Wie kleine modulare Reaktoren (SMRs) den wachsenden Energiehunger der Industrie nachhaltig stillen können
Abstract
Kleine modulare Reaktoren (Small Modular Reactors — SMRs) werden in der Urenco/LucidCatalyst-Studie als zentrale Option für die Dekarbonisierung energieintensiver Industrie bis 2050 untersucht. Der Artikel “Nukleare Option für die Industrie 2050” ordnet ein, welches technische Potenzial SMRs in elf Industriesektoren besitzen, wie daraus ein realistischer Markt von bis zu 700 Gigawatt entstehen könnte und welche Rolle Kosten, Regulierung, Standorte, Kapital und Lieferketten dabei spielen. Im Ergebnis zeigt sich: Die physikalischen Möglichkeiten sind groß, entscheidend ist nun, ob Politik und Industrie rechtzeitig die industrielle Skalierung ermöglichen.
„Ohne die Nutzung der Kernenergie wird es sehr schwer, unsere Klimaziele rechtzeitig zu erreichen.“
— Fatih Birol, Exekutivdirektor der Internationalen Energieagentur (IEA)
SMRs als Industriebaustein – was hier eigentlich untersucht wird
Stellen wir uns eine typische Industrielandschaft im Jahr 2040 oder 2050 vor: ein Cluster aus Rechenzentren, Chemiefabriken, Raffinerien, Stahlwerken und vielleicht einem Hafen für synthetische Kraftstoffe. Die Anlagen laufen Tag und Nacht, viele Prozesse dulden keine Unterbrechung, die Strom- und Wärmelasten sind hoch und schwanken teils abrupt. Heute hängen solche Standorte meist an Gasleitungen, an fossilen Kesseln und an einem Stromnetz, das in weiten Teilen noch vom Kohlenstoff geprägt ist. Wenn diese Welt klimaneutral werden soll, genügt es nicht, die Energieversorgung ausschließlich auf Solar- und Windenergie aufzubauen. Die zentrale Frage lautet: Wer versorgt diese Industrie langfristig bei wachsendem Energiehunger mit zuverlässiger, sauberer Energie?
Genau hier setzt die gemeinsame Studie von Urenco und LucidCatalyst an. Sie trägt den programmatischen Titel „Eine neue nukleare Welt: Wie kleine modulare Reaktoren (SMRs) die Industrie mit Energie versorgen können. Dabei untersucht sie nicht nur, ob SMRs physikalisch funktionieren, sondern ob sie als industrielles Energieprodukt bis 2050 in großem Maßstab marktfähig werden können. Im Fokus stehen elf Industriezweige in Nordamerika und Europa, die zusammen mehr als achtzig Prozent des industriellen Energiebedarfs dieser Regionen ausmachen und bis 2050 rund 17.000 Terawattstunden Energie pro Jahr benötigen. [1]
Die Studie dient damit weniger der technologischen Reaktorbeschreibung, sondern beinhaltet eine systematische Marktsichtung: Wie groß ist das technische Potenzial der SMRs? Welche Hürden begrenzen den realistisch zugänglichen Markt? Und welche Weichen müssten Politik, Industrie und Nuklearbranche in den nächsten Jahren stellen, damit aus Pilotprojekten eine neue industrielle Säule der Energieversorgung wird?
SMRs als Industriebaustein
Unter kleinen modularen Reaktoren (Small Modular Reactors, SMR) versteht die Studie ein Spektrum von Reaktoransätzen, die typischerweise einige Dutzend bis einige Hundert Megawatt Leistung pro Modul bereitstellen. Technologisch reicht die Bandbreite von fortgeschrittenen Leichtwasserkonzepten bis hin zu Hochtemperatur- oder Flüssigsalzsystemen. Entscheidend ist aus Sicht der Studie jedoch nicht, ob es sich um einen Druck- oder einen Flüssigsalzreaktor handelt, sondern welche Energiedienstleistungen am Ende zur Verfügung stehen.
Für die Industrie zählen drei Eigenschaften besonders.
Erstens die Grundlastfähigkeit: SMRs liefern kontinuierlich Strom und Wärme, unabhängig von Wetter und Tageszeit.
Zweitens die Temperatur: Viele Konzepte können Prozesswärme im Bereich mehrerer hundert Grad Celsius bereitstellen, also in einem Bereich, in dem aktuell Erdgas verbrannt wird, etwa in Raffinerien, Chemieanlagen oder bei der Wasserstoffproduktion.
