Kernenergie

Kernenergie omvat zowel kernsplijting als kernfusie. In operationele kerncentrales wordt uranium als splijtstof gebruikt. Ook andere elementen kunnen als splijtstof worden toegepast, zoals thorium. Bij kernfusie combineren lichte elementen tot zwaardere, maar deze techniek is nog in de onderzoeksfase en beschikbaarheid voor energieopwekking is in de komende decennia nog niet te verwachten. Bestaande kerncentrales gebruiken de uit splijting afkomstige warmte om stoom mee te maken die een generator aandrijft waarmee elektriciteit wordt opgewekt.

Wereldwijd zijn er 437 kerncentrales in bedrijf, 200 zijn uit bedrijf genomen en 48 in aanbouw (bron: IAEA (PDF)). Op dit moment zijn de meest toegepaste reactortypen de drukwaterreactor (pressurized water reactor, PWR) en de kokend-waterreactor (boiling water reactor, BWR). In West-Europa worden nieuwe reactoren gebouwd van het European Pressurized Reactor (EPR) type. Dit type derde-generatie-reactor moet de standaard worden voor toekomstige kernreactoren met verbeterde veiligheid en hogere efficiëntie. De eerste EPR-reactor is in 2022 in Finland (Olkiluoto) in bedrijf genomen. Frankrijk (Flamanville) en het Verenigd Koninkrijk (Hinkley Point) hebben EPR-reactoren in aanbouw.

Er wordt ook onderzoek gedaan naar het toepassen van thorium in toekomstige centrales. Thorium kan worden gebruikt in een kerncentrale van een bestaand reactortype, ook al gebeurt dat in de praktijk nu niet, of in een nieuw type reactor waarin thorium is opgelost in gesmolten zout. Het voordeel daarvan is dat het veiliger is en het minder radioactief afval oplevert dat minder lang radioactief blijft. Een commerciële centrale die werkt met gesmolten zout zal echter nog decennia op zich laten wachten.

In Nederland staat een gesloten kerncentrale in Dodewaard en een operationele in Borssele, die zo’n 3% van de in Nederland geproduceerde elektriciteit opwekt (bron: CBS). Bij het kernsplijtingsproces komt geen CO₂ vrij, maar wel tijdens de bouw van de centrale en bij winning en transport van splijtstof (net als bij de productie van installaties voor duurzame energie ). Per kilowattuur elektriciteit is de CO₂-emissie zeer laag en vergelijkbaar met die van windenergie als daarbij ook de emissies tijdens de bouw en installatie van de turbines wordt meegerekend. Na gebruik van de splijtstof blijft er kernafval over dat nog gedurende duizenden jaren radioactieve straling afgeeft. Dit hoogradioactief afval wordt tijdelijk opgeslagen in het HABOG (Hoogradioactief Afval Behandelings- en OpslagGebouw). Voor de definitieve opslag van het kernafval is door Nederland nog geen besluit genomen. Omdat de splijtstof afkomstig is uit mijnbouw, en daarmee eindig is, wordt kernenergie niet beschouwd als hernieuwbare energie .

Een voordeel van kernenergie is dat de elektriciteitsproductie niet afhankelijk is van het weer zoals bij elektriciteit uit zon en wind. In een klimaatneutraal elektriciteitssysteem met kerncentrales zijn minder voorzieningen nodig om de fluctuaties van wind- en zonne-energie op te vangen dan in een systeem waarbij de elektriciteitsproductie vrijwel volledig van zon en wind afkomstig is. Een kerncentrale kan ook worden gebruikt om waterstof te produceren of warmte te leveren aan de industrie. Op die manier zou kernenergie ook een nuttige bijdrage kunnen leveren aan een klimaatneutrale energievoorziening.

Naast de voordelen – vrijwel CO₂-vrij, niet afhankelijk van het weer, neemt weinig ruimte in vergeleken met opwekking van energie uit zon en wind – zijn er ook belangrijke nadelen aan kernenergie verbonden. Het is nog onduidelijk wat de beste manier is om het hoogradioactieve kernafval definitief op te slaan. Andere nadelen zijn dat splijtingsproducten kunnen worden gebruikt in kernwapens en in vuile bommen (conventionele explosieven gecombineerd met radioactief materiaal) en dat ongelukken met kerncentrales grote gebieden onbewoonbaar maken. Een praktisch bezwaar is dat de bouwko sten en de bouwduur van nieuwe kerncentrales in Europa en de VS hoog zijn opgelopen. In China en in de rest van Zuidoost-Azië zijn die kosten lager en de bouwtijd korter. De hogere kosten in Europa en de VS hebben vooral te maken met verhoogde veiligheidseisen, nieuwe en complexere reactorontwerpen en materialen, hoge arbeidskosten en het opnieuw moeten opdoen van ervaring met de bouw van kerncentrales.

