstehenden Klärungen<br />
entsprechend der Beschlüsse der vorherigen Regierung<br />
aus CDU/CSU und SPD an.<br />
Die kerntechnische Branche schlägt im Zuge der<br />
geplanten Re<strong>for</strong>men im Bereich Bildung und<br />
Forschung vor, das BMBW zu re<strong>for</strong>mieren und etwa<br />
die Fragen im Zusammenhang mit etablierten,<br />
„konventionellen“ Reaktortypen auszugliedern, so<br />
dass eine Konzentration auf die Entwicklung neuer<br />
Reaktortypen erfolgen kann. Im gleichen Sinne wird<br />
ge<strong>for</strong>dert, die Sicherheitsbewertung etablierter<br />
Technologien an eine neu zu schaffende Zentralstelle<br />
zu übergeben, die für einheitliche Standards in<br />
allen Bundesländern sorgt. Die Reaktorsicherheitskommission<br />
soll sich dann auf neue Reaktortypen<br />
konzentrieren.<br />
Energy Special Topic Policy, | Economy A Journey and through Law German <strong>Nuclear</strong> Technology<br />
<strong>Nuclear</strong> Kommerzieller Energy Durchbruch under Article für 6.8 die of Kernenergie the Paris Agreement und massive ı Henrique Forschungsanstrengungen Schneider ı Nicolas Wendler
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
Die nach damaligem Empfinden beträchtliche<br />
Verzögerung von einem Jahr bei der Errichtung<br />
des HDR war vor allem von Schwierigkeiten bei der<br />
Brennelement-Entwicklung bestimmt. Zusätzlich<br />
zu dem eingeschütteten UO2-Pulver werden in die<br />
annularen Brennstäbe auch Ringpellets eingebaut<br />
um die mechanischen Abbrandeigenschaften zu<br />
verbessern, d.h. die Verschiebung der beiden Röhren<br />
gegeneinander im Lauf des Betriebs zu verhindern.<br />
Der Leistungsanstieg beim Reaktor ist ab 3 MW thermischer<br />
Leistung von insgesamt 100 MW thermisch<br />
auf 10 Prozent Leistungssteigerung pro Stunde<br />
begrenzt.<br />
Die atomrechtliche Genehmigung für die Errichtung<br />
des KKW Brunsbüttel wird Ende 1969 beantragt. Die<br />
Krupp Maschinen- und Stahlbau wird den Sicherheitsbehälter<br />
für das KKW Biblis bauen. Der Behälter<br />
soll 56 Meter Durchmesser haben, 2.400 Tonnen<br />
wiegen und 9 Millionen DM kosten. Er soll von Mitte<br />
1970 bis Anfang 1972 montiert werden.<br />
Die Gründung einer Projektgesellschaft Schneller<br />
Brüter von RWE (70 %), Samenwerkende Electriciteits-Procluctiebedrijven<br />
(SEP) (NL, 15 %) und<br />
Synatom S.A (B, 15 %) schafft die vertraglichen<br />
und finanziellen Voraussetzungen für den Bau<br />
des 300-MW-SNR-Prototypen. Am FR-2 wird der<br />
Hüllenschaden Dampfkreislauf (HSD) erstmals mit<br />
einem Brennstabprüfling mit einem simulierten<br />
Hüllenschaden in Betrieb genommen.<br />
Am IPP Garching gab es Erfolge bei der Herstellung<br />
eines stabilen Einschlusses von Modellplasmen in<br />
der ringförmigen Stellarator-Anordnung „Wendelstein“.<br />
Versuche zum Einschluss dichter Plasmen, die<br />
durch magnetische Kompression erzeugt wurden,<br />
oberhalb von 10 Millionen Grad waren ebenfalls<br />
erfolgreich. Damit sind die Aussichten von Stellarator-Anordnungen<br />
für Fusionsreaktoren gestiegen.<br />
Die Bundesrepublik Deutschland unterzeichnet den<br />
Nicht-Verbreitungsvertrag und übergibt eine Note,<br />
dass aus Sicht der Bundesregierung der Vertrag<br />
niemals so ausgelegt oder angewendet werden darf,<br />
dass Forschung und Entwicklung auf dem betreffenden<br />
Gebiet behindert oder unterbunden wird. Es<br />
wird betont, dass zwischen den Zielen des NPT- und<br />
des Euratom-Vertrags keine Unvereinbarkeit besteht<br />
und dass der Verpflichtung zum Abschluss eines<br />
Sicherungsabkommens zwischen Euratom und der<br />
IAEA genüge getan werden kann. Die Ratifikation<br />
des Vertrags soll erst erfolgen, wenn in den Verhandlungen<br />
zwischen Euratom und der IAEA eine Einigung<br />
erzielt wurde. Eine ähnliche Note hat auch die<br />
italienische Regierung übergeben.<br />
Fazit<br />
Die Jahre 1966 bis 1969 sind eine der intensivsten<br />
Phasen der Kernenergieentwicklung in Deutschland<br />
in denen sowohl der Durchbruch bei der kommerziellen<br />
Nutzung der Kernkraft mit den Leichtwasserreaktoren,<br />
der Einstieg in die eigenständige Kontrolle<br />
des Brennstoffzyklus sowie eine enorme Expansion<br />
und Diversifizierung der Forschung erreicht werden.<br />
Zugleich kann man trotz des signifikanten Ausbaus<br />
auch der industriellen Forschungs- und Entwicklungskapazitäten<br />
und der Beteiligung der Industrie<br />
an den wesentlichen Forschungsvorhaben eine wachsende<br />
Trennung zwischen den Sphären der Industrie<br />
und denen der Forschung erkennen. Während erstere<br />
in einem sehr harten Preis- und Kostenwettbewerb<br />
die Verheißungen der Kerntechnik in konkrete, oft<br />
mühselig zu optimierende aber am Ende meist langfristig<br />
erfolgreiche Projekte umsetzt und dabei auch<br />
Durststrecken zu überstehen hat, entschwindet die<br />
Forschung in Teilen in höhere Sphären und weitreichende<br />
Visionen, was durch eine große finanzielle<br />
Expansion der Forschungsförderung möglich wird.<br />
So werden in dieser Zeit drei große Forschungsprogramme<br />
vorangetrieben, die sich in heutiger<br />
Rückschau entweder prinzipiell oder in den konkret<br />
verfolgten Konzepten als Sackgassen erwiesen<br />
haben. Nur eines dieser Programme wurde rechtzeitig<br />
als Sackgasse erkannt und beendet, mit der<br />
Folge, dass die beiden anderen mit umso größerer<br />
Intensität und Finanzierung weitergetrieben wurden.<br />
Allerdings war das Ende der sechziger Jahre noch<br />
nicht so deutlich erkennbar und entsprach durchaus<br />
dem Vorgehen anderer Länder. Im Gegensatz dazu<br />
war die Kooperation von Forschung, Industrie und<br />
Politik im Brennstoffbereich von Erfolg gekrönt und<br />
wirft noch heute eine industrielle Rendite ab, selbst<br />
wenn etliche der damals erworbenen Fähigkeiten im<br />
Lauf der Zeit verloren gegangen sind<br />
– Fortsetzung folgt –<br />
Autor<br />
Nicolas Wendler<br />
Chefredakteur <strong>atw</strong> –<br />
<strong>International</strong> <strong>Journal</strong> <strong>for</strong> <strong>Nuclear</strong> <strong>Power</strong><br />
nicolas.wendler@nucmag.com<br />
Nicolas Wendler ist seit August 2013 Leiter Presse und Politik von Kerntechnik<br />
Deutschland e. V./Deutsches Atom<strong>for</strong>um e. V. und war davor seit März 2010 als<br />
Referent Politik dort beschäftigt. Er war zuvor als <strong>International</strong>er Referent für die<br />
internationalen Beziehungen der Jungen Union Deutschlands zuständig und hat<br />
unter anderem Themen der Energie-, Klima- und Wirtschaftspolitik für die Organisation<br />
bearbeitet. Seit Januar 2022 ist er außerdem Chefredakteur der <strong>atw</strong> –<br />
<strong>International</strong> <strong>Journal</strong> <strong>for</strong> <strong>Nuclear</strong> <strong>Power</strong>. Wendler hat in München und Bordeaux<br />
Politische Wissenschaft sowie Volkswirtschaftslehre und (Nord-) Amerikanische<br />
Kulturgeschichte studiert.<br />
SPECIAL TOPIC | A JOURNEY THROUGH ENERGY GERMAN POLICY, NUCLEAR ECONOMY TECHNOLOGY AND LAW 81<br />
