Frankreichs SMR-Rennen: Stellaria Stellarium und kompakte Nuklearwärme für die Industrie

In den Randlagen von Paris setzt ein kleines Team aus Physikerinnen und Physikern still darauf, dass die Schwerindustrie bald mit kompakter nuklearer Prozesswärme arbeiten könnte.

Abseits von riesigen Reaktorblöcken und landesweiten Stromnetzen treibt ein neues französisches Jungunternehmen einen anderen Atomansatz voran: kleine, modulare Einheiten, die in erster Linie fossile Kessel in Fabriken ersetzen sollen. Die französische Atomaufsicht hat inzwischen einen zweiten Genehmigungsantrag für einen solchen Mini-Reaktor erhalten – ein Zeichen dafür, dass aus der Nischenidee ein echter Wettlauf wird.

Eine neue Art nuklearer Wettlauf in Frankreich

Frankreich galt lange als Synonym für grosse Reaktoren, die ein zentralisiertes Netz speisen. Genau dieses Modell wird nun aus dem Land heraus infrage gestellt. Zwei junge Unternehmen, Jimmy und Stellaria, haben formelle Anträge eingereicht, um kleine modulare Reaktoren (SMR) zu bauen, die nicht für Haushalte gedacht sind, sondern für die Schornsteine der Industrie.

Das sind keine Laborübungen. Ein Genehmigungsantrag, in Frankreich „demande d’autorisation de création“ (DAC) genannt, bringt die Vorhaben in dieselbe juristische Kategorie wie die Projekte der grossen Nuklearbetreiber. Allein dieser Schritt zeigt, dass das Vertrauen in die Technik wächst.

„Die französische Atomaufsicht hat nun zwei Mini-Reaktor-Projekte auf dem Tisch, die beide fossile Industriekessel statt das Stromnetz ins Visier nehmen.“

Hinter dem Kurswechsel steht eine nüchterne Tatsache: Industrielle Wärme ist eine der schwierigsten CO₂-Quellen, die sich reduzieren lässt. Stahl-, Zement-, Glas- und Chemieanlagen verbrennen Gas und Kohle bei hohen Temperaturen – oft im Dauerbetrieb. Erneuerbare Energien im Stromnetz tun sich schwer, dieses Lastprofil zu bedienen. Verkleinerte und modular aufgebaute nukleare Wärme könnte das leisten.

Stellaria: ein Jungunternehmen aus einem nuklearen Zentrum

Stellaria arbeitet im Forschungscluster Paris-Saclay, wo auch die französische Kommission für alternative Energien und Atomenergie (CEA) beheimatet ist. Das Unternehmen wurde 2022 als Ausgründung der CEA gegründet – bewusst mit einem kleinen Team aus Nuklearingenieurinnen und -ingenieuren, Physikerinnen und Physikern sowie Fachleuten für den Brennstoffkreislauf.

Damit verfügt das Jungunternehmen über einen seltenen Vorteil: Zugang zu jahrzehntelanger Forschung zu fortgeschrittenen Reaktoren und zu spezialisierten experimentellen Plattformen. Konzepte, die früher in technischen Berichten stecken blieben, werden nun in Hardware übersetzt – mit dem Ziel, Fabriken und Industrieareale zu versorgen.

Anstatt einem weiteren Kraftwerksprojekt im EPR-Massstab hinterherzulaufen, will Stellaria ein System bauen, das sich eher wie ein leistungsstarker Industriekessel anfühlt und auch so betrieben wird – nur dass die Wärme nicht durch Gasverbrennung entsteht, sondern durch Kernphysik.

Stellarium: ein Salzschmelze-Mini-Reaktor für Wärme

Im Zentrum der Stellaria-Strategie steht das Vorzeige-Design Stellarium. Es gehört zur sogenannten Generation-IV-Familie und arbeitet mit geschmolzenen Salzen und schnellen Neutronen. Damit unterscheidet es sich klar von Frankreichs laufender Flotte, die auf Druckwasserreaktoren basiert.

