Het nieuwe kabinet wil twee nieuwe kerncentrales mogelijk maken. Dat plan kan op verzet rekenen, maar Nederland moet iets om de klimaatdoelen te halen. ‘Als je biomassa of opslag van CO2 afwijst, ben je op kernenergie aangewezen.’
Het is bijna een halve eeuw geleden dat er voor het laatst in Nederland een kerncentrale werd opgeleverd. Na de ingebruikname van Borssele in 1973 hebben diverse ministers, lobbygroepen en politieke partijen geijverd voor uitbreiding van het nucleaire arsenaal. Maar het kwam er niet van. Soms hadden ze het economische tij tegen, dan was er geen behoefte aan extra elektriciteit. Maar het waren vooral de ongelukken in Harrisburg (1979), Tsjernobyl (1986) en Fukushima (2011) die de plannen in de ijskast deden belanden.
Het kersverse kabinet doet opnieuw een poging. In hun akkoord hebben de coalitiepartijen afgesproken dat ze de bouw van twee nieuwe kerncentrales gaan voorbereiden. Gaat het dit keer wel gebeuren?
Nieuwe wind in de zeilen
Deze eeuw heeft kernenergie in ieder geval nieuwe wind in de zeilen gekregen. Bij de techniek komt weinig CO2 vrij, en dat maakt het een aantrekkelijke optie in de strijd tegen klimaatverandering. In een rapport uit 2018 rekende het IPCC, het klimaatinstituut van de VN, voor wat er gedaan moest worden om de opwarming van de aarde binnen de anderhalve graad te houden. In de scenario’s van het IPCC kreeg kernenergie nadrukkelijk een rol.
Maar het IPCC sprak zich niet uit voor of tegen kernenergie, zegt Wim Turkenburg, emeritus hoogleraar energie. “Het waren slechts denkrichtingen. Ze geven aan dat er scenario’s bestaan waarin kernenergie een grote rol speelt, tot een derde van het totale mondiale energiegebruik aan toe. Maar er zijn ook scenario’s waarin de rol juist wordt verkleind of zelfs afgebouwd, zodat er in 2100 geen gebruik meer van gemaakt wordt.”
Wereldwijd verloor kernenergie het afgelopen decennium terrein. Het aantal centrales dat daadwerkelijk in bedrijf was, nam af, terwijl het opgestelde vermogen ongeveer gelijk bleef. Dat was te weinig om de groei van de elektriciteitsproductie bij te benen. Het aandeel zakte van 14 naar iets meer dan 10 procent. Nu het klimaatprobleem nijpend wordt, trekken diverse landen de nucleaire kaart.
Verdubbelde elektriciteitsbehoefte in 2050
Ook Nederland moet wat, zegt Turkenburg. In 2050 moeten we klimaatneutraal zijn en naar verwachting is de elektriciteitsbehoefte dan zeker verdubbeld. “We zetten vol in op zon en wind. Daar komen we ook een heel eind mee, maar voor een betrouwbare energievoorziening hebben we ook regelbaar vermogen nodig. Met opslagsystemen alleen, zoals waterstof of accu’s, komen we er niet. We hebben ook centrales nodig, die bijvoorbeeld op gas werken of op biomassa. De CO2 die daarbij vrijkomt, moeten we ondergronds opslaan. Al deze opties stuiten in Nederland op verzet, ook in het nieuwe regeerakkoord. Maar als je ze allemaal afschiet, ben je op kernenergie aangewezen. En zonder gas of biomassa ben je er zelfs met twee grote kerncentrales nog lang niet.”
We moeten dan wel beseffen dat zo’n centrale er niet morgen al staat. “Ik merk het in Petten, waar ik in de Raad van Toezicht zit van de stichting die de bouw van de Pallas moet voorbereiden. Dat is een kleine kernreactor, niet bedoeld voor het opwekken van stroom, maar voor de productie van radionucliden voor medische doeleinden. Die stichting is opgericht in 2013. Het is zeker 2023 eer de bouw kan beginnen. Zelfs als we nu besluiten een kerncentrale te bouwen, draait ie naar mijn idee zeker niet vóór 2035 en ik vermoed pas in 2040. Dan heb je er één. Kernenergie kan dus voorlopig niet echt bijdragen aan het klimaatdoel.”
Hoge kosten
Dat het zo lang duurt, heeft met vergunningsprocedures te maken, maar ook met het grote gebrek aan nucleaire kennis en ervaring. “We hebben die industrie niet meer. We zullen niet alleen een centrale in het buitenland moeten kopen, maar ook de benodigde mankracht hierheen moeten halen. En die komt juist uit landen zoals Frankrijk, waar ze zelf de nodige ambities hebben.”
