Der Irrgarten der kleinen Module: Was SMR wirklich können – und was nicht

Von DerSchneider

Die Idee klingt verführerisch: Kleine, modulare Kernreaktoren, in Serie gefertigt, per LKW angeliefert und vor Ort zusammengesteckt – sie sollen die Energiewende retten, die Industrie dekarbonisieren und gleichzeitig die Probleme der großen Atomkraftwerke hinter sich lassen. Doch wie so oft bei Technologien, die zwischen politischer Hoffnung und ingenieurtechnischer Realität oszillieren, ist die Wahrheit komplexer. Dieser Artikel nimmt die Small Modular Reactors (SMR) aus der Perspektive eines Technikhistorikers und Fachjournalisten auseinander: nicht als Werbebroschüre, sondern als nüchterne Bestandsaufnahme.

Einleitung: Die Renaissance einer alten Idee

Als 1953 US-Präsident Dwight D. Eisenhower seine „Atoms for Peace“-Rede hielt, träumte die Welt von Kernreaktoren, die so klein und sicher sein würden, dass sie ganze Städte mit Energie versorgen oder sogar Schiffe und Flugzeuge antreiben könnten. Der erste atomgetriebene U-Boot-Reaktor, der USS Nautilus, ging 1954 in Betrieb – ein echter SMR, wenn man so will. Doch die zivile Nutzung nahm einen anderen Weg: Im Wettlauf um Skaleneffekte wurden die Reaktoren immer größer. Die sogenannten „Gigawatt-Reaktoren“ dominierten die zweite Hälfte des 20. Jahrhunderts.

Heute, sieben Jahrzehnte später, feiert der kleine, modulare Reaktor sein Comeback. Mehr als 130 verschiedene Konzepte zirkulieren weltweit. Doch was steckt wirklich dahinter? Um diese Frage zu beantworten, muss man die Technologie von drei Seiten betrachten: der technischen Machbarkeit, der wirtschaftlichen Realität und der gesellschaftlichen Einbettung.

1. Historische Kontinuität: Vom Schiffsantrieb zur Energiewende

Die Geschichte der SMR ist keine Geschichte radikaler Neuerfindung, sondern eine der Rekombination. Die ersten kommerziell erfolgreichen SMR waren militärischer Natur: die Reaktoren der US-Marine. Mit Leistungen zwischen 30 und 200 Megawatt (MWe) versorgen sie seit Jahrzehnten zuverlässig U-Boote und Flugzeugträger. Der kanadische CANDU-Reaktor, ursprünglich in den 1960ern entwickelt, zeigte ebenfalls, dass modulare Bauweise und Druckröhrentechnik funktionieren können.

Dennoch: Der Versuch, diese Technologie in den 1970er und 1980er Jahren auf die zivile Nutzung zu übertragen – etwa mit dem Fort St. Vrain Hochtemperaturreaktor in den USA oder dem *THTR-300* in Hamm-Uentrop – scheiterte an technischen Problemen, Kostenexplosionen und der gesellschaftlichen Ablehnung. Die aktuelle SMR-Welle ist daher weniger eine technologische Revolution als vielmehr eine Rückbesinnung auf alte Konzepte, nun aber getrieben von völlig neuen Rahmenbedingungen: der Notwendigkeit der Dekarbonisierung und dem Wunsch nach dezentraler Energieautonomie.

2. Technologische Pfade: Einheit in der Vielfalt

Der Begriff SMR ist ein Sammelbecken für höchst unterschiedliche Technologien. Sie lassen sich grob in drei Kategorien einteilen, deren Reifegrad und Einsatzmöglichkeiten kaum unterschiedlicher sein könnten.

