Kunnen we wel om kernenergie heen?

Het verhaal van Dimitri Tokmetzis over de werkelijke kosten van kernenergie was te kort door de bocht en eenzijdig. De voordelen van kernenergie bleven onderbelicht. In het artikel van Dimitri wordt de grotere vraag vermeden: wat is het alternatief? Hoe je het ook wendt of keert aan de enorme toename in energiebehoefte zal voldaan moeten worden. Overigens heeft de nucleaire technologie de afgelopen jaren niet stil gestaan en de vraag is of de potentie niet over het hoofd wordt gezien.

Dat er een enorme toename is in de vraag naar energie blijkt wel uit de International Energy Outlook 2013, gepubliceerd door de US Energy Information Administration. In dit rapport wordt gesproken van een verwachte toename van de wereldwijde energievraag van ongeveer 50 procent in de komende dertig jaar. Er zijn ook andere schattingen, maar één ding is zeker: de vraag naar energie gaat sterk toenemen. Vooral de grote opkomende economieën met een groeiende welvaart zoals Brazilië, China en India zullen alleen maar meer en meer nodig hebben.

Jevon’s paradox

Energiebesparende technieken in ontwikkelde gebieden zorgen misschien wel voor een minder snelle toename in consumptie maar de uiteindelijke groei gaat onverminderd voort. Het is mogelijk dat de nieuwe methodes het probleem versterken. Als namelijk het energieverbruik vermindert, en daardoor de kosten naar beneden gaan, bieden zich meer mogelijkheden aan om die energie beter te gebruiken. Zo kan een gemeente door de verminderde kosten van een LED-lamp besluiten om die donkere straat weer te verlichten omdat het zoveel veiliger is. Dit fenomeen, waarbij de technologische vooruitgang en verbeteringen in efficiëntie leiden tot een grotere consumptie van middelen, wordt ook wel Jevon’s Paradox genoemd. De Britse econoom van dezelfde naam beschreef al in 1865 dat de komst van de stoommachine, hoewel deze kolen efficiënter gebruikte, leidde tot een explosieve groei in het verbruik van die grondstof in plaats van de verwachte vermindering. Deze paradox maakt voorspellingen voor de toekomst uiteraard niet makkelijker.

Ondanks de recente ramp in Fukushima wordt opnieuw gekeken of nucleaire energie een antwoord biedt. We kunnen het ons niet veroorloven om kernenergie terzijde te leggen.

De opwekking van kernenergie gebeurt in grote lijnen op dezelfde manier als bij kolen- en gascentrales. In essentie wordt water opgewarmd zodat er stoom ontstaat. Deze stoom wordt gebruikt om een turbine aan te drijven die op zijn beurt weer elektriciteit opwekt. Het verschil bestaat hierin dat de warmte tijdens dit proces op een verschillende wijze tot stand wordt gebracht. Bij een kerncentrale gebeurt dat door kernsplijting. Bij kernsplijting komt vele malen meer energie vrij dan bij welke andere reactie ook. Kernsplijting heeft twee belangrijke aspecten: (1) het kan zonder nader ingrijpen oneindig doorgaan en (2) de bijkomende straling en het radioactieve afval kan gezondheidsproblemen met zich meebrengen. We kunnen dus alleen onder zeer stringente risico beperkende maatregelen deze belangrijke potentiële energiebron exploiteren.

Veilige centrales

Op dit moment bestaat het grootste aantal kerncentrales uit Generation-II reactoren. Dit zijn tweede generatie economisch rendabele centrales die tussen 1965 en 1996 zijn gebouwd. Daaraan vooraf gingen de experimentele- en test reactoren van de eerste generatie. De nieuw te bouwen kerncentrales van de derde generatie borduren voort op de tweede generatie reactoren. De derde generatie reactoren zijn vooral op aspecten van veiligheid, levensduur en efficiëntie verbeterd. Voor alle duidelijkheid: de reactoren bij zowel Tsjernobyl, Three Mile Island als Fukushima waren tweede generatie reactoren. De volgende stap in ontwikkelingen is de vierde generatie, die zich zal aandienen in 15 á 20 jaar.

Een van de veelbelovende vierde generatie concepten is de Thorium Molten Salt Reactor. De TMSR is een reactor waarbij gesmolten zout wordt rondgepompt waarin de brandstof, thorium, is opgelost. Mochten bij een noodgeval alle controlesystemen wegvallen dan zal bij de TMSR het verhitte radioactieve zout door een bevroren plug smelten en naar een passief gekoelde tank afvloeien. Hiermee wordt het gevaar dat kernsplijting ongecontroleerd door zou gaan vermeden en wordt de kernsmelting voorkomen.

Daarnaast opereren deze reactoren met vrijwel atmosferische drukken en is er dus geen mogelijkheid van een explosie zoals dat wel gebeurde bij de Fukushima ramp. Ook op het gebied van kernafval wordt bij dit concept een grote vooruitgang geboekt. Deze reactor zou 92 procent van de grondstof verbranden, in tegenstelling tot de twee procent bij de conventionele reactoren. Hierdoor blijft er minder kernafval over. Een van de interessantste varianten van deze technologie, de Liquid Fluoride Thorium Reactor, biedt zelfs de mogelijkheid om kernafval van de voorgaande installaties als brandstof te gebruiken bij het opwekken van energie. Hierdoor zal het thans bestaande kernafval afnemen.

