China gründet milliardenschweres Unternehmen für transportable Nuklear-Mikroreaktoren

Neues Unternehmen entwickelt Reaktoren, die klein genug für den Transport sind

China hat ein Nukleartechnologieunternehmen mit einem eingetragenen Anfangskapital von 1 Milliarde Yuan gegründet. Es soll Mikroreaktoren mit einer elektrischen Leistung von 1 bis 10 Megawatt entwickeln. Das Vorhaben soll einen Demonstrationsreaktor voranbringen, der abgelegene Inseln, Bergwerke und Industriestandorte über Jahre hinweg zwischen den Brennstoffwechseln versorgen könnte.

Die Sichuan Energy Nuclear Industry Co., Ltd. wurde am 20. Oktober 2026 in Chengdu vorgestellt. Die Sichuan Energy Development Group, ihr Mehrheitsgesellschafter, und das Nuclear Power Institute of China gründeten das Unternehmen gemeinsam. Damit bündeln sie regionale Investitionsmittel und nukleartechnisches Know-how.

Der geplante Reaktor kombiniert Uran-Zirkoniumhydrid-Brennstoff mit einem flüssigen Kühlmittel aus Blei und Bismut. Die Entwickler beschreiben ein kompaktes System, dessen Materialien dazu beitragen sollen, die Kernreaktion bei steigenden Temperaturen automatisch abzubremsen.

Das unmittelbare Ziel ist es, ein nach Angaben der Partner weltweit erstes Demonstrationsprojekt mit genau dieser Kombination aus Brennstoff und Kühlmittel voranzubringen. Einen Standort, einen Zeitplan für die Genehmigung, einen Baubeginn oder einen Strompreis haben sie bislang nicht bekannt gegeben.

Cui Huaiming, stellvertretender Chefingenieur des Nuklearinstituts, beschrieb die geplante Größe und die Transportmöglichkeiten:

Der Reaktorkern ist etwa so groß wie ein Haushaltskühlschrank, und das gesamte Stromerzeugungssystem passt in zwei oder drei Container. Es kann also mit Lastwagen an Land, mit einem Flugzeug in der Luft oder mit einem Schiff auf dem Meer transportiert werden.

Der Vergleich mit einem Kühlschrank bezieht sich auf den Kern, in dem Kernreaktionen Wärme erzeugen. Zum vollständigen Stromerzeugungssystem gehören auch Anlagen, die diese Wärme transportieren und in Energie umwandeln. Mit dem Start des Unternehmens beginnt ein koordinierter Vorstoß in Richtung technischer Demonstration und kommerzieller Einsatz. Dafür sollen Investoren, Hersteller und potenzielle Kunden in dasselbe Programm eingebunden werden.

Wer finanziert den industriellen Vorstoß?

Die Sichuan Energy Development Group steuert Kapital, potenzielle Betriebsstandorte und Erfahrung mit dem Bau und Betrieb von Energieprojekten bei. Das Nuklearinstitut bringt Technologie, Forschungseinrichtungen und Fachpersonal ein.

Zu den strategischen Investoren zählen der Venture-Capital-Fonds der Greater Bay Area Guangdong-Hongkong-Macao, der Chengdu Future Industry Venture Capital Fund und Unternehmen aus der industriellen Lieferkette. Der Fonds aus Chengdu ist mit der Chengdu Industrial Investment Group verbunden.

Das neue Unternehmen wird in drei Bereichen tätig sein: fortschrittliche Mikroreaktoren, grüne Energietechnologie und Anwendungen der Nukleartechnologie. Geplant sind Forschung, die Entwicklung neuer Projekte und Industrieinvestitionen.

Bei der Vorstellung, an der mehr als 40 Vertreter von Unternehmen, Universitäten, Branchenverbänden und beteiligten Institutionen teilnahmen, unterzeichnete das Unternehmen einen Technologieentwicklungsvertrag mit dem Nuklearinstitut. Akteure aus der Lieferkette schlossen außerdem eine Rahmenvereinbarung für gemeinsame Forschung und Entwicklung.