Quelle: IAEA Advanced Reactors Information System (ARIS), 2024

Der entscheidende Punkt: Während Leichtwasser-SMRs technologisch nahe an bestehenden Kernkraftwerken sind und daher schneller zulassungsfähig sein könnten, stecken die fortschrittlichen Konzepte (HTR, Salzschmelze, Flüssigmetall) noch in der industriellen Erprobung. China betreibt seit 2023 mit dem HTR-PM den weltweit ersten kommerziellen Hochtemperaturreaktor dieser Bauart – allerdings mit stark schwankender Auslastung. Russland hat mit dem schwimmenden AKW Akademik Lomonossow (KLT-40S) und dem im Bau befindlichen BREST-300 die Nase vorn, was die tatsächliche Inbetriebnahme betrifft.

3. Die Größenfrage: Nicht zu klein, nicht zu groß

Ein wiederkehrender Irrglaube in der öffentlichen Debatte ist, dass SMRs per Definition „klein“ seien. Tatsächlich definiert die Internationale Atomenergiebehörde (IAEA) die Obergrenze bei 300 MWe pro Modul. Doch die Realität ist unübersichtlich.

• Mikroreaktoren (1–10 MWe): Sie sind etwa so groß wie ein Container und sollen entlegene Gebiete oder Bergwerke versorgen. Das Problem: Sie sind derzeit kaum wirtschaftlich darstellbar, da die Fixkosten pro Kilowatt extrem hoch sind.
• Kompakte SMR (10–100 MWe): Diese Größenklasse ist ideal für die maritime Schifffahrt oder Insellösungen. Der einzige in Betrieb befindliche Vertreter ist der russische KLT-40S.
• „Standard“-SMR (100–300 MWe): Sie bilden den Kern der westlichen Entwicklungen. Sie sind klein genug für den Transport per Bahn oder LKW, aber groß genug, um von Skaleneffekten in der Serienfertigung zu profitieren.
• „Large Modular Reactors“ (>300 MWe): Der britische Rolls-Royce SMR mit 470 MWe zeigt das Problem der Begriffsbildung. Kritiker werfen hier „Etikettenschwindel“ vor: Diese Reaktoren sind kaum kleiner als konventionelle Anlagen und erfordern ähnlich aufwändige Standortvorbereitungen.

Die Größe ist kein Selbstzweck. Sie ergibt sich aus einem Trade-off: Ein Modul muss klein genug sein, um transportabel zu sein, und groß genug, um die hohen Fixkosten der Fertigung und der regulatorischen Zulassung zu amortisieren. Wo dieses Optimum liegt, ist bis heute ungeklärt.

4. Der gesellschaftliche Erfolg jenseits der Politik

Blendet man den politischen Diskussionen in Deutschland (Atomausstieg, Restlaufzeiten) aus, bleibt die Frage: Was wäre eigentlich gewonnen, wenn SMRs funktionieren würden? Der gesellschaftliche Fortschritt läge nicht in der Konkurrenz zu Wind- und Solarenergie, sondern in der Lösung von Problemen, die Erneuerbare allein nicht adressieren können.

4.1 Dekarbonisierung der Industrie

Rund 20 % der deutschen CO₂-Emissionen entfallen auf die Industrie, vor allem auf Prozesswärme. Hier liegen die Temperaturen, die benötigt werden (z. B. für Stahl, Zement oder Chemie), weit über dem, was Solar- oder Windstrom direkt liefern kann. Hochtemperaturreaktoren (HTR) mit Heliumkühlung erreichen bis zu 750 °C und könnten fossile Brennstoffe in diesen Bereichen ersetzen. Ein gesellschaftlicher Erfolg wäre es, wenn etwa das Ruhrgebiet oder die Chemiedreiecke nicht durch Stromimporte, sondern durch lokale, kohlenstofffreie Wärme versorgt werden könnten.

4.2 Souveränität und Resilienz

SMRs benötigen über einen Betriebszyklus von 4 bis 20 Jahren (je nach Design) keine neue Brennstoffversorgung. Für Länder mit angespannter geopolitische Lage oder für kritische Infrastrukturen (Rechenzentren, Krankenhäuser) bedeutet dies eine enorme Steigerung der Versorgungssicherheit. Die Möglichkeit, mehrere Module parallel zu betreiben, erhöht zudem die Ausfallsicherheit im Vergleich zu einem einzelnen großen Kraftwerksblock.

