Terrapower: Golem.de testet Bill Gates' Mini-Atomkraftwerk (Update)
Nachdem der Ausbau der erneuerbaren Energien jahrelang von Politik, Wirtschaft und so mancher Bürgerinitiative behindert wurde, kommt Microsoft-Gründer Bill Gates in seinem Buch "Wie wir die Klimakatastrophe verhindern" nun mit einer Lösung für unsere Energieprobleme, mit der wir nicht gerechnet hätten: Atomkraftwerke im Miniaturformat.
Die Idee erinnert an die 1950er Jahre, als der Atomkraft eine strahlende Zukunft vorausgesagt wurde, die vom Auto bis zum Einfamilienhaus alles mit Energie versorgen sollte. Nun könnte sich diese Vision teilweise bewahrheiten – und wir hatten die Gelegenheit, ein erstes Vorabmodell eines SMR-Kraftwerkes (Small Modular Reactor) zu testen. Denn Bill Gates wirbt in seinem neuen Buch nicht nur für Atomkraft, er hat mit Terrapower im Jahr 2008 auch eine Nuklearfirma gegründet, die entsprechende Kraftwerke entwickelt.
Ein Atomkraftwerk ist letztlich auch nur ein Computer
Zu Beginn gab es in der Redaktion einige heiße Diskussionen über Fragen wie: Was hat ein Test eines Atomkraftwerks mit "IT-News für Profis" zu tun? Oder: Ist das nicht zu groß und zu gefährlich? Doch ähnlich wie moderne Autos besteht auch ein modulares Atomkraftwerk letztlich vor allem aus einem Computer, mit Hard- und Software – und etwas Uran.
Um die Sicherheit des Gerätes und des Tests zu gewährleisten, haben wir unsere Kollegen von der IT-Security miteinbezogen. Auch die Bedenken wegen der Größe konnten schnell ausgeräumt werden: Tatsächlich ist das kleinste Vorabmodell nicht viel größer als ein herkömmlicher PC-Tower. Kühltürme oder Ähnliches benötigt es nicht, eine aktive Kühlung ist bereits eingebaut. Also forderten wir ein Testgerät bei Terrapower an.
Die Lieferung des Gerätes dauert etwas länger und ist etwas komplizierter als bei Testgeräten üblich. Aber gut, es ist ja auch ein Mini-Atomkraftwerk, das kann man nicht mit DHL oder TNT versenden. Letztlich liefert uns eine private Spedition mit Securitys das Gerät aus. Wir müssen mehrere Formulare unterschreiben, darunter eine Gefahrenübernahme. Ein gutes Gefühl hinterlässt dies erst einmal nicht.
Ein handliches Atomkraftwerk
Dann halten wir zum ersten Mal ein Atomkraftwerk in unseren Händen, was bei einem Gewicht von rund 20 kg tatsächlich kein Problem darstellt. Das Metallgehäuse wirkt dabei wertig, die mattschwarze Lackierung zeitlos. Allerdings handelt es sich bei dem Vorabmodell noch nicht um das endgültige Design, wie Terrapower-Pressesprecherin Irene Kraft gegenüber Golem.de betont.
Neben Kraft ist auch der Entwickler und Kernphysiker Dr. Michael Olberman anwesend, der uns das Gerät vorstellen soll und uns die Inbetriebnahme erklärt. Diese ist tatsächlich nicht besonders kompliziert. Obwohl das Kraftwerk selbst Strom erzeugt, muss es zuerst einmal an das Stromnetz angeschlossen werden. Denn um die Reaktion im Kraftwerk zu starten, braucht es initial eine Anschubenergie, wie uns Olberman erklärt.
Dann dürfen wir das Gerät zum ersten Mal einschalten. Ein Ton, der entfernt an den Start eines Windows-PCs erinnert, erklingt und die Lüfter beginnen leise zu surren. Neben blinkenden Lichtern und dem Ton, sieht man ... erstmal nichts.
Denn das Minikraftwerk muss zunächst eingerichtet werden. Dazu scannen wir zuerst mit dem mitgelieferten Android-Smartphone einen QR-Code auf dem Gerät. Anschließend müssen wir unser WLAN-Passwort eingeben und die Initialisierung beginnt. Das Setup fühlt sich stark nach Smart-Home-Gerät an.
Schon die Einrichtung wirft daher erste Sicherheitsbedenken bei uns hervor: Das Internet of Things (IoT) ist nicht gerade für seine Sicherheit bekannt. Manche scherzen, dass das S in IoT für Sicherheit stehe.
Doch Olberman zerstreut unsere Bedenken, fürs Erste. Das Gerät sei zwar über das Internet erreichbar und könne auch aus der Ferne konfiguriert werden, doch der atomare Kern sei hermetisch vom Internet abgetrennt und lasse sich weder darüber noch von den Nutzern oder die Verwaltungsoberfläche steuern.
