Vrees niet voor kernenergie

Steeds meer milieuactivisten realiseren zich dat energie uit kerncentrales schoon, veilig en betrouwbaar is. In een nieuw boek rekenen ‘ecomodernisten’ af met de bezwaren en stellen zij dat kernenergie bovendien een stuk goedkoper kan.

Door: Marcel Crok

Op 11 maart 2011 werd Japan getroffen door een zeebeving, gevolgd door een tsunami. De natuurramp eiste naar schatting 18.000 doden. Maar de aandacht van de westerse media richtte zich vooral op de kerncentrale van Fukushima, midden in het getroffen gebied. De beelden waren dan ook apocalyptisch. Kolkend vuur torende uit boven de zes reactoren van de centrale. Niet minder spectaculair waren de animaties tijdens de vele televisie-uitzendingen. Deskundigen schetsten op landkaarten in felgele, oranje en rode vlakken de mogelijk radioactieve fall-out¸ het stralingsgevaar van neerdalend stof. Het water en de lucht van de Grote Oceaan zouden zwaar worden besmet. Binnen zes dagen kon radioactiviteit de westkust van de Verenigde Staten bereiken en een deel van de Amerikaanse visserij voor decennia om zeep helpen.

Wanneer we vandaag, zes jaar later, de balans opmaken, dan is het slechte nieuws dat veel landbouwgrond rondom de centrale nog niet veilig genoeg wordt geacht om voedsel op te verbouwen. Ook lekt er nog steeds radioactief koelwater in de oceaan. Honderdduizenden Japanners leven bovendien in de constante angst dat zij mogelijk te veel straling hebben opgelopen waardoor ze op termijn kanker zouden kunnen ontwikkelen.

Maar dan is er die prikkelende vraag. De vraag waarop maar weinig krantenlezers en televisiekijkers een antwoord zullen weten: hoeveel doden vielen er eigenlijk door de kernramp bij Fukushima? Het antwoord zal voor velen verrassend zijn: niet één.

‘Er zijn geen stralingsdoden waargenomen onder de arbeiders of omwonenden die werden blootgesteld aan de straling die vrijkwam door het ongeluk’, schreef het United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR) al in 2013 in een uitgebreid rapport. In latere rapporten trekken de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) en het Internationaal Atoomenergieagentschap (IAEA) dezelfde conclusie. Deskundigen betwijfelen ook of er ooit iemand ‘aan Fukushima’ zal overlijden. In de omgeving van de centrale is het aantal gevallen van schildklierkanker, een kankervariant die direct in verband kan worden gebracht met radioactieve straling, ook na zes jaar niet toegenomen.

Verrassend hoeft die conclusie niet te zijn. Sinds kerncentrales zestig jaar geleden opkwamen, vonden maar vier ongevallen met kernreactoren plaats waarbij meerdere doden vielen. Het zwaarste ongeval was in Tsjernobyl in 1986. De ontploffing kostte in die eerste dagen, weken en maanden het leven aan 64 mensen. Of er ook slachtoffers vielen ná 1986 is lastig te zeggen. Milieuorganisaties als Greenpeace schatten het aantal doden op meer dan 200.000. Maar in officiële onderzoeken, zoals dat van het UNSCEAR, is de conclusie dat alleen de 64 doden direct na het ongeval aan de ramp kunnen worden toegeschreven. Ook het Chernobyl Forum, een in 2013 ad hoc opgezet onderzoeksteam van zeven VN-organisaties, verschafte geen zekerheid. De onderzoekers berekenden dat uiteindelijk 4000 mensen zóuden kunnen sterven door de kernramp in Tsjernobyl, van wie de meesten door schildklierkanker. Maar of daadwerkelijk duizenden aan de gevolgen van Tsjernobyl zijn overleden, is tot op heden onduidelijk.

Elke dode is er één te veel. Maar met enkele honderden of zelfs duizenden doden in zestig jaar kernenergie, behoort kernenergie tot de veiligste vormen van energie. Onvergelijkbaar veel veiliger bijvoorbeeld dan steenkool, de meest gebruikte brandstof in energiecentrales. Alleen al bij de steenkoolwinning vallen naar schatting duizenden doden per jaar. Daarnaast is er de gezondheidsschade die optreedt door luchtverontreiniging bij de verbranding van steenkool of traditionele biomassa (hout en gedroogde koeienmest bijvoorbeeld). Diverse internationale organisaties schatten dat hieraan enkele miljoenen mensen per jaar overlijden.

