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Oct 23, 2023

Nuklear

Chris Baraniuk Präsident Eisenhower hatte einen einfachen Traum. Während das US-Militär

Chris Baraniuk

Präsident Eisenhower hatte einen einfachen Traum. Während das US-Militär damit beschäftigt war, sein junges Atomwaffenarsenal zu erweitern und 1954 das erste Atom-U-Boot der Welt vom Stapel zu lassen, träumte Eisenhower von einem Schiff, das den Frieden symbolisieren sollte. Angetrieben von der überragenden Kraft des Atoms würde dieses Schiff unter dem Sternenbanner um die Welt reisen und nichts als ein paar US-Beamte und guten Willen an Bord haben.

Aber seine Helfer glaubten es nicht. Warum konnte dieser schwebende Ego-Trip nicht wenigstens versuchen, ein oder zwei Dollar zu verdienen? Am Ende stimmte Eisenhower der Genehmigung eines atomgetriebenen Handelsschiffs zu, das sowohl Fracht als auch Passagiere befördern sollte. Und natürlich auch Kulanz.

Das Atomschiff Savannah, das 14.000 Tonnen Fracht befördern kann, wurde 1962 in Dienst gestellt. Sein Reaktor war von 4 Fuß Beton sowie dicken Schichten aus Stahl und Blei umgeben. In der glitzernden Passagierlounge stand ein 8 Fuß langer Tisch mit weißer Marmorplatte – und ein frühes Videoüberwachungssystem, damit die Passagiere den Reaktor im Auge behalten konnten, während sie Martinis schlürften.

Ein emissionsfreies Frachtschiff ist ein Traum, der heute, in einer Zeit, in der die Dekarbonisierung für die Bewältigung der Klimakrise von entscheidender Bedeutung ist, möglicherweise noch vielversprechender erscheint. Die Schifffahrt ist derzeit für 3 Prozent aller Treibhausgasemissionen verantwortlich und gilt als besonders schwierig zu dekarbonisierende Branche. Am Ort der Nutzung verursacht Kernenergie keine Emissionen.

Aber beachten Sie diese warnende Geschichte der nuklearen Hybris. Die NS Savannah war ein Fehlschlag. Während seines ersten Jahres auf See kippte das Schiff 115.000 Gallonen radioaktiven Abfalls ins Meer. Es verfügte über unzureichende Kräne und schlecht konstruierte Ladeluken. Der Betrieb war enorm teuer, das Schiff beförderte nur drei Jahre lang Passagiere und weitere fünf Jahre nur Fracht, bevor es in den Ruhestand ging.

Auch andere Länder versuchten im 20. Jahrhundert – und hatten Mühe –, nukleare Handelsschiffe zum Laufen zu bringen. Dem westdeutschen Demonstrations-Atomfrachtschiff Otto Hahn wurde aus Sicherheitsgründen die Einfahrt in einige Häfen und den Suezkanal verweigert. Die Mutsu, ein japanisches Schiff, erlitt 1974 einen geringfügigen Fehler in der Strahlungsabschirmung ihres Reaktors, der für Aufruhr sorgte. Empörte Fischer blockierten mehrere Wochen lang die Rückkehr des Schiffes in den Hafen.

Im Jahr 2023 gibt es weltweit nur noch ein aktives Handelsschiff mit Atomantrieb, das in Russland gebaute Containerschiff NS Sevmorput. Im Vergleich zu den meisten Containerschiffen, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, ist es winzig und wurde immer wieder von Pannen heimgesucht.

Diese vier Verrücktheiten verdeutlichen gut, warum riesige Handelsschiffe immer noch im Allgemeinen mit Öl betrieben werden. Und doch sind seit mehr als einem halben Jahrhundert nuklearbetriebene U-Boote und Flugzeugträger sowie Eisbrecher relativ unkompliziert über die Weltmeere gesegelt. Hunderte von Kernreaktoren wurden auf See betrieben, und angesichts der Dringlichkeit, die Emissionen jetzt zu reduzieren, könnte man argumentieren, dass es an der Zeit ist, endlich auf nukleare Frachtschiffe umzusteigen.

Im Februar unterzeichnete eine Gruppe von in Südkorea ansässigen Organisationen, darunter auch hinter mehreren Reedereien, eine entsprechende Absichtserklärung. Ziel der Gruppe ist die Entwicklung nuklearbetriebener Handelsschiffe, die mit kleinen modularen Reaktoren ausgestattet sind. Aber sie werden nicht viel mehr über das Projekt sagen.