Die App hat Kacheln wie bei Windows
Als wir die App nach der Initialisierung das erste Mal bedienen, müssen wir lachen: Tatsächlich hat Terrapower das Kacheldesign von Windows adaptiert. Das wirkt etwas retro, aber eben auch vertraut. Auf den Kacheln bekommen wir Informationen über unser Kraftwerk angezeigt. Beispielsweise, wie viel Strom im Moment erzeugt wird. Nach Inbetriebnahme liefert das Kraftwerk rund 1 kW Energie.
Dabei stellt es sich adaptiv auf das Hausnetz und die benötigte Energie ein. Mit unserem Testgerät seien maximal 5 kW möglich, sagt Olberman. Ob die reale Leistung erreicht werden kann, hänge vom Standort ab. In unseren Tests kommen wir nie über 2 kW Leistung hinaus.
Ähnlich wie bei einer Solaranlage wird überschüssige Energie an das Stromnetz abgegeben, was vom Energieversorger entsprechend honoriert werden muss. Pro eingespeister Kilowattstunde erhalten wir eine Vergütung von derzeit ungefähr 8 Cent. Eine besondere Genehmigung brauche es dafür zum Glück noch nicht, erklärt uns Olberman.
Mit der Zunahme von kleinen Atomkraftwerken könnte sich dies jedoch ändern. Ähnlich wie bei den Ladestationen für Elektroautos könnte es hier ebenfalls eine Diskussion über eine Spitzenglättung kommen, bei der Energieversorger entsprechende Kraftwerke von außen abschalten könnten, um das Stromnetz stabil zu halten. Doch uns interessiert ohnehin mehr die Technik, in die uns Olberman bereitwillig einführt.
Ein Reaktorkern von der Größe einer Stecknadel
Neben der Leistung und der Einrichtung interessiert uns vor allem der Aufbau des Reaktors. Bei der Grundkonstruktion handelt es sich um einen sogenannten Traveling-Wave-Reactor (TWR, Laufwellenreaktor). Die Idee dafür stammt wie die anfangs erwähnte Atomkraft-Euphorie aus den 1950ern.
Im Unterschied zu den bis dato gebauten Atomkraftwerken kann er mit abgereichertem Uran betrieben werden, das beim Anreichern von Uran anfällt und daher reichlich vorhanden ist. Etwas angereichertes Uran, um die Reaktion in Gang zu bringen, wird jedoch weiterhin benötigt.
Ein Brennstab sei bei unserem Minireaktor etwa stecknadelgroß und reiche theoretisch für mehrere Jahrzehnte, erklärt uns Olberman. Dennoch müsse das Mini-Atomkraftwerk wegen des heftigen Materialverschleißes nach ungefähr fünf Jahren ausgetauscht werden.
Im Lieferumfang enthalten: gefährliche Natriumkühlung
Im Unterschied zu dem sonst verbreiteten Brutreaktor findet die Reaktion beim TWR nicht im gesamten Reaktor statt, sondern nur in einer bestimmten Zone. Diese wandert mit der Zeit durch den Reaktorkern. Dabei werden Temperaturen von über 500° C erzeugt. Gekühlt wird das Ganze mit flüssigem Natrium, einem silberglänzenden und hochreaktiven Metall.
Das ist zum einen energieaufwendig, da Natrium bei Zimmertemperatur fest ist, zum anderen nicht ganz ungefährlich: Natrium ist leicht entzündlich und reagiert heftig mit Wasser. Ein brennendes Atomkraftwerk kann im Unterschied zu einem Elektroauto also nicht einfach in einem Container mit Wasser versenkt werden, um die Reaktion zu beenden – im Gegenteil, das dürfte alles noch schlimmer machen. Entsprechend dürfte auch die Feuerwehr im Falle eines Brandes im gleichen Gebäude nicht mit Wasser löschen.
Olberman spielt die Gefahr herunter: Eine Natriumkühlung komme schon jetzt bei schnellen Brütern zum Einsatz, auch bei der Kühlung von Motorenventilen werde Natrium verwendet und habe sich bewährt. Der Vergleich hinkt allerdings: Motoren sind nun mal keine Atomkraftwerke und Brutreaktoren kommen nicht im Golem.de-Büro zum Einsatz. Letztere haben zudem regelmäßig mit Sicherheitsproblemen zu kämpfen – auch bei der Kühlung.
Die Wärme wird in einen sekundären Stickstoffkreislauf abgegeben. Mit diesem wird über einen Elektromotor letztlich der Strom erzeugt. Die trotzdem entstehende Abwärme wird durch einen starken mechanischen Lüfter nach außen abtransportiert. Diese könne insbesondere bei den größeren Modellen auch zum Heizen der Wohnung, des Hauses oder gar des ganzen Wohnblocks verwendet werden, schwärmt Olberman. Das mag im Winter eine gute Sache sein. Auf die Frage, wohin die Wärme im Sommer soll, weiß er keine Antwort.
