25.08.2026

Small Modular Reactors (SMRs).

Dieser Artikel bietet eine umfassende Analyse der Small Modular Reactors (SMRs), ihrer technologischen Grundlagen, wirtschaftlichen Rahmenbedingungen sowie ihrer potenziellen Rolle in zukünftigen Energiesystemen, insbesondere mit Blick auf die Schweiz und internationale Entwicklungen.

1. Einleitung und Definition.

Small Modular Reactors (SMRs) sind Kernreaktoren mit einer elektrischen Leistung von typischerweise bis zu 300 Megawatt (MWe) pro Modul, was deutlich weniger ist als bei herkömmlichen Grossreaktoren (1.000 bis 1.600 MWe). Das Konzept beruht auf drei Hauptpfeilern:

• Small (Klein): Die geringere Grösse ermöglicht den Einsatz an Standorten, die für grosse Kraftwerke ungeeignet sind, wie entlegene Gebiete oder kleinere Stromnetze.
• Modular: Komponenten oder ganze Reaktormodule werden in Fabriken in Serie gefertigt und schlüsselfertig zum Standort transportiert.
• Reactor: Technisch basieren sie meist auf der Kernspaltung, wobei sowohl bewährte Leichtwassertechnologien als auch fortgeschrittene Konzepte (z. B. Flüssigsalz- oder Gasreaktoren) zum Einsatz kommen.

Der aktuelle Hype wird unter anderem durch den massiven Strombedarf für KI-Rechenzentren (z. B. Nvidia-Chips) und das Streben nach einer CO2-freien Grundlastversorgung befeuert.

2. Technologische Grundlagen und Sicherheitskonzepte.

Physikalisch nutzen SMRs dasselbe Prinzip wie grosse Reaktoren: Die Kernspaltung von Uran-235 unter kontrollierten Bedingungen (Kritikalität). Ein entscheidender Unterschied liegt jedoch in der Sicherheitsphilosophie:

• Passive Sicherheit: Viele SMR-Designs setzen auf physikalische Prinzipien wie Naturkonvektion. Im Störfall kühlt der Reaktor ohne externe Stromzufuhr oder menschliches Eingreifen ab, da die Nachzerfallswärme passiv abgeführt werden kann.
• Integrale Bauweise: Kern, Dampferzeuger und Druckhalter sind oft in einem einzigen Behälter untergebracht, was externe Rohrleitungsbrüche und damit verbundene Unfallrisiken minimiert.
• Reaktortypen: Neben den marktnahen Leichtwasserreaktoren (LWR) der Generation III/III+ wird an Hochtemperaturreaktoren (gekühlt mit Helium), schnellen metallgekühlten Reaktoren (Blei oder Natrium) und Salzschmelzreaktoren geforscht. Letztere nutzen flüssiges Salz sowohl als Brennstoffträger als auch als Kühlmittel, was hohe Betriebstemperaturen ohne hohen Druck ermöglicht.

3. Die wirtschaftliche Dimension: Kosten und Skalierung.

Die Ökonomie der SMRs steht im Kontrast zur historischen Entwicklung der Kernkraft, die bisher auf „Economies of Scale“ (je grösser, desto günstiger) setzte. SMRs streben stattdessen „Economies of Series“ (Kostenvorteile durch Stückzahlen) an.

Investitionskosten (Overnight Capital Costs).

Studien (u. a. von der ETH Zürich und dem PSI) unterscheiden drei Kostenszenarien für das Jahr 2050:

1. Niedrig (5.000 CHF/kW): Erreichbar durch massive Serienfertigung und standardisierte Genehmigungen, wie sie teilweise in China oder Südkorea praktiziert werden.
2. Mittel (8.000 CHF/kW): Eine moderate Schätzung für zukünftige Kostenentwicklungen.
3. Hoch (12.000 CHF/kW): Orientiert an aktuellen „First-of-a-Kind“-Projekten in Europa und den USA (z. B. Vogtle, Hinkley Point C), die durch Verzögerungen und Lieferkettenprobleme geprägt sind.

Die Lernkurve.

Ein kritischer Befund ist, dass SMRs erst bei sehr hohen Stückzahlen wirtschaftlich attraktiv werden. Schätzungen gehen davon aus, dass 3.000 baugleiche SMRs gefertigt werden müssten, um die notwendigen Skaleneffekte und Lernkurven zu erreichen. Zum Vergleich: Weltweit sind derzeit nur etwa 420 (meist grosse) Reaktoren in Betrieb.

Kapitalkosten (WACC).

Da Kernkraftprojekte kapitalintensiv sind, spielt der Zinssatz (WACC) eine zentrale Rolle. Ein rein privates Investment (ca. 8 % WACC) macht SMRs oft unwirtschaftlich. Erst eine staatliche Risikoabsicherung (Senkung auf ca. 5 % WACC durch Kreditgarantien) verbessert die Wettbewerbsfähigkeit erheblich.

4. Kernkraft im Schweizer Energiesystem (ETH-Studie 2026).

Die Schweiz steht vor der Entscheidung, ob sie das Neubauverbot für KKW aufhebt. Eine umfassende Analyse zeigt folgende Kernpunkte:

• Netto-Null ohne Kernkraft: Die Schweiz kann ihre Klimaziele bis 2050 auch ohne neue KKW erreichen, primär durch den Ausbau von Photovoltaik (PV) und Wasserkraft, ergänzt durch Windkraft, Speicher und Stromhandel.
• Wirtschaftlichkeit: Neue SMRs wären unter heutigen Marktbedingungen (WACC 8 %) im Vergleich zu geförderten Erneuerbaren zu teuer.
• Bedingungen für Rentabilität: SMRs könnten Teil eines kostenoptimalen Mixes werden (Ausbau von 2,6 bis 4,9 GW), wenn sie politisch wie Erneuerbare gefördert werden, der WACC auf 5 % sinkt und die Baukosten unter 8.000 CHF/kW liegen.
• Winterstrom: SMRs könnten die Netto-Stromimporte im Winter um 1 bis 6 Terawattstunden (ca. 3–20 % der heutigen Wintererzeugung) senken, aber nicht vollständig ersetzen.

5. Internationale Projekte und Praxisbeispiele.

Die Realität der SMR-Projekte ist bisher von Verzögerungen geprägt:

• NuScale (USA): Das Vorzeigeprojekt in Idaho wurde 2023 aufgrund massiver Kostensteigerungen (von 3,6 auf 9,3 Mrd. USD) eingestellt.
• Akademik Lomonossow (Russland): Das weltweit erste schwimmende SMR-Kraftwerk ist in Betrieb, gilt aber aufgrund der langen Bauzeit und extrem hoher Kosten pro Megawatt als wirtschaftlich fragwürdig.
• Shidaowan (China): Ein gasgekühlter Hochtemperaturreaktor, der 2023 in Betrieb ging, aber ebenfalls deutlich über dem Budget lag.
• Schwimmende Konzepte: Unternehmen wie Seaborg Technologies (Dänemark) arbeiten an Reaktoren auf Schiffen, um Energie flexibel dorthin zu bringen, wo sie benötigt wird (z. B. entlegene Küstenregionen).

6. Herausforderungen und Kritikpunkte.

Trotz technologischer Versprechen bleiben erhebliche Hürden:

• Atommüll: SMRs lösen die Endlagerfrage nicht. Im Gegenteil: Aufgrund des ungünstigen Oberflächen-zu-Volumen-Verhältnisses kleinerer Kerne könnten SMRs pro erzeugter Kilowattstunde mehr radioaktiven Abfall (insbesondere aktivierten Stahl) produzieren als Grossreaktoren.
• Brennstoffversorgung (HALEU): Viele fortgeschrittene Konzepte benötigen HALEU-Brennstoff (Uran-Anreicherung bis 20 %). Dieser ist derzeit fast ausschliesslich über den russischen Staatskonzern Rosatom kommerziell verfügbar, was neue Abhängigkeiten schafft.
• Thermodynamische Grenzen: Die meisten SMRs nutzen weiterhin Dampfturbinen (Rankine-Zyklus), deren Effizienz physikalisch durch die Materialfestigkeit bei hohen Temperaturen begrenzt ist (ca. 30–35 % Wirkungsgrad).
• Zeitfaktor: Die Entwicklung, Genehmigung und der Bau neuer SMR-Flotten dauern oft Jahrzehnte. Kritiker wie Harald Lesch argumentieren, dass dies zu langsam ist, um einen rechtzeitigen Beitrag zur Abwendung des Klimawandels zu leisten, während PV und Wind viel schneller skalierbar sind.

7. Fazit.

Small Modular Reactors haben einen wichtigen technologischen Meilenstein erreicht, da die kritische Phase der Kernspaltung in Testreaktoren nachgewiesen wurde. Sie könnten in Zukunft eine Nischenrolle für industrielle Prozesswärme, entlegene Regionen oder als Ergänzung in hochgradig erneuerbaren Netzen spielen.

Die breite kommerzielle Einführung hängt jedoch weniger von der Physik als von der Wirtschaftlichkeit ab. Ohne massive staatliche Unterstützung bei der Finanzierung und eine erfolgreiche Standardisierung der Serienfertigung bleiben SMRs im Vergleich zu den rapide sinkenden Kosten für Photovoltaik, Windkraft und Batteriespeicher eine teure Option. Für die Schweiz zeigt die Forschung, dass die Energiewende technisch auch ohne neue Kernkraft möglich ist, die Entscheidung darüber jedoch letztlich ein gesellschaftspolitischer Abwägungsprozess zwischen Importabhängigkeit, Kosten und Risiken bleibt.

Definition Small Modular Reactors (SMRs).

Die Definition von Small Modular Reactors (SMRs) umfasst eine breite Palette an Reaktorentwürfen, die auf den Prinzipien der Kleinheit, Modularität und Serienfertigung basieren. Im Vergleich zu herkömmlichen Grossreaktoren, die meist Unikate mit einer Leistung von 1.000 bis 1.600 Megawatt (MWe) sind, verfolgen SMRs einen technologischen und ökonomischen Ansatz der Standardisierung.

1. Dimensionale Abgrenzung: „Small“ (Klein).

Das wesentliche Merkmal zur Definition der Grösse ist die elektrische Leistung:

• Leistungskapazität: SMRs sind definiert als Kernreaktoren mit einer Leistung von typischerweise bis zu 300 MWe pro Modul. Einige Definitionen fassen auch Reaktoren mittlerer Grösse bis zu 600 MWe unter diesen Begriff.
• Mikroreaktoren: Designs mit einer Leistung von weniger als 10 bis 20 MWe werden oft als Mikroreaktoren bezeichnet.
• Einsatzgebiete: Aufgrund ihrer geringen Grösse eignen sie sich für Standorte, an denen grosse Kraftwerke nicht praktikabel sind, wie etwa abgelegene Gemeinden, industrielle Cluster oder Regionen mit kleinen Stromnetzen.

2. Konstruktiver Ansatz: „Modular“ (Modular).

Der Begriff „modular“ bezieht sich sowohl auf das Design als auch auf die Art der Herstellung und Errichtung:

• Fabrikfertigung: Wesentliche Komponenten oder ganze Reaktormodule werden in zentralen Fabriken unter kontrollierten Bedingungen in Serie gefertigt.
• Transportabilität: Die fertigen Module sind so konzipiert, dass sie per LKW, Bahn oder Schiff zum Einsatzort transportiert werden können.
• Skalierbarkeit: Viele SMR-Konzepte sehen eine inkrementelle Bereitstellung vor, bei der mehrere Module zu einem grösseren Kraftwerk zusammengeschaltet werden können, um die Kapazität schrittweise an den Bedarf anzupassen.
• Serieneffekte: Das Ziel ist der Übergang von „Economies of Scale“ (Kostenvorteile durch Grösse) zu „Economies of Series“ (Kostenvorteile durch Stückzahlen), ähnlich wie in der Luftfahrtindustrie.

