KIVI position paper: Kernenergie

KIVI position paper naar aanleiding van de brief van de regering over de uitvoering coalitieakkoord 2021 op het gebied van kernenergie

Dit Position Paper is opgesteld door onze Afdeling Nucleaire Technologie (NT) in samenwerking met de Raad Wetenschap, Techniek en Maatschappij (RWTM) naar aanleiding van de brief van 1 juli 2022 van de Minister voor Klimaat en Energie aan de Tweede Kamer . Het document is opgesteld op basis van openbaar beschikbare stukken en kennis en ervaring op het gebied van deze technologie. De inhoud betreft uitsluitend technologische of daarmee verband houdende aspecten.

Download hier een PDF van dit position paper

Het kabinet ziet goede redenen om nu stappen te zetten op het gebied van kernenergie. De in de brief gebruikte argumentatie is dat er noodgedwongen een omschakeling plaats moet vinden als het gaat om energievoorziening- en gebruik. Om ook elektriciteit te kunnen gebruiken als de zon niet schijnt of de wind niet waait, is een vorm van energie nodig die regelbaar is. Een van de mogelijke CO2-arme opties voor regelbaar vermogen is kernenergie. Ook wordt gewezen op het relatief geringe ruimtebeslag van kernenergie. Kernenergie kan ook ingezet worden voor de productie van waterstof en maakt ons minder afhankelijk van de import van gas.

In dit paper vindt u allereerst een analyse van bovengenoemde Kamerbrief, gevolgd door onze visie over deze onderwerpen. Het paper wordt afgesloten met conclusies en aanbevelingen.

ANALYSE

Het kabinet zet stappen om de kerncentrale Borssele langer open te houden en voorbereidingen te treffen voor de bouw van twee nieuwe kerncentrales. Er zijn in de brief 3 kernpunten genoemd:

Visie inpassing kernenergie in het systeem: Aan een extern bureau is een studie in opdracht gegeven over de inpassing van kernenergie in de Nederlandse energiemix richting 2039-2050 en daarna. De studie zal een beter beeld moeten geven van de inzet van kernenergie in het energiesysteem en gaat ook in op grondstoffen- en energiezekerheid, maatschappelijk en ruimtelijke inpassing. Een nieuwe kerncentrale in Nederland kan pas na 2030 een substantiële bijdrage leveren aan de klimaatdoelstellingen richting 2050, gelet op de jaren die nodig zijn voordat een nieuwe kerncentrale operationeel is. Wijzigingen in een later stadium als gevolg van een te voortvarend proces in de beginfase kunnen ervoor zorgen dat het vergunningstraject (deels) opnieuw doorlopen moet worden, met veel vertraging en oplopende kosten tot gevolg, zo leert de ervaring uit andere landen. Daarom wil de minister de beginfase zorgvuldig doorlopen. Bij de uitwerking van contouren voor een energiesysteem zal er voldoende ruimte gelaten moeten worden voor nieuwe ontwikkelingen die dat systeem mede bepalen zoals de mogelijke rol van Small Modular Reactors (SMRs) in het energiesysteem van de toekomst. De studie moet de benodigde duidelijkheid geven over de wijze waarop kernenergie in het energiesysteem past en zal ook betrokken worden bij het opstellen van het Nationaal Plan Energiesysteem dat is aangekondigd in de Kamerbrief Contouren Nationaal Plan Energiesysteem.
Versterken van de kennisinfrastructuur: Samen met collega’s van het ministerie van volksgezondheid, Welzijn en Sport (VWS), Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat (I&W), het ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschappen (OCW) en de Autoriteit Nucleaire Veiligheid en Stralingsbescherming (ANVS) wordt gewerkt aan versterking van de kennisinfrastructuur voor kernenergie, die op een adequaat niveau in stand moet worden gehouden. Eind 2020 is een interdepartementale werkgroep opgericht, die moet adviseren over het op peil brengen van een adequaat kennisniveau in Nederland van zowel het nucleaire domein als dat van stralingsbescherming. De minister zal de Tweede Kamer middels een Kamerbrief in het najaar informeren over de resultaten en de betekenis hiervan.
Veiligheid: Al in het coalitieakkoord is helder gemaakt dat bij het waarmaken van de ambities over kernenergie veiligheid voorop moet staan. Bedrijfsduurverlenging van de Kerncentrale Borssele is dus alleen mogelijk als blijkt dat dit op een veilige manier kan. Ook voor de voorbereiding van de nieuw te bouwen kerncentrales betekent dit dat veiligheid een essentiële voorwaarde is bij het ontwikkelen van de plannen. De Autoriteit Nucleaire Veiligheid en Stralingsbescherming (ANVS), als onafhankelijk bevoegd gezag, bereidt zich zoveel mogelijk voor op de voorgenomen stappen uit het coalitieakkoord en stemt daar over af met de betrokken ministeries. Voor de voorbereiding van nieuwe kerncentrales zet de ANVS in op kennisvergaring en -uitbreiding met betrekking tot bestaande technieken, de ervaringen met nieuwbouw en inzichten vanuit andere buitenlandse toezichthouders. Hiertoe zal de ANVS al in deze fase, ter voorbereiding op het proces van uiteindelijke vergunningverlening, gesprekken voeren met landen die ervaring hebben met nieuwbouw en/of kennis hebben van de technieken die in beeld zijn. Daar waar mogelijk zal met regulators uit andere landen worden samengewerkt.

