Frankreich rückt ins Zeitalter der Mini-Atomreaktoren: SMR Stellaria Stellarium (≈ 40 MW)

Ihr Ziel ist nicht, einen weiteren Mega-Reaktor zu bauen, der das nationale Stromnetz speist, sondern eine kompakte Anlage, die in erster Linie als sauberer Industriekessel dienen soll. Genau dieses Vorhaben liegt nun auf dem Tisch der französischen Atomaufsicht.

Frankreich tastet sich ins Zeitalter der Mini-Atomreaktoren vor

Frankreich steht seit Jahrzehnten für grosse Kernkraftwerke, die Haushalte und Industrie mit vergleichsweise günstigem Strom versorgen. Dieses Modell gerät jedoch unter Druck: Reaktoren altern, Grossprojekte verzögern sich, und erneuerbare Energien werden zur ernsthaften Konkurrenz.

Als Antwort darauf treiben neue Unternehmen eine andere Idee voran: kleine modulare Reaktoren, sogenannte Small Modular Reactors (SMRs), die auf Industriestandorte zugeschnitten sind, an denen heute noch Gas oder Kohle allein für Prozesswärme verbrannt werden. Zwei französische Start-ups haben inzwischen offiziell beantragt, solche Reaktoren in Frankreich zu errichten.

„Frankreichs Atomaufsicht hat bereits zwei Anträge auf eine Errichtungsgenehmigung für Mini-Reaktoren erhalten – ein Signal für einen Wendepunkt in der Branche.“

Jimmy, ein Vorreiter bei wärmeorientierten SMRs, reichte seinen Antrag Anfang 2024 ein. In dieser Woche folgte Stellaria, jünger, aber ausgesprochen technisch geprägt – mit einem eigenen Antrag für ein grundlegend anderes Konzept auf Basis geschmolzener Salze.

Stellaria: ein kleines Team mit Rückhalt aus dem Schwergewicht

Stellaria entstand 2022 aus der französischen Kommission für alternative Energien und Atomenergie (CEA), einer der einflussreichsten Nuklearforschungseinrichtungen Europas. Das Start-up arbeitet aus dem Cluster Paris-Saclay, einem Technologiezentrum südlich der Hauptstadt.

Das Kernteam hält man bewusst schlank: Nuklearphysikerinnen und -physiker, Fachleute für den Brennstoffkreislauf sowie Ingenieurinnen und Ingenieure, die zuvor an fortgeschrittenen Reaktorkonzepten gearbeitet haben, die nie über die Forschungsphase hinaus kamen. Ein besonderer Vorteil ist der Zugang zu den experimentellen Plattformen der CEA.

Dort steckt jahrzehntelange Arbeit an sogenannten Generation-IV-Reaktoren – darunter Systeme, die nicht mit Wasser, sondern mit geschmolzenem Salz gekühlt werden. Was früher in Konferenzbeiträgen und Laborheften blieb, fliesst nun direkt in Stellarias erstes Produkt ein.

„Statt dem nächsten riesigen Reaktor nach EPR-Art hinterherzulaufen, will Stellaria eine kompakte, im Werk vorgefertigte Maschine entwickeln, die auf industrielle Wärme fokussiert ist.“

Die Wette ist klar, aber anspruchsvoll: Hochkomplexe Kernphysik soll in ein Objekt gepackt werden, das klein und robust genug ist, damit eine Chemieanlage, Raffinerie oder Glasfabrik es als ein weiteres kritisches Betriebsmittel akzeptiert.

Stellarium: ein Mini-Reaktor mit geschmolzenem Salz für Prozesswärme

Ein flüssiger Kern, der mit klassischem Reaktordesign bricht

Stellarias Leitprojekt heisst Stellarium. Geplant ist ein kleiner schneller Neutronenreaktor, der geschmolzene Salze zugleich als Kühlmittel und als Träger des Brennstoffs nutzt – damit gehört das Konzept zur Generation IV.

