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Mar 19, 2023

„Wir müssen das richtig machen“: Sean Sexstone von GE Hitachi über neue Atomkraftwerke

Sehen Sie sich unten unser Einzelgespräch mit Sean Sexstone, dem Geschäftsführer von GE Hitachi, an

Sehen Sie sich unten unser Einzelgespräch mit Sean Sexstone an, Executive Vice-President of Advanced Nuclear bei GE Hitachi.

Da der Konsens darüber wächst, dass fortschrittliche Kernenergie eine wichtige Rolle bei der Dekarbonisierung des Stromnetzes und anderer Sektoren spielen könnte, bemühen sich Unternehmen darum, bis zum Ende des Jahrzehnts netzgebundene kleine modulare Reaktoren (SMR) einzusetzen.

GE Hitachi (GEH) hofft auf seinen BWRX-300, die zehnte Weiterentwicklung des Siedewasserreaktordesigns von GE. Das wassergekühlte 300-MW-Reaktordesign basiert auf dem Economic Simplified Boiling-Water Reactor (ESBWR) des Unternehmens, der bereits von der US-amerikanischen Nuclear Regulatory Commission lizenziert ist.

Sean Sexstone, Executive Vice President von Advanced Nuclear bei GEH, bezeichnet den BWRX-300 als „einfach hergestellten Reaktor“, da er die gleiche Ausrüstung und den gleichen Brennstoff verwendet, die bereits in GE-Reaktoren auf der ganzen Welt vorhanden sind.

„Fünfundneunzig Prozent davon sind geschafft“, sagte Sexstone in einem exklusiven Interview mit Power Engineering. „Vielleicht sind diese etwas kleiner, aber sehr bewährt.“

Dies ist einer der Gründe, warum GE Hitachi davon überzeugt ist, dass der BWRX-300 der günstigste, schnellste und risikoärmste SMR auf dem Markt werden kann.

Sexstone sagte, das Unternehmen habe das grundlegende ESBWR-Design übernommen und es vereinfacht, einschließlich mehrerer Design-Sicherheitsmerkmale, die für die Siedewasserreaktortechnologie neu seien.

Die Sicherheitsventile, die als wahrscheinlichste Ursache für einen Unfall mit Kühlmittelverlust (LOCA) gelten, wurden bei der Konstruktion eliminiert. Das Isolationskondensatorsystem (ICS) bietet Überdruckschutz gemäß ASME BPV-Code, Abschnitt III, Geräte der Klasse 1 (Statusbericht – BWRX-300 – GE Hitachi und Hitachi GE Nuclear Energy). Um dieser Änderung Rechnung zu tragen, wurde der Auslegungsdruck im Vergleich zu früheren Siedewasserreaktoren um 20 % erhöht. GE Hitachi hat außerdem integrierte Absperrventile implementiert, die sich schließen, um den Kühlmittelverlust im Falle eines Unfalls zu verhindern.

Im Allgemeinen werden SMRs aufgrund ihrer relativ geringen physischen Stellfläche, der geringeren Kapitalinvestitionen und der flexibleren Standortwahl als Gegenmittel gegen die Kostenüberschreitungen angesehen, die große Nuklearprojekte geplagt haben.

Sexstone sagte, GE Hitachi sei in der Lage gewesen, etwa 90 % des Betons und Stahls aus dem ESBWR zu eliminieren, so dass die Gesamtfläche des Kraftwerks kleiner als ein Fußballfeld sei. Das Unternehmen geht davon aus, dass der BWRX-300 im Vergleich zum typischen wassergekühlten SMR bis zu 60 % niedrigere Kapitalkosten pro Megawatt haben wird.

Doch trotz der politischen Unterstützung und des Marktwachstums für neue Atomkraftwerke sind die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen entmutigend.

Laut von Wood Mackenzie zitierten Branchenschätzungen könnten die SMR-Kosten für First-of-a-Kind (FOAK) bis zu 8.000 US-Dollar pro Kilowatt (kW) und nur 6.000 US-Dollar pro kW betragen. Die dortigen Analysten gehen davon aus, dass die FOAK-Kosten am oberen Ende dieser Spanne liegen werden und sogar noch höher sein könnten, da Entwickler Projekte in der Frühphase ausbauen.

Sexstone sagte, dass Partnerschaften in der Lieferkette von Power Engineering entscheidend für den Erfolg sein werden.

„Wenn wir zwei, dreihundert oder mehr dieser [BWRX-300] bauen wollen, wird es meiner Meinung nach entscheidend sein, dass wir wirklich gute Partnerschaften haben und in der Lage sind, die Lieferkette in Kanada auszubauen In den USA und weltweit“, sagte er.

Im März 2023 gab das Unternehmen eine technische Kooperationsvereinbarung mit Ontario Power Generation (OPG), Tennessee Valley Authority (TVA) und Synthos Green Energy (SGE) bekannt, die darauf abzielt, den Regulierungsprozess und die Einführung zu beschleunigen.

