Atomkraft ist seit vielen Jahrzehnten Gegenstand beträchtlicher Kontroversen, aber nur wenige Kernkraftwerke rufen so viele Proteste hervor wie solche, die auf der Küste oder in den nahegelegenen Wasserstraßen kleiner Städte an schwer zugänglichen Orten schwimmen sollen.
Schwimmende Kernreaktoren stoßen in der Russischen Föderation sowie in Gebieten Nordeuropas auf großes Interesse, die sie als wichtige Energieressourcen für die zukünftige Entwicklung in der Arktis betrachten, da der Klimawandel weiterhin Meereis und Gletscher in der Arktis schmelzen lässtnördlichen Breitengrad.
Unter diesen schmelzenden Gletschern verbirgt sich eine Fülle von natürlichen Ressourcen, die noch nie von Menschen gesehen – geschweige denn abgebaut – wurden, aber ein Problem bleibt: Wie bauen wir die notwendige Infrastruktur auf, um diese Ressourcen auszubeuten. Dort befinden sich schwimmende AtomkraftwerkeKomm herein.
Wie baut man einen schwimmenden Kernreaktor?
Zunächst einmal, ein schwimmender Kernreaktor ist nicht ganz so einfach, wie einen Kernreaktor auf ein Boot zu stecken und den Tag zu beenden, aber es ist auch nicht viel komplizierter.
Es müssen spezielle Schiffe gebaut werden, um die Reaktoren unterzubringen, aber die Idee eines Kernreaktors auf einem Boot ist nicht im geringsten ein neues Konzept. Militärische U-Boote und arktische Eisbrecher werden bereits von Kernreaktoren angetrieben, also ist die Idee nichtso viel über das Hinzufügen eines Kernreaktors zu einem Schiff, aber mehr darüber, den Kernreaktor zum Kern des Schiffes zu machen.
Dies erfordert natürlich unterschiedliche Designentscheidungen, um die Sicherheitsausrüstung sowie die Kernreaktoren selbst unterzubringen. Aber das wahrscheinlich wichtigste Element ist, es vor extremen Wetterereignissen oder Tsunamis zu schützen, die das Schiff versenken oder anderweitig beschädigen und radioaktiven Niederschlag freisetzen könntenoder Abfall.
Ein solcher Umstand ereignete sich 1986 in Tschernobyl, Ukraine, und neuerdings in Fukushima, Japan, als ein 15 Meter hoher Tsunami im Jahr 2011 die Stromversorgung und die Reaktorkühlung für drei Reaktoren des Kernkraftwerks Fukushima Daiichi deaktivierte. Natürlich waren dies bodengebundene Reaktoren.
Wie ein Schiff mit diesen und anderen Herausforderungen umgeht, wie die Lagerung der hochradioaktiven abgebrannten Kernbrennstäbe des Reaktors, bleiben wichtige und offene Fragen.
DerAkademik Lomonosov, Russlands erstes schwimmendes Atomkraftwerk, abgeschlossen 2018, ist eine Form von Druckwasserreaktor, der erzeugt beheiztes Hochdruckwasser, das überträgt seine Wärmeenergie auf Wasser mit niedrigerem Druck in einem Sekundärsystem, das auch Dampf erzeugt.
Ähnlich wie bei den Kernreaktoren auf Schiffen stellt das Thema radioaktiver Abfall eine große Herausforderung dar, da dieser in Form von radioaktiver Flüssigkeit vorliegt. Als Druckwasserreaktor besteht auch das Problem eines möglichen Unfalls, der zur explosiven Ausbreitung führtradioaktiver Stoffe in die Atmosphäre.
DänemarkSeaborg Technologies glaubt, dass die Lösung hierfür darin besteht, einen Schmelzsalzreaktor in seinem schwimmenden Kernreaktordesign zu verwenden. Hier bilden Fluoridsalze gemischt mit Kernbrennstoff eine Flüssigkeit oben932 °F 500 °C, in einen Reaktor ein- und ausströmen lassen.