Das unterscheidet Stellarium deutlich von Frankreichs bestehender Flotte an Druckwasserreaktoren. In klassischen Anlagen liegt Uran als feste Pellets in Metallhüllrohren, und Wasser kühlt den Kern unter sehr hohem Druck und überträgt die Wärme auf Turbinen. Hoher Druck bedeutet zusätzliche Komplexität und ein höheres Risikoprofil.

Bei Stellarium ist der Brennstoff direkt in einem Bad aus geschmolzenen Salzen gelöst. Dieselbe Flüssigkeit zirkuliert durch den Kern und durch Wärmetauscher. Der Reaktorkern ist im wörtlichen Sinn flüssig.

• Die Temperatur verteilt sich gleichmässiger im Kern, wodurch Hotspots reduziert werden.
• Hochdruck-Wassersysteme und Dampfexplosionen spielen keine Rolle mehr.
• Ein klassisches „Meltdown“-Szenario verliert an Bedeutung, weil der Brennstoff bereits flüssig ist.

Schnelle Neutronen versprechen noch einen weiteren potenziellen Vorteil: Zumindest theoretisch könnten nukleare Ressourcen effizienter genutzt und sogar langlebige Abfälle aus anderen Reaktoren „verbraucht“ werden. Dieses Versprechen bleibt technisch und zeitlich weit entfernt, erklärt aber, weshalb Aufsichtsbehörden solche Designs besonders aufmerksam beobachten.

Sicherheit, die auf Physik statt nur auf Regeltechnik setzt

Stellaria betont stark, was das Unternehmen als inhärente Sicherheit bezeichnet. Anstatt sich vor allem auf Pumpen, Ventile und komplexe Elektronik zu stützen, soll das Konzept grundlegende physikalische Effekte nutzen, die einem Temperaturanstieg entgegenwirken.

Steigt die Temperatur des geschmolzenen Salzes, verlangsamt sich die Kernreaktion von selbst – durch Veränderungen in Geometrie und Dichte des Brennstoffs. In Extremfällen sehen manche Konzepte zudem einen „Freeze Plug“ vor: einen erstarrten Salzpfropfen, der bei Überhitzung schmilzt, sodass der Brennstoff durch die Schwerkraft in unterkritische Tanks ablaufen kann.

„Das Unternehmen argumentiert, dass, wenn der Reaktor zu heiss zu laufen beginnt, die Physik des Systems ihn aus sich heraus wieder in einen ruhigeren Zustand drückt.“

Die ausgewählten Salze sind nicht brennbar und chemisch stabil, wodurch das Risiko von Wasserstoffexplosionen entfällt, wie sie bei einigen früheren Nuklearunfällen eine Rolle spielten. Weil es keinen Hochdruck-Wasserkreislauf gibt, ist zudem deutlich weniger mechanische Energie am Standort gespeichert.

Vierzig Megawatt Wärme: dimensioniert für Fabriken, nicht für das nationale Netz

Stellarium soll rund 40 Megawatt thermische Leistung liefern. Neben einem netzskaligen Reaktor mit über 1.000 Megawatt wirkt das klein. Verglichen mit einem typischen Industriekessel, der mit Gas oder Kohle betrieben wird, liegt es jedoch genau in der passenden Grössenordnung.

Diese Leistung kann Prozessdampf, Hochtemperaturwärme oder eine Kombination aus beidem liefern – für Standorte wie:

• Chemieanlagen
• Raffinerien
• Zementwerke
• Glasproduktionsstätten
• grosse Lebensmittelverarbeitungsbetriebe

Das Konzept zielt auf einen kontinuierlichen, stabilen Betrieb bei geringer Stellfläche. Ausserdem möchte Stellaria grosse Teile des Systems im Werk vormontieren, dann an den Standort liefern und dort fertigstellen. Das könnte Bauzeiten verkürzen und Kosten im Vergleich zu massgeschneiderten Megaprojekten planbarer machen.

