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Kernkraftwerk Xiapu

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Kernkraftwerk Xiapu
Standort
Land Flag of the People's Republic of China.svg Volksrepublik China
Provinz Fujian
Ort Ningde
Koordinaten 26° 48′ 9″ N, 120° 9′ 11″ OTerra globe icon light.png 26° 48′ 9″ N, 120° 9′ 11″ O
Reaktordaten
Eigentümer China National Nuclear Corporation
Betreiber Xiapu Nuclear Power Company Limited
Geplant 1 (600 MW)
Im Bau 1 (600 MW)
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Die Quellen für diese Angaben sind in der Zusatzinformation einsehbar.

Das Kernkraftwerk Xiapu (chinesisch 霞浦核电站) befindet sich in der Provinz Fujian im Verwaltungsgebiet Ningde im Kreis Xiapu. Die auf der Insel Changbiao projektierte Anlage soll aus sieben Blöcken bestehen. Neben den Kernkraftwerken Fuqing und Ningde ist Xiapu das dritte Kernkraftwerk in der Provinz Fujian.

Geschichte

Im Dezember 2009 wurde öffentlich bekanntgegeben, dass die China Huaneng Group ein Abkommen mit der Provinz Fujian unterzeichnet hat. Im elften Fünfjahresplan von 2009 bis 2015 sowie zwei Jahre danach sollten insgesamt 30 Milliarden Yuan für die Erschließung eines Kernkraftwerksstandortes auf dem Stadtgebiet von Xiapu, Teil der Verwaltungsstadt Ningde, investiert werden.[1] Bis zum Jahr 2013 begann das Integrierte Geophysikalische Institut in Peking mit der geophysikalischen Erkundung des Standorts.[2] Insgesamt sollen sieben Reaktoren entstehen: Zunächst der 600 MW starke CFR, gefolgt von einem zweiten Brüter mit 600 MW Leistung, gefolgt von einem Hochtemperaturreaktor des Typs HTR-PM600, sowie vier Druckwasserreaktoren des Typs Advanced Passive. Im März 2015 gewann die CCCC-FHDI Engineering Company Limited den Auftrag für das Offshore-Engineering für das Kernkraftwerk und den CFR-600.[3] Am 5. November 2015 wurde die Baustelle feierlich eröffnet.[4] Die Vorarbeiten und die Einflüsse auf die Funing-Bucht wurden in Abständen vom Umweltüberwachungszentrum der Stadt Ningde überwacht.[5]

Block 1 (CFR-600)

Basierend auf dem China Experimental Fast Reactor begann China den 600 MW starken CFR-600 zu projektieren, der als China Experimental Fast Reactor (CDFR) Projekt 1 bezeichnet wird. Als alternativen oder auch parallelen Weg wird der China Experimental Fast Reactor (CDFR) Projekt 2 mit zwei BN-800 entwickelt, allerdings am Standort Sanming.[6] Nach der Abnahme des China Experimental Fast Reactors im Mai 2012 genehmigte die Regierung der Volksrepublik China im Oktober 2014, mit den Planungen für den Demonstrationsreaktor zu beginnen.[7] Das China Institute of Atomic Energy kritisierte die Wahl der Leistungsgröße von 600 MW stark. Sie sei für das Hochskalieren auf die Zielgröße von 1000 MW ungeeignet, da die gesamten Hilfssysteme für die 1000-MW-Version neu entworfen werden müssten.[8] Am 31. Juli 2015 begannen die Vorarbeiten am Standort.[7] Am 22. Juli 2016 wurde die Leittechnik, die für den Block bestellt werden soll, bei der China National Nuclear Power Control System Company Limited durch Fachleute des Kernkraftwerks Xiapu und der China Nuclear Control begutachtet und für den Einsatz freigegeben. Die Leittechnik basiert auf der NicSys-2000-Plattform.[9] Ende Mai 2017 wurde Harbin Electric beauftragt, die Sauerstoffstation und die Entgaser für den Block zu liefern.[10]

