Kernenergie

Op dit moment kijkt de Nederlandse overheid niet of nauwelijks naar de inzet van kernenergie om de uitstoot van CO₂ terug te brengen. Dit ondanks het feit dat nucleaire centrales grote voordelen hebben ten opzichte van zon en wind. Met name de milieubelasting het het ruimtebeslag zijn bij kernenergie veel gunstiger. Voorbeelden in Frankrijk en Zuid-Korea laten zien dat de kosten van kernenergie veel lager liggen dan die van zonne- en windenergie.

De toepassing van kernenergie is in Nederland (en veel andere landen) een emotioneel beladen onderwerp. Het beeld van desastreuze kernrampen, het stralingsrisico, het afvalprobleem en de koppeling aan kernwapens hebben het denken over kernenergie de afgelopen decennia sterk bepaald. Zelfs nu nog willen bepaalde politieke partijen de toepassing van kernenergie als mogelijkheid om de CO₂-uitstoot te verminderen zelfs niet onderzoeken. Dat is jammer, want kernenergie lijkt in veel opzichten een aantrekkelijke oplossing te zijn en veel van de vooroordelen niet terecht.

Frankrijk - Duitsland

Dat kernenergie gunstig kan uitpakken voor de klimaatdoelstellingen blijkt direct als je de twee landen Frankrijk en Duitsland met elkaar vergelijkt. Frankrijk maakt op grote schaal gebruik van kernenergie terwijl Duitsland na het ongeluk in Fukushima de inzet van kernenergie geleidelijk heeft afgebouwd en vol heeft ingezet op de toepassing van zon en wind.

De uitstoot van CO₂ in Frankrijk en Duitsland in 2018 — Afbeelding 1: De uitstoot van CO₂ is in Duitsland (rood) een factor 10 hoger dan in Frankrijk (groen). Bron: Environmental Progress

De energiekosten per huishouden in Frankrijk en Duitsland — Afbeelding 2: De energiekosten per huishouden zijn in Duitsland 70% hoger dan in Frankrijk. Bron: Environmental Progress

In de eerste grafiek is de gemiddelde CO₂-uitstoot weergegeven in 2018. In Duitsland zijn in het kader van de ‘Energiewende’ grote inspanningen verricht en kwam in dat jaar al 35% van alle stroom van windmolens en zonnepanelen. Desondanks is de uitstoot een factor 10 hoger dan in Frankrijk. De tweede grafiek laat zien dat de kosten daarintegen in Frankrijk per huishouden substantieel lager liggen dan in Duitsland.

Afbeelding 3: De kerncentrale in Gravelines levert evenveel stroom als 5400 windturbines van 4 MW (van 200 m hoogte)

Als voorbeeld kunnen we kijken naar de centrale in Gravelines, een van de grotere centrales in Noord-Frankrijk. Er staan 6 reactoren met elk een vermogen van 900 MW. Het totale vermogen van 5400 MW is ook het vermogen dat wordt verkregen met 5400 (!) grote windturbines van 4 MW, echter met het grote verschil dat het vermogen van de windmolens sterk varieert (van 0 tot 5400 keer 4 MW) terwijl het vermogen van de kerncentrale in principe constant is. Als het onvoldoende waait, moet Duitsland terugvallen op vervuilende kolencentrales. Een ander belangrijk verschil is dat de kerncentrale gemakkelijk 60 jaar meekan, terwijl windturbines een levensduur hebben van 20 tot 25 jaar.

De centrale in Gravelines produceert per jaar ongeveer 38 TWh Nederlands 38 terawattuur = 38 miljard kilowattuur aan stroom, dat is ongeveer 35% van wat we in Nederland jaarlijks aan elektriciteit verbruiken.

Veiligheid

Het negatieve beeld van kernenergie heeft voor een deel te maken met de vrees voor een groot ongeluk met een kerncentrale met het daarbij vrijkomen van radioactieve straling, zoals heeft plaatsgevonden in Tsjernobyl en Fukushima. Toch is het zo dat ondanks de ernst van deze ongelukken, het aantal dodelijke slachtoffers als gevolg van kernenergie vele malen kleiner is dan bij andere energievormen. In de volgende grafiek is het aantal dodelijke slachtoffers per opgewekte terawattuur aan energie. De resultaten zijn afkomstig uit een onderzoek gepubliceerd in The Lancet van Markandya en Wilkinson. In de tweede grafiek is het aantal mensen weergegeven dat als gevolg van het gebruik van de energieopwekking ernstig ziek wordt. De slachtoffers zijn het gevolg van zowel ongevallen (bijvoorbeeld in de mijnbouw) als de luchtverontreiniging.

Afbeelding 4: Het aantal dodelijke slachtoffers per opgewekte hoeveelheid energie. Bron: Markandya, 2007

Afbeelding 5: Het aantal ernstig zieken per opgewekte hoeveelheid energie. Bron: Markandya, 2007

Met name de luchtverontreiniging die ontstaat bij de verbranding van koolwaterstoffen zorgt voor veel slachtoffers. De cijfers hierboven zijn gemiddelden over de hele wereld waarbij de mate van toegepaste luchtzuivering een grote invloed heeft op het werkelijke aantal zieken en doden. Je mag ervan uitgaan dat het aantal in Nederland naar verhouding lager zal zijn dan gemiddeld in de wereld. Maar als je wel uitgaat van de gemiddelde waarden, dan zou dat alleen voor Nederland leiden tot ruim 1000 doden en bijna 10.000 ernstig zieken per jaar door de toepassing van kolen, olie en gas bij de productie van elektriciteit. In de grafieken is biomassa (houtstook) niet opgenomen, maar de luchtverontreiniging daarvan is niet minder dan van steenkool.