Shen Yunhai, stellvertretender Leiter der Abteilung für industrielle Entwicklung des Instituts, sagte, das Kooperationsmodell bringe Technologie, Kapital und Märkte zusammen. Praktisch gehe es darum, ein Reaktordesign mit Herstellern zu verbinden, die es bauen können, mit Investoren, die es finanzieren wollen, und mit Kunden, die bereit sind, die erzeugte Energie abzunehmen.

Wie klein ist ein Mikroreaktor?

Mikroreaktoren bilden das kleinste Segment des Kernenergiemarktes. Die geplante chinesische Technologie ist auf eine elektrische Leistung von 1 bis 10 Megawatt ausgelegt. Ein Megawatt ist eine Einheit der Leistung, also der Rate, mit der Strom erzeugt wird.

Ein Überblick über Reaktortechnologien mit dem Titel „Forschungsfortschritte und Perspektiven für Schlüsseltechnologien kleiner Kernreaktoren“ beschreibt Mikroreaktoren als Anlagen mit höchstens 10 Megawatt Leistung. Als Definition der Internationalen Atomenergie-Organisation für kleine Reaktoren nennt er eine elektrische Leistung von 10 bis 300 Megawatt.

Ein im Januar 2024 veröffentlichter Überblick zur nuklearen Sicherheit auf der Website der chinesischen National Nuclear Safety Administration zieht die Grenze etwas enger: Mikro-Modulreaktoren haben demnach eine Leistung von weniger als 10 Megawatt und dienen vor allem abgelegenen Standorten ohne großes Stromnetz.

Zum Vergleich: Chinas Projekt Linglong One, auch ACP100 genannt, ist auf eine Leistung von 125 Megawatt ausgelegt. Das entspricht dem 62,5-Fachen der elektrischen Leistung des von den chinesischen Entwicklern beschriebenen Mikroreaktor-Beispiels mit 2 Megawatt. Die beiden Projekte decken sehr unterschiedliche Energiebedarfe ab.

Wie Brennstoff und Flüssigmetall zusammenwirken

Uran-Zirkoniumhydrid-Brennstoff verbindet Uran mit einem Material, das Zirkonium und Wasserstoff enthält. Der Wasserstoff dient als Moderator: Er bremst Neutronen ab, damit diese die Kernreaktion wirksamer aufrechterhalten können.

Der Brennstoff wirkt nach Angaben der Entwickler außerdem wie eine automatische Bremse. Steigt seine Temperatur, verringern Vorgänge im Brennstoff die Stärke der Kettenreaktion. Sun Chao, stellvertretender Leiter des Vierten Instituts, bezeichnet diese Temperaturreaktion als zentrales Sicherheitsmerkmal.

Flüssiges Blei und Bismut führen Wärme aus dem Kern ab. Das geplante Design ordnet die Hauptkomponenten kompakt und integriert an und arbeitet bei Normaldruck. So kommt es ohne den hohen Druck aus, der in herkömmlichen Druckwasserreaktoren herrscht.

Nach Angaben der Entwickler schirmt das dichte Kühlmittel Strahlung ab und leitet Wärme wirksam weiter. Für einen schweren Störfall beschreiben sie zudem eine Kühlung durch Wassereinspeisung und die Bildung einer Bleidichtung, die die Freisetzung radioaktiver Stoffe begrenzen soll.

Sun zufolge würde die Kombination aus Brennstoff und Reaktordesign den Bau ohne ein konventionelles Sicherheitsbehältergebäude und ohne ein Notfallsystem außerhalb des Standorts ermöglichen. Dies sind Aussagen der Entwickler zu ihrem geplanten Sicherheitskonzept; die Genehmigung entscheidet über die zugelassenen Sicherheitsvorkehrungen des Projekts.

