Kernenergie draagt bij aan duurzame kernenergie

Wereldwijd zal de bevolking naar verwachting stijgen van 6,5 miljard mensen nu naar 9 miljard in 2050. Deze bevolkingsgroei vindt vooral plaats in landen met een laag welvaartspeil, maar hoge economische groei zoals China en India. Het zou niet alleen onethisch zijn deze mensen meer welvaart te ontzeggen, maar ook dom, omdat meer welvaart uiteindelijk leidt tot een lagere bevolkingsgroei. De combinatie van bevolkingsgroei en welvaartsdrang zal zeker leiden tot een verdubbeling van het mondiale energieverbruik in 2050.

Tijdens de afgelopen vijftig jaar is het elektriciteitsverbruik in Nederland vertienvoudigd en vooralsnog lijkt aan deze stijging, alle economische crises ten spijt, geen eind te komen. Het elektriciteitsverbruik per Nederlander bedraagt nu circa 7000 kWh per jaar, waarvan 15% voor huishoudelijk gebruik. In de toekomst zal dit naar verwachting verder stijgen door een toename van onze welvaart (hoewel het wellicht beter zou zijn als we wat soberder zouden leven) en verdere elektrificering van onze maatschappij. Denk hierbij aan de opkomst van elektrisch vervoer en warmtepompen voor verwarming en koeling.

Onze energievoorziening rust sterk op het gebruik van fossiele brandstoffen die bij verbranding leiden tot uitstoot van koolstofdioxide. Dit leidt tot het broeikaseffect en andere klimaateffecten die uiteindelijk zouden kunnen leiden tot niet-lineaire kantelpunten met zeer grote gevolgen voor de mensheid. Denk hierbij aan het smelten van het poolijs, waardoor de reflectie van zonlicht door de aarde sterk afneemt en het zeewater nog sterker opwarmt, of het ontdooien van de permafrost, waardoor in korte tijd een grote hoeveelheid van het sterke broeikasgas methaan vrijkomt.

Alternatieven

De ongebreidelde vraag naar energie en de gevolgen van fossiele brandstoffen op ons klimaat nopen tot gebruik van alternatieven. Het gebruik van kernenergie is er één van. Bij kernenergie wordt energie vrijgemaakt door splitsing van atoomkernen van uranium in twee brokstukken. De warmte die vrijkomt bij het versplijten van 1 gram uranium komt overeen met de verbranding van 2500 liter benzine of 3000 kg steenkool, maar zonder de nadelige productie van koolstofdioxide.

Wereldwijd zijn momenteel 440 kerncentrales operationeel die samen alle elektriciteit voor één miljard mensen produceren. Vrijwel alle bestaande kerncentrales zijn gebouwd in de jaren zestig en zeventig van de vorige eeuw. Ook de kerncentrale Borssele (1973) behoort tot deze zogenaamde tweede generatie. Na het reactorongeval in Tsjernobyl (1986) zijn er maar weinig nieuwe kerncentrales bijgekomen, maar sinds ongeveer vijf jaar zijn er mondiaal meer dan vijftig in aanbouw. Bovendien verkeren veel van de bestaande kerncentrales, door continue aandacht voor veiligheid, in een zeer goede conditie waardoor ze 20 jaar langer in gebruik kunnen blijven. Dit geldt ook voor de kerncentrale in Borssele.

Derde Generatie

De nieuwe kerncentrales zoals die nu worden gebouwd zijn van de derde generatie en zijn van meet af aan ontworpen met ruime aandacht voor veiligheid en efficiëntie. De verwachte kostprijs van elektriciteit bedraagt niet meer dan 5 eurocent per kiloWattUur, waarbij alle kosten, ook die van de verwerking en eindberging van het kernsplijtingsafval, zijn inbegrepen. Veel hangt echter af van de rentestand, omdat de kostprijs voor meer dan de helft wordt bepaald door kapitaalslasten, terwijl het uranium maar voor 5% bijdraagt. Een eventuele verdubbeling van de uraniumprijs zal dan ook nauwelijks invloed hebben op de kostprijs van de geproduceerde elektriciteit.

De gebruikte kernbrandstof is sterk radioactief en wordt daarom voor enkele jaren opgeslagen bij de kerncentrale zelf. Daarna zijn er twee opties: directe opslag van de gebruikte splijtstofelementen of opwerking. Nederland heeft gekozen voor de tweede optie, waarbij het resterende uranium en het langlevende plutonium uit de gebruikte splijtstof worden gehaald en de reststoffen, de echte splijtingsproducten, worden verglaasd en verpakt. Deze afvalstroom bedraagt niet meer dan 1,5 cm3 per huishouden per jaar als alle elektriciteit met kerncentrales zou worden opgewekt.

Het verglaasde kernafval wordt vervolgens opgeslagen bij de COVRA in Vlissingen, waarna het definitief moet worden opgeborgen in de ondergrond. Technisch is dit geen probleem. Nederland telt diverse grondlagen, zoals klei en zout, die gedurende tientallen miljoenen jaren stabiel gebleken zijn en die het afval hermetisch afsluiten van de biosfeer gedurende veel langere tijd dan benodigd is om de radioactiviteit van het afval tot verwaarloosbare niveaus te laten vervallen. Het afgescheiden plutonium is een goede splijtstof en kan worden hergebruikt, om te beginnen in bestaande kerncentrales zoals Borssele, maar na enkele decennia in nieuwe centrales van de vierde generatie.

For more information, please contact  j.l.kloosterman@tudelft.nl