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Kernkraftwerk Haixing

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Kernkraftwerk Haixing
Standort
Land Volksrepublik China
Provinz Hebei
Ort Haixing
Koordinaten 38° 6′ 39″ N, 117° 41′ 14″ O 38° 6′ 39″ N, 117° 41′ 14″ O
Reaktordaten
Eigentümer CNNP CHD Hebei Nuclear Power Co. Ltd.
Betreiber CNNP CHD Hebei Nuclear Power Co. Ltd.
Geplant 6 (7272 MW)
Die Quellen für diese Angaben sind in der Zusatzinformation einsehbar.

Das Kernkraftwerk Haixing (chinesisch 海兴核电站) soll in der chinesischen Provinz Hebei, 200 Kilometer südlich der Hauptstadt Peking entstehen. Die Anlage soll das erste Kernkraftwerk in der Provinz werden und die erste Meerwasser-gekühlte Anlage in China, die zusätzlich Kühltürme nutzen soll.[1]

Geschichte

Der Standort für ein Kernkraftwerk in der Provinz Hebei wurde 2011 gefunden im Rahmen eines ergebnisoffenen Standortscreening, im Rahmen dessen zwei Standorte in der Umgebung von Haixing ausfindig gemacht wurden. Die Sache nahm sich die China National Nuclear Corporation an und plante den Bau von sechs Reaktoren in drei Bauabschnitten mit je zwei Reaktoren.[2] Um die Machbarkeit zu untersuchen, schrieb das Unternehmen einen Auftrag dazu aus, dem am 9. Februar 2014 die CCCC-FHDI Engineering Company gewann. Grund hierfür ist eine Besonderheit:[1] Obwohl es sich um eine Inlandsanlage handelt,[3] soll die Kühlung mit Meerwasser erfolgen. Die Küste ist vom Standort 30 Kilometer entfernt, sodass diese Distanz mit einer Pipeline überbrückt werden muss.[1] Bis August konnte die Machbarkeitsstudie erfolgreich abgeschlossen werden, sodass die Projektgesellschaft gegründet werden konnte.[4]

Im September 2014 veröffentlichte die Regierung der Stadt Cangzhou in der Provinz Hebei, dass man davon ausgehe, dass der erste Bauabschnitt im Juni 2016 in Bau gehen könne, sodass die Anlage im Dezember 2020 betriebsbereit ist.[5] Zu diesem Zeitpunkt hatte Westinghouse, der Designer des anvisierten Reaktormodells CAP1000, keinen Vertrag über den Bau bestätigt. Die Gesamtinvestition soll bei zirka 100 Milliarden Yuan liegen, etwa 16 Milliarden Dollar oder 12 Milliarden Euro.[6] Im Juni 2016 wurde mit den Standortvorarbeiten begonnen.[2] Seitens der China National Nuclear Corporation war der CAP1000 allerdings kein favorisiertes Reaktormodell, weshalb das Unternehmen die Einführung verzögerte, die ebenfalls in Haixing auftrat.[7][8] Die Situation verfestigte sich am 11. Oktober 2018 mit der Regelung seitens des Department of Energy der Vereinigten Staaten von Amerika, auf Anforderung eines Erlass des Präsidenten der Vereinigten Staaten, den Export von Kerntechnik in die Volksrepublik China einzuschränken.[9] Entsprechend wurde die Genehmigung weiterer Reaktoren dieses Typs in der Volksrepublik China gestoppt.[10]

Als Folge daraus wurde noch 2018 das Reaktormodell für Haixing von CAP1000 auf Hualong One geändert bei gleicher Anzahl der Blöcke, jedoch mit geringerer Gesamtleistung[11] von 7272 MW im Endausbau. Bis 2022 wurde der Landankauf für die gesamte Infrastruktur abgeschlossen. Die Gesamtfläche beträgt 15,12 Quadratkilometer.[12]

