Hoe duurzaam is kernenergie eigenlijk? En kan het veiliger?

Acht vragen over kernenergie Atoomenergie is weer onderwerp van gesprek. Waar het Nederlandse kabinet de deur opent voor nieuwe kerncentrales in Nederland, sluit Duitsland dit jaar zijn laatste. Hoe duurzaam is kernenergie, en kan het veiliger worden gemaakt?

De kernreactor van de centrale in Petten.
De kernreactor van de centrale in Petten. Foto Bart Muhl

    Acht vragen over kernenergie

    Het Internationaal Atoom Energie Agentschap (IAEA) schetst in zijn trendrapport van afgelopen najaar een onzekere toekomst voor kernenergie. Je hoeft alleen maar naar Europa te kijken om te begrijpen wat het agentschap bedoelt.

    Terwijl Frankrijk vol wil blijven inzetten op kernenergie, sluit Duitsland dit jaar zijn laatste centrales. Op termijn wil België hetzelfde doen.

    Nederland heeft de deur juist opengezet voor nieuwe kerncentrales. Het nieuwe regeerakkoord pleit voor onderzoek naar de bouw van twee kerncentrales, al zal het ongetwijfeld nog een tijd duren voordat het zover is – als het er al van komt.

    Ook Oost-Europa zegt meer kernenergie te willen, maar de plannen zijn nog vaag. Sommige critici zeggen dat het vooral gaat om tijd winnen. Zolang de Polen bijvoorbeeld discussiëren over kerncentrales, hoeven ze hun kolencentrales niet te sluiten.

    Aan de Europese Commissie de taak tussen al die visies een compromis te vinden. Moet kernenergie een ‘groen stempel’ krijgen, zodat daarin duurzaam kan worden geïnvesteerd? Zelfs de Commissie is verdeeld met voorstanders (Thierry Breton, Eurocommissaris voor de Interne Markt) en tegenstanders (Frans Timmermans, vicevoorzitter en Eurocommissaris voor Klimaat) van kernenergie.

    Een ding is duidelijk: volgens het Internationaal Energie Agenstchap (IEA) zal kernenergie onvermijdelijk deel uitmaken van de energiemix in een klimaatneutrale wereld. In de afgelopen halve eeuw heeft het gebruik van kernenergie volgens het agentschap een besparing van ruim 60 gigaton CO2 opgeleverd – dat is iets minder dan de hoeveelheid broeikasgassen die nu wereldwijd in anderhalf jaar wordt uitgestoten.

    Acht vragen over kernenergie, van mondiaal tot nationaal.

  1. Hoe duurzaam is kernenergie eigenlijk?

    Als je alleen kijkt naar de CO2-uitstoot, scoort kernenergie erg goed in vergelijking met andere vormen van elektriciteitsopwekking. Dat wil zeggen, die uitstoot is erg laag: 5 tot 6 gram CO2 per opgewekte kilowattuur (kWh). Kolencentrales stoten al gauw honderden keren meer uit, gascentrales tientallen keren meer. Zonne- en windenergie scoren vergelijkbaar met kernenergie, of ietsje slechter. Studies variëren in hun uitkomst.

    „In eerste instantie werd bij dit soort vergelijkingen alleen naar de uitstoot van de centrale zelf gekeken”, zegt Andrea Ramirez Ramirez, hoogleraar lage koolstofsystemen en technologieën aan de TU Delft. Gaandeweg werd in die beoordeling de hele keten meegenomen – de life cycle analysis (LCA). Dat is dus inclusief delven van bijvoorbeeld uranium, kolen of zeldzame metalen, en het transport van materialen, de productie, de bouw. De CO2-uitstoot van kernenergie is vooral terug te voeren op de eerste fase, het mijnen van uranium.

    LCA’s zijn niet altijd even makkelijk te vergelijken, zegt Ramirez Ramirez. Er zit veel variatie in de posten die wel en niet worden meegenomen. De algehele lijn is wel dat olie- en gasketens veel CO2 uitstoten, en die van nucleair, zon, wind en waterkracht weinig.

    De laatste jaren worden naast CO2-uitstoot ook andere milieu-indicatoren meegenomen. Hoeveel zoet water is er nodig? Hoeveel zeldzame metalen? Hoeveel land? Hoe zit het met de uitstoot van het broeikasgas methaan? Het kan de keuze voor de ene of andere optie beïnvloeden.

