Met dank aan Unie van bezorgde wetenschappers, de vergelijking.
By Elliot Negin

Voorstanders van kernenergie zijn al lang geneigd tot wishful thinking. In 1954 maakte de voorzitter van de Atomic Energy Commission Lewis Strauss beroemd: voorspeld dat nucleair opgewekte elektriciteit uiteindelijk "te goedkoop zou worden om te meten". Tegenwoordig behoort kernenergie tot de duurste vormen van elektriciteit.

Strauss' opvolger bij de commissie, Nobelprijswinnaar Glenn Seaborg, geprojecteerde in 1971 dat kernenergie in 2000 bijna alle elektriciteit in de wereld zou produceren. Tegenwoordig is het aandeel van kernenergie in de wereldwijde elektriciteit slechts 10 procent. In de Verenigde Staten produceert het ongeveer 20 procent, en ongeveer een derde van de vloot van verouderde reactoren van het land worstelt om te concurreren met goedkopere elektriciteitsbronnen.

Toch is er een groeiende belangstelling voor het uitbreiden van de rol van kernenergie om de klimaatverandering aan te pakken. Als koolstofarme elektriciteitsbron heeft het duidelijke voordelen ten opzichte van aardgas en steenkool. Maar behalve dat ze extreem duur zijn om te bouwen, worden conventionele reactoren - lichtwaterreactoren genoemd omdat ze gewoon water gebruiken om hun radioactieve kernen te koelen - geteisterd door ernstige veiligheids- en beveiligingsproblemen en genereren ze radioactief afval dat honderdduizenden jaren moet worden opgeslagen .

Voer "geavanceerde" reactorontwerpen in

Onverschrokken promoten sommige ontwikkelaars van kernenergie nu wat zij "geavanceerde" reactorontwerpen noemen als een oplossing. In tegenstelling tot lichtwaterreactoren, zijn deze niet-lichtwaterontwerpen afhankelijk van andere materialen dan water voor koeling, waaronder vloeibaar natrium, helium en gesmolten zout. Sommige ontwikkelaars beweren dat deze reactoren, die zich nog in de conceptfase bevinden, alle problemen zullen oplossen die lichtwaterreactoren teisteren en tegen het einde van het decennium klaar zijn voor prime time.

Het sirenelied van een goedkope, veilige kernreactor in het verschiet heeft de aandacht getrokken van de regeringsfunctionarissen van Biden en enkele belangrijke leden van het Congres, die op zoek zijn naar alle manieren om de koolstofemissies te beteugelen. Maar zijn zogenaamde geavanceerde reactoren slechts de nieuwste versie van nucleair wishful thinking? Een uitgebreide analyse door de Union of Concerned Scientists (UCS) van niet-lichtwaterreactorconcepten in ontwikkeling suggereert van wel. Uit het rapport van 140 pagina's, dat medio maart werd gepubliceerd, bleek dat deze ontwerpen niet beter - en in sommige opzichten aanzienlijk slechter - zijn dan de lichtwaterreactoren die momenteel in bedrijf zijn.

Veiligheid, beveiliging en duurzaamheid

Het rapport, "Geavanceerd" is niet altijd beter, beoordeelt de voor- en nadelen van drie hoofdtypen niet-lichtwaterreactoren: natriumgekoelde snelle reactoren, hogetemperatuurgasgekoelde reactoren en gesmolten zout-aangedreven reactoren. Het beoordeelt elk type op drie brede criteria: veiligheid; nucleaire proliferatie en terrorismerisico's; en duurzaamheid, wat verwijst naar hoe efficiënt ze uranium gebruiken en hoeveel langlevend kernafval ze produceren.

"Als kernenergie een grotere rol moet spelen bij het aanpakken van klimaatverandering, is het essentieel dat nieuwe reactorontwerpen veiliger en zekerder zijn en vergelijkbaar of - beter nog - zijn te verlagen risico's van nucleaire proliferatie en nucleair terrorisme dan de bestaande reactorvloot”, zegt rapportauteur Dr. Edwin Lyman, een natuurkundige en directeur van nucleaire energieveiligheid bij UCS. "Ondanks de hype die eromheen hangt, voldoet geen van de niet-lichtwaterreactoren die we hebben beoordeeld aan al die eisen."

Eind mei telde de Amerikaanse kernenergievloot 93 lichtwaterreactoren, 11 minder dan in 2003. De achteruitgang van de industrie was te wijten aan een aantal factoren, met name de verouderde infrastructuur en het onvermogen om ook tegen aardgas te concurreren als wind en zon, die nu de goedkoopste bron van elektriciteit in de meeste landen over de hele wereld.

