EEN ZONNIGE BLIK OP DE ENERGIEVOORZIENING⁽¹⁾

1. Tot op heden

Tot 2017 is het energieverbruik in gangbare zin, we noemen dat het totaal of de primaire energieverbruik, te zien in figuur 1. Die behoeft geen bijschrift. 1 Miljoen Ton Oil Equivalent (MTOE) = 41,868.10¹⁵ Joule (IEA).

Het elektrische energie verbruik is in Nederland 15% van het primaire energie verbruik, maar vergt ongeveer 25% ervan. (Een hoog rendement; het komt doordat wij nogal wat verlieswarmte nuttig gebruiken, zij het niet elektrisch.)
In figuur 1 ontbreekt de bijdrage van de zon, waarover wij ons nauwelijks bekommeren. Zoals het deel dat de aarde op een leefbare temperatuur houdt; ~ 8000x zoveel als wij aan primaire energie verbruiken. Het plaatje toont, wanneer je goed kijkt, alleen het beetje zonne-energie dat wij met zonnepanelen in elektriciteit omzetten
De zon levert tevens het vermogen waardoor planten - tarwe, rijst, maïs... - kunnen groeien. D.w.z. alles wat levende wezens nodig hebben. Indien men bedenkt dat insecten tien maal zoveel CO₂ in de atmosfeer brengen (hun eten verteren) als de mens met al zijn machines, gaat het niet om een klein beetje vergeleken met ons primaire energieverbruik. Van die zongemaakte bio-energie leven wij ook.
Verder is de term energieverbruik niet helemaal correct. Een deel van fossiele grondstof in het plaatje wordt gebruikt als bouwsteen voor producten. Denk bv. aan plastics die veel koolstof bevatten. Dat deel wordt dus niet als energie verbruikt. Het is op zijn best energieopslag.
Die bouwsteen verkrijgt men niet bij gebruik van wind, zon, water en kernenergie. Die zullen we met behulp van veel onbekende techniek d.m.v. omzetting en andere grondstof moeten leren maken.

Onze zorg is intussen wat we nodig hebben en niet vanzelf krijgen. Daarvoor is figuur 1 dienstig. En daarover gaat de maatschappelijke discussie.

2. Atoominstap?

De wereldvoorraad fossiele brandstof is eindig. Voor zover wij nu weten is er bij voortzetting van de trend in figuur 1 nog voor zo’n 200 jaar genoeg. Daarna moet er echt iets anders komen anders sterven de meeste mensen. Van die 200 jaar gaat nog zo'n 50 jaar af. Die hebben we nodig om, indien we zouden weten hoe het moet, een wereldwijde energietransitie te realiseren.

Figuur 2.

Het kernenergietaboe krijgt scheurtjes, waardoor rede de samenleving binnen sijpelt. Het is verleidelijk op een trein te springen die op het punt staat in de goede richting te vertrekken. Maar pas op. Google eerst even 'treinstoringen'. Twee episodes uit de geschiedenis bevatten lessen die we ter harte moeten nemen.

1. Toen de steden sterk groeiden, werd het moeilijk ze te bevoorraden. Dat gebeurde met paard en wagen. De paardenpoep werd een probleem. Het stadsbestuur van New York verwachtte in tien jaar de mest twee meter hoog in alle straten. Men zocht naar paarden die minder poepten en naar betere wagens. Er verschenen plannen voor effectievere mestopruiming. Beperking van immigratie en geboorten leidden tot hooglopende woordenstrijd en rijkaards betrokken huizen buiten de stad.
   Tien jaar later kwam de auto. De mest verdween.
2. Voor de Tweede Wereldoorlog wist niemand, op wat chemici en fysici na, wat een atoom was. Rond 1965 geloofde Jan en alleman dat atoomsplitsing de zorg om energie voor goed ging uitgebannen. Surfend op de atoomgolf liet de regering minister Luns het aardgas uitverkopen aan wie het maar wilde. Professor Went van de KEMA suspensiereactor – onverdacht waar het ging om de zegen van de atoomkern – stapte naar de heer Den Uyl. Hij waarschuwde hem. Kernenergie was mooi, maar nog niet rijp voor massale toepassing. De energie minister stuurde hem terug naar zijn lab. Went moest zich met natuurkunde bezighouden en economie aan hem overlaten. “Over tien jaar zou hij zijn gas aan de straatstenen niet meer kwijt kunnen. Dan was alles kernenergie.”