Mini-Gau im Wohnzimmer?
Wird der Reaktor zu heiß, dehnt sich der Brennstab immer weiter aus, was die Reaktion und damit die Wärmeentwicklung verlangsamt. Diese Ausdehnung der Brennstäbe bei höherer Temperatur ist letztlich das zentrale Sicherheitsmerkmal der Technik. Funktioniert sie nicht oder wird dennoch zu viel Hitze erzeugt – beispielsweise weil Kühlsysteme ausfallen -, kann es zu einem atomaren Unfall am Standort des Mini-Atomkraftwerks kommen. In diesem Fall das Golem.de-Büro.
Auch wenn "Mini-GAU" (größter anzunehmender Unfall) im Unterschied zu "Super-GAU" irgendwie süß klingt, ist damit nicht zu spaßen. Die Fachleute von Terrapower beschwichtigen zwar, dennoch will man sich nicht unbedingt vorstellen, was mit Wohnung, Gebäude und vor allem den darin lebenden Menschen und Haustieren bei einem Unfall geschieht. Schaut man nach Fukushima (Japan), Tschernobyl (Ukraine) oder Harrisburg (USA), kann man sich grob ausmalen, wie verheerend selbst kleine Atomunfälle sein dürften.
Aus Sicht von Umweltverbänden ist Atomkraft keine Lösung
Doch nicht nur die gefährliche Natriumkühlung ist Gegenstand von Kritik. Sicherheitsfachleute weisen auf den fehlenden Schutz vor Erdbeben, Naturkatastrophen oder terroristischen Anschlägen hin. Im Wohnzimmer könnten selbst tobende Kinder ein Problem darstellen. Die von Gates vorgeschlagene Lösung, zumindest die größeren TWR-Kraftwerke unter der Erde zu betreiben, dürften die Probleme höchstens teilweise beseitigen.
Umweltverbände machten in einer Erklärung deutlich(öffnet im neuen Fenster) , dass Atomkraftwerke aus ihrer Sicht keine Lösung für die Klimakatastrophe sind. Vielmehr würde die Atomkraft die verfügbaren Investitionsmittel in die erneuerbaren Energien blockieren.
Auch wenn Olberman von der adaptiven Fähigkeit des Mini-Atomkraftwerks schwärmt, das sich auf den Verbrauch einstellen soll, kann auch die TWR-Technik die Energieproduktion nicht dynamisch anpassen und liefert vor allem Grundlast. Sprich: Es wird kontinuierlich Strom geliefert, egal ob er gerade benötigt wird oder nicht.
Das verträgt sich jedoch schlecht mit den erneuerbaren Energien aus Sonne und Wind, die je nach Wetterlage hochdynamisch viel oder wenig Strom produzieren. Hierauf müssten moderne Kraftwerke reagieren können, um schnell zu- oder abgeschaltet zu werden. Atomkraft eignet sich hierfür – im Unterschied zu Gas-, Kohle- oder Wasserstoffkraftwerken – jedoch nicht. Stattdessen müssen in Kombination mit Atomkraft im Fall des Falles Windkrafträder stillstehen. Das passiert schon jetzt immer wieder.
Bluescreen im Atomkraftwerk
Trotz all der Kritik und Gefahren ertappen wir uns immer wieder dabei, wie wir die App aufrufen und die Stromproduktion und den Verbrauch begutachten. Es ist ein schönes Gefühl, seinen eigenen Strom zu erzeugen. Wahrscheinlich würde es uns mit einer Solarzelle auf dem Dach oder einem Blockheizkraftwerk im Keller ähnlich gehen.
Dabei weiß die App aber nicht vollständig zu überzeugen. Immer wieder gibt es Anzeigefehler. Mehrfach friert die App ein. Manchmal gibt sie eine kryptische Fehlermeldung aus, die ebenfalls retro in weißer Schrift auf blauem Grund ausgegeben wird. Ein klassischer Bluescreen im Atomkraftwerk. Die App sei noch ein Prototyp und habe noch den einen oder anderen Fehler, sagt Olberman.
Ein bisschen Angst macht uns das zugegebenermaßen schon. Was uns auch nicht beruhigt: die ebenfalls im Lieferumfang enthaltenen Jodtabletten, die dazu dienen, dass sich bei einem Atomunfall kein radioaktives Jod im Körper anreichert. In unserem Kopf läuft sofort ein Film ab: Was, wenn die App doch kein reines Anzeigetool ist, sondern sich das Kraftwerk mit ihr auch steuern lässt? Womöglich sogar von außen?
