Arnaud Bertrand
Ich übertreibe nicht. In den 1960er Jahren erfanden die USA – genauer gesagt das Oak Ridge National Laboratory in Tennessee – einen revolutionären Typ von Kernreaktor, der mit Thorium statt Uran (viel reichlicher vorhanden und billiger) betrieben werden konnte, ohne Schmelzrisiko, mit 50-mal weniger Abfall und ohne Wasserbedarf. Dann töteten sie aufgrund chaotischer Politik das Programm 1969 und feuerten den Visionär dahinter.
Anschließend lagen die deklassierten Blaupausen für das Projekt jahrzehntelang vergessen in Archiven. Bis chinesische Wissenschaftler sie fanden und 2011 beschlossen, ein Experimentierprojekt in der Gobi-Wüste zu starten, um zu sehen, ob sie es zum Laufen bringen könnten.
Vor ein paar Tagen, nach 14 Jahren Arbeit, schafften sie es endlich.
Hier ist die vollständige Geschichte – wie die Technologie funktioniert, die bürokratische Politik, die sie in Amerika tötete, und warum dies das Spiel wirklich verändern könnte.
Die Technologie
Lassen Sie mich zunächst die konventionelle Kernkraft erklären, denn ich habe in Diskussionen der letzten Tage festgestellt, dass viele Menschen mit der Funktionsweise nicht vertraut sind.
Ein konventionelles Kernkraftwerk ist im Grunde wie ein riesiger Wasserkocher. Im Kern ist es genau das: Man löst eine nukleare Kettenreaktion in Uran-Brennelementen aus (Atome spalten sich und setzen Teilchen frei, die weitere Atome spalten, d.h. „Spaltung“), dies erzeugt eine verrückte Menge an Hitze, man nutzt diese Hitze, um Wasser in Dampf zu verwandeln, und der Dampf treibt Turbinen an, um Strom zu erzeugen.
Es ist ziemlich lustig: Viele Menschen realisieren nicht, dass ein Kernkraftwerk technologisch nicht viel anders ist als die Dampfmaschine des 18. Jahrhunderts. Es ist das gleiche Grundkonzept, bei dem Dampf die Arbeit verrichtet, nur dass wir statt Kohle zu verbrennen, um das Wasser zu erhitzen, Uran-Brennelemente verwenden.
In der Theorie einfach genug, aber, wie wir alle wissen, hat die konventionelle Kernkraft in der Praxis einige ziemlich große Nachteile:
- Sicherheit. Wir alle kennen diesen: Konventionelle Kernkraftwerke haben die lästige Tendenz, durchzuschmelzen und ganze Regionen für Jahrtausende radioaktiv und unbewohnbar zu machen. Was, sagen wir mal, suboptimal ist… Gut, es ist nur zweimal in der Geschichte passiert, aber trotzdem ist das Risiko real.
- Uran-Knappheit. Das Zeug ist relativ selten und konzentriert sich auf nur wenige Länder (nur vier Länder – Kasachstan, Kanada, Namibia und Australien – produzieren zusammen 80 % des weltweiten Urans).
- Brennstoffineffizienz. Konventionelle Reaktoren extrahieren nur etwa 1-3 % der Energie im Uran, bevor die Brennstäbe „abgebrannt“ sind. Man wirft buchstäblich 97-99 % des Brennstoffs als radioaktiven Abfall weg.
- Atommüll. Der abgebrannte Brennstoff bleibt für Zehntausende von Jahren tödlich radioaktiv. Wir haben keine dauerhaften Lagerlösungen, nur vorübergehende Einrichtungen und eine Menge – wahrscheinlich naiven – Optimismus, dass zukünftige Generationen eine Lösung finden werden.
Wegen all dieser Nachteile suchen Wissenschaftler seit Jahrzehnten nach Alternativen. Und tatsächlich fanden sie eine schon in den 1940er Jahren im Oak Ridge National Laboratory in Tennessee, einem vom US-Staat finanzierten Forschungs- und Entwicklungszentrum.
Die Idee war eigentlich ganz einfach: Wenn ein Schmelzen – also dass die Uran-Brennelemente so heiß werden, dass sie schmelzen – die Hauptgefahr konventioneller Kernkraftwerke ist, warum machen wir den Kernbrennstoff nicht flüssig? Es gibt nichts zu schmelzen, wenn er bereits geschmolzen ist… Und da hatte man die Grundidee des „Molten Salt Reactor“ (MSR), also des Salzschmelzenreaktors.