Ein Demonstrator mit Zielmarke um 2030

Im Zentrum der Roadmap steht ein entscheidender Schritt: der Bau eines Demonstrators in voller Grösse bis etwa 2030. Diese erste Einheit soll nicht nur die technische Funktionsfähigkeit belegen, sondern auch als realer Prüfstein für die französische Atomaufsicht sowie für lokale Behörden dienen.

Industriekunden werden kaum langfristige Verträge unterschreiben, ohne mindestens eine Anlage im Betrieb gesehen zu haben. Für Investoren würde ein funktionierender Demonstrationsreaktor das wahrgenommene Risiko senken und dabei helfen, grössere Finanzierungsrunden zu ermöglichen.

„In der Kernenergie zählt ein funktionierender Prototyp in den Augen von Aufsicht und Kapitalgebern oft mehr als tausend Präsentationsfolien.“

Mit der frühen Einreichung seines Dossiers will Stellaria zudem mitreden, wenn künftige europäische Standards für SMRs entstehen – etwa zu Standortfragen, Notfallplanung und Abfallmanagement.

Der regulatorische Sprung: vom Start-up-Pitch zum Nuklearbetreiber

Am 22. Januar reichte Stellaria seine „demande d’autorisation de création“ (Antrag auf Errichtungsgenehmigung) bei der Autorité de sûreté nucléaire (ASN) ein. Für jeden Reaktor ist das der Eintritt in Frankreichs streng regulierte Nuklearindustrie.

Die Unterlagen müssen in mühsamer Detailtiefe mehrere Punkte belegen: die Belastbarkeit der Barrieren zur Einschliessung, das Verhalten des Reaktors in Unfallszenarien, das Brennstoffmanagement über lange Zeiträume sowie den Rückbau des Standorts Jahrzehnte später.

Für ein Start-up bedeutet dieser Schritt einen massiven Kulturwechsel. An die Stelle schneller Design-Iterationen und Investorendecks tritt ein Rechts- und Prüfrahmen, der historisch von staatsnahen Grossunternehmen und grossen Versorgern geprägt ist.

Jimmy, das seinen Antrag vor Stellaria eingereicht hat, steht unter der gleichen Beobachtung. Allein ihre Präsenz zeigt: Frankreichs Nuklearsystem dreht sich nicht mehr ausschliesslich um EDF und grosse Ausrüster – auch kleinere Akteure stehen inzwischen an derselben regulatorischen Tür.

Ein französisches Rennen um industrielle Wärme statt nur um Strom

Sowohl Jimmy als auch Stellaria konzentrieren sich auf ein Feld, das politisch deutlich weniger Aufmerksamkeit bekommt als Haushaltsstrom: industrielle Wärme. Fabriken verbrennen weiterhin enorme Mengen fossiler Energieträger, nur um heisse Gase, Dampf oder Prozesswärme zu erzeugen.

„Emissionen bei industrieller Wärme zu senken, könnte die Kurve schneller bewegen als eine weitere Quelle CO₂-armer Elektrizität hinzuzufügen.“

Das wachsende französische SMR-Ökosystem setzt darauf, dass kompakte Nuklearanlagen in bestehende Industriegebiete passen und dort fossile Kessel ersetzen können. Gelingt das, liessen sich Emissionen senken, ohne auf grossflächige Modernisierungen nationaler Stromnetze warten zu müssen.

Die Hürden sind allerdings erheblich. Betreiber vergleichen jeden „Nuklear-Kessel“ mit günstigem Gas – erst recht, wenn CO₂-Preise stark schwanken. Wartungsmodelle müssen verständlich und bezahlbar sein. Und Gemeinden werden fragen, weshalb eine Nuklearanlage neben ihrer Stadt stehen soll, selbst wenn sie viel kleiner ist als ein klassisches Kernkraftwerk.

Globaler Wettbewerb: Frankreich in einem vollen SMR-Feld

Wer baut sonst noch kleine Reaktoren?

