Chinas ehrgeizige Pläne zur Expansion der Kernenergie

Im March 2021 legte China seinen 14. Fünfjahresplan für die Jahre 2021 bis 2025 vor und kündigte dabei den ambitionierten Ausbau der Kernenergie an. Der Plan sieht den Bau von 150 neuen Kernreaktoren in den nächsten 15 Jahren vor, um bis 2035 eine Produktionskapazität von 200 Gigawatt (GW) aus Kernenergie zu erreichen. Bislang verfügte China über 53 GW an Kernenergiekapazität, sodass die Analysten schätzen, dass eine zusätzliche Erzeugung von 147 GW Investitionen zwischen 370 und 440 Milliarden US-Dollar erfordert.

Für das Jahr 2050 strebt China an, dass die Kernenergie mindestens 15 Prozent des Strombedarfs deckt, wodurch sie zur drittgrößten Energiequelle des Landes hinter Wind- und Solarenergie werden würde.

Ein zentrales Projekt in diesem Kontext ist der Bau eines Prototypen eines Thorium-Schmel saltsreaktors (TMSR), dessen Kapazität 2 MW beträgt. Die Arbeiten an diesem Projekt begannen im Jahr 2011 und wurden im August 2021 abgeschlossen. Die Gesamtkosten betrugen rund 3 Milliarden Yuan (450 Millionen US-Dollar).

China plant außerdem den Bau des weltweit ersten Kernkraftwerks auf Basis von Schmelzsalz im Gobi Wüste, dessen Bau im Jahr 2025 beginnen soll. Dieser Reaktor, mit einer Leistung von 10 MWe/60 MWth, benötigt kein Wasser zur Kühlung; stattdessen kommen flüssige Salze und Kohlendioxid zum Einsatz, um Wärme zu übertragen und Elektrizität zu erzeugen. Die neuen Spezifikationen für den Reaktor umfassen einen hohen Graphitkern von 3 Metern Höhe und 2,2 Metern Durchmesser sowie eine Betriebstemperatur von 700 °C. Zudem wird ein experimentelles Gas Turbinen-System auf Basis von überkritischem Kohlendioxid integriert, um die thermische Leistung in 10 MW elektrischer Leistung umzuwandeln.

Der Bau des Reaktors soll bis 2029 abgeschlossen sein. Der Reaktor wird mit Brennstoffen betrieben, die weniger als 20 % U-235 angereichert sind, verfügt über eine Thorium-Reserve von etwa 50 kg und zeigt einen Umwandlungsfaktor von circa 0,1. Das verwendete FLiBe-Gemisch besteht aus Lithiumfluorid und Berylliumfluorid mit einem Lithium-gehalt von 99,95 %; der Brennstoff selbst wird aus Uran-Tetrafluorid (UF4) bestehen.

Nach dem 10MWe-Reaktor ist eine größere Anlage mit 373 MWth geplant, die circa 2030 in Betrieb genommen werden soll. Dieser kleine modulare Reaktor für Flüssigbrennstoffe mit einer Kapazität von 373 MWt/168 MWe wird eine Anlage mit Überdruck-Kohlendioxid-Zyklus in einer nachgeschalteten Verbindung bei 23 MPa, basierend auf dem Brayton-Zyklus, beinhalten. Neben der Stromerzeugung sind auch verschiedene andere Anwendungen vorgesehen. Geplant ist eine Entladung mit 15,7 Tonnen Thorium und 2,1 Tonnen Uran, das mit 19,75 % angereichert werden soll, wobei täglich ein Kilogramm Uran hinzugefügt wird. Mit diesem System wird eine Brenndauer von bis zu acht Jahren möglich sein, bevor eine Wartung des Graphitmoderators erforderlich wird.

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