So funktioniert es: Man nimmt spezielle Salze (wie Fluoridsalze) und erhitzt sie, bis sie bei etwa 500 °C zu einer Flüssigkeit schmelzen. Dann löst man seinen Kernbrennstoff (Thorium oder Uran) direkt in dieser Salzschmelze und lässt die nukleare Kettenreaktion direkt dort in der Flüssigkeit stattfinden – Atome spalten sich, setzen Hitze frei, erhitzen das Salz selbst.
Wie ist das sicherer, frage ich? Dank eines ziemlich cleveren Designs, bei dem der Boden des Reaktors selbst aus ungeschmolzenen Salzen besteht, die schmelzen würden, falls die Salzschmelze überhitzt (der „Freeze Plug“, den Sie im obigen Schema sehen). Und wenn diese ungeschmolzenen Salze schmelzen, ließe das die überhitzte Salzschmelze automatisch – allein durch die Schwerkraft – in Notfalltanks fallen, deren Geometrie (sie sind breite, flache Behälter) die Kernreaktion automatisch stoppen würde.
Stellen Sie es sich so vor: Stellen Sie sich der Argumentation halber vor, Sie machen ein Lagerfeuer – ein enges Bündel brennender Stöcke – auf einer dicken Eisschicht, einige Meter unter der sich flacher Beton befindet. Wenn Ihr Lagerfeuer viel zu heiß wird, schmilzt das Eis und Ihre Stöcke verteilen sich flach auf dem Beton darunter: Das Feuer erlischt, da es nicht zwischen den Stöcken überspringen kann. Ziemlich ähnliches Konzept.
Um klar zu sein: In diesem MSR-Konzept müssen diese heißen Salzschmelzen, vermischt mit Kernbrennstoff, letztendlich immer noch Wasser (oder ein anderes Gas, wie wir später sehen werden) zu Dampf erhitzen, um Turbinen anzutreiben und Strom zu erzeugen – das gleiche Grundprinzip wie bei konventionellen Reaktoren. Aber hier ist der entscheidende Unterschied: Die radioaktive Salzschmelze fließt durch Metallrohre in einem Wärmetauscher, wo sie sauberes Wasser auf der anderen Seite erhitzt, ohne dass sich die beiden jemals vermischen. Das bedeutet, die radioaktiven Salze bleiben vollständig getrennt in ihrem eigenen geschlossenen Kreislauf, während nur sauberer, nicht-radioaktiver Dampf zu den Turbinen gelangt. Wenn es ein Leck im Dampfsystem gibt, setzt man kein radioaktives Material in die Umwelt frei, sondern nur sauberes Wasser.
Es gibt einen weiteren, ebenso wichtigen, aber weniger offensichtlichen Sicherheitsvorteil: MSRs arbeiten unter atmosphärischem Druck – dem gleichen Druck wie die Luft um uns herum. Konventionelle Reaktoren laufen bei 150+ Atmosphären, weil sie Wasser als Kühlmittel verwenden, und um Wasser bei 300 °C+ flüssig zu halten – dem Dreifachen seines normalen Siedepunkts – braucht man erdrückenden Druck. Das bedeutet, konventionelle Reaktoren erfordern massive Stahldruckbehälter mit bis zu fußdicken Wänden, die Hunderte Tonnen wiegen. Und wenn diese Behälter jemals versagen, gibt es eine massive Explosion: ein bisschen wie ein platzender Autoreifen, nur in der Größe eines Kernkraftwerks und mit der Verbreitung tödlich radioaktiver Elemente überall. Verglichen damit, wenn ein MSR-Rohr leckt, erhält man nur einen langsamen Tropfen Salzschmelze, die bei Luftkontakt erstarrt: lästig, aber nicht katastrophal.
Dies wirkt sich übrigens auch massiv auf die Wirtschaftlichkeit aus: Der Druckbehälter allein macht einen großen Teil der Kosten von konventionellen Kernkraftwerken aus, die 6-10 Milliarden Dollar pro Stück kosten (oder im Fall von Vogtle, dem letzten US-Kernkraftwerk, 18 Milliarden Dollar pro Stück) und ein Jahrzehnt Bauzeit erfordern (11 Jahre im Fall von Vogtle). Den Druckbedarf loszuwerden, macht MSRs dramatisch billiger und schneller zu bauen.