Die Bauzeit soll etwa 30 Monate betragen, in manchen Beschreibungen sogar weniger. Die Entwickler erwarten, dass einfachere Systeme, weniger redundant ausgelegte Komponenten und eine kleinere Baufläche die Kosten senken. Ein Projektbudget oder nachgewiesene Kosten je erzeugter Stromeinheit haben sie nicht veröffentlicht.

Wo jahrelange, zuverlässige Stromversorgung wichtig sein könnte

Ein Referenzdesign mit einer Leistung von 2 Megawatt soll eine Betriebsdauer von mehr als 40 Jahren erreichen. Nach Angaben der Entwickler könnte eine Brennstoffladung fünf bis zehn Jahre lang Strom liefern und so die Zahl der Brennstofflieferungen an schwer zugängliche Standorte verringern.

Als mögliche Kunden kommen abgelegene Inseln und Offshore-Plattformen infrage. Die Dieselstromerzeugung an solchen Orten ist auf regelmäßige Treibstofflieferungen angewiesen, die teuer sein oder unterbrochen werden können. Ein kompakter Reaktor soll eine kontinuierliche lokale Stromquelle bereitstellen.

Schwimmende Anlagen könnten in der Nähe von Inseln oder Riffen positioniert werden und so die begrenzte Landfläche schonen. Ihre Wärme könnte außerdem die Meerwasserentsalzung und Aquakultur mit erwärmtem Wasser unterstützen. So ließen sich Strom, Süßwasser und Fischzucht um eine gemeinsame Energiequelle herum verbinden.

Weitere mögliche Einsatzorte sind Bergbauregionen in Gebirgen, Polarforschungsstationen und Einrichtungen für die Tiefseeerkundung. Als potenzielle Märkte nennen die Entwickler zudem Industrieparks, Chemieanlagen, Rechenzentren und die Notstromversorgung.

Wärme ebenso wie Strom nutzen

Kernreaktoren erzeugen zunächst Wärme. Bei der Stromerzeugung wird ein Teil dieser Energie genutzt. Mit geeigneten Anlagen lässt sich zusätzliche Wärme für andere Zwecke einsetzen, etwa zur Erzeugung von Industriedampf oder für die Entsalzung.

Das chinesische Programm sieht vor, sowohl Strom als auch Wärme bereitzustellen und damit an Industriestandorten möglicherweise einen Teil des Kohle- oder Gasverbrauchs zu ersetzen. Die Herstellung von Wasserstoff ist ein weiterer Anwendungsbereich, den das Unternehmen nennt. Die Ankündigungen zum Start enthalten jedoch keine Angaben zu einem konkreten Wasserstoffprojekt.

Mikroreaktoren könnten auch neben Windkraft- und Solaranlagen betrieben werden. Der Reaktor würde kontinuierlich Strom liefern, während die Stromerzeugung aus Wind und Sonne je nach Wetter und Tageslicht schwankt. Ein lokales Stromnetz, oft als Microgrid bezeichnet, könnte die verschiedenen Quellen koordinieren.

Die Wärmeleistung des Reaktors müsste zu den Prozessen der Industriekunden passen. Der wissenschaftliche Überblick nennt effiziente Energieumwandlungssysteme und eine flexible Bereitstellung von Strom und Dampf als wichtige technische Aufgaben für kleine Reaktoren.

Der angestrebte Nutzen ist konkret: Ein abgelegener Standort könnte Strom und nutzbare Wärme aus derselben Anlage beziehen und wäre auf weniger Brennstofflieferungen angewiesen. Ob sich das lohnt, hängt vom Energiebedarf des Standorts, den Transportkosten und der Möglichkeit ab, die verfügbare Wärme zu nutzen.

Erfahrung mit dem Brennstoff trifft auf ein neues Reaktordesign

Das Nuklearinstitut entwickelte den Uran-Zirkoniumhydrid-Brennstoff in den 1980er- und 1990er-Jahren und setzte ihn unter anderem in Chinas Impulsreaktor ein. Nach eigenen Angaben forscht es seit mehr als einem Jahrzehnt an Reaktoren mit Blei-Bismut-Kühlung.