Kernenergie redt niet alleen levens. De overschakeling van fossiele energie op kernenergie is ook goed voor het klimaat. Kernenergie heeft namelijk een lage CO2-uitstoot. ‘Zonder kernenergie zouden we sinds 1970 nog eens 64 gigaton méér broeikasgassen de lucht in hebben gepompt’, schrijft de bekende klimaatwetenschapper en activist James Hansen, de man die in 1988 met een verklaring voor het Amerikaanse Congres klimaatverandering wereldwijd op de politieke agenda zette. ‘Tot het midden van de eenentwintigste eeuw kan energie de uitstoot van 80 tot 240 gigaton broeikasgassen voorkomen, afhankelijk van welke brandstof door kernenergie wordt vervangen.’

De vraag of we kerncentrales niet dringend nodig hebben om de klimaatverandering af te remmen, is voor Hansen een retorische. In 2015 schreef hij met drie collega’s een open brief met de even lange als veelzeggende titel: ‘Er bestaat geen geloofwaardige route op weg naar de stabilisering van het klimaat zonder een substantiële rol voor kernenergie.’

Het was niet de eerste brief waarin wetenschappers een lans braken voor kernenergie. In 2014 adresseerden 75 klimaatwetenschappers een open brief aan de milieubeweging. ‘We weten van jullie traditionele verzet tegen kernenergie. We begrijpen ook dat ons standpunt controverse oproept. (…) We roepen u op de voor- en nadelen van verschillende vormen van energie tegen elkaar af te wegen en daarbij objectieve maatstaven te gebruiken (…) Dat is verstandiger dan simpelweg terug te vallen op de idealistische opvatting van wat “groen” zou zijn.’

‘Zonder kernenergie is de strijd tegen klimaatverandering zo goed als verloren.’ Mark Lynas, milieuactivist

Niet alleen klimaatwetenschappers breken een lans voor kernenergie. Ook de invloedrijke ontwikkelingseconoom Jeffrey Sachs, de voormalige Greenpeace-voorman Patrick Moore, de milieupionier Stewart Brand, de filantroop Bill Gates en de ecomodernist van het eerste uur Michael Shellenberger pleiten voor meer kerncentrales. Met zijn bedrijf Terrapower ontwikkelt Gates zelfs een nieuw type kernreactor die bestaand afval kan verwerken tot kernbrandstof om zo het probleem van kernafval de wereld uit te helpen. Ook milieuactivist Mark Lynas, jarenlang fel tegenstander van kernenergie, bekeerde zich tot voorstander. ‘Zonder kernenergie is de strijd tegen klimaatverandering zo goed als verloren’, schreef hij in The Guardian.

Terug naar maart 2011. Tijdens een reis van Berlijn naar Parijs en ver van Japan, volgt bondskanselier Angela Merkel via haar iPad de gebeurtenissen in Fukushima. Duitsland is op dat moment de vierde producent van kernenergie ter wereld. Maar diep zit de liefde voor kernenergie niet bij de Duitsers. Voor de invloedrijke groene partij Bündnis 90/Die Grünen is het sluiten van de Duitse kerncentrales al 35 jaar een speerpunt. De grote ronde stickers, met een lachende rode zon en de tekst ‘Atomkraft? Nein danke’, zijn sinds de oprichting van de Groenen in 1979 niet meer van de Duitse auto’s verdwenen.

Enkele maanden na Fukushima besluit Merkel tot het stap voor stap stilleggen van de Duitse kerncentrales. Vervolgens doet zich het lastige probleem voor hoe Duitsland aan voldoende stroom moet komen. Want de kerncentrales leveren bijna een kwart van alle elektriciteit. Stroom uit zon en wind kunnen het gat in elk geval niet dichten. Al snel begint Duitsland dan ook weer met het bouwen van kolencentrales: reden waarom het land nu ver achter ligt op andere westerse landen in het terugdringen van CO2. Zo werd in 2016 rond de 916 miljoen ton CO2 uitgestoten, terwijl het land in 2009 nog 906 miljoen ton CO2 de lucht injoeg. Mét zijn kerncentrales was Duitsland daadwerkelijk op weg zijn uitstoot te verminderen. Vooralsnog is dat proces dus gestagneerd. Ondertussen betaalt de Duitse burger de hoofdprijs. Als gevolg van de subsidies voor zon en wind behoort de Duitse elektriciteitsprijs met 30 cent/kWh tot de hoogste van Europa.

