Kernfusie is nu een politieke vraag geworden

Energieopwekking door kernsplijting is een technologie die haar bruikbaarheid bewezen heeft. Alle bestaande kernenergiecentrales werken met dit procédé. Het onderzoek naar kernfusie - daarbij smelten lichtere atoomkernen samen tot zwaardere - gaat nog voort. Kernfusie kan tot zeer hoge energieopbrengsten leiden en het is te betreuren, vinden C.M. Braams en F.C. Schüller, dat het onderzoek daarnaar dreigt te worden afgeremd.

'We hebben geen behoefte aan nog een gecompliceerde, dure grootschalige, gecentraliseerde, hoog-technologische manier om elektriciteit te maken; kiezen voor zachte in plaats van harde technologie.'

Dat schreef Amory Lovins, één van de geestelijke vaders van de milieubeweging, bijna twintig jaar geleden over kernfusie. Het stond in een voetnoot bij een artikel The Road not Taken, de weg die (ook toen al) niet werd ingeslagen. Er bestaat sindsdien geen twijfel over de houding die extreme milieu-activisten zouden innemen als fusie-energie dichterbij zou komen. Het heeft even geduurd, maar nu het vooruitzicht vastere vormen gaat aannemen, komt er verzet. Het argument dat daarbij gebruikt wordt, is evenwel niet dat de verwezenlijking van fusie too close for comfort is gekomen, maar juist het tegendeel, namelijk dat na veertig jaar 'geldverslindend' onderzoek de 'beloften' niet waar gemaakt worden. Dit argument is naar voren gebracht in de brochure Nuclear Fusion Research van T.A. Selnes, besteld door de Stichting Natuur en Milieu bij de Wetenschapswinkel van de Erasmus Universiteit. Sindsdien herhaald in de media (bijvoorbeeld in NRC Handelsblad van 5 oktober en in de Volkskrant van 18 november). Op grond hiervan betoogt N&M dat het kernfusie-onderzoek beëindigd moet worden ten faveure van meer zonne-windenergie-onderzoek. Toegegeven, honorering van deze wens zal zeker voorkomen dat er ooit met fusie opgewekte elektriciteit uit het stopcontact komt.

Welke visie heeft men over de energievoorziening in de volgende eeuw? In elk denkbaar scenario zal de wereldbevolking nog fors groeien en zullen de ontwikkelingslanden een veel groter energiegebruik per hoofd van hun bevolking opeisen. Een door het Stockholm Environment Centre voor Greenpeace opgesteld scenario gaat ervan uit dat de wereldenergieconsumptie met een factor twee in de komende 75 jaar zal stijgen. Het door Shell dit jaar opgestelde scenario geeft een factor vier stijging aan voor dezelfde periode. Greenpeace wil fossiele brandstoffen zo snel mogelijk uitschakelen en vervangen door een fijnmazig net van kleinschalige duurzame energiebronnen als zonnecellen, windmolens en verbranding van biomassa. Shell kent naast deze bronnen een belangrijke rol toe aan grote elektriciteitscentrales, grotendeels gevoed door fossiele brandstoffen en deels door kernsplitsing.

Het Greenpeace-scenario lijkt aantrekkelijk, maar het is onwaarschijnlijk dat het soort industriële samenleving dat nodig is om grote bevolkingsgroepen een zekere mate van welvaart te geven ooit gebaseerd kan worden op een net van kleine energiebronnen. Bovendien moeten duurzame bronnen nog wel een flink stuk economischer worden om dit scenario mogelijk te maken. Een wensdroom dus? Anderzijds moet men huiveren voor een groeiend gebruik van fossiele brandstof, zoals het Shell-scenario dat voorziet, nu klimaatsverandering door het broeikaseffect bewezen lijkt te zijn.

