Kernenergie is wél een goed alternatief voor fossiel, nu het probleem van radioactief afval is opgelost

Het is schemerig in de tunnel. Halverwege de afdaling stopt het busje en stappen we uit. Ik leg een hand op de wand en probeer te bevatten dat dit oergesteente 1,9 miljard jaar oud is. Toen deze plak graniet stolde uit magma, was de aarde ongeveer half zo oud als nu. Er bestond alleen eencellig leven. Een wereldkaart uit die tijd zou je niet herkennen, omdat dit stuk Finland toen dichter bij de Zuid- dan bij de Noordpool lag. Op z’n huidige plek zijn er minstens zes ijstijden overheen gegaan. Al die tijd gebeurde er in deze plak graniet niets. 

Totdat de Finnen vijftien jaar geleden besloten hier een tunnel van 450 meter diep te boren om er kernafval in op slaan.

In deze ‘eindberging’ op het schiereilandje Olkiluoto moet vanaf 2024 het hoogradioactieve kernafval van de drie kerncentrales even verderop voor eeuwig de grond in gaan. De berging – Onkalo gedoopt – is nog in aanbouw. Posiva, het bedrijf dat verantwoordelijk is voor het Finse kernafval, kreeg in 2004 zonder problemen de benodigde vergunningen. Ook de lokale bevolking vindt het best dat hier straks radioactief afval in de grond verdwijnt.

Een vrijwel onuitputtelijke bron van energie

In de strijd tegen klimaatverandering wordt regelmatig kernenergie geopperd als alternatief voor onze fossiele verslaving. Ga maar na: als energiebron is kernenergie zo goed als onuitputtelijk en de CO2-uitstoot is vrijwel nihil. Als we vol zouden inzetten op atoomstroom, zou de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen drastisch omlaag kunnen en zou de aarde veel minder snel opwarmen. 

Misschien zouden we zelfs de klimaatdoelen van Parijs halen. 

Maar tegenstanders hebben één gigantisch bezwaar: het afval. Wat doe je met het restmateriaal, dat nog honderdduizenden jaren radioactief blijft? 

Dat is een ‘levensgevaarlijke erfenis’, schrijft Greenpeace op zijn website,^* ‘een onoplosbaar probleem’.

Voor kernafval er is nog niet eens ‘het begin van een oplossing’, vindt GroenLinks.

Maar als dat zo is, waar zijn die Finnen dan mee bezig?

Wat je begraaft, is voorgoed weg

Even voor we de tunnel van Onkalo in gaan, krijg ik met een groepje buitenlandse journalisten een video-instructie, in een bouwkeet op het treurige industrieterrein. Onbedoeld doet die het ergste vrezen over de kans op instortingen, gasexplosies en ander onheil. We moeten rubber laarzen en een geel hesje aan, en een mijnwerkershelm op, en krijgen een gasmasker en een zaklamp mee. 

Na het collectieve verkleedgestuntel persen we ons in twee busjes. De GoPro’s en tv-camera’s moeten uit, omdat de ingang van Onkalo niet gefilmd of gefotografeerd mag worden. Terroristen kijken mee. 

Dan begint de lange afdaling naar het hart van de berging, 450 meter diep in Fins graniet. De spiraalvormige tunnel is groot en vlak genoeg om bulldozers en vrachtauto’s in en uit te laten rijden. In de zijgangen zijn in de granieten bodem speciale schachten uitgehakt, waarin straks grote koperen containers met hoogradioactief afval worden geplaatst. 

Dat is het basisprincipe van geologische eindberging: flinke stukken van de aardkorst zijn zo stabiel, dat alles wat je erin begraaft voorgoed weg is. Voorgoed – dat wil zeggen lang genoeg dat zelfs het zwaarste radioactieve materiaal zijn stralingsintensiteit verliest.

Of we willen of niet: we zullen moeten eindbergen

Of we nu in de toekomst kernenergie willen inzetten of niet: de realiteit is dat elk land met kerncentrales – en dat zijn er nu 31 – niet aan dit soort eindberging ontkomt. Op dit moment wordt hoogradioactief afval bewaard in honderden tijdelijke opslagplaatsen bij reactoren. In de eerste plaats omdat het jongste afval te heet is om veilig onder de grond te stoppen, en in de tweede plaats omdat er nog geen gebruiksklare eindbergingen zijn. Maar de voorraden afval groeien, en zijn daar, bovengronds, veel kwetsbaarder voor aanslagen of rampen dan in een eindberging. 

