Kernreaktoren erzeugen seit über 70 Jahren in vielen Ländern der Welt Strom. Nun steht die Technologie vor einem potenziell radikalen Wandel. Da der Energiebedarf weltweit steigt – von Elektrofahrzeugen bis hin zu Rechenzentren –, flammt das Interesse am Bau neuer Kernkraftkapazitäten wieder auf, auch wenn die Technik bereits totgesagt war, beziehungsweise etwa Deutschland den Atomausstieg vollzogen hat. Auch die Verlängerung der Lebensdauer bestehender Anlagen und sogar die Wiederinbetriebnahme stillgelegter Kraftwerke wird wieder groß diskutiert. Außerdem gibt es immer mehr Bestrebungen, Reaktorkonzepte komplett neu zu denken, um sie sicherer und nachhaltiger zu machen. 2025 könnte hier ein Meilenstein werden, da die sogenannten Advanced Reactors nun von der Idee auf dem Papier in die Bauphase übergehen. Ein Überblick, was uns in den kommenden zwölf Monaten erwartet.

Als Ersatz für fossile Brennstoffe: Renaissance der Kernenergie

In den vergangenen zwei Jahren wurde in vielen Ländern der Erde ein neues Engagement für die Kernenergie deutlich. Dazu gehört auch eine Vereinbarung bei den UN-Klimaverhandlungen, in der sich 31 Länder dazu verpflichteten, die weltweite Kernkraftkapazität bis 2050 zu verdreifachen, um dadurch fossile Kraftwerke zu ersetzen. Die Aussichten für die Atomindustrie sind jedoch nicht überall rosig.

Die USA verfügen derzeit über die weltweit größte Anzahl an im Betrieb befindlichen Kernreaktoren. Würde sich ihre spezifische Kapazität verdreifachen, würde dies bedeuten, dass die derzeitige Gesamtkapazität von etwa 100 Gigawatt um etwa 200 Gigawatt neue Kernenergiekapazität erweitert würde – und das zusätzlich zum Ersatz aller erwarteten Stilllegungen aus einem relativ alten Kraftwerkspark. Doch die Branche ist in eine Art Winterschlaf geraten. Ein neuer Reaktor im Kraftwerk Vogtle in Georgia ging letztes Jahr erst nach erheblichen Verzögerungen und Kostenüberschreitungen ans Netz. Doch es gibt derzeit keine größeren neuen konventionellen Reaktoren, die in den USA gebaut oder deren Genehmigung von den Aufsichtsbehörden geprüft werden.

Ein weiterer Unsicherheitsfaktor ist die neue Trump-Regierung. Während die Technologie in der Regel breite politische Unterstützung findet – im demokratischen wie republikanischen Lager –, wäre es möglich, dass die vom neuen Präsidenten vorbereiteten Zölle den Aufbau beeinträchtigen könnten. Kosten für Baumaterialien könnten explodieren, sagt Jessica Lovering, Mitbegründerin des Good Energy Collective, eines Think Tanks, der sich für die stärkere Nutzung der Kernenergie einsetzt.

Weltweit befinden sich die meisten neuen Reaktoren, die sich im Bau oder in der Planungsphase befinden, in Asien – wobei das Wachstum in China besonders beeindruckend ist. Das erste Kernkraftwerk des Landes ging erst 1991 ans Netz. In nur wenigen Jahrzehnten hat China nach Frankreich und den USA den drittgrößten Kraftwerkspark der Welt aufgebaut. Die Volksrepublik verfügt über vier große neue Reaktoren, die voraussichtlich in diesem Jahr ans Netz gehen werden. Eine weitere Handvoll soll 2026 in Betrieb genommen werden. Und es geht weiter: In diesem Jahr werden sowohl Bangladesch als auch die Türkei ihre ersten Kernreaktoren in Betrieb nehmen. Ähnliche Nachrichten gibt es aus Afrika: Auch in Ägypten wird derzeit das erste Kernkraftwerk gebaut, dessen Inbetriebnahme jedoch erst in einigen Jahren erwartet wird.

Kommerzielle Kernreaktoren, die heute am Netz sind – und die meisten, die derzeit im Bau sind –, folgen im Allgemeinen einem ähnlichen Konzept: Der Brennstoff im Reaktor ist schwach angereichertes Uran. Wasser wird als Kühlmittel verwendet, um die Temperatur im Inneren zu kontrollieren.

Neuere, fortschrittliche Reaktoren nähern sich jedoch allmählich der kommerziellen Nutzung. Sie lösen scheinbar viele Probleme der zwar bewährten, aber dennoch durch spektakuläre Unfälle in Misskredit geratenen Siede- und Druckwassertechnik. Weltweit wird daher eine Vielzahl von sogenannten Reaktoren der vierten Generation (Gen IV) geplant, die alle auf die ein oder andere Weise vom aktuellen System abweichen, um die Sicherheit, Effizienz oder bestenfalls beides zu verbessern. Da werden dann beispielsweise Schmelzsalze oder Metalle wie Blei als Kühlmittel verwendet und der Brennstoff Uran wird stärker angereichert. Oft wird auch ein Mix-and-Match-Ansatz mit Variationen der Brennstoffart und der Kühlmethoden vorgeschlagen.