Im Stellarium ist der Brennstoff in heissem, geschmolzenem Salz gelöst. Dieses Salz übernimmt zwei Aufgaben gleichzeitig: Es enthält den nuklearen Brennstoff und dient zugleich als Kühlmittel, das durch das System zirkuliert. Der Reaktorkern ist im wörtlichen Sinn flüssig.

Diese Entscheidung ist nicht nur ausgefallene Ingenieurskunst. Für industrielle Anwender ergeben sich daraus drei unmittelbare Vorteile:

• Die Wärmeverteilung im Kern wird gleichmässiger, was Hotspots und thermische Spannungen reduziert.
• Es herrscht kein extremer Innendruck, wodurch dickwandige Hochdruckbehälter und einige damit verbundene Ausfallmechanismen entfallen.
• Ein klassisches „Kernschmelze“-Szenario bekommt eine andere Bedeutung, weil der Brennstoff bereits flüssig in einem Salzbad vorliegt.

Die Leistung des Stellarium liegt bei rund 40 Megawatt thermisch. Im Vergleich zu Kernkraftwerken im Gigawattbereich wirkt das klein, entspricht aber dem Leistungsniveau grosser fossil befeuerter Kessel, wie sie in Raffinerien, an Chemiestandorten oder in der Werkstoffindustrie üblich sind.

Eine solche Einheit könnte innerhalb des Werkszauns stehen, dauerhaft laufen und Dampf oder heisses Gas direkt in bestehende Prozesse einspeisen.

Sicherheit durch Physik – nicht nur durch Software

Stellaria betont ein Sicherheitskonzept, das sich stärker auf Grundprinzipien der Physik stützt als auf komplexe Elektronik. Vereinfacht gesagt: Wird der Reaktor zu heiss, verlangsamt sich die nukleare Reaktion von selbst.

Mit steigender Temperatur verändern sich Eigenschaften des Brennstoff-Salz-Gemischs und der Kerngeometrie so, dass die Reaktionsrate sinkt. Dadurch neigt das System zur Selbststabilisierung, ohne dass aktive Eingriffe durch Pumpen oder strombetriebene Steuerungen nötig sind.

„Statt auf komplexe Reserve-Systeme zu setzen, vertraut das Design auf Materialien und Geometrie, die den Reaktor beim Aufheizen von selbst beruhigen.“

Die verwendeten Salze sind zudem nicht brennbar und chemisch stabil. Sie erzeugen keinen Hochdruckdampf und verringern das Risiko von Explosionen deutlich, die durch Wasser in Kontakt mit sehr heissem Brennstoff entstehen können. Für Behörden, die durch historische Nuklearunfälle geprägt sind, sind solche Eigenschaften relevant.

Warum 40 MW für Fabriken entscheidend sind

Die Zahl 40 MW thermisch klingt zunächst unspektakulär, trifft für die Industrieplanung aber einen günstigen Bereich. Viele grosse Werke betreiben bereits Kessel dieser Grössenordnung, um Prozesswärme bereitzustellen.

Würde ein gasbefeuerter Kessel dieser Klasse durch ein nukleares Modul ersetzt, könnte ein einzelner Standort über die Lebensdauer der Anlage hinweg Hunderttausende Tonnen CO₂ einsparen – bei deutlich stabileren Brennstoffkosten. Der Platzbedarf bleibt relativ kompakt, sodass sich das System auf Bestandsflächen oder in Industriegebieten unterbringen lässt.

Der modulare Ansatz ermöglicht ausserdem, Bauteile in Fabriken vorzufertigen, zu transportieren und vor Ort zu montieren. Das steht im Gegensatz zur Logik von Grossprojekten konventioneller Kernkraft, die jahrelange Tiefbauarbeiten und individuelle Baustellenfertigung erfordern.

Eine Demonstrationsanlage für 2030 und ein anspruchsvoller Genehmigungsweg

Stellaria hat sich ein klares Ziel gesetzt: eine betriebsfähige Demonstrationsanlage um 2030. Diese erste Anlage ihrer Art soll nicht nur Wärme liefern, sondern den Aufsichtsbehörden zeigen, dass sich das Design wie angekündigt verhält, und industriellen Kunden greifbar machen, was sie tatsächlich erwerben.

