Künstliche Intelligenz verschlingt Strom, kleine modulare Reaktoren (SMR) werden zur entscheidenden Lösung, und die nächsten fünf Jahre sind das entscheidende Fenster.

Die „Stromknappheit“ in der Ära der Künstlichen Intelligenz macht stabile und serienmäßig herstellbare kleine Kernreaktoren (SMR) zur Schlüssellösung. Technologieriesen wie Microsoft und Google ersetzen zunehmend die Regierungen als finanzielle Rückenstützer. Trotz der Kostenreduktionsdrucke und geopolitischen Risiken in der Brennstoffversorgung ist die nächste fünfjährige Periode ein entscheidender Testzeitraum, in dem sich die SMR-Technologie beweisen muss, ob sie eine skalierbare Umsetzung erreichen kann.

Mit dem sprunghaften Anstieg des Energiebedarfs durch Künstliche Intelligenz erlebt die Kernenergiebranche ihren „Silicon Valley Moment“, und kleine modulare Reaktoren (SMR) rücken in den Mittelpunkt des Interesses.

Am 3. Januar berichtete Michael Kern aus der Energiemedienplattform OilPrice, dass angesichts der rasanten Expansion von Künstlicher Intelligenz (KI)-Datenzentren und des beschleunigten Prozesses der Elektromobilität die globale Stromnachfrage doppelt so schnell wächst wie die Gesamtenergienachfrage. Die Energiewirtschaft steht somit an einem entscheidenden Wendepunkt.

Konventionelle intermittierende erneuerbare Energien können nicht mehr den Bedarf der modernen Wirtschaft an rund-the-clock (24/7) stabiler Basislaststromdeckung befriedigen. Kernenergie, insbesondere kleine modulare Reaktoren (SMRs), wird als der Schlüsselweg zur Lösung dieses Nachfrage- und Angebotsungleichgewichts angesehen.

Im Gegensatz zu traditionellen Großkernkraftprojekten versuchen SMRs, die Bauzeit auf 3 - 5 Jahre zu verkürzen und die anfänglichen Kapitalkosten zu senken, um so die finanziellen Fallen von Großprojekten, die oft Hunderte von Milliarden Dollar kosten, zu vermeiden. Dadurch wird Kernenergie von einem „Großbauvorhaben“ zu einem „Industrieprodukt“.

Das markanteste Merkmal dieser Veränderung ist die Verschiebung der Treiber: Der private Sektor, insbesondere Technologieriesen, hat die Regierungen als Hauptakteure im Wiederaufleben der Kernenergie abgelöst. Unternehmen wie Microsoft, Google, Amazon und Oracle haben kürzlich Pläne entwickelt, indem sie langfristige Strombeschaffungsvereinbarungen (PPA) unterzeichnet oder direkt investiert haben, um die zukünftige saubere Stromversorgung zu sichern.

Dennoch stehen der Massenimplementierung von SMRs noch erhebliche Herausforderungen entgegen. Obwohl die Stromerzeugung durch globale Kernreaktoren 2025 vermutlich einen neuen Höchststand erreichen wird, muss die SMR-Technologie einen Sprung von der „maßgeschneiderten Bauweise“ zur „Serienproduktion in der Fabrik“ schaffen, um wirtschaftlich tragfähig zu werden. Die nächsten fünf Jahre (2025 - 2030) werden als eine entscheidende Phase für die SMR-Branche angesehen. Wenn die Hersteller eine Fließbandproduktion ähnlich der Flugzeugindustrie etablieren und die Brennstoff- und Regulierungsbarrieren überwinden können, werden SMRs eine solide Grundlage für saubere Stromnetze bilden. Andernfalls, wenn es nur auf „Papierentwürfen“ oder Einzelprojekten bleibt, könnte die Branche die Misserfolge der Energieexperimente aus dem 20. Jahrhundert wiederholen.

01 Warum ist „Kleinheit“ die einzige Logik für das Überleben der Kernenergie?

Traditionelle Großkernkraftprojekte sind zu einem Kapitalalbtraum geworden. Am Beispiel des Vogtle-Kraftwerks in Georgia (USA) ist zu sehen, dass die Kosten schließlich über 30 Milliarden Dollar betrugen, fast doppelt so viel wie die ursprüngliche Schätzung.