Om de achteruitgang ervan te stoppen, promootte de Amerikaanse nucleaire industrie in het begin van de jaren 2000 een 'renaissance', en in 2005 verstrekte het Congres bijna $ 20 miljard aan federale leninggaranties voor nieuwe kernreactoren. De pr-campagne van miljoenen dollars van de industrie heeft geresulteerd in slechts twee nieuwe Westinghouse AP1000-lichtwaterreactoren (op de voorgrond van de foto hierboven), die nog steeds in aanbouw zijn in Georgië met een prijskaartje van $ 14 miljard elk - het dubbele van hun geschatte kosten - en het nemen van meer dan tweemaal hun geschatte voltooiingstijd

Gezien deze strijd om zelfs lichtwaterreactoren van standaardformaat (1,000 megawatt) te bouwen, heeft de industrie zich tot twee andere strategieën gewend om te proberen een groter marktaandeel te veroveren: kleine, modulaire lichtwaterreactoren, die — vanwege de besparingen van schaal — zou zelfs duurdere elektriciteit produceren dan conventionele reactoren; en niet-lichtwaterreactoren, die grotendeels gebaseerd zijn op onbewezen concepten van meer dan 50 jaar geleden.

Buitensporige claims

Het UCS-rapport gaat nader in op ongefundeerde beweringen die ontwikkelaars hebben gedaan over deze niet-lichtwaterontwerpen. Met weinig harde bewijzen hebben veel ontwikkelaars volgehouden dat ze goedkoper, veiliger en zekerder zullen zijn dan de momenteel in bedrijf zijnde reactoren; zal uraniumbrandstof efficiënter verbranden, minder radioactief afval produceren en het risico op nucleaire proliferatie verminderen; en relatief snel op de markt kunnen worden gebracht.

Een van deze reactoren, TerraPower's 345 megawatt, natriumgekoelde Natrium snelle reactor, kreeg eerder dit jaar veel media-aandacht toen TerraPower-oprichter Bill Gates het tijdens interviews over zijn nieuwe boek prees, Hoe een klimaatramp te voorkomen. Half februari, Gates vertelde CBS's 60 Minuten dat de Natriumreactor minder kernafval zal produceren en veiliger en goedkoper zal zijn dan een conventionele lichtwaterreactor.

TerraPower-oprichter Bill Gates deed ongefundeerde beweringen over de Natrium-reactor van zijn bedrijf in een interview met CBS 60 Minutes-correspondent Anderson Cooper. (CBS)

Volgens het UCS-rapport zouden natriumgekoelde snelle reactoren waarschijnlijk minder uranium-efficiënt zijn en de hoeveelheid afval die langdurige isolatie vereist, niet verminderen. Ze kunnen ook veiligheidsproblemen ervaren die geen probleem zijn voor lichtwaterreactoren. Natriumkoelvloeistof kan bijvoorbeeld verbranden wanneer het wordt blootgesteld aan lucht of water, en het ontwerp van de Natrium kan oncontroleerbare vermogenstoenames ondergaan die resulteren in snel smelten van de kern.

"Als het gaat om veiligheid en beveiliging, zijn natriumgekoelde snelle reactoren en gesmolten zout-aangedreven reactoren aanzienlijk slechter dan conventionele lichtwaterreactoren", zegt Lyman. "Gasgekoelde hogetemperatuurreactoren hebben misschien het potentieel om veiliger te zijn, maar dat is nog niet bewezen en er zijn problemen naar voren gekomen tijdens recente brandstofveiligheidstests."

Snelle reactoren hebben nog een ander groot nadeel. "Historisch gezien", merkt het rapport op, "hebben snelle reactoren plutonium of [hoogverrijkt uranium]-gebaseerde brandstoffen nodig, die beide gemakkelijk kunnen worden gebruikt in kernwapens en daarom onaanvaardbare risico's van nucleaire proliferatie en nucleair terrorisme met zich meebrengen." Sommige snelle reactoren, waaronder het Natrium, zullen in eerste instantie een lager verrijkt uranium gebruiken, genaamd hoog-assay laagverrijkt uranium, dat een lager proliferatierisico met zich meebrengt dan hoogverrijkt uranium, maar het is aantrekkelijker voor terroristen die op zoek zijn naar kernwapens dan de veel lager verrijkte brandstof die de huidige lichtwaterreactoren gebruiken.

Onrealistisch tijdschema

Timing is ook een probleem. Sommige ontwikkelaars beweren dat ze hun niet-lichtwaterreactoren binnen zes jaar op commerciële schaal kunnen demonstreren, in licentie geven en inzetten, waardoor ze de klimaatcrisis op korte termijn kunnen aanpakken. Zo gaf het Department of Energy (DOE) afgelopen najaar TerraPower en X-Energy, ontwikkelaar van een gasgekoelde "kiezelbed"-reactor op hoge temperatuur, $ 80 miljoen per stuk om tegen 2027 de eerste commerciële units in gebruik te nemen. In juni zal TerraPower aangekondigd dat het zijn demonstratiereactor in Wyoming zou plaatsen. X-Energy zal ondertussen hoogstwaarschijnlijk plaatsen zijn demonstratiefabriek in het Columbia Generating Station in de staat Washington.