Cui zufolge war das Institut weltweit das erste, das diesen Brennstoff für einen mit Blei und Bismut gekühlten Mikroreaktor vorschlug. Sun sagt, China und die Vereinigten Staaten seien die beiden Länder, die über die grundlegenden Design- und Fertigungstechnologien für diesen Brennstoff verfügen.

Sun zufolge könnte die Technologie die benötigte Uranmenge gegenüber Alternativen mit gleicher Leistung um ein Viertel bis die Hälfte senken. Der finanzielle Vorteil hinge neben der benötigten Uranmenge auch von der Brennstofffertigung und dem gesamten Betriebszyklus ab.

Der Industrieplan sieht eine spezialisierte Brennstoffproduktion am Anfang der Lieferkette vor, danach die Fertigung der Anlagen und die Systemintegration und schließlich die standortnahe Installation und den Betrieb für die Kunden. Das Unternehmen soll diese Tätigkeiten miteinander verbinden, statt jeden Bereich getrennt zu entwickeln.

Die Forschungskapazitäten sind weiterhin ein praktischer Engpass. Laut dem wissenschaftlichen Überblick sind in China 16 Forschungsreaktoren in Betrieb, von denen nur fünf Bestrahlungstests durchführen können. Dabei werden Brennstoffe und Konstruktionsmaterialien Strahlung ausgesetzt, um ihre Eigenschaften im Lauf der Zeit zu untersuchen.

Der Überblick empfiehlt den Bau eines multifunktionalen Forschungsreaktors mit hohem Fluss schneller Neutronen. Außerdem sieht er weiteren Forschungsbedarf bei fortschrittlichen Werkstoffen, der Komponentenfertigung, präzisen Messinstrumenten, der Energieumwandlung und digitalen Betriebssystemen.

Was frühere Projekte über den Weg zur Markteinführung zeigen

Chinas Vorstoß bei Mikroreaktoren folgt auf mehrere Projekte mit größeren Kleinreaktoren. Ihre Entwicklung zeigt, dass Betriebserfahrung, der Bau von Demonstrationsanlagen und behördliche Genehmigungen unterschiedlichen Zeitplänen folgen.

• Mai 2020: Das russische schwimmende Kernkraftwerk Akademik Lomonossow nahm offiziell den Betrieb auf. Zwei Reaktoren mit je 35 Megawatt Leistung versorgen die abgelegene Region Tschukotka.
• Juli 2021: In Changjiang auf Hainan begannen die Bauarbeiten am chinesischen Projekt Linglong One mit einer Leistung von 125 Megawatt.
• November 2023: Der untere Stahlteil des Sicherheitsbehälters von Linglong One war installiert. Unabhängig davon wurde ein geplantes US-Projekt mit der NuScale-Technologie am 8. November abgesagt, nachdem sich nicht genügend Kunden beteiligt hatten.
• Dezember 2023: Chinas Projekt HTR-PM in Shidaowan nahm den kommerziellen Betrieb auf. Zwei Reaktormodule treiben dabei ein gemeinsames Stromerzeugungssystem mit einer Gesamtleistung von 210 Megawatt an.
• 20. Oktober 2026: Das Unternehmen aus Sichuan wurde vorgestellt, um das Mikroreaktorprogramm mit Uran-Zirkoniumhydrid und Blei-Bismut-Kühlung voranzubringen.

Der wissenschaftliche Überblick prognostizierte für ACP100 eine Inbetriebnahme im Jahr 2026 und für Argentiniens CAREM-Projekt einen Netzanschluss im Jahr 2028. Dabei handelt es sich um Erwartungen des Überblicks; die oben genannten Meilensteine beschreiben Ereignisse, die in Berichten zu den jeweiligen Projekten bereits festgehalten wurden.

