Dit is het derde en laatste deel van de serie, geschreven door de professoren Furfari en Mund.
28-5-2024
Kernenergie komt van de grond (deel 3): Terug naar Eurat om?
Door Samuel Furfari en
Dit is het derde en laatste deel van de serie, geschreven door de professoren Furfari en Mund. Beginnend met een verkenning van de escalerende mondiale vraag naar elektriciteit, gingen ze in de vorige aflevering dieper in op de historische betekenis van kernenergie. Dit laatste deel schenkt aandacht aan het onderzoeken van de toekomst van kernenergie in de EU, waarbij de vraag rijst of er een heropleving zal plaatsvinden in de geest van het Euratom-Verdrag.
De Europese Unie werd geboren op basis van de EGKS- en Euratom-verdragen van respectievelijk 1951 en 1957. Deze verdragen hadden tot doel respectievelijk een interne markt voor kolen en staal te creëren en civiele kernenergie te bevorderen. Tot voor kort was de Europese Commissie de hoedster en promotor van dit laatste. Onder invloed van Duitsland is de Commissie geleidelijk een andere koers gaan varen. Door ervoor te kiezen duurzame energie te bevorderen ‘wat er ook voor nodig is’ en door af te zien van het innemen van een proactief standpunt ten gunste van kernenergie, zoals vereist door het Euratom-Verdrag, verzwakt de Europese Commissie de verdere continentale ontwikkeling van de technologie ten koste van variabele en intermitterende hernieuwbare energiebronnen.
De randvoorwaarden voor de toekomstige keuze voor kernenergie zijn aanwezig, terwijl verschillende milieu-indicatoren in het voordeel van kernenergie zijn, zoals de voetafdruk van kerncentrales, materiaalvereisten (beton, metalen, cement, glas en andere) en systeemkosten. Dit zijn de meest voor de hand liggende parameters, maar er zijn ook subtielere elementen.
In tegenstelling tot variabele en intermitterende hernieuwbare energiebronnen creëren kernreactoren geen geopolitieke afhankelijkheid van China, dat de markt domineert voor zeldzame aardmetalen en andere metalen die apparatuur voor hernieuwbare energiebronnen nodig heeft voor de productie, zoals we hieronder zullen zien.
Het vasthouden aan hernieuwbare energiebronnen zou niet alleen schadelijk zijn om milieuredenen, maar ook om geopolitieke redenen.Tabel 1 vergelijkt de energievoetafdrukken (uitgedrukt in m2/GW) van kerncentrales en intermitterende hernieuwbare energiebronnen op basis van gegevens verzameld in een zeer groot geografisch gebied (Deshaies, 2020). Intermitterende hernieuwbare energiebronnen hebben een zeer lage vermogensdichtheid vergeleken met klassieke bronnen. Dit impliceert een veel grotere voetafdruk dan kerncentrales. De verhouding is afhankelijk van zowel locatie als technologie en gaat ongeveer van 200 tot 1000.
Tabel 1. Voetafdrukken van drie typen primaire energie-installaties (uit Deshaies, 2020)
Figuur 10 toont de fundamentele materiaalbehoeften (exclusief brandstofbronnen) voor de implementatie van energietechnologieën, waaronder nucleaire en hernieuwbare energie. Deze eisen worden uitgedrukt in duizenden tonnen per TWh. Ook hier heeft kernenergie voordelen ten opzichte van variabele en intermitterende hernieuwbare energiebronnen.
Ondanks de aanzienlijke hoeveelheden beton die worden geïnvesteerd om de veiligheid van de kerninstallaties te garanderen, zijn deze hoeveelheden lager dan de hoeveelheden die nodig zijn voor windenergie; en nog veel lager dan de investeringen in de bouw van dammen. Er moet ook zorgvuldige aandacht worden besteed aan de hoeveelheden metalen, cement en glas die nodig zijn voor fotovoltaïsche zonne-energie. In absolute termen vereist zonne-energie de meest materiële hulpbronnen.
Figuur 10: Materiaalvereisten voor verschillende energietechnologieën (zie WNA, 2022).