Special Topic | A Journey through Energy German Policy, <strong>Nuclear</strong> Economy Technology and Law<br />
Kommerzieller Durchbruch <strong>Nuclear</strong> für die Kernenergie Energy under und Article massive 6.8 of Forschungsanstrengungen the Paris Agreement ı Henrique ı Nicolas Schneider Wendler
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
82<br />
KTG-FACHINFO<br />
KTG-Fachinfo 15/2023 vom 04.10.2023:<br />
Regierungskonferenz<br />
”Roadmaps to New <strong>Nuclear</strong>“ in Paris<br />
Sehr geehrte Damen und Herren, liebe Mitglieder der KTG,<br />
am 28. und 29. September fand in Paris die ge meinsam<br />
von der französischen Regierung und der <strong>Nuclear</strong> Energy<br />
Agency (NEA) der OECD organisierte Konferenz „Roadmaps<br />
to New <strong>Nuclear</strong>“ statt. An der Konferenz nahmen Energieminister<br />
aus 20 Staaten teil, um gemeinsam weltweit<br />
Nutzung und Ausbau der Kernenergie zur Erreichung der<br />
Klimaziele und zur Sicherung der Energieunabhängigkeit<br />
zu beraten. Die Energieminister von Bulgarien,<br />
Kanada, Tschechien, Estland, Finnland, Frankreich, Ghana,<br />
Ungarn, Japan, Korea, Polen, Rumänien, den Niederlanden,<br />
Slowakei, Slowenien, Schweden, Türkei, Ukraine,<br />
des Vereinigten Königreichs und der Vereinigten Staaten<br />
– Italien nahm als Beobachter teil – haben dabei ein<br />
gemeinsames Communiqué verabschiedet.<br />
Darin wird die Kernenergie als sichere, bezahlbare und<br />
regelbare Energie gewürdigt, die seit einem halben Jahrhundert<br />
für Dekarbonisierung gesorgt hat und gegenwärtig<br />
10 Prozent der globalen Stromerzeugung bereitstellt.<br />
Dem langfristigen Betrieb der bestehenden Anlagen<br />
unter Einhaltung höchster Sicherheitsstandards sowie<br />
einer umfangreichen Errichtung neuer Anlagen wird eine<br />
maßgebliche Rolle bei der Erreichung eines 1,5-Grad-Ziels<br />
der Klimapolitik zugeschrieben. Die Kernkraft wird dabei<br />
in den größeren Kontext aller CO 2 -armen Erzeugungs<strong>for</strong>men<br />
gestellt, mit denen zusammen sie neben Energieeffizienz<br />
und Sparsamkeit Klimaschutz und Wohlstand<br />
ermöglichen soll.<br />
Brennstoff, Langzeitlagerung und Entsorgung sowie<br />
Neubauprojekte zu erleichtern und zugleich die wirtschaftlichen<br />
Risiken durch öffentliche Unterstützung<br />
zu verringern;<br />
a Ermutigung internationaler Entwicklungsbanken,<br />
internationaler und regionaler Finanzinstitutionen<br />
die Finanzierung von Nuklearprojekten in Betracht<br />
zu ziehen, mit den Zielen des Zugangs zu Energie, der<br />
Energiesicherheit und der Klimaprioritäten, soweit<br />
ihnen dies gestattet ist;<br />
a Ermutigung internationaler Finanzinstitutionen,<br />
Kernenergie – soweit dies zweckdienlich ist –<br />
gemeinsam mit allen anderen Null- und Niedrig-<br />
Emissionsenergiequellen in internationale Finanztaxonomien<br />
einzustufen;<br />
a Aufruf, Kernenergie stärker in den Umwelt-, Sozial-,<br />
und Governance-Regularien im internationalen<br />
Finanzsystem zu berücksichtigen.<br />
Politik und Regulierung<br />
a <strong>International</strong>e Zusammenarbeit sowie theo re-<br />
ti scher und praktischer Wissensaustausch um hilf -<br />
reiche politische Rahmenbedingungen, Regulierungsmethoden<br />
und Standards zu erhalten und zu<br />
schaffen, die den Ausbau der Kernenergie ermöglichen;<br />
a Gewährleistung sicherer und effizienter Entsorgungsstrategien<br />
durch Erfahrungsaustausch über Zwischenlagerung,<br />
Transport, Wiederaufarbeitung und<br />
Endlagerung von verbrauchten Brennelementen und<br />
hoch radioaktiven Abfällen.<br />
Die Unterzeichner beziehen sich auch auf die Unterstützung<br />
der Kernenergieentwicklung durch fünf der G7-Staaten<br />
beim Energieministergipfel in Sapporo im April und<br />
betrachten die Kernenergie als stabile und resiliente<br />
Stromquelle, als Antwort auf geopolitische Bedrohungen<br />
der Energiesicherheit bei Strom und Wärme sowie<br />
als Beitrag zur Diversifizierung der Energieversorgung<br />
sowohl für OECD-Staaten als auch für Schwellenländer,<br />
die Kernenergieprogramme planen. Ziel ist es dabei, den<br />
Zugang zu erheblichen Mitteln an Investitionskapital zu<br />
wettbewerbsfähigen Kapitalkosten zu ermöglichen, um<br />
internationale Kernenergieprojekte zu finanzieren.<br />
Inhaltlich wird im Communiqué ein breites Themenspektrum<br />
behandelt:<br />
Kernenergiefinanzierung<br />
a Untersuchung innovativer Finanzierungswege<br />
einschließlich öffentlich-privater Partnerschaft<br />
um den Zugang zu Kapital für Erneuerung und<br />
Nachrüstung, Langzeitbetrieb, verbrauchten<br />
Forschung und Entwicklung<br />
a Aktive Unterstützung und Förderung von öffentlicher<br />
Forschung und Entwicklung in Bezug auf Sicherheitsfragen,<br />
einen geschlossenen Brennstoffkreislauf und<br />
<strong>for</strong>tschrittliche Kerntechnologien einschließlich der<br />
Forschung an SMR, an Generation-IV-Reaktoren sowie<br />
anderen <strong>for</strong>tschrittlichen Konzepten, die erhöhte<br />
Sicherheit, Effizienz und Nachhaltigkeit bieten sowie<br />
Unterstützung der Forschung an der Fusionstechnologie<br />
einschließlich des ITER-Projekts.<br />
Lieferketten<br />
a Wiederholtes Bekenntnis zur Förderung eines<br />
ausgewogenen und verlässlichen Umfelds für den<br />
Handel mit Nukleargütern sowie zur Erleichterung<br />
eines reibungslosen grenzüberschreitenden Verkehrs<br />
von Waren und Dienstleistungen gleichgesinnter<br />
Staaten in Übereinstimmung mit unseren jeweiligen<br />
Gesetzen, Regeln und Politiken, wodurch integrierte<br />
Lieferketten zum wirtschaftlichen Vorteil aller unserer<br />
Länder ermöglicht werden.<br />
KTG-Fachinfo
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
Brennstoffversorgung<br />
a Offenheit hinsichtlich der Ermittlung von Zusammenarbeitsmöglichkeiten<br />
bei strategischen Gelegenheiten im<br />
Uranabbau, bei der Konversion, der Anreicherung und<br />
der Brennelementherstellung um sichere und verlässliche<br />
Brennstoffversorgungsketten für die laufenden wie<br />
auch neue und <strong>for</strong>tschrittliche Reaktoren zu entwickeln.<br />
Qualifikation<br />
a Berücksichtigung des Kooperations- und Investitionsbedarfs<br />
bei Bildung und Trainingsprogrammen mit dem<br />
Ziel, ein qualifiziertes Arbeitskräftereservoir und einen<br />
nachhaltigen Fachkräftenachwuchs für die globale<br />
Kernindustrie zu entwickeln, die in der Lage sind, den<br />
Bau, den Betrieb und den Unterhalt von bestehenden<br />
und neuen Kernkraftwerken sowie Rückbau und<br />
Entsorgung zu gewährleisten;<br />
a Überzeugung, dass ein innovatives und diverses<br />
Beschäftigtenpotential dieses Vorhaben unter stützen<br />
wird. In diesem Sinne wird der Erfolg der OECD NEA<br />
begrüßt, einen Konsens unter NEA-Mitgliedern<br />
hinsichtlich einer Verbesserung des anteiligen<br />
Geschlechterverhältnisses im Nuklearsektor erreicht zu<br />
haben.<br />
Dialog mit der Öffentlichkeit<br />
a Anerkennung und Bekräftigung der <strong>for</strong>tdauernden<br />
