Vereinigte Staaten: Dows Dekarbonisierungsambitionen über X

Der multinationale US-Chemieriese Dow arbeitet mit X-Energy zusammen, um bis zum Ende dieses Jahrzehnts nicht nur einen, sondern vier gasgekühlte kleine modulare Hochtemperaturreaktoren (SMRs) Xe-100 im UCC Seadrift-Betrieb von Dow in Texas zu demonstrieren. Und während X-energy sich darauf vorbereitet, seinen Lizenzantrag später in diesem Jahr bei der US-amerikanischen Nuklearregulierungskommission einzureichen, setzt Dow stark auf den SMR von . Doch zunächst muss X-energy das Design sowohl der Nuclear Regulatory Commission als auch Dow vorführen, die auf der Suche nach zuverlässigem SMR-versorgtem Hochtemperaturdampf sind, um ihre derzeitige Versorgung mit fossilen Brennstoffen zu ersetzen.

Dow hat sich dazu verpflichtet, bis 2050 eine Strom- und Dampferzeugung von Netto-Null zu erreichen, und betrachtet den Xe-100 SMR daher als ein attraktives und praktikables Mittel zur Dekarbonisierung. Dow und X-energy planen, im Jahr 2026 mit dem Bau einer vierköpfigen Xe-100-Anlage am Standort Texas zu beginnen, mit einem Ziel für die Inbetriebnahme im Jahr 2029. Darüber hinaus sagte Andrew Argenton, Chief Sustainability Officer von Dow, auf einer Konferenz zur Nuklearregulierung im Jahr 2020 März, dass es sich zwar um eine „Site-by-Site“-Entscheidung handeln wird, „die Idee aber nicht darin besteht, dies an einem ersten Standort zu tun und dann erledigt zu sein“, sondern stattdessen „zuerst auf andere Standorte in den USA und dann in der ganzen Welt zu expandieren“. Globus."

X-energy und Dow gaben am 1. März nach einer Absichtserklärung im August ihre gemeinsame Entwicklungsvereinbarung bekannt. Dow gab dann am 11. Mai bekannt, dass es den Standort Seadrift – wo der Chemieriese etwa 1.200 Mitarbeiter beschäftigt und mehr als 4 Milliarden Pfund Materialien pro Jahr herstellt – als Standort für den Einsatz ausgewählt hat.

„Das Projekt konzentriert sich darauf, den Standort Seadrift mit sicherer, zuverlässiger und CO2-emissionsfreier Energie und Dampf zu versorgen, da die vorhandenen Energie- und Dampfanlagen kurz vor dem Ende ihrer Lebensdauer stehen“, sagte ein Dow-Sprecher gegenüber Energy Intelligence. „Das standardmäßige Vier-Reaktor-Design von X-energy wird es der Anlage ermöglichen, alle Betriebe des Seadrift-Standorts kontinuierlich und zuverlässig mit Strom und Dampf zu versorgen.“ Dow schätzt, dass der 80-Megawatt-Xe-100 die Emissionen des 4.700 Hektar großen Standorts durch Dampf- und Stromerzeugung um 440.000 Tonnen CO2 pro Jahr reduzieren wird, aber das Hauptinteresse des Chemieriesen am Konzept des gasgekühlten Hochtemperaturreaktors liegt weniger in der Strom und mehr im Dampf.

Bedenken hinsichtlich der Attraktivität und Zuverlässigkeit von Steam

Dow ist derzeit auf 5 Gigawatt „Strom- und Dampferzeugung vor Ort“ in Nordamerika angewiesen, „um unsere Anlagen zu betreiben und unsere Herstellungsprozesse zu betreiben“, sagte Kreshka Young, Business Director für Nordamerika bei Dow, letzten Monat auf dem Advanced Reactor Summit des Nuclear Innovation Council in Charlotte. North Carolina. „Von dieser Kapazität müssen im Grunde 100 % vor 2050 ersetzt werden, das ist also ein gewaltiges Unterfangen. Unser Energiegeschäft weltweit macht 50–55 % unserer gesamten Kohlenstoffemissionen aus.“

Erneuerbare Energien sind laut Young bereits ein wichtiger Teil der Dekarbonisierungsbemühungen von Dow, da weltweit rund 900 Megawatt Kapazität für erneuerbare Energien unter Vertrag stehen. „Wir lieben die Idee von kohlenstoffarmem Strom, aber wir können das Stromnetz auch als Backup nutzen. Wir können den Kauf erneuerbarer Energien nutzen, um unseren Strombedarf und all diese Dinge zu decken.“ Dies entspreche jedoch nicht unbedingt der ständigen Nachfrage von Dow „nach Hochtemperaturdampf von hoher Qualität an unseren Standorten“, sagte sie. „Wir brauchen eine Zuverlässigkeit unseres Dampfes von 99,9995 %.“

Die Bereitstellung dieser Zuverlässigkeit wird möglicherweise die größte Herausforderung für X-Energy sein. „Mir sind keine Beweise bekannt, die die Annahme stützen würden, dass dieser erste Reaktor seiner Art stabil oder zuverlässig funktionieren könnte“, sagte Ed Lyman, Direktor für nukleare Energiesicherheit bei der Union of Concerned Scientists, gegenüber Energy Intelligence. „Es ist ein wissenschaftliches Experiment, und wenn Dow ein anderes Ergebnis erwartet, wird es meiner Meinung nach sehr enttäuscht sein.“