Ten slotte zijn de kosten van deze technologieën uitgebreid bestudeerd door het NEA-agentschap van de OESO. In een rapport getiteld, ‘The Full Costs of Electricity Provision’, inventariseert het agentschap de verschillende componenten van de productiekosten (zie OESO-NEA, 2018).
Dit is met name van belang voor intermitterende opwekking (windenergie, zonne-energie), die bij langdurige intermitterende met leveringsproblemen te maken krijgt. Om het aanbod aan de vraag te garanderen moeten variabele en intermitterende hernieuwbare energiebronnen worden aangevuld met beheersbare middelen die op zichzelf kosten met zich meebrengen en waarvan de winstgevendheid niet noodzakelijkerwijs optimaal is.
Al deze elementen die de leveringszekerheid garanderen, zijn (vanuit kostenoogpunt) te rangschikken in wat de NEA de systeemkosten noemt. Meer dan de kosten van productie, exploitatie en onderhoud zijn het de systeemkosten die het verschil maken tussen deze verschillende technologieën (controleerbaar en intermitterend). Dit wordt geïllustreerd in figuur 11 uit het NEA-rapport. De systeemkosten (in US$/MWh) worden weergegeven voor regelbare (fossiele, nucleaire) en intermitterende (windenergie, zonne-energie) technologieën voor twee penetratiegraden van laatstgenoemde in het elektriciteitssysteem. Opgemerkt moet worden dat de systeemkosten uit verschillende elementen bestaan, namelijk aansluiting, transmissie en distributie, netbalancering en gebruikskosten.
Het is niet verrassend om te concluderen dat controleerbare productie zoals kernenergie economisch gezien het meest interessant is.
Alle drie de vergelijkingselementen (voetafdruk, materialen en kosten) wijzen in dezelfde richting: nucleaire technologie verdient de voorkeur boven variabele en intermitterende hernieuwbare energiebronnen. Uiteraard werd in de genoemde onderzoeken gebruik gemaakt van Generatie II-technologie om de verschillende parameters te beoordelen. De aanstaande komst van Generatie IV zou de conclusies niet fundamenteel moeten veranderen. En zoals eerder vermeld zou de inherente veiligheid van toekomstige kernenergie de technologie aantrekkelijker moeten maken. De grootste hindernis die moet worden overwonnen zal van psychologische aard zijn, aangezien de publieke opinie een instinctieve angst heeft voor straling.
De start van kernenergie in Frankrijk
President Emmanuel Macron heeft besloten de ontwikkeling van kernenergie in Frankrijk opnieuw op gang te brengen. EDF is gevraagd om zijn EPR van de tweede generatie (EPR 1660 MW en 1200 MW) te ontwikkelen. Maar Frankrijk wil ook SMR’s ontwikkelen en heeft daarom besloten een ambitieus project te lanceren om reactoren van deze omvang te bouwen, maar met verschillende technologieën (GEN III en GEN IV) om verschillende soorten output te produceren.
EDF bereidt NUWARD voor, een GEN3 van 340 MW met twee reactoren.
Naast Nuward zijn er 8 SMR’s geselecteerd als onderdeel van de projectoproep ‘Innovative Nuclear Reactors’ van Bpifrance: 4 RNR’s, 2HTR’s en 2 specifieke reactoren (1 fusiereactor en 1 met speciale verwarming). BpiFrance, de Franse publieke investeringsbank, helpt bedrijven groter en verder vooruit te denken. Van startkapitaal tot beursnotering.