Omdat de eerste kerncentrales eind jaren vijftig in gebruik werden genomen, is het oudste afval al een tijdje rijp om onder de grond gestopt te worden. In Nederland, waar staatsbedrijf COVRA verantwoordelijk is voor al het radioactief afval, is besloten om het kernafval minimaal honderd jaar bovengronds te bewaren, en zeker tot 2100 de kat uit de boom te kijken.

COVRA slaat het laag- en middelradioactief afval van onder meer ziekenhuizen op in vaten beton, in loodsen in de buurt van de kerncentrale in Borssele. Even verderop staat een apart gebouw voor het hoogradioactief afval, afkomstig van de kerncentrale. Deze HABOG is een oranje geverfde bunker zo groot als een sporthal, met betonnen muren van 1 meter 70 dik. 

Wat COVRA doet is het opslaan van radioactief afval, wat per definitie tijdelijk is. We zullen voor de lange termijn een plek moeten vinden voor dat kernafval, maar eindberging is omstreden. Is het wel veilig? Wie wil er boven een berging voor kernafval wonen?

Hoe langzamer het grondwater stroomt, hoe beter 

Terwijl we verder afdalen in Onkalo, moeten we soms in een vluchthaven uitwijken voor een grote shovel of vrachtwagen vol puin. De aanleg van de zijtunnels waar de containers met afval in komen te staan, is nog in volle gang. 

Het Finse graniet is stabiel, maar voor de opslag van kernafval is het ook belangrijk dat de omliggende aardlagen niet te veel grondwater doorlaten. Want mochten de containers gaan lekken, dan kan radioactief materiaal in het grondwater terechtkomen. Hoe lager de ‘grondwatersnelheid’, hoe beter. 

Met proefboringen en seismisch onderzoek hebben de Finnen bepaald waar er breuken in de bodem zitten, om het grondwaterverloop te kunnen inschatten. Maar het hakken en boren van de tunnels veroorzaakt ook barsten in het graniet, en door het drukverschil tussen het gesteente – waar tonnen aardlagen op persen – en de lucht in de tunnels wordt het grondwater langzaam uit het gesteente geperst. 

Onze rondleider Johanna Hansen vertelt met enige trots dat in het hele gangenstelsel ‘slechts’ dertig liter water per uur naar binnen sijpelt, dat natuurlijk wel moet worden afgepompt.

Dat klinkt verontrustend: tunnelwanden van een kernafvalberging waar water uit sijpelt. Maar, legt Hansen uit, dit is lokaal water, dat vastzat in de rots en geen route naar boven heeft. Bovendien: als een koperen container met afval eenmaal in zijn verticale schacht is geplaatst, wordt de tussenruimte meteen opgevuld met bentoniet, een kleisoort die opzwelt zodra hij vochtig wordt. Daarmee stopt ook de lokale stroming van het grondwater. Het bentoniet is bovendien zo goed als ondoordringbaar voor de radioactieve stoffen die eventueel uit een kapotte container sijpelen.

Alleen al de geologische barrière moet veilig genoeg zijn

De veiligheidsprincipes die de Finnen toepassen in Onkalo, gelden voor alle eindbergingen, die overal ter wereld in verschillende fases van ontwikkeling zijn. Het afval zit verpakt in containers van beton, roestvrij staal of koper, en die containers worden met een flinke tussenruimte in ondergrondse gangen geplaatst. De verpakking alleen al zorgt ervoor dat er geen straling naar buiten komt: je zou zo’n container bij wijze van spreken in het gemeentezwembad kunnen leggen om het zwemwater op te warmen.

Als een gang in een eindberging eenmaal is opgevuld met bentoniet, heersen daar omstandigheden – droog, vrijwel geen zuurstof, lage zuurgraad – waarbij metalen als koper en staal maar uiterst langzaam verroesten, en pas helemaal doorgeroest zijn als het afval nauwelijks radioactief meer is: doorgaans meer dan 200.000 jaar later.