Die nächsten Jahre werden für die neue Kerntechnik von entscheidender Bedeutung sein, da Vorschläge und Entwürfe endlich in den Bauprozess übergehen. „Wir beobachten, wie aus Reaktoren auf dem Papier echte Reaktoren werden“, sagt Patrick White, Forschungsdirektor bei der Nuclear Innovation Alliance, einer gemeinnützigen Denkfabrik. Ein Großteil der Finanzierung und der industriellen Aktivitäten im Bereich der Reaktoren der vierten Generation konzentriert sich allerdings auf die USA, wo mehrere Unternehmen kurz davor stehen, ihre Technologie demonstrieren zu können.

Kairos Power, eines der bekanntesten Startups, baut Reaktoren, die mit Schmelzsalzen gekühlt werden, insbesondere mit einem fluorhaltigen Material namens Flibe. Das Unternehmen erhielt Ende 2023 von der US-amerikanischen Nuclear Regulatory Commission (NRC) eine Baugenehmigung für den ersten Demonstrationsreaktor und Ende 2024 eine zweite Genehmigung für eine weitere Anlage. Der Bau beider Systeme wird in den nächsten Jahren erfolgen. Es ist geplant, die erste Demonstrationsanlage im Jahr 2027 fertigzustellen.

Terrapower wiederum ist ein weiteres US-amerikanisches Unternehmen, das an Gen-IV-Reaktoren arbeitet, wobei das Design seines Natrium-Reaktors flüssiges Natrium als Kühlmittel verwendet. Das Unternehmen verfolgt auch beim Bau einen etwas anderen Ansatz als die Wettbewerber: Durch die Trennung der nuklearen und nicht-nuklearen Teile der Anlage konnte es im Juni 2024 bereits den ersten Spatenstich auf einem Teil seines Geländes vornehmen. Es wartet aber noch auf die Baugenehmigung der NRC, um mit den Arbeiten auf der nuklearen Seite zu beginnen, was das Unternehmen bis 2026 erwartet, wie Investor Bill Gates verriet.

Ein Projekt des US-Verteidigungsministeriums könnte wiederum der erste in Betrieb befindliche Gen-IV-Reaktor sein, der Strom erzeugt, wenn auch in geringem Maßstab. Das Project Pele ist ein transportabler Mikroreaktor, der von BWXT Advanced Technologies hergestellt wird. Die Montage soll Anfang dieses Jahres beginnen, der Transport zum endgültigen Standort im Idaho National Lab wird für 2026 avisiert.

Neue Reaktorbauformen sind aber nicht nur auf die USA beschränkt. Auch wenn China schnell konventionelle Reaktoren baut, beginnt das Land auch in einer Reihe fortschrittlicher Technologien Wellen zu machen. Ein Großteil des Fokus liegt dabei auf gasgekühlten Hochtemperaturreaktoren, sagt Lorenzo Vergari, Assistenzprofessor an der University of Illinois Urbana-Champaign. Diese Reaktoren verwenden Heliumgas als Kühlmittel und erreichen Temperaturen von über 1.500 Grad Celsius, was viel höher ist als bei herkömmlichen Konstruktionen.

Chinas erster kommerzieller Demonstrationsreaktor dieses Typs ging schon Ende 2023 ans Netz. Eine Handvoll größerer Reaktoren, die diese Technologie nutzen, befindet sich derzeit in der Planungsphase oder sogar im Bau.

Devise in Ländern mit alten Kernkraftwerken: Laufzeiten verlängern

Es wird wohl einige Jahre oder sogar Jahrzehnte dauern, bis sich selbst die am weitesten fortgeschrittenen Projekte neuartiger Reaktoren mit großen Strommengen wirklich auszahlen. Und auch konventionelle Anlagen benötigen Zeit. Angesichts der weltweit steigenden Stromnachfrage bei gleichzeitiger Erderwärmung besteht daher ein erneutes Interesse daran, so viel Strom wie möglich aus bestehenden Kernkraftwerken zu gewinnen.

Ein Trend, der sich in Ländern mit relativ alten Kernkraftwerken abzeichnet, ist die Verlängerung der Betriebsgenehmigung – etwas, was man einst auch in Deutschland vorhatte, bevor der Ausstieg beschlossen wurde. Während viele der im 20. Jahrhundert gebauten Anlagen ursprünglich für eine Betriebsdauer von 40 Jahren genehmigt wurden, spricht Experten zufolge wenig dagegen, dass viele von ihnen länger in Betrieb bleiben. Dafür müssen sie ordnungsgemäß gewartet und Teilbereiche renoviert und auf neuen Stand gebracht werden.