3. Technologische Varianten: „Reactor“ (Reaktor).

SMRs sind keine einheitliche Technologie, sondern ein Sammelbegriff für verschiedene Reaktortypen:

• Leichtwasserreaktoren (LWR): Die meisten marktnahen Konzepte basieren auf der bewährten Leichtwassertechnologie (Generation III/III+), die lediglich verkleinert und vereinfacht wurde.
• Fortgeschrittene Konzepte: Es werden auch Designs der Generation IV entwickelt, darunter Hochtemperatur-Gasreaktoren (HTR), Flüssigsalzreaktoren (MSR) und schnelle Neutronenreaktoren, die oft alternative Kühlmittel wie Helium, Natrium oder Blei nutzen.
• Brennstoff: Während viele LWR-SMRs Standard-Uran (bis 5 % Anreicherung) nutzen, benötigen fortgeschrittene SMRs oft HALEU-Brennstoff (High-Assay Low-Enriched Uranium) mit einer Anreicherung zwischen 5 % und 20 %.

4. Sicherheitsphilosophie und Designmerkmale.

Ein definierendes technisches Merkmal vieler SMRs ist die Abkehr von aktiven hin zu passiven Sicherheitssystemen:

• Passive Sicherheit: Diese Systeme basieren auf physikalischen Prinzipien wie Naturkonvektion oder Schwerkraft, um den Reaktor im Störfall ohne externe Stromzufuhr oder menschliches Eingreifen zu kühlen.
• Integrale Bauweise: Oft sind Kern, Dampferzeuger und Druckerhöher in einem einzigen integrierten Reaktordruckbehälter untergebracht, was externe Rohrleitungen eliminiert und das Risiko von Kühlmittelverlusten minimiert.
• Kompaktheit: Das geringere Inventar an radioaktivem Material und die passive Kühlung erlauben theoretisch kleinere Notfallplanungszonen, wodurch die Reaktoren näher an Industriegebieten oder Städten platziert werden könnten.

Technologische Grundlagen.

Die technologischen Grundlagen von Small Modular Reactors (SMRs) basieren auf der bewährten Kernspaltung, unterscheiden sich jedoch grundlegend durch ihre kompakte Bauweise, den Einsatz passiver Sicherheitssysteme und das Potenzial zur Serienfertigung in Fabriken.

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Kernkonzepte der SMR-Technologie.

• Physikalisches Prinzip: Wie Grossreaktoren nutzen SMRs die Kernspaltung von Uran-235. Ein Moderator (Wasser oder Graphit) bremst Neutronen ab, um eine selbsterhaltende Kettenreaktion (Kritikalität) zu ermöglichen, die über Steuerstäbe kontrolliert wird.
• Integrale Bauweise: Viele SMR-Designs fassen den Kern, den Dampferzeuger und den Druckhalter in einem einzigen integrierten Reaktordruckbehälter zusammen. Dies minimiert das Risiko von Rohrleitungsbrüchen ausserhalb des Behälters.
• Passive Sicherheit: Im Gegensatz zu aktiven Systemen, die Pumpen und Notstrom benötigen, nutzen SMRs physikalische Prinzipien wie Naturkonvektion. Bei einer Störung kühlt der Reaktor allein durch die Zirkulation des Kühlmittels ab, ohne dass menschliches Eingreifen oder externe Energie erforderlich ist.
• Thermodynamik: Die meisten SMRs nutzen den Rankine-Zyklus (Dampfkreisprozess), um Wärme in Strom zu wandeln. Die thermische Effizienz ist materialbedingt auf etwa 30 bis 35 % begrenzt, da Temperaturen über 300-320 °C zu Materialermüdung (Kriechen) führen können.

Übersicht der wichtigsten Reaktortypen.

SMRs sind keine einheitliche Technologie, sondern ein Sammelbegriff für verschiedene Generationen und Konzepte.

Brennstoff und Anreicherung.

Die geringere Grösse des Reaktorkerns führt zu einer höheren geometrischen Neutronenleckage, da Neutronen leichter aus dem Kern entweichen können. Um dies zu kompensieren, benötigen viele SMRs speziell angepasste Brennstoffe:

• HALEU (High-Assay Low-Enriched Uranium): Viele fortgeschrittene SMRs benötigen Uran mit einem Anreicherungsgrad von 5 bis 20 %. Dies ist höher als bei Standardreaktoren (3-5 %), aber weit unter waffenfähigem Niveau (>90 %).
• TRISO-Brennstoff: Für HTR-Konzepte werden winzige, keramisch umhüllte Kügelchen verwendet, die extremen Temperaturen (über 1600 °C) standhalten und eine Kernschmelze physikalisch nahezu unmöglich machen sollen.
• Herausforderung Lieferkette: HALEU-Brennstoff ist aktuell fast ausschliesslich über den russischen Staatskonzern Rosatom kommerziell verfügbar, was die globale Einführung vieler SMR-Konzepte politisch erschwert.

Sicherheitskonzepte.

Die Sicherheitskonzepte von Small Modular Reactors (SMRs) markieren einen grundlegenden Wandel in der nuklearen Sicherheitsphilosophie, da sie verstärkt von aktiven Systemen zu passiven Sicherheitsmerkmalen übergehen. Während herkömmliche Grossreaktoren oft auf komplexe, stromabhängige Pumpen und Notstromaggregate angewiesen sind, nutzen SMRs physikalische Gesetzmässigkeiten, um im Störfall eine Kernschmelze zu verhindern.

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Zentrale Säulen der SMR-Sicherheitskonzepte:

• Passive Sicherheit: Diese Systeme basieren auf Naturgesetzen wie Naturkonvektion und Schwerkraft. Bei einem Ausfall der Kühlung zirkuliert das Kühlmittel allein durch Temperaturunterschiede, wodurch die Nachzerfallswärme ohne menschliches Eingreifen oder externe Stromzufuhr abgeführt werden kann. Dies wird oft als „Walk-away-Sicherheit“ bezeichnet.
• Integrale Bauweise: Viele SMR-Designs fassen den Reaktorkern, die Dampferzeuger und den Druckhalter in einem einzigen integrierten Reaktordruckbehälter zusammen. Dies eliminiert das Risiko von grossen Rohrleitungsbrüchen ausserhalb des Behälters, was eine häufige Ursache für Kühlmittelverlustunfälle in traditionellen Anlagen ist.
• Geringeres radioaktives Inventar: Aufgrund ihrer geringeren Grösse produzieren SMRs weniger Nachzerfallswärme nach dem Abschalten, was die Anforderungen an die Kühlung massiv vereinfacht.

• Reaktorspezifische Innovationen:

  • Salzschmelzreaktoren (MSR): Da Flüssigsalz einen sehr hohen Siedepunkt hat, arbeitet der Reaktor unter normalem atmosphärischem Druck, was das Risiko einer Explosion durch Überdruck minimiert. Bei einem Leck kühlt das Salz ab und erstarrt, wodurch das radioaktive Material gebunden wird.
  • TRISO-Brennstoff: In vielen Gasreaktoren kommen winzige, keramisch umhüllte Brennstoffkügelchen zum Einsatz, die Temperaturen von über 1.600 °C standhalten, wodurch eine Kernschmelze physikalisch nahezu unmöglich wird.

Vergleich: Konventionelle Grossreaktoren vs. SMR-Sicherheitsansätze:

Kritische Herausforderungen und Risiken.

Trotz der technologischen Vorteile weisen Experten auf neue Sicherheitsrisiken hin:

• Skalierungsproblem: Ein massiver Ausbau auf tausende kleine Standorte erhöht die Gesamtzahl der zu überwachenden Anlagen und damit das statistische Störfallrisiko.
• Überwachung in entlegenen Gebieten: SMRs in abgelegenen Regionen könnten im Ernstfall schwer für Krisenteams erreichbar sein.
• Abfall und Rückbau: SMRs könnten pro erzeugter Energieeinheit mehr radioaktiven Stahl und Abfall produzieren (bis zum 30-fachen), da das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen ungünstiger ist als bei Grossreaktoren.
• Sicherheitsrisiko Transport: Das Konzept, fertig betankte Reaktoren über internationale Gewässer zu transportieren, wirft komplexe rechtliche und regulatorische Fragen auf.
  
  

Detaillierte Informationen zu: Passive Sicherheit.

Das Konzept der passiven Sicherheit ist ein zentrales Merkmal der Small Modular Reactors (SMRs) und markiert einen fundamentalen Wandel in der nuklearen Sicherheitsphilosophie. Im Gegensatz zu herkömmlichen Reaktoren, die oft auf aktive, stromabhängige Systeme wie Pumpen angewiesen sind, nutzen passive Systeme primär physikalische Naturgesetze.

Grundprinzipien der passiven Sicherheit.

Passive Sicherheitssysteme sind so konzipiert, dass sie ohne externe Stromzufuhr, mechanische Antriebe oder menschliches Eingreifen funktionieren. Die wichtigsten Mechanismen sind:

• Naturkonvektion: Bei einem Ausfall der regulären Kühlung sorgt die natürliche Zirkulation des Kühlmittels (angetrieben durch Temperaturunterschiede) dafür, dass die Nachzerfallswärme sicher abgeführt wird.
• Schwerkraft: Viele Entwürfe nutzen die Gravitation, um beispielsweise Steuerstäbe in den Kern fallen zu lassen oder Notkühlwasser einzuspeisen.
• „Walk-away“-Sicherheit: Dieser Begriff beschreibt Reaktoren, die im Falle einer Störung von selbst in einen sicheren Zustand übergehen und dort verharren, selbst wenn das Personal die Anlage verlassen würde.
• Wärmesenken: Bei einigen Konzepten (z. B. NuScale) ist das gesamte Reaktormodul in einem unterirdischen Wasserbecken versenkt, das als riesige passive Wärmesenke fungiert.
  
  

Sicherheitsvorteile verschiedener SMR-Technologien.

Die Umsetzung der passiven Sicherheit variiert je nach Reaktortyp stark:

• Flüssigsalzreaktoren (MSR): Da das Salz einen sehr hohen Siedepunkt hat, kann der Reaktor bei normalem Druck betrieben werden, was das Risiko von druckbedingten Explosionen eliminiert. Bei einem Leck kühlt das Salz an der Umgebungsluft ab und erstarrt, wodurch das radioaktive Material fest gebunden wird. Zudem gibt es oft „Ablassbehälter“, in die das flüssige Salz bei Störungen fliesst, wo aufgrund der Geometrie keine Kettenreaktion mehr möglich ist.
• Gasgekühlte Reaktoren (HTR): Diese nutzen oft Umgebungsluft als ultimativen Kühlpunkt und sind so ausgelegt, dass eine Kernschmelze physikalisch nahezu ausgeschlossen ist.
• TRISO-Brennstoff: In vielen fortgeschrittenen SMRs werden keramisch umhüllte Brennstoffkügelchen verwendet, die Temperaturen von über 1.600 °C standhalten und so eine radioaktive Freisetzung selbst bei extremster Hitze verhindern sollen.

Vergleich und technische Limitationen.

Während herkömmliche Leichtwasserreaktoren der Generation II auf aktive Sicherheitssysteme setzen, integrieren SMRs der Generation III/III+ diese passiven Elemente bereits in das Design, um Unfallszenarien wie in Fukushima (Ausfall der Notstromversorgung) vorzubeugen.

Es gibt jedoch technologische Kompromisse: Passive Sicherheitssysteme begrenzen oft den Betriebsdruck und die Betriebstemperatur des Reaktors. Dies führt dazu, dass die thermische Effizienz dieser Anlagen häufig auf etwa 30 bis 35 % begrenzt bleibt, was im Vergleich zu hochoptimierten aktiven Systemen niedriger ist. Zudem merken Kritiker an, dass passive Systeme zwar in Simulationen gut funktionieren, die reale Zuverlässigkeit jedoch durch Fertigungsfehler oder unvorhergesehene Umweltfaktoren beeinträchtigt werden kann.

Integrale Bauweise.

Die integrale Bauweise ist ein fundamentales Konstruktionsmerkmal vieler Small Modular Reactors (SMRs), das darauf abzielt, die Komplexität zu verringern und die Sicherheit zu erhöhen.