Im Rahmen der Vereinbarung werden die Partner insgesamt rund 400 Millionen US-Dollar in die Entwicklung des BWRX-300-Standarddesigns und des detaillierten Designs für Schlüsselkomponenten, einschließlich Reaktordruckbehälter und Einbauten, investieren. Die Mitarbeiter bilden eine Design Center-Arbeitsgruppe mit dem Ziel sicherzustellen, dass das Standarddesign in den USA, Kanada, Polen und darüber hinaus einsetzbar ist.

„Das Ziel ist, dass sich dieser Standard, sobald er festgelegt ist, nicht ändert“, sagte Sexstone. „Dann können wir daran arbeiten, die Kostenkurve zu senken, indem wir mehrere Reaktoren einsetzen.“

Er fügte hinzu: „Wir müssen die ersten ein oder zwei hinbekommen.“

OPG beabsichtigt, den BWRX-300 am Standort des Darlington New Nuclear Project in Clarington, Ontario, einzusetzen. Im Januar 2023 wurde ein kommerzieller Vertrag zwischen GE Hitachi, Ontario Power Generation, SNC-Lavalin und Aecon unterzeichnet. Im Jahr 2022 stellte die Canada Infrastructure Bank 970 Millionen Kanadische Dollar (713 Millionen US-Dollar) für das Projekt bereit, was die bislang größte Investition der Bank in sauberen Strom darstellt.

Dies wäre der erste SMR im Rastermaßstab in Nordamerika. Derzeit laufen die Vorbereitungen für den Standort. GE-Hitachi geht davon aus, dass die Baugenehmigung Ende 2024 erfolgen wird. Der Reaktor könnte Ende 2028 oder Anfang 2029 gebaut werden.

„Wir bereiten den Standort vor, finalisieren sowohl den Standardentwurf als auch den standortspezifischen Entwurf und bestellen mit langer Vorlaufzeit technische Ausrüstung, die für die Einhaltung des Bauzeitplans wichtig ist“, sagte Sexstone.

Im August 2022 begann TVA mit der Planung und vorläufigen Lizenzierung für einen möglichen Einsatz des BWRX-300 am Standort Clinch River in der Nähe von Oak Ridge, Tennessee. Im Juni 2022 gab SaskPower bekannt, dass es den BWRX-300 für einen möglichen Einsatz in Saskatchewan Mitte der 2030er Jahre ausgewählt hat.

GE Hitachi, NuScale und Holtec gehören zu den Unternehmen, die wassergekühlte SMRs entwickeln. Zu den weiteren in der Entwicklung befindlichen fortschrittlichen Reaktortechnologien gehört die Verwendung unkonventioneller Kühlmittel wie flüssige Metalle, Salze und Gase.

„Wir haben alle diese Projekte gestartet und von der Regierung und der Privatindustrie finanziert, um neue Designs zu entwickeln“, sagte Doug True, Chief Nuclear Officer des Nuclear Energy Institute (NEI). „Es ist einfach eine wirklich aufregende Zeit, in der Branche zu sein.“

Ein weiterer Impuls kam vom Bundesgesetz zur Inflationsreduzierung (IRA), das eine großzügige Steuergutschrift für moderne Kernreaktoren und Mikroreaktoren vorsieht.

Dies hat dazu beigetragen, dass SMRs für Versorgungsunternehmen noch attraktiver geworden sind. True sagte, NEI befragte im Jahr 2022 Chief Nuclear Officers bei US-Versorgungsunternehmen und fragte, wie viel fortschrittliche Kernenergie sie benötigen würden, um die Dekarbonisierungsziele zu erreichen. Er sagte, die kumulierte Reaktion sei größer als 90 GW.

NEI aktualisierte die Umfrage nach der Verabschiedung der IRA und stellte einen Anstieg von etwa 10 % fest, wobei die Mitarbeiter angaben, dass sie etwa 100 GW an neuen Atomkraftwerken benötigen würden.

Aus einer anderen Perspektive deuten aktuelle Einschätzungen, die in der „Advanced Reactor Roadmap“ des Electric Power Research Institute (EPRI) zitiert werden, darauf hin, dass in den nächsten 10 bis 20 Jahren die Notwendigkeit, fortschrittliche Reaktoren in den Vereinigten Staaten und Kanada einzusetzen, mit diesem Ausmaß mithalten und es wahrscheinlich sogar übertreffen wird der gesamten bestehenden Kernenergiekapazität in Nordamerika.

„Es wird Herausforderungen geben“, sagte True. „Aber die Art und Weise, wie andere Länder ihre Kosten für Kernreaktoren senken konnten, besteht darin, dass sie gut darin sind, sie zu bauen. Diese ersten Anlagen werden dort ankommen, und wir werden daraus lernen und immer besser werden.“

Die Modellierung von Wood Mackenzie zeigt, dass SMRs, wenn die Kosten bis 2030 auf 120 US-Dollar/MWh sinken, in einigen Regionen der Welt mit nuklearen Druckwasserreaktoren (PWRs), Gas und Kohle – sowohl mit reduzierter als auch ohne Reduzierung – konkurrenzfähig sein werden.