Spanning april 2011 :: Kernenergie na Fukushima

Kernenergie na Fukushima

De illusie van de wederopstanding van kernenergie

Foto: Foto: Polaris / Hollandse Hoogte

Tekst: Herman Damveld, zelfstandig onderzoeker en publicist over (kern)energie

De afgelopen jaren lezen we regelmatig dat kernenergie de toekomst heeft en na een moeilijke periode weer helemaal terug is: de nucleaire renaissance. Dat klopt niet met de feitelijke situatie. Zelfs voor het ongeluk met de Japanse kerncentrale Fukushima op 11 maart 2011 was de opleving van kernenergie een illusie, een wensdroom van voorstanders van kernenergie. Het ongeluk met de Japanse kerncentrale Fukushima op 11 maart 2011 prikt deze wensdroom definitief door en betekent eerder een neergang dan een opgang van kernenergie.

Kernenergie kent vele problemen, zoals de opslag van het radioactief afval. Andere problematische factoren die een rol spelen in de discussies zijn bijvoorbeeld de risico’s van uraniumwinning, de beperkte voorraad uranium, de onveiligheid van kerncentrales, ongelukken als met Tsjernobyl in 1986 en Fukushima, de hoge bouwkosten en de beperkte productiecapaciteit van de kernindustrie. Ook is kernenergie niet broeikasgasvrij. Verder stelde Nikolaus von Bomhard, directeur van Munich Re (een van de grootste verzekeraars ter wereld) op 20 maart 2011 dat kernenergie een niet te verzekeren risico is. Er zijn in Europa verschillende reactoren die geen tweede veiligheidsomhulling hebben en daarmee vatbaarder zijn voor aanslagen: vier in Hongarije, vier in Slowakije en vier in Tsjechië. Tot slot staat er in Slovenië een kerncentrale in een aardbevingsgevoelig gebied, en in Roemenië zelfs twee.

Stel dat we aan deze problemen voorbijgaan, net doen of het ongeluk bij Fukushima niet is gebeurd, en het Nucleaire Energie Agentschap (NEA) te Parijs volgen. Hoe zou het er dan voorstaan met kernenergie? Het NEA heeft een scenario bedacht voor een forse toename van het aantal kerncentrales. Dat vergt op korte termijn een onwaarschijnlijke toename van de productiecapaciteit en gekwalificeerd personeel. Tot 2050 moet elke twee weken begonnen worden met de bouw van een nieuwe kerncentrale. Het aandeel kernenergie in de totale energievoorziening neemt dan toe van 6 procent nu, naar 15 procent in 2050. De rol van kernenergie blijft dus hoe dan ook beperkt.

Echter, hoe meer kerncentrales, hoe groter de kans op een kernsmelting. De kans dat er tot het jaar 2050 weer een kernsmelting plaatsvindt is becijferd op 5 procent. Dat zou opnieuw een tegenslag voor de kernenergie betekenen, dus het is maar zeer de vraag of er vanaf nu elke twee weken begonnen zal worden met de bouw van een kerncentrale. Daarmee is de nucleaire wederopstanding een illusie.

Belangrijkste nieuwe typen kerncentrales

• AP-1000 van Westinghouse (VS) en Toshiba (Japan). Drukwaterreactor van 1200 Megawatt (MW). China is recent begonnen met de bouw van drie AP-1000 centrales

• Advanced Boiling Water Reactor (ABWR) van General Electric (VS), Hitachi (Japan) en Toshiba (Japan). Kokendwaterreactor met een vermogen van 1300 MW. Dit is het enige recente ontwerp dat al in bedrijf is: vier eenheden in Japan, terwijl er twee in aanbouw zijn in China.

• Advanced Pressurized Water Reactor (APWR) van het Japanse Mitsubishi Heavy Industries (MHI). Vermogen van 1700 MW. MHI hoopt twee van deze drukwaterreactoren in de VS te gaan bouwen.

• APR-1400. Drukwaterreactor van 1340 MW. Het gaat om technologie die oorspronkelijk van Westinghouse komt, maar door Zuid-Korea verder ontwikkeld is. Er zijn twee APR-1400-centrales in aanbouw in Zuid-Korea en er zijn twee gepland in de Verenigde Arabische Emiraten. Een aanbod voor een reactor voor Litouwen werd na twee weken teruggetrokken.

• Economic Simplified Boiling Water Reactor (ESBWR) van General Electric (VS) en Hitachi (Japan). Er zijn geen orders geboekt, maar er bestaat in de VS belangstelling voor. European Pressurized water Reactor (EPR) van AREVA, waarin de Franse overheid een meerderheidsbelang heeft. Het gaat om een centrale van 1600 MW, die nu in aanbouw is in Finland en Frankrijk.