Hier sind die detaillierten Informationen zu diesem Konzept basierend auf den Quellen:

Kernkonzept der integralen Bauweise.

Bei der integralen Bauweise werden die wichtigsten Komponenten des Primärsystems – insbesondere der Reaktorkern, die Dampferzeuger und der Druckhalter – innerhalb eines einzigen integrierten Reaktordruckbehälters untergebracht.

• Wegfall externer Systeme: Im Gegensatz zu herkömmlichen Grossreaktoren müssen bei diesem Design keine verschiedenen Systeme über externe Rohrleitungen miteinander verknüpft werden.
• Kompaktheit: Das gesamte Primärsystem ist in einem kompakten Modul konzentriert, was den Platzbedarf reduziert und die Handhabung als Einheit ermöglicht.

Sicherheitsrelevante Vorteile.

Die integrale Anordnung hat direkte Auswirkungen auf die Sicherheitsphilosophie des Reaktors:

• Vermeidung von Rohrleitungsbrüchen: Da sich die wesentlichen Komponenten innerhalb des Behälters befinden, wird das Risiko von Brüchen an grossen externen Rohrleitungen minimiert, was eine häufige Ursache für Kühlmittelverlustunfälle in traditionellen Anlagen ist.
• Förderung passiver Sicherheit: Die kompakte Bauweise ist oft eine Voraussetzung dafür, dass passive Sicherheitssysteme effektiv funktionieren können. Durch die integrale Anordnung kann beispielsweise die Naturkonvektion (die Zirkulation des Kühlmittels allein durch physikalische Dichteunterschiede) genutzt werden, um die Nachzerfallswärme im Störfall ohne externe Pumpen oder Stromzufuhr abzuführen.

Bedeutung für die Modularität und Fertigung.

Die integrale Bauweise ist eng mit dem Konzept der Modularen Fertigung verknüpft:

• Fabrikproduktion: Der integrierte Reaktorblock kann als komplettes Modul in einer Fabrik unter kontrollierten Bedingungen in Serie gefertigt werden.
• Transportfähigkeit: Aufgrund der kompakten Masse, die durch die Integration der Komponenten erreicht werden, können diese Module per LKW, Bahn oder Schiff schlüsselfertig zum Einsatzort transportiert werden.
• Skalierbarkeit: Anlagen können durch das Hinzufügen weiterer integraler Module schrittweise erweitert werden.

Beispiele in der Anwendung.

• Ein konkretes Beispiel aus den Quellen für ein solches Design ist der russische Vityaz-Reaktor, der explizit als modularer integraler Leichtwasserreaktor (Integral Light Water Reactor) beschrieben wird.
• Auch moderne Konzepte wie die von NuScale nutzen diese Architektur, bei der das gesamte Modul in einem unterirdischen Wasserbecken versenkt wird, das als passive Wärmesenke fungiert.

Reaktortypen Vor- und Nachteile.

Small Modular Reactors (SMRs) sind kein einheitlicher technologischer Ansatz, sondern ein Sammelbegriff für verschiedene Reaktorkonzepte, die sich in Kühlmitteln, Moderatoren und Brennstoffen unterscheiden. Die folgende Tabelle und die anschliessende detaillierte Analyse fassen die wichtigsten Vor- und Nachteile der gängigen Reaktortypen zusammen.

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Übersicht der SMR-Reaktortypen:

Detaillierte Analyse der Reaktortypen.

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1. Leichtwasserreaktoren (LWR-SMR).

Diese SMRs basieren auf der Technologie grosser Standard-Kernkraftwerke. Sie nutzen Wasser sowohl zur Kühlung als auch als Moderator.

• Vorteile: Sie gelten als am weitesten fortgeschritten und marktnah, da sie auf jahrzehntelanger Betriebserfahrung basieren. Ihr regulatorisches Risiko ist geringer als bei völlig neuen Konzepten.
• Nachteile: Um Wasser bei über 300 °C flüssig zu halten, ist ein enormer Druck notwendig, was massive Sicherheitsbehälter erfordert. Die thermische Effizienz ist durch materialbedingte Temperaturgrenzen auf ca. 30–35 % limitiert.

2. Hochtemperatur-Gasreaktoren (HTR/HTGR).

Diese Reaktoren nutzen Helium als Kühlmittel und Graphit zur Moderation der Neutronen.

• Vorteile: Sie erreichen Temperaturen, die weit über denen von LWRs liegen, was sie ideal für die Bereitstellung von Prozesswärme für Sektoren wie die Stahl- oder Chemieindustrie macht. Der oft verwendete TRISO-Brennstoff (keramisch umhüllte Partikel) ist extrem hitzebeständig (bis 1600 °C), wodurch eine Kernschmelze physikalisch nahezu ausgeschlossen wird.
• Nachteile: Die Versorgung mit dem benötigten HALEU-Brennstoff (5–20 % Anreicherung) ist derzeit ein Engpass, da dieser primär aus Russland bezogen wird. Historisch gesehen waren die Betriebszeiten solcher Anlagen oft kurz und der Rückbau langwierig.

3. Flüssigsalzreaktoren (MSR).

Bei diesem Konzept ist der Brennstoff (meist Uran) direkt in einer Salzschmelze gelöst.

• Vorteile: Da Salze hohe Siedepunkte haben, arbeitet das System unter atmosphärischem Druck, was das Risiko von Druckexplosionen eliminiert. Bei einem Störfall kann die Schmelze in Ablassbehälter fliessen, in denen keine Kettenreaktion mehr möglich ist. Sie könnten theoretisch radioaktiven Abfall oder Thorium verwerten.
• Nachteile: Das Salzgemisch ist chemisch hochgradig aggressiv und greift die Metalle des Reaktors an, was die Lebensdauer verkürzt. Viele Konzepte befinden sich noch in einem frühen Forschungsstadium (Technological Readiness Level 4).

4. Schnelle Neutronenreaktoren (FNR).

Diese Reaktoren nutzen "schnelle" Neutronen und werden oft mit flüssigem Natrium oder Blei gekühlt.

• Vorteile: Sie können Materialien, die heute als Atommüll gelten, teilweise als Brennstoff nutzen und so das Abfallvolumen reduzieren. Sie erlauben sehr kompakte Bauweisen und lange Intervalle zwischen den Brennstoffwechseln.
• Nachteile: Der Einsatz von Blei oder Natrium ist technisch extrem anspruchsvoll, da diese Stoffe stark korrosiv wirken (Blei) oder bei Kontakt mit Luft/Wasser heftig reagieren (Natrium).

Übergreifende Herausforderungen.

Unabhängig vom Typ stehen alle SMRs vor wirtschaftlichen Hürden. Aufgrund ihrer geringen Grösse verlieren sie die klassischen Kostenvorteile grosser Anlagen ("Economies of Scale"). Um wirtschaftlich zu sein, müssten schätzungsweise 3.000 baugleiche Einheiten gefertigt werden, um Kostenvorteile durch Massenproduktion ("Economies of Series") zu erzielen. Zudem benötigen viele fortgeschrittene Konzepte den schwer verfügbaren HALEU-Brennstoff.

Was ist der Unterschied zwischen Generation III und IV?

Der wesentliche Unterschied zwischen Reaktoren der Generation III (bzw. III+) und der Generation IV liegt in ihrem technologischen Reifegrad, der Art der Kühlung sowie den angestrebten Einsatzbereichen. Während die Generation III den aktuellen kommerziellen Standard darstellt, umfasst die Generation IV fortgeschrittene Konzepte, die sich teilweise noch in der Entwicklung befinden.

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Generation III / III+.

Dies sind die modernsten derzeit kommerziell genutzten Reaktoren.

• Technologie: In der Regel handelt es sich um Leichtwasserreaktoren (LWR), die auf jahrzehntelanger Erfahrung basieren und das geringste technologische Risiko aufweisen.
• Sicherheitskonzept: Der wichtigste Fortschritt gegenüber der Generation II ist die Einführung passiver Sicherheitssysteme. Diese nutzen physikalische Prinzipien (wie Naturkonvektion), um den Reaktor im Störfall ohne externe Stromzufuhr oder menschliches Eingreifen zu kühlen.
• Automatisierung: Sie verfügen über einen höheren Automatisierungsgrad, um die Abhängigkeit von menschlichen Entscheidungen in Unfallsituationen zu minimieren.

Generation IV.

Dies ist ein Sammelbegriff für fortgeschrittene Reaktorkonzepte, die oft über die klassische Wassertechnik hinausgehen.

• Technologische Vielfalt: Zu dieser Generation gehören unter anderem Hochtemperatur-Gasreaktoren (Helium-gekühlt), Flüssigsalzreaktoren (MSR) und schnelle metallgekühlte Reaktoren (gekühlt mit Blei oder Natrium).
• Erweiterte Nutzung: Aufgrund deutlich höherer Betriebstemperaturen (z. B. bei Gasreaktoren) können diese Anlagen nicht nur Strom erzeugen, sondern auch industrielle Prozesswärme (z. B. für die Stahl- oder Chemieproduktion) liefern.
• Brennstoff und Abfall: Einige Konzepte (wie schnelle Neutronenreaktoren) sind in der Lage, Materialien zu recyceln, die heute als Atommüll gelten. Viele Generation-IV-SMRs benötigen jedoch höher angereicherten HALEU-Brennstoff (5–20 %), für den die Lieferketten ausserhalb Russlands noch im Aufbau sind.
• Reifegrad: Viele dieser Konzepte befinden sich noch in der Forschungs- oder Demonstrationsphase und haben oft einen niedrigen Technological Readiness Level (TRL) von etwa 4 bis 5.

Die Generation III optimiert bewährte Technik mit verbesserten (passiven) Sicherheitssystemen, während die Generation IV durch alternative Kühlmedien und Brennstoffzyklen neue Einsatzfelder und eine effizientere Ressourcennutzung anstrebt.

Die wirtschaftliche Dimension.

Die wirtschaftliche Dimension von Small Modular Reactors (SMRs) unterscheidet sich grundlegend von der bisherigen Kernkraftgeschichte, da sie den Fokus von Grössenvorteilen (Economies of Scale) hin zu Stückzahlvorteilen (Economies of Series) verschiebt. Während herkömmliche Grossreaktoren (1.000–1.600 MWe) ihre Fixkosten auf eine gigantische Stromproduktion verteilen, setzen SMRs auf Serienfertigung in Fabriken, Standardisierung und kürzere Bauzeiten, um Kosten zu senken.

1. Zentrale wirtschaftliche Faktoren.

• Kapitalkosten (Overnight Capital Costs): Diese Kosten umfassen die reinen Investitionen ohne Zinsen während der Bauzeit. Aktuelle Studien (u. a. von der ETH Zürich und dem PSI) zeigen, dass die Wettbewerbsfähigkeit extrem sensibel auf diese Kosten reagiert.
• Finanzierungskosten (WACC): Da Kernkraftprojekte sehr kapitalintensiv sind, spielt der gewichtete Kapitalkostensatz (WACC) eine entscheidende Rolle. Private Investoren fordern aufgrund hoher Risiken (Bauverzögerungen, regulatorische Unsicherheit) meist 8–10 %, während staatlich abgesicherte Projekte (z. B. durch Kreditgarantien) mit etwa 5 % kalkulieren können.
• Lernkurven und Stückzahlen: Um die Vorteile der Serienfertigung real zu nutzen, müssten laut Experten schätzungsweise 3.000 baugleiche Module gefertigt werden. Zum Vergleich: Weltweit sind derzeit nur ca. 420 (meist grosse) Reaktoren in Betrieb.
• Betriebskosten: Die variablen Kosten (Brennstoff, Wartung, Entsorgung) werden auf etwa 10,2 bis 11,7 CHF/MWh geschätzt.
  