Der Überblick der National Nuclear Safety Administration nennt vier zentrale Herausforderungen beim Einsatz: geeignete Technologien für Demonstrationsprojekte auszuwählen, Genehmigungsregeln anzupassen, verlässliche Lieferketten aufzubauen und die öffentliche Akzeptanz zu gewinnen. Die Behörde erwartete, dass mehrere Designs auf Basis etablierter Leichtwassertechnologie um 2030 eine Genehmigung erhalten könnten.

Reaktoren mit Flüssigmetallen, Gasen oder geschmolzenen Salzen stellen die Aufsichtsbehörden vor andere Werkstoff- und Systemkonzepte. Der Überblick geht davon aus, dass ihre Genehmigung anspruchsvoller sein wird als bei Designs, die unmittelbar auf jahrzehntelanger Erfahrung mit Wasserreaktoren aufbauen.

Große Marktprognose, Demonstration steht noch aus

Cui beziffert die geplanten Aufträge für Mikroreaktoren im Jahr 2026 auf 1,8 Gigawatt, also 1.800 Megawatt, und sagt, sie entsprächen 38 Prozent der neuen Nachfrage in diesem Jahr. Bis 2030 erwartet er weltweit mehr als 3.200 installierte Anlagen und ein Lieferkettenvolumen von über 42 Milliarden US-Dollar.

Diese Zahlen beziehen sich auf bekundetes Kaufinteresse und eine Prognose künftiger Installationen. Die Aufgabe besteht nun darin, aus dem Kundeninteresse finanzierte und genehmigte Projekte mit vereinbarten Lieferplänen und klaren Betriebsverantwortlichkeiten zu machen.

Cui zufolge haben außerdem zwölf Länder die Kernenergie aus Mikroreaktoren in ihre nationalen Energiestrategien aufgenommen. Er verweist zudem auf 127 Kleinreaktordesigns, die von der Internationalen Atomenergie-Organisation erfasst wurden. Diese Zahl umfasst das gesamte Feld kleiner Reaktoren, darunter auch deutlich größere Anlagen als die vom Unternehmen aus Sichuan geplanten Reaktoren.

Der Überblick zur nuklearen Sicherheit vom Januar 2024 nannte damals mehr als 80 Kleinreaktortechnologien in der Entwicklung: etwa die Hälfte auf Grundlage von Leichtwasserreaktoren, die andere Hälfte auf Basis fortschrittlicher Reaktortechnologien. In seiner Erhebung zählte er 181 Patentanmeldungen, darunter 94 erteilte Patente, sowie 766 wissenschaftliche Veröffentlichungen aus den Vereinigten Staaten gegenüber 361 aus China.

Das Unternehmen aus Sichuan bündelt Finanzierung und industrielle Koordination für ein konkretes chinesisches Design. Als nächster großer Schritt steht eine Demonstrationsanlage an, die Betriebserfahrung liefern, Anforderungen an die Fertigung festlegen und potenziellen Kunden eine bessere Grundlage für Kaufentscheidungen geben soll.

Die wichtigsten Punkte

• Ein neues Nuklearunternehmen in Sichuan verfügt über ein eingetragenes Anfangskapital von 1 Milliarde Yuan und entwickelt Mikroreaktoren mit einer elektrischen Leistung von 1 bis 10 Megawatt.
• Das geplante Design kombiniert Uran-Zirkoniumhydrid-Brennstoff mit flüssigem Blei-Bismut-Kühlmittel.
• Nach Angaben der Entwickler soll ein Beispielreaktor mit 2 Megawatt mehr als 40 Jahre in Betrieb sein und zwischen den Brennstoffladungen fünf bis zehn Jahre laufen.
• Mögliche Einsatzbereiche sind die Stromversorgung von Inseln, Entsalzung, Bergbau, industrielle Wärme und die Stromversorgung von Rechenzentren.
• Die Partner wollen ein Demonstrationsprojekt voranbringen; Standort und Zeitplan für die Genehmigung wurden noch nicht bekannt gegeben.
• Testkapazitäten, behördliche Genehmigungen, Lieferketten und verbindliche Kundenaufträge bleiben entscheidend für den kommerziellen Einsatz.