Willen we de opwarming tot 1,5°C of 2 °C beperken, dan is kernenergie volgens de meeste scenario's in het jongste IPCC-rapport een deel van de oplossing. Krijgt kernenergie de wind in de zeilen?
Terug relevant
‘De industrie zal hard moeten rennen om ter plaatse te blijven staan.’ Een recente analyse op de energiewebsite Energy Post schetst een somber beeld van een nucleaire sector ‘in crisis’. Volgens de analisten breekt een nieuw tijdperk aan: een tijd van nucleaire ontmanteling, ‘de enige branche van de industrie die floreert’.
Feit is dat wereldwijd veel centrales de pensioengerechtigde leeftijd naderen. Het Internationaal Energy Agentschap (IEA) gaf eerder al aan een ‘golf van sluitingen van verouderende reactoren’ te verwachten, bijna tweehonderd stuks tegen 2040. De meeste daarvan bevinden zich in Europa, de Verenigde Staten, Rusland en Japan. Wereldwijd draaien er meer dan 440 kerncentrales. In 2017 was de gemiddelde reactor bijna 30 jaar oud. Doet binnenkort de laatste het licht uit? Niet per se.
Renaissance
Er worden ook nieuwe centrales gebouwd en in bedrijf genomen. 2016 was op dat vlak zelfs een recordjaar: er kwam meer dan 9 Gigawatt nucleaire capaciteit bij, de grootste jaarlijkse toename in 25 jaar. In 2017 leverden vier nieuwe centrales elektriciteit – drie in China, één in Pakistan. Dat waren er wel minder dan de negentien die de World Nuclear Association (WNA) had verwacht. Er gingen ook centrales dicht, meldt Energy Post, met netto een lichte daling van de capaciteit tot gevolg.
De WNA meldt dat er momenteel 50 reactors in aanbouw zijn en voorziet dat tegen 2025 nog 53 nieuwe centrales zullen opstarten. Verder wijst de sectorvereniging erop dat de levensduur van verschillende centrales, normaal ontworpen om 25 à 40 jaar mee te gaan, met succes wordt verlengd – zoals dat ook in België wordt overwogen. ‘De wereldwijde nucleaire capaciteit groeit gestaag’, besluit de WNA.
Hoe zit het met het aandeel van kernenergie in de energiemix? In 2016 leverden kernreactoren wereldwijd 10,5 procent van de opgewekte elektriciteit. Dat is minder dan op het hoogtepunt van de sector in 1996, toen het aandeel 17,5 procent bedroeg. Het is ook minder dan het groeiende aandeel van hernieuwbare bronnen, goed voor 24,5 procent, voornamelijk waterkracht. Dat het aandeel van kernenergie in de wereldwijde mix daalt, is volgens de sector vooral te wijten aan de grotere rol voor gascentrales. Naargelang de cijfers die je kiest, kan je dus zowel een beeld schetsen van een sector in zwaar weer, als van een bescheiden nucleaire renaissance.
Toekomstscenario’s
Wat brengt de toekomst? Het IEA schetst verschillende scenario’s. In haar New Policy Scenario (NPS), houdt het agentschap rekening met de klimaatbeloftes die landen hebben gedaan. Het IEA verwacht dat de wereldwijde vraag naar energie tegen 2040 met 30 procent zal toenemen, het equivalent van een extra China en India.
Om aan die stijgende vraag tegemoet te komen, ziet het agentschap vooral een rol weggelegd voor gas, hernieuwbare bronnen en toegenomen energie-efficiëntie. Slagen we er niet in energie efficiënter te gebruiken, dan groeit de vraag dubbel zoveel. Hernieuwbare bronnen worden in veel landen de goedkoopste, verwacht het IEA. Kernenergie blijft volgens het IEA deel uitmaken van de mix. Het verwacht dat er tegen 2040 jaarlijks 4 Gigawatt nucleaire capaciteit bijkomt, met China als belangrijkste groeiland.
Het IEA ging ook na wat er in een nog ambitieuzer scenario zou nodig zijn om de opwarming van de aarde onder de twee graden Celcius te houden. In dat geval zou zeventig procent van de energieproductie tegen 2050 koolstofarm moeten zijn. Daarbij spelen alle technologieën een rol, inclusief koolstofopvang en –opslag (CCS), waarbij de CO2 uit de uitstoot van elektriciteitscentrales wordt gefilterd en opgeslagen, en kernenergie. Ook het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) noemt kernenergie doorgaans in één adem met andere koolstofarme technologieën.