Bedeutung des Dialogs mit der Öffentlichkeit mit<br />
transparenten, inklusiven und verantwortlichen<br />
demokratischen Entscheidungsfindungsprozessen in<br />
der Entwicklung und Realisierung von Kernenergieprojekten,<br />
die von einer eindeutigen Sicherheitsorientierung<br />
unter Berücksichtigung internationaler bester<br />
Praxis gestützt werden.<br />
Innovation im Energiesystem<br />
a Bekenntnis zur Förderung und Anreizung der Errichtung<br />
von hybriden Energiesystemen, die alle Null-Emissions-Energiequellen<br />
einschließlich nuklearer und<br />
erneuerbarer Energien integrieren, um die er<strong>for</strong>derliche<br />
Geschwindigkeit, den Umfang und die Robustheit zu<br />
erreichen, die für den Übergang zu einer Netto-Nullemissionswirtschaft<br />
er<strong>for</strong>derlich sind;<br />
a Anerkennung der Rolle, die Wasserstoff von Null- oder<br />
Niederemissionsquellen einschließlich nuklearer<br />
Technologien bei der Dekarbonisierung der schwierigen<br />
Industrien als ein Vektor der Energiewende mit positiven<br />
Wirkungen auf die kostenmäßige Wettbewerbsfähigkeit<br />
des Wasserstoffmarktes und seiner Lieferketten<br />
spielen kann.<br />
<strong>International</strong>e Zusammenarbeit<br />
a Aufbauend auf dem Erfolg des ersten „Roadmaps to<br />
New <strong>Nuclear</strong>”-Treffens wird die NEA aufge<strong>for</strong>dert, sich<br />
mit den Stakeholdern in den Staaten zu koordinieren,<br />
um ein Netz von führenden Industrievertretern,<br />
Regierungsvertretern, Forschern und Fachleuten als<br />
einen praktischen, lösungsorientierten Ansatz zur<br />
Unterstützung von Entscheidungsträgern zu entwickeln<br />
und zu unterstützen, um das volle Potential des Langzeitbetriebs<br />
großer Reaktoren, von großen Neubauprojekten<br />
sowie der Entwicklung und Realisierung von SMR für<br />
die Stromerzeugung und industrielle Anwendungen<br />
auszuschöpfen.<br />
a In Anerkennung der Dringlichkeit dieses Vorhabens wird<br />
die NEA aufge<strong>for</strong>dert, unverzüglich <strong>for</strong>t zu fahren und<br />
einen vollständigen Fortschrittsbericht zur Vorlage auf<br />
dem zweiten „Roadmaps to New <strong>Nuclear</strong>“-Treffen in<br />
2024 vorzulegen.<br />
Das Communiqué <strong>for</strong>dert auch die EU dazu auf, sich an<br />
der Förderung der Kernenergie zu beteiligen, was als<br />
künftige Möglichkeit kurz zuvor erstmals von Kommissionspräsidentin<br />
von der Leyen angedeutet und anlässlich des<br />
Treffens sogleich von der französischen Energieministerin<br />
Pannier-Runnacher begrüßt wurde. Der EU-Binnenmarktkommissar<br />
Breton identifizierte die drei Gebiete Finanzierung,<br />
Qualifikation und Innovation als diejenigen, bei<br />
denen die Kernenergie öffentliche Unterstützung benötige.<br />
Parallel zu dem Ministertreffen fand ein Treffen von rund<br />
dreißig Industrievertretern von neun internationalen Organisationen<br />
der kerntechnischen Wirtschaft statt. Auch hier<br />
wurde ein Communiqué verabschiedet, in dem die Industrie<br />
ihre Bereitschaft erklärt, die politischen Ziele zum Ausbau<br />
der Kernenergie zu unterstützen. So wolle man den Betrieb<br />
bestehender Anlagen so lang wie machbar verlängern,<br />
einschließlich der Unterstützung für die Wiederinbetriebnahme<br />
noch nutzbarer Reaktoren sowie effizienter Sicherheitsüberprüfungen.<br />
Es sollen schnelle und deutliche Verringerungen<br />
der Baukosten und Bauzeit von Kernkraftwerken<br />
durch Nutzung der aktuell gewonnenen Erfahrungswerte<br />
beim Bau neuer Anlagen erreicht werden. Die Realisierung<br />
von kleinen modularen und <strong>for</strong>tschrittlichen Reaktoren soll<br />
parallel zur Errichtung großer Anlagen beschleunigt werden,<br />
um ein großvolumiges Bauprogramm in den 2030er<br />
Jahren zu erreichen, um die schwer reduzierbaren Sektoren<br />
zu dekarbonisieren. Die internationale Kooperation zur Entwicklung<br />
der Lieferketten und ihres Arbeitskräftereservoirs<br />
soll vertieft sowie Möglichkeiten ermittelt werden, Fähigkeiten<br />
und Ressourcen in strategischen Schlüsselbereichen<br />
besser abzusichern. Es soll eine Kernbrennstofflieferkettenkapazität<br />
entwickelt und die Zusammenarbeit mit gleichgesinnten<br />
Nationen befördert werden, die Abhängigkeit<br />
bei Kernbrennstoff und verwandten Gütern von Nationen,<br />
von denen <strong>for</strong>tbestehende geopolitische Bedrohungen<br />
der Energiesicherheit ausgehen, beenden wollen. Es sollen<br />
Nachhaltigkeitsprinzipien einschließlich der Kreislaufwirtschaft<br />
in der Nuklearwirtschaft durch verantwortungsvollen<br />
83<br />
KTG-FACHINFO<br />
KTG-Fachinfo
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
84<br />
KTG-FACHINFO<br />
Gebrauch der Kerntechnik und ein Lebenszyklusmanagement<br />
für Nuklearmaterial vorangebracht werden. Es soll<br />
eine inklusive und diverse kerntechnische Industrie auf<br />
Grundlage der OECD-Empfehlungen von 2023 zum Ausgleich<br />
des zahlenmäßigen Geschlechterverhältnisses im<br />
Nuklearsektor befördert werden.<br />
Neben diesen Zusagen zur Unterstützung der politischen<br />
Ziele der 20 Staaten und der OECD NEA stellten die Industrievertreter<br />
auch Forderungen an die Politik. Hierzu zählt<br />
vor allem ein finanzielles Umfeld, das Investitionen in Kernenergie<br />
fördert, die Modernisierung der Regulierung zur<br />
Genehmigung von kerntechnischen Anlagen, einschließlich<br />
<strong>for</strong>tgeschrittener Technologien, eine verstärkte Zusammenarbeit<br />
zum Abbau regulatorischer Hürden in verschiedenen<br />
Ländern sowie die Entwicklung von technologieneutralen<br />
Klimapolitiken durch die Regierungen, in denen die Kernenergie<br />
fair für ihren Wert bei CO 2 -armer, zuverlässiger und<br />
robuster Stromerzeugung entgolten wird. Die COP28 zur<br />
UN-Klimarahmenkonvention wird aufge<strong>for</strong>dert, Schritte<br />
zu ergreifen, um die Erreichung der kollektiven Klimaziele<br />
abzusichern und die wichtige Rolle der Kernenergie dabei<br />
anzuerkennen. Die politischen Entscheidungsträger bei der<br />
COP28 werden dazu aufge<strong>for</strong>dert, dafür zu sorgen, dass<br />
Kernkraftprojekte gleichwertigen Zugang wie alle anderen<br />
sauberen Energiequellen zu den Klimafinanzierungsfazilitäten<br />
bei multilateralen Entwicklungsbanken und internationalen<br />
Finanzinstitutionen haben.<br />
Grundlage der Entscheidung war u. a. die vierte periodische<br />
Sicherheitsüberprüfung, die im Dezember 2019<br />
abgeschlossen wurde. Darüber hinaus sind – auch als Teil<br />
von Post-Fukushima-Maßnahmen – umfangreiche Sicherheitsnachrüstungen<br />
vorgeschrieben. So wurde etwa ein<br />
diversitäres Kühlsystem für das Brennelementlagerbecken<br />
installiert und es wird mit einem System einer ultimativen<br />
Wärmeabfuhr und einer ultimativen Wärmesenke gewährleistet,<br />
dass im Fall eines schweren Unfalls mit Kernschmelze<br />
die Zerfallswärme auch ohne einen Rückgriff auf das Druckentlastungssystem<br />
des Sicherheitsbehälters abgeführt werden<br />
kann. Bis 2026 ist auch für den Fall Sorge zu tragen,<br />