Die Aufsichtsbehörden in den USA haben für einen Großteil der Anlagen bereits eine Verlängerung um 20 Jahre gewährt, wodurch sich die erwartete Lebensdauer vieler Anlagen auf 60 Jahre erhöht. Für eine Handvoll Reaktoren wurden die Lizenzen sogar noch darüber hinaus verlängert, auf erstaunliche 80 Jahre. Auch Länder wie Frankreich und Spanien haben kürzlich die Genehmigungen für den Betrieb von Reaktoren über ihre ursprüngliche Lebensdauer von 40 Jahren hinaus angehoben. Der Trend dürfte sich wahrscheinlich fortsetzen: Allein in den nächsten Jahren könnten weitere Reaktoren für eine Lebensdauer von bis zu 80 Jahren neu genehmigt werden.

Ansonsten besteht Interesse an der Wiederinbetriebnahme stillgelegter Anlagen – insbesondere solcher, die kürzlich aus wirtschaftlichen Gründen stillgelegt wurden. Der Trend ist besonders in den USA akut. Das Palisades Nuclear Plant in Michigan ist das Ziel einer solchen Initiative. Das Projekt hat ein Darlehen in Höhe von 1,52 Milliarden US-Dollar vom US-Energieministerium erhalten, um die Kosten für die Wiederinbetriebnahme zu decken. Holtec, Eigentümer und Betreiber der Anlage, strebt an, das Kraftwerk schon im Jahr 2025 wieder in Betrieb zu nehmen. Die Behörde NRC hat jedoch mögliche Schäden an einigen Teilbereichen der Anlage entdeckt, insbesondere an den Dampferzeugern. Je nach Umfang der erforderlichen Reparaturen könnten die zusätzlichen Kosten die Wiederinbetriebnahme unwirtschaftlich machen, so White von der Nuclear Innovation Alliance.

Ein Reaktor im ehemaligen Kernkraftwerk Three Mile Island ist ein weiteres Ziel. Der Ort ist bekannt für einen Atomunfall, doch der unversehrte Teil der Anlage lief noch lange weiter. Der Eigentümer des Standorts sagt, dass der Reaktor bis 2028 wieder in Betrieb sein soll, obwohl es zuvor zu Auseinandersetzungen über den Anschluss der Anlage an das Stromnetz kommen könnte. Schließlich erwägen die Eigentümer des Duane Arnold Energy Center in Iowa Berichten zufolge die Wiederinbetriebnahme des Kernkraftwerks, das erst 2020 stillgelegt wurde.

KI benötigt (Kern-)Energie?

Einer der Faktoren, die den steigenden Appetit auf Kernenergie antreiben, ist das atemberaubende Wachstum der KI, die auf Rechenzentren angewiesen ist, die eine enorme Menge an Energie benötigen. Im vergangenen Jahr zeigten Technologiegiganten neues Interesse an Atomkraft als potenzielle Lösung für die akute KI-Stromkrise. Microsoft war maßgeblich an den Plänen zur Wiederinbetriebnahme des Reaktors in Three Mile Island beteiligt. Das Unternehmen unterzeichnete 2024 einen Vertrag über den Kauf von Strom aus der Anlage, falls diese wieder in Betrieb genommen werden kann. Und das ist erst der Anfang.

Google unterzeichnete im Oktober 2024 einen Vertrag mit Kairos Power, der vorsieht, dass das Startup bis 2035 Kraftwerke mit einer Leistung von bis zu 500 Megawatt baut, wobei Google die komplette Energie abnimmt. Amazon ging noch einen Schritt weiter und investierte direkt in X-energy, ein Unternehmen, das kleine modulare Reaktoren baut. Mit dem Geld werden die Entwicklung, die Lizenzierung und der Bau eines ersten Projekts in Washington direkt finanziert.

Das Geld großer Technologieunternehmen könnte eine große Hilfe sein, bestehende Reaktoren am Laufen zu halten und Gen-IV-Projekte auf den Weg zu bringen. Viele dieser Zusagen sind bisher jedoch vage, sagt Lovering vom Good Energy Collective. Zu den wichtigsten Meilensteinen, auf die man 2025 achten sollte, gehören große finanzielle Zusagen, wirklich unterzeichnete Verträge und Anträge, die bei den Aufsichtsbehörden eingereicht wurden, sagt sie.

„Die Kernenergie hatte ein tolles Jahr 2024, wahrscheinlich das aufregendste für die Branche seit vielen Jahrzehnten“, sagt Staffan Qvist, selbst Kerntechnikingenieur und CEO von Quantified Carbon, einem internationalen Beratungsunternehmen, das sich auf die Dekarbonisierung des Energie- und Industriesektors konzentriert. Die Bereitstellung im für den Klimaschutz erforderlichen Umfang werde eine große Herausforderung sein, aber das Interesse steigt. Die Welt da draußen hungere einfach nach Energie. Inwiefern dieser Trend hin zur Atomkraft jedoch wirklich erfreulich für den Klimaschutz ist, ist angesichts von anfallendem Atommüll mehr als fraglich.