Is (een duurzame energievoorziening zonder) kernenergie te duur?
Is bouwen van nieuwe kerncentrales te duur? Is een duurzame energievoorziening zonder kernenergie te duur? Wie zonder twijfel antwoord op beide gesloten vragen kan geven, heeft hoogst vermoedelijk ook een stellige mening over kernenergie.
In het coalitieakkoord is de afspraak opgenomen dat Rutte IV ‘de benodigde stappen zet voor de bouw van 2 nieuwe kerncentrales’. Elders overwegen landen ook nieuwbouw, of juist de sluiting van kerncentrales.
Bijna wekelijks is er wel een gelegenheid om de doos met nucleaire stokpaardjes van zolder te halen. Naast klassiekers als ‘eerst het kernafvalprobleem oplossen’ en ‘kernenergie is volgens het IPCC onmisbaar’ draven de laatste jaren ook economische stokpaardjes vrolijk mee. Tegenstanders menen dat de productiekosten voor kernenergie veel hoger uitvallen dan met wind en zonnestroom. Voorstanders menen dat de systeemkosten met kernenergie veel lager uitvallen dan met wind en zonnestroom. Hebben ze allebei gelijk? En wat weegt dan zwaarder?
De laagste productiekosten met wind-, zonne- of kernenergie?
De productiekosten van elektriciteit bestaan uit kosten voor de bouw voor de opwekinstallaties, aankoop of huur van de grond, kosten voor onderhoud en (indien van toepassing) brandstof en de financieringskosten om alle voorgenoemde kosten te dragen. Om de productiekosten van wind-, zonne- en kernenergie te eenduidig te vergelijken is het handig om deze kosten om te slaan over alle kilowatturen die een zonnedak, windpark of kernreactor over zijn levensduur levert.
Financieel adviesbureau Lazard staat in de energiewereld bekend om zijn rapporten waarin het (de ontwikkeling in) deze levelized cost of energy (LCOE) voor verschillende energiebronnen op een rij zet. Wind- (sinds 2011) en zonnestroom (sinds 2015) komen in dit overzicht al jaren als goedkoopste opties naar voren. De LCOE van (ongesubsidieerde) wind- en zonnestroom daalde bovendien jaar op jaar.
In de editie van 2021 raamt Lazard de kosten voor windparken op land op $0,03 tot $0,05 per kilowattuur (kWh), voor offshore wind op $0,08/kWh en voor grote zonneparken op $0,03 à $0,04/kWh. Atoomstroom uit nieuwgebouwde kernreactoren is volgens Lazard zeker 2,5 tot zelfs bijna 7 keer duurder per geleverde kilowattuur. En de geraamde gemiddelde kosten voor atoomstroom kropen in elke editie van Lazards LCOE-rapport sinds 2009 juist omhoog.
Aannames zijn de moeder van elke poging om de toekomst te voorspellen
Lazard is een autoriteit op dit vlak maar het is van belang te beseffen dat ook de autoriteit aannames moet doen over productiekosten. Het is met enkele – stuk voor stuk prima te verdedigen – tweaks aan de aannames van Lazard mogelijk om de productiekosten voor atoomstroom in Nederland lager in te schatten dan die van zonnestroom:
- Bouwtijd. Voor zowel zonneparken als kerncentrales ligt het zwaartepunt van de kosten in de bouw van de installaties. Voor de bouw van een zonnepark raamt Lazard 9 maanden, voor een kernreactor bijna 6 jaar. Pas na oplevering komen de eerste inkomsten binnen. Zeker voor een kerncentrale betekent dat dat de rentelasten flink omlaag of omhoog kunnen als de reactor eerder of later in productie komt.
- Financiering. De meeste partijen die zonneparken of kerncentrales willen bouwen, moeten geld lenen om de investering te doen. Het vertrouwen van de financiers in de investering uit zich in de rente die zij rekenen. Als de bouw van opeenvolgende zonneparken of kerncentrales soepel verloopt, zijn financiers mogelijk bereid om nieuwe projecten te financieren tegen lagere rentes dan Lazard aanneemt.
