Kernenergie is vooral een alternatief voor import van schone energie
Adviesbureau eRisk Group heeft in opdracht van de Provincie Zeeland de rol van kernenergie in het energiesysteem onderzocht. Verfrissend is dat de studie kernenergie niet als alternatief voor zonne- en windenergie positioneert.
De studie van eRisk Group gaat uit van een scenario waarin het geïnstalleerd vermogen aan windparken op het Nederlandse deel van de Noordzee groeit van ±2,5 gigawatt (GW) eind 2020 tot 70GW in 2050.
Op land groeien windparken van ±4GW nu tot 20GW in 2050 en het vermogen aan zonnepanelen op daken en in grote projecten groeit in het scenario van rond de 10GW nu tot liefst 100GW in 2050. Samen zijn de voor 2050 geraamde windparken op zee en op land en alle zonnepanelen in het model goed voor een energieopbrengst van ±1.600PJ per jaar.
Aan de vraagkant is in het scenario een stevige daling in het verbruik van gebouwen en mobiliteit meegenomen. Die valt echter weg tegen een flinke plus in het energie- en grondstoffenverbruik van industrie, lucht- en scheepvaart. Daarmee komt het (finale) verbruik in het scenario uit op ±3.600PJ in 2050, ten opzichte van ±3.300PJ in 2020.
Er moet zo ontzettend veel gebeuren én direct goed gaan voor 2050
Met in totaal 90GW aan windturbines en 100GW aan zonnepanelen rekent eRisk Group bepaalt niet conservatief wat betreft de kansen van hernieuwbare energie in Nederland. Al bij de huidige vermogens, die een orde lager liggen, piept en kraakt de acceptatie voor deze bronnen. Ook technisch en praktisch is het een gigantische opgave om in krap 30 jaar zoveel nieuw vermogen aan te sluiten op het elektriciteitsnet en dit variabele vermogen nuttig aan te wenden in het eindverbruik.
Wat betreft de kansen voor energiebesparing zoekt eRisk Group in dit scenario de grenzen niet op. Strenger beleid voor industrie, lucht- en scheepvaart zou de uitdaging aan de vraagkant kunnen verkleinen.
Ook daar loop je dan echter al snel tegen technische, praktische en maatschappelijke bezwaren aan. Het Nederlandse energie- en grondstoffenverbruik in 30 jaar halveren tot de ±1.600PJ per jaar die in dit scenario beschikbaar is uit wind en zon is zo mogelijk nog uitdagender dan die energieopbrengst uit wind en zon daadwerkelijk realiseren in diezelfde periode.
Figuur 1 (Bron: eRisk Group)
Vanuit deze blik op de totale opgave neemt eRisk Group ook de bouw van 9GW aan kerncentrales mee in het scenario. Ten opzichte van de ene kleine kerncentrale in Borssele van ±0,5GW een groei die zich zowel in absolute zin als qua acceptatie, technische en praktische bezwaren kan meten met de in het scenario beoogde groei van wind- en zonnestroom.
Figuur 1 (Figuur 2 in het rapport) toont de ontwikkeling van de emissievrije energieproductie en de energie- en grondstoffenvraag in het beschreven scenario. Wat ongetwijfeld opvalt is het gapende gat tussen opwek en verbruik dat ook inclusief de forse groei in kernenergie nog steeds resteert in 2050.
Op basis van deze figuur zou je kunnen concluderen dat de 9GW aan kerncentrales nauwelijks een verschil maakt op het geheel. Dat is echter het gezichtsbedrog van de gigantisch grote getallen waar het in de energiewereld per definitie om gaat. De 9GW atoomstroom draagt op jaarbasis zo’n 250PJ bij aan de opgave. Wie dat meent te kunnen verwaarlozen kan de 20GW aan windparken op land op dezelfde gronden afserveren. Die leveren eveneens grofweg 250PJ per jaar. De liefst 100GW aan zonnepanelen doen het met ±315PJ per jaar maar ietsje beter.
Nederland zal niet duurzaam zelfvoorzienend zijn in 2050
Een van de argumenten voor investeringen in wind- en zonneparken is de onafhankelijkheid die lokaal opgewekte hernieuwbare energie levert ten opzichte van geïmporteerde olie, aardgas en kolen.