Das war der Sicherheitsaspekt. Wie werden die anderen Nachteile gelöst? Sehen wir uns die Uran-Knappheit und die Brennstoffineffizienz an.
Der immense Vorteil von MSRs ist, dass man im Gegensatz zu konventionellen Reaktoren Thorium statt Uran verwenden kann. Was eine riesige Sache ist, weil Thorium ein viel häufigeres Element ist als Uran: Es kommt in etwa 9-10 Teilen pro Million (ppm) in der Erdkruste vor – ungefähr so häufig wie Blei – gegenüber nur 2-3 ppm für Uran.
Ein entscheidender Aspekt zu verstehen ist jedoch, dass Thorium, anders als Uran, KEIN sogenanntes „spaltbares“ Material ist, was bedeutet, dass es keine nukleare Kettenreaktion allein aufrechterhalten kann. Es ist lediglich „brütfähig“, was bedeutet, dass es „spaltbar“ werden kann, aber nur nach einer Umwandlung, und in diesem Fall in Uran-233 umgewandelt wird.
Dies wird „Brüten“ genannt – man erzeugt Kernbrennstoff aus Nicht-Brennstoff. Der Umwandlungsprozess verläuft so: Wenn ein Thorium-232-Atom ein Neutron absorbiert (erinnern Sie sich, Neutronen fliegen ständig in einem aktiven Reaktor herum, von spaltenden Atomen), wird es zu Thorium-233. Dann zerfällt Thorium-233 natürlich – in etwa 22 Minuten – zu Protactinium-233. Dann zerfällt Protactinium-233 – in etwa 27 Tagen – zu Uran-233. Und voilà: Uran-233 ist spaltbar, was bedeutet, dass es sich jetzt spalten und die Kettenreaktion aufrechterhalten kann. Also hat man in etwa einem Monat ein Nicht-Brennstoff-Atom (Thorium) in ein Brennstoff-Atom (Uran-233) umgewandelt, einfach indem man es im Reaktor sitzen ließ, wo es Neutronen absorbiert. Solange man weiter Thorium zuführt und es weiter Neutronen absorbiert, züchtet man kontinuierlich neuen Brennstoff.
Moment, warum kann man dieses „Brüten“ und die Umwandlung von Thorium-232 in spaltbares Uran-233 nicht in einem konventionellen Reaktor machen? Theoretisch könnte man das, aber man stünde vor einem unüberwindbaren Problem: Man kann keinen sich selbst erhaltenden Brutzyklus mit festem Brennstoff erreichen. Man würde also etwas U-233 erbrüten, aber nicht genug, um sowohl die Reaktion aufrechtzuerhalten ALS NOCH mehr U-233 aus frischem Thorium zu erbrüten. Man bliebe von importiertem Uran abhängig, was den ganzen Punkt zunichtemacht.
Die Schönheit von MSRs ist jedoch, dass, weil der Brennstoff flüssig und fließend ist, man kontinuierlich frisches Thorium hinzufügen kann, das Uran-233 sich in der Flüssigkeit bildet und dort sofort an der nuklearen Kettenreaktion UND an der Erzeugung von mehr Uran-233 aus Thorium teilnimmt, während das Ganze weiterläuft und Energie erzeugt. Im Wesentlichen hat man eine Perpetuum Mobile-Maschine für Kernbrennstoff geschaffen: Der Reaktor macht seinen eigenen Brennstoff aus Thorium, während er gleichzeitig mit diesem Brennstoff läuft und dabei mehr erbrütet.
Es gibt einen weiteren großen Vorteil. Erinnern Sie sich, wie konventionelle Reaktoren nur etwa 1-3 % der Energie im Uran extrahieren, bevor die Brennstäbe „abgebrannt“ sind? Das liegt daran, dass sich Spaltabfallprodukte im festen Brennstoff ansammeln und die Reaktion vergiften, sie stoppen lassen, ein bisschen wie Brotteig aufgeht, sobald sich zu viel CO2 ansammelt – das Abfallprodukt der Reaktion erstickt schließlich die Reaktion selbst.