  

2. Kosten- und Wirtschaftlichkeitsszenarien (ETH-Studie 2026).

Die folgende Tabelle fasst die wirtschaftliche Bewertung basierend auf den Modellen der ETH-Studie für das Jahr 2050 zusammen:

3. Realität vs. Marketing: Aktuelle Projekterfahrungen.

Die wirtschaftliche Bilanz bisheriger SMR-Projekte ist ernüchternd und steht oft im Kontrast zu den Versprechungen der Hersteller:

• NuScale (USA): Das erste von der US-Behörde NRC genehmigte SMR-Projekt in Idaho wurde 2023 abgebrochen, nachdem die Kostenschätzungen von 3,6 Mrd. USD auf 9,3 Mrd. USD (ca. 20.000 USD/kW) gestiegen waren.
• Akademik Lomonossow (Russland): Das schwimmende Kraftwerk kostete mehrere Milliarden Dollar für nur 70 MW Leistung, was es zu einer der teuersten Nuklearanlagen pro Megawatt weltweit macht.
• Shidaowan (China): Der gasgekühlte Reaktor kostete schätzungsweise das Dreifache des ursprünglichen Budgets.
• Wettbewerb mit Erneuerbaren: Während die Erzeugerpreise für Solarkraft und Wind seit 2009 massiv gesunken sind, stiegen die Kosten für Atomstrom im selben Zeitraum um etwa 26 %.

4. Fazit zur Wirtschaftlichkeit.

SMRs gelten derzeit als "Hochrisiko-Investition". Ohne massive staatliche Unterstützung – in Form von Subventionen für Overnight-Kosten und Garantien zur Senkung des WACC – sind neue SMRs gegenüber Photovoltaik und Windkraft unter heutigen Bedingungen nicht marktfähig. Sie könnten jedoch als Nischenprodukt für industrielle Prozesswärme oder in entlegenen Gebieten (z. B. Arktis) sinnvoll sein, wo die Kosten für Alternativen ebenfalls sehr hoch sind.

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Investitionskosten (Overnight Capital Costs), Vergleich mit grossen Kernkraftwerken.

Die Investitionskosten, oft als Overnight Capital Costs (OCC) bezeichnet, beschreiben die reinen Errichtungskosten eines Kraftwerks pro Kilowatt (kW) installierter Leistung, ohne Berücksichtigung von Finanzierungskosten während der Bauzeit oder Zinsen. Während SMRs durch Serienfertigung und Modularität theoretisch Kosten senken sollen, zeigen aktuelle Daten, dass sie pro erzeugter Leistungseinheit oft teurer sind als moderne Grossreaktoren.

Vergleich der Overnight Capital Costs (OCC).

Die folgende Tabelle vergleicht die geschätzten und realen Investitionskosten von SMR-Projekten mit grossen Kernkraftwerken (KKW) basierend auf den vorliegenden Quellen.

Detaillierte Analyse der Investitionskosten:

1. Die ökonomische Logik: Skaleneffekte vs. Serieneffekte.

Historisch setzte die Kernkraft auf „Economies of Scale“ (Skaleneffekte): Je grösser der Reaktor, desto niedriger die Fixkosten pro Megawatt, da Sicherheitssysteme, Personal und Genehmigungen nur einmal pro Anlage anfallen. SMRs versuchen, diesen Nachteil durch „Economies of Series“ (Stückzahleffekte) auszugleichen. Die Idee ist, dass standardisierte Komponenten in Fabriken gefertigt werden können, was die Bauzeit verkürzt und das Risiko von Verzögerungen mindert. Kritiker weisen jedoch darauf hin, dass ein SMR (z. B. NuScale) pro Megawatt sogar teurer sein kann als ein bereits massiv überbudgetiertes Gross-KKW wie Vogtle.

2. SMR-Kostenszenarien der ETH-Studie (2026).

Für die Schweiz wurden drei Hauptszenarien für das Jahr 2050 modelliert, um die Wettbewerbsfähigkeit zu prüfen:

• Niedrige Kosten (5.000 CHF/kW): Erreichbar nur durch massive industrielle Innovation, Serienfertigung und staatliche Unterstützung (ähnlich wie in China oder Südkorea).
• Mittlere Kosten (8.000 CHF/kW): Eine moderate Schätzung, die bereits deutliche Lerneffekte gegenüber heutigen Erstprojekten voraussetzt.
• Hohe Kosten (12.000 CHF/kW): Orientiert sich an aktuellen Erfahrungen im Westen (Hinkley Point C, Vogtle), die durch Lieferkettenprobleme und strengere Regulierung geprägt sind.

3. Finanzielle Hebelwirkung: Der WACC.

Die Investitionskosten hängen untrennbar mit den Kapitalkosten (WACC) zusammen. Bei Overnight-Kosten von 8.000 CHF/kW für ein 1-GW-Kraftwerk betragen die jährlichen Finanzierungskosten bei einem privaten Zinsfuss von 8 % rund 640 Millionen CHF. Sinkt das Risiko durch staatliche Garantien auf einen WACC von 5 %, reduzieren sich die jährlichen Kosten auf 400 Millionen CHF.

4. Kritische Kostenfaktoren bei SMRs.

• Bauvolumen: Um wirtschaftlich mit den sinkenden Kosten von Photovoltaik und Windkraft konkurrieren zu können, müssten schätzungsweise 3.000 baugleiche SMRs weltweit produziert werden.
• Abfall und Rückbau: SMRs könnten pro erzeugter Kilowattstunde bis zu 30-mal mehr radioaktiven Abfall (insbesondere aktivierten Stahl) produzieren als Grossreaktoren, was die langfristigen Entsorgungskosten pro Leistungseinheit erhöht.
• Infrastruktur: Systeme wie Turbineninseln werden bei SMRs proportional teurer. Eine Turbineninsel für einen SMR ist zwar kleiner, kostet aber oft noch 50 % eines Systems für einen 5-mal grösseren Reaktor.

SMR Skalierung und Lernkurve, Zeitfaktor.

Die wirtschaftliche Tragfähigkeit und die Klimaschutzrelevanz von Small Modular Reactors (SMRs) hängen entscheidend davon ab, ob der technologische Wechsel von Einzelanfertigungen hin zur industriellen Massenproduktion gelingt. Während herkömmliche Kernkraftwerke auf Grössenvorteile setzten, zielen SMRs auf Lerneffekte durch hohe Stückzahlen ab. Dieser Prozess ist jedoch mit massiven zeitlichen Herausforderungen verbunden.

1. Skalierung und Lernkurve.

Das ökonomische Kernversprechen der SMRs ist die Realisierung von „Economies of Series“ (Stückzahlvorteile). Anstatt wie bisher jedes Kraftwerk als Unikat vor Ort zu planen und zu bauen, sollen standardisierte Module in Fabriken gefertigt werden.

• Die 3.000-Einheiten-Hürde: Experten und Gutachten (u. a. vom deutschen Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung - BASE) weisen darauf hin, dass SMRs erst bei extrem hohen Stückzahlen wirtschaftlich attraktiv werden. Schätzungen gehen davon aus, dass rund 3.000 baugleiche SMR-Module produziert werden müssten, um die notwendige Lernkurve zu erreichen und die Kosten signifikant zu senken.
• Vergleich mit anderen Technologien: Während die Kosten für Solarenergie um ca. 90 % und für Windkraft um 70 % gesunken sind, stiegen die Kosten für Kernenergie in den letzten Jahrzehnten in westlichen Ländern tendenziell an (+26 %). SMRs müssten diesen Trend durch Serienfertigung – ähnlich wie in der Luftfahrtindustrie – radikal umkehren.
• FOAK vs. NOAK: Die erste Anlage eines neuen Typs (First-of-a-kind, FOAK) ist immer deutlich teurer und langsamer in der Errichtung. Erst bei den Folgeanlagen (Nth-of-a-kind, NOAK) greifen die Lerneffekte. Aktuelle FOAK-Projekte wie das SMR-Vorhaben in Darlington (Kanada) kalkulieren jedoch bereits mit sehr hohen Einstiegskosten von rund 15.000 €/kW.

2. Zeitfaktor und Realisierungszeiträume.

Ein kritischer Faktor im Kampf gegen den Klimawandel ist die Geschwindigkeit, mit der eine Technologie verfügbar ist. Hier zeigen SMRs derzeit eine erhebliche Diskrepanz zwischen Theorie und Realität.

• Planungs- und Bauzeiten: Herkömmliche Kernkraftwerke benötigen von der ersten Planung bis zur Stromlieferung oft 15 Jahre oder länger. SMR-Proponenten hoffen auf deutlich kürzere Bauzeiten durch Fabrikfertigung, doch bisherige Projekte widerlegen dies: Der russische SMR Akademik Lomonossow benötigte 13 Jahre bis zur Fertigstellung (geplant waren drei), und der chinesische HTR-Reaktor Shidaowan brauchte 11 Jahre.
• Markteinführung: Viele SMR-Konzepte befinden sich noch in frühen Forschungsphasen (Technological Readiness Level 4–5). Eine breite kommerzielle Verfügbarkeit wird frühestens Mitte bis Ende der 2030er-Jahre erwartet.
• Die 2050-Perspektive (Schweiz): Für das Schweizer Energiesystem wird davon ausgegangen, dass neue Kernkraftwerke – egal welcher Bauart – frühestens im Jahr 2050 in Betrieb gehen könnten. Im Gegensatz dazu sind erneuerbare Energien (PV/Wind) bereits heute technologisch ausgereift und können innerhalb von 2 bis 5 Jahren realisiert werden.
  
  

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Skalierung und Zeitfaktoren.

Fazit zum Zeitfaktor.

Die SMR-Technologie läuft Gefahr, im Kampf gegen den Klimawandel zu spät zu kommen. Während PV- und Windkraftanlagen bereits heute in riesigen Volumina zubaufertig sind und direkt CO2-Emissionen mindern, benötigen SMRs noch Jahrzehnte für die kommerzielle Skalierung und Genehmigung. Kritiker warnen daher, dass SMRs eine kostspielige Ablenkung sein könnten, wenn sie Ressourcen binden, die schneller in bereits verfügbare Technologien investiert werden könnten.

Kapitalkosten (WACC).

Die Kapitalkosten, ausgedrückt durch den gewichteten durchschnittlichen Kapitalkostensatz (WACC), sind ein entscheidender Faktor für die wirtschaftliche Tragfähigkeit von Small Modular Reactors (SMRs). Da Kernkraftprojekte extrem kapitalintensiv sind, reagiert ihre Wettbewerbsfähigkeit sehr sensibel auf die Zinssätze, die Investoren aufgrund der wahrgenommenen Risiken verlangen.

Zentrale Bedeutung des WACC.

Der WACC dient als Mass für die Finanzierungskosten eines Projekts und spiegelt das damit verbundene Risiko wider. Ein hoher WACC führt dazu, dass die hohen Anfangsinvestitionen (Overnight Capital Costs) über die gesamte Lebensdauer des Kraftwerks deutlich schwerer wiegen, da die jährliche Zinslast massiv ansteigt.

• Risikofaktoren: Investoren fordern höhere Renditen (einen höheren WACC) aufgrund von Unsicherheiten bei der Bauzeit (Verzögerungen), potenziellen Kostenüberschreitungen, regulatorischen Änderungen und der Ungewissheit über zukünftige Strompreise.
• Hebelwirkung: Für ein hypothetisches 1-Gigawatt-Kernkraftwerk mit mittleren Baukosten (8.000 CHF/kW) betragen die jährlichen Finanzierungskosten bei einem WACC von 8 % rund 640 Millionen CHF, während sie bei einem WACC von 5 % auf rund 400 Millionen CHF sinken.

Vergleich der WACC-Szenarien.

In der aktuellen Forschung (z. B. der ETH-Studie 2026) werden primär zwei Szenarien unterschieden, um die Auswirkungen staatlicher Eingriffe auf die Finanzierung zu verdeutlichen:

Staatliche Massnahmen zur Risikominderung.

Die Senkung des WACC von 8 % auf 5 % ist kein automatischer Prozess, sondern erfordert aktive politische Weichenstellungen:

1. Kreditgarantien: Der Staat bürgt für Kredite, wodurch Banken niedrigere Zinsen gewähren.
2. Contracts for Difference (CfDs): Garantierte Abnahmepreise für Strom mindern das Marktrisiko und stabilisieren die Einnahmen für die Betreiber.
3. Direkte Beteiligung: Eine staatliche Mitfinanzierung der Kapitalkosten reduziert die Abhängigkeit von teurem privatem Beteiligungskapital.