Drittens die Standortflexibilität: Durch die vergleichsweise kompakte Bauweise lassen sich SMRs näher an industrielle Verbrauchszentren heranbringen als klassische Großreaktoren, ohne dass gleich ein Gigawatt-Block errichtet werden muss.
Die Studie prüft, wie gut diese Eigenschaften zu den konkreten Energiemustern der elf betrachteten Branchen passen. Das Ergebnis fällt ausgesprochen positiv aus: SMRs können technisch – je nach Sektor – einen sehr großen Teil des Bedarfs an Strom, Prozesswärme und synthetischen Energieträgern abdecken. Im Szenario der „angekündigten Zusagen“ ergibt sich für Nordamerika und Europa zusammen ein technisches Potenzial von gut 15.000 Terawattstunden pro Jahr, was eine erforderliche SMR-Kapazität von rund 2.200 Gigawatt impliziert, wenn man Wirkungsgrade und Umwandlungsverluste etwa bei synthetischen Kraftstoffen berücksichtigt.
Dieses technische Potenzial ist die physikalische Obergrenze: Wenn man ausschließlich auf Lastprofile, Temperaturniveaus, Standortanforderungen und Prozessketten schaut, wäre eine Deckung dieses Bedarfs durch SMRs möglich. Dass diese 2.200 Gigawatt nicht in voller Höhe realistisch sind, ist der Ausgangspunkt für die weitere Analyse der Studie.
Vom technischen Potenzial zum zugänglichen Markt
Zwischen einem theoretischen Potenzial von 2.200 Gigawatt und einer tatsächlich installierten Leistung klafft naturgemäß eine erhebliche Lücke. Die Autoren unterscheiden deshalb zwischen dem technischen Potenzial, einem adressierbaren Markt und dem tatsächlich zugänglichen Markt. Letzterer hängt von einer Reihe nicht-physikalischer Bedingungen ab: Kosten, regulatorische Verfahren, verfügbare Standorte, Lieferketten, Kapitalzugang und politischer Rahmen.
Zunächst werden aus Angebots- und Nachfragesicht Szenarien definiert. Auf der Angebotsseite modelliert die Studie vier Versorgungsszenarien, die im Kern beschreiben, wie die Kernenergieindustrie arbeitet: vom traditionellen, maßgeschneiderten Bauvorhaben hin zur echten Massenfertigung von standardisierten Modulen. Im aktuellen Szenario bleiben SMRs ein Randphänomen: Es wird mit Einzelprojekten gearbeitet, die vor Ort über mehr als zehn Jahre gebaut werden, mit Kosten in der Größenordnung von 125 Dollar pro Megawattstunde und einer jährlichen Ausbauleistung von weniger als einem Gigawatt pro Region. Unter solchen Bedingungen entsteht kein nennenswerter Markt, die Studie beziffert den Einsatz bis 2050 auf gerade einmal rund 7 Gigawatt.
Das programmatische Szenario unterstellt bereits deutlich bessere Projektorganisation: standardisierte Bauweise, wiederkehrende Prozesse, staatliche Finanzierungshilfen. Ausbauleistungen von fünf bis zehn Gigawatt pro Jahr wären möglich, die Kosten könnten auf 90 bis 125 Dollar pro Megawattstunde sinken. Doch selbst in dieser Welt kommen die Autoren nur auf eine kumulierte SMR-Leistung von etwa 120 Gigawatt bis 2050 – weit entfernt vom technischen Potenzial.
Der entscheidende Sprung erfolgt im sogenannten Breakout-Szenario. Hier werden Reaktormodule in kerntechnisch qualifizierten Werften vorgefertigt und als standardisierte Kraftwerksprodukte ausgeliefert. Bestehende Fertigungsinfrastrukturen werden genutzt, Design-for-Manufacturing-and-Assembly – also eine Konstruktion von Anfang an für Fabrikfertigung und Montage – wird konsequent angewendet. In dieser Welt sinken die Stromgestehungskosten auf etwa 60 bis 90 Dollar pro Megawattstunde, die Projektlaufzeiten auf zwei bis drei Jahre und die Bereitstellungsraten auf zehn bis fünfzehn Gigawatt pro Jahr und Region. Die Studie kommt hier bereits auf einen kumulierten Einsatz von rund 347 Gigawatt bis 2050.