Van concept naar commerciële unit in zes jaar? De nieuwe Westinghouse AP1000 lichtwaterreactor biedt een waarschuwend verhaal. Het heeft meer dan 30 jaar aan onderzoek, ontwikkeling en constructie gekost voordat de eerste in China werd gebouwd en in 2018 stroom begon op te wekken. Volgens het UCS-rapport kan het, als federale regelgevers de nodige veiligheidsdemonstraties eisen, minstens 20 jaar duren - en miljarden dollars aan extra kosten - om niet-lichtwaterreactoren, de bijbehorende splijtstofcyclusfaciliteiten en andere gerelateerde infrastructuur op de markt te brengen.

"Een van de nieuwe reactorontwerpen die wordt overwogen, de 'breed-and-burn'-reactor, heeft het meeste potentieel omdat het niet nodig is om verbruikte splijtstof op te werken of te recyclen, wat onaanvaardbare proliferatierisico's met zich meebrengt", zegt Lyman. “Maar het concept kent nog steeds aanzienlijke technische obstakels en veiligheidsrisico's doordat brandstof langer in de reactor zou blijven dan in een lichtwaterreactor, waardoor splijtingsgassen en druk kunnen opbouwen. Dat is misschien de reden waarom TerraPower het werk aan een kweek-en-verbrand reactorontwerp heeft opgeschort ten gunste van het Natrium.”

Volgende stappen

De Nuclear Regulatory Commission (NRC) moet mogelijk enkele regelgeving aanpassen bij het verlenen van vergunningen voor reactortechnologieën die qua ontwerp aanzienlijk verschillen van de huidige vloot, maar Lyman zegt dat dit niet mag betekenen dat de normen die de volksgezondheid en veiligheid beschermen worden versoepeld. Hij vindt geen rechtvaardiging voor de bewering dat 'geavanceerde' reactoren zo veel veiliger en zekerder zullen zijn dat de NRC ze kan vrijstellen van fundamentele waarborgen. Integendeel, omdat er zoveel open vragen zijn over deze reactoren, moeten ze mogelijk aan nog strengere eisen voldoen.

Het rapport beveelt de DOE aan om zijn geavanceerde reactordemonstratieprogramma op te schorten totdat de NRC heeft bepaald of prototypetests op ware grootte nodig zullen zijn voordat ontwerpen in licentie worden gegeven voor commerciële toepassing, wat volgens het rapport essentieel is. Het rapport roept het Congres ook op om de DOE te verplichten een onafhankelijke commissie bijeen te roepen om de technische verdiensten van alle voorgestelde niet-lichtwaterreactoren te beoordelen en alleen die projecten goed te keuren die een grote kans op commercialisering hebben en duidelijk veiliger en zekerder zijn dan de huidige vloot.

Ten slotte beveelt het rapport de DOE en het Congres aan om te overwegen meer onderzoeks- en ontwikkelingsdollars te besteden aan het verbeteren van de veiligheid en beveiliging van lichtwaterreactoren, in plaats van aan het commercialiseren van onvolwassen, overhyped niet-lichtwaterreactorontwerpen.

"Helaas propageren voorstanders van deze niet-lichtwaterreactorontwerpen ze als klimaatoplossing en bagatelliseren ze hun veiligheidsrisico's", zegt Lyman. “Aangezien het minstens twee decennia zou duren om nieuwe kernreactortechnologie op de markt te brengen, als het goed wordt gedaan, bieden de niet-lichtwaterconcepten die we hebben beoordeeld geen oplossing op korte termijn en kunnen ze alleen een langetermijnoplossing bieden als hun veiligheid en veiligheidsrisico’s adequaat worden aangepakt.” Alle federale kredieten voor onderzoek, ontwikkeling en inzet van deze reactorontwerpen, zegt hij, "moeten worden geleid door een realistische beoordeling van de waarschijnlijke maatschappelijke voordelen die zouden voortvloeien uit het investeren van miljarden belastingbetalers, niet gebaseerd op wishful thinking."

Een versie van dit artikel verscheen in de Uitgave voorjaar 2021 van Catalyst, het driemaandelijkse tijdschrift van UCS.

Coinsmart. Beste Bitcoin-beurs in Europa
Bron: https://cleantechnica.com/2021/06/16/when-it-comes-to-nuclear-power-advanced-isnt-always-better/