Overschat de kansen van kleine modulaire kernreactoren niet
Het Brits-Duits-Nederlandse bedrijf Urenco, in Nederland bekend van de uraniumverrijkingsinstallaties in Almelo, werkt in Groot-Brittannië en Canada al enige jaren aan een kleine modulaire kernreactor onder de naam U-Battery. Zonder voor mij duidelijke nieuwsaanleiding schrijft Tubantia vandaag over het project van Urenco. In juli 2020 trok de Britse overheid £10 mln uit om Urenco te steunen in de ontwerpkosten. Dat is mooi, maar ook echt wisselgeld op de schaal van wat nodig is om een dergelijke reactor zoals beoogd in 2028 te kunnen testen. Hieronder het oorspronkelijke bericht van 14 juni 2020 naar aanleiding van een webinar over moderne kernenergie.
Discussieplatform Liberale Vrienden, gelieerd aan de VVD, hostte op 2 juni 2020 een webinar over geavanceerde kernenergie. De Amerikaanse startups Oklo en NuScale gaven inzicht in de werking van hun innovatieve kernreactoren.
Zolang ik mij kan herinneren is mijn vader geabonneerd op De Ingenieur, een tijdsdrift met veel ruimte voor energie-innovaties. Ook voor kernenergie.
Zo las ik door de jaren heen onder meer over snelle kweekreactoren, kerncentrales met grafietbollen, kernfusiereactoren ITER, Wendelstein en DEMO, de Traveling Wave Reactor van Terrapower en (wat later) de gesmoltenzoutreactor van Transatomic. Destijds werden innovaties vooral in de markt gezet als veiliger dan conventionele kerncentrales. De optie om kernafval te beperken (kernfusie) of om oud kernafval zelfs op te branden (kweekreactoren, Terrapower, Transatomic) viel ook op.
In mijn opleiding Sustainable Energy Technology vond ik het maar vreemd dat er zo weinig aandacht was voor kernenergie. Nucleaire vernieuwing spreekt mij aan, net zoals nieuwe modellen windturbines, efficiëntere gascentrales en elektrische auto’s mij aanspreken. Technisch interessant en vanuit oogpunt van energie- en klimaatbeleid relevant.
Begin mei 2020 werd ik benaderd om mee te doen aan een webinar over geavanceerde kernenergie. Politiek discussieplatform Liberale Vrienden, gelieerd aan de VVD, had de Amerikaanse startups Oklo en NuScale, Tweede Kamerlid Mark Harbers, Europarlementariër Jan Huitema, onderzoeker en publicist Remco de Boer en NRG-onderzoeker Ralph Hania bereid gevonden om deel te nemen. Geen verkeerd gezelschap.
Toch aarzelde ik mee te doen. Enerzijds zie ik de grote waarde van kernenergie voor het klimaatbeleid en is mijn interesse voor nucleaire innovaties nooit verdwenen. Anderzijds heb ik grote moeite met de ruis die overenthousiaste voorstanders van kernenergie, en met name voorstanders van Thorium-kerncentrales, Small Modular Reactors en gesmoltenzoutreactoren veroorzaken in het energiedebat. Geen eenvoudige positie om uit te dragen, live achter de webcam.
Uiteindelijk heb ik toch een paar winstwaarschuwingen vooraf gegeven. De rest van het programma heb ik geïnteresseerd gekeken naar de presentaties van de startups en het interview van Remco de Boer met Mark Harbers en Jan Huitema over het huidige VVD-standpunt inzake kernenergie. Het hele programma, onder leiding van Michiel Hoogmoed, werkzaam bij de nucleaire onderzoeksreactor in Petten, is terug te kijken via Youtube.
Na de webinar ben ik lichtjes optimistischer over kernenergie in de energietransitie. Daadwerkelijk nieuwe inzichten heb ik echter niet opgedaan. De rest van dit stuk is dan ook geen reactie op de webinar. De sessie was wel de aanleiding om mijn kanttekeningen bij het aanzwellende (politieke) enthousiasme voor nieuwe vormen van kernenergie eens uit te werken.
