Turkenburg: Niet doen

2 juli 2015 – Prof. dr. Wim Turkenburg, emeritus hoogleraar (Natuurwetenschap & Samenleving, ook wel ‘energieprofessor’ genoemd) vraagt zich af of Nederland wel een voortrekkersrol moet willen spelen bij de ontwikkeling van de gesmolten zout reactor voor het winnen van energie uit thorium. Hij reageert hiermee op een opiniebijdrage van hoogleraar kernenergie Jan Leen Kloosterman.

Is er toekomst voor de gesmolten zout reactor?

Wim Turkenburg, Universiteit Utrecht

Kerncentrales dragen thans voor 4,5% bij in de wereldenergievoorziening. Tien jaar geleden was dat nog 7%. Sinds de kernramp in Tsjernobyl, in 1986, stagneert de groei van kernenergie en de recente kernramp met vier reactoren in Fuskushima (2011) lijkt de stagnatie te versterken. Belangrijk hierbij zijn de publieke acceptatie van kerncentrales, maar vooral de steeds verder stijgende kosten van nieuw te bouwen eenheden. De bouw van kerncentrales in de westerse wereld laat een negatieve ervaringscurve (‘leercurve’) zien; hoe meer ervan gebouwd worden, hoe hoger de investeringskosten per kW. Bij vrijwel alle andere energietechnieken is dat omgekeerd. Zo neemt bij zonnecellen de kostprijs per kW af bij iedere verdubbeling van het totaal opgestelde zon-PV vermogen met ongeveer 20%. Dit maakt dat kerncentrales thans wereldwijd niet gebouwd kunnen worden zonder een zeer aanzienlijke financiële ondersteuning van de staat.

Minder draaiuren
Hebben we kerncentrales nodig om het klimaatvraagstuk op te lossen? Diverse studies laten zien dat dit niet het geval is. Ook zonder kerncentrales kan de uitstoot van CO2 in de elektriciteitssector in 2050 tot vrijwel nul worden teruggebracht. Daar komt bij dat er tegen die tijd – bij een sterke toename van de toepassing van zon- en windvermogen – nauwelijks meer ruimte bestaat voor de inzet van basislastcentrales. Kerncentrales zullen dus veel minder draaiuren kunnen maken dan nu het geval is, waardoor de kosten per kWh nog verder zullen stijgen. Een recente studie van de Universiteit Utrecht, waarin de elektriciteitsvoorziening van West-Europa in het jaar 2050 van uur tot uur via simulaties voor verschillende scenario’s is verkend, laat zien dat kerncentrales die nu op de markt te koop zijn – bij volledige marktwerking in de energievoorziening – er om economische redenen niet gaan komen. Ze zijn simpelweg veel te duur voor een wereld waarin de elektriciteitssector betrouwbaar en kosteneffectief moet zijn en 96% minder CO2 moet uitstoten dan in 1990 het geval was. Een optie die heel verrassend dan wel heel interessant kan zijn – blijkt uit de simulatiestudies – is gasgestookte vermogen met afvang en ondergrondse opslag van CO2.

Zoveel mogelijk opties
Betekent dit dat we niet meer in de verdere ontwikkeling van het toepassen van kernenergie moeten investeren? Onmiskenbaar is het verstandig zoveel mogelijk opties voor de toekomstige energievoorziening open te houden, dus ook de kernenergieoptie. Wel moet aan iedere optie de eis worden gesteld dat deze inpasbaar is in een duurzame ontwikkeling van de samenleving als geheel en de energievoorziening in het bijzonder. Nieuw te bouwen kerncentrales moeten dus aan een diverse randvoorwaarden voldoen. Allereerst moeten ze concurrend inzetbaar zijn met andere alternatieven wanneer zon- en windvermogen en andere vormen van hernieuwbare energie op grote schaal worden toegepast. Ook moeten ze inherent veilig zijn, wat betekent dat een reactiviteitsongeval – zoals in Tsjernobyl plaatsvond – en een kernsmeltingsongeval – zoals in (onder meer) Harrisburg en Fukushima plaatsvond – om fysische redenen niet kan gebeuren. Ook moet het radioactief afval dat uit de kerncentrales komt en veilig moet worden opgeslagen, na 300 tot 600 jaar niet of nauwelijks meer radioactief zijn. Daarnaast moet de kernenergiecyclus niet of nauwelijks risico’s opleveren voor vrede en veiligheid binnen en tussen staten en bevolkingsgroepen. De kans op misbruik van radioactief materiaal (zowel van de splijtstof als van de splijtingsproducten) moet dus verregaand worden tegen gegaan en liefst – om fysische, technologische en organisatorische redenen – vrijwel onmogelijk zijn. Tot slot moet de toe te passen technologie op maatschappelijk draagvlak kunnen rekenen en de ontwikkeling en toepassing van andere, inherent meer duurzame energietechnieken niet frustreren.