dass dieses System ausfällt und das Druckentlastungssystem<br />
und seine Filter werden gegen Erdbeben gehärtet. Ebenfalls<br />
installiert wurde ein System auf dem sich das geschmolzene<br />
Corium unterhalb des durchgeschmolzenen Reaktordruckbehälters<br />
und in einem dort angrenzenden Raum ausbreiten<br />
und passiv gekühlt werden kann. In Tricastin 1 nicht er<strong>for</strong>derlich<br />
war eine zusätzliche Verstärkung der Bodenplatte,<br />
da diese nur bei bestimmten Betonzusammensetzungen<br />
(Kiesel) er<strong>for</strong>derlich ist. Diese um fangreichen Maßnahmen,<br />
zu denen auch verbunkerte externe Sicherheitsgebäude<br />
gehören, werden für die vier Anlagen des Standortes im<br />
Laufe der vergangenen und der kommenden Jahre umgesetzt.<br />
Die vierte „visite décenale“ (VD) in 2019 selbst dauerte<br />
sieben Monate. Inzwischen sind auch die VD für die Blöcke<br />
zwei und drei abgeschlossen, bei Block vier ist dies im Jahr<br />
2024 vorgesehen.<br />
Das Communiqué der Energieminister des „Roadmaps<br />
to New <strong>Nuclear</strong>“-Treffens der NEA könnte eine hervorragende<br />
Blaupause für eine auf die neue globale Realität<br />
eingehende deutsche erneuerte Kernenergiepolitik sein.<br />
Zumindest sollte für die Bundesregierung das Dokument,<br />
das von immerhin 12 EU-Mitgliedstaaten und acht weiteren<br />
gleichgesinnten Staaten mitgetragen wird, Anlass sein, die<br />
darin festgehaltenen Ziele und Vorstellungen zu tolerieren.<br />
KTG-Fachinfo 14/2023 vom 25.08.2023:<br />
Ihre KTG-Geschäftsstelle<br />
Nicolas Wendler<br />
Erste Betriebsgenehmigung über<br />
40 Jahre hinaus in Frankreich<br />
Sehr geehrte Damen und Herren, liebe Mitglieder der KTG,<br />
die französische Atomaufsichtsbehörde Autorité de sûreté<br />
nucléaire (ASN) veröffentlichte am 10. August 2023 den<br />
ersten Bescheid zur Genehmigung einer Laufzeit von mehr<br />
als 40 Jahren für ein Kernkraftwerk. Die Genehmigung<br />
wurde Ende Juni erteilt und gilt für das Kernkraftwerk<br />
Tricastin 1, das zur zweiten Baulinie der 900-MW-Anlagen<br />
(palier CPY) gehört, über eine Bruttoleistung von 955 MW<br />
verfügt und am 1. Dezember 1980 den kommerziellen<br />
Betrieb aufgenommen hat.<br />
Die Sicherheitsnachrüstungen und die vierten VD im Rahmen<br />
der Grand carénage dienen der Umsetzung der Verlängerung<br />
der Laufzeiten der französischen Kernkraftwerke<br />
um zunächst 10 Jahre, perspektivisch aber um 20 Jahre auf<br />
dann 60 Jahre. Der im Präsidialamt angesiedelte conseil de<br />
politique nucléaire (CPN; Rat für Kernenergiepolitik) hatte<br />
im Februar 2023 Studien zur Verlängerung der Reaktorlaufzeiten<br />
auf 60 Jahre und darüber hinaus beauftragt. Im<br />
Frühjahr haben Senat und Abgeordnetenhaus gesetzliche<br />
Ziele zur Absenkung des Anteils der Kernenergie bis 2035<br />
auf 50 Prozent und die Obergrenze für die installierte<br />
Kernkraftkapazität von 63,2 Gigawatt aufgehoben, die<br />
den Laufzeitverlängerungen insbesondere in Verbindung<br />
mit dem Neubauprogramm mindestens teilweise im Wege<br />
gestanden hätten.<br />
Obgleich der französische Kernenergieanteil recht hoch<br />
ist – höher als ökonomische Optimierungsrechnungen für<br />
die Gestaltung eines abstrakt geplanten Stromversorgungssystems<br />
in der Regel ergeben – ist die Aufrechterhaltung<br />
eines hohen Kernenergieanteils ökonomisch vorteilhaft.<br />
Der Grund liegt darin, dass die Anlagen bereits vorhanden<br />
und abgeschrieben sind und somit die Verlängerung der<br />
Laufzeiten von Kernkraftwerken als günstigste Option der<br />
Stromerzeugung genutzt werden kann.<br />
Ihre KTG-Geschäftsstelle<br />
Nicolas Wendler<br />
KTG-Fachinfo
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
VOR 66 EDITORIAL JAHREN 85<br />
Vor 66 Jahren
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
VOR 66 EDITORIAL JAHREN 86<br />
Vor 66 Jahren
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
VOR 66 EDITORIAL JAHREN 87<br />
Vor 66 Jahren
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
VOR 66 EDITORIAL JAHREN 88<br />
Vor 66 Jahren
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
VOR 66 EDITORIAL JAHREN 89<br />
Vor 66 Jahren
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
VOR 66 JAHREN 90<br />
Vor 66 Jahren
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
Bericht zur KTG-Exkursion<br />
„Nordwest“<br />
Am 15. April 2023 wurden die letzten laufenden<br />
Kernkraftwerke in Deutschland vom Netz genommen,<br />
damit endete die Ära der Nutzung der Kernenergie<br />
zur Erzeugung von Elektrizität in diesem<br />
Land. Dadurch wird die Frage aufgeworfen, ob es<br />
sich im Jahr 2023 noch lohnt in die Branche der<br />
Kernenergie zu wechseln bzw. in dieser Branche<br />
eine Karriere zu beginnen. Es ist wahrscheinlich<br />
eine der Fragen, die die Teilnehmenden der KTG-<br />
Exkursion „Nordwest“ dazu veranlasst haben, sich<br />
dieser Exkursion anzuschließen, denn die Exkursion<br />
wendete sich gezielt an Quereinsteiger und<br />
Young Professionals.<br />
Teilnehmenden schon einmal die Möglichkeit gab,<br />
sich gegenseitig kennenzulernen. Schließlich würden<br />
die meisten der Teilnehmenden die nächsten<br />
fünf Tage rund um die Uhr zusammen verbringen.<br />
(Es gab auch die Möglichkeit nur am Montag und<br />
Dienstag bzw. von Mittwoch bis Freitag teilzunehmen.)<br />
Aus allen Bereichen der kerntechnischen<br />
Branche waren Mitreisende zu finden, sodass die<br />
Wissensstände an den verschiedenen anstehenden<br />
Themen kaum größer hätten sein können.<br />
Nach der Begrüßung durch Herrn Andreas Meyering,<br />
Leiter der Anlage, wurde beim ersten Vortrag<br />
der Woche die Urenco von Herrn Stefan<br />
Heckenmüller, Leiter Instandhaltung, vorgestellt.<br />
Dabei wurde sowohl auf die gesamte Urenco<br />
Gruppe als auch auf den Standort Gronau im speziellen<br />
eingegangen. Hier zeigte sich gleich am<br />
ersten Tag, dass das Abschalten der Kernkraftwerke<br />
nicht das Ende der Kerntechnik in Deutschland<br />
bedeutet. Ganz im Gegenteil: Es wird bei der<br />
Urenco aktuell stark investiert; auch um den Wegfall<br />
der russischen Kernbrennstoffe<br />
(durch den Ukrainekrieg<br />
und die damit verbundenen<br />
Embargos) zu kompensieren.<br />
Bei der anschließenden Führung<br />
durch die Anlage konnten<br />
wir einen Einblick in den Anreicherungsprozess<br />
gewinnen.<br />
KTG INSIDE 91<br />
| Gruppenfoto am Kraftwerksstandort Lingen.<br />
Ziel der Exkursion war die Vermittlung von praktischen<br />
Kenntnissen in Anlagen des nuklearen<br />
Brennstoffkreislaufs, dabei wurde darauf geachtet<br />
möglichst die gesamte Bandbreite des nuklearen<br />
Brennstoffkreislaufs zu zeigen und dies<br />
innerhalb von nur einer Woche. Die daher mit<br />
In<strong>for</strong>mationen prallgefüllte Woche begann für<br />
uns Teilnehmende am Montag, den 18. September<br />
2023, in Gronau. Der Anfang der Exkursion fiel<br />
mit dem Anfang des nuklearen Brennstoffkreislaufs<br />
zusammen, denn in Gronau wurde mit der<br />
Urenco Deutschland GmbH eine Urananreicherungsanlage<br />
