De droom van goedkope kernenergie

Mr Atom - Screenshot uit A is for AtomOm te begrijpen waarom dingen zijn zoals ze zijn kun je het beste naar de geschiedenis ervan kijken. En zo is het ook met kernenergie. De droom van goedkope kernenergie is een erfenis van wetenschappers die tijdens WOII het dodelijkste wapen ooit hadden gemaakt. Gedreven door schuldgevoel besloten zij om hun kennis op een positieve manier in te zetten voor de wereldvrede: met de nieuwe kernenergie kon een bijna onbeperkte hoeveelheid energie worden opgewekt met zeer weinig “brandstof”: grammen Uranium leverden even veel energie als tonnen steenkool. Het optimisme van die tijd over de mogelijkheden van de wetenschap en het vertrouwen dat mensen hadden in wetenschappers kunnen we ons nu niet meer voorstellen. Het was echt een Brave New World. Kijk bijvoorbeeld naar dit promotie filmpje van General Electric voor kernenergie:

[youtube=4×3]fN1osLamdgw[/youtube]

( Prachtige jaren 50-stijl animatie overigens, voor de liefhebber is hier deel 2)

De droom
In de wederopbouwtijd na WO-II hoopten veel mensen dat wetenschap alle sociale problemen zou kunnen oplossen. Er waren zelfs genootschappen zoals Technocracy Inc die de politiek wilden afschaffen en vervangen door wetenschap – beter dan door politici kon de maatschappij ingericht worden door wetenschappers met rationele planning en beleid. Een roep overigens die we ook nu nog wel horen: het optimisme is weliswaar verdwenen, maar de naïviteit allerminst.
Wat betreft kernenergie is de uitkomst bekend : de politiek en commercie gingen er mee aan de haal. Politici beloofden een gouden toekomst met goedkope energie. Grote bedrijven als Westinghouse Electric Company en General Electric zagen er een kans in om geld te verdienen. Maar toen bleek dat het ontwerp van de centrales inherent onveilig was waren de ondernemers niet bereid om hun ontwerp aan te passen en waren de politici niet instaat om hen hiertoe te dwingen. De Licht Water Reactor is oorspronkelijk ontworpen als motor voor atoomonderzeeërs. Men heeft het aangepast voor toepassing in kerncentrales door het op te schalen – van 6 (*) mega watt tot 1000 mega watt. Het beveiligingssysteem dat is ontworpen voor kleinschalig toepassing (in een onderzeeër of vliegdekschip) is echter niet berekend voor het opgeschaalde model. Bij ongelukken kunnen daardoor grote hoeveelheden radioactief materiaal ontsnappen. Deze feiten waren al in de jaren 70 bekend: een citaat uit onderzoeksrapport uit die tijd:

We have found in our present study nothing inherent in reactors, or in safeguard systems as they have now been developed which guarantees either that major reactor accidents will not occur or that protective safeguard systems will not fail. Should such accidents occur very large damages could result.
(The risks of nuclear power reactors, via: A for Atom, 1992)

Alle waarschuwingen werden genegeerd en er zijn vele tientallen reactoren gebouwd met het onveilige ontwerp, waaronder ook de reactoren van Fukushima en Borssele.

Op dit punt zou ik willen adviseren de fascinerende BBC-documentaire van Adam Curtis, gemaakt in 1992, over de geschiedenis van kernenergie: A for Atom te bekijken. De documentaire is te zien op het weblog van Curtis: The medium and the message (55 minuten)