4.3 Strukturpolitik und Wertschöpfung

Eine Studie des kanadischen Conference Board of Canada aus dem Jahr 2022 prognostizierte für ein einzelnes SMR-Projekt in Alberta bis zu 4.200 Arbeitsplätze in der Bauphase und über 1.100 dauerhafte Betriebsarbeitsplätze. Entscheidend ist der regionale Effekt: Bis zu 80 % der Wertschöpfung könnten in der Region bleiben, da der Bau von Modulen eine hochpräzise Fertigung erfordert – ein Feld, in dem deutsche Mittelständler traditionell stark sind. Die Nutzung stillgelegter Kohlekraftwerksstandorte als SMR-Standorte würde zudem regionale Strukturbrüche abmildern.

5. Die harte Realität: Kosten, Zeit und offene Fragen

So verlockend die Perspektiven sind, so ernüchternd sind die realen Projektdaten. Es gibt derzeit kein einziges kommerzielles SMR-Projekt in der westlichen Welt, das die versprochenen Vorteile eingelöst hat.

5.1 Das NuScale-Debakel

Das wohl prominenteste Beispiel ist der US-amerikanische Pionier NuScale Power. Das Unternehmen galt lange als Vorreiter und erhielt als erstes überhaupt eine Zulassung von der US-Atomaufsicht (NRC). Doch das Flaggschiff-Projekt im Bundesstaat Idaho wurde im November 2023 abgebrochen. Die Kosten waren von ursprünglich 5,3 Milliarden Dollar auf über 9,3 Milliarden Dollar explodiert. Die versprochenen Kostenvorteile durch Serienfertigung blieben aus – stattdessen zeigten sich die hohen Fixkosten für Zulassung, Sicherheitsnachweise und den komplexen Bau eines ersten-of-a-kind (Erstling) als unüberwindbar.

5.2 Wirtschaftlichkeitsparadoxon

Die aktuellen Studien, etwa vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) und dem Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI, kommen zu einem ernüchternden Ergebnis: Die Stromgestehungskosten (LCOE) von SMRs liegen derzeit zwischen 89 und 102 US-Dollar pro Megawattstunde (MWh). Zum Vergleich: Neue Solaranlagen erreichen 26 bis 50 USD/MWh, Onshore-Windkraft 24 bis 47 USD/MWh. Selbst mit CO₂-Bepreisung sind SMRs damit deutlich teurer.

Quellen: Fraunhofer ISI, Lazard LCOE 2024, OECD NEA

5.3 Die Brennstofffrage

Viele fortgeschrittene SMR-Konzepte benötigen sogenanntes HALEU (High-Assay Low-Enriched Uranium), also Uran mit einem Anreicherungsgrad von 5 bis 20 %. Derzeit gibt es weltweit nur eine kommerzielle Anlage für HALEU in den USA (Centrus Energy), deren Kapazität für eine breite Einführung völlig unzureichend ist. Ohne eine gesicherte Brennstoffversorgung bleiben viele Konzepte auf dem Papier.

5.4 Zeitplan und Klimaziele

Selbst optimistische Szenarien gehen davon aus, dass die ersten kommerziellen SMR-Anlagen in Europa und Nordamerika frühestens 2030 bis 2035 ans Netz gehen. Für die Klimaziele, die eine drastische Reduktion der Emissionen bis 2030 verlangen, könnte dies zu spät kommen. Die Technologie steht damit in einem schwer auflösbaren Spannungsfeld: Sie braucht Zeit zur Reifung, doch die Zeit für die Klimakrise drängt.