Concreet voorziet het plan in de volgende stappen voor de komende 2 jaar:

Najaar 2022

Kamerbrief over de inpassing van kernenergie in het systeem, inclusief bepalen voorkeurslocatie en analyse welke financieringsmodellen uitgewerkt gaan worden.
Kamerbrief resultaten interdepartementale werkgroep over kennisinfrastructuur
Start MER-bedrijfsduurverlenging Borssele.

Voorjaar 2023

Wetsvoorstel aanpassing Kernenergiewet ten behoeve van bedrijfsduurverlenging ter consultatie.
Start MER nieuwe centrales ten behoeve van voorkeurslocatie

Najaar 2023

Aanbieding wetsvoorstel aanpassing Kernenergiewet ten behoeve van bedrijfsduurverlenging aan Tweede kamer.
Definitieve besluitvorming door de beide kamers over financiering, rol en kosten overheid en gunningsproces nieuwe centrales.

VISIE

Decarbonisatie van onze mondiale maatschappij is noodzakelijk, maar ook kostbaar en complex. Nederland, als rijk land, moet daarin zijn rol vervullen. Het probleem is zo groot en complex, dat geen van de mogelijke oplossingen op voorhand mogen worden uitgesloten. Kernenergie is net als zon- en windenergie een CO2-arme energiebron.

Kernenergie is duur, maar niet noodzakelijk duurder dan bronnen zoals wind en zon, wanneer rekening wordt gehouden met systeemkosten. Systeemkosten zijn de kosten die gemaakt worden om de energie van de bron naar de gebruiker te brengen en om de beschikbaarheid van het systeem op elk moment te waarborgen. Door de toename van het aandeel zon en wind in de energiemix, zijn steeds vaker investeringen nodig om het elektriciteitssysteem geschikt te maken voor een nog groter aandeel. Op grond van analyses in de sector verwachten wij dat deze systeemkosten exponentieel zullen toenemen wanneer wordt overgeschakeld naar volledig duurzame bronnen zonder regelbaar vermogen, zoals zon en wind. Kernenergie is wel regelbaar, waardoor de belasting van het net beter kan worden gebalanceerd. Regelbaar vermogen uit waterkracht is in Nederland slecht realiseerbaar, door het gebrek aan voldoende hoogteverschillen en ruimte om op deze plaatsen grote spaarbekkens te creëren. Alternatief is importeren. Maar onze buurlanden hebben hun eigen aanbod zelf nodig en Afrika is sterk aan het groeien en zal het potentiële aanbod zelf nodig hebben.

De kosten van kernenergie zijn ook onnodig hoog door de hoge kapitaallasten veroorzaakt door financieringsconstructies met veel te hoge rente. Typisch 8% of zelfs meer, terwijl de rente voor windprojecten vaak minder is dan 3%. Een vertraging bij de projectuitvoering veroorzaakt dan al gauw een extra kapitale last. In sommige gevallen tot wel 60% van de totale kosten. De overheid kan hierin een rol spelen door risico’s af te dekken en zekerheden te bieden zodat de rente laag kan zijn. Vooral politieke onzekerheid is een stevig afbreukrisico, dat de rendementseis verhoogt. Er zijn verschillende manier om dit te ondervangen en dit zal een belangrijke factor in het succes zijn.