Die Modelle zeigen konsistent, dass der Ausbau der Kernkraft entscheidend davon abhängt, ob es gelingt, den WACC durch staatliche Unterstützung auf ein Niveau von etwa 5 % zu senken. Ohne diese Risikominderung bleibt die Kernkraft selbst bei optimistischen Baukosten aufgrund der immensen Zinslast gegenüber dezentralen erneuerbaren Energien wirtschaftlich meist chancenlos.

Kernkraft im Schweizer Energiesystem (ETH-Studie 2026).

Die im Juni 2026 veröffentlichte Studie der ETH Zürich und des Paul Scherrer Instituts (PSI) untersucht die Rolle neuer Kernkraftwerke (KKW) für ein klimaneutrales Schweizer Energiesystem bis zum Jahr 2050. Die Analyse basiert auf dem Einsatz von vier unterschiedlichen technisch-ökonomischen Modellen (Nexus-e, SES, SES-ETH und STEM), um robuste Trends und Bedingungen für eine mögliche Wirtschaftlichkeit der Kernenergie zu identifizieren.

Zentrale Ergebnisse der ETH-PSI-Studie.

• Netto-Null ohne Kernkraft: Die Schweiz kann ihre Klimaziele bis 2050 auch ohne neue Kernkraftwerke erreichen. Dies erfordert jedoch einen massiven Ausbau von Photovoltaik (PV) und Windkraft sowie eine effiziente Sektorkopplung und den Stromhandel mit dem Ausland.
• Wirtschaftliche Abhängigkeit: Neue KKW sind unter heutigen Marktbedingungen (hohe Kapitalkosten, fehlende Subventionen) im Vergleich zu politisch geförderten Erneuerbaren nicht wettbewerbsfähig. Eine Rentabilität tritt erst ein, wenn der Staat sowohl die Investitionsrisiken senkt als auch finanzielle Unterstützung gewährt.
• Winterstrom-Problematik: Neue KKW können die Netto-Stromimporte im Winter um 1 bis 6 Terawattstunden (TWh) reduzieren. Dennoch bleibt die Schweiz auch mit Kernkraft auf einen funktionierenden Stromaustausch mit den Nachbarländern angewiesen, um die Systemflexibilität zu gewährleisten.
• Zusammenspiel mit Erneuerbaren: Kernkraft und Erneuerbare sind technisch kompatibel. In den meisten Szenarien bilden Wasserkraft und Solarenergie weiterhin das Rückgrat der Versorgung, wobei die Kernkraft als ergänzende Grundlast fungieren könnte.
  
  

Kosten- und Ausbauszenarien im Überblick.

Die folgende Tabelle fasst die Bedingungen zusammen, unter denen die Modelle einen Zubau von Kernkraftkapazitäten vorsehen:

Systemische Auswirkungen und Herausforderungen:

1. Strombedarf: Die Studie geht davon aus, dass der Schweizer Strombedarf durch die Elektrifizierung von Wärme und Verkehr sowie den Bedarf von KI-Rechenzentren bis 2050 um 20 % bis 40 % ansteigen wird (auf über 80 TWh).
2. Investitionsrisiken: Die hohen Kapitalkosten privater Investoren (ca. 8 % WACC) machen Projekte unwirtschaftlich. Erst eine staatliche Risikoabsicherung (Senkung auf 5 % WACC), etwa durch Kreditgarantien oder Abnahmeverträge (CfDs), ändert die ökonomische Bewertung.
3. Zeitfaktor: Neue Kernkraftwerke – ob Grossreaktoren oder SMRs – könnten in der Schweiz frühestens im Jahr 2050 in Betrieb gehen. Dies ist im Vergleich zum Ausbau der Photovoltaik, der sofort Wirkung zeigt, ein entscheidender Nachteil im Hinblick auf die kurz- und mittelfristigen Klimaziele.
4. Saisonalität: Während PV im Sommer Überschüsse produziert, liefern KKW konstante Leistung. Ein hoher PV-Anteil kann die Auslastung von KKW im Sommer senken, was deren Wirtschaftlichkeit weiter unter Druck setzt, da die Fixkosten über weniger Betriebsstunden amortisiert werden müssen.
   
   

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Fazit der ETH-PSI-Studie.

Die Entscheidung für neue Kernkraftwerke in der Schweiz ist weniger eine Frage der physikalischen Machbarkeit, sondern primär ein gesellschaftspolitischer Abwägungsprozess über Kosten, staatliche Risikoübernahme und die gewünschte Unabhängigkeit von Winterimporten. Die im Juni 2026 veröffentlichte Studie der ETH Zürich und des Paul Scherrer Instituts (PSI) kommt zu dem zentralen Ergebnis, dass die Schweiz ihr Netto-Null-Ziel bis 2050 auch ohne den Bau neuer Kernkraftwerke erreichen kann, sofern bestehende und bereits geplante kohlenstoffarme Technologien konsequent genutzt werden.

Der Weg zu einem klimaneutralen Energiesystem ohne neue Kernkraft basiert laut den Modellrechnungen auf folgenden Pfeilern:

1. Massiver Ausbau der Solarenergie und Wasserkraft.

In einem System ohne Kernkraft bilden Wasserkraft und Photovoltaik (PV) zusammen das Rückgrat der Stromversorgung und decken etwa drei Viertel des Bedarfs ab.

• Solarenergie: Die Photovoltaik wird zur dominierenden Stromquelle und liefert je nach Modell zwischen 36 und 43 Terawattstunden (TWh) pro Jahr, was rund 50 % des gesamten Stromverbrauchs im Jahr 2050 entspricht.
• Wasserkraft: Die bestehende Wasserkraftkapazität bleibt erhalten und bildet die stabile Basis der inländischen Produktion.

2. Ergänzung durch weitere Erneuerbare und Speicher.

Um die Schwankungen der Solarproduktion auszugleichen, setzen die Modelle auf einen Mix aus weiteren Technologien:

• Windkraft und Biomasse: Diese dienen als wichtige Ergänzungen zur Solar- und Wasserkraft.
• Speichertechnologien: Der Ausgleich zwischen Erzeugung und Verbrauch wird durch den verstärkten Einsatz von Batterien, Pumpspeicherkraftwerken sowie thermischen und chemischen Speichern (wie Wasserstoff und Methan) sichergestellt.

3. Sektorkopplung und Elektrifizierung.

Ein wesentlicher Teil der Netto-Null-Strategie ist die Dekarbonisierung der Bereiche Wärme (Gebäude) und Verkehr durch Elektrifizierung. Dies führt zwar zu einem Anstieg des Strombedarfs um schätzungsweise 20 % bis 40 % auf deutlich über 80 TWh bis zum Jahr 2050, ermöglicht aber gleichzeitig eine höhere Gesamteffizienz des Energiesystems.

4. Internationaler Stromhandel als kritischer Erfolgsfaktor.

Ein effizienter Stromhandel mit den europäischen Nachbarstaaten ist für die Stabilität eines Schweizer Systems ohne Kernkraft unerlässlich.

• Saisonales Muster: Die Schweiz wäre in diesem Szenario im Sommer eine Nettoexporteurin von Solarstrom und im Winter eine Nettoimporteurin.
• Winterimporte: Die Netto-Stromimporte im Winter würden ohne Kernkraft je nach Modell zwischen 5,4 TWh und 12,4 TWh liegen. Zum Vergleich: In den Wintermonaten 2025/2026 importierte die Schweiz bereits netto rund 7 TWh, als ein Grossreaktor aufgrund einer Revision pausierte.

5. Politische Rahmenbedingungen.

Voraussetzung für diesen Pfad ist eine kontinuierliche politische Unterstützung für erneuerbare Energien, wie sie im 2024 vom Volk angenommenen Bundesgesetz über eine sichere Stromversorgung mit erneuerbaren Energien verankert wurde. Dieses Gesetz setzt ein Ziel von jährlich 45 TWh zusätzlicher emissionsfreier Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen (ohne Wasserkraft) bis 2050 fest.

Zusammenfassend zeigt die Studie, dass die Energiewende technisch machbar ist, die Entscheidung gegen neue Kernkraftwerke jedoch bedeutet, dass die Schweiz stärker auf den Ausbau der Photovoltaik, den Einsatz saisonaler Speicher und den funktionierenden Stromhandel mit dem Ausland angewiesen bleibt.

Internationale Projekte und Praxisbeispiele.

Die internationale SMR-Landschaft ist geprägt von einer Vielzahl an Entwürfen, wobei sich jedoch nur wenige Projekte tatsächlich im Betrieb oder in einem fortgeschrittenen Baustadium befinden. Während westliche Projekte oft mit massiven Kostensteigerungen und Verzögerungen kämpfen, haben staatlich geführte Unternehmen in Russland und China erste Anlagen ans Netz gebracht.

Übersicht bedeutender SMR-Projekte und Praxisbeispiele.

Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten internationalen Projekte zusammen, die in den Quellen detailliert beschrieben werden:

Detaillierte Einblicke in ausgewählte Praxisbeispiele.

1. Die operablen Vorreiter: Russland und China.

In der Realität existieren weltweit aktuell nur sehr wenige in Betrieb befindliche SMRs, die von staatseigenen Betrieben realisiert wurden.

• Russland: Das schwimmende Kraftwerk Akademik Lomonossow wurde konzipiert, um entlegene Regionen mit Strom und Wärme zu versorgen. Die Bauzeit betrug 13 Jahre statt der geplanten drei. Mit geschätzten Kosten von 170 € pro Megawattstunde ist der Strom deutlich teurer als bei erneuerbaren Energien.
• China: Der Reaktor Shidaowan nutzt die Hochtemperatur-Technologie und TRISO-Brennstoff, was ihn theoretisch immun gegen Kernschmelzen macht. Die Kosten beliefen sich jedoch auf das Dreifache des ursprünglichen Budgets.

2. Das Scheitern von NuScale (USA).

Das Projekt in Idaho galt lange als das westliche Aushängeschild für SMRs. Trotz einer Design-Zulassung durch die US-Behörde NRC im Jahr 2020 wurde es 2023 eingestellt. Die spezifischen Kosten pro Kilowatt wären mit rund 20.000 $/kW höher ausgefallen als bei dem bereits massiv überbudgetierten Grosskraftwerk Vogtle.

3. Aktuelle Durchbrüche bei Demonstrationsreaktoren (Juni 2026).

Ein aktueller technologischer Meilenstein wurde im Juni 2026 in den USA erreicht, als vier private Testreaktoren (u. a. von Antares und Oklo) erstmals eine selbsterhaltende Kernspaltung (Kritikalität) etablierten. Es handelt sich hierbei jedoch um "Nullleistungsdemonstratoren" ohne Turbinen, die lediglich beweisen, dass die physikalische Reaktion im kleinen Massstab stabil abläuft.

4. Schwimmende Konzepte und Mikroreaktoren.

Unternehmen wie Seaborg Technologies und der südkoreanische Schiffbauer Samsung Heavy Industries arbeiten an schwimmenden Flüssigsalzreaktoren. Diese sollen flexibel dorthin transportiert werden, wo Energie benötigt wird, etwa für industrielle Prozesse oder Entsalzungsanlagen. In den USA treibt das Verteidigungsministerium mit Project Pele die Entwicklung von Mikroreaktoren voran, die innerhalb von 72 Stunden einsatzbereit sein sollen und in Transportflugzeuge passen.

Wirtschaftliche Einordnung der Projekte.

Die Quellen betonen, dass SMR-Projekte im Westen bisher nicht beweisen konnten, dass sie günstiger als Grossreaktoren sind. Ein SMR-Block in Darlington wird mit ca. 15.000 €/kW kalkuliert, während grosse EPR-Reaktoren (wie Hinkley Point C) bei etwa 12.600 €/kW liegen. Experten gehen davon aus, dass erst nach der Fertigung von etwa 3.000 baugleichen Einheiten eine Lernkurve erreicht wird, die SMRs marktfähig macht.