Maar de grootste bottleneck vormt de prijs. Voormalig minister Eric Wiebes zei dat een grote kerncentrale - 1000 MW, twee keer Borssele - acht à tien miljard zou kosten. Maar kerncentrales zijn vanwege hun complexiteit en de vele veiligheidseisen notoire kostenoverschrijders. De centrale waar Finland sinds 2005 aan werkt, werd aanvankelijk geraamd op 3,2 miljard euro, maar gaat nu waarschijnlijk 11 miljard kosten. Een centrale in het Franse Flamanville had in 2012 voor 3,3 miljard gereed moeten zijn. Dat wordt nu volgend jaar, voor 19 miljard. De bouw van de twee centrales bij Hinkley in het Britse Somerset ligt nog redelijk op schema, evenals de geraamde prijs. Maar die is met 24 miljard euro zo hoog dat de bouwers bij de Britse overheid een gegarandeerde stroomprijs hebben bedongen van ruim 10 cent per kilowattuur, ruim dertig jaar lang. Dat is het dubbele van windenergie.
Turkenburg: “Vanwege die hoge kosten hebben energiebedrijven alleen interesse in een kerncentrale als de overheid meefinanciert of zeer gunstige voorwaarden creëert. En zelfs dan heeft tot nu toe alleen het Franse EdF zichzelf naar voren geschoven.”
Hoofdrol of reserverol
Daar komt bij dat kerncentrales minder geschikt zijn als back-up in een elektriciteitsvoorziening die vooral draait op zon en wind. “Met gasgestookte centrales ben je beter in staat plotse pieken en dalen in vraag en aanbod op te vangen. Een kerncentrale reageert trager en kun je niet even uitzetten. En als die niet continu op vol vermogen kan draaien en geregeld stil ligt omdat het voldoende waait, wordt hij economisch minder rendabel.”
Dat ziet Jan Leen Kloosterman anders. “Die berekeningen gaan uit van het huidige economische model van vraag en aanbod”, zegt de hoogleraar kernreactorfysica van de TU Delft. “Je kunt ook meer regie op de elektriciteitsproductie aanbrengen. Het is heel gemakkelijk om zon en wind altijd voorrang te geven, en kernenergie een reserverol toe te bedelen. Je kunt ook waarde toekennen aan de stabiliserende rol die kernreactoren kunnen bieden.”
Daarnaast, zegt hij, is kernenergie nu zo duur door de lange bouwfase waarin de rentelasten hoog zijn. “De bouwer heeft een hoge schuld die hij pas na tien jaar kan aflossen als de centrale stroom gaat leveren. De helft van de kostprijs van Hinkley zit hem in die rentelast. De overheid hoeft kernenergie niet te subsidiëren. Maar de staat kan veel goedkoper geld lenen dan een nucleaire bouwer. Dus als de overheid dan weer goedkoop leent aan de bouwer, kan dat de prijs van kernenergie flink drukken. Ik ben geen econoom, maar ik zou zeggen: dat kernenergie kostbaar zou zijn, is meer een kapitaalskwestie dan een technologisch probleem.”
Thorium of lichtwaterreactoren?
Laten we het over die techniek hebben. In de hype die kernenergie in sommige kringen is, gaat het vaak over nieuwe types, zoals de HTGR (hoge temperatuur gasgekoelde reactor) of de gesmoltenzoutreactor, beter bekend als de thoriumreactor (zie kader onderaan). Het zijn eigenlijk oude types die in de jaren vijftig en zestig van de vorige eeuw zijn verlaten en die nu weer nieuw leven wordt ingeblazen.
Dat verlaten was destijds niet voor niets, zegt Turkenburg. “Zeker de gesmoltenzoutreactor lijkt ook nu nog te complex. In de politiek wordt door sommigen veel te optimistisch gedacht dat ze binnen tien jaar veilig en goedkoop gebouwd kunnen worden. Dat is volstrekt onhaalbaar. Als er zo snel mogelijk nieuwe kerncentrales moeten komen, laat het dan lichtwaterreactoren zijn. Een type zoals nu in Borssele staat, maar dan met extra veiligheidseisen zoals die na het ongeluk in Fukushima zijn doorgevoerd. Dat is een bewezen techniek.”
Opvallend genoeg is Kloosterman het met hem eens. De thoriumreactor is weliswaar een onderwerp in zijn eigen onderzoeksprogramma, maar ook hij verwacht niet dat de nieuwe types op tijd operationeel zijn. “Als we in 2050 klimaatneutraal willen zijn, kun je beter vertrouwen op reactoren die nu al op de markt zijn.”
Wat hem betreft zouden dat één of twee lichtwaterreactoren zijn, zoals een EPR (European Pressurized Reactor) van EdF. Of wellicht de vernieuwde versie ervan waar EdF aan werkt (overigens is de EPR het type dat in Hinkley, Flamanville en Finland wordt gebouwd). Die heeft een vermogen van 1600 MW; met twee van deze reactoren heb je 20 procent van de vraag gedekt.