De meeste energiemix scenariostudies laten zien dat in het jaar 2050 onvoldoende ruimte (op land en zee) beschikbaar is om 100% over te schakelen naar duurzame bronnen. Zeker als internationaal transport ook in de berekening wordt meegenomen en omdat de import van CO2-vrije elektriciteit waarschijnlijk minder goed mogelijk is. In de studies wordt 30% tot 70% van de energie geïmporteerd uit het buitenland, afhankelijk van de aannames. Het is zeer de vraag of in het buitenland voldoende CO2-arme energie beschikbaar is, wanneer deze wel beschikbaar is en of deze niet vrij komt door de inzet van fossiele brandstoffen in de betreffende buitenlanden.

De beschikbaarheidsgarantie (Security of Supply) van energie is gerelateerd aan opslag en voorraadvorming waarbij men al snel denkt aan batterijen. Batterij-eenheden zullen inderdaad voor de korte termijn stabiliteit (seconden tot en met uren) belangrijker worden en de rol van gas-eenheden overnemen. Echter, voor de kosten van opslag is niet het vermogen (MW) en ruimtebeslag van een opslaginstallatie relevant, maar de opslagcapaciteit (MWh). In een energiemix met vooral zon- en windenergie zal men seizoenen moeten kunnen overbruggen en zelfs de mogelijkheid om slechte jaren (weinig wind of koud winterseizoen) te compenseren. Hierbij zijn batterijen niet interessant vanwege de hoge kosten, groot ruimtebeslag en zelfontlading van de batterijen. Om een gevoel te geven; om de opslagcapaciteit te verhogen van 30 minuten naar een half jaar heeft men tienduizend keer meer batterijen nodig! Waterstof kan hierbij een rol vervullen. De opslagkosten kunnen hierbij relatief laag blijven. De conversiekosten van elektriciteit naar waterstof (elektrolyse) en van waterstof naar elektriciteit (brandstofcel of gasturbine) zijn op dit moment echter nog zeer hoog. Bovendien gaat er in de conversie veel energie verloren. De kosten zullen de komende jaren door ontwikkeling en schaalvergroting dalen. De investeringskosten (€/MW) van deze installaties zullen doorslaggevend zijn voor de bedrijfskosten (€/MWh). Om de bedrijfskosten binnen de perken te houden, dient de (economische-)bedrijfstijd van deze installaties hoog gehouden te worden. Omdat een kerncentrale niet afhankelijk is van het weer, is deze om economische redenen beter geschikt om dit soort installaties te voorzien van voldoende elektriciteit. Waterstof-electrolysers hebben een hoge bedrijfstijd nodig om economisch te zijn. Wind en zon zijn maar een deel van de tijd beschikbaar en kunnen dan dus niet leveren aan de electrolysers. Kerncentrales kunnen praktisch 100% van de tijd leveren en zijn dus geschikter om de electrolysers te voeden.

Het belangrijkste twistpunt rondom kernenergie is het radioactieve afval en met name het hoogradioactief Afval (HRA). Dit wordt als bezwaar tegen deze vorm van energieopwekking opgeworpen met als reden dat het afvalprobleem nog niet is opgelost. Hiermee wordt bedoeld de ondergrondse eindberging van het hoogradioactief afval diep in de ondergrond. Nog nergens op de wereld wordt dit al toegepast, omdat de noodzaak ervoor nog niet bestaat. Eerst moet namelijk het hoogradioactief materiaal zo’n honderd jaar afkoelen, voordat het in de ondergrond opgeborgen kan worden. In Finland wordt binnenkort de eerste ondergrondse eindberging locatie in gebruik genomen.

Na 100 jaar opslag is een groot deel van het afval nog zó radioactief, dat koeling nodig is. Het Nederlandse beleid m.b.t. dit HRA is om het volgens de huidige stand der wetenschap in stabiele geologische aardlagen in de diepe ondergrond te bergen. De coördinatie van het onderzoek naar eindberging behoort tot de kerntaken van het COVRA. In het Onderzoeksprogramma Eindberging Radioactief Afval, kortweg OPERA, heeft men gedurende bijna zeven jaar zorgvuldig onderzoek verricht naar de manier waarop radioactief afval op termijn veilig in de diepe ondergrond van Nederland opgeborgen kan worden. De resultaten van het onderzoek zijn begin 2018 gepubliceerd. Hoog radioactief afval moet wel 100.000 jaar goed afgeschermd bewaard worden. Er zal ook in de berekeningen meegenomen moeten worden dat er nog wel eens een ijstijd komt. Nederland stelt als eis dat het afval terughaalbaar wordt opgeborgen. Rond het afval zal het diepe grondwater gemonitord worden. Wanneer, door onvoorziene omstandigheden, er toch radioactiviteit in het grondwater wordt waargenomen, kan dan besloten worden het afval terug te halen.