NuScale (USA).

NuScale Power galt lange Zeit als das US-amerikanische Aushängeschild für die Entwicklung von Small Modular Reactors (SMRs) und erreichte als erstes Unternehmen eine Zertifizierung seines Designs durch die US-Aufsichtsbehörde. Trotz massiver staatlicher Förderung und technologischer Meilensteine scheiterte das wichtigste Vorzeigeprojekt in Idaho im Jahr 2023 an massiven Kostensteigerungen.

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Zusammenfassung der Projektdaten von NuScale (USA).

Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Eckpunkte zum Unternehmen und dem Projekt in Idaho zusammen:

Detaillierte Analyse der Entwicklung und des Scheiterns.

1. Technologischer Ansatz und Zulassung.

NuScale setzt auf eine verkleinerte und vereinfachte Version der bewährten Leichtwassertechnologie. Ein zentrales Merkmal ist die passive Sicherheit: Das gesamte Reaktormodul sollte in einem riesigen unterirdischen Wasserbecken versenkt werden, das im Störfall als Wärmesenke dient und die Nachzerfallswärme durch Naturkonvektion ohne externe Stromzufuhr abführt. Im Jahr 2020 erhielt NuScale als erster SMR-Entwickler die Design-Zulassung durch die US-amerikanische Nuclear Regulatory Commission (NRC).

2. Das Projekt in Idaho (Carbon Free Power Project).

In Zusammenarbeit mit regionalen Energieversorgern (UAMPS) sollte in Idaho eine Anlage errichtet werden, die ursprünglich aus 12 Modulen à 50 MWe bestehen sollte. Später wurde das Design auf 6 Module à 77 MWe (insgesamt 462 MWe) angepasst, um die Effizienz zu steigern. Das Projekt erhielt Förderzusagen des US-Energieministeriums (DOE) in Höhe von 1,35 Milliarden USD.

3. Ursachen für den Projektabbruch.

Obwohl NuScale als technologisch am weitesten fortgeschritten galt, führten wirtschaftliche Faktoren zum Abbruch:

• Kostenexplosion: Die geschätzten Errichtungskosten verdreifachten sich nahezu von 3,6 Mrd. USD auf 9,3 Mrd. USD.
• Spezifische Kosten: Mit ca. 20.000 USD pro Kilowatt installierter Leistung wäre der NuScale-SMR teurer geworden als das bereits massiv überbudgetierte konventionelle Grosskraftwerk Vogtle in Georgia.
• Stromgestehungskosten: Die prognostizierten Preise für den erzeugten Strom stiegen von attraktiven 55 $/MWh auf fast 90 $/MWh (vor Finanzierungskosten), wodurch das Projekt für die beteiligten Kommunen unwirtschaftlich wurde.
• Inflation und Zinsen: Das Unternehmen machte die gestiegenen Preise für Stahl, Arbeit sowie die hohen Zinsen für den Kostensprung verantwortlich.

Bedeutung für den SMR-Markt.

Das Scheitern von NuScale wird oft als "Lackmustest" für die wirtschaftliche Tragfähigkeit von SMRs im Westen gewertet. Kritiker weisen darauf hin, dass SMRs durch ihre geringe Grösse die klassischen Grössenvorteile (Economies of Scale) verlieren und diese Nachteile bisher nicht durch Massenfertigung (Economies of Series) ausgleichen konnten. NuScale bleibt jedoch als Unternehmen bestehen und versucht, sein lizenziertes Design in anderen Märkten oder für industrielle Anwendungen (z. B. für KI-Rechenzentren) zu vermarkten.

Akademik Lomonossow (Russland).

Die Akademik Lomonossow ist das weltweit erste und derzeit einzige in Betrieb befindliche schwimmende Kernkraftwerk. Es wurde von staatlichen russischen Unternehmen entwickelt, um die Energieversorgung in abgelegenen Gebieten der Arktis sicherzustellen.

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Übersicht: Eckdaten der Akademik Lomonossow:

Detaillierte Analyse des Projekts:

Zweck und Einsatzort.

Die Anlage dient einer dualen Rolle: Sie liefert sowohl Strom als auch Wärme für entlegene arktische Regionen. Das Kraftwerk wurde speziell für die extremen Bedingungen der Arktis gehärtet und basiert technologisch auf den bewährten Reaktoren russischer Atom-Eisbrecher. Durch die schwimmende Bauweise kann das Kraftwerk dorthin transportiert werden, wo die Infrastruktur für konventionelle Grosskraftwerke fehlt.

Wirtschaftliche Bewertung.

Die Akademik Lomonossow gilt als eines der teuersten Kernkraftwerke der Welt, wenn man die Kosten pro installiertem Megawatt betrachtet.

• Kostenüberschreitungen: Das Projekt war ursprünglich für eine Fertigstellung im Jahr 2010 geplant, ging jedoch erst 2020 ans Netz. Die Kosten stiegen während dieser Zeit massiv an und liegen schätzungsweise beim Vierfachen des ursprünglichen Budgets.
• Strompreis: Mit Erzeugungskosten von rund 170 €/MWh ist der Strom deutlich teurer als Energie aus Wind- oder Solarkraftanlagen, die in Europa meist zwischen 40 und 90 €/MWh liegen.
• Vergleich: Kritiker weisen darauf hin, dass das Projekt eher ein technologischer Demonstrator unter staatlicher Kontrolle ist als ein unter Marktbedingungen wettbewerbsfähiges Kraftwerk.

Herausforderungen und Kritik.

• Zeitverzögerungen: Die Bauzeit von 13 Jahren verdeutlicht, dass selbst bei kleinen, modularen Konzepten erhebliche Verzögerungen auftreten können.
• Geopolitische Einflüsse: Die Kosten wurden zusätzlich durch internationale Sanktionen gegen Russland beeinflusst, die den Zugang zu bestimmten Komponenten und Finanzierungen erschwerten.
• Regulatorik: Da es sich um eine mobile, betankte Anlage handelt, die über internationale Gewässer transportiert wird, wirft dies komplexe rechtliche und sicherheitstechnische Fragen auf, die eine weltweite Verbreitung solcher schwimmenden Konzepte erschweren.

Shidaowan (China).

Der Reaktor am Standort Shidaowan (Provinz Shandong, China) ist eines der weltweit wenigen bereits in Betrieb befindlichen SMR-Projekte und gilt als technologischer Vorreiter für gasgekühlte Hochtemperaturreaktoren.

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Eckdaten zu Shidaowan (HTR-PM):

Detaillierte Analyse des Projekts:

1. Technologische Innovation: Der Kugelhaufenreaktor.

Der Reaktor in Shidaowan nutzt das Prinzip des Kugelhaufenreaktors. Dabei wird der Brennstoff in Form von zehntausenden graphitmoderierten Kugeln ("Pebbles") eingesetzt.

• TRISO-Brennstoff: Jede Kugel enthält winzige Uran-Partikel, die durch mehrere Schichten Keramik (Tristructural-isotropic) geschützt sind. Diese Schichten halten extremen Temperaturen von über 1.600 °C stand, wodurch eine klassische Kernschmelze physikalisch nahezu ausgeschlossen wird.
• Betriebstemperaturen: Durch die Kühlung mit dem Edelgas Helium erreicht der Reaktor deutlich höhere Temperaturen als herkömmliche Leichtwasserreaktoren.

2. Einsatzgebiete jenseits der Stromerzeugung.

Aufgrund der hohen Betriebstemperaturen eignet sich Shidaowan nicht nur zur Stromerzeugung, sondern insbesondere zur Bereitstellung von industrieller Prozesswärme. Dies wird als entscheidender Vorteil für die Dekarbonisierung von Branchen wie der Stahl- oder Chemieindustrie angesehen, die auf sehr hohe Temperaturen angewiesen sind.

3. Wirtschaftliche und zeitliche Herausforderungen.

Trotz des technologischen Erfolgs unterstreichen die Quellen die wirtschaftlichen Schwierigkeiten:

• Lange Bauzeit: Obwohl SMRs theoretisch schneller gebaut werden sollten, benötigte Shidaowan 11 Jahre bis zur Fertigstellung.
• Kostenüberschreitungen: Das Projekt wurde von staatlichen Unternehmen realisiert, kämpfte jedoch mit massiven Kostensteigerungen. Schätzungen gehen davon aus, dass die realen Kosten etwa das Dreifache des ursprünglichen Budgets betrugen.
• Lernkurve: Experten ordnen Shidaowan primär als Demonstrationsprojekt (Proof of Concept) ein. China priorisiert weiterhin den Bau grosser, standardisierter Reaktoren, während SMRs wie dieser dazu dienen, technologische Erfahrungen für zukünftige Serienfertigungen zu sammeln.

4. Sicherheit und "Walk-away"-Konzept.

Das Design in Shidaowan setzt auf passive Sicherheit. Die Nachzerfallswärme kann durch physikalische Effekte (Abstrahlung und Konvektion) ohne externe Stromzufuhr oder aktive Pumpen abgeführt werden, was den Reaktor im Störfall inhärent sicher macht.

SMR Herausforderungen.

Die Entwicklung und Einführung von Small Modular Reactors (SMRs) ist mit einer Vielzahl von Herausforderungen verbunden, die weit über rein technische Fragestellungen hinausgehen. Obwohl sie als Lösung für viele Probleme der herkömmlichen Kernkraft angepriesen werden, stehen sie vor massiven ökonomischen, regulatorischen und ökologischen Hürden.

Zentrale SMR-Herausforderungen im Überblick.

Die folgende Tabelle fasst die kritischsten Problembereiche zusammen, die in den Quellen identifiziert wurden:

Detaillierte Analyse der grössten Hürden.

1. Die ökonomische Sackgasse: Skalierung vs. Serie.

Historisch profitierte die Kernkraft von der Grösse (je mehr Leistung in einem Gehäuse, desto geringer die spezifischen Kosten). SMRs kehren dies um und hoffen auf Stückzahleffekte (Economies of Series). Kritiker weisen jedoch darauf hin, dass SMRs zwar kleiner sind, aber dennoch dieselbe Infrastruktur (Sicherheit, Kühlung, Genehmigung) benötigen, was sie pro erzeugtem Megawatt unverhältnismässig teuer macht. Um die notwendige Lernkurve zu erreichen, müssten Schätzungen zufolge 3.000 baugleiche Anlagen produziert werden – eine Marke, von der die Branche heute Lichtjahre entfernt ist.

2. Das Brennstoff-Dilemma (HALEU).

Viele fortschrittliche SMR-Konzepte benötigen High-Assay Low-Enriched Uranium (HALEU), das einen Anreicherungsgrad von bis zu 20 % aufweist. Aktuell ist der russische Staatskonzern Rosatom der einzige kommerzielle Anbieter für diesen Brennstoff. Der Aufbau westlicher Lieferketten ist zeit- und kapitalintensiv, und der Einsatz von höher angereichertem Material wirft zusätzliche Fragen zur Nichtverbreitung (Non-Proliferation) von Kernwaffen auf.

3. Abfallproblematik und Umwelt.

Entgegen dem Image „kleiner und sauberer“ zeigen Studien (z. B. PNAS 2022), dass SMRs aufgrund physikalischer Gegebenheiten (Neutronenleckage bei kleinen Kernen) pro erzeugter Kilowattstunde deutlich mehr radioaktiven Abfall produzieren können als grosse Anlagen. Insbesondere die Menge an aktiviertem Stahl beim Rückbau wird als signifikant höher eingeschätzt.

4. Standortwahl und gesellschaftliche Akzeptanz.

Das Versprechen, SMRs dezentral in der Nähe von Städten oder Industriegebieten einzusetzen, kollidiert mit strengen Sicherheitsanforderungen. Die Überwachung von hunderten oder tausenden kleinen Anlagen weltweit stellt eine enorme logistische Herausforderung für Krisenteams und Sicherheitsbehörden dar, insbesondere in entlegenen Gebieten ohne vorhandene Infrastruktur.