    Ramirez Ramirez beveelt een rapport aan dat de Europese economische commissie van de Verenigde Naties (UNECE) vorig jaar uitbracht. Dat concludeert bijvoorbeeld dat concentrated solar power (een vorm van zonne-energie) het hoogst scoort qua landgebruik. Bij kernenergie speelt met name de verhoogde hoeveelheid, voor mens en milieu potentieel schadelijke ioniserende straling – via het isotoop radon-222 – die vrijkomt bij het mijnen van uranium. Ook het watergebruik is relatief hoog, net als voor kolen- en gascentrales.

    Het rapport benadrukt dat een life cycle analysis niet kijkt naar zaken als kosten, maatschappelijke acceptatie of bedreigingen voor de biodiversiteit. Dat geldt ook voor de risico’s bij de diverse opties, zoals de kans op een groot ongeluk à la Tsjernobyl of Fukushima, of het probleem van kernafval.

  2. Kunnen nieuwe technologische ontwikkelingen kernenergie veiliger, schoner en goedkoper maken?

    De kerncentrales die nu op de markt komen, generatie III, zijn veiliger dan de vorige generatie. De meeste nieuwe centrales zijn, net als hun voorgangers, gebaseerd op het principe dat water tot stomen wordt gebracht, met behulp van de warmte die vrijkomt bij de kernsplijtingsreactie. De stoom drijft een turbine aan, die elektriciteit genereert. Maar bij de nieuwe generatie zijn veiligheidssystemen in meervoud aangebracht. „En er zitten meer barrières tussen de splijtstof en de buitenwereld”, zegt Jan Leen Kloosterman, hoogleraar kernreactorfysica aan de TU Delft.

    De veiligheidssystemen hoeven ook niet meer allemaal elektrisch of mechanisch ingeschakeld te worden. Ze kunnen ook passief werken, legt Kloosterman uit. „Ze reageren automatisch op veranderingen in temperatuur, druk.”

    Bij de nieuwe reactor van het Frans-Duitse bedrijf Framatom, de European Pressurised Reactor (EPR), is het veiligheidssysteem bijvoorbeeld in vijfvoud uitgevoerd en ondergebracht in evenzoveel aparte gebouwen. „Deze reactor is ook uitgerust met een zogeheten core catcher”, zegt Kloosterman. Mocht de splijtstof smelten, dan zakt de gloeiende massa niet door de vloer, zoals bij de vorige generatie, maar landt in een betonnen bak gekoeld met water. Al deze aanpassingen moeten de kans op ongelukken als in Tsjernobyl of Fukushima en vrijkomen van gevaarlijke radioactieve straling minimaliseren.

    Of de nieuwe generatie kerncentrales goedkoper is, valt te bezien. De ervaringen met de EPR zijn nog niet heel gunstig. Het exemplaar dat in het Finse Olkiluoto is gebouwd, zou in 2009 worden opgeleverd, maar levert pas vanaf januari 2022 stroom. De bouwkosten, eerst geschat op 3,7 miljard euro, zijn meer dan verdubbeld. Ook de EPR’s die in aanbouw zijn in het Franse Flamanville en het Britse Hinkley Point ondervinden ernstige vertraging, en vallen vele malen duurder uit dan gepland.

    Een ontwikkeling die dat moet ondervangen, is seriematige productie van kleinere, modulaire kernreactoren. „Van dit type reactoren worden nu de eerste demo’s gebouwd”, zegt Kloosterman. Hij verwacht dat het nog vijf tot tien jaar duurt voordat ze op de markt komen.

    Voor de langere termijn loopt onderzoek naar een heel ander type reactor, generatie IV. Daarbij is het koelmiddel niet water, maar gesmolten zout, helium of een vloeibaar metaal. De verwachting is dat ze nog veiliger zijn en minder kernafval produceren. Volgens Kloosterman komen de eerste reactoren van deze generatie niet voor 2040 op de markt.

  3. Wat is de rol van kernenergie in koolstofarme energievoorziening?

    Eind 2020 waren wereldwijd 442 kerncentrales in bedrijf. Met een capaciteit van samen bijna 400 gigawatt (GW) waren ze goed voor zo’n 10 procent van de elektriciteitsproductie in de wereld. Van de 52 reactoren in aanbouw werden er dat jaar vijf in bedrijf gesteld, maar ook gingen er zes definitief dicht, waardoor de totale capaciteit amper toenam.