Kein privater Investor möchte es wagen, vor der ersten Einnahme eine enorme Verschuldung über 15 Jahre hinweg zu tragen. Diese jahrzehntelangen Kapitalbindungen halten private Investoren fern. Im Gegensatz dazu versuchen SMRs, die Bauzeit auf 3 - 5 Jahre zu verkürzen und die anfänglichen Investitionen auf ein Niveau zu senken, das mittelständischen Versorgungsunternehmen oder Technologieriesen zugänglich ist.

SMRs lösen dieses Problem durch drei Dimensionen der Veränderung:

Größenreduktion (Small): Die Leistung liegt unter 300 MWe, etwa ein Drittel der Leistung eines herkömmlichen Kraftwerks, was ausreicht, um ein großes Industriegebiet oder 250.000 Haushalte zu versorgen.

Modulare Produktion (Modular): Dies ist der wahre wirtschaftliche Motor. Die Komponenten werden in der Fabrik vorgefertigt, statt auf schlammigen Baustellen maßgeschneidert zu werden, und anschließend per LKW oder Eisenbahn transportiert. Dieser Ansatz wandelt die „Volumenwirtschaftlichkeit“ in eine „Einzelproduktionseffizienz“ um.

Technologische Weiterentwicklung (Reactor): Es werden Konzepte der vierten Generation von Kernreaktoren eingesetzt, wie Salzschmelzereaktoren (bei denen der Brennstoff flüssig ist und somit die Gefahr eines Kernschmelzes ausgeschlossen wird) und gasgekühlte Reaktoren, die Prozesswärme bei Temperaturen über 700°C liefern können.

Der Umstieg von Technologieriesen auf Kernenergie beruht nicht auf plötzlicher Begeisterung für kohlenstofffreie Basislaststromversorgung, sondern darauf, dass ihre KI-Entwicklungspläne an eine physikalische Grenze stoßen. Statistiken zeigen, dass eine einzelne ChatGPT-Abfrage etwa zehnmal so viel Strom verbraucht wie eine Google-Suche.

Amazon, Google und Microsoft haben erkannt, dass Wind- und Sonnenenergie im Wesentlichen „Teilzeit“-Energien sind und nicht die rund-the-clock-Betriebsanforderungen von Rechenzentren erfüllen können. Die Batterietechnologie kann das Problem der „Intermittenz“ auf Gigawatt-Ebene noch nicht lösen. SMRs sind die einzige Technologie, die rund-the-clock „stabilen“ Strom liefern und so kompakt ist, dass sie in der Nähe von Serverfarmen errichtet werden kann.

02 Technologieriesen: Der private Sektor als neuer Treiber der Kernenergie

Der Antrieb für den SMR-Markt hat sich vollständig gewandelt. Zum ersten Mal in der Geschichte wird die Kernenergie hauptsächlich vom privaten Sektor angetrieben und nicht von staatlicher Willenskraft.

Microsoft: Hat eine 20-jährige Strombeschaffungsvereinbarung (PPA) unterzeichnet, um die Einheit 1 von Three Mile Island wieder in Betrieb zu nehmen.

Google: Hat von Kairos Power 6 - 7 Reaktoren bestellt, um 500 Megawatt sauberer Energie zu erhalten.

Amazon: Hat an X-energy beteiligt und mit Dominion eine Absichtserklärung über die Standortwahl für SMRs unterzeichnet.

Oracle: Hat einen großen Rechenzentrumspark angekündigt, der von drei modularen Reaktoren versorgt wird.

Durch die Unterzeichnung von 20-jährigen Beschaffungsvereinbarungen lösen diese Unternehmen das größte Problem der SMR-Hersteller: die Auftragssicherheit. Diese Sicherheit macht es möglich, Kreditfinanzierungen zu erhalten und bildet die Grundlage für die Etablierung von Lieferketten und Fabriken.

03 Serienproduktionseffizienz und Kostenschwierigkeiten

Die wirtschaftliche Logik von SMRs basiert auf der Massenproduktion. Wenn nur ein einzelner SMR gebaut wird, wäre er die teuerste Stromquelle auf der Welt. Erst die Serienproduktion in der Fabrik, ähnlich wie bei Flugzeugen, kann das Versprechen der „Modularität“ erfüllen.

