Het Nederlandse bedrijf Allseas gaat de offshore-industrie van kernenergie voorzien. Als alles volgens plan verloopt, zullen over ruim vijf jaar de eerste schepen van Allseas zijn voorzien van Small Modular Reactors (SMR’s). Dat staat in het vijfjarenplan dat deze aannemer in de offshore energiemarkt vandaag publiceerde. In 2050 wil het bedrijf emissievrij opereren.

De maritieme sector is verantwoordelijk voor 3 procent van de wereldwijde CO2-uitstoot, en dat komt vooral door het fossiele brandstofgebruik. Kernenergie is een goed alternatief als energiebron voor schepen, vooral wegens de extreem hoge energiedichtheid, zegt Allseas in het persbericht dat vandaag uitkwam. Ook op land wil het bedrijf SMR’s inzetten, om de CO2-uitstoot terug te dringen en een stabiele energiebron toe te voegen aan het onvoorspelbare aanbod van zonne- en windenergie. Dat dat geen slecht idee is, bleek eerder al uit onderzoek van TNO en NRG PALLAS.

Type

Allseas werkt samen met onderzoeks- en innovatiepartners TNO, TU Delft, NRG PALLAS en de KNVR (Koninklijke Vereniging van Nederlandse Reders). De SMR die dit consortium gaat ontwikkelen krijgt een vermogen van 25 megawatt (elektrisch) – dat is 18 keer minder dan het vermogen van kerncentrale Borssele.

Het wordt een zogeheten ‘hoge temperatuur gasgekoelde reactor’ (HTGR). Zo’n reactor gebruikt uranium als brandstof, grafiet als moderator (om de neutronen af te remmen en een stabiele kettingreactie mogelijk te maken) en helium als koelgas. De temperatuur in een dergelijke reactor loopt op tot zo’n 1000 graden Celsius.

Brandstof

De veiligheid van de reactoren wordt gegarandeerd door het ontwerp van de splijtstof. Die bestaat uit TRISO-deeltjes, bolletjes van ongeveer een millimeter doorsnee, met een kern van uraniumoxide en een schil van meerdere, keramische beschermlagen.

Duizenden van die deeltjes – die elk als een minuscuul drukvat fungeren – zijn in een grafieten bol ter grootte van een stuiterbal geperst, die het uiteindelijke splijtstofelement vormt.

De kern van een HTGR bevat ongeveer honderdduizend van die grafietbollen (pebbles), elk met een doorsnede van zes centimeter. De warmte die in deze reactor ontstaat, wordt door het heliumgas naar een warmtewisselaar getransporteerd, waar stoom wordt gegenereerd die een turbine aandrijft waarmee de elektriciteit wordt opgewekt.

In dit filmpje wordt het helder uitgelegd.

Getest

Deze pebble bed-technologie werd begin 2022 voor het eerst ingezet in China. Onder meer uit testen in de Hoge Flux Reactor van nucleair onderzoeksinstituut NRG PALLAS in Petten blijkt dat de splijtstof bestand is tegen extreme omstandigheden. De reactor reguleert zichzelf en blijft stabiel, en bij een storing  schakelt het systeem automatisch uit en koelt de reactor af, stelt Allseas in het persbericht. Of het grafiet en de splijtstof kunnen worden hergebruikt, gaat Allseas onderzoeken. 

Planning

De reactor wordt op maat gemaakt voor integratie in offshore schepen en toepassing op het vasteland. Als alles volgens plan verloopt, start Allseas in 2029 met de productie van de SMR, en zal de eerste toepassing in 2030 een feit zijn.

‘De eerste toepassing is waarschijnlijk aan land, terwijl de offshore regelgeving wordt afgerond. Daarna volgen onze eigen schepen en de bredere industrie. Dit is in lijn met onze eigen duurzaamheidsdoelstellingen – 30 procent emissiereductie in 2030 en emissievrije operaties in 2050’, zegt Stephanie Heerema, projectmanager Nucleaire Ontwikkelingen van Allseas.

Andere atoomschepen

Kernenergie als brandstof voor schepen in overigens niet nieuw. De eerste atoomduikboot dateert al uit 1952.

De jaarlijkse Kooyprijs van afdeling Defensie en Veiligheid van KIVI werd dit jaar uitgereikt voor het ontwerp van een HTGR voor marineschepen. De winnaar, Tom Wien, die afstudeerde aan de TU Delft en zijn onderzoek had gedaan bij DAMEN, had eerder stage gelopen bij Allseas.

 

Beeldmateriaal: Allseas