Het stoken van kolen, olie en gas is goedkoop en betrouwbaar, maar produceert veel CO2. Het opwekken van stroom uit zon en wind is relatief schoon, maar afhankelijk van die zon en wind en daarmee onbetrouwbaar. Kernenergie verenigt beide voordelen. Kernenergie levert 24 uur per dag energie en veroorzaakt tegelijkertijd weinig luchtverontreiniging en uitstoot van CO2.

In theorie heeft kernenergie dan ook de beste papieren om ons in de toekomst van energie te voorzien. Temeer omdat de behoefte aan stroom op onze energievretende planeet blijft groeien. Alleen al de schaalvoordelen zijn enorm. Wanneer je de hoeveelheid brandstof neemt die nu nodig is om ons aan energie te helpen en je zou voor al je energie moeten vertrouwen op biomassa, dan heb je voor je jaarlijkse energieverbruik per persoon maar liefst 26 kubieke meter nodig, wat gelijkstaat aan bijna 175 badkuipen vol dennenhout. Stel dat je het volledig zou moeten doen met zonne-energie, dan heb je per persoon de stroom nodig van 333 vierkante meter aan zonnepanelen: een oppervlakte iets groter dan een tennisbaan. (Dat staat dan nog los van het feit dat je het met die zonnepanelen alleen dus niet zult redden en er een back-up van fossiele of kernenergie nodig is.) Zou je het moeten doen met steenkool, dan heb je nog altijd 3,5 kuub kolen oftewel 23 badkuipen nodig. Aan uranium is echter niet meer dan 2,5 gram nodig: minder dan het gewicht van een suikerklontje. Vanwege de hoge dichtheid van uranium gaat het in omvang slechts om een kogeltje van hooguit enkele millimeters doorsnede.

Een overgang naar kernenergie past ook in het proces van ‘ontkoling’, van decarbonisering: een proces dat al enkele eeuwen aan de gang is. Aan het begin van dat proces stond het verbranden van hout. Dat is de traditionele brandstof van de mensheid en nog altijd in gebruik in arme landen. Bij het verstoken van biomassa als hout komt de meeste CO2 vrij. Daarna volgt steenkool, waarbij per eenheid energie al minder CO2 wordt uitgestoten. Weer later verschijnt olie op het toneel. Dat geeft bij verbranding wederom minder CO2 af dan steenkool. Ten slotte is er aardgas dat bij verbranding weer minder CO2 produceert dan olie, kolen en hout. Zo is de decarbonisering van onze economieën al eeuwen gaande. Alleen is het tempo waarin dat gebeurt bijlange na niet hoog genoeg om spoedig te leiden tot een koolstofvrije economie. Juist zo’n economie vinden velen wenselijk omdat ze verwachten daarmee de klimaatverandering te kunnen beteugelen.

De weerstand tegen kernenergie, hoe irrationeel ook, is helaas erg groot. Het is een weerstand die teruggaat tot de jaren zeventig. Aanvankelijk waren het vooral kernwapens waartegen werd gedemonstreerd. Gaandeweg ontstond een complete aversie tegen alles wat met kernenergie te maken heeft. Drie elementen blijven daarin terugkeren: angst voor een kernramp zoals in Tsjernobyl en Fukushima, angst voor kernafval en angst voor kernwapens.

De angst zit er sinds ‘Fukushima’ weer goed in. Maar puur op grond van de feiten en in vergelijking met andere energiebronnen, behoort kernenergie tot de veiligste vormen van energie. Op rationele gronden is veiligheid dan ook geen argument om kernenergie af te wijzen. Dat geldt zeker voor wie droomt van een CO2-arme energievoorziening.

Hetzelfde geldt voor kernafval. Niet alleen is de hoeveelheid langlevend afval uit de huidige kerncentrales gering, bovendien is het geen enkel probleem om dit voor zeer lange periodes veilig op te slaan. Het wordt op een locatie gebracht waarvan we weten dat die al miljoenen jaren stabiel is en die waarschijnlijk ook in de volgende miljoenen jaren stabiel zal zijn. Het materiaal wordt afgesloten van de omgeving, inclusief grondwater. En daar, in splendid isolation, lost het probleem zich gaandeweg vanzelf op door radioactief verval.

In Finland zijn veel studies gedaan naar de risico’s van ondergrondse opslag van radioactief materiaal. In een van de studies werd nagegaan wat zou gebeuren wanneer vaten in de toekomst gaan lekken en de omgeving, inclusief mensen, worden blootgesteld aan radioactieve straling. De onderzoekers concludeerden dat mensen dan in contact komen met straling die vergelijkbaar is met het eten van een paar bananen. Bananen! Want ja, ook die zijn radioactief. Of meer specifiek, ze zouden in dat geval worden blootgesteld aan 0,00018 millisievert per jaar. Ter vergelijking: de natuurlijke achtergrondstraling in Nederland bedraagt ongeveer 2,5 millisievert per jaar.