Dieses Problem gibt es bei MSRs nicht, weil man in einem flüssigen Brennstoffsystem Spaltabfallprodukte chemisch aus der fließenden Salzschmelze entfernen kann, während der Reaktor weiterläuft, und so nahezu 99 % der Energie des Brennstoffs extrahieren kann, anstatt 97-99 % davon zu verschwenden. Das ist eine 30-50-fache Verbesserung der Brennstoffeffizienz!
Das bedeutet, dass unser Atommüllproblem auch weitgehend gelöst ist. Erstens gibt es 30-50-mal weniger Abfall, weil man 30-50-mal mehr Energie aus dem Brennstoff extrahiert – einfache Mathematik. Zweitens ist der geringe verbleibende Abfall bei weitem nicht so gefährlich: Anders als der Abfall konventioneller Reaktoren, der für Zehntausende von Jahren (länger als die aufgezeichnete Menschheitsgeschichte) gefährlich radioaktiv bleibt, benötigt MSR-Abfall nur eine sichere Lagerung für 300-500 Jahre. Immer noch lang, aber Lagerstätten zu bauen, die eine Handvoll Jahrhunderte überdauern, ist eine relativ triviale Ingenieursherausforderung, wir wissen, wie man das macht, während wir nicht wissen, wie man etwas baut, das für potenziell 100.000 oder 200.000 Jahre sicher bleiben soll.
Letzter kritischer Punkt: Im Gegensatz zu konventionellen Reaktoren müssen MSRs nicht neben massiven Wasserquellen gebaut werden, sie können im Grunde überall gebaut werden. Tatsächlich befindet sich Chinas „TMSR-LF1“-MSR-Reaktor – das bahnbrechende Projekt, das wir diskutieren – im Kreis Minqin, Provinz Gansu, einer der trockensten Regionen Chinas, direkt am Rande der Gobi-Wüste (siehe Screenshot unten, Sie können die Karte selbst hier überprüfen).
Chinas „TMSR-LF1“-MSR-Anlage befindet sich im Kreis Minqin, Provinz Gansu, einer der trockensten Regionen Chinas [2]
Moment, höre ich Sie sagen, ich dachte, MSRs müssten auch Wasser zu Dampf erhitzen, um Turbinen anzutreiben und Strom zu erzeugen? Nun, nicht immer: Erinnern Sie sich, wie ich als Einschränkung schrieb „oder ein anderes Gas, wie wir später sehen werden“? Hier ist das der Fall. Der aktuelle Reaktor, so wie er steht, ist ein Demonstrationsprojekt, das den Thorium-Brennstoffkreislauf testet, ohne Strom zu erzeugen (es gibt also keine Turbine), aber China beginnt bereits, das eigentliche Kraftwerk am selben Standort zu bauen: einen 60-MW-Reaktor, der 10 MW Strom mit überkritischen Kohlendioxid-Turbinen anstelle von traditionellem Dampf produzieren wird. Das CO2 bleibt in einem geschlossenen Druckkreislauf – heiße Salzschmelze erhitzt es, es treibt die Turbine an, Luftkühlung kühlt es wieder ab, es zirkuliert wieder. Nirgends wird Wasser im System benötigt.
Konkret bedeutet dies, dass MSRs in Chinas wasserarmen Westprovinzen (wie Nord-Gansu in diesem Fall), in zentralasiatischen Wüsten entlang der Belt-and-Road-Routen oder sogar – lassen Sie mich Ihnen den Verstand blasen – auf dem Mond (ja, wirklich!) eingesetzt werden können. Überall dort, wo strategische Notwendigkeit es vorschreibt, unabhängig von der Wasserverfügbarkeit.
Okay, ich gebe zu, das wurde ein wenig technisch. Aber Sie mussten verstehen, was MSRs tatsächlich tun und warum sie revolutionär sind – sonst würde dieser Artikel wenig Sinn ergeben.
Eine Sache, die ich jedoch nicht erklärt habe, ist das Schicksal des Oak-Ridge-Programms: Warum erfanden Amerika eine so vielversprechende Technologie, demonstrierten sie erfolgreich und schlossen dann das Programm und veröffentlichten alle Forschungsergebnisse öffentlich? Das ist die große Ironie: Chinas MSR-Programm – das der Schlüssel zu seiner Zukunft sein könnte – basiert auf deklassierten amerikanischen Blaupausen.