Nederland behoort tot de landen waarvoor dat beeld te romantisch is. Ons land ligt te ver van de evenaar, heeft te weinig bergen, is te dichtbevolkt, te koop- en reislustig en te industrieel om energieonafhankelijkheid én CO2-neutraliteit tegelijkertijd na te streven. Gelukkig is het voor de meeste landen wél mogelijk om duurzaam energieneutraal te zijn. Voor een aantal landen is dat zelf zo eenvoudig dat CO2-neutrale energie exporteren een prima optie is.
Ongeacht de inspanningen die Nederland levert op het vlak van energiebesparing en wind-, zonne- en kernenergie zal Nederland een beroep moeten doen op deze landen. Import in de vorm van CO2-neutrale elektriciteit, biobrandstoffen en synthetische energiedragers (zoals waterstof) maakt het voor ons mogelijk om alsnog onze klimaatdoelen te halen.
De onvermijdelijke afhankelijkheid heeft overigens ook een groot voordeel. Dunkelflautes (winterperiodes met wekenlang weinig wind) zijn als je toch al grote volumes waterstof of biomassa importeert minder spannend dan vaak voorgesteld.
Kernenergie vergroot de kans op klimaatsucces
De aan zekerheid grenzende waarschijnlijkheid dat Nederland sowieso moet importeren om klimaatambities in te lossen, geeft ongetwijfeld opnieuw aanleiding om de toegevoegde waarde van eventuele kerncentrales te bagatelliseren.
En opnieuw ligt hier op basis van eenzelfde analyse ook het afserveren van Nederlandse wind- of zonneparken op de loer. Besef in dat licht dat ook de import van duurzame energie nog lang geen uitgemaakte zaak is.
Nog geen enkel land ter wereld is vandaag onafhankelijk van fossiele energie. Ook in de landen waaruit Nederland tegen 2050 emissievrije energie zal importeren moet de komende 30 jaar technisch, praktisch en maatschappelijk nog heel veel goed gaan om exporteren van gigantische volumes CO2-neutrale energie daadwerkelijk mogelijk te maken.
Om klimaatverandering beheersbaar te houden moet de hele wereld de komende decennia de switch naar een CO2-neutrale economie maken. Hoe eerder dat lukt en hoe zekerder het is dat dat lukt hoe beter. Het maakt op wereldschaal echt uit of Nederland 40% of 50% van het nationale energieverbruik zelf duurzaam kan dekken. De 10% die daartussen zit komt direct ten goede aan een ander land dat net als Nederland niet volledig zelfvoorzienend kan zijn. Of aan een ander land dat net als Nederland veel te laat begonnen is met zijn energietransitie. Elke inspanning in Nederland verkleint de mondiale opgave.
Meer kernenergie in Nederland, minder in de rest van de wereld?
En toch, de Nederlandse energietransitie is niet verloren zonder kernenergie. Ook een mondiale energietransitie is echt mogelijk zonder kernenergie.
Aan kernenergie kleven echte nadelen en echte risico’s, net als aan elke andere energiebron. Als de hele wereld de risico’s en nadelen van kernenergie te groot acht dan is het klimaatprobleem ook op te lossen zonder kerncentrales. Naarmate de echte nadelen en echte risico’s van fossiele energiebronnen de komende decennia (nog) duidelijker worden, zal een aantal landen echter vrijwel zeker de afweging maken dat voordelen van de de nieuwbouw van kerncentrales groter zijn dan de nadelen.
Mogelijk behoort een aantal van de landen dat voor kernenergie kiest ook tot de landen die medio deze eeuw duurzame energie exporteren. Helaas treden bij transport en conversie van energiedragers altijd energieverliezen op. Zeker als atoomstroom gebruikt wordt om waterstof te maken en die waterstof vervolgens elders op de wereld weer wordt omgezet in elektriciteit. Dan zijn voor elke kilowattuur elektriciteit uit die waterstof 2 tot zelfs 4 kilowatturen atoomstroom nodig.
Zo kan het zijn dat landen die geen kernenergie willen maar wel energie importeren indirect verantwoordelijk zijn voor de bouw van meer kerncentrales en een groter volume kernafval dan in een verder gelijk scenario waarin deze importerende landen zelf kerncentrales hadden gerealiseerd. Let wel; dit is speculatie mijnerzijds, geen conclusie uit het rapport.
