overig De Helling 3 (najaar 2022)

Past kernenergie wel in een duurzame energiemix?

Na lange tijd staat toch kernenergie weer op de agenda van het kabinet. De voordelen zijn groot, maar de risico’s en de kosten ook, en dat maakt de afweging heel complex. Natuurlijk heeft iedereen liever alleen zon en wind – maar wat als dat niet genoeg is?

Ik schreef dit artikel op verzoek van het wetenschappelijk bureau van GroenLinks, voor hun blad De Helling. Het stuk verscheen in een iets kortere versie, maar omdat het zo'n belangrijk thema is lees je hier het hele verhaal.
19 x bekeken

Een beter mens door de vrije markt

Kernenergie is ontzagwekkend. Dat realiseer ik me eigenlijk pas als ik de verschillende hekken, de camera’s, de stralingsmeters, de paspoortcontrole, de kleedkamer, de turbinehal, nog een kleedkamer, de betonnen koepel en de stalen koepel door ben, en ik boven op de brug een blik mag werpen op de uraniumstaven in het heilige der heiligen, in de centrale van EPZ in Borssele. Ver buiten, in een andere wereld, ligt de Westerschelde vredig te kabbelen. Onder mij, afgeschermd onder nóg een laag beton en staal, in het eigenlijke reactorvat, is een continue splijting bezig van uranium- en plutoniumatomen, die zo veel hitte oplevert dat het 3 procent van heel Nederland van alle benodigde elektriciteit kan voorzien, 24 uur per dag, 7 dagen per week. In de reactor kan ik niet kijken, maar door een laag van acht meter water kan ik net een aantal gebruikte nucleaire staven zien glinsteren die bij de laatste onderhoudsbeurten zijn verwisseld. Ze blijven nog heel lang hitte uitstralen en daarom moeten ze hier nog een paar jaar koelen voordat ze worden vervoerd naar Frankrijk voor de opwerking. Wat daarbij aan afval overblijft, zendt nog honderden tot honderdduizenden jaar gevaarlijke straling uit.

Dit proces van kernsplitsing wekt echt ontzag op bij mensen. Ik denk niet dat het toeval was dat de Japanse keizer na de atoombom op Hiroshima en Nagasaki plechtig verklaarde dat hij god niet was. Kernenergie bezorgt mensen kippenvel. Omdat het zo beangstigend is, en zo verkeerd gebruikt kan worden, maar ook omdat het zo veel beloftes in zich draagt. Nog twee van zulke reactoren, denk ik stiekem, en we hebben in één klap de energie van misschien wel 70 miljoen zonnenpanelen! Dit is een oud gevoel: al in de jaren vijftig werd hoopvol beweerd dat dit de golden bullet was voor goedkope en ongelimiteerde energie voor iedereen, volgens Einstein zelfs ‘de weg naar het paradijs’.

Rampen

Maar de rampen kwamen ook. Grote, gevaarlijke rampen. En daardoor sloeg de twijfel toe: leidt kernenergie ons naar een apocalyps? Er kwamen oplossingen, nieuwe centrales, betere veiligheidssystemen. Ook in Borssele is het hele systeem ingericht op veiligheid, veiligheid en nog eens veiligheid. ‘Het is echt heel moeilijk om deze centrale te laten vastlopen, zelfs als je dat zou willen’, zegt Tom Keij, fuel cycle manager van EPZ. ‘Het gebouw kan een inslag van een vliegtuig en een overstroming van 8,5 meter aan. En dat een terrorist alle koelsystemen uit kan schakelen, is technisch bijna niet mogelijk.’ Defense in depth, noemen ze het principe: dat ook de veiligheidssystemen weer beveiligd zijn en back-ups hebben, die voor een deel ook werken als er geen stroom meer is, zoals water op hoge druk dat in noodgevallen vanzelf vrijkomt om te gaan koelen. Maar met al deze systemen werd het alleen maar moeilijker om nog vol te houden dat kernenergie ‘goedkoop’ zou kunnen.