besichtigt. Doch zunächst wurde<br />
mit einem Mittagessen gestartet, welches den<br />
Nach der Besichtigung der<br />
Anlage nahmen wir Kurs aufs<br />
erste Hotel. Zwischen Einchecken<br />
im Hotel und Abendessen<br />
blieb noch kurz Zeit sich einmal<br />
frisch zumachen. Doch das<br />
Abendessen war noch nicht der<br />
Abschluss des Tages, denn nach<br />
dem Abendessen gab es einen<br />
weiteren spannenden Vortrag.<br />
Dieser Ablauf sollte sich die<br />
nächsten Tage wiederholen,<br />
sodass die Besichtigungen vor Ort durch Vorträge<br />
ergänzt wurden, die Einblicke in verschiedenste<br />
Themenbereiche der Kerntechnik gewährten.<br />
Somit endeten die prallgefüllten Tage stets nach<br />
21 Uhr. Am Montag ging es im Vortrag von Frau<br />
Sara Beck von der Gesellschaft für Anlagen- und<br />
KTG Inside
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
KTG INSIDE 92<br />
| Gruppenfoto bei Advanced <strong>Nuclear</strong> Fuels, Lingen.<br />
Reaktorsicherheit (GRS) um SMRs (Small Modular<br />
Reactor). Dabei wurde von den verschiedenen<br />
Reaktortypen berichtet und die Vor- und Nachteile<br />
der SMRs gegenüber größeren kerntechnischen<br />
Anlagen beleuchtet. Angesicht der aktuell<br />
weltweiten Bestrebungen in die Richtung der<br />
SMRs könnten diese also eine Technologie der<br />
Zukunft sein, auch wenn die Technologie selbst -in<br />
Kerntechnischen Zeitmessungen- recht alt ist, wie<br />
das Beispiel frachtfahrendes Nuklearschiff Otto<br />
Hahn zeigt.<br />
Am nächsten Morgen ging es nach dem Frühstück<br />
direkt weiter zur Advanced <strong>Nuclear</strong> Fuels<br />
GmbH in Lingen, wo nicht nur die nächste Besichtigung,<br />
sondern auch der nächste Schritt im nuklearen<br />
Brennstoffkreislauf auf uns wartete. Wie<br />
Dr. Hendrik Wiesel, Manager Competence.hub,<br />
in seinem Vortrag zur Begrüßung berichtete, ist<br />
die Advanced <strong>Nuclear</strong> Fuels GmbH in Lingen eine<br />
der wenigen Anlagen weltweit, die in der Lage ist<br />
Brennelemente individuell nach Kundenwunsch<br />
anzufertigen und dabei die hohen Qua litätsansprüche<br />
gewährleistet. Eine Führung durch die<br />
Anlage zeigte den Prozess ab der Anlieferung des<br />
angereicherten Uranhexafluorids bis hin zum fertigen<br />
Brennelement.<br />
Zum Mittagessen ging es am Dienstag weiter ins<br />
Kernkraftwerk Emsland (KKE), wo die Begrüßung<br />
im Infozentrum durch den Leiter der Anlage Herrn<br />
Wolfgang Kahlert stattfand, bevor es einen Fachvortrag<br />
um Thema „Innovation bei RWE <strong>Nuclear</strong>“<br />
gab. In diesem wurden neue Technologien<br />
vorgestellt, die RWE im Rückbau ihrer Anlagen<br />
zum Einsatz bringt. Dabei wurden vor allem die<br />
vollautomatischen Systeme zum Entlacken mit<br />
Wasserhöchstdruck (ROBBE), ein Verfahren zum<br />
Entschichten mit LASER sowie ein selbst laufender<br />
Roboter zur automatischen Messung von Oberflächenkontamination<br />
vorgestellt.<br />
Bei der anschließenden Führung durch den äußeren<br />
Sicherungsbereich kam zum ersten Mal in der<br />
sonst so fröhlichen Runde ein wenig Beklommenheit<br />
auf. Beim Höhepunkt des Rundgangs im<br />
Maschinenhaus wurde die herrschende Stille von<br />
allen, die schon einmal in einer laufenden Anlage<br />
auf dem Turbinenflur standen, als ungewöhnlich<br />
und unangenehm wahrgenommen. Man spürte<br />
gleich, dass das Abschalten im KKE noch kein halbes<br />
Jahr her ist und man sich noch nicht voll mit<br />
dem neuen Anlagenzustand angefreundet hat.<br />
Beim Abendessen war die zwischenzeitlich<br />
getrübte Laune wieder angehoben und pünktlich<br />
zum Dessert wurde von Herrn Heiko Eisert, Standortentwicklung,<br />
Sonderprojekte & GAS Support,<br />
von den Zukunftsplänen der RWE am Standort<br />
Lingen berichtet.<br />
Zentral dominierte das Thema Wasserstoff den<br />
Vortrag, welcher als ein wesentlicher Teil, neben<br />
beispielsweise Megabatterien, die Zukunft des<br />
Standorts bestimmen soll. Neben Wasserstofftankstellen,<br />
der Einspeisung ins Gasnetz wurde<br />
auch über die Produktion von CO 2 freiem Stahl<br />
berichtet. Auch an diesem Abend zeigte sich durch<br />
die anschließende Diskussion, dass man zwar<br />
KTG Inside
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
(nach 12h straffen Zeitplan mit permanent neuen<br />
Eindrücken) sehr müde wird, die Spannung der<br />
Vorträge aber eindeutig überwiegt.<br />
kerntechnischen Anlage noch einmal zusammen<br />
und zeigte unter anderem beeindruckendes<br />
Videomaterial vom Ausbau des Kalottenmaterials<br />
mit einem Spezialbagger. Der<br />
allabendliche Vortrag wurde<br />
am Mittwoch von Herrn<br />
Michael Bongartz, Geschäftsführer<br />
bei PreussenElektra, zum<br />
Thema Rückbauplanung bei der<br />
PreussenElektra gehalten. Dabei<br />
wurde der Zeitplan für die verschiedenen<br />
Rückbauprojekte<br />
an den Kraftwerksstandorten<br />
der PreussenElektra vorgestellt.<br />
Auch ging er auf die unterschiedlichen<br />
Heraus<strong>for</strong>derungen<br />
an den Standorten ein und<br />
zeigte auf, in welchem Zustand<br />
sich die Anlagen aktuell befinden.<br />
KTG INSIDE 93<br />
| Gruppenfoto Kernkraftwerk Stade.<br />
Der Mittwoch startete mit einer längeren Busfahrt<br />
und war thematisch quasi ein Sprung in die<br />
Zukunft, denn nach der frisch vom Netz genommen<br />
Anlage KKE stand nun der Besuch des Kernkraftwerks<br />
Stade (KKS) an. Im KKS finden aktuell<br />
die Abrissarbeiten an den ersten Gebäuden im<br />
Überwachungsbereich statt und die Arbeiten im<br />
Reaktorgebäude sind bereits fast abgeschlossen.<br />
Dies konnte eindrucksvoll bei der Besichtigung<br />
des leeren Sicherheitsbehälters erlebt werden,<br />
denn dieser wurde nicht nur von sämtlichen<br />
Betonstrukturen, sondern auch vom meisten Lack<br />
befreit. Diese Entschichtung wurde mithilfe von<br />
Magnet-Crawlern an der zuvor<br />
von Störkanten beseitigten<br />
glatten Kugelinnenoberfläche<br />
durchgeführt.<br />
Auch bei diesem Vortrag wurde<br />
klar, dass das Abschalten der<br />
Kraftwerke noch lange nicht<br />
das Ende der Standorte darstellt, sondern mit<br />
einem Rückbau der Kernkraftwerke Platz für<br />
Neues geschaffen wird und eine Nachnutzung als<br />
Energiestandort angestrebt wird.<br />
Thematisch bewegte sich die Exkursion nun in<br />
Richtung Entsorgung und Endlagerung, physisch<br />
begaben wir uns nach Bassum zur Eisenwerk Bassum<br />
GmbH. Dort starten wir den Donnerstag mit<br />
einem Vortrag des Geschäftsführers Herrn Alexander<br />
Beckedorf und Herrn Holger Rüchel, Leiter<br />
der Projektabwicklung, zur Gesellschaft für Nuklear-Service<br />
mbH (GNS) mit dem Fokus auf die<br />
Auch konnte man die <strong>for</strong>tgeschrittene<br />
Gebäudefreigabe<br />
betrachten. Auf dem Werkgelände<br />
des KKS wurde spürbar,<br />
dass Rückbau auch Neubau<br />
bedeutet, denn die Besichtigung<br />
des „Werkhofs“ führte in<br />
einen Bereich, der zu Betriebszeiten<br />
noch gar nicht zum Kraftwerksgelände<br />
gehörte.<br />
Ein abschließender Vortrag des<br />
Leiters der Anlage Herrn Marco<br />