Afval

Een tweede argument waarom veel mensen het gebruik van kernenergie niet willen overwegen is het afvalprobleem. Bij het proces van kernsplitsing onstaat inderdaad radioactief afval dat vele duizenden jaren zorgvuldig bewaard moet worden. Tegelijkertijd is de hoeveelheid van dit afval erg klein. De totale hoeveelheid radioactief afval van alle kerncentrales van de Verenigde Staten over de afgelopen decennia past in principe op een terrein ter grootte van een voetbalveld. Bovendien wordt op dit moment hard gewerkt aan de ontwikkeling van een nieuw type centrale (Thorium-centrale) die dit afval als brandstof kan gebruiken.

Het afvalprobleem is zeker een groot nadeel van kernenergie, maar het is wel een beheersbaar probleem. Juist vanwege de risico's worden hoge veiligheidsmaatregelen getroffen om het materiaal te isoleren. Voor alle andere energievormen, met name kolen en zonnepanelen, is er ook een afvalprobleem. Het gaat daarbij niet om radioactieve stoffen, maar wel om toxische materialen in veel grotere, minder beheersbare hoeveelheden.

Kosten

Uit het hierboven gegeven voorbeeld van Frankrijk in vergelijking tot Duitsland blijkt overduidelijk dat kernenergie uiteindelijk veel voordeliger is dan grootschalige zonne- en windenergie. Toch beweert het Planbureau voor de leefomgeving (PBL) dat kernenergie niet mogelijk is zonder staatssteun. Dit is in tegenspraak met het voorbeeld van Frankrijk en het laat zich eenvoudig verklaren.

Hoge subsidies zon en wind

Dat het op dit moment minder aantrekkelijk is voor particuliere ondernemers om te investeren in een nieuwe kernenergiecentrale in Nederland heeft voor een deel te maken met de zwaargesubsidieerde grootschalige uitrol van zonne- en windenergie. Zoals al is uiteengezet bij het artikel over de huidige klimaataanpak, leidt uitvoering van de huidige plannen tot een enorme overcapaciteit aan elektriciteitsvermogen. Op dagen met veel wind en/of zon zal het aanbod van energie de vraag sterk overtreffen, waardoor de prijzen op de wholesalemarkt laag of zelfs negatief zullen worden. Dit betekent dat een eventuele nieuwe kerncentrale maar een deel van de tijd (50% tot 60%) rendabel kan draaien.

Het Ministerie van Economische Zaken heeft onlangs door de bureaus Berenschot en Kalavasta een studie laten uitvoeren naar de systeemeffecten van nucleaire centrales. Daaruit blijkt inderdaad dat een nucleaire centrale niet haalbaar is indien je de grootschalige aanwezigheid van zonne- en windenergieals als uitgangspunt neemt. De twee energiesystemen zitten elkaar in de weg. De grootschalige uitrol van zonne- en windenergie kost niet alleen miljarden aan subsidies, het leidt er ook toe dat traditionele energiesystemen (die altijd nodig blijven) niet langer zonder subsidie kunnen.

In het scenario dat de kerncentrale op een gewone manier kan draaien, dus niet als backup voor zonne- en windstroom, zijn volgens de onderzoekers de kosten gelijk aan de oplossing zonder kernenergie. Feitelijk betekent dit dat de nucleaire oplossing dan veel goedkoper is, omdat voor de oplossing zonder kernenergie al zeer grote subsidies en verborgen kosten voor zon en wind bevat.

Te hoge inschatting van de bouwkosten

Bouwkosten (Overnight Construction Costs) van nucleaire centrales in US dollars van 2010 — Afbeelding 7: Bouwkosten (Overnight Construction Costs) van nucleaire centrales per kilowatt vermogen in US dollars van 2010. Bron: Lovering et al., 2016

De OECD heeft in zijn review op de studie al aangegeven dat de bureaus de kosten voor zonne- en windenenergie veel te laag hebben ingeschat en de kapitaalslasten voor kernenergie juist te hoog. Dat kernenergie veel voordeliger te realiseren is, blijkt bijvoorbeeld uit de ervaringen in Zuid-Korea. Het land is pas eind jaren 80 van de vorige eeuw gestart met kernenergie en beschikte dus niet over de ervaring zoals in bijvoorbeeld de Verenigde Staten en Frankrijk. Op dit moment bedraagt het aandeel nucleair in de stroomproductie 29%. De bouwkosten voor de vijf centrales liggen substantieel lager dan in veel andere landen.

Uit een onderzoek van Lovering et al. uit 2016 blijkt dat de bouwkosten sterk uiteenlopen en dat deze met name in de VS in de jaren 70 zeer hoog zijn geworden. In Zuid-Korea liggen de bouwkosten lager en vertonen zelfs een licht dalende trend. De bouwkosten in die landen (zonder rentekosten) bedragen daar circa $2.000 per kilowatt.

Te zien is dat ook voor Frankrijk en India de bouwkosten rond de $2.000 per kilowatt vermogen liggen. Ter vergelijking: het Berenschot-rapport rekent met een bedrag van $6.305 per kilowatt, dus ruim drie keer zo hoog. Het is niet duidelijk waarom de onderzoekers zo'n hoge waarde hebben gekozen. Alle gevallen met een kostenniveau boven de $6.000 zijn van vóór 1980. De bouwkosten zijn bij een kerncentrale sterk bepalend voor de prijs per kilowattuur energie. Het is duidelijk dat als de onderzoekers waren uitgegaan van een reëel (dus lager) kostenniveau, kernenergie veel gunstiger uit de vergelijking zou zijn gekomen.