Het is overigens zonde dat we het uranium en plutonium niet ‘opstoken’, want het is goede brandstof. In Borssele worden om die reden de splijtstaven deels gerecycled waarbij uranium, plutonium en splijtingsproducten worden gescheiden. Wanneer die cyclus voltooid is, levert dit uit het uranium gekweekte plutonium de centrale van Borssele 30 procent van haar brandstof op.

En dan, na de angst voor kernrampen en kernafval, is er nog de associatie met kernwapens. Voor kernwapens is een hoogverrijkte brandstof nodig. Dat is bijvoorbeeld uranium dat bestaat uit meer dan 90 procent uranium-235. Daarentegen gebruiken kerncentrales laagverrijkt 3 tot 5 procent uranium-235. Toch is de associatie van kernenergie met kernwapens niet geheel onterecht. Want wie laagverrijkt uranium kan maken, kan ook hoogverrijkt uranium maken. In principe kan daarmee elk land dat daarvoor de kennis en ultracentrifuges weet te bemachtigen een kernwapen maken, zoals ook in bijna alle langdurige conflictgebieden gebleken is.

Michael Shellenberger wijst er in een TED-Talk op dat kerncentrales juist dé manier zijn om van kernwapens af te komen, omdat het zuivere plutonium dat in de kernkoppen zit gebruikt kan worden als brandstof. Het Delftse studentenblad Delta zocht eens uit wat de potentie is van het huidige kernwapenarsenaal voor de stroomvoorziening van de wereld. Enkele grove berekeningen wezen uit dat de ruim 20.000 kernkoppen die er in de wereld zijn de wereld naar schatting voor zes jaar van stroom kunnen voorzien. Delta citeerde TU Delft-onderzoeker Jan Leen Kloosterman: ‘Er zijn twee soorten kernwapens: kernwapens met hoogverrijkt uranium en kernwapens met plutonium-239. Beide type materialen kunnen prima in kerncentrales gebruikt worden.’ Hij voegde daaraan toe: ‘Borssele heeft jaren gedraaid op uranium uit afgedankte Russische kernkoppen.’

‘Kerncentrales zijn dé manier om van kernwapens af te komen.’ Michael Shellenberger, ecomodernist

Geen van de drie traditionele argumenten tegen kernenergie – veiligheid, afval en kernwapens – hoeft gezien te worden als een onneembare drempel. Wanneer er op dit moment al een hobbel is, is dat de hoge prijs van kernenergie – en dan met name in de westerse wereld. Een nieuw geplande centrale in Engeland, Hinkley Point C, kent een vastgelegde prijs voor de stroomleveranties over de gehele levensduur van (geïndexeerd) bijna 11 eurocent per kWh. Dat is meer dan het dubbele van de marktprijs. En dat is dus een probleem.

In de westerse wereld is de huidige kernenergie vaak te duur om met kolencentrales te kunnen concurreren. Niet alleen zijn het vooral oude en daarmee dure centrales die de energie leveren, ook drijven de opgeschroefde veiligheidseisen de prijs flink op. De belangrijkste oorzaak van die hoge prijs is echter de duurzame energie die op dagen met veel zon en wind wordt opgewekt. Deze stroom krijgt voorrang op het elektriciteitsnet en dan moeten de centrales vaak terugschakelen. Wanneer kolencentrales worden teruggeschakeld, gebruiken ze ook minder brandstof, waardoor de prijs daalt. Omdat de kosten van de brandstof bij kerncentrales slechts een klein deel uitmaken van de totale kosten, kunnen zij de prijs veel minder laten zakken.

We maken het iets technischer. Een nieuw, veelbelovend concept in vernieuwing van de kernenergie is de zogenoemde gesmoltenzoutreactor (molten salt reactor, MSR). Deze bestaat uit een systeem waarin geen splijtstofstaven en water voorkomen, maar waarin een fluorzout wordt verwarmd tot boven de zeshonderd graden Celsius. Dat is de temperatuur waarbij het fluorzout smelt en waarin vervolgens alles oplost wat je maar wilt: uranium, plutonium, kernafval en thorium. De brandstof circuleert met het zout mee door de reactor en de warmtewisselaars. Via die warmtewisselaar wordt stoom opgewekt die vervolgens weer een turbine aandrijft. Het vloeibare zoutmengsel is kern, brandstof en koelmiddel tegelijk.