Albers fasste den Rückbau der<br />
| Gruppenfoto beim Eisenwerk Bassum.<br />
KTG Inside
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
KTG INSIDE 94<br />
Tochter Eisenwerk Bassum GmbH. Bei dieser werden<br />
die „Konrad-Container“ hergestellt, welche<br />
für die Endlagerung im Schacht Konrad benötigt<br />
werden. Die anschließende Werksführung zeigte<br />
neben einem beeindruckenden Einblick in die<br />
Stahlfertigung, dass auch dieser Standort im Aufbau<br />
und nicht im Abbau begriffen ist. So wurden<br />
große Werkshallen vom Nachbargrundstück dazu<br />
gekauft, um die Fertigungskapazitäten für die<br />
„Konrad-Container“ weiter zu steigern. Durch das<br />
Abschalten sämtlicher Kernkraftwerke in einem<br />
vergleichbar kleinen Zeitraum, fallen auch die<br />
leicht- und mittelradioaktiven<br />
Abfälle in einem kleinen Zeitraum<br />
an, sodass der Bedarf an<br />
„Konrad-Containern“ in die<br />
Höhe schnellt. Die Kapazitäten<br />
müssen auf bis zu 1.500 Container<br />
im Jahr gesteigert werden,<br />
wobei eine Hauptheraus<strong>for</strong>derung<br />
bei den individuellen Einbauten<br />
der Container liegt.<br />
Diese müssen je nach Kundenwunsch<br />
speziell für die einzulagernden<br />
Teile angepasst werden,<br />
sodass fast jeder Container<br />
ein Einzelstück ist.<br />
Schaffung der untertage Infrastruktur transportiert<br />
werden. Am Schacht 2 entsteht aktuell ein<br />
Logistikzentrum und ein neues Fördergerüst, über<br />
welches bei Betrieb die Abfälle in den Kontrollbereich<br />
untertage befördert werden. Abgeschlossen<br />
wurde unsere Exkursion beim In<strong>for</strong>mationszentrum<br />
der BGE mitten in Salzgitter, wo wir zumindest<br />
virtuell in den Schacht hineinfahren konnten.<br />
Damit endete unsere Rundreise durch Norddeutschland<br />
im Endlager, wo auch ein großer Teil<br />
der radioaktiven Abfälle enden wird. In der Woche<br />
Nach der Werksführung ging es<br />
mit dem Bus in Richtung<br />
Schacht Konrad, wobei es an diesem Abend<br />
zunächst einen theoretischen Blick über den<br />
Standort gab, denn im Hotel wurde vom Bereichsleiter<br />
Technik Herrn Andreas Reichert der Bundesgesellschaft<br />
für Endlagerung (BGE) ein Vortrag zur<br />
gesamten BGE gehalten. Dabei wurde nicht nur<br />
über die verschiedenen Standorte und deren Heraus<strong>for</strong>derungen<br />
berichtet, sondern auch zur<br />
Standortsuche des Bundesendlagers für hochradioaktive<br />
Abfälle. Dabei wurde deutlich, dass auch<br />
hier noch eine Menge Aufgaben im Bereich der<br />
Kerntechnik in den kommenden Jahrzehnten<br />
anfallen werden. Neben dem Leerräumen des<br />
Standorts Asse wurde auch über die Vorbereitung<br />
zum Einlagerungsbeginn am Standort Schacht<br />
Konrad berichtet, welchen wir am Freitag besichtigen<br />
konnten.<br />
| Gruppenbild am Schacht Konrad.<br />
Bei der Führung über die Anlage Schacht Konrad<br />
zeigte sich rasch, dass hier die Kerntechnik und der<br />
Bergbau Hand hin Hand gehen, so mussten wir<br />
uns an neue Begrifflichkeiten, wie Kaue (Umkleide)<br />
oder Lutte (Zu- bzw. Abluftleitung) gewöhnen.<br />
Das Gelände von Schacht 1 wird dominiert vom<br />
unter Denkmalschutz stehenden Fördergerüst,<br />
über das die Bergleute und Gerätschaften zur<br />
wurde ein Bogen geschlagen vom Anfang der<br />
Brennstofffertigung mit der Anreicherung vom<br />
Uranhexaflorid, der Fertigung der Brennstäbe und<br />
Brennelemente, über den nun geendeten Betrieb<br />
der Kernkraftwerke, deren Rückbau bis hin zum<br />
Endlager in den dafür vorgesehenen Behältern.<br />
Die exzellent organisierte Tour zeigte den Teilnehmenden<br />
praxisnah die einzelnen Stationen und<br />
schaffte es dabei die bunte Themenvielfalt für Einsteiger<br />
verständlich und für Fortgeschrittene dennoch<br />
spannend darzustellen. Obwohl viele der<br />
Teilnehmenden am Ende der Woche erschöpft<br />
waren und sich auf das heimische Bett freuten, so<br />
kamen doch immer wieder Rufe nach der nächsten<br />
Exkursion, nächstes Mal vielleicht im Süden,<br />
Osten oder Westen der Republik auf.<br />
Ob nun ein Wechsel oder Karrierestart in die Branche<br />
der Kernenergie sinnvoll ist, muss jeder selbst<br />
entscheiden, was diese Exkursion aber klar zeigen<br />
konnte: Aufgaben gibt es in der Kerntechnik noch<br />
lange Zeit genügend.<br />
Autor<br />
Lasse Hinders<br />
PreussenElektra GmbH<br />
KTG Inside
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
Inside<br />
Die KTG gratuliert an dieser Stelle unseren besonderen Jubilaren ab und in ihren „ Neunzigern“.<br />
Wir danken für die lange und treue Mitgliedschaft in der KTG und wünschen noch viele glückliche Lebensjahre.<br />
Herzlichen Glückwunsch!<br />
Dezember 2023<br />
90 Jahre | 1933 10. Prof. Dr. Jürgen Vollradt, Unna-Königsborn<br />
98 Jahre | 1925 10. Dr. Arthur Pilgenröther, Kleinostheim<br />
Januar 2024<br />
91 Jahre | 1933 9. Prof. Dr. Hellmut Wagner, Karlsruhe<br />
95 Jahre | 1929 20. Dr. Devana Lavrencic-Cannata, Rom / IT<br />
97 Jahre | 1927 1. Prof. Dr. Werner Oldekop, Braunschweig<br />
Die KTG gratuliert ihren Mitgliedern sehr herzlich zum Geburtstag und wünscht ihnen weiterhin alles Gute!<br />
KTG INSIDE 95<br />
DEZEMBER 2023<br />
50 | 1973<br />
17. Robert Struck, Escheburg<br />
71 | 1952<br />
27. Dr. Hubertus Flügge, Lingen/Ems<br />
72 | 1951<br />
1. Dipl.-Ing. Ulrich Braunroth, Talheim<br />
73 | 1950<br />
7. Detlef Gründler, Euskirchen<br />
74 | 1949<br />
9. Jochen Seidel, Hemmingen<br />
74 | 1949<br />
28. Fritz Grimm, Alzenau<br />
75 | 1948<br />
10. Dr. Jürgen Götz, Dresden<br />
75 | 1948<br />
19. Dipl.-Phys. Werner Kaspari, Berlin<br />
75 | 1948<br />
4. Dr. Alfred Sahm, Ludwigshafen<br />
76 | 1947<br />
8. Karl Wasinger, Mühlheim<br />
77 | 1946<br />
4. Dipl.-Ing. Stefan Ahner, Rodenbach<br />
77 | 1946<br />
8. Dr. Arno-H. Stollenwerk, Brühl<br />
80 | 1943<br />
8. Dr. Dieter Herrmann, Brandis<br />
80 | 1943<br />
7. Dipl.-Ing. Norbert Bauer, Limburgerhof<br />
81 | 1942<br />
6. Prof. Dr. Helmuth Böck, Wien / AT<br />
81 | 1942<br />
8. Karl Georg Weber, Neckarwestheim<br />
81 | 1942<br />
14. Günter Breiling, Weinheim<br />
82 | 1941<br />
13. Dipl.-Ing. Klaus-Dieter Hnilica,<br />
Rodenbach/Hanau<br />
83 | 1940<br />
8. Dipl.-Ing. Wolfgang Heess, Laudenbach<br />
83 | 1940<br />
16. Dipl.-Ing. Wolfgang Breyer, Erlangen<br />
83 | 1940<br />
19. Prof. Dr. Wernt Brewitz, Braunschweig<br />
84 | 1939<br />
6. Dipl.-Ing. Hans-Henn. Kuchenbuch,<br />
Laboe-Brodersdorf<br />
84 | 1939<br />
27. Dr. Horst Bauer, Sigless / AT<br />
85 | 1938<br />
1. Dr. Gert Spannagel, Linkenheim-Hochstetten<br />
87 | 1936<br />
17. Prof. Dr.-Ing. Rolf Theenhaus, Linnich<br />
87 | 1936<br />
7. Dipl.-Ing. Aurel Badics, Bad Kreuznach<br />
89 | 1934<br />
28. Dipl.-Phys. Bernhard Wigger, Ettlingen<br />
JANUAR 2024<br />
55 | 1969<br />
16. Dr. Jens Schröder, Essen<br />
55 | 1969<br />
24. Harry Weirich, Bexbach<br />
55 | 1969<br />
31. Ulrich Sander, Neckarwestheim<br />
72 | 1952<br />
1. Dr. Erwin Wehner, Hammersbach<br />
72 | 1952<br />
17. Dipl.-Ing. Hans Genthner, Nußloch<br />