Slecht imago

De vraag is natuurlijk of het ooit zover zal komen. Het is een ‘understatement’ om te zeggen dat het huidige imago van kernenergie slecht is. Over dit onderwerp bestaat al jaren een gepolariseerde discussie die wordt gedomineerd door felle milieuactivisten, slappe overheden en geitenwollen sokken-onderzoekers die de verbeteringen in veiligheidsissues compleet negeren. De recente kernramp van Fukushima was koren op de molen voor al deze criticasters; de gevolgen voor de toekomst van kernenergie zullen dan ook zeer omvangrijk zijn.

De negatieve aspecten van kernenergie zijn van het begin af aan naar voren gebracht door vrede- en milieuactivisten maar hebben na de ramp van Chernobyl steeds meer aandacht en publiek verkregen. De UNSCEAR sprak tijdens zijn onderzoek al over een grote irrationele angst voor kernstraling. We krijgen allemaal te maken met kleine hoeveelheden natuurlijke achtergrondstraling; daar komt nog eens de straling bij die wordt veroorzaakt door technieken zoals veiligheidspoortjes en CT-scans. Deze kleine hoeveelheid straling is niet schadelijk voor een persoon. Het moet echter wel als vaststaand worden aangenomen (al was het maar voor de zekerheid) dat blootstelling aan langdurige of een grote dosis straling niet goed is voor de gezondheid, hoewel de gevolgen daarvan bij ieder mens verschillend zijn. Bij Fukushima zijn er nog geen doden gevallen als direct gevolg van straling, terwijl bij Chernobyl de schattingen van het uiteindelijke dodenaantal uiteenlopen van 4,000 (IAEA/UNSCEAR) tot zelfs 200,000 of meer (Greenpeace).

Menselijk handelen

Zolang menselijk handelen onderdeel is van het opwekken van kernenergie zullen, net zoals dat misging in het geval van Tsjernobyl en Fukushima, ongelukken plaatsvinden. Gelukkig kunnen toekomstige technieken de rol van de mens bij dit proces steeds meer beperken.

De vraag blijft of bijvoorbeeld de beslissing van Duitsland om helemaal met kernenergie te stoppen een verstandig besluit is. Nog afgezien van het feit dat buurland Frankrijk 80% van haar energie uit kerncentrales haalt (waarvan die van Fessenheim op 5 kilometer en Cattenom op 20 kilometer van de Duitse grens liggen), wordt daarmee het streven om de uitstoot van het land te verlagen in moeilijkheden gebracht.

In Europa wordt de groeiende energiebehoefte vooral voldaan door kolencentrales. Dit terwijl uit een onderzoek van de Intergovernmental Panel on Climate Change in 2011 blijkt dat deze centrales bijna 50 keer meer broeikasgassen uitstoten dan groene energiebronnen. Kerncentrales vallen in dit onderzoek onder de groene energieën.

De meeste groene energiebronnen hebben echter het nadeel, anders dan kernenergie, dat ze grote oppervlaktes nodig hebben om rendabel te zijn. Een voorbeeld zijn de windmolenparken offshore in de Noordzee waar de wind consistenter en vaker waait en uitgebreide ruimtes beschikbaar zijn. Het lijkt een ideale oplossing waar het niet dat de huidige overbrenging van mechanische energie naar elektrische energie erg gevoelig is voor de vochtig, zoute omgeving en dat door de hoge golven onderhoud soms moeilijk te plegen is. Zonne-energie vereist ook een groot oppervlakte maar dan het liefst in een gebied waar de zon regelmatig schijnt. Daarvandaan zou dan de energie weer moeten worden overgebracht wat ook weer verliezen met zich meebrengt. Verder blijven deze bronnen volledig van wind en zon afhankelijk, waar we van de één in Nederland misschien wat meer hebben dan de ander.

Ook is het maar de vraag of deze twee bronnen opgeschaald kunnen worden om de hele wereld te bevredigen. Zonnepanelen lijken onder hun eigen succes te lijden doordat een tekort is ontstaan van de grondstoffen die gebruikt worden in de fabricage; bijvoorbeeld tellerium dat nog geen 0.0000001 procent van de aardkorst opmaakt. Aan de andere kant is er voor windmolenparken weer een gebrek aan gespecialiseerde installatieschepen. Zelfs als we dit buiten beschouwing laten is er nog het probleem van de variabiliteit van deze energie bronnen. Let wel, er bestaat nog geen mechanisme waarmee deze energie rendabel opgeslagen kan worden.

Is kernenergie de ideale energiebron van de toekomst? Dat kunnen we nu nog niet zeggen. Zolang de splijting zonder actieve koeling oneindig doorgaat en de mens nog te veel betrokken moet zijn bij het beheren van een kerninstallatie zijn ongelukken niet uit te sluiten. De derde generatie reactoren zijn al een enorme verbetering en de nabije toekomst biedt een nog veel beter perspectief. Zonder de enorme capaciteit van kernenergie is het misschien niet eens mogelijk om onze kinderen te voorzien van genoeg energie om hun levensstandaard te onderhouden. De mens lijdt het meest door het lijden dat hij vreest.