Station black-out
Wat er gebeurt als een reactor niet meer controleerbaar is hebben we nu drie keer meegemaakt: Three Mile Island, Tsjernobyl en nu weer in Fukushima. In alle drie de gevallen is door verschillende oorzaken de koeling èn het noodkoelsysteem uitgevallen. De kans dat dit gebeurt is erg klein – zo wordt ons door voorstanders van kernenergie voorgehouden – maar het is dus nu al drie keer gebeurd en de gevolgen van een dergelijk ongeluk zijn enorm: een groot gebied rond de centrale wordt radioactief besmet en zijn vele tientallen jaren onbewoonbaar. Wat dit zou betekenen voor Nederland is bijna ondenkbaar in ons kleine land.
Dat de kans dat dit gebeurt niet verwaarloosbaar klein is blijkt uit de recente radiodocumentaire van ARGOS over de “kernlobby” in Nederland. In het programma wordt Herman Damveld geïnterviewd die een overzicht heeft gemaakt van alle incidenten in Borssele. Op deze lijst komen zeven incidenten voor die te maken hebben met de noodstroomvoorzinging. Hiermee heeft zich bijvoorbeeld eind februari 1986 een ernstig incident voorgedaan:

Herman Damveld: Het komt ook voor dat zonder tsunami, zonder aardbeving ook allerlei veiligheidsvoorzieningen uitvallen zoals b.v. in 1986 dat toen ook de pompen die zorgen voor koeling het niet deden en ook de noodstroom dieselaggregaten, zeg maar de laatste hulpmiddel, dat die toen ook uitviel. En toen was men in staat om snel een schakeling te leggen met de kolencentrale die vlak naast de kerncentrale staat en daardoor werd de centrale van stroom voorzien
Max van Weezel: En dat is belangrijk?
HD: Een van de ergste dingen uit risico analyses van kerncentrales is juist – de stroom valt uit en de noodstroomvoorziening doet het niet – dat heet dan in het Engels station black-out – dat behoort tot de ernstige mogelijk storingen van kerncentrales. En daar was de kerncentrale in Borsele toen al aardig naar op weg.

Ook wordt in ARGOS oud Hoogleraar Cees Andriesse geïnterviewd. Andriesse heeft in het verleden bij de KEMA gewerkt en heeft nog mee gedaan aan de Brede Maatschappelijke Discussie, als voorstander van kernenergie, nota bene. Uit zijn verhaal komt het zelfde naar boven als uit de de documentaire A for Atomvan Adam Curtis hierboven: ook in Nederland is er een krachtige lobby voor kernenergie – niet om dat men zich zorgen maakt over klimaatverandering of het op raken van de olie, maar omdat men graag reactoren wil verkopen van een bepaald merk: de bekende – en inherent onveilige – Licht Water Reactor van General Electric.
Cees Andriesse is tot inzicht gekomen dat het pad van de Licht Water Reactoren verlaten moest worden. In ARGOS:

Max van Weezel: er is een alternatief: de Hoge Temperatuur Reactor, die hoeft niet beveiligd te worden met noodkoelsystemen omdat ie in tegenstelling tot wat de naam suggereert niet zo heet kan worden. Maar er een probleem: de HTR reactor is een stuk duurder.
Cees Andriesse: het er mee te maken maar het had met meer te maken, want ik zag dus ook de … mij ging het uiteindelijk om de brede maatschappelijke context. Ik vond kernenergie niet interessant om ik die proeven wilde doen – de proeven moeten een breder doel dienen.
MvW: het was goed voor de maatschappij?
CA: ja of was het wel zo. Daar kwamen vragen over. Toen liep ik daar tegenaan. Voordat ik in problemen – of in discussie kwam met de directeuren – van moet dat nou wel. Waarom hebben jullie bijvoorbeeld nooit krachtig de ontwikkeling van de HTR, dus die lage vermogensdichtheid reactoren – gesteund? Waarom moet het maar steeds ver met die water reactoren, met General Electric voorop die zegt we kunnen ze echt wel veiliger maken. Dat is allemaal maar PR. Daar kon iedereen door heen prikken”.

(Beluister de hele aflevering van ARGOS hier.) Andriesse is kort daarna bij de KEMA vetrokken. Meedenken is prima maar niet te kritisch alstublieft, want er staan grote economische belangen op het spel.