Een hoopvolle nieuwe focus voor de ontwikkeling van kernreactoren
Inmiddels ben ik al jaren zelf abonnee van De Ingenieur. Binnen en buiten dat blad las ik over nog veel meer aansprekende nucleaire innovaties. Waar in mijn jongere jaren verhoogde veiligheid en oplossingen voor kernafval de boventoon voerden, richten startups in de nucleaire wereld zich tegenwoordig op het beperken van de bouwcycli en instapprijs van kerncentrales.
Hiermee zetten de innovators zich af tegen conventionele centrales, waarvan de realisatie in de EU en de VS qua budget en bouwtijd uit de klauw loopt.
Oklo, NuScale, collega-startups mPower, X-Energy, Moltex, Flibe en Terrestial en ook de gevestigde reactorbouwers Rolls Royce, Toshiba en GE/Hitachi zetten nieuwe reactorconcepten graag in de markt als compact, modulair en simpel.
Met de fabrieksmatige productie van Small Modular Reactors (SMR’s), op locatie naar behoefte te assembleren tot grotere kerncentrales, hopen de nucleaire vernieuwers kernenergie weer behapbaar te maken voor investeerders. Door seriematig vele kleine reactoren te produceren ontstaat bovendien ruimte voor tussentijdse productverbeteringen en leereffecten. Net zoals de seriematige productie van zonnepanelen, accu’s en windturbines de prijs in die sectoren drastisch heeft helpen drukken, zal ook de kostprijs van kernenergie vermoedelijk dalen naarmate het aantal modulaire reactoren in de markt stijgt.
Nucleaire innovatie is tof maar het is evengoed een kwestie van geduld
De focus op modulariteit, reductie van complexiteit en het verhogen van de kans op leereffecten is mooi. Voordat sprake kan zijn van een leercurve moet echter wel eerst geleverd worden. En daar schort het vooralsnog aan. Afgezien van Transatomic (opgeheven in 2018) zijn alle in dit stuk genoemde nucleaire innovaties nog steeds in ontwikkeling.
Nog geen van de baanbrekende reactoren is actief. Laat staan bewezen. Net als de bouw van conventionele kerncentrales blijkt helaas ook nucleaire innovatie kapitaalintensiever en tijdrovender dan gehoopt.
De tijdlijn op de website van NuScale voert bijvoorbeeld terug tot 2000. Sales director Dominick Claudio sprak tijdens de webinar de verwachting uit dat NuScale in 2027 zijn eerste kerncentrale in gebruik zal nemen. In 2014 was de intentie dat het eerste project in 2023 zou draaien. In 2009 werd 2018 genoemd als eerst mogelijke opleverdatum.
Flauw natuurlijk om terug te slaan op oude claims in oude nieuwsberichten. Met goede innovaties gaat de ontwikkeling jarenlang langzaam, totdat het opeens ontzettend snel gaat. Dat zou ook met NuScale en collega-startups kunnen gebeuren. En dat zou fantastisch zijn. Maar als beleidsmaker moet je er rekening mee houden dat het ook tot na 2027 kan duren.
Politiek momentum voor kernenergie en de verkiezingen van 2021
De onzekere toekomst van SMR’s weerhoudt de lokale politiek er ondertussen toch niet van om campagne te voeren voor een lokale mini-kernreactor. Liefst als alternatief voor lokale wind- of zonneparken die toch echt uiterlijk in 2030 moeten leveren.
Gezien de rol die klimaatbeleid speelt in de publieke opinie, kan het haast niet missen dat partijen ook bij de Tweede Kamerverkiezingen van 2021 kans zien om landelijk te scoren met een pro-nucleair standpunt.
Dat is in de basis top. Als Nederland in meerderheid een grotere rol wil voor kernenergie dan is de komende kabinetsperiode cruciaal om dat in gang te zetten. Als Nederland kiest voor kernenergie dan is het logisch om (ook) in te zetten op geavanceerde kernenergie. Laten we alleen hopen dat de politiek de kiezer hierin serieus neemt. En laten we hopen dat debatleiders, politieke opponenten en ook de kiezers zelf voorbereid zijn voor het geval politici toch aan het fantaseren slaan.
Vijf aandachtspunten voor een constructief debat over geavanceerde kernenergie.
