Kernenergie onmisbaar voor duurzame ontwikkeling

De mondiale vraag naar energie zal deze eeuw sterk toenemen. Het is dé uitdaging van de 21e eeuw om op een duurzame wijze aan die vraag te voldoen. Wind-, zonne- en kernenergie zullen daarbij broodnodig zijn, vindt Tim van der Hagen.

Het regeerakkoord stelt dat het ,,energiebeleid gericht moet zijn op een overgang naar duurzame energie en een duurzame energiehuishouding''. Vanaf 2050 dient onze energie voort te komen uit zogeheten hernieuwbare bronnen: energie uit wind, stromend water, zonnestraling, aardwarmte en biomassa. Maar ook kernenergie kan een belangrijke bijdrage aan een duurzame energiehuishouding leveren.

Het risico van het bedrijven van een kerncentrale komt voort uit het radioactief materiaal in de reactorkern. De buitenwereld is door een aantal ondoordringbare barrières afgeschermd van die kern. Tevens schermen die barrières de inventaris af tegen externe invloeden, zoals aardbevingen, overstromingen, explosies en vliegtuigongevallen. Natuurlijke mechanismen worden gebruikt om ervoor te zorgen dat de barrières intact blijven. Zo sterft de splijtingskettingreactie vanzelf uit bij het oplopen van de reactortemperatuur.

Bij de reactor in Tsjernobyl was geen sprake van deze natuurlijke veiligheid of een veiligheidsomhulling. Het ernstigste ongeval met een westerse centrale vond meer dan 20 jaar geleden plaats in Harrisburg. Hierbij bleef de veiligheidsomhulling intact, zodat geen radioactief materiaal werd verspreid naar de omgeving. Moderne gasgekoelde centrales zijn zo ontworpen dat de reactor volledig ongeschonden blijft bij het geheel wegvallen van het koelmiddel, zonder dat daarvoor hulpsystemen hoeven te worden aangesproken.

Het radioactief afval dat gegenereerd wordt in de kernenergie-industrie betreft slechts een klein volume dat tegen acceptabele kosten kan worden geïsoleerd van de biosfeer. Wanneer alle elektriciteit in Nederland nucleair zou worden opgewekt, `genereert' een mens in zijn gehele leven een volume aan hoog-radioactief afval ter grootte van een tennisbal.

Alhoewel het opsluiten van afval in geologisch stabiele formaties volledig consistent is met de doelstellingen van een duurzame ontwikkeling, staat gebrek aan maatschappelijke acceptatie deze oplossing vooralsnog in de weg. Daarom worden momenteel systemen ontwikkeld die in staat zijn het radioactief afval veel minder schadelijk te maken. Bij dat proces wordt bovendien nuttige energie vrijgemaakt.

Of de door menselijke activiteiten veroorzaakte overmatige uitstoot CO2 uiteindelijk zal leiden tot een schadelijke, onomkeerbare verstoring van de natuurlijke balans is onzeker. Hoe het ook zij, kernenergie is in essentie volledig CO2-vrij. Zo voorkomt de kerncentrale Borssele jaarlijks een uitstoot van 2,5 miljard kilogram CO2. Het vervangen van 5 fossiel gestookte centrales door kerncentrales zou een reductie van de CO2-emissie ter grootte van de totale verkeersuitstoot in Nederland bewerkstelligen.

Het splijten van minder dan een halve gram uranium per jaar is voldoende om de elektriciteitsbehoefte van een Nederlands gezin te dekken. Dit betekent dat slechts een kleine hoeveelheid materiaal hoeft te worden gewonnen, verwerkt en getransporteerd en dat de hoeveelheid afval gering is.

Het produceren van elektriciteit met uranium maakt het mogelijk de door de natuur gevormde koolwaterstoffen (gas, olie) te benutten daar waar ze onontbeerlijk zijn, zoals in de petrochemie.

De aardkorst bevat evenveel uranium als tin. Het uraniumerts kan tegen relatief geringe kosten worden gewonnen. Aangezien de grondstofkosten slechts een fractie bedragen van de uiteindelijke elektriciteitsprijs is het rendabel om moeilijker toegankelijke ertsen aan te boren. Het is zelfs lonend om uranium uit zeewater te winnen. Hergebruik van splijtbaar materiaal en het kweken van splijtstof zou de benutting van de grondstof met een factor 100 doen toenemen. Het toepassen van geavanceerde splijtstofcycli zou ook het gebruik van thorium – dat viermaal zo veel voorkomt in de aardkorst als uranium – toelaten. De hoeveelheid beschikbare splijtstof is hiermee praktisch onuitputtelijk.

De energievoorziening in Europa is momenteel sterk afhankelijk van import van grondstoffen. De helft van de fossiele brandstoffen komt uit niet-Europese gebieden. Gebruikmakend van kernenergie kan deze afhankelijkheid sterk worden verminderd.

Aangezien de hoeveelheid benodigde splijtstof zeer gering is, kunnen langetermijnvoorraden worden aangelegd. Bovendien zijn uraniumbronnen en -voorraden geografisch verspreid over vele landen in diverse regio's van de wereld, waaronder de politiek stabiele gebieden Canada en Australië, zodat de toegankelijkheid ook in conflictsituaties gewaarborgd blijft.

Kerncentrales leveren elektriciteit tegen een concurrerende prijs. De toekomstige concurrentiepositie van kernenergie zal sterk worden bepaald door de mate van subsidieverlening aan andere energieconversieopties en door de hoogte van de verrekening van schadelijke milieueffecten. Kernenergie heeft als enige optie al haar kosten `geïnternaliseerd', dat wil zeggen de elektriciteitsgebruiker betaalt reeds de kosten van het beveiligen van een centrale tegen incidenten, de afbraakkosten van de centrale en het verwerken en veilig opbergen van het geproduceerde afval.

Voor het genereren van een vermogen van 1000 MW aan elektriciteit is een oppervlakte van 50-150 km² nodig wanneer windturbines worden gebruikt. Biomassa gebruikt voor datzelfde vermogen zelfs 3000-5000 km². Zonne-energie vereist 20-50 km², terwijl een kerncentrale 1-4 km² in beslag neemt. In tegenstelling tot windturbines en zonnepanelen zijn kernreactoren niet afhankelijk van weersomstandigheden.

De mondiale vraag naar energie zal deze eeuw zeer sterk toenemen. Het is dé uitdaging van de 21e eeuw om op een duurzame wijze aan die vraag te voldoen. Zowel windenergie, zonne-energie en kernenergie zullen daarbij broodnodig zijn. Een afweging zal moeten worden gemaakt tussen het overdragen van radioactief afval, een klimaatsverandering of grondstofuitputting aan volgende generaties. Het is de verantwoordelijkheid van de overheid om de verdere ontwikkeling en toepassing van veelbelovende opties, zoals kernenergie, te stimuleren, uitgaande van het duurzaamheidbeginsel.

Prof.dr.ir. Tim van der Hagen is werkzaam bij de Technische Universiteit Delft. Hij is voorzitter van de afdeling Kerntechniek van het Koninklijk Instituut van Ingenieurs.