- Naarea: snelle neutronenreactor met gesmolten zout koelmiddel
- Newcleo: snelle neutronenreactor met loodkoelmiddel
- Jimmy Energy: hogetemperatuurreactor (HTR)
- Renaissance Fusion: kernfusie in een stellarator
- Calogéna: lichtwaterreactor met stadsverwarming
- Hexana: natriumgekoelde snelle neutronenreactor
- Otrera Nuclear Energy: natriumgekoelde snelle neutronenreactor
- Blue Capsule: natriumgekoelde snelle neutronenreactor
Het is interessant om op te merken dat kernenergie een aantrekkelijke optie voor warmteproductie aan het worden is. Dit artikel benadrukt de noodzaak van kernenergie om aan de enorme toekomstige vraag naar elektriciteit te voldoen. We mogen echter niet vergeten dat warmte bijna de helft van de uiteindelijke energievraag in de EU voor zijn rekening neemt. Als nieuwe kernreactoren naast elektriciteit ook warmte kunnen produceren voor industriële verwarming of stadsverwarming, zullen ze de vraag naar fossiele brandstoffen helpen terugdringen in deze belangrijke sector, die nog steeds sterk afhankelijk is van vlammen.
Conclusie
Evolutie en transitie van technologieën zijn processen die tijd vergen. Daar zijn veel redenen voor: technisch, commercieel of anderszins. De grote successen uit het verleden doen ons vandaag de dag vergeten dat de zaken in de tijd dat ze plaatsvonden verre van eenvoudig waren en dat er altijd weerstand tegen verandering was, om vele redenen, ook om commerciële redenen.
Dit was vooral het geval in de tijd van Drake (1859), aan het begin van het industriële tijdperk van steenolie, een concurrent van kolenolie, terpentijn en walvisolie, vooral voor verlichting (Rhodes, 2018). Het gebruik van dit product nam uiteindelijk een vlucht in de transportsector.
In het geval van kernenergie van Generatie IV, die in dit werk wordt besproken, houdt de tijd die nodig is voor de toekomstige inzet van deze technologie verband met de verfijning ervan. De voordelen ervan ten opzichte van generatie-II- en generatie-III-technologieën zijn bekend, en eerdere succesvolle implementatie versterkt alleen maar de aantrekkelijkheid van de nieuwe technologie.
De grootste hindernis die moet worden overwonnen zal van psychologische aard zijn, vanwege de instinctieve angst voor straling in de westerse publieke opinie.
Deze angst is verre van universeel: wat gaat de EU doen als wordt bevestigd dat over twintig jaar de rest van de wereld, die niet heeft deelgenomen aan de ‘monocultuur’ van variabele en intermitterende hernieuwbare energiebronnen, een serieuze voorsprong zal hebben geboekt op het gebied van de klimaatverandering?
Deze nieuwe technologieën, die vrij zijn van de belangrijkste tekortkomingen van de huidige installaties (risico op ongevallen, langdurig afval) en uitstekende milieukwaliteiten hebben? Het negeren van deze mogelijkheid is het creëren van een verderfelijke lock-in waar toekomstige generaties spijt van kunnen krijgen. Zeer paradoxaal genoeg, om hoofdzakelijk milieuredenen.
Einde van deel 3/3
***
Lees Deel 2: Kernenergie komt van de grond (Deel 2): de voortdurende evolutie van reactoren
***
Referenties
Deshaies M. (2020), Geografische problemen van energietransities: welke perspectieven voor de evolutie van het energiesysteem? Ontwikkelingswerelden, 2020/4 (nr. 192), pagina’s 25–44.
OESO-NEA (2018), The Full Costs of Electricity Provision , https://www.oecd-nea.org/jcms/pl_14998/the-full-costs-of-electricity-provision
Iconografie: Italiaanse affiche ter ere van de handtekening, op 25 maart 1957 in Rome, van de kenmerken van de Europese Economische Gemeenschap (CEE) en de Europese Europese Gemeenschap van het Energie-atoom (CEEA of Euratom) als basis voor het land en de vooruitgang Europa. Bron: COMMISSIE EUROPÉENNE, DG X. Représentation de la Commission européenne au Luxembourg (sous la dir.). Europa Grafica , Unir des peuples. Associatie van Etats Naties: Expositie Europa Grafica; Luxemburg, 29 april 14 mei 1995. Luxemburg: Office despublications officielles des Communautés européennes, 1995. 130 pp 21.
Copyright: (c) Europa Grafica – Commission européenne Représentation au Luxembourg
Deel
0 reacties :
Een reactie posten