Das norwegischen Schiffbau-Unternehmen Ulstein hat ein Konzept für die Nutzung von Kernenergie in der Kreuzfahrt vorgestellt. Ein Thorium-Flüssigsalz-Reaktor soll dabei auf Versorgungsschiffen als Energiequelle dienen, um die Akkus von rein elektrisch betriebenen Expeditions-Kreuzfahrtschiffen aufzuladen.
In einer Designstudie stellt Ulstein seine Vision für eine emissionsfreie Expeditionskreuzfahrt vor: ein knapp 150 Meter langes, kombiniertes Versorgungs-, Forschungs- und Rettungs-Schiff mit Flüssigsalz-Reaktor namens „Thor“ und kleinen, 100 Meter langen Expeditionskreuzfahrtschiffen für 80 Passagiere mit Elektroantrieb aus Akkus namens „SIF“.
Das Versorgungsschiff „Thor“ hat einen Thorium-Flüssigsalz-Reaktor an Bord, mit dem sich die Akkus von bis zu vier der kleinen Kreuzfahrtschiffe gleichzeitig aufladen lassen. Wie lange diese Schiffe ohne Nachladen fahren können, sagt die Designstudie nicht.
Thor dient in diesem Konzept unter anderem als eine mobile Basis für die Energieversorgung, während die Expeditionsschiffe emissionsfrei mit Elektroantrieb unterwegs sind, ohne als landbasierte Ladeinfrastruktur ihre die Akkus angewiesen zu sein. Zugleich kann Thor aber in abgelegenen Regionen auch als Forschungsschiff eingesetzt und bei Rettungsmissionen aktiv werden.
Das Prinzip des Thorium-Flüssigsalz-Reaktors ist seit den 1950er-Jahren bekannt. Kommerzielle betriebene Kraftwerke mit dieser Technik wurden bis heute aber nicht gebaut, wohl vor allem, weil Mitte des 20. Jahrhunderts anderen Ansätzen bei der zivilen Nutzung der Kernenergie aus politischen Gründen bevorzugt wurden, wohl vor allem auch mit Hinblick auf die militärische Nutzung.
Neben zwei Testprojekten in den USA in den 1950er- und 60er-Jahren baut China wohl seit 2021 an einem ersten kommerziellen Thorium-MSR. Viel Erfahrung gibt es mit solchen Reaktoren also nicht. Auf einem Schiff ist die Technik noch nie erprobt worden. Insofern ist die Konzept-Studie von Ulstein wohl vor allem als Denkanstoß oder konkrete Idee zu bewerten, deren Umsetzung nicht schon innerhalb der kommenden Jahre denkbar ist.
Vorteile- und Nachteile von Thorium-Flüssigsalz-Reaktoren
Thorium hat einige erhebliche Vorteile gegenüber Uran. Es ist viel billiger, an vielen Orten der Welt abbaubar und auch in großen Mengen verfügbar.
Bei einem Thorium-MSR besteht prinzipiell keine Gefahr einer unkontrollierten Kernschmelze, denn die Funktionsweise dieser Reaktoren unterscheidet sich erheblich von der in aktuell eingesetzten Kernkraftwerken. Auch bei einem unkontrollierten Ausfall der Systeme würde sich in dem Reaktor prinzipbedingt nicht zu einer Kettenreaktion kommen, sondern eine automatische, passive Abkühlung stattfinden. Ein solcher Reaktor würde zudem unter normalem, atmosphärischem Druck arbeiten.
Die Halbwertzeit von Thorium ist erheblicher kürzer als bei Uran und in Thorium-MSRs entsteht kein waffenfähiges Material. Allerdings entsteht auch beim Einsatz von Thorium radioaktiver Abfall, für den Entsorgungskonzepte nötig sind. Eine große Hürde für den Einsatz auf einem Schiff wie im Ulstein-Konzept vorgesehen, dürften außerdem die komplizierten und langwierigen Standardisierungs- und Genehmigungsverfahren sein, die vor einem realen Einsatz durchlaufen werden müssen.
Kernenergie kommt auf Schiffen bislang im militärischen Bereich, insbesondere bei U-Booten, aber auch Zerstörern und Flugzeugträgern zu Einsatz. Mit der NS Savannah ging 1962 das erste kombinierte Fracht- und Passagierschiff mit Atomantrieb in Dienst. Bis zu ihrem Dienstende schon drei Jahre später im Jahr 1965 hatte sie insgesamt lediglich 848 Passagiere befördert. Einzig der russische Eisbrecher „50 Years of Victory“ hat außer der Savannah bislang Kreuzfahrt-Passagiere auf einem Schiff mit Kernenergie-Antrieb befördert.
Vorab zur Einordnung meiner Aussagen: Ich arbeite seit 15 Jahren im Bereich der kerntechnischen Sicherheit und habe das Personal mehrerer deutscher Kernkraftwerke mit ausgebildet. Dementsprechend bin ich kein Kernkraft-Gegner, sondern ein klarer Befürworter einer verantwortungsvollen Kernkraftnutzung.