De brandstof is al vloeibaar, zodat er geen meltdown kan optreden. Er is geen water en er staat geen druk op het vat, dus er kunnen zich ook geen stoom- of waterstofexplosies voordoen. Er is gewoon atmosferische druk in de reactor, wat de veiligheid vergroot en de kosten zal verlagen. Mocht de temperatuur om wat voor reden toch te hoog oplopen, dan stroomt het zoutmengsel naar een onderliggende ruimte waardoor de reactie automatisch stopt. De reactor past zich gemakkelijk aan de vraag aan. Dat is ideaal in een elektriciteitsnet met veel volatiele duurzame energie afkomstig van zon en wind. De MSR is dus een volmaakte back-upcentrale, die de schokken die wind- en zonne-energie veroorzaken kan opvangen.

De gesmoltenzoutreactor draait in het ideale geval op thorium, een afvalproduct van de mijnbouw, want dan kan vrijwel alle brandstof gebruikt worden. Dat is een groot voordeel ten opzichte van de huidige kernreactoren die maar enkele procenten van het natuurlijke uranium omzetten in energie. Er is genoeg thorium om de wereld voor duizenden jaren van energie te voorzien. Velen voorzien voor de gesmoltenzoutreactor dan ook een gouden toekomst in de energievoorziening.

De Amerikaan Kirk Sorensen heeft een bedrijf opgezet, Flibe Energy, waarmee hij de LFTR (liquid fluoride thorium reactor) wil ontwikkelen. Dit is in feite de meest ambitieuze variant van de gesmoltenzoutreactor die thorium als brandstof gebruikt. Thorium is praktisch onbeperkt beschikbaar, hoeft niet opgewerkt te worden en wordt volledig verbrand tot splijtingsproducten die korter leven dan driehonderd jaar. De hoeveelheid geproduceerd langlevend afval is nagenoeg nihil omdat vrijwel alle thorium wordt ‘verstookt’.

Voor de commercialisering van dit ontwerp moet echter nog wel uitgebreid materiaalonderzoek worden gedaan en ook de chemische verwerkingseenheid vraagt om een stevig ontwikkeltraject. Bij zeer ruime middelen zouden binnen tien à vijftien jaar voldoende kennis, materialen en componenten ontwikkeld en getest kunnen zijn, zodat aan de ontwikkeling van een commerciële centrale kan worden begonnen. De ultieme veilige en schone gesmoltenzoutreactor staat daarmee helaas nog zeker twintig jaar van commercialisering af.

Geen land is zo gebrand op het terugdringen van steenkool in de energievoorziening als China, dat te kampen heeft met dramatische luchtverontreiniging in de grote stedelijke gebieden. In Shanghai is in 2014 begonnen met een uiterst ambitieus ontwikkelingsprogramma om binnen tien jaar een demonstratiereactor op thorium operationeel te hebben, en die tien jaar later commercieel te produceren.

Er wordt aangenomen dat China deze reactoren wil gaan gebruiken om de stookketels van ongeveer tweeduizend Chinese kolencentrales te vervangen, waardoor men gebruik kan maken van bestaande locaties met stoomturbines, generatoren en hoogspanningsaansluitingen. Dit zou de productie van kernenergie in China enorm kunnen versnellen en daarmee de zo vurig door de regering gekoesterde wens van een verbetering van de luchtkwaliteit in vervulling laten gaan.

De transitie naar een energievoorziening zonder fossiele brandstoffen zal nog tot ver voorbij 2050 duren. Om toch al een aanzienlijke daling van het gebruik van fossiele energie te realiseren, kan de elektriciteitsvoorziening verregaand verduurzaamd worden door enige tientallen procenten energie uit wind en zon te combineren met kernenergie. Die kernenergie komt dan uit de nieuwste ontwerpen van de drukwaterreactor, waarvan er meerdere commercieel verkrijgbaar zijn. Om deze transitie ook betaalbaar te houden zal de kostprijs van deze centrales verder omlaag moeten. Pas een nieuw ontwerp van kerncentrales zal een tijdperk van zeer goedkope, betrouwbare, schone en veilige energie inluiden. En voor zover het zich nu laat aanzien zal dat ontwerp de intrinsiek veilige gesmoltenzoutreactor op thorium zijn.

Dit is de verkorte versie van een hoofdstuk uit het boek, Ecomodernisme: Het nieuwe denken over groen en groei, onder redactie van Marco Visscher en Ralf Bodelier, dat in april verscheen bij uitgeverij Nieuw Amsterdam. Zie ook: www.ecomodernisme.nl.