Uit de droom
Hoe nu verder met kernenergie? Wij kunnen in Nederland over nut en noodzaak van kernenergie discussiëren wat we willen, breed en maatschappelijk, maar zelden is de discussie goed geïnformeerd. Het debat wordt grotendeels gevoerd door tegenstanders die alles wat met straling en nucleaire techniek te maken heeft afwijzen en voorstanders die wel goed geïnformeerd zijn maar een eigen agenda hebben en daarom onbetrouwbaar zijn. De tegenstanders kunnen mij er niet van overtuigen dat er binnen korte tijd voldoende alternatieven zijn voor fossiele brandstoffen. De opkomst van nieuwe economische grootmachten als China en India, met een grote bevolking die haar rechtmatige aandeel van de welvaart zal opeisen, heeft tot gevolg dat de energie behoefte de komende decennia nog verder zal stijgen. Daar kan – op korte termijn althans – niet voldoende in voorzien worden door duurzame energiebronnen. Bovendien zal door de toename van het energieverbruik het CO2 gehalte van de atmosfeer nog sneller gaan stijgen. Dit heeft tot gevolg dat we het moment waarop de klimaatsverandering onafwendbaar is nog sneller zullen bereiken. Daarom moeten we alle zeilen bijzetten om dit te voorkomen: door meer onderzoek naar duurzame energiebronnen en door zuiniger om te gaan met de geproduceerde energie. Maar waarschijnlijk zijn we nu al te laat zijn met het ontwikkelen van duurzame energiebronnen en zullen we, in ieder geval tijdelijk, van kernenergie gebruik moeten maken. Dit is mogelijk met nieuwe veilige reactortypes zoals de Hoge Temperatuur Reactor, die inherent veilig zijn maar dat zal zeker geen goedkope oplossing zijn. Dit had anders kunnen zijn als wij de discussie niet hadden laten kapen door tegenstanders die alle vormen van kernenergie afwijzen om emotionele redenen en voorstanders die eigenbelang laten prevaleren. Voor een eerlijke discussie is het nodig dat we ons goed informeren, de tijd om te dromen is nu echt voorbij.

(*) Ik heb nergens het exacte vermogen van dit type reactor kunnen vinden.

  1. 1

    We zijn al 50 jaar te laat met het ontwikkelen van alternatieve energiebronnen, omdat de investeerders de zekere winsten van kolen, gas en kernenergie liever in eigen zak steken, dan dat ze die winst investeren in de ontwikkeling van alternatieve energie, waarbij hun persoonlijke winsten minder hoog en verzekerd zijn, omdat de productie minder gecentraliseerd plaats kan vinden en toetreding tot de energiemarkt laagdrempeliger wordt.

    Daarom ook wordt er wel redelijk veel geïnvesteerd in wanstaltig grote gecentraliseerde windturbineparken en nauwelijks in kleine windmolens, die op iedere hoek van de straat geplaatst kunnen worden.

  2. 2

    @1 Ja achteraf gezien is het jammer dat niet eerder in betere systemen is geinvesteerd. Zoals ik hier heb beschreven heeft de politiek zich te veel door industriele belangen laten leiden, inplaats van leiding te geven.

    Ik ben bang dat ook dat niet voldoende is. Windmolenparken, klein of groot zijn zeker niet voldoende, want we willen ook stroom als het niet waait – al zal het zeker helpen. Maar probeer ook op grotere schaal te denken: India, China, Zuid-Amerika, en hopelijk ook eens Afrika willen ook hun aandeel. Daar kunnen we nu niet in voorzien met duurzame bronnen.

  3. 3

    “Gedreven door schuldgevoel besloten zij om hun kennis op een positieve manier in te zetten voor de wereldvrede”, een mooi, romantisch beeld dat in een ander daglicht wordt gezet in dit artikel: http://www.kennislink.nl/publicaties/heeft-thorium-de-toekomst .
    Hierin wordt droogjes gesteld dat onveilige kerncentrales sinds jaar en dag de civiele tak van de wapenindustrie zijn: “Behalve de uranium- en plutoniumreacties ontdekten ze dat thorium een bijzonder interessante grondstof is om kernenergie uit op te wekken. Dat er nooit een kerncentrale is gebouwd die op thorium draait heeft een eenvoudige reden: er komt bij de reactie geen plutonium vrij dat geschikt is om kernwapens mee te maken.”

