Energie van de toekomst: ‘Kernenergie zonder afval en zonder gevaar: het kan’

Experts van de KU Leuven fileren het Belgische energiebeleid: volgens Griet Ceulemans en Nathal Severijns zijn gascentrales géén duurzame wissel op de toekomst. De toekomst is nucleair, zeggen zij, dankzij een nieuw type kerncentrale, dat draait op thorium in plaats van uranium.

Griet Ceulemans draait er niet omheen: qua energieverbruik leeft de Belg boven zijn stand, zegt de Leuvense docent duurzaam samenleven. ‘In 2014 verbruikte de gemiddelde Belg bijna evenveel als een inwoner van Rusland. En dat terwijl we een klein land hebben – en dus minder grote verplaatsingen moeten maken – met een behoorlijk aangenaam klimaat – waardoor we geen uitzonderlijke hoeveelheden energie voor verwarming of airconditioning nodig hebben. Dat verbruik verminderen moet een topprioriteit worden. We zullen heel wat maatschappelijke sectoren moeten bijsturen, bijvoorbeeld door te streven naar goed geïsoleerde huizen en beter openbaar vervoer.’

Samen met haar collega Nathal Severijns, hoogleraar kernfysica aan de KU Leuven, mengt Ceulemans zich in het energiedebat. Dat debat is sterk gepolariseerd geraakt – er lijken evenveel meningen als experts te zijn – maar over één ding is vrijwel iedereen het eens: als het over energie gaat, is ons land kwetsbaar. ‘Door onze bescheiden oppervlakte, onze geografie, ons klimaat, onze bevolkingsdichtheid en onze manier van wonen zal België de komende decennia zijn energiebehoefte niet zelf kunnen dekken met groene energie tegen een aanvaardbare prijs voor de gebruiker’, zegt Ceulemans.

Severijns geeft een voorbeeld: ‘Om 20 procent van onze energiebehoefte uit wind te halen, moeten er nog 2000 turbines op het land bij komen – boven op het huidige windturbinepark voor onze oostkust, het geplande park voor de westkust en de 900 windturbines die al op het land staan. Het plan Windkracht 2020 van de Vlaamse regering voorziet er 250 tegen 2020: in dat tempo zal het twintig jaar duren voor er 1000 extra zijn. Dat is te traag om een wissel op de toekomst te zijn.’

Ook onze afhankelijkheid van het buitenland voor een deel van onze energievoorziening maakt ons kwetsbaar, meent Severijns. ‘Ons land zal in de toekomst minder kunnen rekenen op ingevoerde elektriciteit. Nederland zal vanaf 2029 geen gas meer uitvoeren. En Frankrijk zal een aantal oude kerncentrales uit dienst nemen, waardoor het een kleinere stroomoverschot zal hebben.’

‘Door op Europees vlak doorgedreven samen te werken, kunnen we de energieproductie mogelijk vergroenen. Via een uitgebreid hoogspanningsnetwerk zou je windenergie uit het noorden en zonne-energie uit het zuiden naar andere landen in de Unie kunnen transporteren’, zegt Severijns. Maar hij waarschuwt ook: ‘Zulke systemen uitbouwen kan twintig jaar duren.’

Energie-eiland op zee

Kan ons land een overgangsperiode overbruggen? Het antwoord op die vraag is ja – zolang we blijven investeren in wind- en zonne-energie, aangevuld met andere vormen van hernieuwbare energie. In de Kempen zit er potentieel in geothermische energie uit de ondergrond. De mogelijkheid van getijde-energie en een energie-eiland op zee mag niet zomaar van de hand gewezen worden: zo’n eiland heeft een hoge kostprijs, maar kan tot honderd jaar meegaan. Ook de ontwikkeling van compacte batterijen voor energieopslag verdient steun.

De huidige Belgische plannen rond hernieuwbare energie focussen sterk op het laaghangende fruit: de gemakkelijkste opties, die op termijn te weinig rendement opleveren. ‘Van de Europese Unie moet ons land 13 procent groene energie hebben tegen 2020, en 27 procent tegen 2030. Eind 2016 zaten we nog maar aan 9 procent’, zeggen Griet Ceulemans en Nathal Severijns. Het plan Windkracht 2020 zal volgens hen tot een toename van groene stroom met ongeveer 1,5 procent in vijf jaar leiden, terwijl dat 1,5 procent per jaar zou moeten zijn.

‘Gezien de globale opwarming zouden we ondertussen moeten afstappen van elke vorm van fossiele energie’, klinkt het. Daarom zijn er drastische maatregelen nodig. ‘Net zoals Frankrijk of Groot-Brittannië kan ons land vanaf een bepaalde datum, zoals 2025 of 2030, beter geen nieuwe auto’s op fossiele brandstoffen meer toelaten’, zegt Ceulemans. Maar ze plaatst ook vraagtekens bij elektrische auto’s op energie geleverd door gascentrales: ‘Die zijn zo goed als nutteloos tegen het klimaatprobleem.’