Daartegenover kwam natuurlijk een levensgroot voordeel bovendrijven dat in de jaren vijftig nog niet eens zo werd gezien: er komt geen enkele CO2 vrij bij kernsplitsing (even afgezien van de mijnbouw en de rest van de keten). Alleen maar schone hitte, die via stoom een conventionele turbine aanjaagt. Als wij een klimaatramp op aarde willen voorkomen, dan is kernenergie misschien wel de enige goede uitweg die ons wordt geboden, en dus moeten we zonder twijfel nu handelen, zeggen voorstanders, de ecomodernisten voorop. Landen maken hier een heel verschillende afweging in. Duitsland besloot radicaal te stoppen met kernenergie na de ramp in Fukushima (waarbij maar één dode door straling viel, maar de schade wel oploopt richting de 800 miljard euro). Frankrijk en China zijn juist nog meer centrales aan het bijbouwen. In Nederland was de publieke opinie lange tijd wantrouwig, tot de befaamde uitzending van Arjan Lubach in 2018 waarin hij uitlegde dat het aantal doden bij de rampen in Tsjernobyl en Fukushima juist heel erg meeviel. Nu was dat wel heel kort door de bocht (veel berekeningen komen uit op veel meer doden, door indirecte gevolgen) maar dat moderne kerncentrales zéér veilig zijn is wel echt een feit.

Tweede feit is dat de voorlichter van de kerncentrale in Borssele door de uitzending tegenwoordig een dagtaak heeft aan het rondleiden van geïnteresseerd publiek. De publieke opinie is positiever geworden, en het kabinet kon afgelopen jaar zonder veel kritiek besluiten om tot 2030 vijf miljard te gaan steken in de voorbereiding van twee mogelijke nieuwe kerncentrales. De optie van nucleair ligt weer op tafel. Kernenergie zou deel moeten worden van de CO2-neutrale energiemix in 2050. De vraag die nu voor ons ligt is of verstandig is.

Concurrentie

Voor een antwoord moeten we ons eerst afvragen of kernenergie die rol überhaupt zou kunnen krijgen, zegt Frans Rooijers van onderzoeksbureau CE in Delft. ‘Er wordt vaak gedacht: haal energie zo veel mogelijk uit zon en wind, en indien nodig – als de zon niet schijnt en de wind niet waait – uit kernenergie. Maar dat kan niet. Een kerncentrale terugschakelen is in theorie mogelijk, in nieuwe, regelbare centrales, maar het is technisch niet ideaal. Bovendien kost het heel veel geld.’ De investeringskosten zijn zo hoog dat het economisch alleen uit kan als je hem zo veel mogelijk laat draaien. ‘Piekmomenten kun je dus niet opvangen met kernenergie. Het is alleen te betalen als deel van de basislast, de minimale elektriciteitsvraag. Maar de overheid wil dat nu juist vooral opvangen met zon en wind.’ Zon en wind kun je evenmin gebruiken om de piekvraag mee op te vangen; je kunt namelijk niet zeker zijn dat de zon dan schijnt en de wind dan waait. Zowel kernenergie als zon en wind zijn dus alleen geschikt voor de basislast – en concurreren dus met elkaar.

Rooijers vindt dat kernenergie bespreekbaar moet zijn. ‘We hebben immers een enorm CO2-vraagstuk. Je moet dus een goede analyse maken van de bronnen die een optie kunnen zijn. Maar vergeet niet dat we in elk geval in Nederland met wind op zee een bron hebben die goed kan voorzien in de toenemende vraag. Dat is hier erg goedkoop, maar 4-5 cent per kWh. Zonnenergie zit op 7 cent. Kernenergie zit op minstens 10 cent. Sommigen denken dat het goedkoper kan worden, maar dat moet zich nog maar bewijzen. Tot op heden loopt de prijs nog steeds op, terwijl windenergie in prijs zakt.’ Een vermeend voordeel van kernenergie is wel dat het veel minder ruimte kost dan andere vormen van energie. Vele hectares aan windparken staan tegenover een enkele kernreactor. Maar, zegt Rooijers, ook dat ligt wat genuanceerder. ‘Als je alles meeweegt, van mijnbouw tot het nieuwe hoogspanningsnet dat je in Zeeland en Rotterdam moet bouwen voor nieuwe centrales, dan is het wat minder zwartwit. Daar verwachten we in de winter een onderzoek over te publiceren.’

Alleen zon en wind is niet genoeg

Wim Turkenburg is hoogleraar aan het Copernicus Instituut van de Universiteit Utrecht. Hij is expert op het gebied van energieproductie en in een groot onderzoek heeft hij de vraag omgedraaid: zou voor Nederland een duurzame energiemix van alleen zon en wind überhaupt mogelijk zijn?