1. Geen alternatief voor 2030, geen garanties voor de periode daarna
Geavanceerde kernreactoren zijn nu niet meer dan kleine papieren wondertjes. Als een partij in de komende verkiezingscampagne pleit voor de bouw van Small Modular Reactors, pleit die partij in feite voor een ambitieus pilotproject. Een reactor die wellicht, misschien, eventueel in 2027 ergens op proef draait, biedt niet de minimale de zekerheid die voor de klimaatdoelen van 2030 vereist is. Bij een succesvolle pilot spelen SMR’s een grote rol in het energie- en klimaatbeleid voor na 2030. Bij pech ben je ook wijzer maar is het besteedde belastinggeld verder verloren. Dat is de deal met innovaties.
2. Een veilige minireactor zonder kernafval is echt geen hamerstuk
Een SMR is voor iedereen nu nog een ver van het bed show. Voorstanders zien de mini-kerncentrales als prettig alternatief voor wind- en zonneparken. Potentiële tegenstanders zijn nog niet wakker, en hoeven dat ook nog lang niet te zijn. Bij het eerste plan voor een SMR dat wel concreet is, zal ook de weerstand direct concreet zijn. Zonneparken zijn wat dat betreft het voorbeeld. Jarenlang een populair alternatief voor windturbines, totdat daadwerkelijk zonnepanelen op akkers verschenen. Reken voor elke SMR opnieuw op een planfase van jaren, net als voor elk individuele wind- en zonnepark.
3. Wie de zekerheid van kernenergie zoekt, kiest bewezen techniek
Als je als partij meent dat kernenergie zo snel mogelijk een grotere rol moet spelen in Nederland, is het bestellen van een conventionele kerncentrale de snelste en zekerste optie. Een EPR-kerncentrale van Franse makelij zou in Nederland rond 2035 kunnen draaien (±10 jaar planfase, ±5 jaar bouwen). Dan heb je in een keer 1.600 megawatt (of een veelvoud daarvan) aan emissievrije elektriciteit te pakken. Als een startup rond 2027 de eerste SMR-centrale oplevert, reken dan dáárna bij elkaar ook op ±10 jaar plannen en ±5 jaar bouwen voor je ook 1.600 megawatt te pakken hebt. Rond 2042 dus.
4. De businesscase moet kloppen in een team met wind en zon
Of de eerste SMR in Nederland nu in 2027 of in 2042 operationeel is, hij zal draaien in een energiemarkt met een hoofdrol voor wind- en zonneparken. Zelfs als een nieuwe coalitie in 2021 alle transitieplannen terugdraait en zelfs alle operationele wind- en zonneparken laat slopen. De Europese elektriciteitsmarkt is gekoppeld en wind- en zonnestroom zullen in de ons omringende landen alsnog de belangrijkste elektriciteitsbronnen zijn. Als een SMR niet rendabel te exploiteren is in een markt met veel variabel aanbod, heeft een SMR continu subsidie nodig. Geen ramp, maar dat wil je als kiezer wel weten.
5. Vergelijk nieuwe reactoren met nieuwe windturbines en accu’s
Het is verstandig dat de nucleaire branche het iteratief leren en verbeteren probeert af te kijken van producenten van zonnepanelen en accu’s. Het is in de zoektocht naar investeerders en politieke ambassadeurs ook logisch dat de SMR-startups zich vergelijken met de zonneparken en accu’s van vandaag. Maar het kan niet allebei tegelijk. Als je product pas op zijn vroegst in 2027 op de markt komt, concurreer je met de windturbines, zonneparken en accu’s van 2027. De leercurve voor bedrijven die daadwerkelijk spullen verkopen, loopt inherent steiler dan bij de nucleaire startups die nog lang niets verkopen.
Kernenergie komt niet te laat en is niet te duur voor klimaatbeleid
Het biedt hoop dat startups werken aan de kernreactoren van de toekomst. De energietransitie duurt nog lang en als SMR’s zich ergens tussen 2030 en 2040 bewijzen is er te zijner tijd nog veel fossiel energiegebruik over om met klimaatvriendelijke en betaalbare kernenergie uit de markt te drukken. Als dat dan fantastisch bevalt, besluiten we in de tweede helft van deze eeuw misschien dat we – dan afgeschreven – wind en zonneparken beter ook vervangen door kernreactoren.