• VVER-1200. Drukwaterreactor van 1200 MW van de Russische staatsonderneming Rosatom. Er zijn vier kerncentrales in aanbouw in Rusland.

• Er was de afgelopen tien jaar vaak sprake van kleine kerncentrales voor zowel stroom als warmte voor de industrie: de zogeheten Bolletjesreactor (PBMR) die in Zuid-Afrika ontwikkeld is. Deze kleine kerncentrales zouden een geweldige toekomst wereldwijd tegemoet gaan, was het idee, juist omdat ze veel veiliger zouden zijn dan de bestaande reactoren. Echter, op 20 september 2010 viel het doek voor de PBMR, waar tot dan 1,3 miljard dollar voor was uitgegeven.

• Het Amerikaanse bedrijf Westinghouse gaat een compacte kerncentrale ontwerpen die in z’n geheel in de fabriek gebouwd wordt. De Small Modular Reactor (SMR) is een geïntegreerde drukwaterreactor met een vermogen van 200 MW, waarbij alle belangrijke onderdelen zich in het reactordrukvat bevinden. De SMR kan per trein naar de plaats van bestemming rijden en daar aangesloten worden. Het ontwerp is gebaseerd op de AP 1000 die nu in aanbouw is in China. Volgens Kate Jackson, hoofd Technologie van Westinghouse, zit alle in tientallen jaren verworven kennis in de SMR, die bij uitstek geschikt zou zijn voor landen waar het elektriciteitsnet een centrale met meer dan 1000 Megawatt niet aankan. Westinghouse wil voor de SMR een subsidiepot van 97 miljoen dollar gebruiken, die president Obama in februari 2011 heeft ingesteld voor de ontwikkeling van kleine kerncentrales.

Kernenergiehype dertig jaar geleden

Voorstanders van kernenergie voorspelden dertig jaar geleden ook al een rooskleurige toekomst voor de kernreactoren. Het Internationaal Atoom Energie Agentschap (IAEA) te Wenen schatte in 1980 dat in 2010 tussen de 1.300.000 en 2.150.000 megawatt aan kerncentrales in bedrijf zou zijn in de landen buiten wat toen nog de Sovjet-Unie heette. Die verwachting is niet uitgekomen. Kernenergie zorgt nu voor 14 procent van het elektriciteitsgebruik, dat is 5,9 procent van het totale wereldwijde energiegebruik. Er zijn nu niet veel meer kerncentrales dan 22 jaar geleden. Eind 1988 waren er wereldwijd 429 kerncentrales in bedrijf, in januari 1998 waren het er 428. Het aantal kerncentrales nam toe tot 444 in 2002, daalde naar 436 begin 2010 en steeg tot 440 in februari 2011 (met een vermogen van 377.000 megawatt). In maart 2011 werden vijf kerncentrales gesloten, zodat er nu 435 kerncentrales in bedrijf zijn.

De kerncentrale in Borssele. Foto: Peter Hilz / Hollandse Hoogte

Dus maar een kwart van de verwachtingen van 1980 is uitgekomen: verwachtingen kunnen beter niet al te snel voor zoete koek worden aangenomen. Jarenlang is er nauwelijks begonnen met de bouw van kerncentrales. Vanaf 2008 is er een stijging. In dat jaar startte de bouw van tien kerncentrales, in 2009 van elf en in 2010 van twaalf – in totaal dus drieëndertig. Drieëntwintig daarvan staan in China, drie in Zuid-Korea, vijf in Rusland en twee in India.

De voorstanders van kernenergie beschouwen dit als de nucleaire wederopstanding, waarin vooral Japan, China en India vooroplopen. Nadere analyse leert echter dat het twijfelachtig is of de nucleaire wederopstanding in China en India zo’n vaart zal lopen. Dat geldt ook voor Japan, de Verenigde Staten en Europa – en die conclusie kon al worden getrokken voor het ongeluk in Fukushima plaatsvond.

Grote wensenlijst

Het NEA heeft in 2010 de Technology Roadmap Nuclear Energy uitgebracht. Eén van de hoofdauteurs van dit rapport, Martin Taylor, zegt hierover: ‘Het is een ambitieus plan. We kunnen in het algemeen stellen dat de wereldwijde productiecapaciteit om kerncentrales te bouwen tussen nu en het jaar 2020 zal moeten verdubbelen om de doelen in ons rapport te halen.’ Het NEA verwacht dat kernenergie toe kan nemen tot 1.200.000 megawatt in 2050. Kernenergie zorgt dan voor 24 procent van de wereldwijde elektriciteitsopwekking, dat is 15 procent van het totale energiegebruik.