Bau

Nach Planungen aus dem Jahr 2015 sollte der CFR-600 Ende 2017 in Bau gehen.[11] Am 29. Dezember 2017 wurde der erste Beton des nuklearen Anlagenteils gegossen und damit der Bau des Blocks begonnen.[12]

Betrieb

Nach Planungen aus dem Jahr 2015 soll die Anlage ab 2023 in Betrieb gehen.[13]

Block 2 (TWR-P)

Im September 2010 kündigte die National Energy Administration an, ein Entwicklungsbüro einzurichten, um Forschungen an einem Laufwellenreaktor vorzunehmen.[14] 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.[15]

Im Juni 2011 bot Bill Gates bei einem China-Besuch der China National Nuclear Corporation (CNNC) an, mit seinem Unternehmen zu kooperieren.[16] 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.[17]

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.[16]

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.[18] Im Dezember 2011 war Bill Gates erneut zu Gesprächen mit CNNC nach China gekommen, um die Entwicklung und den Bau eines Prototyps anzusprechen.[19]

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.[20]

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.[21] Tatsächlich veröffentlichte das Department of Energy am 20. Februar 2015 eine überarbeitete Version der Klausel 810, die einen Export ermöglichte.[22]

Planung

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.[23] Im Mai 2015 wurde der Bau des Kernkraftwerks Xiapu genehmigt.[24] 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.[23][25] 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.[13][26][27]

Block 3 (HTR-PM600)

Für den Bau des HTR-PM600 erhielt die China Huaneng Group die Freigabe.[28][29]

Blöcke 4 bis 7

In einem weiteren Bauabschnitt sollen bis zu vier Druckwasserreaktoren entstehen.[3]

Standortdetails

Kartogramm des CFR-600 von innen nach außen:
      - Steuerstäbe
      - Innere Brennelemente
      - mittlere Brennelemente
      - äußere Brennelemente)
      - Brutelemente (DU)
      - Abschirmelemente (Stahl)
      - Borreflektorelemente
      - Abgebrannte Brennelemente

Eigentümer und Betreiber

Eigentümer des Kernkraftwerks ist die China National Nuclear Corporation (CNNC), Betreiber die China National Xiapu Nuclear Power Company Limited. Das Festkapitel von 9 Millionen Yuan wurde am 7. Mai 2015 an das Unternehmen durch die Eigentümer des Unternehmens übertragen. Die Anteilseigener und Anteile am Unternehmen teilen sich wie folgt auf:[30]

  • 55 % - China National Nuclear Corporation (Mehrheitseigentümer)
  • 20 % - Fujian Funeng Company Limited
  • 10 % - Huaneng Nuclear Power Development Corporation
  • 10 % - China Yangtze Power Company Limited
  • 05 % - Ningde State-owned Assets Investment Management Company

Technik Block 1

Der Brutreaktor des Typs CFR-600 soll eine Bruttoleistung von 600 MW erreichen und eine Nettoleistung von etwa 650 MW bei einer thermischen Reaktorleistung von 1200 MW. Es handelt sich um einen Reaktor in Pool-Bauweise mit einer projektierten Laufzeit von 60 Jahren. Der Block soll ab der Inbetriebnahme zunächst mit Mischoxid-Brennstoff fahren und einen Abbrand um die 100 GWd/t erreichen. Mit einem späteren Kern soll der Reaktor mit metallischem Brennstoff beladen werden und Abbrände zwischen 100 bis 120 GWd/t erreichen.[31]

Technik Block 2

Prototypkern des TWR, Aufbau von innen nach außen:
      - 273 Starter-Brennelemente
      - 010 Steuerelemente
      - 003 Sicherheitselemente
      - 003 Offene Testelemente
      - 132 Brutelemente (DU, innere Zone)
      - 018 Absorberelemente
      - 078 Abschirmelemente (Stahl)

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[24] 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 des Reaktorblocks

Das Kernkraftwerk Xiapu besteht aus einem Reaktorblock, der sich in Bau befindet, ein weiterer ist in Planung.