6. Perspektiven: Was bleibt, wenn der Hype verfliegt?

Die Zukunft der SMR-Technologie wird sich vermutlich nicht in dem breiten, plakativen Einsatz in der Stromerzeugung entscheiden, sondern in spezifischen Nischen.

1. Industrieprozesswärme: Dies ist das wahrscheinlichste Einsatzfeld. Hier können SMRs etwas, was Wind und Solar nicht leisten: konstante, sehr hohe Temperaturen liefern. Die Chemie- und Stahlindustrie hat bereits Interesse bekundet.
2. Fernwärme: In kalten Regionen (Skandinavien, Kanada, Norddeutschland) könnten SMRs CO₂-freie Wärme für Städte liefern. Erste Projekte in Schweden und Finnland prüfen dies.
3. Maritime Anwendungen: Die Schifffahrt steht vor der Herausforderung, ihre Emissionen zu senken. SMRs als Antrieb für große Frachter könnten hier eine Rolle spielen, allerdings unter strengen sicherheitsrechtlichen Auflagen.
4. Rückbau von Kohlekraftwerken: Die Nutzung bestehender Standorte, Netzanbindungen und qualifizierter Arbeitskräfte könnte eine Brücke schlagen.

Die großen „Gamechanger“ – Salzschmelzereaktoren, Schnelle Brüter oder völlig neue Abfallkonzepte – werden sich, wenn überhaupt, erst nach 2045 im kommerziellen Maßstab zeigen. Sie sind heute Gegenstand von Forschung, nicht von Investitionsentscheidungen.

Fazit: Keine Wunderwaffe, aber ein Werkzeug

Der Stand der Technik bei SMRs ist geprägt von einer großen Diskrepanz zwischen politischem und industriellem Enthusiasmus einerseits und den realen wirtschaftlichen und technologischen Hürden andererseits. Die Technologie ist nicht grundsätzlich unmöglich – die Betriebserfahrung mit Schiffsreaktoren und dem chinesischen HTR-PM zeigt, dass sie prinzipiell funktioniert. Aber sie ist nicht die einfache, kostengünstige Lösung, die ihre Befürworter versprechen.

Ein gesellschaftlicher Fortschritt durch SMRs wäre dann erreicht, wenn sie nicht als Ersatz für erneuerbare Energien, sondern als Ergänzung in genau den Bereichen wirken, in denen Erneuerbare an ihre physikalischen Grenzen stoßen: der Versorgung von Hochtemperatur-Industrieprozessen, der stabilen Grundlast für kritische Infrastrukturen und der klimaneutralen Wärmeversorgung in Ballungsräumen. Ob diese Nischen ausreichen, um die immensen Entwicklungskosten und die komplexen regulatorischen Hürden zu rechtfertigen, wird sich in den kommenden zehn Jahren entscheiden. Die Geschichte der Kernenergie lehrt uns eines: Technologische Versprechen wiegen schwer, doch sie wiegen letztlich nur so schwer wie ihre realisierte Wirtschaftlichkeit.

Quellen

• Internationale Atomenergiebehörde (IAEA): Advances in Small Modular Reactor Technology Developments, 2024 Edition. Vienna.
• OECD Nuclear Energy Agency (NEA): The NEA Small Modular Reactor (SMR) Dashboard, 2023.
• Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI: Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien, März 2024.
• Massachusetts Institute of Technology (MIT): The Future of Nuclear Energy in a Carbon-Constrained World, 2023 Update.
• Lazard: Lazard’s Levelized Cost of Energy Analysis, Version 16.0, 2024.
• The Conference Board of Canada: Potential Economic Impacts of Small Modular Reactors in Alberta, 2022.
• World Nuclear Association: Small Nuclear Power Reactors, Information Paper, aktualisiert März 2024.
• NuScale Power: Unternehmensmitteilungen und SEC-Filings, 2023–2024.
• WNA/IAEA: HTR-PM (High Temperature Reactor – Pebble-bed Module), Projektbericht, 2023.