74 | 1950<br />
15. Dipl.-Ing. Andreas Hüttmann, Oering<br />
75 | 1949<br />
6. Dr. Wolfgang Steinwarz, Grefrath<br />
75 | 1949<br />
20. Dr. Hans-Uwe Siebert, Lingen/Ems<br />
76 | 1948<br />
20. Dipl.-Ing. Edgar Bogusch, Fürth<br />
77 | 1947<br />
31. Dipl.-Ing. Wolfgang Hauck, Worms<br />
78 | 1946<br />
7. Dr. Johann Zech, München<br />
82 | 1942<br />
31.Dipl.-Phys. Werner Scholtyssek, Stutensee<br />
83 | 1941<br />
12. Dr. Hans-Gerb. Bogensberger, Sun City / US<br />
85 | 1939<br />
11. Dipl.-Ing. Gerwin H. Rasche, Hasloch<br />
85 | 1939<br />
13. Dr. Udo Wehmann, Hildesheim<br />
85 | 1939<br />
16. Dr. Wolfgang Kersting, Blieskastel<br />
86 | 1938<br />
12. Dipl.-Ing. Hans Dieter Adami, Murnau<br />
86 | 1938<br />
22. Dr. Franz Müller, Erlangen<br />
87 | 1937<br />
9. Dipl.-Ing. Werner Rossbach,<br />
Bergisch Gladbach<br />
88 | 1936<br />
5. Obering. Peter Vetterlein, Oberursel<br />
88 | 1936<br />
30. Dipl.-Ing. Friedrich Morgenstern, Essen<br />
88 | 1936<br />
30. Dipl.-Phys. Wolfgang Borkowetz,<br />
Rüsselsheim<br />
89 | 1935<br />
10.Dipl.-Ing. Walter Diefenbacher, Karlsruhe<br />
89 | 1935<br />
17.Dipl.-Ing. Helge Dyroff, Alzenau<br />
89 | 1935<br />
24. Theodor Himmel, Bad Honnef<br />
Nachträgliche Geburtstagsnennung<br />
August 2023<br />
70 Jahre | 1953<br />
2. Dipl.-Ing. Claus Peter Barthelmes<br />
Wenn Sie künftig eine<br />
Erwähnung Ihres<br />
Geburtstages in der<br />
<strong>atw</strong> wünschen, teilen<br />
Sie dies bitte der<br />
KTG-Geschäftsstelle mit.<br />
KTG Inside<br />
Lektorat:<br />
Kerntechnische<br />
Gesellschaft e. V. (KTG)<br />
Berliner Straße 88A,<br />
13467 Berlin<br />
E-Mail: info@ktg.org<br />
www.ktg.org<br />
KTG Inside
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
96<br />
REPORT<br />
KONTEC Int. Symposium „Konditionierung radioaktiver<br />
Betriebs- und Stilllegungsabfälle“ – Rückblick<br />
Vom 30.08.2023 bis 01.09.2023 fand die 16. KONTEC zum neunten Mal im <strong>International</strong>en Congress<br />
Center Dresden statt. 1.160 Teilnehmer, viele aus dem benachbarten europäischen Ausland, 80 Aussteller<br />
in der begleitenden 1.200 qm großen Fachausstellung und 143 Vortragende mit 125 Fachvorträgen<br />
in Form von Plenar- und Kurzvorträgen haben die KONTEC auch im Jahr 2023 wieder zu<br />
etwas Besonderem gemacht. Die Vielfalt der Teilnehmer und Aussteller hat die internationale Bedeutung<br />
des Symposiums erneut unterstrichen.<br />
Die Besucher konnten sich einen Überblick über<br />
Produkte, Technologien und Methoden, zur Konditionierung<br />
radioaktiver Betriebs- und Stilllegungsabfälle<br />
und dem Rückbau kerntechnischer<br />
Anlagen verschaffen. Die Bandbreite reichte von<br />
IT-Lösungen zu Bestandsaufnahmen bis hin zur<br />
Freimessung von Gebäudeteilen. Die Digitalisierung<br />
4.0, große Heraus<strong>for</strong>derungen beim Rückbau<br />
kleiner Anlagen (Hochaktivierte Prototypreaktoren)<br />
oder die Erfahrungen aus der Praxis mit<br />
Blick auf die Verpackungsplanung und dem Strahlenschutz,<br />
ist nur ein kleiner Auszug aus dem breiten<br />
Vortragsspektrum.<br />
am Mittwoch, erörterte Herr Dr. Andreas Volz vom<br />
Bundesministerium für Bildung und Forschung<br />
den Status der Stilllegung und dem Rückbau kerntechnischer<br />
Anlagen. Die darauffolgenden Fachvorträge<br />
drehten sich um die Themen Entsorgung,<br />
Zwischen- und Endlagerung sowie Transporte<br />
radioaktiver Abfälle aus Betrieb, Stilllegung und<br />
Rückbau kerntechnischer Anlagen. Für besondere<br />
Begeisterung sorgte der Vortrag „Bergung von<br />
alten Abfallproduktfässern mit erhöhter Dosisleistung<br />
aus Betoncontainern“. Die Herren Kevin Horvatitsch<br />
und Frank Jäger (Kerntechnische Entsorgung<br />
Karlsruhe GmbH (KTE)) wurden mit ihrem<br />
| Plenarsaal<br />
Eröffnungsrede.<br />
Diese thematische Bandbreite schafft eine Platt<strong>for</strong>m<br />
für einen aktiven und intensiven Austausch<br />
zwischen Betreibern, Behörden und der Industrie.<br />
Als Neuerung wurden in diesem Jahr Start-up-Flächen<br />
angeboten. Drei Start-Ups haben die Gelegenheit<br />
und das Angebot, das speziell an junge<br />
Unternehmen (
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
„Partner des Abends“ einen schönen Gemeinschaftsabend<br />
unter offenem Himmel, getragen<br />
von spätsommerlichem Wetter und musikalischer<br />
Untermalung, möglich gemacht.<br />
Der Themenschwerpunkt am Donnerstag lag im<br />
Bereich Stilllegung und Rückbau kerntechnischer<br />
Anlagen. Hierbei ging es um vorbereitende Maßnahmen<br />
zur Stilllegung - Betrieb und Nachbetrieb,<br />
Stilllegungs- und Rückbaukonzepte, Optimierungspotentiale,<br />
Genehmigungs- und Aufsichtsverfahren,<br />
Planung, Steuerung und Organisation<br />
von Rückbauprojekten, aktuelle Rückbauprojekte<br />
und Gebäudefreigaben.<br />
Der gesellschaftliche Teil wurde am Donnerstagabend<br />
durch unser Bankett abgerundet.<br />
Das BMBF und der Projektträger GRS luden ein,<br />
um im offenen Forum ein Kennenlernen und zur<br />
Diskussion neuer Ideen anzuregen.<br />
Unser KONTEC Campus bot 21 ausgewählten Studenten<br />
aus branchenverwandten Fachbereichen,<br />
durch die Unterstützung renommierter Unternehmen<br />
aus der Kerntechnik, die Möglichkeit an der<br />
KONTEC 2023 teilzunehmen. Den Studenten<br />
wurde, neben dem Besuch der Fachvorträge,<br />
Gelegenheit zur Kommunikation mit Fachleuten<br />
aus der Industrie gegeben. Die Sponsoren welche<br />
Teilnahme, Anreise und Übernachtung möglich<br />
machten, lernten bei einer Führung über die Ausstellungsfläche<br />
interessierte Studenten kennen<br />
und hatten so die Möglichkeit diese für Praktika,<br />
Studienarbeiten oder Jobangebote zu gewinnen.<br />
97<br />
REPORT<br />
Mit dem Schlussvortrag am Freitag zum Thema<br />
„Aus- und Weiterbildung sowie Kompetenzerhalt<br />
im Bereich der zerstörungsfreien Analyse von<br />
radioaktiven Stoffen und Abfallprodukten aus<br />
Stilllegung und Rückbau kerntechnischer Anlagen“<br />
beendete Dr. Thomas Bücherl, Technische<br />
Universität München das fachspezifische Programm<br />
der KONTEC 2023. Im Anschluss erfolgte<br />
die Prämierung der PLENAR AWARD Gewinner<br />
von 2021. Beendet wurde die KONTEC 2023 mit<br />
den Abschlussworten von Herrn Olaf Oldiges.<br />
Neben den Fachvorträgen und der begleitenden<br />
Ausstellung fand am Mittwoch das Side Event<br />
Forum „Forschung trifft Industrie“ statt.<br />
39<br />
Die nächste KONTEC<br />
findet vom 24. – 26.<br />
September 2025 wieder<br />
im <strong>International</strong><br />
Congress Center Dresden<br />
statt.<br />
Weitere In<strong>for</strong>mationen<br />
und Teilnahmeoptionen<br />
finden Sie<br />
unter www.kontecsymposium.de.<br />
| Treffen der Women in <strong>Nuclear</strong> Germany auf der KONTEC 2023.<br />
Report<br />
KONTEC Int. Symposium „Konditionierung radioaktiver Betriebs- und Stilllegungsabfälle“ – Rückblick
<strong>atw</strong> Vol. 68 (2023) | Ausgabe 6 ı November<br />
98<br />
REPORT<br />
Mitgliederversammlung Women in <strong>Nuclear</strong> Germany im<br />