“Maar het kunnen ook kleinere types zijn”, zegt Kloosterman. “Modulaire reactoren bijvoorbeeld, van 100 of 200 MW, die je naast elkaar in één centrale kunt plaatsen. Of nog kleinere, van 10 à 20 MW, die als standalone een fabriek met grote stroomvraag kunnen voorzien. Die kleinere types kunnen op termijn goedkoper en veiliger blijken, maar ze zitten nog in de ontwerpfase.”
Zo’n grote centrale kan er volgens Kloosterman over vijftien jaar staan. “De bouw duurt tien jaar. De vraag is hoeveel tijd het voortraject vergt. Maar 2040 moet zeker haalbaar zijn. Het gaat erom: als wij kernenergie in het klimaatneutrale pakket willen hebben, moeten we nu starten.”
Oude centrales in een nieuw jasje
In een kernreactor wordt splijtstof (meestal uranium-235) gespleten door het te beschieten met neutronen. Bij de splijting komen ook weer neutronen vrij, zodat er een kettingreactie ontstaat. De vrijkomende neutronen worden met een zogeheten moderator afgeremd om de kans op een nieuwe splijtingsreactie te vergroten. In de meeste kerncentrales vervult gewoon water zowel de rol van moderator als die van koelmiddel (om de warmte van de kernreactie af te voeren).
In een HTGR (hoge temperatuur gasgekoelde reactor) is het uranium verpakt in minuscule grafietkorrels terwijl de reactor wordt gekoeld met heliumgas. Dat gebeurt bij veel hogere temperaturen (800 graden Celsius tegen 300 graden in een drukwaterreactor), wat het proces in theorie efficiënter maakt. De reactor heet inherent veilig te zijn. Bij oververhitting stopt de kernreactie vanzelf terwijl het ontwerp ervoor moet zorgen dat de restwarmte wordt afgevoerd. Klinkt mooi, maar de praktijk is weerbarstig. Het ontwerp stamt uit de jaren veertig, veel landen hebben er op ingezet, maar uiteindelijk hebben vele het bijltje erbij neergegooid. Alleen China is ermee doorgegaan en wil binnenkort een proefcentrale van 200 MW stroom laten produceren.
Een gesmoltenzoutreactor kan met thorium werken. Dat is zelf niet splijtbaar, maar wordt na bestraling met neutronen omgezet in het splijtbare uranium-233. Dat betekent wel dat de reactor de eerste jaren met hoger verrijkt uranium-235 of plutonium moet beginnen om het reactieproces op gang te brengen. De splijtstof wordt opgelost in gesmolten zout (dat kan ‘gewoon’ natriumchloride zijn, bij 700 graden Celsius). Het zout is koelmiddel, een moderator is in de meeste ontwerpen niet nodig.
Het grote voordeel van deze reactoren is dat thorium in veel ruimere mate beschikbaar is dan uranium-235, en dat er nauwelijks zogeheten transuranen achterblijven (wat het afvalprobleem een stuk kleiner maakt). Bovendien zijn ze volgens voorstanders inherent veilig, onder andere omdat het reactorvat wordt afgesloten met een plug van vast zout. Die moet wegsmelten bij een calamiteit, waardoor het zout wegstroomt en de reactie stopt.
Dit voorjaar kwam een zeer kritisch rapport uit van de Amerikaanse Union of Concerned Scientists. De wetenschappers sommen een reeks veiligheidsproblemen van deze reactoren op. Zo is het hete, bijtende zout een uitdaging voor de materialen, en wordt het een hele toer om de hoogradioactieve splijtingsproducten uit het zout te verwijderen.
Het rapport is voor Wim Turkenburg reden om deze types reactoren kritisch te bekijken. Vooral bij een aantal ontwerpen voor de gesmoltenzoutreactor zet hij grote vraagtekens. Te complex, vindt hij. Jan Leen Kloosterman is minder onder de indruk van het rapport. Hij vindt het eenzijdig. “De gesmoltenzoutreactor heeft nog veel onderzoek nodig, maar dat betekent niet dat het concept niet deugt.”
Lees ook:
Het bouwen van een kerncentrale is duur, gaat langzaam en wordt niet meer winstgevend
Experts waarschuwen Nederland: zet vooral niet in op kernenergie. Want, leert de ervaring elders in Europa: ‘Economisch werkt het gewoon niet.’
En ook:
Noodzakelijk kwaad of afleidingsmanoeuvre: atoomstroom is terug op de klimaatagenda
Sommige landen lanceren plots plannen voor kerncentrales nu de druk groeit om het klimaat te redden