Im Gegensatz zu Druckwasserreaktoren explodiert das geschmolzene Salz nicht heftig in Dampf, wenn die Reaktorkammer irgendwie durchbrochen wird – zum Beispiel bei einem Unfall, der durch eine Naturkatastrophe verursacht wurdeverhärtet sich zu einem Gestein, ähnlich wie Lava, das nicht nur das radioaktive Material enthält, sondern auch die Handhabung als Entsorgung erheblich erleichtert.
Schmelzsalzreaktoren haben jedoch ihre eigenen Eindämmungsherausforderungen, insbesondere in Bezug auf Korrosion. Heiße Salze sind notorisch ätzend in maritimen Umgebungen wie gasbetriebenen Turbinen auf Schiffen, so dass der Bau eines Kernreaktors mit ihnen eine spezielle Abschirmung erfordert, die der Art von Korrosion standhält, die selbst Edelstahl nicht widerstehen kann.
Warum einen schwimmenden Kernreaktor bauen?
Was ist jedoch der Sinn eines schwimmenden Kernreaktors? In erster Linie wird ein schwimmender Kernreaktor verwendet, um erhebliche Energie für Industrie- und Wohnzwecke an abgelegenen Orten bereitzustellen.
Die Akademik Lomonosov wird zum Beispiel für die Energieversorgung der nordrussischen Stadt Pevek sowie für eine Entsalzungsanlage in der Region eingesetzt. Russland hat außerdem fünf weitere schwimmende Kernkraftwerke für den Betrieb entlang seiner nördlichen arktischen Küste genehmigt.
Neben der Stromversorgung einiger der abgelegensten Gemeinden Russlands werden diese Kraftwerke auch die Energie liefern, die erforderlich ist, um die Entwicklung noch weiter nach Norden in unberührtere, unberührtere arktische Gebiete voranzutreiben, die jetzt durch das Zurückweichen von Meereis und Gletschern freigelegt werden.
Außerhalb Russlands könnte ein schwimmender Kernreaktor verwendet werden, um Regionen der Welt mit Strom zu versorgen, in denen Strom knapp oder nicht vorhanden ist, sowie zur Unterstützung von Katastrophengebieten, die sich erholen.
Die Vereinigten Staaten betrieben in den 1960er und frühen 1970er Jahren ein schwimmendes Atomkraftwerk im Panamakanal, obwohl das nicht annähernd so ehrgeizig war wie das, was andere, wie Seaborg Technologies und Russlands Rosenergoatom, vorschlagen.
Seaborg Technologies hofft, jedes Jahr Hunderte von schwimmenden Kernkraftwerken produzieren zu können, und behauptet, dass diese Reaktoren im Vergleich zu einem Kohlekraftwerk ähnlicher Größe während der Lebensdauer des Reaktors mindestens 33.600.000 Tonnen Kohlendioxid ausgleichen werden.
"Die Welt braucht Energie, aber wir müssen auch dekarbonisieren", sagteTröels Schönfeldt, Seaborg-Mitbegründer und CEO."Mit einem äußerst wettbewerbsfähigen Produkt können wir unter Nutzung der vorhandenen Produktionskapazitäten jedes Jahr Hunderte von Reaktoren einsetzen – wir sind auf globale Auswirkungen ausgerichtet."
Dieses Ziel der Dekarbonisierung ist ohne Frage von entscheidender Bedeutung, und sogar einige Befürworter der ansonsten pro-Umweltpolitik sagen, dass die Dekarbonisierung der Wirtschaft zur Bekämpfung des Klimas sinnvoll ist.unmöglich ohne erhöhte Kernenergieproduktion.
als andere weisen darauf hinDer Aufbau einer sicheren Atomkraft nimmt jedoch viel Zeit in Anspruch – etwas, von dem wir ziemlich weit entfernt sind, wenn es darum geht, den Klimawandel abzuwenden – also kann es praktisch gegenstandslos sein, unsere Klimahoffnungen auf Atomkraft zu setzen, um uns zu retten.
Welche Einschränkungen gibt es bei schwimmenden Kernreaktoren?
Anfangs mit dem Offensichtlichen, schwimmende Kernreaktoren können nur dort eingesetzt werden, wo genügend Wasser vorhanden ist, damit sie schwimmen können, also entweder im offenen Ozean oder in ausreichend breiten Wasserstraßen wie großen Flüssen.