Kernkraftwerk Grafenrheinfeld<br />
Einblicke in den Rückbau der Kernenergie in Deutschland: Die Mitgliederversammlung<br />
des Vereins Women in <strong>Nuclear</strong> Germany (WiN Germany) e. V. fand in diesem Jahr auf besondere<br />
Weise statt – auf Einladung von PreussenElektra versammelten sich die Mitgliederinnen<br />
Ende September im beeindruckenden Rahmen des im Rückbau befindlichen<br />
Kernkraftwerks Grafenrheinfeld. Diese außergewöhnliche Veranstaltung bot nicht nur<br />
eine Platt<strong>for</strong>m für den fachlichen Austausch, sondern gewährte den Teilnehmerinnen auch einen exklusiven<br />
Einblick in den Rückbau des Kernkraftwerks.<br />
Der erste Tag begann mit einem herzlichen Willkommen<br />
und einem höchst interessanten Vortrag des<br />
Kraftwerksleiters Bernd Kaiser. In seinem Vortrag beleuchtete<br />
er nicht nur den aktuellen Stand des Rückbaus<br />
„seines“ Kernkraftwerks, sondern gab auch<br />
Einblicke in die technischen Heraus<strong>for</strong>derungen, den<br />
Zeitplan und die Fortschritte, die bisher erzielt wurden.<br />
Die Teilnehmerinnen erfuhren, wie das Kernkraftwerk<br />
sukzessive demontiert und die Anlage auf ihre Zukunft<br />
vorbereitet wird. Der Vortrag eröffnete eine lebhafte<br />
Diskussion, welche auch die langfristige Relevanz von<br />
Fachexpertise im nuklearen Bereich hervorhob.<br />
Besonders beeindruckend war die Gelegenheit, im Anschluss<br />
an den Vortrag eine in<strong>for</strong>mative Begehung der<br />
im Rückbau befindlichen Anlagenbereiche und der Abfallbehandlung<br />
durchzuführen. Die Teilnehmerinnen<br />
Germany Preises, der junge (Nachwuchs-) Wissenschaftlerinnen<br />
für ihre herausragenden Leistungen im<br />
nuklearen Bereich würdigt. Der Preis selbst ist mit<br />
einem Preisgeld von 500 € dotiert. Beim diesjährigen<br />
WiN Germany Preis stellten drei Kandidatinnen ihr Forschungsfeld<br />
vor und präsentierten die Ergebnisse ihrer<br />
Qualifikationsarbeit. Die diesjährige Preisträgerin Janis<br />
Wolf (HZDR) überzeugte die Jury mit ihrem innovativen<br />
Forschungsansatz und ihrer beeindruckenden Expertise<br />
in ihrem Forschungsgebiet zur „Study of actinide<br />
signatures as potential markers <strong>for</strong> the anthropocene".<br />
Diese Auszeichnung unterstreicht die Bedeutung der<br />
Förderung des weiblichen Nachwuchses in der nuklearen<br />
Industrie.<br />
Ein weiterer wichtiger Punkt auf der Tagesordnung der<br />
Mitgliederversammlung war die Wahl einer neuen Präsidentin<br />
für WiN Germany. Chantal<br />
Wadewitz, die das Amt zuvor innehatte,<br />
übergab das Zepter an Dr.<br />
Marie Charlotte Bornhöft. Diese<br />
Übergabe markierte einen wichtigen<br />
Schritt in der kontinuierlichen<br />
Entwicklung des Netzwerkes und<br />
betonte die Wichtigkeit einer starken<br />
und engagierten Führung.<br />
| Gruppenfoto im<br />
Kernkraftwerk<br />
Grafenrheinfeld vor<br />
der Begehung.<br />
hatten die Möglichkeit, die technischen Abläufe hautnah<br />
zu erleben und die komplexe Infrastruktur des<br />
Kernkraftwerks zu erkunden. Die Begehung bot einen<br />
Einblick in die professionelle und sorgfältige Planung<br />
des Rückbaus sowie die Sicherheitsmaßnahmen, die<br />
auch bei solchen Projekten von höchster Priorität sind.<br />
Ein weiterer Höhepunkt der Mitgliederversammlung<br />
am folgenden Tag war die Verleihung des WiN<br />
Die Mitgliederversammlung von<br />
WiN Germany im Kernkraftwerk<br />
Grafenrheinfeld war zweifellos<br />
eine bemerkenswerte Veranstaltung.<br />
Sie bot den Mitgliedern die<br />
Gelegenheit, ihr Wissen über den<br />
nuklearen Rückbau zu vertiefen,<br />
die Zukunft dieser Branche zu diskutieren<br />
und die Bedeutung der<br />
Frauen in Führungspositionen hervorzuheben. Die Veranstaltung<br />
zeigte, wie entschlossen und kompetent<br />
Frauen in der nuklearen Industrie sind und wie sie dazu<br />
beitragen, die kerntechnische Zukunft zu gestalten. Im<br />
Namen aller Teilnehmerinnen dankt WiN Germany<br />
dem KKG-Team um Evamaria König, Bernd Kaiser und<br />
Almut Zyweck für die große Unterstützung und herausragende<br />
Gastfreundschaft.<br />
Report<br />
Mitgliederversammlung Women in <strong>Nuclear</strong> Germany im Kernkraftwerk Grafenrheinfeld
SEMINARPROGRAMM 2024<br />
Grundlagenschulung: Einführung in die Kern- und Entsorgungstechnik<br />
TERMIN 28.–29. Februar 2024 PREIS 1.398,— €<br />
Referent Christoph Leichmann, ENGIE Deutschland Niederlassung Dresden<br />
Dual-Use-Re<strong>for</strong>m<br />
TERMIN 12. März 2024 PREIS 548,— €<br />
Referent Kai Höft Rechtsanwalt, M. A. (BWL), Rechtsanwalt der Kanzlei für Außenwirtschaftsrecht, Hamburg<br />
Atomrecht – Ihr Weg durch Genehmigungs- und Aufsichtsverfahren<br />
TERMIN 14. März 2024 PREIS 1.049,— €<br />
Referent Dr. Christian Raetzke Rechtsanwalt, Leipzig<br />
Atomrecht - Das Recht der radioaktiven Reststoffe und Abfälle<br />
TERMIN 25. April 2024 PREIS 1.049,— €<br />
Referent Dr. Christian Raetzke Rechtsanwalt, Leipzig<br />
Grundzüge des Strahlenschutzrechts<br />
TERMIN 14. Mai 2024 PREIS 1.049,— €<br />
Referent Dr. Christian Raetzke Rechtsanwalt, Leipzig<br />
Grundlagenschulung: Einführung in die Kern- und Entsorgungstechnik<br />
TERMIN 19.–20. Juni 2024 PREIS 1.398,— €<br />
Referent Christoph Leichmann, ENGIE Deutschland Niederlassung Dresden<br />
Dual-Use-Re<strong>for</strong>m<br />
TERMIN 24. September 2024 PREIS 548,— €<br />
Referent Kai Höft Rechtsanwalt, M. A. (BWL), Rechtsanwalt der Kanzlei für Außenwirtschaftsrecht, Hamburg<br />
Atomrecht – Ihr Weg durch Genehmigungs- und Aufsichtsverfahren<br />
TERMIN 26. September 2024 PREIS 1.049,— €<br />
Referent Dr. Christian Raetzke Rechtsanwalt, Leipzig<br />
Atomrecht – Das Recht der radioaktiven Reststoffe und Abfälle<br />
TERMIN 07. November 2024 PREIS 1.049,— €<br />
Referent Dr. Christian Raetzke Rechtsanwalt, Leipzig<br />
Grundzüge des Strahlenschutzrechts<br />
TERMIN 14. November2024 PREIS 1.049,— €<br />
Referent Dr. Christian Raetzke Rechtsanwalt, Leipzig<br />
Öffentliche Anhörungen erfolgreich meistern<br />
TERMIN nach Vereinbarung PREIS auf Anfrage ORT Inhouse-Seminar<br />
Referent Dr. Nikolai A. Behr DIKT Deutsches Institut für Kommunikations- und MedienTraining, München<br />
„Stilllegung und Rückbau in Recht und Praxis“<br />
TERMIN nach Vereinbarung PREIS auf Anfrage ORT Inhouse-Seminar<br />
Referenten Dr. Matthias Bauerfeind TÜV SÜD Energietechnik, Filderstadt<br />
Dr. Christian Raetzke Rechtsanwalt, Leipzig<br />
Das Strahlenschutzrecht und seine praktische Umsetzung<br />
TERMIN nach Vereinbarung PREIS auf Anfrage ORT Inhouse-Seminar<br />
Referenten Dr. Maria Poetsch TÜV SÜD Energietechnik, Filderstadt<br />
Dr. Christian Raetzke Rechtsanwalt, Leipzig<br />
Alle Preise zzgl. gesetzl. USt.<br />
Für weitere In<strong>for</strong>mationen besuchen Sie unsere Website<br />
https://kernd.de/seminarprogramm/<br />
Anfragen und Anmeldungen: seminare@kernd.de<br />
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Änderungen und Irrtümer vorbehalten. Stand: November 2023
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