5. Wettbewerb mit Erneuerbaren.

Während die Kosten für Photovoltaik und Windkraft in den letzten Jahren massiv gesunken sind (-70 % bis -90 %), sind die Kosten der Kernkraft im Westen tendenziell gestiegen (+26 % im letzten Jahrzehnt). SMRs müssen sich in einem Umfeld beweisen, in dem Speichertechnologien (Batterien) ebenfalls immer günstiger werden und die Flexibilitätslücke füllen könnten, bevor SMRs marktreif sind.

SMR Kritikpunkte.

Die Kritik an Small Modular Reactors (SMRs) ist vielfältig und umfasst ökonomische, technologische, ökologische sowie strategische Aspekte. Während Befürworter die SMR-Technologie als flexiblere und sicherere Alternative zur herkömmlichen Kernkraft anpreisen, weisen Experten und Studien auf fundamentale Hürden hin, die den tatsächlichen Nutzen in Frage stellen.

Übersicht der SMR-Kritikpunkte.

Die folgende Tabelle fasst die wesentlichen Kritikpunkte basierend auf den Quellen zusammen:

Detaillierte Analyse der Kritikpunkte.

1. Die ökonomische Sackgasse.

Der Hauptkritikpunkt ist, dass Kernkraft historisch von der Grösse profitierte. SMRs kehren dieses Prinzip um. Da ein SMR jedoch ähnliche Fixkosten für Sicherheit, Genehmigung und Personal hat wie ein grosser Reaktor, steigen die spezifischen Kosten pro Megawatt massiv an. Kritiker argumentieren, dass die erhofften Kostensenkungen durch Massenproduktion („Economies of Series“) erst bei unrealistisch hohen Stückzahlen von rund 3.000 baugleichen Einheiten eintreten würden.

2. Das Atommüll-Problem.

Entgegen der Darstellung einiger Hersteller produzieren SMRs pro erzeugter Kilowattstunde mehr radioaktiven Abfall als Grossreaktoren. Grund ist das physikalische Phänomen der Neutronenleckage: Da der Kern kleiner ist, entweichen mehr Neutronen und aktivieren die umliegenden Materialien, was zu einer deutlich grösseren Menge an radioaktivem Stahl beim Rückbau führt.

3. Brennstoffversorgung und Geopolitik.

Fortgeschrittene SMR-Konzepte sind auf HALEU-Brennstoff angewiesen. Da der weltweite Markt für diesen Brennstoff derzeit fast ausschliesslich vom russischen Staatskonzern Rosatom bedient wird, birgt der Ausbau dieser Technologie das Risiko neuer energiepolitischer Abhängigkeiten. Zudem erhöht die höhere Anreicherung (bis 20 %) internationale Sorgen hinsichtlich der Nichtverbreitung von waffenfähigem Material.

4. Zeitfaktor und Opportunitätskosten.

Ein kritischer Einwand gegen SMRs ist die zeitliche Verfügbarkeit. Während der Ausbau von Photovoltaik und Windkraft innerhalb weniger Jahre (2–5 Jahre) realisierbar ist, benötigen SMRs von der Planung bis zur Inbetriebnahme laut bisherigen Praxiserfahrungen über ein Jahrzehnt. Kritiker wie Harald Lesch warnen daher, dass SMRs eine kostspielige Ablenkung sein könnten, die Kapital bindet, das schneller in bereits verfügbare erneuerbare Technologien investiert werden könnte.

5. Regulatorische Hürden.

Die Vision, SMRs weltweit wie „Lego-Steine“ zu verteilen, scheitert an nationalen Genehmigungsverfahren. Jedes Land hat eigene Sicherheitsstandards, und eine internationale Harmonisierung der Zulassungen ist derzeit nicht absehbar. Dies erschwert die angestrebte Standardisierung und Serienfertigung massiv.

Weitweite Bedeutung der SMRs in Zukunft?

Die weltweite Bedeutung von Small Modular Reactors (SMRs) in der Zukunft wird derzeit intensiv debattiert und reicht von einer spezialisierten Nischenlösung bis hin zu einem tragenden Pfeiler der globalen Dekarbonisierung. Während technologische Meilensteine wie die erste selbsterhaltende Kernspaltung in US-Testreaktoren im Juni 2026 den Optimismus befeuern, bleibt die wirtschaftliche Skalierung die entscheidende Hürde für eine breite Marktdurchdringung.

1. Marktprognosen und Szenarien bis 2050.

Internationale Organisationen wie die International Energy Agency (IEA) und die International Atomic Energy Agency (IAEA) haben verschiedene Pfade für den Ausbau von SMRs entworfen, die stark von politischen Rahmenbedingungen und Kostensenkungen abhängen:

• IEA-Szenarien (bis 2050):

  • Basis-Wachstum: Etwa 40 GW installierte SMR-Leistung.
  • Klimaschutz-Zusagen: Erreichung von 120 GW (entspricht rund 1.000 SMR-Einheiten à 300 MW).
  • Optimistisches Szenario: Bei massiven Kostensenkungen und staatlicher Förderung sind bis zu 190 GW möglich.
• IAEA-Einschätzung: Die IAEA prognostiziert eine Verdreifachung der weltweiten Kernkraftkapazität auf fast 1.000 GW bis 2050, wobei der Anteil der SMRs zwischen 5 % und 24 % liegen könnte.

2. Strategische Einsatzgebiete der Zukunft.

Die Bedeutung der SMRs liegt weniger im direkten Wettbewerb mit günstiger Photovoltaik in grossen Netzen, sondern in ihrer Flexibilität und den spezifischen Einsatzmöglichkeiten.

3. Regionale Treiber und Vorreiter.

Die weltweite Entwicklung wird von wenigen Schlüsselregionen angeführt, wobei sich die Ansätze stark unterscheiden:

• China und Russland: Diese Staaten führen derzeit das Feld der operablen Anlagen an (z. B. Shidaowan in China und Akademik Lomonossow in Russland), primär durch staatlich kontrollierte Unternehmen und etablierte Lieferketten.
• USA und Kanada: Hier liegt der Fokus auf privaten Innovationen und Startups (z. B. NuScale, Oklo, X-Energy), die jedoch mit massiven Finanzierungsrisiken und Kostensteigerungen bei Erstprojekten (FOAK) kämpfen.
• Europa (inkl. Schweiz): Staaten wie Grossbritannien (Rolls-Royce SMR) oder Frankreich forcieren SMRs als Ergänzung zu grossen Reaktoren. In der Schweiz zeigt die Forschung (ETH/PSI), dass SMRs ab 2050 eine Rolle spielen könnten, falls die Baukosten unter 8.000 CHF/kW sinken und der Staat Risiken übernimmt.

4. Kritische Erfolgsfaktoren für die globale Bedeutung.

Damit SMRs über ein Nischenprodukt hinausgehen, müssen laut Experten drei fundamentale Bedingungen erfüllt sein:

1. Lernkurve durch Stückzahlen: Erst bei einer Serienproduktion von schätzungsweise 3.000 baugleichen Einheiten greifen die ökonomischen Vorteile der Modularität ("Economies of Series").
2. Staatliche Risikoabsicherung: Ohne Senkung der Kapitalkosten (WACC) von marktüblichen 8 % auf ca. 5 % durch staatliche Garantien bleiben SMR-Projekte für private Investoren oft zu riskant.
3. Internationale Standardisierung: Eine weltweite Bedeutung setzt voraus, dass Designs international harmonisiert genehmigt werden, anstatt für jedes Land teure Unikate zu planen.

SMRs haben das Potenzial, als stabilisierende Technologie in einem hochgradig erneuerbaren Energiesystem zu fungieren, insbesondere dort, wo Wind und Sonne nicht ausreichen oder industrielle Wärme benötigt wird. Ihre tatsächliche Bedeutung wird sich jedoch erst nach 2030 entscheiden, wenn die ersten kommerziellen Flotten im Westen ihre Wirtschaftlichkeit unter Beweis stellen müssen.

Wie beeinflussen SMRs die Menge des radioaktiven Abfalls?

Small Modular Reactors (SMRs) haben laut aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnissen und Studien einen erheblichen Einfluss auf die Menge und die Handhabung radioaktiven Abfalls, wobei die Auswirkungen je nach Reaktordesign variieren.

Erhöhtes Abfallaufkommen pro Leistungseinheit.

Entgegen der oft verbreiteten Annahme, dass kleinere Reaktoren „sauberer“ seien, zeigen Untersuchungen, dass SMRs pro erzeugtem Kilowatt Strom deutlich mehr radioaktiven Abfall produzieren können als herkömmliche Grossreaktoren.

• Faktor 2 bis 30: Eine im Fachjournal PNAS veröffentlichte Studie von 2022 belegt, dass SMRs je nach Bauart das Zwei- bis Dreissigfache an Abfallvolumen pro Kilowattstunde verursachen.
• Aktivierter Stahl: Beim Rückbau fällt schätzungsweise mindestens neunmal mehr radioaktiver Stahl an.
• Physikalische Ursache: Der Hauptgrund hierfür ist die sogenannte geometrische Neutronenleckage. Da SMR-Kerne kleiner sind, haben sie ein ungünstigeres Verhältnis von Oberfläche zu Volumen. Mehr Neutronen entweichen aus dem Kern und treffen auf die umgebenden Strukturmaterialien, wodurch diese radioaktiv aktiviert werden.

Notwendigkeit höherer Anreicherung.

Um die physikalischen Verluste durch die Neutronenleckage auszugleichen und eine stabile Kettenreaktion aufrechtzuerhalten, benötigen viele SMR-Designs Brennstoff mit einer höheren Anreicherung (HALEU, 5–20 % Uran-235). Dies führt zwar zu längeren Brennstoffzyklen, verändert aber das Profil des verbrauchten Brennstoffs und stellt neue Anforderungen an die Lagerung und Nichtverbreitung.

Versprechen und Realität fortgeschrittener Konzepte.

Einige Entwickler von Reaktoren der Generation IV (z. B. Flüssigsalzreaktoren oder schnelle Neutronenreaktoren) werben damit, radioaktiven Abfall verwerten oder recyceln zu können.

• Recycling und Transmutation: Diese Konzepte sollen in der Lage sein, langlebige Isotope aus altem Atommüll als Brennstoff zu nutzen und so die Menge des Endlagermaterials zu reduzieren.
• Technologischer Status: Kritiker weisen darauf hin, dass diese Verfahren (wie die Transmutation) technisch noch nicht ausgereift sind und sich viele dieser Reaktoren noch in einem frühen Forschungsstadium (TRL 4–5) befinden.
• Entsorgungsunsicherheit: Historische Beispiele wie das Molten Salt Reactor Experiment in den USA zeigen, dass die Entsorgung von erstarrten Salzschmelzen nach Betriebsende eine bislang ungelöste Herausforderung darstellt.

Logistische Herausforderungen.

Ein massiver weltweiter Ausbau von SMRs würde die logistische Komplexität der Abfallwirtschaft massiv erhöhen:

• Anstatt den Abfall an wenigen grossen Standorten zu kontrollieren, müssten bei tausenden dezentralen SMRs ein weitverzweigtes Transportnetzwerk und zahlreiche Überwachungsmechanismen für radioaktives Material etabliert werden.
• Der Transport von fertig betankten oder verbrauchten Modulen über internationale Gewässer (bei schwimmenden SMRs) wirft zusätzliche rechtliche und sicherheitstechnische Fragen auf.

SMRs lösen nach heutigem Stand die Endlagerfrage nicht, sondern durch ein höheres spezifisches Abfallaufkommen und eine komplexere Logistik eher verschärfen könnten.

Wie sicher und nachhaltig sind SMRs im Vergleich zu erneuerbaren Energien?

