SMR statt Schweröl: Renaissance der Atomfrachter

Vielleicht schon im nächsten Jahrzehnt befahren elektrisch angetriebene Tanker, die Ammoniak geladen haben, Frachtschiffe voller Autos und mächtige Containerschiffe die Meere. An Bord haben sie kleine Kernkraftwerke, die den für Antrieb, Kühlung, Navigation und sonstige Verbraucher benötigten Strom nahezu emissionsfrei liefern.

Weltweit wollen gleich fünf Unternehmensgruppen das Zeitalter der Atomfrachter zurückholen, das 1962 mit der amerikanischen „Savannah“ begann und 1979 mit der Stilllegung der deutschen „Otto Hahn“ endete. Seitdem fahren Hochseeschiffe weitgehend mit Schweröl, das Umwelt und Klima stärker belastet als jeder andere fossile Brennstoff.

Der klassische Treibstoff Schweröl wird zu teuer

Doch die Schifffahrt will zunehmend darauf verzichten, denn nach und nach werden Reeder in den CO₂-Handel einbezogen. Jede emittierte Tonne kostet Geld. Zudem werden die Anforderungen an die Qualität des Treibstoffs immer höher, was diesen verteuert.

Das lässt die Flottenbetreiber nach Alternativen suchen. Elektrische Energie ist die erste Wahl. Doch auf Langstrecken ist die Stromversorgung schwer lösbar. Batterien benötigen zu viel Platz und sind zu schwer. Außerdem dauert das Aufladen zu lange.

Atom-U-Boote und Eisbrecher als Vorbilder

Brennstoffzellen wären eine Möglichkeit, doch für den Treibstoff in Drucktanks geht sehr viel Platz verloren. Deshalb haben kleine Kernkraftwerke, die jahrelang Strom erzeugen, ohne dass Brennstoff nachgefüllt werden muss, für einige Reeder höchste Priorität. Vorbilder gibt es genug: Atom-U-Boote und Eisbrecher.

Kernspaltung ohne spaltbares Material

Erst Anfang April ging die in Monaco ansässige Reederei Scorpio Tankers eine strategische Zusammenarbeit mit Ampera in Palm Beach Gardens im US-Bundesstaat Florida ein, um gemeinsam kleine Reaktoren (SMR, Small Modular Reactor) für die Schifffahrt zu entwickeln und zu vermarkten. Sie sollen eine Leistung von 15 bis 30 Megawatt haben. Ohne nachzuladen erzeugen sie 30 Jahre lang Strom.

Kurios mag erscheinen, dass die Anlagen mit Thorium als Brennstoff betrieben werden, das nicht spaltbar ist. Es wird im Reaktorkern jedoch allmählich in Uran-233 umgewandelt, ein Material, das bei der Spaltung Wärme erzeugt. Diese wird auf durchströmendes Kohlenstoffdioxid übertragen, das direkt auf einen Generator zur Stromerzeugung geleitet wird.

Ausschaltbar wie eine Nachttischlampe

Die Neutronen, die für die Umwandlung des Thoriums zu Uran und dessen Spaltung nötig sind, erzeugt eine Neutronenquelle, wie sie auch in großen Forschungsanlagen betrieben wird, etwa in der Europäischen Spallationsquelle (ESS) im schwedischen Lund. Diese externe Neutronenerzeugung hat den Vorteil, dass sich im Reaktor keine unkontrollierte Kettenreaktion mit fatalen Folgen ereignen kann. Wird die Neutronenquelle ausgeschaltet – das geht genauso einfach wie das Ausknipsen einer Nachttischlampe –, schaltet sich der Ampera-Reaktor in der gleichen Sekunde ab.

„Unsere strategische Kooperationsvereinbarung zielt darauf ab, der weltweit wachsenden Nachfrage nach zuverlässigen, CO₂-freien Energielösungen in den Märkten für Schifffahrt, Offshore und Hafeninfrastruktur gerecht zu werden“, sagt Emanuele Lauro, Vorsitzender und CEO von Scorpio Tankers. Das Unternehmen beteiligt sich mit zunächst zehn Millionen US-Dollar an der Anpassung der Ampera-Reaktoren an die Bedürfnisse der Schifffahrt.