- Levensduur. Hoe groter de aangenomen levensduur van een kerncentrale of zonnepark, hoe groter het aantal geproduceerde kilowatturen waarmee de bouw- en financieringskosten terugverdiend kunnen worden. Voor zonneparken raamt Lazard een levensduur van 30 jaar, dat zou ook best 25 jaar kunnen zijn. Voor kernreactoren neemt het adviesbureau 40 jaar. Dat zou ook best 80 jaar kunnen zijn;
- Capaciteitsfactor. Voor zonneparken gaat Lazard in het algemene (meest gedeelde overzicht) uit van een benuttingsgraad van 21-34%. Voor Europa neemt het rapport op slide 10 echter 13-16% en dat is voor Nederland nog te hoog;
- Toekomst. Als gevolg van pandemie en oorlog is de prijs voor zonnepanelen voor eerst sinds jaren serieus opgelopen. We zouden kunnen aannemen dat dit een definitieve trendbreuk is, en dat zonnestroom voorlopig alleen maar duurder wordt.
Zonder al te veel lenigheid in het voorstellingsvermogen, zou je kunnen redeneren dat kernenergie in Nederland aanmerkelijk goedkoper kan zijn dan Lazard raamt, en zonne-energie veel duurder. Met andere aannames – die evengoed te verdedigen zijn – is ook voorstelbaar dat zonnestroom nog veel goedkoper kan, en kernenergie nog veel duurder zal uitvallen.
De laagste systeemkosten met wind-, zonne- of kernenergie?
In het algemeen zien ook voorstanders van kernenergie dat de verwachtingswaarde voor de productiekosten van wind- en zonnestroom lager ligt dan die voor kernenergie. De voorstanders van kernenergie zijn echter minder onder de indruk van de lage kale productiekosten voor wind en zon dan de tegenstanders van kernenergie.
Veel voorstanders van kernenergie stellen terecht dat kernenergie een hogere waarde heeft voor het energiesysteem als geheel, en daarom ook meer mag kosten. Moderne kernreactoren draaien praktisch onafhankelijk van het weer en kunnen redelijk flexibel op en afregelen naar gelang de vraag naar elektriciteit. En omdat een kerncentrale bijna altijd in bedrijf is, is ook zijn aansluiting op het elektriciteitsnet bijna altijd goed benut.
Wie meeweegt dat wind- en zonneparken alleen met grote investeringen in energieopslag en (internationaal) transport van elektriciteit eenzelfde stabiele energievoorzieningen kunnen bieden als één individuele kerncentrale, snapt dat uitsluitend optimaliseren op productiekosten vrijwel zeker niet resulteert in een optimaal energiesysteem.
Of investeren in kernenergie resulteert in een (economisch) optimaler energiesysteem, is echter haast niet te bepalen. Dat weerhoudt verschillende energie-experts er niet van een goede poging te doen.
Afbakening en aannames voor het totale energiesysteem
Berekenen van de levelized cost of energy voor enkele energiebronnen vereist per energiebron zo’n 10 inputwaarden, die elkaar nauwelijks beïnvloeden. Berekenen van de totale kosten voor energie bij een bepaalde inrichting van het energiesysteem, vereist honderden inputwaarden, die elkaar vaak wel beïnvloeden.
- Systeemafbakening. Voordat je aan het rekenen kunt, ligt eerst de vraag voor wat ‘het energiesysteem’ überhaupt is. Hebben we het alleen over traditioneel elektriciteitsverbruik of nemen we ook elektrische auto’s, warmtepompen en waterstoffabrieken mee? En hebben we het puur over Nederland of kijken we naar heel Europa of de hele wereld?
- Concurrentie op leveringszekerheid. Windturbines leveren niet als het niet waait, kerncentrales wel. Maar kerncentrales zijn daarin niet uniek. Ook accu’s, waterkrachtcentrales of gasturbines op waterstof en biogas of centrales op aardgas/kolen met CO2-opslag leveren desgewenst als het niet waait. Met elke andere vraaggestuurde energiebron die we toestaan binnen het energiesysteem, daalt de waarde van kernenergie ten opzichte van wind en zon;
- Flexibiliteit. Zijn eindverbruikers van elektriciteit bereid om hun verbruik aan te passen op de beschikbaarheid van wind- of zonnestroom? Tegen welke prijs, en in welke mate?