Am 22. Januar reichte das Unternehmen seinen DAC offiziell bei der französischen Behörde für nukleare Sicherheit ein. Damit tritt Stellaria in den streng regulierten Kreis der Nuklearbetreiber ein – für ein Jungunternehmen ein enormer Schritt.

Das Dossier muss eine lange Themenliste abdecken: Verhalten des Kerns, Barrieren zur Einschlussfunktion, Umgang mit Unfallszenarien, Abfallmanagement, Robustheit gegenüber externen Ereignissen sowie die Fähigkeit, über Jahrzehnte sicher zu betreiben.

„Über Jahrzehnte stellten in Frankreich nur staatlich gestützte Giganten solche Anträge. Dass nun Jungunternehmen dieses Niveau erreichen, deutet auf einen tieferen Wandel der Nuklearkultur hin.“

Die Aufsicht wird voraussichtlich Einwände vorbringen, Rückfragen stellen und Änderungen am Entwurf verlangen. Dieser Prozess kann sich ziehen. Stellaria setzt darauf, dass ein früher Platz in der Genehmigungswarteschlange hilft, künftige Standards für Mini-Reaktoren in Europa mitzuprägen.

Frankreichs Mini-Reaktor-Feld: Stellaria und Jimmy

Stellaria ist nicht allein. Anfang 2024 wurde ein weiteres Jungunternehmen, Jimmy, in Frankreich zum ersten Anbieter, der einen Genehmigungsantrag für einen kleinen Kernreaktor mit Fokus auf industrielle Wärme einreichte. Zusammen bilden die beiden Vorhaben den Kern eines entstehenden Ökosystems in dieser Nische.

Beide verfolgen denselben Grundgedanken: Statt auf Massenstromerzeugung zu setzen, liefern sie Hochtemperaturwärme als direkte Dienstleistung für Fabriken. Dieser Bereich macht einen grossen Teil der Emissionen aus, erhält aber oft weniger Aufmerksamkeit als Verkehr oder häusliche Heizungen.

Trotzdem müssen beide Unternehmen ihre Geschäftsmodelle noch belegen: Wer finanziert die Einheit, wer betreibt sie, wie wird die Instandhaltung organisiert, und wie werden lokale Gemeinden eingebunden? Industrielle Kunden müssen zudem abwägen, ob Kerntechnik gegenüber Elektrifizierung, Wasserstoff oder fortschrittlichen Biokraftstoffen im Vorteil ist.

Globaler Wettbewerb bei kleinen modularen Reaktoren

Die französischen Neuzugänge stossen in ein Feld vor, das sich weltweit zunehmend füllt. In vielen Ländern treiben Unternehmen und staatlich unterstützte Akteure SMR-Konzepte für Strom, Wärme oder beides voran. Vieles ist noch frühphasig, doch die Richtung ist eindeutig.

Das Stellarium-Konzept steht in einem breiteren Vergleich von SMR-Initiativen:

Akteur/Projekt	Land	Technologie	Typische Leistung	Hauptzweck	Industriewärme	Stand
Stellaria – Stellarium	Frankreich	Geschmolzene Salze, schnelle Neutronen	≈ 40 MW thermisch	Industriewärme	Kernfokus	Genehmigungsantrag eingereicht, Demonstrationsanlage angestrebt ~2030
Terrestrial Energy – IMSR	Kanada/USA	Geschmolzene Salze, flüssiger Brennstoff	≈ 400 MW thermisch	Strom + Wärme	Nebenzweck	Fortgeschrittene Vorlizenzierung
Kairos Power – KP-FHR	USA	Geschmolzene Salze, fester Brennstoff	≈ 320 MW thermisch	Strom, Wasserstoff	Ja	Demonstrationsanlage im Bau
X-energy – Xe-100	USA	Hochtemperatur-Gasgekühlt	≈ 200 MW thermisch	Strom	Hochtemperaturwärme	Industrieprojekt-Phase
Moltex Energy – SSR-W	Vereinigtes Königreich/Kanada	Geschmolzene Salze, schnelle Neutronen	≈ 300 MW thermisch	Strom	Potenzial	Konzeptentwicklung
Oklo – Aurora	USA	Schnelle Neutronen, flüssiges Metall	< 50 MW elektrisch	Netzunabhängiger Strom	Nicht vorrangig	Genehmigungsverfahren läuft
CNNC – HTGR	China	Hochtemperatur-Gas	> 200 MW thermisch	Strom + Industrie	Ja	In Demonstration/Betrieb
Linglong One	China	Druckwasser-SMR	≈ 385 MW thermisch	Strom + Wärme	Ja	Im Bau

