Google investiert in die Zukunft der Kernenergie!

Atomstrom für KI: Google geht voran

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Google Hauptquartier - Atomstrom ist nachhaltig und wichtig für die Weiterentwicklung von KI, so das Unternehmen.

Google setzt einen Meilenstein in der Energiewende und unterschreibt den ersten Vertrag über den Kauf von Strom aus modularen Klein-Kernreaktoren (SMR). Diese Technologie könnte die Stromversorgung revolutionieren und gleichzeitig die KI-Entwicklung nachhaltig unterstützen.

Kairos Power und Google haben ein Master Plant Development Agreement unterzeichnet, das die Entwicklung einer Batterie von Flüssigsalz-Reaktoren mit einer Leistung von 500 MW bis 2035 ermöglicht, um die Rechenzentren von Google mit Strom zu versorgen. Der erste Reaktor soll 2030 in Betrieb gehen.

Im Rahmen der Vereinbarung wird Kairos Power, mit Sitz in Alameda, Kalifornien, der Entwickler des 140-MWe-Fluoridsalzgekühlten Hochtemperaturreaktors (KP-FHR), mit der Entwicklung, dem Bau und dem Betrieb einer Reihe fortschrittlicher Reaktoren beauftragt. Kairos wird die von den Kraftwerken erzeugte Energie, die damit verbundenen Dienstleistungen und die Umweltleistungen im Rahmen von Power Purchase Agreements (PPAs) an Google verkaufen.

Funktionsprinzipien: Kleine Modulare Kernreaktoren (SMR) und Flüssigsalz-Reaktoren

Grafki SMR
SMR in einer klassischen Leichtwasserreaktor-Ausführung. 90% der Atomenergie wird von diesem Typus erzeugt.)
NuScale
Schematische Darstellung des NuScale Power Module Reaktors (50 MWe). Das NuScale Power Module ist der erste für die kommerzielle Nutzung in den Vereinigten Staaten zugelassene SMR.
Funktionsprinzip eines Flüssigsalz-Reaktors.
Funktionsprinzip eines Flüssigsalz-Reaktors.

Was ist ein SMR?

Ein Kleiner Modularer Reaktor (SMR) ist ein kompakter Kernreaktor, der im Vergleich zu herkömmlichen Reaktoren kleiner und oft vorgefertigt ist. Diese Reaktoren sind so konzipiert, dass sie modular gebaut werden können, wodurch sie leichter transportierbar und schneller installierbar sind.

Sie sind in verschiedenen Funktionsweisen konzipiert, um unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden:

  • Leichtwasser-SMRs (Pressurized Water Reactor - PWR)
  • Schnelle SMRs (Fast Neutron Reactor - FNR)
  • Flüssigsalz-SMRs (Molten Salt Reactor - MSR)
  • Hochtemperaturreaktoren (High Temperature Gas Reactor - HTGR)
  • Siedewasser-SMRs (Boiling Water Reactor - BWR)

Verschiedene SMR-Designs nutzen unterschiedliche Funktionsprinzipien und Kühlmittel (Wasser, Gase, Flüssigmetalle oder Flüssigsalze), um Flexibilität, Effizienz und Sicherheit zu maximieren. Sie bieten Lösungen für verschiedene Anwendungsbereiche, von Stromerzeugung bis zu industriellen Prozessen und Abfallreduktion, mit dem gemeinsamen Ziel, sauberere und sicherere Kernenergie zu ermöglichen.

Laut Michael Terrell, Senior Director of Energy and Climate bei Google, wird sich die erste Arbeitsphase darauf konzentrieren, das erste Kairos-Kernkraftwerk bis 2030 „schnell und sicher“ ans Netz zu bringen, gefolgt von weiteren Reaktoren, die bis 2035 in Betrieb gehen sollen. Die Kraftwerke sollen in „relevanten Versorgungsgebieten errichtet werden, um die Google-Rechenzentren mit sauberem Strom zu versorgen“, so die Unternehmen in einer gemeinsamen Erklärung vom 14. Oktober.

„Dieses frühe Engagement von Google ist ein starkes Signal für die Kundennachfrage und unterstreicht die kontinuierlichen Investitionen von Kairos Power in unseren iterativen Entwicklungsansatz und den Aufbau der kommerziellen Produktion“, betonte Olson.

Für Google ist die Vereinbarung ein deutliches Zeichen des Vertrauens in die Fähigkeit der Kernenergie, den wachsenden Energiebedarf seiner Rechenzentren zu decken. Google, das bereits 115 Verträge über 14 GW an erneuerbarer Kapazität unterzeichnet hat, ist entschlossen, die Entwicklung neuer Kernkraftwerke voranzutreiben, um seine Ziele von Net Zero und 24/7 kohlenstofffreier Energie zu unterstützen", sagte Terrell.