Das Oak-Ridge-Programm
Hier ist es, was diese Geschichte besonders „facepalming“-würdig macht, wenn man sie aus amerikanischer Sicht betrachtet, besonders wenn MSRs ihr Versprechen halten und sich für Chinas Energiezukunft als sehr folgenreich erweisen: Amerika hat Salzschmelzenreaktoren nicht nur theoretisiert, sie haben tatsächlich einen gebaut!
In Oak Ridge in den 1960er Jahren glaubte Direktor Alvin Weinberg aufrichtig, dass MSRs die Zukunft der Kernkraft seien. Er überzeugte die Atomenergiekommission, einen ordentlichen Test zu finanzieren. Das Molten Salt Reactor Experiment (MSRE) lief von 1965 bis 1969 – vier Jahre lang, mit über 13.000 Betriebsstunden. Sie bewiesen, dass das Konzept funktionierte. Das Salzschmelzen-Brennstoffsystem war stabil. Die passiven Sicherheitsmerkmale funktionierten genau wie designed (die, die ich oben mit der Lagerfeuer-auf-Eis-Analogie erklärt habe).
Sie demonstrierten nie den vollständigen Brutzyklus – die Umwandlung von Thorium in Uran-233 in einem laufenden Reaktor –, aber sie hatten genug bewiesen, dass der Weg nach vorn klar war. Weinberg drängte weiter. Er hatte die Daten. Er hatte die Betriebserfahrung. Er hatte eine Technologie, die die größten Probleme der Kernkraft lösen konnte.
Dann kam die Politik.
Anfang der 1970er Jahre hatte die Nixon-Regierung entschieden, dass die Zukunft dem Liquid Metal Fast Breeder Reactor (LMFBR) gehörte – einer konkurrierenden Bruttechnologie. Der Mann, der damit beauftragt war, dies zu verwirklichen, war Milton Shaw, der die Reaktorabteilung der Atomenergiekommission leitete. Shaw war ein Schützling von Admiral Rickover – der legendär abweisende Vater der nuklearen Marine. Er hatte den Führungsstil seines Mentors vollständig absorbiert: mein Weg, keine Diskussion, und wenn du nicht für mich bist, bist du gegen mich.
Weinberg setzte sich weiter für Salzschmelzenreaktoren ein. Schlimmer noch, er wies öffentlich immer wieder auf Sicherheitsprobleme mit den überall gebauten konventionellen Reaktoren hin – die Art von Wahrheitsansagen, die Bürokraten nervös machen. Das machte ihn unbequem.
In Weinbergs eigenen Worten: „Es war klar, dass [Shaw] wenig Vertrauen in mich oder, was das betrifft, in das Oak Ridge National Laboratory hatte. Schließlich drängten wir auf Salzschmelzen, nicht auf LMFBR.“
Er wurde 1973 gefeuert. Zu diesem Zeitpunkt war der Salzschmelzenreaktor bereits tot – Shaw hatte ihn 1969 zur Schließung gezwungen.
Shaws Team produzierte einen Bericht (WASH-1222), der erklärte, dass MSRs „zu viel Entwicklung erforderten“, während LMFBRs als die „ausgereifte Technologie“ angepriesen wurden, die Amerika verfolgen sollte. Vergessen Sie, dass MSRs tatsächlich mehrere Jahre lang gelaufen waren, während LMFBRs noch in der Planungsphase steckten. Politische Entscheidungen erfordern keine logische Konsistenz.
Und sicher genug, es erwies sich als eine falsche Wahl: Die „ausgereifte“ LMFBR-Technologie, auf die die USA alles setzten, führte absolut nirgendwohin. Sie versuchten, ein Projekt darum zu entwickeln, den Clinch River Breeder Reactor, der 1970 mit anfänglichen Kosten von 400 Millionen Dollar genehmigt wurde. Bis 1983 waren die Kosten auf 8 Milliarden Dollar explodiert, ohne Ende in Sicht. Der Kongress strich die Mittel im Oktober 1983 – der Reaktor wurde nie fertiggestellt und nicht ein Watt Strom wurde jemals erzeugt.
Amerikas Verlust wurde auf die literalste Weise möglich Chines Gewinn. Oak Ridge hatte, wie für jedes solche Projekt üblich, seine Arbeit in Hunderten von technischen Berichten dokumentiert – halbjährliche Fortschrittsberichte von 1958 bis 1967, detaillierte technische Spezifikationen, Materialwissenschaftsdaten, Betriebsprotokolle des MSRE. Nach der Einstellung des Programms 1976 wurden diese Berichte öffentlich zugänglich und lagen größtenteils vergessen in technischen Bibliotheken und Archiven.
