Umwandlung der Energie-Infrastruktur in Europa Kleine modulare Nuklear­reaktoren (SMR) für Rechenzentren?

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Da sich die Welt zunehmend auf digitale Infrastrukturen verlässt, steigt die Nachfrage nach robusten und zuverlässigen Stromversorgungslösungen für Rechenzentren sprunghaft. Herkömmliche Energiequellen können kaum mithalten und der Ausbau erneuerbarer Energien ist zwar unverzichtbar, hat aber oft Unterbrechungen und begrenzter Netzkapazität zur Folge. So beginnt ein Artikel von der Platform Markets Group über kleine und Kleinst-Reaktoren.

Kleine modulare Reaktoren (SMRs) und mikro-modulare Reaktoren (MMRs) sind nach den Ausführungen im Artikel innovative nukleare Lösungen, die die Stromversorgung der Rechenzentren revolutionieren werden.

Chancen und strategische Vorteile

Diese innovativen Nukleartechnologien sind schnell einsatzbereit, kohlenstoffarm und bieten eine relativ kosteneffiziente Methode zur Erhöhung der dezentralen Grundlastkapazität. Trotz der Bedenken hinsichtlich der Projektrisiken, der Kosten und der Anpassung an den Zeitplan sind die strategischen, logistischen und technischen Vorteile von SMR/MMR-betriebenen Rechenzentren überzeugend. Sie passen perfekt zu den Zielen der Verlagerung kritischer Infrastrukturen, der Maximierung der Energieeffizienz und der Verringerung der Umweltauswirkungen.

Mit ihrem geringen Platzbedarf und ihren verbesserten Sicherheitsmerkmalen eignen sich SMRs insbesondere für eine gemeinsame Unterbringung mit Rechenzentren. Dieser Aufbau gewährleistet eine präzise Leistungsanpassung und eine sichere Energieversorgung und erfüllt damit eine der wichtigsten Anforderungen für Rechenzentren: hohe Verfügbarkeit. In der Regel verlangen Rechenzentren eine nahezu 100-prozentige Servicekontinuität - 99,999 Prozent Betriebszeit, was einer Ausfallzeit von etwas mehr als 5 Minuten pro Jahr entspricht.

Es gibt auch Beispiele

Ein anschauliches Beispiel für das Potenzial von kernkraftbetriebenen Rechenzentren findet sich in Pennsylvania. Im Januar 2023 ist hier ein 48-Megawatt-Rechenzentrum in Betrieb genommen worden, das direkt an das 2.475-MW-Kernkraftwerk Susquehanna angeschlossen ist. Diese Einrichtung, die von Cumulus Data, einer Tochtergesellschaft von Talen Energy, betrieben wird, zeigt, dass die Integration von Kernkraftwerken mit Rechenzentren machbar ist, auch wenn die Möglichkeiten für große Anlagen begrenzt bleiben.

Im Allgemeinen können SMR aufgrund ihrer Flexibilität erneuerbare Energiequellen ergänzen und eine umfassende, emissionsfreie und auf erneuerbare Energien basierende Energielösung bieten. Somit gewährleistet diese Kombination eine gleichmäßige und zuverlässige Stromversorgung, die die Schwankungen der erneuerbaren Energien ausgleicht und gleichzeitig einen Beitrag zu einer saubereren und nachhaltigeren Energielandschaft leistet.

Anbieter in Europa

Zu den wichtigen Akteuren bezüglich SMR-Technologie für Rechenzentren gehören in Europa:

„Nuward“ von EDF: EDF entwickelt den Nuward-SMR, der eine entscheidende Rolle bei der Bereitstellung von kohlenstoffarmen Energielösungen für Rechenzentren spielen soll.

Newcleo: Dieses Unternehmen steht an der Spitze der SMR-Technologie und konzentriert sich auf die Bereitstellung nachhaltiger Kernenergielösungen (siehe FAZ-Artikel: „Neue Atom-Entwicklungen; 300 Millionen Euro für Atomneuheit“)

Kärnfull Next kündigte Pläne für einen SMR-Campus in Nyköping, Schweden, an, der Rechenzentren mit Strom versorgen soll und das Potenzial für die Integration fortschrittlicher Kernenergie in Schwedens Energielandschaft aufzeigt.

Rolls Royce, bekannt für seine futuristischen SMR-Designs, entwickelt Projekte, die die ästhetischen und funktionalen Fortschritte der modernen Kerntechnik hervorheben.

Energie für Rechenzentren

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Nuscale: Mit seinem „Voygr“-Design zielt das Unternehmen speziell auf Hyperscale-Rechenzentren ab, wobei bedeutende Projekte in Ohio, Pennsylvania und Rumänien geplant sind.

Bevorstehende Projekte und Entwicklungen

Es stehen mehrere Projekte an, die die wachsende Dynamik hinter SMR-betriebenen Rechenzentren verdeutlichen:

Der SMR-Campus in Schweden: Das von Instance Architects entworfene Projekt von Kärnfull Next in Nyköping zielt darauf ab, hochmoderne Kernenergieerzeugung mit dem Betrieb von Rechenzentren zu integrieren. Es wird erwartet, dass das Projekt einen Präzedenzfall für ähnliche Initiativen auf der ganzen Welt schaffen wird, vorbehaltlich technischer Studien und lokaler Akzeptanz.

Das Projekt soll bis 2030 fertiggestellt werden. Das ehrgeizige SMR-Campus-Projekt wird voraussichtlich Stromgestehungskosten von 65 bis 85 Dollar pro Megawattstunde (MWh) aufweisen. Die Kostenprognosen des Projekts berücksichtigen die Integration moderner Technologie und die Vorteile eines zentralisierten SMR-Campusmodells, das die Effizienz steigern und die Kosten senken könnte.

