‘De wet op de kernuitstap schrappen? Niet nodig, die was toch al nutteloos’

‘Ook zonder kernuitstap was een grootschalige sluiting van het kernpark onvermijdelijk. Oproepen om die wet dan ook af te schaffen zijn een slag in het water’, schrijft onderzoeker Joannes Laveyne (UGent).

Een snelle opeenvolging van feiten zorgde er de afgelopen weken voor dat het energiedebat niet uit de media weg te slaan was. De Britse klimaatdenktank Ember die in een rapport waarschuwt dat onze elektriciteitsproductie over tien jaar bij de vervuilendste van Europa zal behoren, Engie-Electrabel die aankondigt te stoppen met kernenergie, de politieke demarches omtrent de kernuitstap, filosofen die oproepen wetten te schrappen… Bijna iedere dag viel er een nieuw bommetje en kregen politici en opiniërende analisten een podium om hun visie uit de doeken te doen.

Vaak blonken die visies uit door een totaal gebrek aan technisch-wetenschappelijke onderbouwing. Expertise niet vereist. Het debat over de kernuitstap is dan ook gepolitiseerd en geïnstrumentaliseerd geworden in een klassiek links-rechts narratief, waar iedereen desgevraagd een mening over klaar heeft. En zoals wel vaker sneuvelen feiten en nuance als eerste.

Het energiedebat heeft dan ook een grote beperking: het is nu eenmaal zeer technisch van aard. In de vertaalslag naar voor iedereen verteerbare hapklare brokjes informatie gaat veel nuance verloren. In dat vacuüm is het goed gedijen voor leerling-tovenaars, luid absolute argumenten aan het opdreunen, of gladde, met allerlei doemscenario’s dreigende politici.

Misschien is het wel eens nuttig enkele stappen terug te nemen, het bredere plaatje te bekijken en even de tijd te nemen de, weliswaar ingewikkelde, techniciteiten toch even te doorgronden.

Ockhams scheermes

Het debat over de kernuitstap betreft de levensduurverlenging van twee van de zeven huidige Belgische kernreactoren, goed voor 2GW van de in totaal 6GW nucleaire productiecapaciteit. Met een bijkomende 10, mogelijk 20 jaar kunnen deze 2 reactoren jaarlijks een niet onaardige en koolstofarme bijdrage van 15% van de totale Belgische stroomproductie leveren. Zeker een debat waard.

Tegelijk dienen we echter alert te zijn voor het sofisme om dit zinvolle debat over twee reactoren op te rekken naar een ideologisch debat over alle reactoren. Moving the goalposts, heet zoiets. In werkelijkheid is de verlenging van 2GW het enige project dat ooit op tafel gelegen heeft, getuige ook de officiële communicatie van Engie-Electrabel.

In het afgelopen decennium onderging de technische en economische realiteit immers een drastische wijziging. Fukushima noopte de Europese nucleaire veiligheidsorganisatie WENRA tot het aanscherpen van de veiligheidsregels. Al snel bleek dat dit een verdere levensduurverlenging van onze oudste kerncentrales, Doel 1 en 2, verhinderde. Een verdere aanscherping door WENRA leidde eind vorig jaar ook tot het schrappen van een post-2025 carrière van Tihange 1.

In 2012 kwam daarnaast aan het licht dat de reactorvaten van Doel 3 en Tihange 2 waterstofinsluitels bevatten, in de populaire media ‘scheurtjes’ genoemd. Na een grondig en langdurig onderzoek certificeerde het FANC, de Belgische nucleaire waakhond, deze reactoren voor gebruik tot 2025. Voor een eventuele uitbating na 2025 zijn nieuw onderzoek en bijkomende veiligheidsingrepen vereist. Uiteindelijk kon de nucleaire uitbater niet anders dan vaststellen dat slechts 2 van de 7 reactoren in aanmerking kwamen voor een verdere levensduurverlenging.

Speculeren over meer dan 2 reactoren een levensduurverlenging geven is een discussie over het geslacht der engelen. Zolang er geen verifieerbare gegevens voorhanden zijn is het debat zonder voorwerp, een opbod van meningen waarin iedereen gelijk kan hebben. Het scheermes van Ockham hanterend is de beslissing van de nucleaire uitbater om enkel de twee recentste reactoren eventueel nog open te houden duidelijk.