Er zal niet ineens een radioactieve tsunami door de gangen klotsen

Maar dit soort aannames zijn natuurlijk geen absolute garantie, dus gaan deskundigen ervan uit dat de containers veel vroeger lek raken. In zo’n geval zal er niet ineens een radioactieve tsunami door de gangen klotsen: hoogradioactief afval bestaat uit vaste stoffen die maar heel langzaam geabsorbeerd worden door het bentoniet, en daarna door het omringende gesteente. De eis voor elke eindberging is dat alleen al de geologische barrière voldoende veiligheid biedt.

Maar wat is voldoende veilig? Kunnen de bouwers garanderen dat niet één enkel radioactief atoom uit de berging ooit de oppervlakte bereikt? Nee. Maar natuurlijke radioactiviteit is overal, in de bodem, in voedsel. Zelfs je eigen lichaam produceert een klein beetje straling. Uit modelsimulaties blijkt dat de bodem boven zo’n eindberging na 200.000 jaar iets radioactiever kan worden, zodat de natuurlijke achtergrondstraling voor mensen die daar wonen ongeveer een halve procent hoger wordt – een halve procent extra die je ook te pakken hebt na twee uur vliegen, omdat er op grote hoogte meer kosmische straling is.

De Boomse klei

Eindbergingen verschillen vooral door de grond waarin ze aangelegd worden. Zwitserland en Rusland mikken net als Finland en Zweden op graniet. België en Frankrijk hebben elk al jaren geleden proeftunnels aangelegd voor een eindberging in klei. Tot een paar jaar geleden zette Nederland in op een eindberging in steenzout, maar inmiddels is de focus verlegd naar de Boomse klei, een aardlaag die zich onder een groot deel van Zuid-Nederland en België uitstrekt.

Volgens de OPERA Safety Case, een rapport van COVRA uit 2017, is het technisch haalbaar om in de Boomse klei een eindberging aan te leggen – al houdt het rapport zich erg op de vlakte als het gaat om de precieze locatie, om onrust te voorkomen.

Klei heeft – net als steenzout – een groot voordeel boven graniet: onder hoge druk is het plastisch. Dit geeft extra passieve veiligheid: elke scheur en elk gat wordt langzaam vanzelf weer dichtgedrukt, zodat het afval naadloos ingesloten raakt en de grondwaterstroming vrijwel nihil is.

Volgens Chris Spiers, hoogleraar geologie aan de Universiteit Utrecht, zijn graniet, steenzout en klei in principe alle drie even geschikt om een veilige eindberging in aan te leggen: ‘Waar het echt om gaat, is het selecteren van een locatie die voldoet aan de veiligheidscriteria. Een eindberging boven op een kleine, oude breuklijn hoeft geen groot probleem te zijn, maar je kunt beter wegblijven van de grotere breuklijnen. Maar tegenwoordig hebben we technieken waarmee we die heel betrouwbaar kunnen opsporen.’

Nederland is geologisch zeer stabiel, de kans dat hier een actieve vulkaan de kop op steekt is nihil

Nederland is geologisch zeer stabiel. Gevraagd naar de kans dat hier binnen, zeg, tienduizend jaar een aardbeving met kracht 8 op de schaal van Richter optreedt, of een actieve vulkaan de kop opsteekt, antwoordt Spiers zeer beslist: ‘Dat is volkomen onmogelijk.’  

Een geschikte locatie vinden voor een Nederlandse eindberging is maatwerk, maar een schaap met vijf poten is het volgens Spiers nu ook weer niet: ‘Er zullen geen honderden locaties geschikt zijn, maar het zou me verbazen als we er niet een stuk of tien kunnen vinden die vanuit technisch oogpunt het overwegen waard zijn.’

Ewoud Verhoef, vice-directeur van COVRA, is het met hem eens: ‘Een eindberging is maar een postzegeltje op de kaart van Nederland. En de geologie van de Nederlandse ondergrond is gunstig, dus we hebben veel keus.’