De eerste schets van een cirkel die misschien rond komt
De opdracht van de Provincie Zeeland voor de studie van eRisk Group is opnieuw een teken dat de politieke ruimte voor kernenergie groeit in Nederland. De PVV en FvD pleiten al enkele jaren voor kernenergie in Nederland. VVD en CDA sloten zich daar recenter bij aan. Met de Tweede Kamerverkiezingen in maart 2021 rook het Franse staatsbedrijf EDF kansen. Europa’s grootste specialist in kernenergie gaf in oktober 2020 te kennen graag een kerncentrale te bouwen in Nederland.
EPZ, exploitant van de bestaande kerncentrale in Borssele, pleitte een maand later vervolgens voor de bouw van twee nieuwe, grotere kerncentrales nabij de operationele centrale.
Met een politiek blok dat (in de huidige Tweede Kamer) een meerderheid vertegenwoordigt, een provincie die bereid is een nieuwe kerncentrale te huisvesten, een ter zake kundige exploitant en een Europese bouwer is er voor het eerst in jaren voldaan aan alle basisvoorwaarden om überhaupt over een concreet kernenergieproject te praten.
In een ideale wereld zou het inzicht dat de eRisk Group met deze studie biedt de verklaarde voor- en tegenstanders van kernenergie dichter bij elkaar brengen. Kernenergie overbodig verklaren omdat wind- en zonneparken alles oplossen leidt niet tot een oplossing op de schaal van het probleem. Kernenergie aanvoeren als alternatief voor hernieuwbare energie evenmin.
Zelfs met ongekende uitbouw van én hernieuwbare energie én kernenergie zal alsnog import nodig zijn. Laat het energiedebat in 2021 gaan over hoe we die grote importafhankelijkheid minimaliseren. Niet kernenergie versus windenergie. Niet energiebesparing versus zonneparken. Alles tegelijk. In de hoogst haalbare versnelling.
Bron: eRisk Group / Imagecredit: Kallerna, via WikiMedia Public Domain
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.
Duidelijk stukje
Puntje mogelijke plek; Borsele ligt voor warmteintegratie niet goed. Om zo te noemen: 2de maasvlakte (kassen), Geertruidenberg (bestaand warmtenet), omg Amsterdam (historische halfsteense grachtenpanden) liggen veel beter om laagwaardige restwarmte te valoriseren.
Bij de maasvlakte kan ook nog direkte stoomlevering naar industrie overwogen worden. Dat laatste geeft wel veel warmteverlies (kies oververhitte, geen verzadigde stoom om dat te minimaliseren), maar is met lage emissie.
Veronderstel dat we 50% laten produceren door zonnepanelen en de 50% door wind.
Offshore wind kan goed draaien met een CF van 60% en een vermogens dichtheid van 10MW/km2.
Dat is dus een productie van 60% x 10M x 8760 =>50GWh/a per km²
Zonnepanelen hebben een vermogen van ~200W/m² en produceren ~14% gemiddeld.
Dus produceren ze per km² 245GWh/a. Neem 200GWh/a per km²
Dat is 4x zoveel per km². Dus door 25% van het oppervlak tussen de windmolens te benutten voor zonnepanelen (zuidelijk van de windmolens om schaduw werking te vermijden), gaan ze evenveel produceren als de windmolens..
Die twee samen produceren dus 100GWh/a per km².
NL verbruikt nu ~110.000GWh/a aan stroom. Dus met 1100km² van ons 57.000km² (=2%) grote continentaal plat kunnen we alle stroom opwekken die we nu verbruiken. En dan hebben we ook nog onshore wind & zonnepanelen.
Stroom is ~20% van ons energieverbruik. Dus met 10% van ons continentaal plat kunnen we alle energie produceren die we verbruiken.
Dan tellen we niet dat we door de elektrificatie veel minder energie gaan verbruiken. Immers rendement:
– rendement benzine motor 25%, rendement elektromotor 95%
– rendement aardgas CV ketel 108%, rendement warmtepomp 400%
Ook niet dat we door de betere isolatie veel minder energie gaan verbruiken….
Dus we hebben kernenergie helemaal niet nodig.
Gelukkig want historisch gezien blijkt er 1% kans te zijn dat een veilige kernreactor ontploft met ruwweg 1miljoen stralingsdoden (die door kernfanaten altijd worden ontkent).