Laut dem von Lyman verfassten Bericht „Advanced Isn't Always Better“ aus dem Jahr 2021 arbeiten gasgekühlte Hochtemperaturreaktoren „bei Temperaturen von bis zu 800 °C, verglichen mit etwa 300 °C“ bei Leichtwasserreaktoren. Die Sicherheit der gasgekühlten Hochtemperaturreaktoren „beruht auf der Integrität des Triso-Brennstoffs (tristrukturell isotroper Brennstoff), der dafür ausgelegt ist, „dieser hohen Betriebstemperatur standzuhalten“ und „radioaktive Spaltprodukte bis zu etwa 1.600 °C zurückzuhalten, wenn ein Verlust auftritt“ Es kommt zu einem Kühlmittelunfall. Wenn sich der Brennstoff jedoch über diese Temperatur erwärmt – wie es beim Xe-100 der Fall sein könnte –, beschleunigt sich die Freisetzung von Spaltprodukten deutlich. Obwohl TRISO also einige Sicherheitsvorteile bietet, ist der Brennstoff weit von einer Kernschmelze entfernt -beweis, wie manche behaupten.

Auch die geringere Standortfläche des Xe-100 war für Dow ein attraktives Merkmal. Nach den derzeit vorgeschlagenen Regulierungsvorschriften könnten die Standortgrenzen und Notfallplanungszonen kleiner sein als bei größeren konventionellen Leichtwasserreaktoren, sodass SMRs und einige fortschrittliche Reaktoren näher an Bevölkerungszentren und Industrieanlagen errichtet werden könnten. „Wir können diese Reaktoren im Grunde wie eine kleine [KWK-]Einheit behandeln und sie dann zusammenstapeln“, fügte Young hinzu. „Wenn Sie der Dampfproduktion Priorität einräumen, legen Sie sie ausreichend zusammen; Sie können diese Zuverlässigkeit grundsätzlich bei Ihrem Dampfbedarf erreichen.“

Entwicklerwarteschlange

Für X-Energy kann Dow als „Megaprojektunternehmen“ „einige wirklich wichtige Fähigkeiten in die Beziehung einbringen“, sagte Young auf der Reaktorkonferenz. „Es gibt Ungewissheit über die Kosten, es gibt Ungewissheit über die Zeitpläne, es gibt einfach viel Ungewissheit“, aber „wir glauben, dass die Zusammenarbeit bei der Entwicklung und Lizenzierung des geistigen Eigentums des Reaktors wirklich dazu beitragen wird, dies für diese viel einfacher zu machen.“ Wir kommen nach uns. Ich denke, darin liegt eine große Chance.“

Im Rahmen der Vereinbarung hat Dow ein Wandeldarlehen aufgenommen und wird bis zu 50 Millionen US-Dollar an technischen Arbeiten beisteuern, von denen die Hälfte für eine Finanzierung durch das Advanced Reactor Demonstration Program des US-Energieministeriums in Frage kommt, im Rahmen dessen X-energy bereits über ein Programm verfügt Kostenbeteiligung in Höhe von 1,2 Milliarden US-Dollar. Dow plant außerdem, eine kleine Beteiligung an X-energy zu übernehmen, wenn der Anbieter an die Börse geht, bis die behördliche Genehmigung für die Fusion mit der börsennotierten Zweckgesellschaft Ares Acquisition Corporation vorliegt. Dow könnte auch von den Steueranreizen profitieren, die im Inflation Reduction Act 2022 auf die Kernenergie ausgeweitet werden.

Nach dem März-Deal mit Dow waren sich X-Energy, das Energieministerium und die ersten Entwickler des Xe-100 im US-Bundesstaat Washington – Energy Northwest und Grant County Public Utility District – einig, „dass die beste Lösung“ sei Ben Reinke, Vizepräsident für globale Geschäftsentwicklung bei X-energy, sagte auf der Reaktorkonferenz, dass die erste Stationierung des Xe-100 an den Dow-Standort verlagert werden solle.

„Als kostenpflichtiger Entwickler und Anbieter von Strom für öffentliche Energieversorger verfügt Energy Northwest im Vergleich zu einem Unternehmen wie Dow nicht über das erhebliche Entwicklungskapital, um dieses Projekt ohne einen engagierten Abnehmer zu starten“, sagte Energy Northwest in einer Erklärung vom 1. März. „Die Zusammenarbeit mit Dow wird uns in eine starke Position versetzen, um die notwendigen Zusagen zu erhalten, um die nächsten Schritte zum Bau eines Xe-100 in Zentral-Washington zu unternehmen. Unser Fokus liegt auf der Sicherung der Projektfinanzierung und wir haben mehrere gangbare Wege für eine erfolgreiche Umsetzung identifiziert.“ dieses Projekt."

Energy Northwest wird nun voraussichtlich dem Dow-Projekt „schnell folgen“, sagte Reinke, und hofft, „schon 2030 mit dem Bau von bis zu 12 Reaktoren bei Bedarf beginnen zu können“, um das prognostizierte Nachfragewachstum zu decken, während der Grant County Public Utility District das Ziel anstrebt „Ein Inbetriebnahmedatum bis mindestens 2032.“