Generatie IV
Binnen de kernenergiewereld wordt gewerkt aan een nieuwe generatie van kernreactoren, die Generatie IV reactoren worden genoemd. De hoop is dat hier kandidaten tussen zitten die aan alle hierboven genoemde randvoorwaarden kunnen voldoen. Een probleem is wel dat de kosten van de ontwikkeling van nieuwe typen kerncentrales zeer hoog zijn, de uitkomst van investeringen in deze ontwikkeling onzeker is, en de kernenergieindustrie liever in de verdere toepassing en bouw van de bestaande Generatie III reactoren investeert. Daarnaast is een probleem dat de ontwikkeling van diverse typen Generatie IV reactoren naar een commercieel product waarvoor door overheden een bouwvergunning wordt afgegeven, nog wel een jaar of veertig kan vergen. We zitten dan in 2050 en het klimaatvraagstuk moet dan al zijn opgelost. Je kunt je dus de vraag stellen of deze nieuwe technologie niet te laat komt.

Complexe technologie
Een van de typen nieuwe reactoren waaraan gewerkt wordt is de gesmolten zout reactor (MSR, Molten Salt Reactor) die gebruikt maakt van thorium en dit element omzet in splijtbaar uranium. Dit type reactor wordt ook wel aangeduid met de afkorting LFTR, Liquid Fluoride Thorium Reactor. Aan de ontwikkeling van de MSR is in de jaren zestig van de vorige eeuw al gewerkt. Om diverse redenen is men daarmee gestopt. Een van die redenen was de compexiteit van de technologie die bij de gesmolten zout reactor wordt toegepast. Werken met een vloeibaar zout waarin splijtstof is opgelost dat overal netjes over de vloeistof verdeeld moet zitten, is niet makkelijk. Bovendien is werken met een vloeibaar zout dat zeer heet en uiterst radioactief is technologisch gezien geen pretje. Er zijn daarom veel vraagstukken waarvoor oplossingen gevonden moeten worden, bijvoorbeeld op het gebied van materiaalgebruik, corrosie, verontreiniging van het zout, en verwijdering van de splijtingsproducten uit het circulerende zout.

Het National Nuclear Laboratory (NNL) in Engeland liet in 2012 weten dat nog geen ervaring is opgedaan met het functioneren van de technologie van de gesmolten zout reactor als geheel. Thans vinden er op kleine schaal alleen nog laboratoriumexperimenten plaats. De technologie staat dus nog in de kinderschoenen. Ook liet het NNL in 2012 weten dat het commitment van het Internationale Forum op het gebied van Generatie IV reactoren (het GIF) aan de ontwikkeling van dit type reactor zeer gering is.

Alles overziende is de vraag op zijn plaats of het verstandig is dat juist Nederland, via de TU-Delft, een voortrekkersfunctie wil spelen bij de ontwikkeling van de gesmolten zout reactor voor het winnen van energie uit thorium.

Wim Turkenburg, 2 juli 2015

opinie kernenergie wim turkenburg

Reacties graag per mail naar FluxEnergie

Auteur: Redactie

Reageren op dit artikel is niet mogelijk.