- Kosten, levensduur, etc. Voor elke component binnen het systeem moeten aannames gedaan worden over investeringskosten, operationele kosten, levensduur en benutting. En bij een andere benutting geldt bijvoorbeeld mogelijk ook weer een andere levensduur. En bij minder zekerheid over de benutting en levensduur lopen de rentelasten weer op;
Al met al zijn er zoveel systeemkeuzes en aannames te maken dat praktisch elk antwoord over de waarde van kernenergie binnen het totale energiesysteem mogelijk is. Daarom ook roept elke nieuwe studie naar de systeemkosten van wind, zon en kernenergie eenzelfde discussie op. Er is altijd ten minste één inputwaarde te vinden die met een kleine aanpassing conclusies ten nadele van kernenergie kan omtoveren tot conclusies ten gunste van kernenergie, of andersom. En dat is vaak net de aanname waarover de opstellers van een rapport en voor- en/of tegenstanders sterk van mening verschillen.
Daarmee sneuvelt elke poging om tot een rationele economische afweging te komen over de wenselijkheid van kernenergie. Elke gedetailleerde en onafhankelijke studie, geeft aanleiding voor een nog gedetailleerdere en nog onafhankelijker studie. En ook aan die nieuwe studie mankeert altijd iets, omdat het onmogelijk is om het totale energiesysteem ‘goed’ te modelleren. Elk nieuwe rapport geeft waardevolle extra inzichten in de kansen en uitdagingen van de energietransitie, maar geen rapport is goed genoeg om blind op te vertrouwen.
Een huis kopen is veel spannender dan een kernreactor kopen
Uiteindelijk zal de keuze voor of tegen kernenergie nooit de uitkomst zijn van een puur economische afweging. Er zijn voor zowel het pro- als het antinucleaire kamp argumenten die zwaarder wegen dan economie.
En dat is niet erg. We hoeven niet te doen alsof we puur economische denkende wezens zijn. Dat zijn we in zoveel andere situaties ook niet. De een vliegt naar Rome omdat dat veel goedkoper is dan dezelfde vakantie met de trein, de ander kiest voor de trein omdat dat veel duurzamer is dan vliegen naar Rome. Geen van beiden handelt overigens daadwerkelijk rationeel, anders zouden ze beiden thuisblijven. Thuisblijven is nóg goedkoper dan vliegen, en thuisblijven is nóg duurzamer dan treinen.
Het kopen van een eigen huis is een van de economisch meest bepalende besluiten in een heel mensenleven. Dat is een beslissing die over meerdere keren het totale jaarinkomen gaat. Toch kan dat ene leuke glas-in-loodraam bepalen of we wel of niet 20% meer dan de vraagprijs bieden, voor een huis dat eigenlijk net een kamer te weinig heeft.
De keuze 2 nieuwe kerncentrales te bestellen, kost ons als Nederlanders samen misschien 3% van één jaarinkomen. Misschien 2% als het goed meezit, en 30% van een jaarinkomen als er over de gebruiksduur van de reactor echt iets vreselijks misgaat. Als we deze 2 kernreactoren niet bouwen, moeten we andere installaties kopen die misschien samen ook 3% van het totale Nederlandse jaarinkomen kosten. Misschien 2% als het goed meezit, of 30% als onze keuze tegen kernenergie ons echt op grote achterstand zet ten opzichte van landen die wel een beetje kernenergie in hun energiesysteem opnamen.
De keuze voor of tegen kernenergie is daarmee lang niet zo bepalend voor de Nederlandse economie als de investeringsbeslissingen van individuele huizenkopers voor betreffende huizenkopers. Als we met zijn allen per se 2 kernreactoren willen, kunnen we dat in elk denkbare scenario prima met zijn allen betalen. Als we per se geen nieuwe kernreactoren willen, kunnen we ook elk reële scenario dat daaruit volgt prima met zijn allen betalen.
Of we kernenergie willen, is uiteindelijk veel relevanter dan wat een kernreactor ons kost en wat hij ons oplevert. Een kernreactor is voor verschillende Nederlanders even belangrijk als een glas-in-loodraam voor verschillende huizenkopers. Voor wie kernenergie goed voelt, is het economisch verantwoord om op partijen te stemmen die kernreactoren willen bestellen. Voor wie kernenergie te spannend vind, is het economisch verantwoord om kernenergie af te wijzen.
Wat levert beter inzicht in systeemkosten ons op? En wat kost het ons?
Besluiten om wel of niet 20% meer dan de vraagprijs te bieden voor een huis, nemen we noodgedwongen in enkele dagen. In die dagen doen we als amateurs aannames over de economische ontwikkelingen de komende decennia, het eigen inkomen in diezelfde decennia en schatten we in of iemand over 15 jaar net zo blij wordt van dat glas-in-loodraam als jij vandaag. Wie meer dan enkele dagen de tijd neemt om een huis te kopen, koopt in deze markt geen huis.