Wenn abgelegenere Binnenregionen nicht an das gleiche Stromnetz angeschlossen sind wie die Küstenregion, an die ein schwimmendes Atomkraftwerk angeschlossen ist, wird es ihnen nicht viel helfen.
Dies wäre besonders frustrierend, wenn der Zweck eines schwimmenden Kernkraftwerks darin bestünde, eine Katastrophenregion mit Energie zu versorgen, in der mit Störungen des Stromnetzes zu rechnen ist – wenn es überhaupt ein lokales Netz gäbe.
2017 verwüstete Hurrikan Maria das US-Territorium Puerto Rico und brach in einigen Gebieten der Insel monatelang den Strom aus. Das Problem hier war nicht so sehr, dass ein Kraftwerk die ganze Zeit offline war, sondern dasMaria hatte auf der ganzen Insel Stromleitungen abgerissen.
Power war nuroffiziell an alle Einwohner von Puerto Rico zurückgegebenIm März 2019, fast zwei volle Jahre nachdem Maria die Insel getroffen hatte. Diese Art von Infrastrukturherausforderung wäre nichts, was ein schwimmendes Atomkraftwerk hätte beheben können, und ihr Nutzen in anderen Katastrophengebieten wäre ebenfalls begrenzt.
Welche Risiken sind mit schwimmenden Kernreaktoren verbunden?
Das größte Problem am Horizont für schwimmende Kernkraftwerke ist das gleiche, mit dem jedes Kernkraftwerk konfrontiert ist: Welche Risiken sind damit verbunden?
Befürworter der Atomkraft weisen schnell darauf hinAtomkraft hat tatsächlich eine fantastische Sicherheitsbilanz, wenn man bedenkt, wie viele Atomkraftwerke weltweit in Betrieb sind. Und dazu gibt es im Kontext definitiv etwas zu sagen.
Es gibtnur 443 derzeit in Betrieb befindliche Kernreaktoren in der Welt gerade jetzt, also müssen Sie bei der Einschätzung des Risikos eines nuklearen Unfalls die Größe des Probenpools berücksichtigen, den Sie in Betracht ziehen. Wenn Sie einmal eine Münze werfen und sie auf dem Kopf landet, können Sie das nicht sagenMünzwürfe zeigen nie Zahl.
Es gab190 stillgelegte Kernkraftwerke weltweit Stand April 2021, mit der Gesamtzahl der kommerziellen Kernkraftwerke, die derzeit in Betrieb sind, beläuft sich auf etwa 449. Es gab eine Reihe bedeutender Nuklearunfälle, einschließlich des 1957Kyshtym Nukleare Katastrophe, Three Mile Island, Tschernobyl und Fukushima.
Nach der Katastrophe von Fukushima analysierten die Forscher alle vergangenen Kernschmelzunfälle und schätzten eine Ausfallrate von 1 pro 3704 Reaktor-Betriebs-Jahre. Die Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass es wahrscheinlich schwerere Nuklearunfälle geben wird als erwartet.
Harold A. Feiveson, der Nuklearexperte der Princeton University, schrieb, dass, obwohl Kernkraftwerke sehr zuverlässig geworden sind, „Selbst wenn die Wahrscheinlichkeit eines schweren Unfalls, sagen wir, eins zu einer Million pro Reaktorjahr läge, eine zukünftige Kernkapazität von 1.000 Reaktoren weltweitalle 10 Jahre mit einer Wahrscheinlichkeit von 1 Prozent eines solchen Unfalls konfrontiert – vielleicht gering, aber angesichts der Folgen nicht zu vernachlässigen“
Und die Folgen dieses Unfalls sind so groß wie die Vorteile des Kernkraftwerks, wenn es ordnungsgemäß funktioniert. Atomkraft ist zweifellos ein risikoreiches und lohnendes Angebot, selbst wenn die absolute Zahl der nuklearen Unfälle gering bleibt.
Wie die Umweltaktivistengruppe Greenpeace betont, wäre ein Atomunfall in der Arktis von einem schwimmenden Atomkraftwerk aus potenziell katastrophal.