    Het IEA, dat dit voorjaar een rapport publiceerde met scenario’s om in 2050 netto geen CO2 meer uit te stoten, voorspelt dat de bijdrage van kernenergie tot 2030 toeneemt tot ongeveer 15 procent. Dat komt vooral door China, waar in hoog tempo kerncentrales verrijzen.

    In de jaren dertig van deze eeuw verwacht het IEA dat jaarlijks voor zo’n 30 GW aan nieuwe kernreactoren in gebruik wordt genomen, ongeveer vijf keer zoveel als de afgelopen tien jaar. In geïndustrialiseerde landen zal het vooral gaan om de genoemde kleinere modulaire reactoren. In opkomende economieën zullen volgens het IEA eerder grote centrales worden gebouwd.

  4. Hoe is de situatie in Europa?

    De meningen over kernenergie in Europa lopen als gezegd sterk uiteen. Frankrijk is nog in verhouding de grootste gebruiker van kernenergie ter wereld; het wekt er twee derde van zijn stroom mee op. In buurland Duitsland, dat na de kernramp van Fukushima in 2011 besloot al zijn kerncentrales te sluiten, gaan dit jaar juist de laatste drie dicht. Landen met kerncentrales in aanbouw – Groot-Brittannië, Frankrijk en Finland – kampen met ernstige vertragingen en forse kostenoverschrijdingen.

    Het Internationaal Energiea Agentschap waarschuwt al langer voor de ouderdom van de Europese centrales. Ongeveer twee derde is de dertig jaar gepasseerd en dus binnenkort aan vervanging toe. Het IEA bepleit daarom die centrales langer open te houden. Want zeker als ze er eenmaal staan, leveren de reactoren relatief goedkoop CO2-vrije stroom. Uitstel van sluiting – zoals Nederland doet met Borssele – betekent bovendien uitstel van de zeer prijzige ontmanteling van de centrale. In België werd vlak voor Kerstmis de sluiting van de kerncentrale in Doel aangekondigd – welk besluit vervolgens al snel weer in twijfel werd getrokken.

    De gevolgen van de ouderdom van de Europese kerncentrales blijken ook in Frankrijk. Daar zijn inmiddels zoveel reactoren tijdelijk stilgelegd voor onderhoud of omdat bij controles schade is geconstateerd, dat Frankrijk veel elektriciteit moet inkopen in buurlanden.

    Het IEA betwijfelt of veel Europese landen bereid zijn nieuwe kerncentrales te bouwen. Door de groei van duurzame bronnen als zon en wind is de bouw van kerncentrales onaantrekkelijker geworden. Veiligheidseisen drijven de prijzen bovendien verder op. Alleen met een flinke overheidssubsidie en een garantstelling in geval van een ongeluk lijkt kernenergie in Europa nog haalbaar.

  5. En buiten Europa?

    De Verenigde Staten waren in 2020 met bijna 790 terawattuur nog steeds veruit de grootste producent van atoomstroom. China (345 TWh) is Frankrijk in 2020 nipt gepasseerd en daarmee de tweede producent geworden van elektriciteit uit kernenergie. Van deze drie is China het enige land met grote plannen voor kernenergie. In het Vijfjarenplan van de regering staat dat China tot 2025 ieder jaar acht kernreactoren wil bouwen. In de VS zijn slechts twee nieuwe kerncentrales in aanbouw, en het land heeft nauwelijks verdere plannen.

    China begon al jaren terug aan zijn inhaalslag. Van de 96 kernreactoren die sinds het begin van deze eeuw in werking traden, staan er 45 in dit land. Deze kernenergie moet vooral energie uit kolencentrales vervangen. Meer dan de helft van de Chinese energieconsumptie komt uit steenkool; alleen al in 2020 werd voor ruim 38 GW aan nieuwe kolencentrales gebouwd – drie keer meer dan in de rest van de wereld bij elkaar. Dat moet heel snel veranderen, wil China in 2060 klimaatneutraal zijn, zoals het heeft beloofd.

    Kernenergie is voor China niet alleen een bron van duurzame energie, maar dient ook geopolitieke doelen. Zoals de Amerikaanse president Dwight Eisenhower bij de Verenigde Naties in 1953 zijn ‘Atoms for Peace’-toespraak hield, waarin hij pleitte voor vreedzaam gebruik van nucleaire technologie, zo heeft China ruim een halve eeuw later een strategie ontwikkeld voor de export van nucleaire energie door de bouw van kerncentrales in het buitenland – zeker nu het land niet langer kolencentrales in het buitenland wil bouwen.