Die hoge kosten zijn vooral een probleem voor de rentabiliteit van een kerncentrale. Bij nieuwe innovatieve reactortypen die in ontwikkeling zijn (generatie 4), zoals de thoriumreactor, komt minder kernafval vrij met een kortere levensduur en is de veiligheid beter gewaarborgd. Verwacht wordt dat deze reactoren sneller gebouwd kunnen worden, vanwege de kleinere omvang en fabrieksmatige productie. De ontwikkeling zal echter nog meerdere jaren vergen. Er wordt van uitgegaan dat de eerste thoriumreactor niet eerder dan over 20 tot 25 jaar in bedrijf genomen kan worden.

Kernenergie wordt veel besproken als een optie om te komen tot een CO₂-vrije energievoorziening. Gezien de bouwtijd van een 3^e-generatie kerncentrale zal deze pas na 2030 een bijdrage kunnen leveren aan CO₂-vrije elektriciteitsproductie. Er zijn felle tegenstanders, maar ook grote voorstanders die stellen dat de energietransitie zonder kernenergie niet mogelijk zou zijn.

De vraag of bepaalde opties noodzakelijk zijn, kan echter niet zonder overzicht van het gehele toekomstige energiesysteem worden beantwoord. Je moet weten wat de toekomstige elektriciteitsvraag is en welke beperkingen er aan verschillende opties worden opgelegd. Enerzijds heeft Nederland al plannen voor sterke groei van wind op zee en van zonne-energie. Door het grote ruimtegebruik kunnen deze bronnen binnen Nederland echter niet onbeperkt worden ingezet. Nu importeert Nederland nog grote hoeveelheden aardolie, steenkool en aardgas. Nederland is nog verre van zelfvoorzienend in energie. Afhankelijk van de importmogelijkheden voor hernieuwbare energie (bijvoorbeeld biomassa en waterstof) zal er meer of minder CO₂-vrije energie binnen Nederland moeten worden geproduceerd. Ook politieke keuzes bepalen de randvoorwaarden waarbinnen een duurzaam energiesysteem zich kan ontwikkelen.

In de scenariostudie die TNO in 2022 heeft gepubliceerd, bevat één van de twee scenario’s nieuwe kerncentrales vanaf 2040. In dat scenario wordt uitgegaan van ambitieuze duurzaamheidsambities waarbij, naast een klimaatneutraal Nederlands energiesysteem, ook brandstoffen voor internationale lucht- en scheepvaart en de koolwaterstoffen voor productie van chemicaliën en kunststoffen worden verduurzaamd. De elektriciteitsvraag neemt toe tot meer dan 500 TWh in 2050. Om in deze vraag te voorzien wordt kernenergie ingezet in aanvulling op wind- en zonne-energie. Het is mogelijk ook zonder kernenergie in de energievraag van dit scenario te voorzien, maar dan nemen de systeemkosten toe. Een klimaatneutraal energiesysteem voor Nederland

De kerncentrale Borssele, waarvan de exploitatie in 2033 zou worden beëindigd, blijft mogelijk langer in bedrijf. De overheid zal daarvoor de vergunning aanpassen. Ook wordt besluitvorming voorbereid om de bouw van twee nieuwe kerncentrales in Nederland mogelijk te maken. Ten behoeve van deze besluitvorming is onder meer door Witteveen en Bos, eRisk en The Hague Centre for Strategic Studies de Scenariostudie kernenergie uitgevoerd waarin de mogelijke rol van nieuwe kerncentrales in Nederland is onderzocht. De Raad van de Leefomgeving en Infrastructuur doet in haar adviesrapport Splijtstof, besluiten over kernenergie vanuit waarden (PDF) de overheid de aanbeveling de besluitvorming goed te onderbouwen en het perspectief van de burgers daarbij te betrekken. Hiervoor kan een maatschappelijk debat worden georganiseerd rond vijf waarden: energiezekerheid, betaalbaarheid, veiligheid, duurzaamheid en rechtvaardigheid.