Traveling Wave Reactor

Im September 2010 kündigte die National Energy Administration an, ein Entwicklungsbüro einzurichten, um Forschungen an einem Laufwellenreaktor vorzunehmen.[13] Das gleiche Konzept befand sich zu diesem Zeitpunkt in den USA bereits in Entwicklung. Bill Gates, Gründer von Microsoft, hatte die Firma TerraPower gegründet, in die er intensiv investierte, um einen Laufwellenreaktor zu entwickeln. Bis Februar 2011 gab es zwar ein ausgearbeitetes Konzept, aber noch keine Blaupausen zu einem Modell. TerraPower hielt daher Ausschau nach einem Investor, beispielsweise einem Energieversorger, der einen experimentellen Reaktor betreiben würde. Unter anderem wurden im Jahr 2009 Angebote an Unternehmen in Frankreich, Japan, Russland und China unterbreitet, jedoch ohne Erfolg.[14]

Im Juni 2011 bot Bill Gates bei einem China-Besuch der China National Nuclear Corporation (CNNC) an, mit seinem Unternehmen zu kooperieren.[15] Im September 2011 erfolgte im chinesischen Chengdu ein Treffen zwischen Sun Qin, dem CNNC-Generaldirektor, Lei Zengguang, dem Chefingenieur des Unternehmens, sowie John Gilleland, dem Geschäftsführer von TerraPower. Beide Seiten diskutierten unter anderem über strategische Unternehmen und Probleme bei der Umsetzung in einer Kapitalgesellschaft im Bezug auf den TerraPower Traveling Wave Reactor. Im Rahmen seines Aufenthalts in China tauschte sich Gilleland ebenfalls mit dem Nuclear Power Institute of China aus, die sich unter anderem an der Entwicklung des Kernbrennstoffs beteiligten und Bestrahlungsversuche an Testobjekten durchführten. Zusammen mit CNNC und dem Nuclear Power Institute of China versuchte Gilleland erneut, die Kommerzialisierung des Traveling Wave Reactors voranzutreiben.[16]

Den Durchbruch erzielte Bill Gates im Dezember 2011, als er bei einem Besuch in Peking am 2. Dezember 2011 sich mit CNNC-Generaldirektor Sun Qin traf. Dabei unterzeichnete er ein Abkommen über die Zusammenarbeit bei der Entwicklung eines neuen Reaktortyps. Die chinesische Seite und Bill Gates hielten sich über den genauen Typ zunächst bedeckt. Allerdings waren auf der Website von TerraPower bereits Anzeichen zu finden, dass es sich um die Prototypvariante des Traveling Wave Reactors handeln solle. Analytiker sahen darin auch einen Schritt Chinas, sich in Richtung Reaktoren mit verbesserter Sicherheit zu bewegen und damit der Kritik, die nach den Reaktorunfällen im Kernkraftwerk Fukushima-Daiichi im März 2011 laut wurde, zu begegnen.[15]

Am 7. Dezember 2011 bestätigte Bill Gates die Gerüchte, und erklärte, dass es sich um ein frühes Stadium der Entwicklung des Traveling Wave Reactors handle und daher nicht mit einer schnellen Umsetzung zu rechnen sei. Auch CNNC erklärte, dass der Reaktor nicht mehr als ein Konzept sei, da dieser Reaktortyp noch nie gebaut worden sei. Gates unterstrich zudem, dass die Kosten für die Entwicklung eines solchen Reaktors mehrere Millionen Dollar betrügen und der Bau einer Demonstrationsanlage mehrere Milliarden benötigte. Das Ministeriums für Forschung und Technologie der Volksrepublik China begrüßte die Zusammenarbeit mit Bill Gates außerordentlich, nicht wegen seiner finanzielle Ressourcen, sondern aufgrund seines gesellschaftlichen Einflusses.[17] Im Dezember 2011 war Bill Gates erneut zu Gesprächen mit CNNC nach China gekommen, um die Entwicklung und den Bau eines Prototyps anzusprechen.[18]

Am 21. Januar 2013 besuchte TerraPower-Geschäftsführer Gilleland das Shanghai Nuclear Engineering Research & Design Institute (SNERDI) in Shanghai, das unter anderem parallel zu TerraPower an der Projektierung des TWR-P (Traveling Wave Reactor Prototype) beschäftigt war.[19] Ein weiterer und entscheidender Besuch der beiden CNNC-Generaldirektoren Sun Qin und Qian Zhimin bei US-Energieminister Ernest Moniz fand im November 2013 statt. Die chinesische Seite setzte sich stark ein für eine Änderung der Klausel 810 des Department of Energy, die untersagte, unklassifizierte Nukleartechnik ins Ausland zu transferieren. Dies betraf auch den in den USA nicht zugelassenen Traveling Wave Reactor.[20] Tatsächlich veröffentlichte das Department of Energy am 20. Februar 2015 eine überarbeitete Version der Klausel 810, die einen Export ermöglichte.[21]