Für Frankreich erhöht die starke internationale Konkurrenz den Druck. Wenn heimische Projekte ins Stocken geraten, könnten künftige Industriekunden am Ende SMR importieren, statt auf Technologie aus dem eigenen Land zu setzen.

Was das für die Schwerindustrie bedeuten könnte

Für die Leitung eines Stahlwerks oder eines Chemiestandorts wirkt das Angebot auf dem Papier simpel: Der Wärmebedarf bleibt gleich, aber ein Gaskessel wird auf demselben Grundstück durch ein kompaktes nukleares Modul ersetzt.

Drei mögliche Vorteile stechen hervor:

• Sehr grosse Emissionsminderungen, ohne die Kernprozesse grundlegend umzuschreiben.
• Planbare Brennstoffkosten über lange Zeit, weniger anfällig für Gaspreisschocks.
• Hohe Verfügbarkeit, da nukleare Anlagen kontinuierlich laufen können.

In der Praxis wird es komplizierter. Betreiber brauchen Personal mit Ausbildung in nuklearer Sicherheit, Notfallpläne und eine strikte Aufsicht. Manche Werke könnten sich dagegen sträuben, Nuklearanlagen auf privatem Industriegelände zu beherbergen – besonders in der Nähe dichter Besiedlung.

Auch lokale Gemeinden und Umweltverbände werden mitreden. Öffentliche Debatten, Planfeststellungen und juristische Auseinandersetzungen können Vorhaben verlangsamen. Bei Mini-Reaktoren könnte gesellschaftliche Akzeptanz ebenso entscheidend sein wie Neutronenphysik.

Zentrale Begriffe und Szenarien, die man im Blick behalten sollte

Zwei Begriffe werden in den kommenden Jahren immer wieder auftauchen. „Kleiner modularer Reaktor“ beschreibt nukleare Einheiten, die kleiner als klassische Anlagen sind und für serielle Fabrikfertigung ausgelegt werden. „Generation IV“ steht für fortgeschrittene Technologien wie geschmolzene Salze oder Hochtemperatur-Gas, die gegenüber heutigen Flotten bessere Profile bei Sicherheit, Ressourcennutzung und Abfällen anstreben.

Ein plausibles Szenario ist, dass frühe Demonstrationsanlagen – wie Stellarias Ziel für 2030 – zunächst auf staatlich gestützten oder halböffentlichen Standorten landen: Forschungscampi, grosse Industrieareale oder militärische Einrichtungen. Erst wenn dort über Jahre Betriebserfahrung gesammelt wurde, könnten private Industriekunden eher bereit sein, langfristige Verträge zu unterschreiben.

Ein anderer Weg wären Hybridstandorte, bei denen ein SMR sowohl eine Fabrik als auch ein Fernwärmenetz versorgt und heisses Wasser an nahegelegene Städte liefert. Diese Kombination aus industrieller und urbaner Nachfrage könnte Auslastung und Wirtschaftlichkeit verbessern, würde die Kerntechnik jedoch räumlich näher an den Alltag heranrücken.

Die nächsten Jahre werden in Frankreich zeigen, ob dieses kompakte, wärmeorientierte Nuklearmodell den Sprung von kühnen Präsentationsfolien zu leise brummenden Modulen hinter den Zäunen realer Fabriken schafft.