Frankreich ist damit keineswegs allein. Von Kanada bis China arbeiten Unternehmen und staatliche Stellen daran, SMRs zur Marktreife zu bringen. Stellarium konkurriert damit nicht nur mit französischen Ansätzen, sondern mit einer ganzen Palette internationaler Designs.

Projekt	Land	Technologie	Ca. thermische Leistung	Hauptfokus
Stellarium (Stellaria)	Frankreich	Geschmolzenes Salz, schnelle Neutronen	≈ 40 MW	Industrielle Wärme
IMSR (Terrestrial Energy)	Kanada / US	Geschmolzenes Salz, flüssiger Brennstoff	≈ 400 MW	Strom + Wärme
KP-FHR (Kairos Power)	US	Geschmolzenes Salz, fester Brennstoff	≈ 320 MW	Strom, Wasserstoff
Xe-100 (X-energy)	US	Hochtemperaturgas	≈ 200 MW	Strom + Hochtemperaturwärme
SSR-W (Moltex)	UK / Kanada	Geschmolzenes Salz, schnell	≈ 300 MW	Strom
Aurora (Oklo)	US	Schneller Reaktor, Metallkühlmittel	< 50 MWe	Netzunabhängiger Strom
HTGR (CNNC)	China	Hochtemperaturgas	> 200 MW	Strom + Industrie
Linglong One	China	Druckwasser-SMR	≈ 385 MW	Strom + Wärme

Auffällig an Stellarium sind die vergleichsweise geringe Leistung und der konsequente Fokus darauf, Wärme als primäres Produkt zu liefern – nicht Elektrizität. Diese Nische könnte es erleichtern, Anlagen in Industriegebieten zu platzieren, in denen der Netzanschluss bereits ausreichend ist, aber dekarbonisierte Prozesswärme fehlt.

Risiken, Nutzen und was „geschmolzenes Salz“ tatsächlich bedeutet

Der Begriff „Reaktor mit geschmolzenem Salz“ wirkt schnell exotisch. Gemeint ist in der Praxis eine Salzmixtur (oft Fluoride), die so stark erhitzt wird, dass sie verflüssigt. Das Verhalten ähnelt einer zähen, extrem heissen Flüssigkeit: gute Wärmeleitung, hohe Stabilität bei hohen Temperaturen und ein geringes Siedeverhalten.

Sobald diese Salze mit Kernbrennstoff beladen sind, werden sie allerdings hochradioaktiv. Sorgfältige Handhabung, abgeschirmte Leitungen und robuste Einschlussstrukturen bleiben zwingend. Jede Leckage wäre eine ernsthafte Aufgabe für Dekontamination und Aufräumarbeiten – auch wenn die Flüssigkeit selbst weder explodiert noch brennt.

Auf der Nutzenseite ermöglicht der Betrieb bei höheren Temperaturen als in wassergekühlten Reaktoren eine effizientere Wärmeübertragung in industrielle Prozesse. Dadurch werden solche Reaktoren interessant für Wasserstoffproduktion per Hochtemperatur-Elektrolyse, die Herstellung synthetischer Kraftstoffe oder sogar für Fernwärme in kälteren Regionen.

Ein realistisches Szenario für Frankreich – falls Stellarium und ähnliche Projekte gelingen – könnte so aussehen: Ein Verbund von Chemiewerken in einer Küstenregion teilt sich zwei oder drei Mini-Reaktoren über ein eigenes Wärmenetz. Die Reaktoren laufen über Jahre gleichmässig, während Fabriken je nach Bedarf einzelne Prozesse an- oder abkoppeln.

Eine solche gemeinsame Infrastruktur wirft allerdings Fragen der Governance auf. Wer besitzt die Reaktoren? Wer trägt die nukleare Haftung? Wie werden die Kosten zwischen den Nutzern verteilt? Diese Themen sind ebenso juristisch und finanziell wie technisch – und sie werden mitentscheiden, ob Mini-Reaktoren Prototypen bleiben oder zu einem echten industriellen Werkzeug werden.

---