Genau aus diesem Grund halte ich die beschriebene Idee von Ulstein für ziemlich unsinnig, denn „verantwortungsvoller Betrieb“ bedeutet kontrollierte Randbedingungen des Betriebs, extrem hoher Ausbildungsstand des Personals und ein uneingeschränkter Vorrang von Sicherheit vor Wirtschaftlichkeit. All dies kann ich auf einem Kreuzfahrtschiff (bzw. Kreuzfahrtschiff-Mutterschiff) nur mit hohem Aufwand und Kosten sicherstellen – alles Faktoren, die dem Denken wirtschaftlich orientierter Unternehmen, zu denen die Kreuzfahrtreedereien nun mal gehören, quasi diametral entgegensteht.
Nur um ein Beispiel zu nennen: Würde man die internationalen Mindeststandards (z.B. von WANO oder IAEA) anwenden, dann müsste die „Thor“ bei jedem technischen Problem, welches Rückwirkungen auf den Reaktor haben könnte, sofort den Reaktor abfahren und sich zu einem für solche Fälle ausgerüsteten Hafen begeben. Allein solche Häfen nahe den gewünschten Fahrgebieten zu finden, dürfte fast unmöglich sein – daran sind schon die Nuklearfrachter „Savannah“ und „Otto Hahn“ gescheitert. Dazu kommen die mehrtägigen Fahrzeiten und die Erfahrung, dass ca. 95% solcher Ereignisse tatsächlich keinen nuklearen Hintergrund haben, sondern sich als harmlose Fehler in der Instrumentierung und Leittechnik herausstellen. Wie hoch ist dann wohl die Bereitschaft der Reedereien, dennoch auf jede Störung mit der verlangten Konsequenz zu reagieren? Oder wird sich nicht bald eine Haltung „Lasst uns erstmal nachschauen, dann sehen wir weiter…“ einschleichen? Natürlich mit bitteren Konsequenzen, wenn die Störung doch echt war und man mitten im Weddell-Meer liegt.
Auch in Deutschland gab es diese sicherheitskritische Einstellung bei den Betreibern der KKW, aber auch bei den Aufsichtsbehörden nicht von Anfang an: In den 60er und frühen 70er Jahren galten Dinge als akzeptabel, die heute jeden Kraftwerksleiter seinen Job kosten würden. Aber man hat viel daraus gelernt und heute ein extrem hohes Sicherheitsniveau erreicht. Dennoch hätte wahrscheinlich kein deutscher Energieversorger jemals ein KKW gebaut, wäre ihm damals schon klar gewesen, welche extremen Anforderungen er heute sicherstellen (und finanzieren!) muss. Genau diese Lernkurve hätte ein potentieller Betreiber von „Thor“ noch vor sich, inklusive aller unschönen Fehlschläge.
Meine andere Kritik ist die Wahl des Reaktors, denn der Thorium-Flüssigsalzreaktor ist seit seiner Entwicklung in den 60er Jahren jeden Nachweis seiner angeblich tollen Eigenschaften schuldig geblieben. Stattdessen hat jeder der von Dir erwähnten Versuchsreaktoren neue Probleme offenbart. Hier nur ein paar Highlights:
– Der Thorium-MSR erzeugt hohe Mengen von Uran-233, welches sogar noch besser als Plutonium für Nuklearwaffen geeignet ist. Somit stellt er ein hohes Proliferationsrisiko dar.
– Ein Thorium-MSR funktioniert nur, wenn ständig Spaltprodukte aus der Salzschmelze entfernt und neues Thorium zugeführt wird. Er ist also zwingend mit einer Wiederaufarbeitungsanlage gekoppelt. Wollen wir das wirklich auf einem Schiff in teils hochgradig geschützten Gewässern wie Arktis oder Antarktis?
– Da die Spaltprodukte überwiegend nicht in der Salzschmelze löslich sind, sammeln sie sich in der Anlage an und erzeugen eine hohe Kontamination. Daraus resultiert eine hohe Strahlenbelastung für das Personal und der Zwang zu umfassender Abschirmung, was viel Platz und Gewicht benötigt (beides Mangelware auf Schiffen).
– Nach einer Reaktorabschaltung würde die Salzschmelze mittelfristig erstarren. Um sie für ein Wiederanfahren wieder flüssig zu machen, würde eine externe Energiezufuhr in der Größenordnung der Gesamt-Antriebsleistung der „Europa 2“ benötigt.
Aus all diesen Gründen würde ich Ulstein eher zu einer Wasserstoff-befeuerten Gasturbinenanlage als Herz der „Thor“ raten. Den Wasserstoff kann man ja dann immer noch kerntechnisch an Land erzeugen… ;-)
Danke, @Carsten, für die Einschätzung!
Wobei nur noch schnell angemerkt: „Thor“ ist ja kein Kreuzfahrtschiff, sondern quasi ein schwimmendes Kraftwerk, insofern würde ich einmal davon ausgehen, dass dort anderes, sehr spezialisiertes Personal arbeitet und nicht Personal, das gewöhnlich auf Kreuzfahrtschiffen Dienst tut.