De sluiting van kerncentrales is volgens een andere analyse van het IEA een bedreiging van de twee gradendoelstelling. De nucleaire capaciteit opschroeven ‘zou kunnen helpen’ om die doelstelling te halen, aldus het IEA. Daarvoor is ‘duidelijk en consistent ondersteunend beleid’ nodig. Het is de vraag of dat er zal komen. Het staat landen vrij te beslissen hoe ze hun uitstoot zullen terugdringen. Van de 163 landen die in het kader van Parijse klimaatakkoord een plan hebben ingediend waarin ze uiteenzetten hoe ze dat zullen doen, vermelden er slechts tien expliciet kernenergie.
Doden en afval
Volgens de Amerikaanse klimaatwetenschapper James Hansen is het onmogelijk de klimaatdoelstelling te halen zonder kernenergie. Milieu-activisten zoals de Britse George Monbiot en Mark Lynas veranderden om die reden van tegenstanders in voorstanders. Die laatste pleit in zijn boek Nuclear 2.0, voor een massale investering in kernenergie en andere koolstofarme energiebronnen. Net als andere voorstanders van kernenergie wijzen ze er beide op dat de gevaren van kernenergie worden overdreven.
Zo meldde een commissie van de Verenigde Naties (UNSCEAR) in 2013 dat geen schadelijke gezondheidseffecten zijn vastgesteld als gevolg van blootstelling aan straling na de kernramp in Fukushima. Noch bij de arbeiders, noch bij de algemene bevolking. De experts achten het ook onwaarschijnlijk dat dat in de toekomst het geval zal zijn.
Over de kernramp in Tsjernobyl concludeerde UNSCEAR dat 134 mensen aan zoveel straling werden blootgesteld, dat ze aan stralingsziekte leden. 28 van hen overleden onmiddellijk. In 2006 waren er nog 19 overleden, zij het doorgaans aan oorzaken niet gerelateerd aan de stralingsblootstelling. Verder melden de experts meer dan 6000 gevallen van schildklierkanker bij kinderen – een gevolg van gecontamineerde melk – waarvan vijftien met dodelijke afloop. Hoeveel mensen er uiteindelijk zullen sterven als gevolg van de ramp - als gevolg van een verhoogd kankerrisico - is moeilijk te zeggen. De schatting lopen uiteen van 4000 à 9000 door de WHO, tot vele tienduizenden.
In het medische vakblad The Lancet berekenden wetenschappers dat kernenergie veel minder dodelijk is dan steenkool en gas, als je naar het de gezondheidseffecten per opgewekte Terawattuur kijkt. Luchtvervuiling is de voornaamste oorzaak van het hoge aantal slachtoffers dat fossiele brandstoffen eisen. James Hansen berekende dat kernenergie 1,84 miljoen doden als gevolg van luchtvervuiling heeft vermeden. Daar zouden er volgens Hansen tegen 2050 nog miljoen kunnen bijkomen, als de technologie verder wordt uitgerold om vervuilende steenkoolcentrales te vervangen.
Dan is er nog de kwestie van radioactief afval. Daarvan zijn er verschillende soorten, naargelang de mate van radioactiviteit en levensduur. Langlevend en hoogactief afval moet honderden tot tienduizenden jaren geïsoleerd worden. Berging in de diepe ondergrond is daarvoor de meest voor de hand liggende oplossing. Verschillende landen hebben al onderzoek gedaan naar geschikte locaties voor geologische berging. In ons land komen daarvoor 225 meter diep gelegen kleilagen in de Kempen voor in aanmerking. Vandaag ligt er wereldwijd al ongeveer 250.000 ton kernafval dat voor geologische berging in aanmerking komt in opslagplaatsen.
De weerstand tegen kernenergie blijft hoog. Is die irrationeel? Aviel Verbruggen, emeritus hoogleraar energie- en milieueconomie aan de Universiteit Antwerpen vindt van niet. De risico’s mogen nog zo klein zijn, de gevolgen zijn potentieel groot. ‘Dat burgers ervoor kiezen de baten van kernenergie op te geven, om mogelijks zeer hoge kosten in de toekomst te vermijden, is even rationeel als het afsluiten van een brandverzekerking’, aldus Verbruggen.