Eerste stap was het schatten van de vraag naar energie in 2050. Turkenburg gaat ervan uit dat de consumptie wel gaat dalen, maar niet veel. ‘We zien dat we steeds efficiënter worden in verhouding tot ons bbp. Maar absoluut gezien zie ik geen grote vermindering.’ Er zal wel veel verschuiven naar energie uit elektriciteit. ‘De primaire stroomvraag (dus inclusief alle verliezen bij productie en omzetting) is nu 110 terawattuur per jaar, ik schat dat dat oploopt tot 300 terawattuur in 2050.’

Het probleem is echter dat zon en wind niet continu leveren én in piekuren te veel leveren. Je zal dus heel veel overschotten tijdens de piekproductie moeten accepteren en veel opslagvermogen moeten maken, bijvoorbeeld in de vorm van waterstof – maar daar verlies je heel veel energie bij. Dus hoe meer zon- en windvermogen je neerzet, en hoe meer je inzet op groene waterstof voor als het donker is en windstil, des te meer verliezen je moet meerekenen. ‘Als het ons lukt om 125 GW aan zonnenpanelen en 83 GW aan windmolens te realiseren, plus 50 GW capaciteit om waterstof te maken en weer om te zetten, dan zouden we daarmee de elektriciteitsvraag in Nederland ongeveer kunnen dekken. Dat is heel veel. Dan moeten we dus wel de verliezen accepteren én moeten we de hele infrastructuur in 25 jaar tijd kunnen realiseren, inclusief waterstofopslag. Dat is een enorme uitdaging. En voor de vraag naar warmte, brandstof voor transport en grondstoffen voor de industrie moeten we dan ook nog iets verzinnen.’

‘Kortom’, zegt Turkenburg, ‘het is utopisch om te denken dat alles in 2050 met zon en wind kan. Ik vind dat groene politici daar soms een vals beeld van schetsen. Zelfs met een enorme krachtsinspanning hebben we niet genoeg aan de zonnepanelen en windmolens die we in 2050 gebouwd kunnen hebben. Hoe dan ook hebben we extra energiebronnen nodig. We moeten hier niet te lichtzinnig mee omgaan. Zo zijn stroomtekorten zeer ontwrichtend, dat hebben de plunderingen in de Verenigde Staten wel laten zien. We zitten daar niet ver vanaf, we naderen nu al de grens van wat betrouwbaar geleverd kan worden.’

Er moeten dus ook andere energiebronnen bij. ‘Geothermie kan helpen, maar zal niet op grote schaal kunnen leveren. Aardgas, waarbij je CO2 afvangt en opslaat (CSS), is een mogelijkheid. Vergeet niet dat er nog heel veel voorraden zijn en dat de huidige gascrisis echt tijdelijk is. Biomassa die duurzaam gewonnen is neem ik ook serieus, ik vind dat linkse partijen dit veel te makkelijk afkeuren. Het kan echt verantwoord, en als je CO2 afvangt dan is de uitstoot zelfs negatief.’ Dan is er nog de optie van grootschalige import van waterstof, geproduceerd met zonne-energie in Noord-Afrika bijvoorbeeld. ‘Rotterdam heeft daar zeer grote verwachtingen van. Ik denk dat die zwaar overspannen zijn. De hele infrastructuur moet worden opgetuigd, en als die er staat: waarom zouden landen die energie niet gebruiken om zélf duurzaam te worden? Wij gaan dan beslag leggen op hun bronnen.’ Blijft over de optie van kernenergie. ‘Je moet íets kiezen. Maar is het haalbaar?’

Kernenergie en zon en wind zijn alleen geschikt voor de basislast – en concurreren dus met elkaar

Investeringskosten

Kernenergie heeft twee grote nadelen, vindt Turkenburg. Het eerste probleem vormen de kosten. ‘Kernenergie is een buitengewoon dure optie. Het is niet voor niets dat het bedrijfsleven er zelf geen kan bouwen, tenzij de overheid bijspringt met subsidies, regels of bijvoorbeeld een gegarandeerde minimumprijs per kWh. Twee kerncentrales bij elkaar, die 25 TWh kunnen leveren, zullen zo’n 25 miljard euro kosten, of misschien wel meer. De 5 miljard van het kabinet is in elk geval niet genoeg.’ Bij de bouw van alle nieuwe kerncentrales in westerse landen overschrijden de kosten het budget.