Reaktorblock[33] Reaktortyp Leistung Baubeginn Netzsyn-
chronisation
Kommer-
zieller Betrieb
Stilllegung
Typ Baulinie Netto Brutto
Xiapu-1 SBR CFR-600 500 MW 600 MW 29.12.2017
Xiapu-2 SBR TerraPower-1 500 MW 600 MW

Einzelnachweise

  1. 华能投资300亿参建宁德霞浦核电, 10.12.2009. Abgerufen am 30.12.2017. (Archivierte Version bei archive.is)
  2. 成果业绩, 27.04.2013. Abgerufen am 30.12.2017. (Archivierte Version bei archive.is)
  3. a b CCCC-FHDI wins bid for quot;feasibility study of offshore engineering of 600MW fast reactor nuclear power demonstration project in Xiapu, 12.03.2015. Abgerufen am 30.12.2017. (Archivierte Version bei archive.is)
  4. China Nuclear Engineering & Construction Grouß Corporation Limited: 中核二四举行霞浦核电项目筹备处揭牌仪式, 09.11.2015. Abgerufen am 30.12.2017. (Archivierte Version bei archive.is)
  5. Ning De Marine Environmental Monitoring Center: 三沙海洋站首次完成霞浦核电站海域水质监测工作, 23.03.2016. Abgerufen am 30.12.2017. (Archivierte Version bei archive.is)
  6. IBP, Inc.: China Energy Policy, Laws and Regulation Handbook Volume 1 Strategic Information and Basic Laws, Lulu.com, 2015. ISBN 1312970405. Seite 285.
  7. a b 2017 The first nuclear power project quietly opened Industry revealed the next few is, 29.12.2017. Abgerufen am 30.12.2017. (Archivierte Version bei archive.is)
  8. Rethinking China’s Fast Reactor, 17.02.2017. Abgerufen am 30.12.2017. (Archivierte Version bei archive.is)
  9. Beijing Economic-Technological Development Area: CNCS tests its nuclear power equipment, 22.07.2016. Abgerufen am 30.12.2017. (Archivierte Version bei archive.is)
  10. NBN: Gen-IV Fast Reactor Project expects to start this year, 31.05.2017. Abgerufen am 30.12.2017. (Archivierte Version bei archive.is)
  11. China.org: China to resume inland nuclear power development, 09.09.2015. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  12. World Nuclear News: China begins building pilot fast reactor, 29.12.2017. Abgerufen am 29.12.2017. (Archivierte Version bei archive.is)
  13. a b 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)
  14. 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)
  15. The Wall Street Journal: A Window Into the Nuclear Future, 28.02.2011. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  16. 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)
  17. Dynabond Powertech Service: Sun Qin met Chief Executive of TerraPower, 06.09.2011. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  18. Dynabond Powertech Service: Bill Gates envisions nuclear future for China, 09.12.2011. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  19. The Register: Bill Gates discusses nuclear development deal with China, 07.12.2011. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  20. Dynabond Powertech Service: TerraPower discussed Gen IV reactor technology with SNERDI, 25.01.2013. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  21. 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)
  22. 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)
  23. a b Yibada: ‘Fast’ Nuclear Reactor to Start Construction in 2017, 17.08.2015. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  24. 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)
  25. Neutron Bytes: Nuclear News Roundup for August 16, 2015, 16.08.2015. 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. 霞浦核电将建在霞浦县长春镇与下浒镇之间!, 07.04.2015. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  29. China Huaneng: 高温气冷堆商业化推广——机遇和挑战, 01.12.2014. Seite 15. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei Internet Archive)
  30. Bloomberg: fujian funeng co ltd-a (600483:Shanghai Stock Exchange), 07.05.2015. Abgerufen am 28.11.2015. (Archivierte Version bei WebCite)
  31. Nuclear Engineering International: China begins construction of CFR-600 fast reactor, 04.01.2018. Abgerufen am 04.01.2018. (Archivierte Version bei archive.is)
  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)

Siehe auch

Xiapu