Wie claimt dat kernenergie ‘veel te laat’ komt voor het klimaat, gaat dan ook echt te kort door de bocht. Wie claimt dat kernenergie ‘veel te duur’ is om klimaatverandering te beheersen, neemt het klimaatprobleem niet serieus.
Wie de waarde van kernenergie voor klimaatbeleid ziet en (geavanceerde) reactoren tot een succes wil maken, moet dan weer eerlijk zijn over de onzekerheid en de serieuze investeringen die aan dat doel kleven. De energietransitie is niet vrijblijvend. We kunnen het ons niet permitteren om politieke steun voor nucleaire innovaties te verwarren met klimaatbeleid.
Ondanks alle denkbare inspanningen hebben (modulaire) kernreactoren op zijn vroegst rond 2035 een serieus aandeel in de Nederlandse energiemarkt. Wie bij de komende verkiezingen stevig inzet op Small Modular Reactors voor het klimaat, is daarom alleen serieus te nemen als hij pleit om parallel ook de uitbouw van wind- en zonneparken stevig door te zetten.
Imagecredit: Oklo
Oprichter WattisDuurzaam en duurzaamheidsadviseur bij We-Boost Transitions.
Ontdek meer van WattisDuurzaam.nl
Abonneer je om de nieuwste berichten naar je e-mail te laten verzenden.
“Als een SMR niet rendabel te exploiteren is in een markt met veel variabel aanbod, heeft een SMR continu subsidie nodig.”
Dat klopt niet Thijs.
Veel aanbod van zon/wind zorgt weliswaar dat de stroomprijs nul wordt telkens als de zon schijnt of de wind waait, maar daar hebben natuurlijk vooral zon en wind last van, niet de kerncentrales.
De kerncentrales kunnen zonodig gewoon wat meer bieden in perioden met weinig zon/wind om op jaarbasis voldoende te kunnen verdienen, maar zon/wind kan dat niet.
Voor de consument is er ook geen probleem, want op jaarbasis zal de gemiddelde prijs die zij betaalt ook niet stijgen.
Het is juist zon/wind dat aan het subsidie-infuus moet in een energiesysteem op basis van kernenergie en zon/wind, want zon/wind levert alleen in perioden waarin de marktprijs nul zal zijn.
Overigens is bezorgdheid over de rentabiliteit van toekomstige kerncentrales een beetje merkwaardig, niet? We willen van fossiel af en we draaien pas een paar procent op zon/wind, dus we hebben nog een hele lange weg te gaan. Waarom nu al piekeren over de marktdynamica over 30 jaar?
Laten we liever zo snel mogelijk zorgen voor een modern investeringsklimaat en energiebeleid waarin alle energiebronnen die we nodig hebben voortvarend en efficiënt gebouwd kunnen worden, zodat we zo snel en zo voordelig mogelijk fossiel-vrij en energie-onafhankelijk worden.
Kernenergie is daarvoor onmisbaar.
Noem mij lui, maar ik mis het elektrische en thermische vermogen van een module? Niet in artikel en niet op nuscale gevonden..
100MWth zou op industriële schaal interessant zijn voor verschillende bedrijven als alternatief voor een gasgestookte WKK. (edit denkfout weg; een wkk zou elektra leveren door een reducerende turbine, niet onafhankelijk elektra en restwarmte)
Een EPR is wat groot in die functie voor meer dan 3 lokaties in NL. Terneuzen, Botlek en Chemelot.
Geachte heer Ten Brinck. De EPR van Framatome, een light-water reactor, heeft een werkdruk van ca 60 bar en een water/stoomtemperatuur van ca 300 gr.C. Voor een condensatieturbine leveren zulke lage stoomcondities een zeer laag thermisch rendement. Een lang achterhaalde stoomturbine techniek uit begin vorige eeuw. Dat de bouwers en voorstanders van deze al lang uitontwikkeld technologie daarover zwijgen is begrijpelijk. Er moet geleverd worden en geld verdiend worden. Artikelen over de SMR buitelen de voordelen over elkaar heen, maar geen schema met waarden en cijfers. De tegenstanders focussen zich op de kernafval-problemen, maar wordt het niet tijd dat het rampzalig lage nuttig effect van deze achterhaalde techniek wordt genoemd?
Vriendelijke groet,
Jan Roos