Jeremy White

Kate Knibbs

WIRED-Mitarbeiter

Stephanie McNeal

„Wir glauben, dass es noch zu früh ist, Details zu den greifbaren Ergebnissen dieser Partnerschaft zu nennen“, sagt Hojoon Lee, Sprecher von HMM, einer der beteiligten Reedereien, gegenüber WIRED. „Wir haben noch einen langen Weg vor uns, um die kommerzielle Realisierbarkeit nuklearer Energiequellen zu erreichen.“

In Norwegen ist ein weiteres Projekt namens NuProShip (Nuclear Propulsion of Merchant Ships) im Gange. Das Team dahinter hat eine kurze Liste von sechs möglichen Reaktordesigns erstellt, die in einem Demonstrationsschiff funktionieren könnten, sagt Projektmanager Jan Emblemsvåg von der norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie. „Der Fortschritt ist ganz in Ordnung“, fügt er per E-Mail hinzu. Er und seine Kollegen planen, einen Flüssiggastanker namens Cadiz Knutsen auf Atomkraft umzustellen.

Sowohl die südkoreanischen als auch die norwegischen Bemühungen erwägen den Einsatz von Schmelzsalzreaktoren. Anstelle fester Brennstäbe wird der Kernbrennstoff in diesen Geräten beispielsweise in geschmolzenen Fluoridsalzen gelöst. Solche Reaktoren wurden erstmals in den 1960er Jahren in Betrieb genommen und sind nichts Neues, doch technische Probleme, darunter Korrosion im Inneren der Reaktoren, haben ihre flächendeckende Einführung behindert. Trotz einiger Bedenken hinsichtlich der Realisierbarkeit dieser Technologie verfolgen mehrere Länder sie. Befürworter sagen, dass solche Reaktoren grundsätzlich erhebliche Sicherheits- und Effizienzvorteile gegenüber anderen Typen haben könnten, etwa Druckwasserreaktoren, die in den meisten Kernkraftwerken weltweit eingesetzt werden. Kernschmelzen – bei denen Reaktionen im festen Kernbrennstoff außer Kontrolle geraten, was dazu führt, dass er überhitzt, schmilzt und die Gefahr besteht, dass der Sicherheitsbehälter des Reaktors durchbrochen wird – werden in einem Salzschmelze-Design praktisch unmöglich gemacht, da der Brennstoff bereits in einem geschmolzenen Zustand ist und kann abgelassen werden, um eine außer Kontrolle geratene Reaktion zu verhindern.

Kernbrennstoff habe eine unglaubliche Energiedichte, betont Luciano Ondir Freire vom Institut für Kern- und Energieforschung in Brasilien. Trotz der erheblichen Vorlaufkosten für den Bau eines neuen Reaktors für die größten Containerschiffe schätzt er, dass die Umstellung von schmutzigen fossilen Brennstoffen auf Kernenergie auf lange Sicht kosteneffektiv wäre.

Kernreaktoren können viele Jahrzehnte lang betrieben werden – wie zum Beispiel der Reaktor am Nine Mile Point in New York, der seit 1969 in Betrieb ist. Das hört sich gut an, könnte für Schiffseigner aber tatsächlich ein Problem sein. Ein großes Containerschiff hat möglicherweise nur eine Lebensdauer von etwa 20 Jahren, was bedeutet, dass der teure neue Reaktor, der speziell dafür gebaut wurde, kaum genutzt werden kann. Außerdem bliebe Ihnen die Mühe, die Komponenten des Kernkraftwerks zu entfernen und das Schiff sicher zu machen, damit es verschrottet werden kann – die NS Savannah, heute im Wesentlichen ein Museumsstück, muss noch vollständig dekontaminiert werden, mehr als ein halbes Jahrhundert nachdem der kommerzielle Betrieb eingestellt wurde.

Ondir Freire und Delvonei Alves de Andrade, der auch am brasilianischen Institut für Kern- und Energieforschung arbeitet, haben mehrere Artikel über die Geschichte und mögliche Zukunft der atomgetriebenen Handelsschifffahrt veröffentlicht – und sie haben eine Lösung im Sinn: kleine Reaktoren, die abgetrennt werden können von einem Schiff und in einem anderen oder einer anderen Art von Einrichtung installiert.

Jeremy White

Kate Knibbs

WIRED-Mitarbeiter

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Aber herauszufinden, was mit dem Reaktor eines Schiffes geschehen soll, ist bei weitem nicht die einzige Hürde. Die Menschen müssen von der Sicherheit der Kernenergie und -technologie überzeugt werden, sagt Alves de Andrade. Trotz hervorragender Sicherheitsbilanz an vielen Kernkraftwerken auf der ganzen Welt wird die öffentliche Wahrnehmung verständlicherweise weiterhin von den Katastrophen von Tschernobyl und Fukushima sowie von Bedenken darüber dominiert, was mit radioaktivem Abfall geschehen soll.