Als het eerste scenario niet haalbaar is, zijn we dan veroordeeld tot het tweede of is er nog iets mogelijk tussen wensdroom en nachtmerrie? Het nu om zeep helpen van een onderzoekslijn als kernfusie lijkt in elk geval niet verstandig ook al is op dit moment economische toepassing van fusie nog niet bewezen. Wetenschappelijk zijn we er aan toe te demonstreren dat een zichzelf onderhoudende thermonucleaire vlam mogelijk is. Kernfusie veroorzaakt in het geheel geen emissie van broeikasgassen en heeft aanzienlijk minder problemen met radioactieve materiaalopslag dan kernsplijting. Hoe schoner de centrale produceert, hoe beter het is voor het milieu om zowel in de huishouding, als bij transport en bij industriële processen zoveel mogelijk over te schakelen op gebruik van elektriciteit. Het is daarom zo al niet verrassend, dan toch teleurstellend dat de Stichting N&M het fusie-onderzoek de voet dwars wil zetten. Fusie-onderzoekers twijfelen niet aan de noodzaak om energie te besparen en meer gerbuik te maken van duurzame en schone bronnen. Zij zien zichzelf als een natuurlijke bondgenoot van de milieubeweging, maar dan als één die niet bij voorbaat afwijzend staat tegenover grootschalige en hoog-technologische oplossingen.

Wel is het gerechtvaardigd om regelmatig de vraag te stellen: wordt het nog wat met de kernfusie? Om enkele misverstanden recht te zetten:

Het is moeilijker gebleken en het heeft langer geduurd dan aanvankelijk werd gedacht om de weg naar een fusiereactor te vinden. Veertig jaar geleden was het gedrag van de materietoestand van de thermonucleaire vlam, het plasma, nog goeddeels onbekend. Sindsdien is er veel bereikt, zoals vorig jaar het opwekken van tien Megawatt fusie-energie.

Zorgen over mogelijk nadelige milieu-effecten kunnen bij een zorgvuldig ontwerp worden weggenomen.

Het tempo van de vorderingen wordt niet alleen meer bepaald door de fysische en technische problemen, maar evenzeer door politieke factoren. Eenmaal goedgekeurde projecten bereiken hun doelen zonder dramatische overschrijdingen van begrotingen en tijdschema's.

Beloftes over experimentele resultaten worden niet gedaan, dus ook niet gebroken. Soms worden gestelde doelen ovetroffen, zoals het bereiken van het break-even met het Europese JET-experiment.

Er wordt vanuit het onderzoek eerlijk gerapporteerd, zowel over de behaalde resultaten als over de openstaande problemen, waarbij successen niet worden achtergehouden tot het volgende begrotingsoverleg.

Ondanks beweringen van het tegengestelde zijn de kosten tot op heden bescheiden: in Nederland gaat van de, door het ministerie van onderwijs en wetenschappen gefinancierde natuurkunde tezamen met de, door Economische Zaken gefinancierde, energietechnologie nog geen vijf procent in de richting van fusie-onderzoek.

Maar de weg naar de economische fusiestructuur is nog lang, er kunnen valkuilen zijn, de techniek is moeilijk, de reactoren worden groot en elektriciteit wordt niet goedkoop. Er bestaan zowel fysische als technische ideeën die het economisch perspectief gunstiger kunnen maken, maar daarvoor is meer onderzoek nodig. Uitgaande van wat wel bewezen is, maakt een gezamenlijke werkgroep van Amerikaanse, Europese, Japanse en Russische fysici en ingenieurs een ontwerp van een International Thermonuclear Experimental Reactor, ITER, waarin voor het eerst een thermonucleair vuur kan worden ontstoken en de technologie van de reactor onder bedrijfsomstandigheden kan worden getest. De ITER-werkgroep heeft inmidels een tussenrapport uitgebracht, waaruit blijkt dat de installatie rond zeven miljard dollar voor de bouw en een vergelijkbaar bedrag voor het bedrijf moet kosten, het eerste uit te smeren over tien jaar en het tweede over twintig. Dat wijkt niet veel af van de schattingen die bij het begin van de ontwerpfase bekend waren, maar stuit achteraf vooral in Amerika op bezwaren. Deze Amerikaanse ommezwaai heeft een crisis in de vierpartijen-samenwerking veroorzaakt. Daar komt bij dat in de huidige omstandigheden van Rusland, dat vanaf het begin van het fusie-onderzoek een grote bijdrage heeft geleverd en zich altijd heeft ingezet voor wereldwijde samenwerking, evenmin een grote financiële bijdrage kan worden verwacht. Mogelijk hebben de verschillende geopolitieke situaties er ook iets me te maken: Europa en Japan moeten haast al hun energie importeren en Amerika heeft nog voor eeuwen steenkool.

