Kleine modulare Kernreaktoren für städtische Energiesysteme

Kompaktes Reaktordesign

Städte stehen zunehmend unter Druck, eine zuverlässige Stromversorgung sicherzustellen, Treibhausgasemissionen zu senken und ihre Bewohner vor Preisschwankungen auf volatilen Energiemärkten zu schützen. Im Jahr 2026 überdenken Kommunen in Europa, Nordamerika und Teilen Asiens ihre langfristigen Energiestrategien vor dem Hintergrund elektrifizierter Verkehrssysteme, Wärmepumpen und datenbasierter Infrastruktur. Kleine modulare Reaktoren (SMR) gelten dabei als eine der meistdiskutierten technologischen Optionen, um CO₂-arme Grundlastenergie nahe an urbanen Verbrauchszentren bereitzustellen, ohne die Grössen- und Bau­risiken traditioneller Grosskraftwerke zu übernehmen.

Was kleine modulare Reaktoren sind und wie sie sich von konventionellen Kernkraftwerken unterscheiden

Kleine modulare Reaktoren sind Kernspaltungsanlagen mit einer elektrischen Leistung von in der Regel bis zu 300 Megawatt pro Einheit, wobei einige fortgeschrittene Konzepte zwischen 50 und 470 Megawatt liegen. Im Gegensatz zu konventionellen Reaktoren im Gigawatt-Bereich sind SMR auf die industrielle Serienfertigung und modulare Montage ausgelegt. Zentrale Komponenten werden in kontrollierten Fabrikumgebungen produziert und anschliessend zum Standort transportiert, wodurch sich die Komplexität der Bauarbeiten vor Ort reduzieren und die Bauzeiten potenziell verkürzen lassen.

Technologisch basieren viele der derzeit am weitesten entwickelten Projekte auf Leichtwasserreaktoren, also auf einer Technologie, die bereits seit Jahrzehnten im Einsatz ist, jedoch in kompakter und vereinfachter Form. Beispiele hierfür sind das VOYGR-Design von NuScale in den USA, der Rolls-Royce SMR im Vereinigten Königreich sowie der BWRX-300 von GE Hitachi, der in Kanada und Polen vorangetrieben wird. Im Fokus stehen vereinfachte Sicherheitssysteme, natürliche Zirkulationskühlung und eine reduzierte Anzahl aktiver mechanischer Komponenten.

Für städtische Energiesysteme ist insbesondere das modulare Konzept relevant. Anstatt eine einzige grosse Einheit zu errichten, können mehrere kleinere Module schrittweise installiert werden. So lässt sich die Kapazität an das tatsächliche Nachfragewachstum anpassen. Dieser gestufte Ausbau soll das finanzielle Risiko verringern und zugleich Flexibilität bei der Erweiterung CO₂-armer Stromerzeugung schaffen.

Konstruktionsmerkmale mit Bedeutung für dicht besiedelte Räume

Bei der Diskussion über Kerntechnik in der Nähe dicht besiedelter Gebiete steht die Sicherheit im Mittelpunkt. Moderne SMR-Konzepte setzen verstärkt auf passive Sicherheitssysteme, die auf physikalischen Prinzipien wie Schwerkraft, natürlicher Konvektion und Druckunterschieden beruhen. In vielen Entwürfen werden Reaktordruckbehälter und Sicherheitscontainment unterirdisch installiert, was einen zusätzlichen physischen Schutz gegen externe Einwirkungen bietet.

Ein weiterer Vorteil für urbane Standorte ist der vergleichsweise geringe Flächenbedarf. Eine SMR-Anlage benötigt deutlich weniger Platz als ein klassisches Grosskraftwerk. Dadurch können bestehende Industrie- oder Energieareale, etwa ehemalige Kohlekraftwerksstandorte mit vorhandener Netzanbindung und Infrastruktur, für eine Umrüstung in Betracht gezogen werden.

Einige fortgeschrittene Reaktorkonzepte liefern zudem Hochtemperaturwärme, die für Fernwärmenetze oder industrielle Prozesse genutzt werden kann. In europäischen Städten mit etablierten Fernwärmesystemen könnte diese gekoppelte Erzeugung von Strom und Wärme die Abhängigkeit von Erdgas deutlich reduzieren und die Gesamteffizienz des Energiesystems erhöhen.

Wirtschaftliche Tragfähigkeit und reale Projekte im Jahr 2026

Im Jahr 2026 befinden sich SMR weiterhin in einer frühen Phase der Markteinführung. Mehrere Projekte haben Genehmigungs- oder Vorbereitungsphasen erreicht, doch eine breite kommerzielle Umsetzung steht noch aus. Kanada gilt als Vorreiter: Ontario Power Generation treibt das BWRX-300-Projekt am Standort Darlington voran, das zu den ersten netzgekoppelten SMR-Anlagen in einem G7-Staat zählen soll.