10.000 Schiffe lassen sich umrüsten

„Die Analyse des globalen Schifffahrtsmarktes zeigt, dass mehr als 10.000 Handelsschiffe in Betrieb sind, die von einer Umstellung ihrer Antriebssysteme auf eine Ampera-Lösung profitieren könnten“, meint Brian Matthews, Gründer und CEO von Ampera.

Die Schifffahrt verbraucht jährlich etwa 350 Millionen Tonnen fossiler Brennstoffe und ist für etwa drei Prozent der weltweiten CO₂-Emissionen verantwortlich. Im Juli 2024 verabschiedete die Internationale Seeschifffahrtsorganisation neue Ziele für die Reduzierung von Treibhausgasemissionen mit dem Ziel, bis etwa 2050 Netto-Null-Emissionen zu erreichen.

Erste Ideen aus dem Jahr 2024

Zur Idee, Nukleartechnik in Frachtschiffen zu nutzen, bekannten sich 2024 als weltweit Erste der Kernenergieentwickler und -berater ULC-Energy BV in Amsterdam und der Schiffsdesigner C-Job Naval Architects in Hoofddorp am Amsterdamer Flughafen Schiphol.

Sie zeigten in einer Studie, dass ein Nuklearantrieb die Klimagasemissionen von Schiffen um 98 % reduzieren würde, verglichen mit dem Betrieb mit Schweröl beziehungsweise Diesel. ULC Energy ist unter anderem in den geplanten Bau von kleinen Kernkraftwerken des britischen Herstellers Rolls-Royce SMR involviert.

Australier haben schon grünes Licht

Am weitesten vorn liegt aktuell der australische Schiffsdesigner Seatransport in Runaway Bay im Bundesstaat Queensland. Er hat konkrete Pläne für den Nuklearantrieb eines 73 Meter langen Landungsboots Lloyd’s Register vorgelegt, einer Schiffs-Klassifikationsgesellschaft in London, die weltweit Dienstleistungen zur Risikobewertung und -minderung auf dem Meer anbietet.

Diese sind Grundlage für die Versicherungsprämien für Schiffe. Lloyd’s hat dem australischen Entwurf die grundsätzliche Genehmigung (Approval in Principle, AiP) erteilt. Das bedeutet, dass ein derart ausgestattetes Schiff die maritimen Sicherheitsbestimmungen erfüllt und versicherbar ist. Geplant sind für diesen Zweck Mikroreaktoren mit einer Leistung zwischen 1,2 und 2,6 Megawatt.

Premiere für die „Pioneering Spirit“ geplant

Das niederländische Offshore-Unternehmen Allseas hat gleich 300 Millionen Dollar in die Hand genommen, um ein Kernkraftwerk für Schiffe zu entwickeln. Es soll nach dem Vorbild des deutschen Kugelhaufenreaktors gebaut werden, der von 1967 bis 1988 in Jülich lief. Kommerzialisiert wurde er vor wenigen Jahren in China.

Allseas will seinen Reaktor bereits 2030 an Land testen und 2032 mit der Umrüstung seiner Schiffe auf Kernkraft beginnen. Premiere soll der Allseas-Reaktor auf dem eigenen Offshore-Bauschiff „Pioneering Spirit“ haben, das dafür ausgelegt ist, ganze Öl- und Gasplattformen zu transportieren.

Fünfter im Bunde ist HD Hyundai, ein südkoreanischer Mischkonzern, der unter anderem Schiffe baut. Er hat mit dem American Bureau of Shipping eine Vereinbarung zur gemeinsamen Entwicklung von kernkraftgestützten elektrischen Antriebssystemen für große Containerschiffe abgeschlossen. Als Reaktorlieferanten kommen mehrere Unternehmen in den USA, in Europa, China und Russland infrage.