Das Transformationsszenario schließlich beschreibt den Zielzustand einer voll industrialisierten Kerntechnik. Massenfertigungsanlagen produzieren hunderte Reaktoreinheiten pro Jahr, in jeder relevanten Region sind bis 2050 zwei solcher Werke in Betrieb. Projekte werden in zwei bis drei Jahren oder schneller abgeschlossen, die Kosten sinken auf etwa 40 bis 60 Dollar pro Megawattstunde, und es werden zwanzig bis fünfundzwanzig Gigawatt SMR-Leistung pro Jahr und Region in den Markt gebracht. Unter diesen Bedingungen entsteht der zugängliche Markt von knapp 700 Gigawatt, den die Studie als zentrale Chance identifiziert – das entspricht etwa 2.300 Reaktoren mit jeweils 300 Megawatt Leistung und einem Investitionsvolumen von 0,5 bis 1,5 Billionen US-Dollar.
Die Kernaussage dieses Teils lässt sich auf eine Formel bringen: Die Physik erlaubt 2.200 Gigawatt, die heutige Praxis liefert 7 Gigawatt – und nur ein konsequenter Wechsel hin zu einem Produkt- und Fertigungsmodell bringt die Größenordnung von 700 Gigawatt in Reichweite.
Der durchschnittliche Bedarf der Menschheit an elektrischer Leistung beträgt rund 3.500 Gigawatt. Die Industrieprozesse benötigen davon weltweit durchschnittlich 1.500 Gigawatt. Dies betrifft insbesondere die Industrieschwerpunkte Chemie & Petrochemie inkl. Pharma, Stahl, Aluminium/Nichteisen-Metalle, Zement/nichtmetallische Mineralien, Rechenzentren inklusive KI-Zentren und Meerwasserentsalzung. Besonders diese Industriezweige arbeiten oft 24 Stunden am Tag und 7 Tage die Woche. Somit besteht nur ein geringes Potenzial zur Flexibilisierung der Nachfrageseite. Aber gerade dieses Potenzial wird zum Ausgleich der schwankenden Erzeugung von Wind- und Solarenergie benötigt. Haushalte, Elektromobilität, Gewerbeunternehmen und Wärmeerzeugung und ‑speicherung bieten vielfältige Flexibilitätspotenziale. Die genannten Industriezweige setzen dagegen auf ein konstantes Stromangebot. Bezüglich des abgeschätzten Bedarfes der weltweiten Industrieunternehmen in Höhe von 1.500 Gigawatt berechnen die Autoren der Studie ein mit SMRs erschließbares Potenzial von 700 Gigawatt und damit 50% des Gesamtbedarfes. Voraussetzung für die Wirtschaftlichkeit dieses Ansatzes ist eine vollständig industrialisierte Kerntechnik.
Nachfrage: Wann entscheidet sich die Industrie für SMRs?
Angebotsseitig kann man also durch industrielle Fertigung und Standardisierung erhebliche Kosten- und Zeitgewinne realisieren. Dennoch bleibt die Frage, wie viel Nachfrage tatsächlich entsteht. Die Studie modelliert dazu verschiedene Energiebedarfs-Szenarien, die sich in drei Faktoren unterscheiden: zukünftige Gaspreise, eine mögliche Sicherheitsprämie für besonders zuverlässige Versorgung und den Grad politischer Unterstützung für Emissionsfreiheit.
Im einfachsten Szenario orientieren sich Großverbraucher an den reinen Energiekosten, also im Wesentlichen an den langfristigen Gaspreisen, die mit 14 bis 34 Dollar pro Megawattstunde angesetzt werden. SMRs müssen dann rein über ihre Erzeugungskosten und typische Kapitalkosten gegen Energie aus Gas antreten. Steigende Gaspreise verbessern hier naturgemäß die relative Wettbewerbsposition der Kernenergie. In einem Energiesicherheitsszenario kommt hinzu, dass bestimmte Branchen – etwa Rechenzentren – bereit sind, zusätzliche Prämien für Versorgungssicherheit und Netzdienlichkeit zu bezahlen. Die Studie verweist auf Anbieter, die bereits heute über 100 Dollar pro Megawattstunde für saubere und hochzuverlässige Lösungen akzeptieren.
Die beiden ambitionierteren Szenarien heißen „angekündigte Zusagen“ und „Netto-Null bis 2050“. Sie spiegeln politische Zielsetzungen wider, die über reine Marktlogik hinausgehen. In beiden Fällen werden die Gaspreise durch politische Instrumente wie CO₂-Zertifikate, Mindestpreise oder Förderprogramme um 70 bis über 100 Dollar pro Megawattstunde nach oben korrigiert. In Europa wird etwa ein Preisaufschlag von 45 Dollar pro Megawattstunde aus dem Emissionshandelssystem berücksichtigt; in den ambitionierten Klimaszenarien summieren sich diese Aufschläge je nach Weltregion.