Turkenburg schat de totale bouwkosten van een nieuwe grote kerncentrale op zo’n 5300 euro per kW. Dat is twee tot vier keer zo duur als windmolens, en tien keer zo duur als zonnepanelen. Het is ook een stuk duurder dan gascentrales of biomassacentrales met CO2-opslag. ‘Kleine kerncentrales, die sommige mensen veelbelovend vinden, kosten minder maar zijn per kW voorlopig nog duurder.’

Of een centrale zichzelf binnen dertig of veertig jaar kan terugverdienen, hangt helemaal af van de rest van het systeem. ‘Energie uit zon en wind is gratis en krijgt dus op het net altijd voorrang op bronnen die hogere marginale kosten hebben. Die andere bronnen moeten dan hun draaiuren beperken, of doordraaien – zonder opbrengsten. Dit heet het kannibalisme-effect van zon en wind: hoe meer energie uit zon en wind wordt gehaald, hoe moeilijker het wordt voor nieuwe energieprojecten om uit de kosten te komen, of dat nu windparken zijn of kerncentrales.’ Simpel gezegd: nieuwe energieopwekking is binnenkort alleen nog maar aantrekkelijk als er ruimte voor wordt afgebakend in de markt of als ze zwaar worden gesubsidieerd.

Bouwtijd

Een tweede probleem is de bouwtijd van grote kerncentrales. ‘Voorstanders van kernenergie zijn veel te optimistisch. Wanneer de eerste spade in de grond gaat, kun je in theorie acht jaar klaar zijn. Maar het hele traject van financiering, ontwerpen, veiligheidsrapporten, vergunningen, inspraakprocedures en besluitvorming duurt vele jaren. Ik ben zelf toezichthouder bij de voorbereiding van de bouw van de Pallasreactor in Petten, voor de productie van medische isotopen en voor onderzoek, en dat loopt al vele jaren. Mijn stelling is dat een grote, conventionele grote centrale niet voor 2040 in werking kan zijn.’ Als we dus besluiten dat de energiesector in 2040 klimaatneutraal moet zijn, dan kan kernenergie daar amper aan bijdragen.’

Kernenergie is dus veel duurder en komt veel later dan voorstanders doen voorkomen, zegt Turkenburg. Maar tegenstanders zijn weer te optimistisch over de kansen van zon, wind en groene waterstof. Nee zeggen tegen gas én biomassa én CSS én kernenergie? ‘Ik weet zeker dat dat niet kan.’

Afval en veiligheid

Stel dat we kernenergie met heel veel subsidies en prijsgaranties haalbaar kunnen maken, en we vinden dat 2040 nog net op tijd is. Dan nog zijn er een paar stevige problemen. Ten eerste het afvalprobleem. Radioactief afval blijft honderdduizenden jaren gevaarlijk en kan bovendien gestolen worden door partijen met verkeerde intenties. Hoe lang mogen we de wereld opschepen met gevaarlijk afval? Nu moet wel worden gezegd dat het hoogradioactieve afval uit Nederland in hooguit een paar containers per jaar past. Die worden tijdelijk opgeslagen bij COVRA in Borssele. Een definitieve oplossing moet nog worden bedacht, maar volgens Turkenburg laat bijvoorbeeld Finland zien dat solide oplossingen wel te vinden zijn. ‘Zij zijn bezig met opslag in een tunnelstelsel, in een rotsformatie die al een miljard jaar oud is.’ Turkenburg wil het probleem niet bagatelliseren. ‘Maar ik vind zo’n oplossing wel te verantwoorden.’

Een crucialer probleem, volgens Turkenburg, is de veiligheid. Officieel is in een centrale zoals Borssele de kans op een kernramp eens in de paar honderdduizend jaar. De centrale lijkt niet op die in Tsjernobyl, en heeft zelfs van de ramp in Fukushima geleerd. Nieuwe centrales zijn nog robuuster en moeilijker te saboteren. Maar de kans op een ramp is nooit nul. Turkenburg vindt dat we in Nederland nog veel te weinig nadenken over wat zo’n ramp zou betekenen. ‘De ramp in Fukushima heeft laten zien dat het aantal directe doden kan meevallen. Maar de indirecte schade is enorm, zeker als zo’n ongeluk gebeurt in een dichtbevolkt gebied als Nederland, waar miljoenen mensen zullen moeten evacueren en jarenlang niet meer kunnen terugkomen. Denk aan de landbouwkundige, industriële en psychische schade. Daar moet beter over nagedacht worden.’