KI braucht Strom. Viel Strom.

Das Nuklearabkommen ist für Google aus zwei Gründen wichtig, sagte Terrell. Erstens braucht das Netz neue Energiequellen, um Technologien der künstlichen Intelligenz (KI) zu unterstützen, die wichtige wissenschaftliche Fortschritte ermöglichen, die Dienstleistungen für Unternehmen und Kunden verbessern und die nationale Wettbewerbsfähigkeit und das Wirtschaftswachstum fördern“, sagte er. „Dieses Abkommen trägt dazu bei, eine neue Technologie zu beschleunigen, um den Energiebedarf sauber und zuverlässig zu decken und das volle Potenzial der KI für alle zu erschließen.“

Zweitens bietet die Kernenergie eine rund um die Uhr verfügbare, kohlenstofffreie Energiequelle, die den Strombedarf jederzeit decken kann. Durch die enge Zusammenarbeit mit den lokalen Gemeinden könne der Einsatz moderner Kernreaktoren dazu beitragen, die Dekarbonisierung der Stromnetze weltweit voranzutreiben. Neben den Vorteilen für die Umwelt sieht Google in der Kernenergie auch einen Wirtschaftsfaktor. Das Energieministerium „schätzt, dass das Erreichen von 200 GW fortschrittlicher Kernkraftkapazität in den USA bis 2050 zusätzliche 375.000 Arbeitskräfte erfordern wird“, sagte er.

Im Vergleich zu großen Nuklearprojekten bieten fortschrittliche Kernreaktoren einen neuen Weg, um die Nutzung der Kernenergie zu beschleunigen, dank ihres vereinfachten Designs und ihrer robusten inhärenten Sicherheit“, fügte er hinzu. „Die geringere Größe und das modulare Design können die Bauzeit verkürzen, den Einsatz an mehr Standorten ermöglichen und die endgültige Übergabe des Projekts vorhersehbarer machen.

Was sind Flüssigsalzreaktoren?

Ein Flüssigsalzreaktor (FSR) ist ein fortschrittlicher Kernreaktortyp, der flüssiges Salz als Kühlmittel und Brennstoff verwendet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Leichtwasserreaktoren, bei denen feste Brennstäbe in Wasser gekühlt werden, zirkuliert in einem FSR ein Gemisch aus flüssigem Salz und Kernbrennstoff (z.B. Uran oder Thorium).

Merkmale eines Flüssigsalzreaktors:

  • Kühlmittel und Brennstoff: Das Salz, häufig eine Mischung aus Fluorid- oder Chloridsalzen, ist bei hohen Temperaturen flüssig und ermöglicht eine sichere und effiziente Wärmeübertragung. Der Brennstoff kann im Salz gelöst werden, was den Reaktor sehr flexibel macht.
  • Betriebstemperaturen: Flüssigsalzreaktoren arbeiten bei sehr hohen Temperaturen (über 600°C), was eine effizientere Energieumwandlung ermöglicht.
  • Sicherheit: Flüssigsalzreaktoren sind inhärent sicherer, da sie keine Explosionen durch hohen Druck verursachen können. Im Falle eines Systemausfalls kann das flüssige Salz in einen Sicherheitsbehälter abfließen und erstarren, wodurch eine Kettenreaktion gestoppt wird.
  • Weniger Abfall: FSR können den Brennstoff effizienter nutzen und radioaktiven Abfall reduzieren. Sie sind auch in der Lage, schwer spaltbares Material wie Thorium zu verwenden, was die Brennstoffpalette erweitert.
  • Proliferationsresistenz: Da einige Designs schwieriger für die Herstellung von waffenfähigem Material zu verwenden sind, bieten FSR potenziell höhere Sicherheit gegen militärische Nutzung.

Vorteile:

  • Hoher Wirkungsgrad bei der Stromerzeugung.
  • Geringere Erzeugung langlebiger radioaktiver Abfälle.
  • Möglichkeit der Verwendung von Thorium, einem häufiger vorkommenden Element als Uran.
  • Geringeres Risiko einer Kernschmelze oder eines Unfalls.

Herausforderungen:

  • Technologische Entwicklung noch im Anfangsstadium.
  • Aufwändige Materialentwicklung erforderlich, um den hohen Temperaturen und der chemischen Aggressivität des Flüssigsalzes standzuhalten.
  • Hohe Vorlaufkosten für Forschung und Entwicklung.

Flüssigsalzreaktoren gelten als eine der vielversprechendsten Technologien der vierten Generation von Kernreaktoren und könnten in Zukunft eine zentrale Rolle bei der Erzeugung sauberer Energie spielen.

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