2002 entdeckte Kirk Sorensen, ein Luft- und Raumfahrtingenieur bei der NASA, sie und – zusammen mit Kollege Bruce Patton – erhielt Mittel, um sie digitalisieren zu lassen. Bis 2006 hatte Sorensen energyfromthorium.com erstellt und alles online als öffentliches Repository gestellt. Kostenlos. Zugänglich für jeden.
China nutzte diese öffentlich zugängliche amerikanische Forschung als Grundlage für sein MSR-Programm – eine Tatsache, die sie offen anerkennen. Xu Hongjie, der leitende Wissenschaftler des chinesischen MSR-Projekts, sagte auf einer Sitzung der Chinesischen Akademie der Wissenschaften Anfang dieses Jahres: „Die USA ließen ihre Forschung öffentlich zugänglich und warteten auf den richtigen Nachfolger. Wir waren dieser Nachfolger.“
Gut genug – bahnbrechende Wissenschaft sollte nicht ein halbes Jahrhundert Staub ansetzen, nur weil ein Land den Mut verlor. Wenn Amerika nicht bereit war, Weinbergs Vision zu Ende zu führen, sollte es jemand anderes tun. Dieser Jemand erwies sich als China.
Chinas jüngster Durchbruch
China hat nicht einfach die Oak-Ridge-Blaupausen abgestaubt und einen Nachbau erstellt. Sie taten, was Weinberg nie die Chance bekam zu beenden: Sie schlossen den Kreislauf.
Erinnern Sie sich an das kritische fehlende Puzzleteil aus dem Oak-Ridge-Experiment? Das MSRE bewies, dass man einen Salzschmelzenreaktor betreiben kann. Es bewies, dass die Sicherheitssysteme funktionierten. Es bewies sogar, dass man Uran-233 als Brennstoff verwenden konnte. Aber es demonstrierte nie den sich selbst erhaltenden Brutzyklus – den Reaktor, der kontinuierlich seinen eigenen Brennstoff aus Thorium erzeugt, während er läuft, die „Perpetuum Mobile“-Maschine, die ich früher beschrieb. Das war der heilige Gral, das Ding, das das gesamte Konzept revolutionär rather than nur interessant machen würde.
Vor ein paar Tagen erreichte China ihn.
Ihr TMSR-LF1-Reaktor in Gansu schloss erfolgreich die weltweit erste Thorium-zu-Uran-Umwandlung in einem betriebenen Salzschmelzenreaktor ab. Das Shanghai Institute of Applied Physics der Chinesischen Akademie der Wissenschaften gab bekannt, dass sie gültige experimentelle Daten erhalten hätten, die beweisen, dass der Thorium-Brennstoffkreislauf funktioniert – Thorium-232, das kontinuierlich Neutronen einfängt und sich in Uran-233 im laufenden Reaktor umwandelt.
Das mag wie ein inkrementeller Schritt klingen – „okay, sie haben das Brutding gemacht, also was?“ Aber verstehen Sie, was dies freisetzt: Es beweist, dass der Thorium-Brennstoffkreislauf funktioniert. Es bedeutet, dass China jetzt prinzipiell Reaktoren entwerfen und bauen kann, die unbegrenzt mit heimischem Thorium laufen, ohne Abhängigkeit von ausländischen Uranlieferungen und ohne Anfälligkeit für Lieferkettenunterbrechungen.
Tatsächlich hat China laut Cai Xiangzhou, dem stellvertretenden Direktor des Shanghai Institute of Applied Physics (das das Projekt leitet), praktisch NULL externe Abhängigkeit von der Technologie: „Über 90 Prozent der Komponenten des Reaktors werden im Inland produziert, mit 100 Prozent Lokalisierung der Schlüsselteile und einer vollständig unabhängigen Lieferkette. Dieser Erfolg markiert die anfängliche Etablierung eines industriellen Ökosystems für Thorium-Salzschmelzenreaktor-Technologien in China.“
Und das, ohne das Thorium selbst zu erwähnen, von dem China massive Reserven hat. Einige Schätzungen deuten auf genug hin, um das Land für 20.000 bis 60.000 Jahre mit Energie zu versorgen. Das ist kein Tippfehler. Zehntausende Jahre Energieunabhängigkeit von heimischen Ressourcen, mit einer Technologie, die China jetzt Ende-zu-Ende kontrolliert.
