Ein Blick auf die Projekte, die Great British Nuclear vorantreibt

Die britische Regierung hat letzte Woche die neue unabhängige Organisation Great British Nuclear (GBN) ins Leben gerufen, um „den schnellen Ausbau neuer Kernkraftwerke im Vereinigten Königreich in beispiellosem Ausmaß und Tempo voranzutreiben“. NCE wirft einen genaueren Blick auf die Nuklearprojekte, die von GBN unterstützt werden.

SMRs

Mit dem Start von GBN wurde die Registrierung für Unternehmen zur Teilnahme an einem Wettbewerb eröffnet, um finanzielle Unterstützung für die Entwicklung ihrer Produkte zu erhalten. Der Schwerpunkt liegt hauptsächlich auf der Entwicklung kleiner modularer Reaktoren (SMRs) im Vereinigten Königreich. Wie die Regierung erklärt: „Im Gegensatz zu herkömmlichen Reaktoren, die vor Ort gebaut werden, sind SMRs kleiner, können in Fabriken hergestellt werden und könnten die Art und Weise, wie Kraftwerke gebaut werden, verändern, indem sie den Bau schneller und kostengünstiger machen.“

Rolls-Royce ist in der Entwicklung von SMRs am weitesten fortgeschritten und leitet das britische SMR-Konsortium, zu dem Atkins, Bam Nuttall, Jacobs, Laing O'Rourke, das National Nuclear Laboratory, das Nuclear Advanced Manufacturing Research Centre, TWI und Assystem gehören.

Sein Entwurf für einen 470-MW-SMR hat die erste Bewertungshürde im April dieses Jahres gemeistert. Es ist nun mit Schritt 2 des generischen Designbewertungsprozesses übergegangen, der voraussichtlich 16 Monate dauern wird.

Rolls-Royce handelt jedoch schnell und hat eine Auswahlliste mit drei potenziellen Standorten für seine Fabrik für schwere Druckbehälter veröffentlicht, die Komponenten für eine Flotte von SMRs produzieren wird. Darüber hinaus hat das Unternehmen Interessenvertreter an potenziellen Standorten für seine erste SMR in Oldbury und Berkeley getroffen. Ziel ist es, den ersten SMR im Jahr 2029 oder Anfang der 2030er Jahre in Betrieb zu nehmen.

Seine Pop-up-Fabriken zum Bau von SMRs könnten deren Bau in nur 500 Tagen ermöglichen.

Unterdessen arbeitet ein weiteres in Großbritannien ansässiges Nuklear-Startup namens Newcleo an einem eigenen SMR-Design, das Atommüll nutzen würde. Das Unternehmen versucht derzeit, bis zu 1 Milliarde Pfund aufzubringen, um den Lieferplan für seinen SMR zu finanzieren, der als Mini 30MWe LFR bekannt ist und in Frankreich eingesetzt wird. Darauf folgt die kommerzielle 200-Mwe-Einheit, die zwei Jahre später im Vereinigten Königreich eingesetzt wird.

Der mikromodulare Reaktor der Ultra Safe Nuclear Corporation

GBN hat der Ultra Safe Nuclear Corporation (USNC) 22,5 Mio. £ für die Entwicklung ihres Mikromodularreaktors (MMR) gewährt, einer Art fortschrittlicher modularer Reaktoren (AMR), die für die industriellen Anforderungen des Vereinigten Königreichs geeignet sind, einschließlich der Produktion von Wasserstoff und nachhaltigem Flugtreibstoff.

USNC hat die 22,5 Millionen Pfund zusätzlich finanziert, um die zweite Phase der Arbeiten zum Bau eines britischen Demonstrators zu ermöglichen. Es hat Jacobs damit beauftragt, das Design und die Entwicklung des MMR zu unterstützen.

Im Gegensatz zu anderen Kernreaktoren verbraucht der MMR kein Wasser und benötigt kein Stromnetz oder Infrastrukturunterstützung. Es ist in extremen Klimazonen einsetzbar.

Der vollständig keramische, mikroverkapselte Brennstoff des MMR sorgt für inhärente Reaktorsicherheit. Industriestandard-TRIISO-Partikel, die die radioaktiven Nebenprodukte der Spaltung in geschichteten Keramikbeschichtungen enthalten, sind in einer vollständig dichten Siliziumkarbidmatrix eingeschlossen. Diese Kombination ergibt einen äußerst robusten und stabilen Kraftstoff mit außergewöhnlich hoher Temperaturstabilität.

Das in Seattle ansässige Unternehmen plant, seine MMRs in Polen, Finnland, Kanada und den USA einzusetzen. Derzeit laufen Demonstrationsprojekte in den Canadian Nuclear Laboratories und an der University of Illinois.

Die Demonstrationseinheiten sollen im Jahr 2026 erstmals mit Kernkraft betrieben werden.

Der Hochtemperaturreaktor der nächsten Generation des National Nuclear Laboratory

GBN hat 15 Millionen Pfund für das National Nuclear Laboratory (NNL) in Warrington bereitgestellt. Es arbeitet mit der japanischen Atomenergiebehörde zusammen, um die Entwicklung eines Hochtemperaturreaktors zu beschleunigen, was in Japan bereits erfolgreich war.

Die gasgekühlten Hochtemperaturreaktoren der nächsten Generation haben nun die Entwurfsphase erreicht. Dieser Reaktor liefert viel höhere Austrittstemperaturen als die bestehende Technologie, sodass die Wärme direkt zur Dekarbonisierung industrieller Prozesse genutzt werden kann. Es wird die großtechnische Produktion von Wasserstoff über elektrochemische oder thermochemische Prozesse ermöglichen.

