Der Horizont des internationalen Seetransports steht vor einem tiefgreifenden Wandel mit der Ankündigung Chinas eines nuklearbetriebenen Frachtschiffs völlig neuen Typs. Dieses Projekt, getragen von der Jiangnan Shipbuilding Group, basiert auf der Verwendung eines alternativen Brennstoffs, Thorium, und einer Reaktorarchitektur, die sich radikal von konventionellen Systemen unterscheidet. Diese Initiative könnte die Standards in Bezug auf Autonomie und Nachhaltigkeit für die globale Handelsflotte neu definieren und einen bedeutenden Schritt zur Dekarbonisierung des Sektors markieren.
Die Konstruktion dieses Meeresriesen, der 14.000 Container transportieren kann, integriert einen innovativen Energieansatz. Sein Herzstück ist ein Thorium-Flüssigsalzreaktor (TMSR), der eine thermische Leistung von 200 MW liefert. Eine grundlegende Besonderheit dieses Systems liegt in seinem Modus der Energieumwandlung: Die erzeugte Wärme wird nicht zur Dampferzeugung für Turbinen genutzt, sondern speist einen fortschrittlichen Kreislauf mit überkritischem Kohlendioxid. Diese technologische Wahl ermöglicht eine zuvor unerreichte Leistung und Kompaktheit für den Schiffsantrieb.
Ein energiepolitischer Technologiesprung
Das eingesetzte Verfahren der Stromerzeugung stellt einen bemerkenswerten Fortschritt dar. Das System mit überkritischem Kohlendioxid, das nach dem Prinzip des Brayton-Zyklus arbeitet, ermöglicht es, Wärme mit einem Wirkungsgrad zwischen 45 und 50 % in Strom umzuwandeln. Diese Effizienz übertrifft die von klassischen Druckwasserreaktoren bei weitem, die in der Regel bei etwa 33 % gedeckelt sind. Diese Optimierung führt zur Erzeugung von 50 Megawatt elektrischer Leistung, ausreichend, um den Antrieb des Schiffs über sehr lange Zeiträume ohne Brennstoffnachschub zu gewährleisten.
Die inhärente Sicherheit des Systems stellt eine weitere Säule dieser Innovation dar. Die Nutzung von Thorium, einem häufiger vorkommenden Element als Uran, geht mit einer handlicheren Reaktorphysik einher. Der Brennstoff, gelöst in geschmolzenen Salzen, arbeitet bei Atmosphärendruck und eliminiert so das Risiko einer Explosion durch Überdruck. Zudem weist der Reaktor einen negativen Temperaturkoeffizienten auf, einen selbstregulierenden Mechanismus, der die Kernreaktion bei Temperaturanstieg natürlich verlangsamt und so ein Durchgehen des Reaktorkerns verhindert.
Die Konstruktion integriert mehrere passive Sicherheitsbarrieren. Im Falle eines Versagens würde der flüssige Brennstoff durch Schwerkraft in Auffangbehälter unter dem Reaktor abfließen, wo er erstarrt und die radioaktiven Materialien einschließt. Der gesamte Reaktorblock ist als versiegeltes Modul konzipiert, das nach einer Betriebsdauer von 10 Jahren vollständig ausgetauscht wird. Dieser "Plug-and-Play"-Ansatz minimiert die Brennstoffhandhabung in Hafenumgebungen und reduziert das Risiko menschlichen Versagens oder von Leckagen erheblich.
Eine industrielle und geopolitische Strategie
Dieses Frachtschiffprojekt ist Teil einer breiteren chinesischen Energiestrategie, die darauf abzielt, die Versorgung des Landes zu sichern. China verfügt über bedeutende Thoriumvorkommen, insbesondere in der Lagerstätte Bayan Obo in der Inneren Mongolei. Die Entwicklung einer nuklearen Wertschöpfungskette auf Basis dieser einheimischen Ressource würde es China ermöglichen, die Abhängigkeit von Uranimporten zu verringern und so seine Energiesouveränität zu stärken. Dieses Ambition wird durch erhebliche Investitionen in die Forschung und Entwicklung von Reaktoren der vierten Generation unterstützt.
Die technische Machbarkeit des Verfahrens wurde kürzlich durch einen bedeutenden Durchbruch gestärkt. Chinesische Forscher demonstrierten erstmals die erfolgreiche Umwandlung von Thorium in spaltbares Uran-233 in einem experimentellen Flüssigsalzreaktor in der Wüste Gobi. Diese Errungenschaft validiert den Thorium-Brennstoffkreislauf und stellt einen essentiellen Machbarkeitsnachweis für die gesamte Wertschöpfungskette dar, über die rein maritime Anwendung hinaus.
Über dieses Frachtschiff hinaus umfasst die chinesische Roadmap die Entwicklung weiterer ziviler nuklearer Träger. Ein Suezmax-Tanker, der einen mit Blei-Wismut gekühlten Reaktor nutzt, und ein schwimmendes Kraftwerk werden ebenfalls untersucht. Diese Projekte zielen darauf ab, die Reife und Vielseitigkeit fortschrittlicher Nukleartechnologien zu demonstrieren, mit dem erklärten Ziel, das Land als Marktführer auf dem globalen Markt für Reaktoren und kohlenstofffreie Antriebssysteme für den Schwerlastverkehr zu positionieren.
Autor des Artikels: Cédric DEPOND
Quelle: South China Morning Post