Um klar zu sein, es liegt noch ein langer Weg vor uns. Der aktuelle TMSR-LF1 ist ein 2-Megawatt-thermischer Demonstrationsreaktor – er beweist, dass der Brutzyklus funktioniert, aber er erzeugt keinen Strom. Es ist im Wesentlichen ein Machbarkeitsnachweis: „Ja, wir können Uran-233 aus Thorium in einem Salzschmelzenreaktor erbrüten.“ Kritischer Meilenstein, aber noch kein Kraftwerk.
Der nächste Schritt ist bereits im Gange. Der Bau begann dieses Jahr am selben Standort in Gansu mit dem, was effektiv der größere Bruder von TMSR-LF1 ist: ein Reaktor, der das Stück Stromerzeugung hinzufügen wird. Er ist darauf ausgelegt, 10 MW elektrische Leistung zu produzieren, wobei die zuvor erwähnten überkritischen Kohlendioxid (sCO2)-Turbinen verwendet werden.
Das Unglaubliche, das wirklich das Ambitionsniveau Chinas in diesem Projekt hervorhebt, ist, dass sCO2-Turbinen selbst Spitzentechnologie sind. Tatsächlich, soweit ich das beurteilen kann, wäre dies das weltweit erste Kernkraftwerk, das diese Turbinentechnologie zur Stromerzeugung einsetzt. Laut dem Wisconsin Energy Institute könnte der Ersatz traditioneller Dampfturbinen durch sCO2-Gasturbinen mit geschlossenem Kreislauf die Stromerzeugungseffizienz um 50 Prozent oder mehr erhöhen – eine transformative Verbesserung für jede Stromerzeugungstechnologie.
China beweist also gleichzeitig eine brandneue Kernreaktortechnologie (thoriumbrütende MSRs) UND eine revolutionäre Turbinentechnologie (überkritisches CO2), und sie baut alles als integriertes Kraftwerk in der Gobi-Wüste. Ich meine, reden wir über ambitioniert!
Wenn dies funktioniert – und der komplizierteste Teil davon hat es gerade getan – wird China direkt an der konventionellen Kernkraft vorbei in eine völlig neue Kategorie der Stromerzeugung gesprungen sein. Nicht nur sicherer und billiger als traditionelle Reaktoren, sondern grundlegend effizienter in der Umwandlung von Wärme in Elektrizität. Und natürlich, nochmals, alles mit dem reichlich vorhandenen Thorium als Energiequelle.
Der letzte Schritt ist der Nachweis der Kommerzialisierungsreife. Cai Xiangzhou sagt, das Ziel sei es, „bis 2035 den Bau und den Demonstrationsbetrieb eines 100-Megawatt-thermischen Prototyps abzuschließen und die kommerzielle Anwendung zu realisieren.“ Ein 100-MW-Reaktor ist nach konventionellen nuklearen Maßstäben klein – die meisten modernen Reaktoren haben 1.000+ MW –, aber er ist groß genug, um die Wirtschaftlichkeit und Betriebseigenschaften für den kommerziellen Einsatz zu validieren.
Wenn ein 100-MW-Thorium-MSR zuverlässig laufen und Strom zu wettbewerbsfähigen Kosten produzieren kann, dann wird China alles haben, was es braucht, um diese Reaktoren kommerziell zu bauen. Und da sie die gesamte Lieferkette im Inland kontrollieren – vom Thorium selbst bis zu jedem Schlüsselteil – gibt es theoretisch kein technisches oder geopolitisches Hindernis, das sie davon abhalten könnte, Dutzende, dann Hunderte dieser Reaktoren im ganzen Land zu bauen.
Um klar zu sein, theoretisch sollte MSR-erzeugte Energie viel billiger sein als konventionelle Kernenergie (die bereits vergleichsweise billig ist). Es macht Sinn: Thorium ist billiger als Uran, es gibt eine 30-50-fache bessere Brennstoffausnutzung, MSRs werden viel billiger zu bauen sein (erinnern Sie sich: kein massiver Druckbehälter), man kann während des Betriebs online nachtanken, usw. Natürlich trennen „theoretisch“ und „in der Praxis“ Jahre der Fehlerbehebung, unvorhergesehene technische Herausforderungen und die brutale Realität des realen Betriebs. China geht eine massive Wette ein, dass die Theorie in die Praxis umsetzbar ist. Aber wenn sie recht haben – und nichts deutet bisher darauf hin, dass sie es nicht tun – werden sie mindestens ein Jahrzehnt Vorsprung vor allen anderen haben.