Taylor wijst erop dat ‘in de jaren negentig en ook de afgelopen tien jaar een aantal ondernemingen de nucleaire business min of meer hebben verlaten. Andere ondernemingen hebben hun capaciteit ingekrompen. Tegelijk steeg de gemiddelde leeftijd van het gekwalificeerde personeel. Velen zijn met pensioen gegaan of beginnen daar binnenkort aan. We concluderen daarom in onze roadmap dat beperking in de industriële capaciteit en in de beschikbaarheid van personeel een belemmering zal vormen voor de bouw van het aantal nieuwe kerncentrales. Dat geldt in ieder geval voor de komende jaren.’

Taylor verwijst naar het rapport, waarin staat dat de productie van de meeste reactorcomponenten binnen een paar jaar kan toenemen. Maar het wordt lastig voor de grootste componenten, zoals het reactorvat. Japan Steel Works is nu de enige fabriek die reactorvaten uit één stuk kan gieten. Het duurt zeker vijf jaar om zo’n fabriek te bouwen en er zijn maar weinig firma’s die over de benodigde technologie en financiering beschikken, concluderen de auteurs van de roadmap. In Engeland was er een plan om een fabriek voor reactorvaten te bouwen. De Engelse regering heeft medio juni 2010 echter besloten om daar geen lening aan te verstrekken, waardoor de bouw niet doorgaat.

Nieuw, maar nog steeds een risico

De kerncentrales die tot 2050 worden gebouwd behoren tot een nieuwe generatie, die volgens Taylor ‘profiteren van de grote vooruitgang in de informatietechnologie van de afgelopen tientallen jaren en ook veel meer gebruik maken van standaardisatie en modulaire constructies, waardoor de reactoren veiliger zijn’. Bij sommige ontwerpen wordt het bedrijf geautomatiseerd, zodat bij een ongeluk de operators de eerste drie dagen niet in hoeven te grijpen. Belangrijke verbeteringen zijn daarnaast een veel sterkere omhulling en een lagere vermogensdichtheid van de reactorkern, waardoor een kernsmelting trager verloopt.

De Nederlandse regering stelde in 2008 in het Derde Structuurschema Elektriciteitsvoorziening (SEV III) dat bij een ernstig ongeval binnen een straal van vijf kilometer met een snelle evacuatie rekening gehouden moet worden. Dit in tegenstelling tot SEV II waar een afstand van 20 kilometer genoemd werd voor evacuatie. Maar omdat de moderne kerncentrales veiliger zijn dan kerncentrales als bijvoorbeeld die te Borssele, noemt de regering nu vijf kilometer.

Nederlandse plannen

Het Zeeuwse energiebedrijf Delta wil een vergunning om een tweede kerncentrale te bouwen bij Borssele. Ook het Duitse bedrijf RWE en Energy Resources Holding (ERH) zijn in de race. Als Delta een nieuwe kerncentrale wil bouwen zal het bedrijf heel veel geld nodig hebben. Geld dat het zelf niet op de plank heeft liggen. De vraag is dus: wie gaat z’n geld op het spel zetten, wie durft er te investeren in de nieuwe kerncentrale? Als het Delta nu wordt gevraagd, zegt het bedrijf nog niet te weten hoe men het wil gaan regelen. ‘We vinden het nog te vroeg om over de business case te praten’, aldus een woordvoerder in een artikel in Energiegids. nl (januari 2010). Ad Louter, operationeel directeur van energiebedrijf Delta, stelt dat als er een vergunning is, de marktpartijen de kosten – tussen de 5 en 7 miljard euro – geheel ophoesten. ‘Puur economisch gezien zit je met een kerncentrale hartstikke goed.’ Dat is een rooskleurige kijk op de feiten. De bouw van een tweede kerncentrale kost de overheid tot 1 miljard euro aan subsidie. Dat blijkt uit een rapport van adviesbureau Spring Associates, dat Greenpeace in september 2010 uitbracht. Daarin staat ook dat nog nergens ter wereld een kerncentrale is gebouwd zónder enige vorm van financiële steun van de overheid.

Na de Japanse nucleaire ramp heeft Minister Verhagen de Tweede Kamer geschreven dat hij de ervaringen in Fukushima meeweegt bij de eisen die aan nieuwe kerncentrales zullen worden gesteld.