Een eengezinswoning vol uitgewerkte splijtstof

Om hoeveel afval gaat het eigenlijk? Vanaf de start van de eerste kerncentrale, Dodewaard, in 1968, tot aan de geplande sluiting van Borssele in 2033 zal Nederland in totaal 450 kubieke meter hoogradioactief afval produceren, één eengezinswoning vol. Ook als kernenergie een grootse comeback zou maken in het kader van de duurzame energietransitie, met een stuk of vijf grote kerncentrales, zal er in 2100 plaats zat zijn in de Boomse klei. 

Dit geldt wereldwijd: andere afvalstromen als CO2, vliegas, mijnbouwafval of plastic, zijn in omvang veel groter. Hoe je ook tegen de kwestie van het hoogradioactief afval aankijkt, het volume is het probleem niet. 

In Finland is de verwachting dat in de eindberging in Onkalo rond 2120 ongeveer 12.000 ton hoogradioactief afval is opgeslagen, en er dan niets meer bij kan. Dat wil zeggen: dan heeft Onkalo z’n geplande omvang bereikt, die is afgestemd op de hoeveelheid afval die de huidige generatie Finse kerncentrales tijdens hun geplande levensduur zullen produceren. Als er later nog meer kerncentrales gebouwd worden, kan Onkalo tussentijds worden uitgebreid. 

Als alle tunnels zijn opgevuld en Finland Onkalo definitief sluit, is de eindberging ‘passief veilig’ en hoeft niemand er ooit nog naar om te kijken.

Maar tot 2120 moet Onkalo wel actief beheerd worden. Wat kan er in een eeuw allemaal misgaan? Ik schets onze gids Johanna Hansen een scenario waarin door een gruwelijke epidemie of een burgeroorlog Onkalo maanden- of zelfs jarenlang verwaarloosd wordt.

Zodra de pompen stilvallen, beginnen de nog niet opgevulde gangen toch vol water te lopen? Hansen: ‘Ja, maar dat gaat heel langzaam, en het water loopt natuurlijk eerst naar het diepste gedeelte, waar geen afval ligt opgeslagen. Zo’n lange onderbreking is een probleem en zal extra kosten opleveren, maar daarna is de berging wel weer te gebruiken.’

Wat eindberging gaat kosten

Nederland heeft officieel nog een jaar of tachtig om te twijfelen over een locatie – mogelijk zelfs over de grens. Hoewel het een Europese afspraak is dat elk land wat betreft kernafval zijn eigen boontjes dopt, lobbyt Nederland nu voor een dual-track-beleid: een eigen eindberging blijven voorbereiden, maar ondertussen lonken naar optrekken met andere landen.  

Hoe dan ook geeft de keuze van Nederland om het afval honderd jaar bovengronds op te slaan extra tijd om de circa 2,05 miljard euro die de berging volgens COVRA kost bij elkaar te sparen. Want of je als doorsnee consument nu in die oplossing gelooft of niet, je betaalt er allang aan mee: de kosten voor COVRA zitten verwerkt in de prijs van de kernstroom uit Borssele, en die gaat in het lichtnet op de grote hoop met alle fossiele elektriciteit. De financiële constructies zijn omslachtig, maar naar schatting komt ongeveer 10 procent van de kilowattuurprijs van stroom uit Borssele terecht in de COVRA-spaarpot.

Zorgen van de burger

De overheid maakt zich nu ook al zorgen over de verontruste burgers ter plekke. Daarom is in 2017 een kwartiermaker aangesteld, Jan Paul van Soest, om een ‘klankbordgroep eindberging radioactief afval’ samen te stellen. 

Ewoud Verhoef van COVRA: ‘Vroeger was het idee: wij kiezen onze beste geologen uit, en die wijzen een plek aan waar het kan. Vervolgens vertellen we de omwonenden: jullie zien straks wat vrachtwagens rijden met zo’n stralingssticker, maar maak je vooral geen zorgen.’

Vroeger was het idee: wij kiezen onze beste geologen uit, en die wijzen een plek aan waar het kan. Dat gaat niet meer werken

Verhoef is lang niet de enige die denkt dat dit niet gaat werken. Nieuwe tactiek: ‘Je kunt het kiezen van een locatie voor COVRA, rond 1980, zien als een pilot voor de eindberging. We hadden twaalf mogelijke locaties, en vroegen toen aan al die gemeenten: wie wil COVRA hebben? Toen bleven er twee kandidaten over.’ 