Innovatie opent nieuwe mogelijkheden. Maar de toekomst is ongewis. Er zijn mee- en tegenvallers. De New Yorkse poepoplossingen mislukten. En kernenergie..., nu ja, dat weten we. Op dit moment zijn er scheurtjes in het taboe. De kinderen van Jan en alleman van toen denken dat we van het CO₂ af moeten. Maar de vrees voor kosten en werkgelegenheid noopt tot iets anders. Kernenergie is CO₂-vrij en goedkoper dan wind en zon, althans als je goed rekent aan de prijs en het onderhoud van de installaties.

Over honderd-plus jaar is kernenergie de enige optie van betekenis voor de energievoorziening van de wereld. Veel van die energie zullen we moeten omzetten in een andere vorm en opslaan om voedsel, behuizing, transport en nog veel meer te verzorgen. De techniek voor dat alles staat nog niet klaar. En ook aan de bron zelf moet nog gesleuteld. In de techniek geldt Murphy's wet. Alles wat mis kan gaan, gaat ook mis. Er zijn altijd onbekende obstakels.
Met de techniek van bestaande reactoren komen er na enkele honderden jaren uraan tekorten². Dat ontloopt het probleem met de fossiele brandstof niet veel. We zullen eerst veilige, betrouwbare en betaalbare kweekreactoren moeten ontwikkelen voor we een paar miljoen jaar rustig achterover kunnen leunen. Dat betekent research en ontwikkeling nu!
Hetzelfde geldt voor thorium, waarvan meer voorhanden is dan uraan. De techniek om het grootschalig te benutten is echter minder ver. Dus: research en ontwikkeling nu voor we grootschalige inzet kunnen aanprijzen.
Kernfusie, de derde nucleaire eeuwigheidsoptie, is technisch-economisch nog enkele malen onzekerder. Ook aan die ontwikkeling moet we met geld en inzet verder werken. Je moet niet alles op één paard zetten. Het kan struikelen. We hebben de tijd. Er is nog zo’n twee honderd jaar fossiele brandstof genoeg. Voordien moeten we weten hoe en wat. Daarvoor is veel speur- en ontwikkelingswerk nodig.

3. De tussentijd

Figuur 3.

Met vallen en opstaan geleidelijk overgaan van wat we nu gaan doen naar fase 3. Dat betekent onderzoek en ontwikkeling en ervaring opdoen met diverse nucleaire energie leverende installaties. En vooral geen geld en mankracht verspillen aan energiesystemen die in de verste verte geen oplossing zijn voor de energiebehoefte.

4. Wat nu in Nederland te doen

Een kolencentrale aan het eind van zijn levensduur vervangen door een kerncentrale is prima, mits economisch verantwoord. Op die manier houden we technische kennis in huis. Maar daarnaast moet er ontwikkeld en onderzocht worden vóór kernenergie grootschalig als dè oplossing wordt aangeprezen.
Bij gebruik van kleine (modulaire) reactoren kunnen ook gascentrales worden vervangen. De ontwikkeling is zo ver gevorderd dat daar nu proef productie eenheden mee gebouwd kunnen worden.

In deze eerste fase blijven we voor de energievoorziening vrijwel geheel afhankelijk van fossiele brandstof. De CO₂-angst is irreëel. Het berust op geloof, niet op harde kennis. Zelfs in het zwarte IPCC scenario is alles wat de voorgestelde klimaatwet en de bestaande plannen omvat van geen betekenis. Onthoudt: 0,0005 ºC in het jaar 2100; en als elk land meedoet 0,14 ºC. De kosten van die praktisch onmeetbare opbrengst³ overtreffen vele malen die van dijkversterking en andere maatregelen voor gevolgen van klimaatverandering.
Aan het eind van de afgelopen ijstijd was de atmosferische CO₂ concentratie 180 ppM. Door de opwarming van de oceanen, vulkanen en waarschijnlijk enige hulp van de mens is dat nu gestegen tot 410 ppM. Dat is hoger dan aan het begin van die ijstijd. Ik acht dat gelukkig, want bij 150 ppM is op de vaste grond geen plantengroei meer mogelijk en verdwijnt het leven boven water. Daar zaten we 20.000 jaar geleden gevaarlijk dicht bij. Dus de komende ijstijd ingaan met wat reserve is geen overbodige luxe. Bovendien vergroent de aarde dankzij de CO₂ toename aardig.
Dat wat meer CO₂ slecht zou zijn is een gevaarlijk misverstand. Het is een levensnoodzaak.

'Economisch verantwoord' betekent: de geleverde energie moet niet duurder zijn dan andere opties. (Bij het huidige sentiment mag daarbij het voor kernenergie gunstige argument "CO₂" gevoegd worden, al is dat onzin.) Alleen met goedkope energie is welvaart mogelijk. Het gaat niet alleen om een lampje en een kachel. Het betreft alles, voedsel, behuizing, verbindingen, transport, industrie enz.