Mathias Bienstman, beleidscoördinator bij Bond Beter Leefmilieu, vindt niet dat de milieubeweging de risico’s van kernenergie overdrijft. ‘Die risico’s vallen niet te reduceren tot het aantal doden. De kosten voor de opruiming na een ongeval, het tijdelijk onbewoonbaar worden van een regio, de economische schade…. Het moet allemaal meegewogen worden. Het is overigens de belastingbetaler die instaat voor die risico’s: voorbij 1,2 miljard euro schade haken private verzekeraars af en springt de overheid in.’
Bienstman wijst er verder op dat UNSCEAR ook aangeeft waarom de gezondheidseffecten van de ramp in Fukushima al bij al meevielen, namelijk dankzij succesvolle evacuaties, waardoor de blootstelling met een factor tien kon worden beperkt. ‘Was dat niet gelukt, dan hadden we in de komende decennia wel een verhoogd kankerrisico en andere gezondheidsproblemen gezien’, voegden de VN-experts eraan toe. ‘De milieubeweging ziet geen dwingende redenen om verder in te zetten op kernenergie. Het is ook zonder kernenergie mogelijk een koolstofneutraal elektriciteitssysteem uit te bouwen, al zijn daarvoor nog verdere innovaties en kostprijsdalingen nodig, bijvoorbeeld rond energie-opslag. Laat ons daarin investeren. Dat levert ons het snelst, aan de laagste prijs, en met de minste risico’s een zekere elektriciteitsbevoorrading op.’
Vierde generatie
In hoeverre kan nieuwe technologie aan de bezwaren tegen kernenergie tegemoet komen? Zogenoemde reactoren van de vierde generatie leveren minder langlevend radioactief afval op en gelden als veiliger. Verschillende types maken onder meer gebruik van passieve veiligheid, waarbij de reactor automatisch stilvalt bij ernstige problemen. Menselijke tussenkomst of elektriciteit om de reactor stilt te leggen, zijn niet nodig – in Fukushima lagen een stroompanne en defecte generatoren aan de basis van de kernsmelting.
De meeste huidige reactoren, zoals die van Doel en Tihange, behoren tot de twee generatie, die worden gekoeld met water en zijn ontwikkeld en gebouwd in de jaren 1970 en 1980. De reactoren die momenteel in Europa worden gebouwd – in het Verenigd Koninkrijk, Finland en Frankrijk – zijn reactoren van de derde generatie. Het zijn verbeterde, veiligere versies van de tweede generatie reactoren, die nog steeds water als koelmiddel gebruiken.
Generatie IV reactoren maken gebruik van nieuwe koelmiddelen, zoals natrium, lood, helium of gesmolten zout. De vierde generatie reactortypes bevinden zich in verschillende ontwikkelingsstadia. ‘In China wordt dit jaar een gasgekoelde hoge temperatuurreactor in bedrijf genomen’, zegt Jan Leen Kloosterman, die aan de TU Delft onderzoek doet naar de gesmolten zoutreactor. ‘Metaalgekoelde reactoren zijn nog te duur. De gesmolten zoutreactor moet nog technologische hindernissen overwinnen en kan er tegen 2050 staan.’
Als we kernenergie willen inschakelen om op korte termijn de nodige uitstootreducties te realiseren, dan zal dat overwegend met generatie III reactoren zijn, denkt Kloosterman.
De reactoren onder constructie in Engeland, Finland en Frankrijk kampen echter met vertragingen en budgetoverschrijdingen. De kost van de Finse Olkiluoto-3 reactor is al opgelopen tot meer dan 8 miljard, in plaats van de geraamde 3. De werken zitten bijna negen jaar achter op schema. De bouw van de centrale in Flamanville is al ruim drie keer duurder dan begroot en zit zes jaar achter op schema. De Britse Hinkley Point C centrale – ‘de duurste elektriciteitscentrale ter wereld’ – kampt met soortgelijke problemen.