Achterhoedegevechten

Dat brengt ons tot een eerste merkwaardige vaststelling: de wet op de kernuitstap, die ondertussen al uit 2003 dateert, is grotendeels nutteloos gebleken. De technisch en economische realiteit bleek veel onverbiddelijker. Ook zonder kernuitstap was een grootschalige sluiting van het kernpark onvermijdelijk. Oproepen om die wet dan ook af te schaffen zijn een slag in het water. Ook zonder die wet zaten we vandaag in hetzelfde schuitje.

Illustratief is dat kernenergie ook onder zeer grote druk staat in Westerse landen, zonder wettelijke kernuitstap. De belangrijkste reden is de spectaculair dalende kostprijs van hernieuwbare energie, en de steeds snellere groei die er mee gepaard gaat. Dit stelt de conventionele centrales voor grote uitdagingen. Om de variabiliteit van al die hernieuwbare energie te compenseren wordt steeds meer flexibiliteit van hen verwacht.

Wegens allerlei redenen is de flexibiliteit van conventionele kerncentrales in de praktijk zeer beperkt. Zo kunnen onze modernste Belgische reactoren per brandstofcyclus van 18 maanden slechts 30 keer moduleren, en steeds niet lager dan 50% van hun capaciteit. Andere centrales, zoals een tiental Franse reactoren, zijn gebouwd met grijze regelstaven. Door deze staven in of uit de reactor te brengen kan de output geregeld worden. Een gashendel op de reactor. Dit biedt grotere flexibiliteit dan de klassieke modulatie, die gebaseerd is op het regelen van de concentratie aan boorzuur in het koelwater.

Wie de productiedata van de Franse reactoren erbij haalt, ziet echter dat de modulatie hier in de regel al bij al beperkt blijft. Hier zijn twee belangrijke redenen voor. De eerste is de complexiteit van de nucleaire brandstofcyclus. Nucleaire brandstof wordt niet bijgetankt zoals men een mazouttank vult. Kernbrandstof bestaat uit staven, met daarin de uraniumpellets, die in hun geheel in de reactor worden geplaatst. Het bestelproces van deze brandstof neemt ongeveer anderhalf jaar in beslag, en gaat iedere keer gepaard met grondige berekeningen en veiligheidstechnische procedures. Net omdat de brandstofstaven in hun geheel vervangen moeten worden, moet de uitbater van de reactor er voor zorgen dat op het moment van vervanging de brandstof volledig opgebruikt is.

Wanneer een reactor moduleert, wijzigt echter ook de energie die aan de brandstof onttrokken wordt. Indien de diepte en het aantal modulaties niet op voorhand gekend is wordt de brandstofcyclus onvoorspelbaar en draait het logistieke proces in de soep. Om dit te vermijden moet de uitbater dus reeds bij het bestellen van de brandstof, anderhalf jaar op voorhand, een inschatting van de hoeveelheid en type van flexibiliteit maken, en zich hier aan houden.

Bovendien is moduleren wegens veiligheidstechnische redenen niet mogelijk in de laatste maanden van de brandstofcyclus. Dat werd geïllustreerd tijdens de eerste lockdown, in de lente van dit jaar. Toen het Belgische energieverbruik sterk daalde dreigde een overproductie van elektriciteit. Onze Belgische reactoren moduleerden toen niet, wegens een combinatie van veiligheidsmaatregelen en het naderende einde van de brandstofcyclus. De netbeheerder moest alle zeilen bijzetten om de netstabiliteit te bewaren.

Wat flexibiliteit betreft zit de nucleaire uitbater dus in een zeer strak keurslijf, dat weinig ruimte biedt om op evoluties in te spelen. Bovendien moeten die evoluties reeds lange tijd op voorhand voorzien zijn. Zeer lastig in een steeds sneller wijzigende markt. Een verkeerde inschatting en de reactoren worden eerder een bedreiging dan een aanwinst voor het energiesysteem, zoals de lock-down aangetoond heeft.