  4. 4

    @2: Waarom niet? Die landen/continenten zijn vrijwel allemaal minder dichtbevolkt dan West-Europa en het merendeel ligt ook nog eens gunstiger voor renewables.

  5. 5

    @3 dat statement van kennislink heeft een beetje iets van een complottheorie. Het had wel wat onderbouwing kunnen gebruiken, vind ik – staat ook een beetje loos in het artikel.

    @michel: goed stuk. Je maakt heel goed zichtbaar waar bij beide kampen het probleem zit – het is een beetje struisvogel versus rat. Waar mijn probleem zit is de aanname dat de vraag naar energie constant zou moeten zijn of zelfs zou moeten groeien – we hebben het alleen maar over hoe we aan de vraag naar energie gaan voldoen, niet over de vraag zelf – terwijl daar natuurlijk een flink deel van het probleem ligt: er sijpelt nog veel teveel energie weg, en we gebruiken, simpelweg, veel te veel. Centraal onderdeel van toekomstgericht energiebeleid is ook het aanpakken van deze verspilling, maar daar horen we niemand over, gek genoeg. Pas als we een zinnig beeld hebben van de ontwikkeling in het verbruik , kun je echt zinnig discussiëren over de voorziening. Kortom: wat zijn de marges die we hebben? Naar welk gebruik kunnen we bij maximale inspanning redelijkerwijs terug? Wat is het draagvlak?

  6. 6

    @Miko allemaal goede vragen die ik ook graag beantwoord zou willen zien.

    Goeie karakterisering inderdaad: “struisvogel versus rat”!

    Wat ik weet is dat in ontwikkelingslanden de vraag heel erg gaat toenoemen de komende jaren. Je ziet het nu al gebeuren – zie hoe de olieprijs omhoog gaat. Die probeerd men deels op te vangen met nucleaire energie, maar dan dus met reactoren van het gevaarlijke type. Ook daar begint het nu door te dringen dat het niet helemaal zonder risico is: Japan Nuclear Woes Galvanize Indian Protests

    Maar nogmaals: ik weet de antwoorden ook niet. Hoe lang hebben we nog om na te denken: hoe langer we wachten met omschakeling van fossiel naar niet-fossiel hoe sneller het punt naderbij komt dat er geen weg meer terug is.

  7. 7

    @2: wind is maar één voorbeeld van alternatieve duurzame energie.

    @4: omdat door een gebrek aan investeringen bij ons in het verleden het ook voor die landen goedkoper is gebleven om oude techniek van ons over te nemen dan zelf de investeringen in de ontwikkeling van duurzame bronnen te doen. Er is wel veel in kernenergie geïnvesteerd. Door de maatschappij (denk aan militaire belangen, door Har al goed omschreven) en door de energiebedrijven zelf, die voor hen financieel risicoloze investeringen deden. Veiligheid is alleen een issue zo lang er niet vaak grootschalige ongelukken gebeuren (een kans van een soms genoemde 1 op 1 miljoen jaar blijkt op 1 ramp per decennium uit te komen), en de grootste kostenposten (rampen en opslag van kernafval) worden op de maatschappij en de toekomstige generaties afgewenteld. Als de energiebedrijven voor die kosten op moesten draaien, zou kernenergie veel duurder zijn.

  8. 8

    @3 Ik denk dat het idealisme er wel degelijk was bij veel onderzoekers. Er was zeker veel draagvlak voor.

    Wat de keuze voor het type reactor betreft: ik denk dat het gewoon een commerciele keuze is geweest. Er zijn hele grote financiele belangen mee gemoeid en die gaan vaak samen met de wapenindustrie. Eenmaal op dat pad – en na grote investeringen dus – kon men niet meer terug: te duur.