Het is de vraag of die nieuwe kerncentrales daadwerkelijk veiliger zijn. Dit laten we zien aan de hand van de European Pressurized water Reactor (EPR), hét voorbeeld van de nieuwe generatie kerncentrales. Over de EPR heeft het onderzoeksbureau Large and Associates in maart 2007 een rapport uitgebracht. Daarin staat dat bij een ernstig ongeval een gebied van 5600 vierkante kilometer geëvacueerd zou moeten worden. De ontwerper van de EPR, Areva, laat het bij een te evacueren gebied van 123 vierkante kilometer, omdat Areva ervan uitgaat dat allerlei – niet eerder toegepaste en daarom in de praktijk onbewezen – technische maatregelen perfect zullen werken. Ook sluit Areva veel ernstige ongelukken die mogelijk zijn, van tevoren uit. In deze beperkte visie van Areva komen we uit op een afstand van meer dan vijf kilometer van de centrale waar geëvacueerd moet worden. Large and Associates komen op een te evacueren gebied tot op tientallen kilometers van de kerncentrale.

Daar komen nog principiële problemen in het ontwerp bij. Areva wil kerncentrales bouwen in de VS. De Amerikaanse overheidscommissie voor Nucleaire Regelgeving (NRC) heeft vragen bij het ontwerp van de EPR, bleek op 26 juli 2010. Het gaat vooral om het goed functioneren van de veiligheidssystemen. Ook moeten de veiligheidssystemen onafhankelijk van elkaar werken. En dat is nu niet het geval. Daarom wil Areva veranderingen aanbrengen in deze systemen zodat ze minder ingewikkeld worden en onafhankelijk van elkaar worden. In maart 2011 zal Areva hiervoor concrete voorstellen doen. Maar of die veranderingen nog toegepast kunnen worden in de kerncentrales die Areva nu al bouwt in Finland en Frankrijk, is onduidelijk. Al met al is de EPR in grote economische en technische problemen gekomen.

Er zijn ook vragen bij de veiligheid van de Amerikaanse reactor AP 1000 van Westinghouse. Bij een ongeval kan duizend keer meer radioactiviteit vrijkomen dan toegestaan is, zei Arnold Gundersen, chief engineer van Fairewinds Associates op 10 januari 2011 bij de publicatie van een rapport over de AP 1000.

Met de nieuwe kerncentrales wordt een groot ongeluk dus niet uitgesloten, kunnen we concluderen. Daarmee blijft kernenergie een groot risico.

Elke twee weken een kerncentrale

Hoeveel kerncentrales moeten er vanaf nu jaarlijks gebouwd worden om 1.200.000 megawatt in 2050 te halen? Als we ervan uitgaan dat alle kerncentrales die nu in bedrijf zijn, gesloten zijn in 2050, dan moeten we jaarlijks gemiddeld dertig kerncentrales van 1000 megawatt bouwen; echter veel kerncentrales mogen zestig jaar in bedrijf blijven, zodat van de bestaande kerncentrales nog 60.000 megawatt draait in 2050, lezen we in de roadmap.

Een levensduur van zestig jaar berust niet op ervaring. Onderstaande figuur 1 is van het Internationaal Atoom Energie Agentschap (IAEA). Daarin kunnen we lezen dat op dit moment de oudste kerncentrale ter wereld 44 jaar is. Gemiddeld zijn de kerncentrales nu zo’n 27 jaar oud. Of al die centrales de zestig jaar halen is nog de vraag.

Verschillende nieuwe typen kerncentrales hebben een vermogen tussen 1200 en 1600 megawatt. Als we uitgaan van een levensduur van zestig jaar én van gemiddeld 1400 megawatt, dan moeten er twintig kerncentrales per jaar gebouwd worden en dat veertig jaar lang. Volgens Taylor is dit ‘haalbaar als de regeringen en de industrie elk hun steentjes bijdragen’. Maar volgens verschillende studies die in 2009 zijn verschenen, zoals van Prognos AG, het MIT, een studie in opdracht van het Duitse ministerie van Milieu en een studie van Henry Sokolsky in Policy Review van augustus/september 2010, is dit niet realistisch. Daar komt nog bij dat de vroegere directeur van het Franse elektriciteitsbedrijf EDF, Francois Roussely, recent stelde dat zo’n grote reactor als de EPR te complex is en de vermogens van reactoren naar beneden zou moeten, willen ze op den duur overleven. Als we uitgaan van een vermogen van 1000 megawatt per kerncentrale, moeten er in het jaar 2050 wereldwijd 1200 kerncentrales in bedrijf zijn. Als die kerncentrales gemiddeld veertig jaar in bedrijf zijn én als de kans op een kernsmelting eens in de miljoen jaar per kerncentrale is, kunnen we uitrekenen dat de kans op een kernsmelting de komende veertig jaar 5 procent is. En dat zal opnieuw een tegenslag voor de kernenergie betekenen. Of er dus vanaf nu elke twee weken begonnen zal worden met de bouw van een kerncentrale is zeer de vraag. Daarmee is de nucleaire wederopstanding een illusie.

Een lange versie van dit artikel, met informatie per land en uitgebreide bronvermelding, is op te vragen bij de redactie.

Lees online