"Atomreaktoren im Arktischen Ozean werden eine erschreckend offensichtliche Bedrohung für eine fragile Umwelt darstellen, die bereits unter enormem Druck durch den Klimawandel steht."sagte Jan Haverkamp, Nuklearexperte für Greenpeace Mittel- und Osteuropa, als Reaktion auf den abgeschlossenen Bau der Akademik Lomonosov im Jahr 2018.
Stellvertretender Direktor von Rosenergoatom, Sergey Zavylov, erzählte der BBC im Jahr 2010 dass "diese [schwimmenden Atomkraftwerke] ein sehr gutes Potenzial haben, die Voraussetzungen für die Erkundung des arktischen Schelfs und die Errichtung von Bohrplattformen zur Förderung von Öl und Gas zu schaffen. Die Arbeit in der Arktis ist sehr kompliziert und gefährlich und wir sollten sicherstellen, dass es einezuverlässige Energieversorgung."
"Wir können die Sicherheit unserer Einheiten hundertprozentig garantieren", fügte Zavylov hinzu, "alle Risiken sind absolut ausgeschlossen."
Was extreme Wetterereignisse und Tsunamis betrifft, so bestehen die Befürworter von schwimmenden Kernkraftwerken darauf, dass diese Schiffe diesen Ereignissen standhalten, aber das muss nicht nur noch nachgewiesen werden, es scheint überhaupt nicht wahrscheinlich, dass sie dies zumindest garantieren könnennicht die, die wir bereits produziert gesehen haben.
"Die schwimmenden Kernkraftwerke werden typischerweise in der Nähe von Küsten und seichtem Wasser eingesetzt. Entgegen den Behauptungen in Bezug auf die Sicherheit ist die [Akademik Lomonosov] durch ihren flachen Rumpf und den fehlenden Eigenantrieb besonders anfällig für Tsunamisund Wirbelstürme", sagte Haverkamp von Greenpeace.
Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass Hurrikane und Tsunamis auf offener See gefährlich sein können, aber weitaus weniger als entlang von Küsten, wo das verdrängte Wasser in oft besiedelte Küstengebiete fließt und zu massiven Sturmfluten und Schlimmerem führtAtomkraftwerk wird diesen Kräften genauso ausgesetzt sein wie jedes andere große Schiff entlang einer Küste.
Obwohl dies in Nordrussland kein großes Problem darstellt, sind es mehrere Nationen in Afrika, Südamerika und Asienhaben Interesse an schwimmenden Kernkraftwerken bekundet in der Vergangenheit, und das Interesse wird wahrscheinlich nur zunehmen, wenn Russland und andere mit der Massenproduktion beginnen.
Zumindest, bis es zu Unfällen kommt, und es wird sicherlich zu Unfällen kommen, wenn Sie eine beträchtliche Anzahl dieser schwimmenden Atomkraftwerke produzieren. Wenn Sie diese sprichwörtliche Münze tausendmal werfen, wird das wahre Risiko dieser schwimmenden Atomkraftwerke sehr großschärfer als jetzt.
Letztendlich ist das tatsächliche Risiko, das schwimmende Kernkraftwerke darstellen, nicht bekannt, da wir einfach nicht genug Stichproben haben, um es definitiv zu messen, obwohl das eigentlich eine gute Sache ist. Viele Datenpunkte vergangener Atomunfälle undWas sie verursacht hat, ist nicht die Art von Dingen, die jeder sehen möchte, aber für die meisten von uns liegt das möglicherweise nicht in unseren Händen.
Da sich die Eile, die Arktis auszubeuten, in den kommenden Jahrzehnten zunimmt, wird die Versorgung der Bohr- und Bergbaubetriebe in der Arktis sowie die Versorgung der Arbeiter mit Strom und sauberem Wasser für die Nationen mit Ansprüchen aufArktische Ressourcen.
Da das Trinkwasser im Globalen Süden knapper wird, werden Entsalzungsanlagen unabdingbar sein, um eine unvorstellbare Anzahl von Menschen am Leben zu erhalten, und so wird trotz der Risiken von Nuklearunfällen die Gefahr des Verdurstens groß seinfür viele unmittelbarer.
Massenproduzierte schwimmende Kernkraftwerke können sehr wohl die Welle der Zukunft sein, ob wir wollen oder nicht.