  9. 9

    @5: Dat kan ik me voorstellen en ik had daar ook graag wat meer informatie over willen hebben, maar Kennislink is nu eenmaal niet geïnteresseerd in politiek (noch in complottheoriën). De vraag waarom men dan destijds niet koos voor thorium blijft staan.

  10. 11

    @Har nog eens bekeken – en misschien kun je het ook anders lezen, en dan beantwoordt het de vraag: als de technologie van kernenergie voortkomt uit die voor de productie van kernwapens, is het dan mogelijk dat men geen thoriumcentrales heeft gebouwd omdat het met andere, reeds bestaande technologie simpelweg goedkoper was? Vooralsnog is de technologie voor thoriumcentrales niet grootschalig doorontwikkeld.

  11. 13

    @Miko: Thorium moet je ‘breeden’; onder invloed van straling van het verval van uranium (of plutonium) maak je er eerst uranium (U-233) van en dat is de eigenlijke brandstof waarop een thorium-reactor draait. Uraniumbrandstof heb je dus sowieso nodig om een thorium-reactor op te starten. Bovendien is U-233 aanmerkelijk radioactiever (maar ook minder lang radioactief, dat gaat vanzelfsprekend samen) dan het U-235 waarop gangbare kerncentrales draaien. Het hanteren van gebruikte thoriumbrandstof is daardoor gevaarlijker en dus duurder dan het gebruik van regulier uranium.

    Kortom, de reden dat de eerste reactoren uranium gebruikten is simpelweg dat dat aanmerkelijk eenvoudiger is dan thorium, niet dat uraniumreactoren zoveel geschikter zijn voor kernwapens.

    Overigens werden de eerste experimenten met thoriumreactoren in de jaren ’60 gedaan en is de reden dat het nu nog steeds niet op grote schaal wordt toegepast nog altijd technisch van aard (en, ja, dat zie je terug in de kosten en dientengevolge is het natuurlijk OOK economisch van aard).

  12. 14

    Volgende keer de verwijzing naar Brave New World wel even gebruiken wanneer het toekomstbeeld dystopisch in plaats van optimistisch wordt voorgesteld :)

  13. 16

    @zmooc: dr. Joe Bonometti van NASA vertelt in zijn Tech Talk op Youtube ook dat de reden lag bij kernwapenproductie en “dat men in die tijd nog niet zo keek naar veiligheid en milieu”. Verder zegt hij dat er destijds wel een pleidooi van Eugene Wigner lag voor gebruik van thorium, met een veiliger methode voor “breeding”, maar dat dit pad niet is gekozen.
    http://www.youtube.com/watch?v=AHs2Ugxo7-8 (tussen min. 17 en 20).

  14. 17

    @Har, #16 Volgens mij is het wat genuanceerder. Vanzelfsprekend was kernwapenproductie destijds de prioriteit en heeft dat bijgedragen tot de keuze voor uraniumreactoren. Betekent dat dat het anders was afgelopen als we destijds gefocust hadden op elektriciteitsproductie? Dat lijkt me niet waarschijnlijk. Thoriumreactoren zijn – in de woorden van dr. Joe Bonometti himself – “very difficult, touchy reactors”. Dr. Alvin Weinberg noemt fluoride technologie “daunting”.
    Onderzoek naar thoriumreactoren zou zonder meer keihard ingehaald worden door uraniumreactoren. Wat uraniumblokken opstapelen is nou eenmaal significant eenvoudiger dan een hele mikmak van buizen met gesmolten zout erin. Je kunt het dan ook nauwelijks een keuze noemen.

    Op 22:36 geeft hij nog even een overzicht van (de?) 4 argumenten waarom uranium de voorkeur kreeg.

  15. 18

    @Zmmmc: Blijkbaar kwam KEMA er in de jaren zeventig ook niet uit, dus lastig is de materie vast wel. Toch is het intrigerend om te zien hoe een dergelijke koers tot stand komt en hoe lang dat doorwerkt in de praktijk, ook al staat men inmiddels al geruime tijd diametraal tegenover (een deel van) de argumenten van toen.
    Hulde aan China, dat inzet op de argumenten van nu.