Der resultierende Effekt ist klar: Je höher Gaspreise und der politische Wert von Emissionsfreiheit angesetzt werden, desto größer wird der Preisraum, in dem SMRs für Großverbraucher attraktiv sind. Anders formuliert: Wenn man saubere, zuverlässige Energie als strategischen Produktionsfaktor definiert und dies politisch wie unternehmerisch ernst nimmt, ist die Zahlungsbereitschaft für SMR-Energie deutlich höher, als man bei einem reinen, kurzfristigen Brennstoffvergleich erwarten würde.
Sechs Markttreiber als Stellschrauben zwischen 7 und 700 Gigawatt
Die Autoren identifizieren sechs entscheidende Markttreiber, die wie Stellschrauben wirken und darüber entscheiden, ob sich der SMR-Markt bei 7, 120, 347 oder 700 Gigawatt einpendelt. Sie knüpfen damit an die intuitive Beobachtung an, dass es in der Kernenergie nicht nur um Reaktorphysik geht, sondern um Lieferketten, Regulierung, Kapital und Vertrauen.
Die erste Stellschraube ist die Lieferinnovation: Der Übergang vom maßgeschneiderten Vor-Ort-Bau zum standardisierten Produkt aus Werften und Fabriken. Hier spielt die konsequente Anwendung von Design-for-Manufacturing-and-Assembly eine zentrale Rolle. Je mehr Wertschöpfung in kontrollierte Fertigungsumgebungen verlagert wird, desto geringer sind typische Risiken von Termin- und Kostenüberschreitungen, die in der Vergangenheit große Kernkraftprojekte geprägt haben.
Zweitens geht es um regulatorische Entwicklung. Solange jeder Reaktor in einem langwierigen Standort-für-Standort-Verfahren behandelt wird, bleibt die Skalierbarkeit begrenzt. Die Studie plädiert – in Anlehnung an maritime Typgenehmigungen – für produktbasierte Lizenzierungen: Standardisierte Reaktormodule würden einmal umfassend geprüft und könnten anschließend an verschiedenen Standorten unter klar definierten Rahmenbedingungen eingesetzt werden.
Drittens steht die wirtschaftliche Rentabilität im Zentrum. Damit ist nicht gemeint, dass Kernenergie durch permanente Subventionen am Leben erhalten werden soll, sondern dass Erzeugungskosten und Marktdesign so zusammengebracht werden, dass die Besonderheiten der Kernenergie – Emissionsfreiheit, Grundlastfähigkeit, Brennstoffsicherheit – im Preisgefüge angemessen abgebildet werden. Kostensenkungen durch Werftfertigung und Massenproduktion müssen hier mit CO₂-Bepreisung, Kapazitätsmärkten oder langfristigen Abnahmeverträgen zusammenspielen.
Die vierte Stellschraube ist die Standortverfügbarkeit. Eine Handvoll potenzieller Kernkraftwerksstandorte in politisch umkämpften Regionen reicht nicht aus, um einen Markt mit mehreren Hundert Gigawatt zu versorgen. Erst wenn hunderte vorqualifizierte Standorte – häufig in oder nahe bestehenden Industrieclustern – definiert und genehmigungsrechtlich vorbereitet sind, kann der Ausbau schnell skalieren.
Fünftens braucht der SMR-Markt geeigneten Zugang zu Kapital. In frühen Phasen werden staatliche Akteure, Exportkreditagenturen und spezielle Förderprogramme eine große Rolle spielen. Mit zunehmender Erfahrung und verlässlichen Projektreferenzen müssen jedoch klassische Infrastrukturfonds, Pensionskassen und Banken in der Lage sein, SMR-Projekte als kalkulierbare Investitionen zu bewerten. Sinkende Kapitalkosten verstärken dabei die Kostenvorteile aus der Fertigung.
Schließlich verweist die Studie auf das Entwickler-Ökosystem. Gemeint sind Projektentwickler, EPC-Unternehmen (Engineering, Procurement, Construction – Ingenieurwesen, Beschaffung, Bau), Zulieferer und Betreiber, die wiederholt erfolgreiche Projekte umsetzen, aus Fehlern lernen und in der Lage sind, branchenübergreifende Lösungen für Großverbraucher anzubieten. Ein solches Ökosystem entsteht nicht von heute auf morgen; es wächst durch Pilotprojekte, Demonstratoren und die schrittweise Skalierung zu größeren Programmen.