Die voorbeelden wijzen er volgens critici op dat het in westerse landen louter om praktische redenen stilaan einde verhaal is voor kernenergie. ‘Het helpt in elk geval niet’, zegt Kloosterman. ‘Het doet investeerders twee keer nadenken.’ Kloosterman wijst er wel op dat projecten in China en Rusland wel netjes volgens planning verlopen. Het kan dus. Volgens Peter Baeten, expert kernenergie aan de Vrije Universiteit Brussel, heeft dat onder meer te maken met een duidelijke politiek wil, en een goed ontwikkelde toeleveringsindustrie. ‘Die is in Europa verwaarloosd. Het is niet eenvoudig om die terug op te starten.’
De grote investeringskosten zijn volgens Baeten het grootste struikelblok. ‘Kleinere, modulaire reactoren (SMR’s; zie Eos nr. 10, 2017) kunnen hier een antwoord op bieden omdat de investeringskost veel lager is’, denkt Baeten ‘In plaats van op de site van nul te beginnen, worden onderdelen in een fabriek gemaakt. Die SMR’s kunnen er binnen vijf à tien jaar staan.’ Hoe goedkoop SMR’s kunnen zijn, valt nog te bezien. Volgens sommige studies en analyses zou dat wel eens kunnen tegenvallen. Baeten verwacht dat de kost per geïnstalleerde megawattuur voor de eerste SMR’s hoger zal zijn, maar na serieproductie zal zakken.
Compatibel met zon en wind
Hernieuwbare energiebronnen zullen alleen maar aan belang winnen. Het IEA verwacht dat hernieuwbare bronnen wereldwijd 30 procent van de elektriciteit zullen leveren tegen 2022. Tegen 2040 zal hun aandeel zijn gegroeid tot 40 procent. Met waterkracht voorop, gevolgd door wind en zon. Valt die trend te verzoenen met een rol voor kernenergie?
Volgens de sector alvast wel. ‘Kerncentrales kunnen in principe flexibel elektriciteit leveren’, zegt Matthias Meersschaert, woordvoerder van het Nucleair Forum. ‘Op termijn zal extra opslagcapaciteit ervoor zorgen dat beide nog meer complementair zijn. En SMR’s kunnen de vraag nog beter volgen.’
Volgens milieu-econoom Johan Albrecht (UGent) is een toekomst voor kernenergie in Europa niet evident. ‘De vraag naar elektriciteit daalt. Europa wil dat het aandeel hernieuwbare energie groeit. Dan blijft er minder ruimte over voor andere technologieën.’ Anderzijds: in Europa staan nog meer dan 250 elektriciteitscentrales die draaien op steenkool. ‘Als de EU beslist dat die over pakweg tien jaar dicht moeten, krijg je een ander verhaal’, zegt Albrecht. Daar lijkt het vooralsnog niet op. De zaken liggen volgens Albrecht anders in landen zoals India en China, waar de vraag naar elektriciteit wel nog toeneemt. ‘Dat heeft kernenergie wel nog een plaats in de mix, en is het te verkiezen boven steenkool.’ Het is ook in die regio dat het IEA de grootste groei verwacht.
Met zon en wind alleen redden we het de eerstkomende decennia niet, verwacht Albrecht. ‘Dus is er een back-upsysteem nodig. Dat kunnen gascentrales zijn, biomassacentrales of kerncentrales.’ Op korte termijn zitten hernieuwbare bronnen en kernenergie elkaar volgens Albrecht niet in de weg. ‘Maar als het aandeel van hernieuwbare energie sterk groeit, is een combinatie van beide wellicht niet de meest rendabele.’ In het nadeel van kernenergie spelen volgens Albrecht de hoge kosten. Oude centrales leveren goedkope stroom, maar ooit zullen ze dicht moeten. ‘Om overproductie te vermijden moet je je back-upsysteem op momenten met veel zon en wind kunnen uitschakelen. Maar om een dure nieuwe kerncentrale rendabel te maken, moet ze zoveel mogelijk draaien. Dan worden andere opties wellicht aantrekkelijker.’
Zowel uit de toekomstverkenning die Albrecht uitvoerde voor het Itinera Instituut, als uit de studies van EnergyVille als netbeheerder Elia, blijkt dat we in België ook bij een kernuitstap in 2025 de elektriciteitsbevoorrading kunnen garanderen. ‘Maar dan moet er wel geïnvesteerd worden in een back-up’, zegt Albrecht. ‘Hoe langer die beslissing wordt uitgesteld, hoe waarschijnlijker het is dat onze kerncentrales langer open zullen moeten blijven.’