Die langfristigen Konsequenzen
Wenn die MSR-Wette aufgeht, was dies langfristig für Chinas strategische Position bedeuten könnte, ist fast zu gewaltig, um es zu begreifen.
Erstens, das Offensichtliche: Unabhängigkeit von Energie-Engpässen. Keine Straße von Hormus. Keine Straße von Malakka. Keine Anfälligkeit für marine Blockaden von Öllieferungen.
Zweitens geht es nicht nur um Stromerzeugung: billige, reichliche Energie transformiert jede energieintensive Industrie. Aluminiumschmelzen, Stahlproduktion, chemische Industrie, Halbleiterfertigung, Betrieb von KI-Rechenzentren – all dies wird strukturell noch billiger in China zu betreiben sein, als es bereits ist. Selbst Frachtschifffahrt: Vor wenigen Stunden kündigte China Pläne an, das weltgrößte Frachtschiff zu bauen, angetrieben von… Sie haben es erraten: einem thoriumbasierten Salzschmelzenreaktor!
Das Land, das bereits die globale Produktionskapazität dominiert, würde einen weiteren unüberwindbaren Kostenvorteil in den strategischsten Industrien des 21. Jahrhunderts gewinnen.
Drittens: Einsatzflexibilität. China könnte diese sicheren Kernkraftwerke überall bauen – Tibet, Xinjiang, die Binnenwüsten, Frachtschiffe, der Mond, überall, wo strategische Notwendigkeit es vorschreibt. Zentralasiatische Länder ohne Wasserressourcen, aber mit reichlich Wüste? Perfekte MSR-Kandidaten. Pakistan, Kasachstan, Usbekistan – alle potenzielle Kunden für sichere, chinesisch gebaute Thoriumreaktoren, die keine Brennstoffimporte und kein Wasser benötigen und kein Schmelzrisiko haben.
Viertens, die Kaskadeneffekte auf andere Technologien. Reichlich billiger Strom macht bisher unwirtschaftliche Prozesse rentabel. Zum Beispiel großskalige Wasserstoffproduktion für Industrie und Transport. Es ist wahrscheinlich kein Zufall, dass der erste 10-MW-Experimentierreaktor, der gerade in Gansu gebaut wird, bereits geplant ist, sogenannten „lila Wasserstoff“ zu produzieren, eine Möglichkeit, Energie als Wasserstoff zu speichern, den man dann als Brennstoff für viele Anwendungen nutzen kann. Traditionelle Wasserstoffproduktion ist teuer, aber die Wette ist offensichtlich, dass MSRs die Wasserstoffproduktion effizienter und wirtschaftlich tragfähig machen könnten.
Aber vor allem illustriert dieses MSR-Projekt eine tiefere Geschichte: die eines Chinas, das sich traut, wo der Westen aufgibt. Es geht nicht nur um MSRs: Über praktisch alle Energiequellen hinweg, verdammt, über praktisch alle vorstellbaren Bereiche hinweg sehen wir die gleiche Dynamik. Wir leben in einer Welt, in der der Bürokratismus und der Mangel an großer Vision, an Träumen, nicht in dem von der Kommunistischen Partei geführten Land liegt, sondern in den Ländern, die es nicht sind.
Die Geschichte, wie China Weinbergs Traum aufgriff, ist fast schmerzhaft symbolisch. Die Blaupausen für Energieüberfluss sammelten Staub in Archiven, weil sie nicht in den politischen Moment passten und von Bürokratie getötet wurden. Und hier ist China, das methodisch diese deklassierten amerikanischen Dokumente durcharbeitet, die Probleme löst, die Oak Ridge nie zu Ende bringen durfte, und in Gansu die Zukunft baut, die Tennessee aufgab. Eine aufsteigende Zivilisation, die buchstäblich die aufgegebenen Träume einer untergehenden ausgräbt und wiederbelebt, die Archäologen von Amerikas verworfen