In Finland is al in een vroeg stadium overeenstemming bereikt met de gemeente waar de eindberging zou komen, en bleef lokaal protest vrijwel geheel uit. Dit komt ook omdat gemeentes in Finland vetorecht hebben over zulke beslissingen. Inwoners krijgen niet het gevoel dat hun iets wordt opgedrongen door de nationale overheid.

Het scheelt ook dat in de landelijke politiek in Finland langzaam meer draagvlak is ontstaan voor kernenergie, ook omdat de kerncentrales en eindberging zorgen voor werkgelegenheid. De ‘groene’ politieke partij, Vihreät, was tot voor kort tegen kernenergie, maar volgens Atte Harjanen, parlementslid voor Vihreät, is dat veranderd: ‘Onder ons zijn steeds meer uitgesproken voorstanders van kernenergie, en we nemen op dit moment deel aan een regering die van plan is vergunningen af te geven voor het langer in bedrijf houden van oude kerncentrales.’

De derde kerncentrale op Olkiluoto, die volgend jaar in gebruik moet worden genomen, zal het Finse aandeel kernstroom op 30 procent brengen. Door dit te combineren met waterkracht en biomassa hoopt Finland al in 2035 een volledig duurzame elektriciteitsvoorziening te hebben.

Open voor onbepaalde tijd?

Hoewel het onderzoek van COVRA gericht is op een eindberging in de Boomse klei, moeten de opstellers formeel rekening houden met de mogelijkheid dat de Nederlandse burger rond 2100 anders beslist. Hoogleraar Chris Spiers: ‘Ik zou het heel jammer vinden als de publieke opinie verhindert dat de veiligste oplossing wordt gekozen. Afval voor onbepaalde tijd bovengronds opslaan is veel gevaarlijker.’ 

Dat laatste is nu juist wat Greenpeace voorstaat. In een manifest over radioactief afval zegt de milieuorganisatie: ‘De opslag moet worden beheerd en bewaakt voor onbepaalde tijd. Ook moet er te allen tijde de mogelijkheid zijn het materiaal weer uit de opslag te halen.’^*  

COVRA is verplicht die eis van ‘terugneembaarheid’ mee te nemen in de overwegingen, omdat de politiek ooit deze concessie aan de milieubeweging gedaan heeft. Maar tussen de regels door is duidelijk dat COVRA er niet in gelooft. 

En dat is logisch: passieve veiligheid is nu juist gebaseerd op het feit dat het afval na afsluiting niet meer toegankelijk is. Zeker bij een berging in de plastische Boomse klei zorgt het langer dan nodig openhouden voor extra kosten, jaar in, jaar uit.

The science is settled

Vijftien jaar geleden was ik op bezoek in een ondergronds laboratorium in het Belgische Mol, waar onderzoek wordt gedaan naar eindberging. Een medewerker vertrouwde me toe: ‘We kunnen hier morgen beginnen met de aanleg. Maar het mag niet van de politiek.’

Naar radioactief afval is inmiddels lang en breed onderzoek gedaan. Consequent blijkt dat een veilige geologische eindberging realiseerbaar is. In de media wordt radioactief afval vaak geframed als een gigantisch lijk in de kast van de nucleaire sector. En ja, zolang het afval bovengronds bewaard wordt, vergt het inderdaad voortdurende aandacht en beveiliging.

Maar er is simpelweg geen scenario denkbaar waarin een geologische eindberging zodanig lek raakt dat hij een hele landstreek of oceaan gevaarlijk radioactief maakt. Zelfs niet de boerderij met eigen waterput boven de berging. The science is settled. 

Eindbergingontkenners als Greenpeace gebruiken kernafval als politiek wapen om een rationeel gesprek over kernenergie onmogelijk te maken. En het voeren van dat gesprek is juist nu hoognodig. Niet omdat kernenergie heilig is; het heeft specifieke voor- en nadelen, net als elke energiebron. Maar dat zou moeten leiden tot een nuchtere afweging over welke plaats kernenergie moet innemen in een duurzame energievoorziening.

In mijn volgende artikel schrijf ik over de staat van kernenergie in Nederland.

Meer lezen?