Der Vergleich der Sicherheit und Nachhaltigkeit von Small Modular Reactors (SMRs) und erneuerbaren Energien zeigt deutliche Unterschiede in der technologischen Herangehensweise, den ökologischen Auswirkungen und den systemischen Risiken. Während SMRs auf innovative physikalische Schutzkonzepte setzen, bieten erneuerbare Energien einen risikoärmeren Betrieb und eine schnellere Skalierbarkeit für Klimaziele.

Sicherheitsaspekte im Vergleich.

SMRs verfolgen einen grundlegenden Wandel in der Sicherheitsphilosophie der Kernkraft, stehen jedoch vor neuen Herausforderungen durch ihre schiere Anzahl und Verteilung.

• Passive Sicherheit vs. geringes Risikoprofil: SMRs nutzen physikalische Gesetze wie Naturkonvektion und Schwerkraft zur Kühlung, was sie theoretisch resistenter gegen Unfälle wie in Fukushima macht („Walk-away-Sicherheit“). Erneuerbare Energien hingegen bergen systembedingt kein Risiko für radioaktive Freisetzungen oder Kernschmelzen und gelten daher als grundsätzlich sicherer für Mensch und Umwelt.
• Dezentralitätsrisiko: Kritiker weisen darauf hin, dass ein weltweiter Einsatz von tausenden SMRs das statistische Störfallrisiko erhöht. Während Solarmodule oder Windräder bei Schäden nur lokal und begrenzt wirken, müsste bei tausenden nuklearen Standorten überall eine hochspezialisierte Überwachung und Sicherung (z. B. gegen Terrorangriffe) gewährleistet sein.
• Notfallmanagement: Im Falle eines Unfalls könnten SMRs in entlegenen Gebieten schwerer für Krisenteams erreichbar sein als herkömmliche Grosskraftwerke mit vorhandener Infrastruktur.

Nachhaltigkeit und ökologischer Fussabdruck.

In der Nachhaltigkeitsdebatte punkten SMRs mit CO2-freier Grundlast, belasten die Bilanz jedoch durch Abfallprobleme und Ressourcenengpässe.

• CO2-Bilanz: Sowohl SMRs als auch erneuerbare Energien ermöglichen eine nahezu emissionsfreie Stromerzeugung.
• Radioaktiver Abfall: Entgegen dem Image „kleiner und sauberer“ produzieren SMRs pro erzeugter Leistungseinheit schätzungsweise das 2- bis 30-fache Volumen an radioaktivem Abfall im Vergleich zu Grossreaktoren. Zudem fällt beim Rückbau bis zu neunmal mehr radioaktiv aktivierter Stahl an. Erneuerbare Energien verursachen hingegen keinen nuklearen Abfall.
• Ressourcen und Abhängigkeiten: Viele SMR-Konzepte benötigen HALEU-Brennstoff (höher angereichertes Uran), dessen Lieferkette derzeit fast vollständig von Russland kontrolliert wird. Erneuerbare Energien nutzen hingegen lokal verfügbare Quellen (Sonne, Wind), was die nationale Energiesouveränität stärkt.

Zeitfaktor und Klimaschutzrelevanz.

Die Nachhaltigkeit einer Technologie wird auch an ihrer Fähigkeit gemessen, zeitnah zur Dekarbonisierung beizutragen.

• Realisierungszeit: Erneuerbare Anlagen wie Wind- und Solarparks können innerhalb von 2 bis 5 Jahren realisiert werden. Für SMRs zeigen bisherige Praxisbeispiele (Russland, China) Bauzeiten von 11 bis 13 Jahren.
• Opportunitätskosten: Es besteht die Sorge, dass Investitionen in SMRs, die erst ab den 2030er- oder 2040er-Jahren massenfähig sein könnten, finanzielle Mittel binden, die schneller und günstiger in bereits marktreife Erneuerbare investiert werden könnten.

Zusammenfassung der Unterschiede:

Erneuerbare Energien gelten aufgrund ihrer geringen Risiken, der fehlenden Abfallproblematik und der schnellen Verfügbarkeit als die nachhaltigere und sicherere Option für eine kurz- bis mittelfristige Energiewende. SMRs könnten jedoch eine ergänzende Rolle spielen, um CO2-freie Grundlast für spezifische Sektoren (z. B. Schwerindustrie oder KI-Rechenzentren) bereitzustellen, sofern die technischen und wirtschaftlichen Hürden überwunden werden.

Welche Rolle spielen SMRs für KI-Rechenzentren in Deutschland, Oesterreich und in der Schweiz?

Die Rolle von Small Modular Reactors (SMRs) für KI-Rechenzentren wird international intensiv diskutiert, da der massive Energiebedarf für das Training und den Betrieb von KI-Modellen neue, stabile Stromquellen erfordert. In Deutschland, Österreich und der Schweiz stellt sich die Situation jedoch aufgrund unterschiedlicher politischer Rahmenbedingungen und technologischer Einschätzungen differenziert dar.

Allgemeine Bedeutung für KI-Rechenzentren.

KI-Chips (wie jene von Nvidia) und Rechenzentren haben einen insatiablen Hunger nach Elektrizität. In den USA wird erwartet, dass sich der Anteil der Rechenzentren am Gesamtstromverbrauch bis 2028 auf über 9 % verdoppelt.

• Grundlastfähigkeit: Im Gegensatz zu volatiler Wind- und Solarenergie können SMRs theoretisch eine stabile CO2-freie Grundlast rund um die Uhr liefern, was für den ununterbrochenen Betrieb von Rechenzentren essenziell ist.
• Engagement von Big Tech: Unternehmen wie Amazon, Google und Microsoft schliessen bereits Lieferverträge mit SMR-Entwicklern ab oder investieren direkt (z. B. Amazon 500 Mio. USD in X-Energy), um ihre Klimaziele trotz des KI-Booms zu erreichen. OpenAI-CEO Sam Altman ist zudem eng mit dem SMR-Startup Oklo verbunden.

Situation in der Schweiz.

Die ETH-Studie 2026 nennt den zusätzlichen Strombedarf für KI-Rechenzentren explizit als eine der Herausforderungen für die Schweizer Dekarbonisierungsstrategie.

• Frühestmöglicher Einsatz 2050: Neue Kernkraftwerke (Grossreaktoren oder SMRs) könnten in der Schweiz frühestens im Jahr 2050 in Betrieb gehen.
• Wirtschaftliche Hürden: SMRs gelten in der Schweiz unter heutigen Bedingungen als nicht marktfähig. Sie wären für Rechenzentren nur dann eine Option, wenn die Baukosten massiv sinken (auf ca. 5.000 CHF/kW) und der Staat durch Risikoabsicherungen die Kapitalkosten senkt.
• Technisch kompatibel: SMRs liessen sich technisch in ein Schweizer System integrieren, das primär auf Wasserkraft und Solar basiert, um die Winterstromlücke zu verkleinern.

Situation in Deutschland.

In Deutschland herrscht gegenüber SMRs für Rechenzentren grosse Skepsis, sowohl aus wissenschaftlicher als auch aus regulatorischer Sicht.

• Fokus auf Erneuerbare: Kritiker wie Harald Lesch betonen, dass Photovoltaik und Windkraft bereits heute verfügbar, billiger und schneller ausbaubar sind (2–5 Jahre Realisierungszeit gegenüber über 10 Jahren bei SMR-Projekten).
• Regulatorische Ablehnung: Das Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung (BASE) sieht bei SMRs keine Kostenvorteile gegenüber herkömmlichen Kraftwerken oder erneuerbaren Energien. Zudem wird das statistische Störfallrisiko kritisch gesehen, wenn tausende kleine Reaktoren dezentral (etwa nahe Industrie- oder Rechenzentren) betrieben würden.
• Kein akuter Fahrplan: Obwohl die Kernreaktorlobby nach technischen Fortschritten in den USA (Juni 2026) eine Debatte in Deutschland fordert, wird die Technologie als noch weit von der industriellen Marktreife entfernt eingestuft.

Situation in Österreich.

In den vorliegenden Quellen wird Österreich primär im Kontext des europäischen Stromhandels erwähnt. Es gibt keine Hinweise darauf, dass SMRs derzeit eine aktive Rolle in der österreichischen Energieplanung für Rechenzentren spielen. Österreich bleibt jedoch Teil des Verbundsystems, in dem die Schweiz im Winter potenziell Strom aus nuklearen Quellen importieren oder exportieren könnte.

Zusammenfassende Herausforderungen.

Für alle drei Länder bleiben fundamentale Probleme bestehen, die einen Einsatz für KI-Rechenzentren erschweren:

1. Zeitfaktor: SMRs kommen für die aktuellen Klimaziele und den jetzigen KI-Ausbau wahrscheinlich zu spät.
2. Brennstoffabhängigkeit: Viele SMR-Konzepte benötigen HALEU-Brennstoff, dessen Lieferkette derzeit fast vollständig von Russland kontrolliert wird.
3. Abfall: SMRs produzieren pro erzeugter Stromeinheit bis zu 30-mal mehr radioaktiven Abfall als Grossreaktoren, was die Endlagerfrage in diesen Ländern zusätzlich belastet.

Weitere Artikel.

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Kompendium.

Disclaimer / Abgrenzung

Stromzeit.ch übernimmt keine Garantie und Haftung für die Richtigkeit und Vollständigkeit der in diesem Bericht enthaltenen Texte, Massangaben und Aussagen.

Quellenverzeichnis (August 2026).

 
#219 Small Modular Reactors ✦ Podcast Klima und Kohle
https://www.youtube.com/watch?v=VkgE94WQdbU

Small Modular Reactors
https://world-nuclear.org/information-library/nuclear-power-reactors/small-modular-reactors/small-modular-reactors

Studie ETH ZH > PDF
https://ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2026/06/wann-sich-neue-kernkraftwerke-in-der-schweiz-lohnen.html
Kernkraft_Studie_ETHZ-PSI_Report_DE.pdf

Small Modular NUCLEAR Reactors. Climate Solution or Costly Distraction?
https://www.youtube.com/watch?v=1TeAE7rW_6s

Mini-Atomkraftwerke: Bis zu 800MWe Leistung!
https://www.youtube.com/watch?v=TFjOfOrD9pM

SMR: Kleine Atomkraftwerke, grosse Probleme? | Harald Lesch | Terra X Lesch & Co
https://www.youtube.com/watch?v=7SZGGnrXb1M&t=695s

Small Modular Reactors Are Overhyped
https://www.youtube.com/watch?v=WwxZHKfrLcE&t=17s

The Inconvenient Truth About Small Modular Reactors? - Nuclear Engineer Reacts to Dr. Ben Miles
https://www.youtube.com/watch?v=j91P2PGPiAE

Why Small Nuclear Doesn't Work
https://www.youtube.com/watch?v=6c_H69pj26s&t=26s

New Small Nuclear Reactor is a Ship
https://www.youtube.com/watch?v=boozoXdr7TQ

Die Quellen thematieren den aktuellen Entwicklungsstand und die wirtschaftlichen Aussichten von Small Modular Reactors (SMR), wobei ein besonderes Augenmerk auf jüngste technologische Fortschritte in den USA gelegt wird. Zwar haben erste Testreaktoren die Kritikalität erreicht und damit eine stabile Kettenreaktion nachgewiesen, doch die industrielle Stromerzeugung durch diese kompakten Anlagen steht noch aus. Der Text verdeutlicht, dass die Vision von kostengünstiger Serienfertigung und passiven Sicherheitssystemen bisher vor allem auf dem Papier existiert, während reale Projekte mit massiven Kostenüberschreitungen kämpfen. Ökonomische Analysen zeigen auf, dass SMRs gegenüber erneuerbaren Energien wie Wind und Solar nur dann konkurrenzfähig sind, wenn die Baukosten drastisch sinken und staatliche Risikoabsicherungen greifen. Zudem bleiben Herausforderungen wie die Entsorgung radioaktiver Abfälle und die Abhängigkeit von hochangereichertem Uran bestehen. Insgesamt wird die Euphorie um SMRs als Klimalösung gedämpft, da die Technologie trotz technischer Meilensteine noch weit von einer marktfähigen Wirtschaftlichkeit entfernt ist.

Illustration © stromzeit.ch* Gemini Notebook:

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