Een tweede reden om af te zien van moduleren is financieel van aard. Als we de logistieke beslommeringen even achterwege laten kunnen nucleaire centrales hun operationele winstmarges verhogen door hun theoretische flexibiliteit maximaal in te zetten, iets wat de in dit debat vaak geciteerde professor Jesse Jenkins aantoont. Waar Jenkins echter aan voorbij gaat is dat deze operationele marge slechts een voetnoot in de nucleaire boekhouding is. Vaste kostenposten zoals kapitaalsafschrijvingen, infrastructuur, personeelskosten en bewaking domineren de nucleaire balans. Indien een reactor slechts de helft, of zelfs niks van zijn maximale capaciteit produceert, dan blijven deze kosten gewoon doorlopen. De paar procenten extra operationele marge die Jenkins beschrijft wijzigen amper iets aan het totale kostenplaatje: de totale rendabiliteit van een kerncentrale daalt quasi evenredig met haar modulatiegraad. Dit geldt overigens niet alleen voor de huidige kerncentrales. Ook alternatieven zoals thoriumreactoren of kernfusie zijn in hetzelfde bedje ziek.

Reactoren laten moduleren is economische onzin en logistiek een chaos. Tekenend is bijv. dat splinternieuwe kernreactoren, zoals de in het Verenigd Koninkrijk in aanbouw zijnde Hinkley Point C, zelfs zonder grijze staven gebouwd worden. Ze vallen terug op de beperkte modulatie zoals aanwezig in de Belgische kerncentrales. Het debat over nucleaire flexibiliteit is vooral een ideologisch achterhoedegevecht tussen voor- en tegenstanders van een groot aandeel kernenergie in de energiemix. In de praktijk is het echter simpel. Als reactoren moeten moduleren, dan beginnen investeerders er gewoonweg niet aan.

Waardevernietiging

Nieuwe reactoren bouwen is dan ook een weinig duurzame optie voor de toekomst. Niet alleen zijn ze economisch niet compatibel met grote hoeveelheden hernieuwbare energie, de bouwtijd loopt ondertussen op tot een decennium en de kostprijs explodeert. Veel beterschap lijkt niet in zicht. Een studie van het MIT Nuclear Engineering departement concludeerde dat kerncentrales bouwen een negatieve leercurve vertoont. Een leercurve toont de evolutie van de kostprijs van een project aan, als je het project blijft herhalen. Normaal gezien daalt de kost dan, zoals bij hernieuwbare energie het geval is.

Kernenergie kent dus echter een negatieve leercurve. Dit wil zeggen: hoe meer centrales je bouwt, hoe duurder ze worden. Dit eerder contra-intuïtief effect wordt veroorzaakt door de steeds strengere veiligheidsnormeringen, gecombineerd met de exploderende complexiteit van nieuwe kerncentrales. Bovendien vereist een kerncentrale iedere keer opnieuw zoveel maatwerk, dat leereffecten teniet gedaan worden.

Men kan natuurlijk oordelen dat deze economische en financiële problemen dan maar bijgepast of gesocialiseerd moet worden. In de meeste landen met veel kernenergie is de sector bijv. genationaliseerd en wordt kernenergie als een vorm van openbare dienstverlening beschouwd. Het betreft hier immers koolstofarme energie, dus er is een duidelijke maatschappelijke baat.

Iedere euro die je als overheid ergens spendeert creëert echter een even grote opportuniteitskost: je kan die euro niet meer besteden aan andere ingrepen. Investeringen in hernieuwbare energie, de elektrificatie van transport en verwarming, het renoveren van verouderd gebouwenpatrimonium of het efficiënter maken van de industrie. Allemaal maatregelen die minstens dezelfde impact qua uitstootvermindering kunnen hebben.

Een overheid die aan de ene kant het plaatsen van hernieuwbare energie ondersteunt, en aan de andere kant de verliezen die nucleaire centrales daardoor oplopen subsidieert, bevindt zich in een bijzonder spagaat. Waardevernietiging noemen economen zoiets. In een tijd waar alles rond nieuwe investeringen draait geen goede keus.

NIMBY en BANANAS

Kernenergie kan een grote bijdrage aan de toekomstige koolstofarme elektriciteitsproductie leveren. Maar ze is ook niet essentieel hiervoor. Er zijn geen absolutismen. Ook met hernieuwbare energie geraken we een heel eind.

In het debat hoor je wel eens vaker het argument opduiken dat hernieuwbare energie niet in staat is grote hoeveelheden van onze energie op te wekken door haar lage energiedensiteit. Dit concept, dat beschrijft hoeveel ruimtegebruik vereist is om een eenheid energie op te wekken, werd door beleidswetenschapper Vaclav Smil aan het begin van deze eeuw bedacht en in 2015 in zijn boek Power Density gepopulariseerd. Hernieuwbare energie vereist simpelweg teveel ruimte, is de boodschap.