Im Vereinigten Königreich durchläuft das Rolls-Royce-SMR-Programm weiterhin das Genehmigungsverfahren der britischen Aufsichtsbehörde. Die Regierung unterstützt einen sogenannten Flottenansatz, bei dem standardisierte Reaktoren in Serie gebaut werden sollen, um Skaleneffekte zu nutzen und eine nationale Lieferkette aufzubauen.

Die wirtschaftliche Bewertung bleibt jedoch komplex. Befürworter verweisen auf mögliche Kostensenkungen durch Serienfertigung, während unabhängige Analysen auf Unsicherheiten bei Finanzierung, Erstprojektkosten und langen Genehmigungszeiten hinweisen. Für Städte stellt sich die Frage, ob die Stromgestehungskosten langfristig mit erneuerbaren Energien in Kombination mit Speichern konkurrieren können.

Finanzierungsmodelle und Risikoverteilung

Eine zentrale Herausforderung bleibt die hohe Anfangsinvestition. Auch kleinere Reaktoren erfordern milliardenschwere Kapitalaufwendungen. Regierungen prüfen daher Modelle wie das regulierte Anlagenbasis-Modell, staatliche Beteiligungen oder langfristige Stromabnahmeverträge, um das Investitionsrisiko zu senken und günstigere Finanzierungskonditionen zu ermöglichen.

Für kommunale Energieversorger kann die Beteiligung über Partnerschaften mit nationalen Versorgern oder Infrastrukturfonds erfolgen. Eine klare Regelung von Bau-, Betriebs- und Stilllegungsrisiken ist entscheidend, um finanzielle Belastungen für lokale Haushalte zu vermeiden.

Darüber hinaus müssen Lebenszykluskosten berücksichtigt werden. SMR sind in der Regel für eine Betriebsdauer von 40 bis 60 Jahren ausgelegt. Kosten für Zwischenlagerung und Endlagerung radioaktiver Abfälle sollten von Beginn an in die Finanzplanung integriert werden.

Kompaktes Reaktordesign

Integration in urbane Netze und Umweltaspekte

Städtische Stromnetze im Jahr 2026 sind zunehmend dezentralisiert und digitalisiert. Photovoltaikanlagen auf Dächern, Batteriespeicher, Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge und intelligente Laststeuerung verändern die Lastprofile erheblich. Ein SMR kann als stabile Grundlastquelle dienen und Frequenzstabilität gewährleisten, während er die Schwankungen von Wind- und Solarenergie ausgleicht.

Die Netzintegration erfordert sorgfältige Planung. Ausreichende Übertragungskapazitäten sowie hohe Cybersicherheitsstandards sind notwendig, um digitale Steuerungssysteme zu schützen. Ebenso wichtig sind transparente Kommunikationsstrategien gegenüber der Bevölkerung.

In Bezug auf die Umweltbilanz weist die Kernenergie über den gesamten Lebenszyklus hinweg vergleichbare Emissionen wie Windkraft auf und deutlich niedrigere als fossile Energieträger. Dennoch bleiben Fragen zur Endlagerung, potenziellen Störfällen und zum Kühlwasserbedarf Gegenstand intensiver Prüfung im Rahmen von Umweltverträglichkeitsverfahren.

Öffentliche Akzeptanz und regulatorische Rahmenbedingungen

Die gesellschaftliche Akzeptanz ist ein entscheidender Faktor für den Einsatz von SMR in Städten. Vertrauen entsteht durch unabhängige Aufsicht, transparente Sicherheitsberichte und klar definierte Notfallpläne. Frühere Nuklearereignisse prägen weiterhin die regulatorische Kultur, insbesondere in Europa.

Aufsichtsbehörden passen ihre Verfahren an modulare Bauweisen und fabrikgefertigte Komponenten an. Eine stärkere internationale Harmonisierung von Standards könnte Genehmigungsprozesse vereinfachen, auch wenn die nationale Zuständigkeit im Bereich der nuklearen Sicherheit bestehen bleibt.

Letztlich hängt die Rolle kleiner modularer Reaktoren in urbanen Energiesystemen nicht nur von technischer Machbarkeit ab, sondern auch von politischer Legitimation und langfristigem Vertrauen. Mit dem Übergang der ersten Projekte in die Bau- und Betriebsphase wird sich zeigen, welchen Beitrag SMR zur nachhaltigen Energieversorgung von Städten leisten können.