Nach der Revision der Klausel 810 reiste Bill Gates im Februar 2015 erneut nach China, wo er zusammen mit Sun Qin der Nationalen Entwicklungs- und Reformkommission bezüglich der Errichtung eines Prototyps vorsaß.[22] Im Mai 2015 wurde der Bau des Kernkraftwerks Xiapu genehmigt.[23] Die offizielle Bekanntgabe erfolgte im August 2015 durch Xu Mi, der in China als »Vater der Schnellen Reaktoren« bekannt ist. Man plane, in der Provinz Fujian zusammen mit der US-Firma TerraPower einen 600 MW starken Prototypbrüter zu errichten.[22][24] Am 22. September 2015 unterzeichneten Lee McIntire, CEO von TerraPower, und Zhimin Qian, Generaldirektor der China National Nuclear Corporation, den Vertrag zur Entwicklung eines 1150 MW starken kommerziellen Laufwellenreaktors innerhalb von 15 Jahren sowie zum Bau eines 600-MW-Prototyps. Damit hatte es Bill Gates geschafft, den Reaktor zu vermarkten. TerraPower hatte im Hinblick auf diesen Erfolg zwischen 2008 und 2015 bereits 120 Vollzeitarbeitsplätze in Bellevue im US-Bundesstaat Washington geschaffen sowie 100 technische Berater bei US-Unternehmen angeworben.[25][26][27]

Als gemeinsames Unternehmen für den Bau eines Prototypen in Haixing wurde am 12. September 2017 die CNNC Hebei Nuclear Power Company Limited gegründet, die als Eigentümer und Betreiber der Anlage auftreten sollte. Die Anteile an dem Unternehmen teilten sich wie folgt auf:[28]

  • 35 % - China National Nuclear Power
  • 30 % - Shenhua Gruppe
  • 15 % - Huadian Fuxin Company Limited
  • 10 % - Zhejiang Zheneng Electric Power Company Limited
  • 10 % - Jointo Energy Investment Company Limited

Parallel dazu wurde am 2. November 2017 die CNNC (Tianjin) TWR Investment Company (chinesisch 中核行波堆投资(天津)有限公司, kurz CTTIC) als Projektgesellschaft für den Entwurf der Anlage gegründet. 50 % der Anteile an diesem Unternehmen gehörten der Global Innovative Nuclear Energy Technology Company Limited, eine vollständige Tochter der China National Nuclear Corporation, sowie die verbelibenden 50 % der TerraPower Company Limited aus den Vereinigten Staaten.[29]

Da bis zum Jahr 2020 allerdings wegen den Exportrestriktionen der Vereinigten Staaten keine Aktivitäten mehr durchgeführt wurden, ist das Projekt praktisch zum Erliegen gekommen. Hauptursache war, dass TerraPower auf Anweisung der Regierung der Vereinigten Staaten über das Department of Energy der Vereinigten Staaten die Partnerschaft im Oktober 2018 einseitig aufkündigen musste.[30] Am 19. August 2020 stimmt daher der Vorstand der China National Nuclear Corporation zu, beide Unternehmen aufzulösen un das Projekt einzustellen.[31]

Standortdetails

Haixing ist ein Küstenstandort. Die Besiedelung in der Umgebung von 5 Kilometer liegt bei 4100 Menschen.[3]

Eigentümer und Betreiber

Eigentümer und Betreiber des Kernkraftwerks ist die CNNP CHD Hebei Nuclear Power Company Limited, die am 1. August 2014 gegründet wurde.[2] Das Festkapital der Projektgesellschaft beträgt insgesamt 10 Millionen Yuan.[4] Die Anteile an dem Kernkraftwerk teilen sich wie folgt auf:[2]

  • 51 % - China National Nuclear Power
  • 39 % - China Huadian Power International
  • 10 % - Hebei Construction Energy Investment Company