Internationale Unternehmungen von Nuscale: Die Vereinbarung von Nuscale mit Ropower Nuclear in Rumänien über den Einsatz eines Voygr-6 SMR-Kraftwerks im Kraftwerk Doicesti ist ein Beispiel für die globale Reichweite und das Potenzial der SMR-Technologie. Das Konzept dürfte mit prognostizierten Stromgestehungskosten von 40 bis 60 Dollar pro MWh bis 2030 eine der kosteneffizientesten Optionen sein. Die niedrigeren Kosten sind auf die modulare Bauweise von Nuscale zurückzuführen, die einen skalierbaren Einsatz und kürzere Bauzeiten ermöglicht, was die Gesamtprojektkosten erheblich senkt.

Nuward SMR von EDF: Mit der Technik soll in Frankreich ein bedeutendes Projekt in Angriff genommen werden, um bis Anfang der 2030er Jahre den ersten kleinen modularen Reaktor zu errichten. Diese Initiative konzentriert sich auf den Bau eines 170-MW-Reaktors, der eine zuverlässige und kohlenstoffarme Energiequelle darstellen soll.

Das Projekt soll die Flexibilität und Effizienz von SMR-Reaktoren unter Beweis stellen, insbesondere im Hinblick auf die Verringerung der Treibhausgasemissionen und die Gewährleistung einer stabilen Energieversorgung. Es wird davon ausgegangen, dass die Stromgestehungskosten (LCOE) bis 2030 zwischen 60 und 80 Dollar pro Megawattstunde (MWh) liegen werden. Diese Schätzung berücksichtigt die laufenden Fortschritte bei den modularen Bautechniken und die Größenvorteile, die sich durch den Einsatz von mehr Einheiten ergeben.

Die Nuclear Industry Association hat einen Antrag auf eine Rechtfertigungsentscheidung für das Rolls-Royce SMR-Reaktordesign gestellt. Der Antrag unterstreicht die Vorteile einer sauberen, stabilen und flexiblen Energieversorgung durch den SMR von Rolls-Royce und hebt seine robusten Sicherheitsmerkmale hervor.

Helena Perry, Direktorin für Sicherheits- und Regulierungsfragen bei Rolls-Royce SMR, erläutert, dass jedes "fabrikgefertigte" Kernkraftwerk genug Strom erzeugen könne, um eine Million Haushalte über 60 Jahre lang zu versorgen. Dieses Projekt sei ein entscheidender Schritt auf dem Weg zur Inbetriebnahme im Vereinigten Königreich. Rolls-Royce SMR ist auf dem besten Weg, Schritt 2 der generischen Entwurfsbewertung bis zum Sommer abzuschließen und unmittelbar danach in den letzten Schritt überzugehen.

Newcleo, ein weiterer wichtiger Akteur im SMR-Bereich, strebt LCOE von 70 bis 90 Dollar pro MWh an. Der Schwerpunkt liegt auf fortschrittlichen Sicherheitsfunktionen und der Integration in die bestehende Infrastruktur, um die Kosten wettbewerbsfähig zu halten und gleichzeitig hohe Zuverlässigkeit und Sicherheitsstandards zu gewährleisten.

Kostenbetrachtungen und Vergleiche

Die umfassende Energielösung, die SMRs bieten, insbesondere für kritische Infrastrukturen wie Rechenzentren, kann die höheren Anfangsinvestitionen rechtfertigen. Die Kosten müssen jedoch gegen die Zuverlässigkeit, die Stabilität und die geringeren Kohlenstoffemissionen der Kernkraft abgewogen werden.

Im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energiequellen sind die prognostizierten Kosten von Kernenergieanlagen wettbewerbsfähig, insbesondere wenn man bedenkt, dass sie in der Lage sind, kontinuierlich und zuverlässig Strom zu liefern.

Bis 2030 werden die Stromgestehungskosten für Windenergie voraussichtlich bei 30 bis 60 Dollar pro MWh liegen, für Solarenergie zwischen 20 und 50 Dollar pro MWh und für Wasserstoffenergie bei 100 bis 150 Dollar pro MWh. Wind- und Solarenergie sind zwar pro MWh billiger, aber ihre Unbeständigkeit und die Notwendigkeit von Energiespeicherlösungen erhöhen die Gesamtkosten. Kernkraftwerke bieten eine stabile und zuverlässige Stromversorgung, was sie zu einer attraktiven Option für Rechenzentren macht, die eine Betriebszeit von nahezu 100 Prozent benötigen.

Kostenvoranschläge und Zukunftsaussichten

• Die Erstinvestition für SMRs liegen in der Regel zwischen 4.000 und 9.000 Dollar pro Kilowatt Leistung, abhängig von der Konstruktion und den behördlichen Anforderungen.

• Die Betriebskosten der Kernenergie liegen im Durchschnitt zwischen 30 und 50 Dollar pro Megawattstunde (MWh) und sind damit wettbewerbsfähig mit erneuerbaren Energiequellen wie Wind und Sonne.

Es wird erwartet, dass der Einsatz von SMRs für Rechenzentren aufgrund der steigenden Nachfrage nach zuverlässigen und nachhaltigen Energielösungen zunehmen wird. Da der Energieverbrauch durch KI und andere Technologien stark ansteigt, wird der Bedarf an einer robusten Energieinfrastruktur immer dringender. SMRs können diesen Bedarf decken und gleichzeitig die Umweltziele unterstützen, indem sie einen Weg in eine widerstandsfähigere und nachhaltigere Energiezukunft bieten.

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