    Die strategie maakt deel uit van de Nieuwe Zijderoute (Belt and Road Initiative), een Chinees ontwikkelingsprogramma voor samenwerking met Aziatische, Afrikaanse en enkele Europese landen op het gebied van infrastructuur. Volgens de Chinese Kernenergie Organisatie zijn 28 landen langs de Zijderoute geïnteresseerd in een Chinese kerncentrale.

    Zo’n centrale heeft een levenscyclus (constructie, onderhoud, verwerking van nucleair afval en ontmanteling) van zestig tot tachtig jaar, aldus een artikel in Strategic Studies Quarterly. Volgens de auteurs, een hoogleraar energiebeleid en een voormalige veiligheidsagent, zal het Chinese kernenergieprogramma de internationale machtsverhoudingen veranderen. Niet alleen zijn landen met een Chinese kernreactor financieel gebonden aan China, dat de bouw koppelt aan langlopende leningen. Door het beheer van kernreactoren in Chinese handen te leggen, krijgt het land grote invloed op de energievoorziening in de betrokken landen.

  6. Hoe is kernenergie in Nederland weer op de agenda gekomen?

    Bij de Tweede Kamer-verkiezingen in 2017 was kernenergie helemaal geen thema. Ter illustratie: de verkiezingsprogramma’s van VVD en CDA besteedden geen woord aan mogelijke bouw van centrales. Waarom ook? Groningen leverde nog veel aardgas voor binnenlands gebruik en de rest van de benodigde elektriciteit kwam van kolencentrales, biomassa en een bescheiden aantal windmolens en zonnepanelen.

    In 2019 werd kernenergie pas weer gespreksonderwerp in de nationale politiek. Dat jaar werd het Klimaatakkoord gesloten, dat onder meer bepaalt dat elektriciteit in Nederland grotendeels duurzaam moet worden geproduceerd. In 2030, is de doelstelling, moet 70 procent van de stroom hernieuwbaar zijn, dus afkomstig van zon, wind en biomassa.

    Moeten we dan niet aan nieuwe kerncentrales gaan denken voor periodes dat windmolens en zonnepanelen te weinig opleveren, vroeg toenmalig VVD-fractieleider Klaas Dijkhoff zich begin 2019 af. Zoals meer voorstanders verbaasde hij zich erover dat kernenergie geen rol van betekenis speelde in het Klimaatakkoord. „Ik zie niet in hoe je de doelen [van het Akkoord van Parijs uit 2015] haalt zonder kernenergie. Dus wat mij betreft gaan we snel beginnen met bouwen.”

    De VVD stond niet lang alleen. Ook het CDA sprak zich vervolgens uit voor meer kernenergie, terwijl PVV en SGP al langer fervente voorstanders waren. In de publieke opinie speelde tv-maker Arjen Lubach een opvallende rol als pleitbezorger van CO2-vrije kernenergie. „Als we het klimaat willen redden, moeten we echt anders gaan denken en kernenergie als serieuze optie gaan zien”, zei de invloedrijke cabaretier drie jaar geleden.

    Nu, twee jaar na de inspanningen van Dijkhoff, kan de bouw van kerncentrales – en langer openhouden van het bijna vijftig jaar oude Borssele – op een comfortabele meerderheid in de Tweede Kamer rekenen. In het regeerakkoord van Rutte IV worden „de benodigde stappen voor de bouw van twee nieuwe kerncentrales” aangekondigd. Voor de komende jaren ligt 5 miljard euro klaar, onder meer om „marktpartijen te faciliteren” en „innovaties te ondersteunen”.

    In de coalitie heeft dit vooral D66 pijn gedaan, omdat de partij zich in de aanloop naar de verkiezingen tegen nieuwe centrales had gekeerd. Vanwege „de maatschappelijke nadelen”, zoals het verkiezingsprogramma het formuleert. Kernenergie is duur, een centrale bouwen kost zeker tien jaar, en voor het gevaarlijke kernafval is nog geen oplossing. Als de centrales er al komen, dan in elk geval zonder overheidsgeld, zegt het verkiezingsprogramma. De ChristenUnie staat gereserveerd tegenover kernenergie. Vanwege de afvalproblematiek hebben „duurzame vormen van energie de voorkeur”, zegt het CU-programma.