Bij kernenergie hebben we de luxe om een investeringsbeslissing beter te overdenken, en meerdere experts te consulteren. We kunnen het ons permitteren om überhaupt nooit voor of tegen kernenergie te kiezen.
De keuze voor of tegen kernenergie is voor ons energiesysteem en de Nederlandse economie relevant maar niet doorslaggevend. Als elk kabinet het besluit nog één kabinetsperiode vooruitschuift, blijft de economie vrijwel zeker draaien, blijft het licht vrijwel zeker branden en moet en zal ook de uitstoot van het elektriciteitsproductie evengoed blijven dalen.
Wachten met besluiten om kernreactoren te bestellen, heeft als voordeel dat we ervaringen bij andere landen kunnen afkijken. Als nieuwbouwen van kernreactoren in 2030 goedkoper blijkt dan we vandaag denken, kunnen we te zijner tijd kerncentrales met veel lagere productiekosten bestellen. Als in 2030 blijkt dat kernenergie even duur is gebleven, en dat accu’s en waterstof de voor kernenergie beoogde systeemfuncties betaalbaarder invullen, besparen we ons de economische verliezen van investeren in een kernreactor.
De keuze om nog niet te kiezen, is echter niet gratis. Als we in 2030 alsnog besluiten om kernreactoren te bestellen, komen die misschien in 2045 in bedrijf. In 2045 moet elektriciteit al praktisch CO2-vrij zijn. De nieuwe kernreactor zal dan dus nauwelijks nog CO2-uitstoot besparen, terwijl hij wel moet concurreren met accu’s, waterstofturbines en andere installaties die de leveringszekerheid borgen in ons energiesysteem met (tot op dat moment) vooral wind en zonnestroom.
De politici van vandaag moeten denken als de politici van 2030
In de afwegingen van Rutte IV voor de bouw van kernreactoren, zijn aannames over politieke verhoudingen in de toekomst misschien nog wel belangrijker dan aannames over de systeemkosten van wind, zon en kernenergie. Als we vandaag denken dat het kabinet van 2030 (alsnog) zou kiezen voor de bouw van kerncentrales, kunnen we dat besluit het beste vandaag al nemen. Als we de kans echter groot achten dat het kabinet van 2030 een vandaag genomen besluit voor investeringen in kerncentrales te zijner tijd terugdraait, kunnen we beter besluiten om er vandaag al meteen van af te zien.
De bandbreedtes op alle aspecten die raken aan de systeemkosten zijn samen enorm, en de keuze voor of tegen kernenergie is voor Nederland als geheel uiteindelijk niet zo belangrijk als we in de energiesector wel eens denken. De ontwikkelingen in de politieke verhoudingen zijn daarbij al helemaal niet te overzien. Mijn eindadvies aan minister Jetten van Energie en Klimaat is daarom onbevredigend maar wel eerlijk voor- alle felle voor én tegenstanders:
Gooi op de persconferentie een muntje op, en laat het toeval de toekomst van kernenergie in Nederland bepalen.
Update 16 april 2023: Deze beschouwing schreef ik oorspronkelijk naar aanleiding van dit bericht. Omdat het kernenergiedebat altijd actueel is, heb ik deze specifieke aanleiding uit de introductie geschreven. Ook heb ik de bullets Bouwtijd en Financiering toegevoegd om de invloed van deze aspecten op de productiekosten te duiden, dank voor de tip.
Imagecredit: Burst, via Unsplash 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.
“Lazard is een autoriteit op dit vlak”
Integendeel, Lazard kijkt alleen naar de VS, alleen naar de meest recente – en zwaar vertraagde – projecten en alleen naar de kosten voor de investeerder, niet de kosten voor de maatschappij als geheel.
Ook zegt het feit dat kernenergie in de VS al jaren slecht gaat niets over de economie van de technologie. Het zegt alleen iets over de VS.
Om de kosten van energiebronnen te vergelijken is er maar één autoriteit die ertoe doet en dat is het Internationaal Energieagentschap.
Volgens het IEA is kernenergie de goedkoopste regelbare CO2 vrije energiebron, en ligt de LCOE op vergelijkbaar niveau als dat van wind en zon. De reden is dat kernenergie duizend keer minder ruimte vergt, tien keer minder mijnbouw en twee keer minder transmissiecapaciteit.