De oorlog in Oekraïne toont aan dat er áltijd een risico op ongelukken is. De Oekraïense kerncentrale in Zaporizja is door de Russen veroverd. De vrachtwagens met munitie staan dichtbij de reactoren. De centrale is al beschoten en de stroom is al eens uitgevallen. De risico’s zitten vooral in het radioactief afval, dat in containers staat die geraakt kunnen worden, en in de koeling van de splijtstof, die zou kunnen uitvallen als de stroomvoorziening volledig uitvalt. Als alle koeling stopt, zegt de Oekraïense beheerder, is er nog maar anderhalf uur voordat de reactor smelt en de radioactieve gassen hun weg naar buiten kunnen vinden. Natuurlijk zijn er allerlei slimme actieve en passieve veiligheidssystemen en systemen voor noodkoeling, er zijn bunkers binnen bunkers. Maar als presidenten in deze oorlog blufpoker durven te spelen met kernwapens, durven ze dat ook met kerncentrales.

Centralistisch

Je zou kunnen zeggen dat zowel de kansen als de risico’s van kernenergie samenhangen met het centralistische karakter ervan. Hoge kosten, hoge opbrengsten, allemaal zonder uitstoot en op een heel kleine ruimte. Dat maakt het heel efficiënt. Waarom zouden we daar niet vandaag nog voor tekenen?

Maar het brengt ook de nadelen van centralisatie met zich mee. Het maakt een energiesysteem kwetsbaar: als een terrorist hier kwaad kan doen, dan zijn de gevolgen meteen niet te overzien. En als er schade wordt gevonden in lasnaden, of er kan door een hittegolf minder gekoeld worden, ligt meteen een groot deel van de elektriciteitsproductie stil, zoals nu in Frankrijk.

‘Het is geen toeval dat kernenergie vooral groot is in landen met een centralistische, top-down-maatschappij’, zegt Dirk Bannink van Stichting Laka, dat ooit is opgezet vanuit het actiewezen maar nog steeds een kenniscentrum is voor kernenergie. ‘Denk aan China, Japan, Rusland. En ook Frankrijk is eigenlijk heel centralistisch georganiseerd. Merk op dat de meeste hiervan ook kernwapenstaten zijn, die de technologie en het materiaal niet alleen nodig hebben voor de energie, maar ook voor hun kernwapens. Kernenergie heeft dus heel erg te maken met wat voor maatschappij je wilt zijn.’

Conclusie

Samenvattend kunnen we stellen dat het een complex debat is met verschillende lagen. Het is belangrijk om die goed uit elkaar te houden. Kernenergie biedt enorme kansen (héél veel energie, amper uitstoot) maar kent ook grote risico’s (rampen, afval). De praktische obstakels zijn groot: komt het op tijd om het klimaat te helpen en is het überhaupt te betalen? Maar de praktische vraag voor de tegenstanders is ook niet makkelijk: wat als zon en wind niet voor leveringszekerheid kunnen zorgen?

Er is tegenwoordig een luide roep om eens nuchter, zonder ideologie, naar kernenergie te kijken. Dat is op zich een wijs advies (voor zowel voor- als tegenstanders) maar dat neemt natuurlijk niet weg dat techniek nooit neutraal is. Techniek heeft altijd effect op de structuren in de maatschappij en is dus altijd verbonden met maatschappelijke en ethische vragen. Eén ervan hebben we nog niet eens behandeld hier: tot hoever moet de overheid ervoor zorgen dat alle energie en alle welvaart die de burger verlangt ook geleverd wordt? Is er ook een grens? Want één ding is helder: aan elke energiebron hangt een (maatschappelijk) prijskaartje. Er zijn geen golden bullets, zon en wind niet, en kernenergie ook niet.

Past kernenergie wel in een duurzame energiemix?

Kernenergie en zon en wind zijn alleen geschikt voor de basislast – en concurreren dus met elkaar

Gerelateerde artikelen

Reageren?

Terug naar www.frankmulder.info