Dergelijk concept maakte misschien nog enige zin aan het begin van dit decennium, toen hernieuwbare energietechnologie nog in zijn kinderschoenen stond en van zaken zoals offshore energie, enkele pioniersprojecten daargelaten, nog geen sprake was. Ondertussen halen we dubbel zoveel energie uit een zonnepaneel als toen en staat offshore energie in de pole-position om 20% van ons totaal energieverbruik te leveren. Tegen 2025 verwacht het Internationale Energie Agentschap dat zonne-energie de grootste bron van elektriciteitsproductie in Europa wordt.

Een verdere toename van hernieuwbare energie is niet alleen wenselijk, het is ook niet problematisch. De tochtige Noordzee is een onuitputtelijke bron van windenergie, en aan dakoppervlak is er in onze dichtbebouwde streken geen gebrek. Ook windenergie op land hoeft geen probleem te zijn. Dit vereist dan wel veel instroomruimte, de oppervlakte tussen windturbines kan gebruikt worden voor landbouw of zelfs natuur. Om het ganse Europese elektriciteitsverbruik met wind op te wekken is een oppervlakte van ongeveer 2% van Europa vereist. Dat is niet weinig, maar zeker ook niet onhaalbaar.

De grootste uitdaging in een energiesysteem met veel variabele hernieuwbare energie komt bij de netbeheerder te liggen, die al die energiestromen in goede banen moet leiden. Wat er gebeurt als de netbeheerder fouten maakt, maar ook als de conventionele energiecentrales niet voldoende flexibiliteit kunnen aanbieden, hebben we gezien in Californië, dat in augustus even door blackouts getroffen werd.

Gelukkig lukt het managen van zo’n hernieuwbaar energiesysteem bij ons beter. In Duitsland behaalt men kwartalen met structureel 50% elektriciteitsproductie uit hernieuwbare bron. In het Oost-Duitse netgebied, een zone qua oppervlakte en bevolking vergelijkbaar met België, werden zelfs maanden met 85% hernieuwbare energieproductie gehaald. Het net was er nog nooit zo stabiel. De netbeheerder, 50Hz, riep in een persbericht zelfs op om nog meer hernieuwbare energie te installeren. Interessant detail: 50Hz is een dochteronderneming van het Belgische Elia, dat zich als missie een 100% hernieuwbaar systeem heeft gesteld.

Als energiedensiteit al een rol speelt, dan is de grootste impact afkomstig van het NIMBY syndroom: Not In My Back Yard. Windturbines zijn niet zonder impact op de omgeving, en de inspraak van omwonenden moet gerespecteerd worden. Ook al gaat dat soms omtrent subjectieve argumenten zoals gezichtsvervuiling. Maar ook kernenergie kent dit probleem. In een recent arrest oordeelt het Grondwettelijk Hof dat omwonenden in een straal van maar liefst 1.000km inspraak moeten krijgen in nucleaire vergunningskwesties. Ook dat moet dus gerespecteerd worden. Zo leidt NIMBY tot de praktische invalidatie van het concept energiedensiteit, maar helaas ook naar BANANAS: Build Absolutely Nothing Anywhere Near Anyone.

Er blijft natuurlijk het probleem van variabiliteit. De opbrengst van hernieuwbare energie is oncontroleerbaar en matcht niet meteen met ons energiegebruik. Maar dit is geen nieuw fenomeen. Zoals aangetoond is de praktische flexibiliteit van kernreactoren beperkt tot onbestaande. Ook zij hebben dus stuurbare hulpbronnen nodig. In landen zoals Frankrijk of Zweden lost men dit op met hun grootschalige waterkrachtcentrales. Op afroep leverbare, koolstofvrije energie.

Niet alle landen hebben het geografische geluk over waterkracht te beschikken. Andere landen met een groot aandeel kernenergie, zoals het Verenigd Koninkrijk of Tsjechië, moeten die flexibiliteit anders oplossen: via fossiele centrales. Een blik op hun uitstoot toont al snel aan dat kernenergie zonder flexibiliteit en energieopslag niet tot lage uitstoot leidt. En hoewel we in België speciaal om onze kerncentrales te compenseren enkele stuurbare waterkrachtcentrales gebouwd hebben, zijn we qua uitstoot nooit verder dan de middenmoot geraakt. Voor iedere eenheid kernenergie stonden er immers twee eenheden fossiele centrales.

