Kleine kernreactoren kunnen een belangrijke rol vervullen in het toekomstig energiesysteem van Nederland. Dat concluderen kennisinstituut TNO en de nucleaire onderzoeks- en adviesgroep NRG PALLAS.

Afhankelijk van de toekomstige industriële activiteit in Nederland zal er in 2050 ruimte zijn voor twee tot dertien SMR’s (small modular reactors) met elk een elektrisch vermogen van 150 megawatt schrijven de onderzoekers van deze instituten in een gezamenlijke publicatie. In theorie kunnen dit zelfs 27 SMR’s worden – al lijken de scenario’s waarin dat gebeurt niet erg waarschijnlijk.

Kernenergie in de energietransitie  

Na een lange periode waarin de Nederlandse overheid van kernenergie af wilde, is het tij nu gekeerd.  Het huidige kabinet wil niet alleen de bestaande kerncentrale in Borssele langer openhouden, maar ook vier nieuwe kerncentrales in Nederland bouwen, met elk een capaciteit van 1000 tot 1500 megawatt. Voordelen van deze energiebron zijn de geringe CO2-uitstoot, de beperkte ruimte die ervoor nodig is en de constante levering van energie. Het kabinet ziet dit als zinvolle toevoeging aan duurzame energie uit zon en wind.

Kerncentrales maken Nederland voor zijn energielevering bovendien minder afhankelijk van het buitenland en van de toch wat grilliger wind- en zonne-energie, is het idee.

Uit een eerdere scenariostudie van TNO bleek al dat in een energiesysteem zonder nieuwe kerncentrales de systeemkosten 1  tot 2,5 procent hoger zijn dan met kernenergie. Kerncentrales zijn weliswaar duurder dan windturbines en zonnepanelen, maar omdat wind en zon niet altijd aanwezig zijn, zijn er wel extra maatregelen nodig om een continue beschikbaarheid van energie te waarborgen, zoals bijvoorbeeld energieopslag. Of gas- of kolencentrales natuurlijk, maar die stoten broeikasgassen uit.

SMR’s

Kleine modulaire kernreactoren hebben nog eens extra voordelen boven grotere centrales. Omdat ze klein zijn hebben ze minder ruimte en koelwater nodig en zijn ze ook makkelijker te bouwen. Veel van de onderdelen worden in serie in fabrieken geproduceerd om later te worden samengevoegd – vandaar de naam modulair. Dat scheelt enorm in de kosten. Daarnaast kunnen ze als gecombineerde warmte- en stroombron worden ingezet.

Althans: dat is de verwachting; de bouw van SMR’s moet in Europa nog van de grond komen. In de Verenigde Staten en in China is men al wel een stap verder.

‘Op dit moment zijn de kosten nog wél hoog, omdat het allemaal nieuw is’, zegt Martin Scheepers, programmamanager energietransitie bij TNO en één van de auteurs van het nieuwe rapport, ‘al helpt het als we de warmte van de reactor ook kunnen benutten.’

Onderzoek

Voor het onderzoek uit het nieuwe rapport werd de expertise op het gebied van innovatieve reactortechnologieën van NRG PALLAS gecombineerd met een energiesysteemmodel van TNO, OPERA genaamd. Dit model berekent welke energiemixen economisch, logistiek en klimaat-technisch een gunstig resultaat opleveren, op grond van randvoorwaarden wat betreft gewenste CO2-uitstootbeperking, energievraag, beschikbaarheid van zon en wind en verwachte prijzen van energie en materialen.

De meest onzekere parameter was hierbij de ontwikkeling van de industrie in Nederland. Vandaar de grote variatie in het aantal SMR’s dat volgens het model een rol kan gaan spelen bij de energietransitie. Het uiteindelijke aantal is afhankelijk van de toekomstige industriële activiteit in Nederland en de warmtevraag van bijvoorbeeld raffinaderijen en fabrieken voor de productie van chemicaliën.

Veiligheid

Kernenergie is inderdaad een noodzakelijke toevoeging aan de mix om de doelen van de energietransitie te halen, zegt kernfysicus Nasser Kalantar, hoogleraar aan het Energy and Sustainability Research Institute van de Rijksuniversiteit Groningen, die zelf niet bij dit onderzoek betrokken was. ‘En SMR’s zijn een belangrijke component in de nieuwe systemen, vanwege het relatieve gemak waarmee ze kunnen worden gemaakt en de mogelijke plaatsing in de buurt van grote gebruikers. De voorspelling is dat de kosten lager uitkomen.’

De veiligheid ziet Kalantar niet als onoverkomelijke uitdaging. ‘De regelgeving voor grote kerncentrales is streng, dat zal voor SMR’s niet anders zijn’, zegt hij. ‘Natuurlijk moet de veiligheid van elke iedere installatie goed worden gecontroleerd, maar dat geldt ook voor andere grote apparatuur. En we hebben het geluk dat Nederland al een goede infrastructuur voor kernenergie heeft, omdat we al een kernreactor en andere kerngerelateerde activiteiten hebben. Denk daarbij aan reactoren, een zuiveringsfabriek (Urenco) en een opslagmogelijkheid (COVRA), maar ook aan toezichthouders en het onderzoeks- en adviesinstituut NRG.’

Kernafval

Ook voor kernafval bestaan al nationale regels, zegt Kalantar. ‘Ook  dat is voor SMR’s niet heel anders dan voor de bestaande reactor, er komt alleen meer afval dan nu.’ In Nederland wordt deze afvalverwerking verzorgd door COVRA.

De SMR’s van nu, generatie III+ heten die, produceren inderdaad kernafval dat moet worden opgeborgen in een eindberging, zegt Scheepers. ‘Bij generatie IV, die hierna komt, zijn er ook modellen die veel minder kernafval produceren, omdat die het deels als brandstof kunnen hergebruiken.’

Voor een oplossing voor kernafval op de lange termijn is in Nederland het onderzoek al jaren bezig.

 

Openingsbeeld: Depositphotos