De kosten van kerncentrales van bestaande types zijn door veiligheidseisen opgeschroefd. De vergelijking van IEA en NEA komt hier op neer:

• USA, Canada, Mexico 70 US$/MWh met weinig verschil tussen duurste en goedkoopste.
• EU landen gemiddeld 110 US$/MWh, goedkoopste 80 en duurste 140
• Japan, China gemiddeld 48 US$/MWh goedkoopste 43 en duurste 75

De veiligheidseisen in de Europese landen zijn onverantwoord hoog. Ze zijn de oorzaak van de verschillen met China, Japan en de Amerikaanse centrales. Wind op land kost volgens de zelfde IEA-NEA studie:

• In Europa gemiddeld 150 US$/MWh, goedkoopste 120 en duurste 235.

Ook met de huidige eisen zijn de verwachte kosten in Amerika de laagste voor nucleair. In Europa zijn kolen en gas goedkoper; wind is hier het duurst. In China en Japan is nucleair goedkoper dan gas en kolen; van wind zijn daar geen cijfers.
Kerncentrales worden in Nederland niet gebouwd omdat investeerders het risico van omslag van sentiment en beleid een te groot risico achten. Zo lang die geen harde garanties krijgen tegen die omslag, zullen ze alleen gebouwd worden als overheidsinvestering in aandelen of lening. Zonder beleidswijziging krijgt de overheid die mèt rente of dividend terug.

Het anti-kernsentiment is ernstig. Het is diep ingevreten in de bevolking en wordt subtiel gevoed door lui die beter konden weten, maar graag als wereldredder optreden of de autoriteiten te vriend willen houden. Zie bv. figuur 4.

Figuur 4; met rectificatie.

Het voorblad van het mei-nummer 2019 van het Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde was versierd met deze foto. Het nummer zelf bevatte enkele behoorlijke artikelen over kernenergie. Op het internet schreef de fotograaf dat het wolken waren, gefotografeerd bij zonsondergang. Op die tijd van de dag wil de zon wel vaker wolken rood kleuren.
De NTvN redactie liet weten dat ze het in een volgend nummer zullen rectificeren, het was geen kerncentrale⁴. Intussen reflecteerde de kaft van het tijdschrift het sentiment rond kernenergie: vuiligheid.

In werkelijkheid is de veiligheid, noch de vuiligheid een probleem. Kernenergie is wereldwijd de veiligste die er is. Het probleem is omgekeerd. De veiligheidseisen zijn onverantwoord hoog. Hetzelfde geldt voor het afval. Dat is in vergelijking tot veel andere industriële activiteiten gering. De risico's zijn schromelijk overschat. Daardoor is er een afvalprobleem. Het meeste hoogradioactief afval is in feite geen afval. Het kan worden hergebruikt. Verkeerde veiligheidseisen staan hergebruik economisch in de weg. De rest is zo gering dat het geen zorg geeft. De angst voor straling ervan is ongegrond. De veiligheidsnormen zijn politiek te hoog bepaald zonder technische grond.

Ook zonder verandering van de veiligheidseisen zou de bouw van enkele kerncentrales nu voor investeerders voordelig zijn, indien het risico van beleidsomslag bij sentiment verheviging werd weggenomen. De bouw zou de maatschappelijke acceptatie van werk aan de technische ontwikkeling vergroten. Dat is van belang voor de latere fasen. Het zou in afzienbare tijd de CO₂ uitstoot van de elektriciteitsproductie beëindigen en goedkoper zijn dan alles wat nu gebeurt.

Nieuwegein, 2019 06 11.
Aangevuld met de rectificatie,
2019 07 26.

Noten.

1. Vervolg op ONZE TOEKOMSTIGE ENERGIEVOORZIENING van 2015.
2. De maatschappelijke en economische kosten van de winning van uraan uit arme ertsen zijn hier de boosdoener.
3. De gasuitstap plus extra kosten van wind, zon en houtsnippers in de huidige plannen naderen de 800 miljard. Daartoe behoren niet slechts de 7,5 miljoen warmtepompen en 5 miljoen gasfornuizen. De isolatie en verbouwingen moeten net als die van verhoogde elektriciteitsproductie voor de pompen en de elektrische voertuigen ook worden meegerekend. Dat gaat ten koste van zorg, onderwijs, pensioenen enz. Bovendien betalen de armen het meest.
4. De rectificatie kwam in het augustusnummer. Hij viel iets minder op dan de voorkaft van het tijdschrift in mei.