Die Kapazität des National Nuclear Laboratory für souveräne beschichtete Partikelbrennstoffe

Hochtemperaturreaktoren verwenden beschichteten Partikelbrennstoff und GBN hat 16 Mio. £ an das NNL in Preston zugesagt, um seine Kapazität für souveränen beschichteten Partikelbrennstoff weiterzuentwickeln, ein entscheidender Faktor für die zukünftige Energiesicherheit des Vereinigten Königreichs.

Das NNL feierte kürzlich den maßstabsgetreuen Guss aktiver Treibstoffkerne. Diese Kerne bilden winzige Uranpartikel, die anschließend mit vier Schichten aus Keramik und Kohlenstoff überzogen werden, wodurch beschichteter Partikelbrennstoff entsteht. Oft als „der robusteste Kernbrennstoff“ bezeichnet, hat jedes umhüllte Teilchen etwa die Größe eines Mohnsamens – wobei der Urankern in einem eigenen Miniaturbehälter untergebracht ist.

Neue Kernbrennstoffe

Der Nuclear Fuel Fund von GBN stellt 22,3 Millionen Pfund zur Verfügung, um acht Projekte zur Entwicklung neuer Kapazitäten für die Brennstoffproduktion und -herstellung im Vereinigten Königreich zu ermöglichen.

Die größte Summe ging an Springfields Fuels in Preston, Teil der Westinghouse Group, das 10,5 Millionen Pfund erhalten hat. Seit Mitte der 1940er Jahre werden am Standort Dienstleistungen zur Herstellung von Kernbrennstoffen erbracht, und heute entwickelt, produziert und liefert Springfield Fuels Brennstoffe für Kernkraftwerke. Dazu gehört die Herstellung von Oxidbrennstoffen für moderne gasgekühlte und Leichtwasserreaktoren sowie von Zwischenbrennstoffprodukten wie Pulvern, Granulaten und Pellets.

Ein Betrag von 9,56 Millionen Pfund wurde an Urenco UK in Chester gespendet, einen Spezialisten für die Produktion fortschrittlicher Brennstoffe für Kernreaktoren von morgen. Die Mittel werden für die Konzeption von Anlagen und Prozessen verwendet, die die Weiterentwicklung fortschrittlicher Kraftstoffe unterstützen. Es wird auch die Anreicherung von Uran auf höhere Werte in Betracht gezogen, damit die Reaktoren zwischen den Betankungsausfällen länger laufen können.

MoltexFLEX, ein britischer Entwickler von Salzschmelze-Reaktoren (MSR), erhielt 1,3 Millionen Pfund. MSRs sind eine Art von AMR, die separate geschmolzene Salze als Kühlmittel und Brennstoff verwenden, was im Vergleich zu herkömmlichen Brennstoffen zu einer Eigensicherheit führt. Die Mittel aus dem Nuclear Fuel Fund werden für die Entwicklung detaillierter technischer Pläne für die kommerzielle Lieferung seines niedrig angereicherten Uran-Brennstoffsalzes verwendet. MoltexFLEX hat umfangreiche proprietäre Daten zum Kraftstoffdesign entwickelt und geht davon aus, mit einem großen Kraftstofflieferanten zusammenzuarbeiten, um einen Weg zur kommerziellen Produktion zu ebnen.

Nuclear Transport Solutions (NTS) erhält über 1 Million Pfund für die Entwicklung eines neuen Transportpakets, das eine neue Generation von Kernreaktoren unterstützen wird. Der Brennstoff – High-Assay, Low-Enriched Uranium (HALEU) – hat eine höhere Energiedichte und benötigt weniger Brennstoff als die derzeitige Kernenergieproduktion. HALEU benötigt innovative Transportlösungen, um sicherzustellen, dass es sicher und geschützt zum neuen Reaktor transportiert werden kann. Das neue Paket von NTS wird vielseitig sein und den Transport von HALEU in verschiedenen Formen ermöglichen, beispielsweise als Pulver oder als Brennstoffelemente.

Fortgeschrittene nukleare Geschäftsentwicklung

Als Teil des Finanzierungspakets, das im Zusammenhang mit dem Start von GBN angekündigt wurde, hat das Ministerium für Energiesicherheit und Netto-Nullpunkt (DESNZ) bis zu 77,1 Mio. £ an Fördermitteln für Unternehmen bereitgestellt, um die fortgeschrittene Geschäftsentwicklung im Nuklearbereich im Vereinigten Königreich zu beschleunigen. Dies wird dazu beitragen, dass fortschrittliche Nuklearkonstruktionen in die britische Regulierung aufgenommen werden, und maximiert die Chance, dass im nächsten Parlament SMRs und AMRs gebaut werden.

Hinkley Point C und Sizewell C

Obwohl keine neuen Mittel speziell für die Entwicklung der in Bau befindlichen großen Kernkraftwerke im Vereinigten Königreich bereitgestellt wurden, hieß es in der Regierungsankündigung von GBN, dass sie ihnen „weiterhin verpflichtet“ sei.

Letztes Jahr stellte die Regierung 700 Millionen Pfund für die Entwicklung von Sizewell C bereit, einem neuen 3.200 MWe-Kernkraftwerk in Suffolk, das sich derzeit in der Entwurfsphase befindet. Julia Pyke, Geschäftsführerin von Sizewell C, sagte, dass die Einführung von GBN „ein weiterer großer Vertrauensbeweis für Sizewell C“ sei.

Hinkley Point C ist ein im Bau befindliches 3.200 MWe-Kernkraftwerk in Somerset. Sein erster Kernreaktor traf im Februar vor Ort ein und die Arbeiten unter Wasser stehen kurz vor dem Abschluss. Es musste jedoch zahlreiche Rückschläge beim Bau hinnehmen und wird voraussichtlich nicht vor Mitte der 2030er Jahre in Betrieb gehen.

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