Aan de praat houden

Heeft kernenergie dan geen toekomst? Dat zou ook weer te kort door de bocht zijn. Kernenergie kan een bijdrage leveren aan de toekomst van koolstofarme energieopwekking. Maar wegens de hierboven vermelde redenen is het geen silver bullet. Kernenergie genereert nu ongeveer 10% van de globale elektriciteitsproductie, en zal dit wellicht in de toekomst blijven doen. Gezien het elektriciteitsverbruik zal stijgen, zullen er ook kerncentrales bijgebouwd worden. Maar in vergelijking met de uitbouw van hernieuwbare energie zal het een voetnoot blijven, en vooral beperkt blijven tot landen waar nu nog kolencentrales staan. Daar vormt kernenergie immers een prima alternatief voor. Ook nieuwe ontwikkelingen onder de vorm van kleine, modulaire reactoren stemmen hoopvol, al is het nog veel te vroeg daar enige consequentie voor het huidige beleid aan te kunnen vasthangen.

Dat neemt niet weg dat het een goed idee is om de huidige kerncentrales nog aan de praat te houden, daar waar dit veilig en economisch kan, en hun aanwezigheid de verdere uitbouw van hernieuwbare energie niet verstoort. Wat de twee recentste Belgische reactoren betreft lijkt, op basis van de huidig gekende cijfers, een levensduurverlenging aan de orde te zijn. Met een bijkomende 10, mogelijk 20 jaar kunnen deze 2 reactoren een niet onaardige en koolstofarme bijdrage van 15% van de totale Belgische stroomproductie leveren. Aan de andere kant is dit met een CO2 besparing van een dikke 2Mton per jaar, ongeveer 4% van de totale Belgische uitstoot, zeker ook geen game changer.

Het economisch plaatje is echter niet duidelijk. Een levensduurverlenging van onze twee jongste reactoren zou een prijskaartje in de grootteorde van 800 miljoen euro met zich meebrengen. Onder de huidige marktomstandigheden is het twijfelachtig of de nucleaire uitbater die investering ooit kan terugwinnen. Een levensduurverlenging zou dus gepaard gaan met de eis naar overheidsondersteuning door de nucleaire uitbater, zoals ook bij de vorige verlenging van de kernuitstap het geval was. Dit zou wel eens kunnen tegenvallen: ramingen hier van gaan van enkele tientallen tot meer dan honderd miljoen euro subsidie per jaar.

Opnieuw worden we hier met opportuniteitskosten geconfronteerd. Met dit geld vallen ook heel veel andere investeringen in uitstootreductie te realiseren. Investeringen in hernieuwbare energie, het energiezuiniger maken van ons gebouwenpatrimonium, het elektrificeren van ons wagenpark. Stuk voor stuk maatregelen die minstens dezelfde impact als het verlengen van de kernuitstap kunnen hebben. Als ze gerealiseerd worden.

Die ambiguïteit is onvermijdelijk, en komt bijvoorbeeld ook naar voor in de studie van Energyville over ons toekomstig energielandschap, nota bene in opdracht van de nucleaire operator gemaakt. Uit de studie blijkt dat twee reactoren openhouden geen probleem is. Uit de studie komt ook naar voor dat twee reactoren sluiten geen probleem is. De studie bevat immers geen becijfering van de ondersteuningskost om ze open te houden, en ook geen analyse welke andere uitstootreducties met dat geld gerealiseerd kunnen worden.

We bevinden ons met andere woorden op een kruispunt van vele mogelijke wegen, die allemaal naar Rome leiden. Niemand kan op dit punt met zekerheid zeggen wat de kortste of meest comfortabele weg is om de eindbestemming te bereiken. Wat wel zeker is, is dat we ondertussen al 17 jaar cirkeltjes rond de rotonde in het midden aan het maken zijn. Terwijl we eigenlijk al Rome aan de horizon hadden moeten zien verschijnen. We hebben politieke leiders wie we beslissingsrecht hebben toegewezen. Geconfronteerd met ambigue keuzes verwachten we van hen een duidelijke beslissing. Het wordt tijd dat zij hun verantwoordelijk nemen en definitief een richting inslaan.

Joannes Laveyne is onderzoeker aan het Elektrisch Energielaboratorium van de UGent en lid van de liberaal-groen georiënteerde denktank Eleni.