Die Internationale Energieagentur (IEA) schätzt, dass die jährlichen Investitionen in SMRs bis 2030 25 Milliarden Dollar erreichen werden. Die Kosten für den Aufbau der ersten Fabrik sind jedoch enorm. Studien zeigen, dass die Kapitalkosten durch das „Lernen im Betrieb“ bei jeder Verdopplung der Produktion um 5 - 10 % sinken können. Eine Studie von BASE in Deutschland weist jedoch darauf hin, dass im Durchschnitt 3.000 SMRs produziert werden müssen, bevor eine echte Massenproduktionseffizienz erreicht wird.

Das aktuelle Ziel der Branche ist es, die Kosten auf 2.500 US-Dollar pro Kilowatt zu senken. Dies erfordert jedoch die Überwindung großer anfänglicher Hindernisse. Derzeit setzen grüne Anleihen und öffentlich-private Partnerschaften (PPP) ein. Über 5 Milliarden US-Dollar an grünen Anleihen wurden in Kernenergie investiert, und das US-Energieministerium hat auch Milliarden von Dollar in sein Programm zur Demonstration von fortschrittlichen Reaktoren eingesetzt. Der echte Wendepunkt liegt jedoch in den langfristigen Beschaffungsvereinbarungen von Technologieriesen, die Kreditfinanzierungen ermöglichen.

04 Ein 1,5 Billionen US-Dollar Markt für industrielle Wärme und Meerwasserentsalzung

Außer für die Stromerzeugung haben SMRs auch ein großes Potenzial im Bereich der industriellen Wärmeversorgung. Etwa 89 % des Bedarfs an hoher industrieller Wärme weltweit wird derzeit durch fossile Brennstoffe gedeckt, die in der Stahl-, Zement- oder Glasindustrie eingesetzt werden. Wind- und Sonnenenergie können diese hohen Temperaturen nicht effektiv bereitstellen.

Hohe Temperatur gasgekühlte Reaktoren (HTGR) sind die einzige kohlenstofffreie Technologie, die Dampf bei 750°C innerhalb der „Umzäunung“ von fossilen Kraftwerken liefern kann. Laut einer Studie von LucidCatalyst aus dem Jahr 2025 könnte der potenzielle Markt für industrielle SMRs bis 2050 700 Gigawatt erreichen, was einer Investitionsmöglichkeit von 1,5 Billionen US-Dollar entspricht. Ohne den Zugang von SMRs zum industriellen Wärmemarkt ist die Erreichung von Netto-Null-Emissionen fast mathematisch unmöglich.

Darüber hinaus werden SMRs in den Mittleren Osten und Nordafrika als neues Hoffnungsträger für die Meerwasserentsalzung gesehen. Saudi-Arabien und Jordanien evaluieren die Nutzung von SMRs zur Energieversorgung von Umkehrosmose- oder Mehrstufenentsalzungsverfahren. Daten aus dem Jahr 2025 zeigen, dass die Kosten für die Produktion von Süßwasser durch Hochtemperatur-He-Gas-Reaktoren im wirtschaftlich tragbaren Bereich zwischen 0,69 und 1,04 US-Dollar pro Kubikmeter liegen.

05 Engpässe in der Lieferkette und geopolitische Risiken

Der Achillesferse des SMR-Revolutions liegt im Brennstoff. Die meisten fortschrittlichen Designs basieren auf hoch angereichertem, aber niedrig angereichertem Uran (HALEU). Derzeit kontrolliert Russland 40 % der globalen Urananreicherungskapazität, Kasachstan liefert 43 % des globalen Urans, und der Militärputsch in Niger hat die Lieferstabilität weiter geschwächt.

Der Westen beschleunigt jedoch die Wiederherstellung der Lieferkette. Ende 2025 hat Urenco USA in New Mexico das erste Uran mit einer Anreicherung von über 5 % produziert, und Centrus Energy hat in Ohio kommerzielle Anreicherungsaktivitäten gestartet. Die Inbetriebnahme neuer Uranminen dauert jedoch 7 - 10 Jahre. Derzeit hat der Uranpreis in neuen Verträgen das Niveau von 86 - 90 US-Dollar pro Pfund erreicht.

Solange die Brennstoffversorgung nicht diversifiziert ist, wird die Entwicklung von SMRs weiterhin stark von geopolitischen Faktoren eingeschränkt.

Dieser Artikel stammt aus dem WeChat-Account „Hard AI“, Autor: Spezialist für technologische Forschung und Entwicklung. 36Kr hat die Veröffentlichung mit Genehmigung vorgenommen.