Technik

Alle Blöcke sollen mit Reaktoren des Typs Hualong One ausgestattet werden.[11] Die Kühlung der Anlage soll mit Meerwasser erfolgen, das durch eine 30 Kilometer lange Pipeline zum Standort gefördert werden soll. Dort soll in einem geschlossenen Kühlkreislauf die Wärmesenke mit Kühltürmen realisiert werden.[1]

Technik Traveling Wave Reactor

Der Brutreaktor des Typs TerraPower Traveling Wave Reactor mit der Bezeichnung TerraPower-1 (kurz TP-1)[32] soll bei einer thermischen Reaktorleistung von 1200 MW eine Bruttoleistung von 600 MW[23] und eine Nettoleistung von etwa 500 MW erreichen. Es handelt sich um einen Reaktor in Pool-Bauweise mit einem Betriebszyklus von 40 Jahren bis zum nächsten Brennstoffwechsel.

Beim Prototyp entspricht der Brennstoffzyklus jedoch der Standzeit des gesamten Kernkraftwerks. Gegenüber dem Serienmodell gibt es beim Prototyp bestimmte Modifikationen. So soll beispielsweise ein Ladesystem Objekte zur Bestrahlung oder zur Messung an drei dafür vorgesehen Positionen in den Reaktorkern einführen können.

Der Reaktor greift auf diverse Erfahrungen früherer Brutreaktoren zurück, allerdings mit starken Modifikationen des Brennstoffs. Die bei der Spaltung entstehenden Spaltgase bleiben nicht im Brennelementhüllrohr, sondern werden langsam in den Natrium-Kühlkreislauf abgegeben und in einem zentralen Sammelbehälter aufgefangen. Das Ablassen der Spaltgase ermöglicht einen sehr hohen Abbrand und einen Betriebszyklus von 40 Jahren. Das einzige signifikante Spaltgas, das dabei abgelassen und mit mit Kohlenstofffiltern aufgefangen wird, ist 137Cs. Dadurch bleibt die Gesamtaktivität des Kühlmittels auf dem gleichen Wert wie in bestehenden Brutreaktoren mit nicht entlüftetem Brennstoff.

Eine neuartige Konstruktion der Dampferzeuger ermöglicht eine höhere thermohydraulische Effizienz und eine höhere thermische Effizienz, die zu einem elektrischen Bruttowirkungsgrad von 42 Prozent führt. Wie andere moderne Reaktoren nutzt auch der Traveling Wave Reactor neben einem aktiven Nachwärmeabfuhrsystem bei schweren Zwischenfällen ein passives Nachwärmeabfuhrsystem, das die Wärme durch natürliche Zirkulation an die Luft abgibt. Im Falle eines Zwischenfalls ohne Abschaltung des Reaktors fährt sich der Reaktor selbst herunter. Die Kernzerlegungsfrequenz liegt bei weniger als 10-9 pro Reaktorjahr. Seismisch gesehen ist die Anlage gegen horizontale Beschleunigungen von 0,15 g ausgelegt.[32]

Daten der Reaktorblöcke

Reaktorblock[33]
(Zum Ausklappen Block anklicken)
Reaktortyp Leistung Baubeginn Netzsyn-
chronisation
Kommer-
zieller Betrieb
Stilllegung
Typ Baulinie Netto Brutto