Und obwohl derzeit viele Kernreaktoren auf See in Betrieb sind, befinden sie sich in der Regel auf Schiffen mit den höchsten Sicherheitsvorschriften der Welt. Kommerzielle Schiffe sind gelegentlich Opfer von Piraterie und Unfällen, einschließlich Großbränden und Explosionen – der Gedanke, solchen Szenarien Kernbrennstoff hinzuzufügen, dürfte kaum auf Begeisterung stoßen.

Die Aufgabe, zu einer Welt zu wechseln, in der nuklearbetriebene Schiffe in Handelshäfen allgemein willkommen sind, sei „nicht trivial“, sagt Stephen Turnock, Professor für maritime Strömungsdynamik an der University of Southampton. „Man muss über Protokolle verfügen, die sagen, was im Falle eines Notfalls im Zusammenhang mit einem Atomschiff passieren würde“, erklärt er.

Simon Bullock, ein Schifffahrtsforscher an der Universität Manchester, sagt, dass es keinen ausreichenden Regulierungsrahmen gebe, um zu definieren, wie Atomschiffe im kommerziellen Sektor weltweit operieren würden, einschließlich Einzelheiten darüber, wer die Verantwortung für etwaige Pannen tragen würde. Wäre es der Schiffseigner, der Schiffsbetreiber, der Hersteller des Kernreaktors oder das Land, in dem das Schiff registriert ist, der sogenannte Flaggenstaat? Es gebe sechs „jahrzehntelange Probleme“ dieser Art in Bezug auf Atomschiffe, die die Internationale Seeschifffahrtsorganisation (IMO) und andere Organisationen lösen müssten, wenn atomgetriebene Handelsschiffe jemals weit verbreitet würden, sagt er.

Liz Shaw, eine IMO-Sprecherin, sagt: „Es gibt eine lange Geschichte der Zusammenarbeit und Koordinierung der IMO mit anderen Stellen, wo es nötig ist.“ Es gebe Richtlinien, wie Mitgliedsstaaten Vorschläge zur Aktualisierung bestehender Vorschriften einreichen könnten, fügt sie hinzu.

Auch die Besatzungen von Atomschiffen würden eine spezielle Ausbildung und Fachkenntnisse benötigen, was die Kosten für den Betrieb solcher Schiffe erhöht. Lohnt es sich angesichts der Notwendigkeit der Dekarbonisierung jetzt, sich all diesen Herausforderungen zu stellen? Wahrscheinlich nicht, sagt Bullock. „Das Entscheidende sind hier die nächsten zehn Jahre“, sagt er und verweist auf die Dringlichkeit, die Emissionen und den Klimawandel jetzt anzugehen. „Atomkraft kann da nichts ausrichten.“

Selbst das norwegische NuProShip-Projekt wird sein erstes Demonstrationsschiff erst im Jahr 2035 umrüsten. Mittlerweile werden bereits andere emissionsarme oder emissionsfreie Kraftstoffe in Schiffen eingesetzt – von Methanol über Ammoniak bis hin zu Elektrobatterien und Wasserstoff. Nichts davon ist perfekt und alle werden in den kommenden Jahren um die Vorherrschaft kämpfen. Die Kernenergie mit ihren vielen Komplikationen sei „möglicherweise eine gefährliche Ablenkung“ vom Hauptrennen, sagt Bullock.

Was es wert ist: Turnock investiert sein Geld in Wasserstoff. Letzten Monat hat die Sportbekleidungsmarke Nike in Europa einen wasserstoffbetriebenen Lastkahn auf den Markt gebracht, und es sind bereits verschiedene andere wasserstoffbetriebene Schiffe ähnlicher Größe unterwegs.

Mit Blick auf die Zukunft werden die Schiffseigner jedoch möglicherweise irgendwann ernsthaft die Nukleartechnologie einführen. Hier ist eine lustige Tatsache. Auch die ursprüngliche Savannah, ein Dampfschiff, war ein technologischer Pionier. Es wurde 1818 in den USA gebaut und war das erste Dampfschiff, das den Atlantik überquerte. Aufgrund seiner riesigen Motoren konnte es jedoch kaum Fracht transportieren und galt daher als unrentabel. Doch innerhalb von Jahrzehnten beherrschte der Dampf die Wellen.

Auch wenn die NS Savannah wie ein verlockend kurzlebiges Experiment erscheint, das vom längst verblassten Atomidealismus der 1950er Jahre umhüllt ist, werden atomgetriebene Handelsschiffe vielleicht doch irgendwie die Oberhand gewinnen. Wie Präsident Eisenhower herausfand, sind Träume eine Sache. Dann ist da noch die Zukunft.