Die Autoren verknüpfen diese sechs Treiber in einer Matrix und zeigen, wie jede Verbesserung in einem Bereich den zugänglichen Markt vergrößert. Die Lücke von 7 auf 700 Gigawatt schrumpft also nicht durch einen einzelnen großen Beschluss, sondern durch koordinierten Fortschritt an mehreren Fronten.
Einordnung und Implikationen
Was bedeutet diese Studie im größeren Bild der Energiewende? Zunächst zeigt sie, dass der industrielle Energiebedarf so groß ist, dass selbst ambitionierte Ausbaupfade bei erneuerbaren Energien und Speichertechnologien allein nicht ausreichen werden, um Strom, Prozesswärme und synthetische Energieträger zuverlässig und in großer Dichte bereitzustellen. Gerade für energieintensive Branchen steht viel auf dem Spiel: Wer keine Antwort auf die Frage nach eigener, klimaneutraler Energieversorgung hat, riskiert mittelfristig Wettbewerbsnachteile oder Verlagerung.
SMRs werden in dieser Studie als ein möglicher Kernbaustein einer künftigen Industrielandschaft verstanden – nicht als Allheilmittel, aber als Option, die physikalisch in der Lage ist, in wenigen Quadratkilometern Fläche mehrere hundert Megawatt sauberer Grundlast bereitzustellen. Sie können Wind- und Solaranlagen nicht ersetzen, wohl aber ergänzen, indem sie die wetterabhängigen Erzeuger mit stabiler Leistung unterfüttern und dort einspringen, wo hohe Temperaturen, hohe Verfügbarkeiten und netzferne Standorte gefragt sind.
Gleichzeitig ist das Bild bewusst anspruchsvoll gezeichnet. Die Studie verharmlost die notwendigen Veränderungen nicht: Massenproduktion von Kernreaktoren, produktbasierte Lizenzierungen, vorqualifizierte Standorte, neue Finanzierungsmodelle und ein gewachsenes Entwickler-Ökosystem – all das erfordert tiefgreifende Veränderungen im nuklearen Sektor und im energiepolitischen Denken. Doch genau diese Ehrlichkeit macht die Aussagekraft aus: Die Hindernisse liegen weniger in der Reaktorphysik als in der industriellen Organisation.
Für die Politik bedeutet dies, dass es nicht ausreicht, Kernenergie einfach als „optionale Technologie“ in Strategiepapiere zu schreiben. Wenn SMRs bis 2050 einen relevanten Beitrag liefern sollen, dann müssen heute Rahmenbedingungen geschaffen werden, die Fertigungsinvestitionen, Standortentwicklung, regulatorische Innovation und Nachfragebündelung ermöglichen. Für die Industrie stellt sich die Frage, ob Energie weiterhin als bloße Kostenposition behandelt wird oder als strategischer Produktionsfaktor, in den man gemeinsam mit Technologieanbietern investiert.
Die Studie von Urenco und LucidCatalyst bietet damit keinen Masterplan im Sinne eines fertigen Baukastens, wohl aber eine Landkarte: Sie zeigt, wo die physikalischen Potenziale liegen, welche Marktgrößen erreichbar wären und an welchen Stellschrauben gedreht werden müsste, um von vereinzelten Pilotreaktoren zu hunderten industriellen SMR-Standorten zu kommen. Ob wir im Jahr 2050 auf eine Industrielandschaft schauen, in der Gasleitungen und fossile Kessel dominieren, oder auf Cluster mit eigenen, sauberen Reaktorkernen, wird sich nicht von selbst entscheiden. Es ist letztlich eine Frage der Weichenstellungen in den 2020er- und frühen 2030er-Jahren – und damit eine Aufgabe, die sehr viel näher in der Zeit liegt, als es der Horizont 2050 zunächst vermuten lässt.
Quellen
[1] Urenco / LucidCatalyst (2025): “Eine neue nukleare Welt: Wie kleine modulare Reaktoren (SMRs) die Industrie mit Energie versorgen können”. SMR-Marktstudie für Nordamerika und Europa, PDF-Bericht.
Nukleare Option für die Industrie 2050: Leimen / Heidelberg — 29. November 2025
Andreas Kießling, energy design