Terrapower-Reaktor: Verfügbarkeit und Fazit
Wann das Mini-Atomkraftwerk auf den Markt kommt, ist noch unklar. Schließlich arbeitet Terrapower gemeinsam mit der US-Regierung gerade erst an Prototypen wie unserem Testobjekt – nachdem die Konstruktionen über Jahre "nur in unseren Supercomputern" existiert hatten, wie Bill Gates in seinem Buch schreibt. Dementsprechend kann Terrapower derzeit auch noch keinen Preis nennen.
Angepeilt sei derzeit der 1. April 2026. Der Termin könne sich noch nach hinten verschieben, meint Kraft zu Golem.de. Billig dürfte das Gerät jedoch nicht werden. Ob es sich wirklich finanziell lohnt, seinen eigenen Reaktor zu betreiben, muss dann wohl jeder für sich entscheiden.
Trotz aller kritischen Stimmen in der Golem.de-Redaktion hat uns die Technik anfangs durchaus begeistert. Den eigenen Strom in einer kleinen schwarzen Kiste zu produzieren, birgt eine gewisse Faszination. Doch nach und nach hat uns nicht nur das Gerät die Begeisterung genommen, sondern auch die vielen unbeantworteten Fragen und Kritikpunkte, welche die Technik und die von Gates versprochenen Vorzüge nach und nach entzaubert haben.
Auch wenn mit Mini-AKW deutlich weniger Atommüll anfallen sollte als mit herkömmlicher Atomtechnik, bleibt die Frage der Lagerung des entstehenden Mülls – im Garten vergraben oder einfach über den Restmüll entsorgen lässt er sich jedenfalls nicht. Schon hier muss die Nachhaltigkeit der Technik infrage gestellt werden. Sie fällt damit sofort hinter Solarzellen, Wasser- und Windkraft zurück – und ist obendrein inkompatibel.
Zu gefährlich fürs Wohnzimmer
Auch bleibt ob der Gefahren ein gewisser Gruselfaktor. Wen die Vorstellung, in der Nähe eines Atomkraftwerks zu wohnen, ins Schwitzen bringt, der hatte noch nie eines im Wohnzimmer respektive Büro. So mancher Kollege beäugte das Gerät beim morgendlichen Arbeitsbeginn äußerst kritisch. Hinzu kommen die rechtliche Grauzone und viele schwierige Fragen, wie: Muss ich meine Nachbarn informieren und mit Jodtabletten versorgen?
Auch die Software konnte uns nicht richtig überzeugen. Die Kacheloptik hat zwar einen gewissen Retrocharme. Viel mehr, als Informationen abzulesen und die Durchschnittsleistung einzustellen, können wir jedoch nicht. Das wurde uns zwar als Sicherheitsfeature verkauft, da sich das Kraftwerk nicht per App und somit auch nicht über das Internet steuern lasse.
Jedoch gibt es immer unvorhergesehene Sicherheitslücken – und so schlimm diese etwa in Software von Solarwinds oder Microsofts Exchange-Servern sind, in einem Atomkraftwerk sind Zero Days nochmal eine ganz andere Nummer. Es wäre auch nicht das erste Mal, dass Hacker voneinander abgeschirmte Steuerungen wieder zusammenführen.
Lieber eine Solarzelle aufs Dach
Neben all den kritischen Punkten bleiben die positiven ökologischen Folgen eher überschaubar. Zwar wird CO2 eingespart, jedoch müssen die teuren und aufwendigen Kraftwerke auch erst einmal produziert werden, nach fünf Jahren entsorgt und ihr Müll über Jahre gelagert werden.
In seinem Buch weist Gates zudem auf einen Scherz zur Fusionsenergie hin, die mit dem International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) erprobt werden soll: "Bis wir die Kernfusion im Griff haben, dauert es noch vierzig Jahre – und das wird auch immer so bleiben." Auch bei der TWR-Technik ist die Frage: Wartet der Klimawandel so lange – oder sollte nicht lieber auf die Technologien gesetzt werden, die schon jetzt zur Verfügung stehen?
Nicht umsonst haben wir uns gefragt, ob es nicht sinnvoller gewesen wäre, wenn Gates sein Geld in die Forschung oder den Ausbau von erneuerbaren Energien investiert hätte. Aber vielleicht ist das nur ein weiterer Widerspruch des Privatjet- und Villenbesitzers, der sich für einen niedrigeren CO2-Ausstoß einsetzt.
Die Golem.de-Redaktion wird sich jedenfalls keinen Mini-Atomreaktor ins Büro oder ins Wohnzimmer stellen – aber vielleicht eine Solarzelle aufs Dach montieren.
Nachtrag vom 1. April 2021, 21:32 Uhr
Nur falls die Kommentare nicht reichen: April, April. Frohe Ostern!
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