In het huidige politieke klimaat in de VS is het broeikaseffect een fictie, met het gevolg dat er bij alle bezuinigingen nog eens extra wordt gesneden in de overheidsuitgaven voor zaken als klimaatonderzoek, zonne-energie en kernfusie. In het verleden hebben de Amerikanen altijd eerst een oplossing willen zoeken voor het probleem van de te grote en dure fusiereactor voor ze een eerste testreactor wilden bouwen. Telkens weer zijn plannen afgeblazen omdat de Amerikaanse machines eenvoudiger, compacter en goedkoper moesten worden. In tegenstelling daarmee gold in Europa en Japan de opvatting dat men eerst de fysica en de techniek beter moest beheersen voor men kon gaan zoeken naar een economisch optimum. Zo zijn de Europese en Japanse installaties waarin de laatste jaren de grote successen zijn geboekt, groter en duurder, maar ook flexibeler dan het Amerikaanse equivalent.

Amerika stuurt nu aan op de voortzetting van de samenwerking met een minder kostbaar project, een 'ontstekingsexperiment', waarin alleen een deel van de fysica van de thermonucleaire plasma wordt bestudeerd. Zo'n installatie wordt minder duur dan een die misschien twintig jaar lang ook moet dienen als een testbed, waarin materialen en onderdelen op hun levensduur worden beproefd. De kleinere financiële last voor de partners staat tegenover het nadeel dat het onderzoek aan specifieke materiaalproblemen, en daarmee ook de economische toepassing, op de lange baan wordt geschoven. De partners worden nu voor een dilemma geplaatst, vooral als de reactor in de VS komt te staan. Als de Amerikanen de zaak benaderen als een man-op-de-maan-probleem, even aan het brandende plasma snuffelen en dan het project stilleggen, zitten de anderen met lacunes in hun programma.

Welke weerslag dit zal hebben is nog onduidelijk. Japan lijkt vastbesloten om hoe dan ook door te gaan, als het moet alleen. In Europa wordt overleg gevoerd, waarbij Nederland zich positief opstelt ten aanzien van het fusie-onderzoek, maar zorg uitspreekt over de 'gigantische bedragen' die ermee gemoeid zijn. Maar wat heet gigantisch? De anderhalf procent die Nederland van ITER zou moeten bekostigen blijft nog redelijk in verhouding (60 procent) met onze huidige fusie-inspanning en dus nog steeds een fractie van het Nederlandse budget voor energie-onderzoek.

“Fusie komt als het nodig is”, was het antwoord van Lev Artsimovich (1909-1973) op de vraag: wanneer? Het omgekeerde is even waar: fusie komt er niet als de samenleving er niet om vraagt. De reactor kan niet ontstaan als een toevallig bijproduct van wetenschappelijk onderzoek, er is een doelgericht programma voor nodig, dat alleen door rijke landen kan worden opgebracht. En er is nu een moment van keuze gekomen: Stellen we de testreactor uit en gaan we eerst door met wetenschappelijk onderzoek met bestaande machines om mogelijke verbeteringen in het reactorconcept op te sporen? Het wetenschapsbedrijf is boeiend en het trekt veel studenten en promovendi aan, maar we schuiven wel een economische toepassing nog verder voor ons uit.

Of volgen we het Amerikaanse voorstel voor een relatief goedkoop ontstekingsmechanisme? Aantonen van ontsteking is belangrijk, maar een onderzoeksprogramma vraagt veel meer dan dat en de verhouding tussen kosten en baten is niet optimaal.

Of bouwen we nu, met of zonder de VS, een testreactor met al het technologisch onderzoek dat daarbij hoort en de ervaring die dat brengt, ook al is het ontwerp nog niet het optimum voor economische toepassing? Hiemee en daarnaast kan dan onderzoek naar economische optimalisering plaatsvinden.

Wij kiezen voor het laatste. Maar het is de samenleving die moet oordelen over de prioriteit. Het onderzoek moet laveren tussen de harde rotsen van de economie en het mag niet stranden op het zand van de zachte technologie. Een voorspelling over hoe het verder gaat met kernfusie is een politieke uitspraak.