Optimale fossielvrije energiesystemen mét kernenergie zijn minstens twee keer goedkoper dan systemen zonder kernenergie.
https://www.iea.org/reports/projected-costs-of-generating-electricity-2020
De Nederlanders kunnen geen centrale meer bouwen en hebben er ook niet het personeel voor. Nederlanders vinden (gezien de belangstelling voor technische studies VMBO/MBO/HBO/Universiteit) technisch werk niet zo leuk meer.
Voor een kerncentrale moeten de Nederlanders de internationale markt op. Dat worden de Fransen of de Amerikanen.
We bieden 5 mld en kijken of ze toe willen happen. Laten we kijken naar de Fransen. Die bouwen op dit moment een kernreactor van 1,6 GW van het type waar wij er twee van in Borsele willen bouwen. De bouw is in 2007 begonnen en zou klaar zijn in 2012 en 3,4 mld moeten kosten. Maar helaas. De deadline is verstreken. De hoop is dat het ding in 2025 draait. Dan is er 18 jaar aan gewerkt. De kosten ? De stand nu is zo’n 20 mld.
Wij willen de Fransen/Amerikanen vragen voor ons twee van die dingen te bouwen. . Niet ondenkbaar is dat de Fransen toehappen. Het EDF , het Franse elektriciteitsbedrijf, grootste in Europa, draaide in 2022 18 mld verlies. En de Amerikanen dan? Ween we daar genoeg van? America First? Wat houdt dat in?
Die reactoren moeten in 12 jaar klaar zijn. Of het nu de Amerikanen of de Fransen zijn: dit is een volstrekt irreële eis.
We komen in alle sectoren van de economie technisch personeel tekort. En aan technici die een kerncentrale moeten bouwen worden hogere eisen gesteld dan aan diegenen die warmtenetten, warmtepompen of windmolens moeten bouwen. De universitaire infrastructuur is vrijwel afwezig en moet geheel worden opgebouwd. Hoeveel miljarden gaat zoiets kosten?
Als die twee reactoren gebouwd gaan worden zijn ze goed voor 3% van de Nederlandse energiebehoefte (ongeveer 10% van ons huidige elektriciteitsverbruik) . Die centrales gaan dus weinig oplossen maar ondertussen loopt rechts Nederland wel te tetteren dat kernenergie de oplossing voor het klimaatprobleem gaat worden.
Ik ga voorspellingen doen voor het jaar 2035 .
* In 2035 draaien er geen kerncentrales.
* Die 5 mld zijn op. Grotendeels opgegaan aan bonussen of gewoon verdwenen.
* Er lopen wat schandalen.
* De CO2-schuld is enorm opgelopen. Nederland loopt nu helemaal achteraan. Oorzaak is dat de Nederlanders dachten dat kernenergie alles ging oplossen. Oorzaak: het wensdenken van alfa’s.
Ik zou zeggen: hou op met die naïviteit. Ik stel voor die 5 mld maar te besteden aan de toekomstige kerncentrales. Een proefcentrale die werkt met vloeibaar zout en met Thorium. Voor zo’n project zouden jongeren misschien weer warm kunnen draaien. Of misschien onderzoek naar kleine fusiereactoren. Ook daar hoor je tegenwoordig meer over. Zo’n project genereert kennis.
Rob Jetten, jij bent een slimme jongen. We hebben jou nog nodig. Offer je politieke toekomst niet op aan deze onzin. En als je toch gedwongen wordt: betrek vanaf het eerste moment de Rekenkamer bij dit project om fraude zoveel mogelijk te vermijden.
het probleem schijnt niet zozeer de capaciteit van ‘groene stroom’ (zon, wind) te zijn, maar of deze altijd beschikbaar is. Wat is dan goedkoper, investeren in kernenergie of het beschikbaar maken van opslag in bv accu’s? voor tientallen miljarden (prijs van kerncentrales incl. opslag) kan je heel wat accu-capaciteit verwezenlijken.
Bij de universiteit van Budapest werd door een professor een EBM machine ontwikkeld waarmee zowel stroom van een paar honderd megawattuur als hoge temperaturen, o.a. voor de aandrijving van een stoomturbine, eindeloos kan worden opgewekt. Deze machine kan mischien met een licentie van de uitvinder in elkaar worden gezet door bijv. TU Delft en schijnt parallel of in serie schakelbaar te zijn.