  7. Wat gebeurt er de komende jaren in Nederland?

    Het kabinetsbeleid was jarenlang ongewijzigd: we zijn niet tegen kernenergie, maar op actief stimuleringsbeleid hoeft niemand te rekenen. „Kernenergie wordt als onderdeel van de energiemix in Nederland niet uitgesloten”, schreef toenmalig staatssecretaris Dilan Yesilgöz (Klimaat, VVD) in november aan de Tweede Kamer.

    Op initiatief van Dijkhoff en met steun van de Kamer is accounants- en adviesbureau KPMG in 2020 gevraagd om een ‘marktconsultatie’. Die zag vorig jaar zomer het licht. Na een rondgang langs 41 bedrijven bleek dat zij de bouw van een centrale in Nederland wel zien zitten, maar onder de nodige voorwaarden. Denk aan voldoende subsidies, garanties bij ‘incidenten’ en „stabiel beleid” van de overheid. Ook bleek bij de meeste bedrijven een voorkeur voor bewezen technologie, en dus niet voor de allernieuwste types die in het buitenland voor veel vertraging en financiële tegenvallers zorgen.

    Als volgende stap nam Yesilgöz in juli het initiatief tot een ‘scenariostudie’. Die moet duidelijk maken welke rol kernenergie de komende decennia, zelfs na 2050, in Nederland kan spelen als de stroomproductie verduurzaamd is. Het is niet duidelijk wanneer die studie wordt gepubliceerd.

  8. Hoe oordelen experts over de mogelijkheden van kernenergie in Nederland?

    Het Planbureau voor de Leefomgeving (PBL) kwam in december met „een reflectie” op de plannen van de nieuwe coalitie. Het PBL, onafhankelijk adviseur van de regering, noemt de keuze voor kernenergie „opvallend” omdat nog onduidelijk is hoe efficiënt nieuwe centrales zullen zijn als het elektriciteitsnet „wordt gedomineerd door zon- en windenergie”.

    Achtergrond van die aarzeling is dat kerncentrales er niet op zijn gebouwd om, als er te weinig zon en wind is, een paar dagen te produceren en dan weer uitgezet te worden. Technisch kan dat veel beter met gascentrales, waarbij in de toekomst de CO2-uitstoot kan worden afgevangen. Kerncentrales draaien in het ideale geval 8.000 uur per jaar, om zo de hoge investeringen te kunnen terugverdienen. Een centrale bouwen kost minimaal 10 miljard euro.

    Los daarvan spelen nog andere argumenten, schrijft het PBL. Denk aan het ruimtegebrek in Nederland: een centrale kan op een klein grondgebied voor veel stroom zorgen. Een gemiddelde gascentrale bedient een half miljoen huishoudens, een kerncentrale wel drie miljoen. Een modern windmolenpark met 75 turbines voorziet 800.000 huishoudens van stroom.

    Ook factoren als leveringszekerheid (storingen) en opslag van radioactief afval moeten worden gewogen. Het PBL pleit daarom voor „een vergelijking van alternatieven”.

    Discussies over kernenergie liggen gevoelig. Dat bleek wel uit de reactie van VVD-Kamerlid Sylvio Erkens op de overwegingen van het Planbureau. „Het PBL zou politiek neutraal moeten zijn. Blijkbaar is dat zo vlak voor de Kerst lastig”, twitterde hij in december.

    Een ambtelijke werkgroep publiceerde begin 2021 de analyse Bestemming Parijs, met daarin tientallen maatregelen die een volgend kabinet kan nemen om verduurzaming te versnellen. Inzake kernenergie is expliciet geen stelling genomen, omdat dit „een fundamentele en bij uitstek politieke keuze” betreft.

    Pikant zijn de reacties daarop van experts van Berenschot, CE Delft en Kalavasta. De werkgroep heeft deze bureaus gevraagd alle voorstellen door te lichten, en kritiek op die voorstellen maakt ook deel uit van het rapport. De experts nemen wel stelling tegen kernenergie. Voorbereiding en bouw vergen veel tijd en dat betekent dat de centrale (na 2030) stroom kan gaan leveren als vooral wind en zon al voor de opwekking zorgen. Een beperkte inzet van de kerncentrale is volgens de drie bureaus het gevolg. In die situatie zijn centrales „zowel technisch als economisch onaantrekkelijk”.