Twee belangrijke conclusies van OPERA zijn:

Dat al het Nederlands radioactief afval in diepe kleilagen veilig kan worden opgeborgen. De veiligheidsanalyses in OPERA geven aan dat dit concept, op een goed gekozen locatie met geschikte geologie, een hoog niveau van veiligheid biedt, vergelijkbaar met andere nationale programma’s en internationale standaarden.
Dat hoewel eindberging in Nederland pas voorzien is in 2130, nu al kennis over eindberging ontwikkeld moet worden. Voor de behandeling en verwerking van afval nu en om een zo goed mogelijke inschatting te maken van het geld dat nu gespaard moet worden om in de toekomst een eindberging te kunnen bekostigen, moet kennis aanwezig zijn over wat er na honderd jaar met het afval gaat gebeuren. Daarvoor is een langjarig onderzoeksprogramma nodig.

CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN

Decarbonisatie van onze mondiale maatschappij is noodzakelijk, maar ook kostbaar en complex. Nederland, als rijk land, moet daarin zijn rol vervullen. Het probleem is zo groot en complex, dat geen van de mogelijke oplossingen op voorhand mogen worden uitgesloten. Kernenergie is net als zon- en windenergie een CO2-arme energiebron. Kernenergie is duur, maar niet noodzakelijk duurder dan bronnen zoals wind en zon, wanneer rekening wordt gehouden met systeemkosten.
De gekozen degelijke aanpak van de regering om eerst een volledig plan voor nieuwe kerncentrale infrastructuur te ontwikkelen is lofwaardig. De voorgestelde aanpak bergt echter een groot risico op vertragingen in zich. Het zou effectiever zijn om van grof naar fijn enkele deelbeslissingen in het proces op te nemen. Dat maakt het mogelijk om sommige van de noodzakelijke debatten al in een eerder stadium te voeren.
Small Modular Reactors (SMRs) zijn op korte termijn nog niet te realiseren. Vanuit technologische optiek is het echter interessant om de mogelijkheden van Small Modular Reactors (SMRs) serieus te onderzoeken. Dit staat ook in het plan van het kabinet, zonder echter concrete stappen te benoemen. SMRs maken een spreiding van energieproductie door het land mogelijk, hebben een tal van voordelen op het gebied van energietransport en spreiden de risico’s voor de vitale infrastructuur. In het kabinetsplan zou het onderzoek naar SMRs daarom concreter uitgewerkt moeten worden.
Berging van nucleair afval is een onderwerp, dat in voldoende mate moet worden opgelost om draagvlak te krijgen voor nieuwe kerncentrales, groot en klein. De meeste Europese landen hebben in hun nationale wetgeving opgenomen, dat geen radioactief afval afkomstig uit andere landen mag worden opgeborgen. Samenwerking op het gebied van HRA eindberging in de Europese Unie lijkt een technisch en economisch relevante oplossing voor ons land en voor andere kleine Europese lidstaten. Het Finse initiatief is een goed voorbeeld om samenwerking ook op politiek niveau na te streven.
Om de hoge rentelasten van kernenergie te beperken kan overheid risico’s afdekken en zekerheden te bieden. De totale kosten kunnen daardoor veel lager worden.

_____________________________
Den Haag, 5 september 2022
Heeft u nog vragen? Neem dan contact op via E: jan.wind@kivi.nl

Disclaimer: Dit position paper is opgesteld door de daarin genoemde vakafdeling(en) in samenwerking met de Raad Wetenschap, Techniek en Maatschappij (RWTM). De gegeven feiten en meningen zijn gebaseerd op open bronnen. Dit is geen officieel standpunt van KIVI. De vereniging aanvaardt geen aansprakelijkheid voor hetgeen in dit position paper naar voren is gebracht.

Foto: NucleairNederland (CC BY-ND 2.0)