Einzelnachweise

  1. a b c d CCCC-FHDI Engineering Company: The Company Won Bid of No.1 Unit and No.2 Unit Engineering Feasibility Study Projects of Hebei Haixing Nuclear Power Pla, 17.02.2014. Abgerufen am 28.01.2017. (Archivierte Version bei Archive.is)
  2. a b c d 中国核电国产化论坛: 海兴核电站. Abgerufen am 28.01.2017. (Archivierte Version bei Archive.is)
  3. a b Hong Jiang: Proceedings of The 20th Pacific Basin Nuclear Conference, Band 1. Springer, 2017. ISBN 9811023115. Seite 169.
  4. a b 建投能源拟8.44亿投资沧州核电项目 占比10%, 27.08.2014. Abgerufen am 28.01.2017. (Archivierte Version bei Archive.is)
  5. Cangzhou NPP to Start Construction in June 2016, 02.09.2014. Abgerufen am 28.01.2017. (Archivierte Version bei Archive.is)
  6. NucNet: Construction To Begin On Six-Unit China Station In 2016, Says Local Gov’t, 02.09.2014. Abgerufen am 28.01.2017. (Archivierte Version bei Archive.is)
  7. Атомная энергия 2.0: В Китае нарастает конкуренция между национальными проектами реакторов CAP-1400 и Hualong, 07.03.2017. Abgerufen am 14.11.2022. (Archivierte Version bei Internet Archive)
  8. Атомная энергия 2.0: CGN призвала Китай активно строить блоки с "Драконами", 16.03.2017. Abgerufen am 14.11.2022. (Archivierte Version bei Internet Archive)
  9. 中国核电网: 实现科技自立自强 “华龙一号”创新启示录, 22.03.2021. Abgerufen am 08.11.2022. (Archivierte Version bei Internet Archive)
  10. Energy Intelligence: China: Halt in AP1000 Approvals Likely to Continue, 14.08.2019. Abgerufen am 15.01.2023. (Archivierte Version bei Internet Archive)
  11. a b DONGXING SECURITIES核电领袖 整装再出发, 11.10.2018. Seite 33. Abgerufen am 15.01.2023. (Archivierte Version bei Internet Archive)
  12. 中国核电网: 建投能源:参股的海兴核电项目目前还处于前期阶段, 07.05.2022. Abgerufen am 15.01.2023. (Archivierte Version bei Internet Archive)
  13. Dynabond Powertech Service: National Energy Administration prepare the establishment of office for traveling wave reacor, 21.09.2010. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  14. The Wall Street Journal: A Window Into the Nuclear Future, 28.02.2011. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  15. a b Dynabond Powertech Service: Gates teams up with China to build nuclear reactor, 06.12.2011. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  16. Dynabond Powertech Service: Sun Qin met Chief Executive of TerraPower, 06.09.2011. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  17. Dynabond Powertech Service: Bill Gates envisions nuclear future for China, 09.12.2011. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  18. The Register: Bill Gates discusses nuclear development deal with China, 07.12.2011. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  19. Dynabond Powertech Service: TerraPower discussed Gen IV reactor technology with SNERDI, 25.01.2013. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  20. Dynabond Powertech Service: Sun Qin and Qian Zhimin Meet with Secretary of the US Energy Department, 14.11.2013. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  21. National Nuclear Security Administration: Guidance to the Revised Part 810 Regulation: Assistance to Foreign Atomic Energy Activities, 20.02.2015. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  22. a b Yibada: ‘Fast’ Nuclear Reactor to Start Construction in 2017, 17.08.2015. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  23. a b ZHANG Donghui: Nuclear energy and Fast Reactor development in China, 24.05.2015. Seite 7. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  24. Neutron Bytes: Nuclear News Roundup for August 16, 2015, 16.08.2015. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  25. Neutron Bytes: Terrapower inks deal with China’s CNNC to build fast reactor, 23.09.2015. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  26. Nuclear Engineering International: China to support US travelling wave reactor, 25.09.2015. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  27. World Nuclear News: TerraPower, CNNC team up on travelling wave reactor, 25.09.2015. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  28. 中国核能电力股份有限公司关于: 设立中核河北核电有限公司(暂定名)暨关联交易的公告, 12.09.2017. Abgerufen am 25.02.2023. (Archivierte Version bei Internet Archive)
  29. 浙江浙能电力股份有限公司: 关于参股公司拟注销的公告, 21.08.2020. Abgerufen am 25.02.2023. (Archivierte Version bei Internet Archive)
  30. The Paper: 中国核电拟注销行波堆投资及项目公司:设立目的已无法实现, 20.08.2020. Abgerufen am 25.02.2023. (Archivierte Version bei Internet Archive)
  31. 中国核能电力股份有限公司关于拟注销子公司的公告, 21.08.2020. Abgerufen am 25.02.2023. (Archivierte Version bei Internet Archive)
  32. a b TerraPower: Conceptual Design of a 500 MWe Traveling Wave Demonstration Reactor Plant, 02.05.2011. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  33. Power Reactor Information System der IAEA: „China, People's Republic of“ (englisch)
  34. a b c d e f Nuclear Engineering International: 2011 World Nuclear Industry Handbook, 2011.
  35. a b c d e f International Atomic Energy Agency: Operating Experience with Nuclear Power Stations in Member States. Abrufen.

Siehe auch