‘Gascentrales worden in veel plannen opgevoerd als een noodzakelijke tussenstap naar een maatschappij die volledig draait op hernieuwbare energie, maar ze passen niet bij duurzame energieontwikkeling’, zegt Ceulemans. ‘Nieuwe gascentrales zouden tientallen jaren in gebruik blijven en stoten koolstofdioxide (CO2) uit, terwijl we die uitstoot tegen 2050 net met 80 tot 90 procent moeten verminderen. Elke ton CO2 blijft minstens 100 tot 200 jaar in de atmosfeer hangen, en zal zo de opwarming verder stimuleren.’

En daarmee komen de academici bij het meest controversiële deel van hun verhaal. ‘In plaats van in gascentrales te investeren, kunnen we de bestaande kerncentrales beter langer laten draaien: die stoten geen CO2 uit, en over hun veiligheid waakt het het Federaal Agentschap voor Nucleaire Controle (FANC) met grote verantwoordelijkheidszin’, zegt Severijns. ‘Kiezen we daarvoor, dan zouden we de klimaatdoelstellingen voor 2030 en later kunnen halen. En met het uitgespaarde geld kunnen we nieuwe technologie ontwikkelen voor hernieuwbare energie en batterijen.’

God van de donder

De wetenschappers zijn zich bewust van de controverse die hun voorstel kan opwekken. ‘Het debat rond kernenergie en de vraag of we nog moeten investeren in de huidige kerncentrales is uiterst emotioneel geworden. Aan kernenergie zijn gevaren verbonden, en ze veroorzaakt ook een uitgesproken afvalprobleem.’ Maar daarop hebben de wetenschappers een antwoord geformuleerd.

Wat de gevaren betreft: aantallen slachtoffers vergelijken is een heikele zaak, maar Ceulemans en Severijns hebben zich er toch aan gewaagd. ‘Kernenergie is in gebruik sinds de jaren 1950. Het totale aantal slachtoffers van dat productieproces wordt tot dusver op 40.000 wereldwijd geraamd. Elk slachtoffer is er één te veel, maar waarom heeft niemand het ooit over het veelvoud aan slachtoffers in de klassieke mijnontginning? Alleen al in China komen, naargelang de bron, jaarlijks tussen de 3000 en de 20.000 mensen om in steenkoolmijnen. De Wereldgezondheidsorganisatie liet in 2016 weten dat er in Europa elk jaar ongeveer 200.000 mensen sterven aan de gevolgen van blootstelling aan fijnstof, waarvan 1000 in België. De grootste bron daarvan is het gebruik van fossiele brandstoffen.’ En dan is er het kernafval. Een uraniumkernreactor van 1000 megawatt produceert elk jaar ongeveer 245 kilogram langlevend afval, dat zijn radioactieve karakter pas na 10.000’en jaren verliest. ‘Maar’, zo countert Severijns, ‘in wetenschappelijke kringen is er al een tijdlang hernieuwde interesse voor kerncentrales die draaien op thorium in plaats van uranium. Op lange termijn, en in combinatie met hernieuwbare energie, bieden die een goed alternatief voor de huidige centrales.’

Het was de Zweed Jöns Jacob Berzelius, een van de grondleggers van de moderne chemie, die in 1828 thorium ontdekte: een zilverwit, licht radioactief metaal. Hij vernoemde het element naar Thor, de god van de donder uit de Noorse mythologie. Wereldwijd zit er een grote voorraad van in de bodem.

Severeijns: ‘Kerncentrales op thorium zijn vrij van alle problemen en ongemakken die gepaard gaan met het gebruik van uranium voor kernsplijting. Ze zijn inherent veilig, en doordat ze langlevend radioactief afval van klassieke centrales kunnen verbranden, kunnen ze het huidige kernafvalprobleem zelfs mee oplossen in plaats van het te vergroten. En ze hebben nog een andere troef: je kunt hun vermogen vrij gemakkelijk variëren, wat bij de huidige kerncentrales niet kan. Via een netwerk van kleine en middelgrote centrales kun je het distributienet voor elektriciteit stabiel houden, ook als we op termijn moeten omgaan met een grote hoeveelheid zonne- en windenergie, die zeer variabel in plaats en tijd zal zijn.’

En dan is er de kostprijs. ‘Bij de ontwikkeling van thoriumkerncentrales ligt die hoog’, zegt Severijns, ‘omdat de technologie nog niet op punt staat. Maar zodra ze in productie zijn, zullen die centrales minstens twee keer goedkoper zijn, onder meer omdat ze efficiënter zijn dan uraniumkerncentrales en omdat er minder radioactief afval is – dat bovendien een kortere levensduur heeft.’

Severijns is ondubbelzinnig: ‘Aan thoriumkerncentrales zijn alleen voordelen verbonden.’ In de jaren 1950 spitste het onderzoek naar kernenergie zich aanvankelijk ook toe op thorium als basisstof voor kernsplijting. Maar er was ook een ‘nadeel’: met thorium kun je geen kernraketten maken. Daarom koos het Amerikaanse militaire apparaat in het begin van de Koude Oorlog voor uranium. ‘Dat is doodjammer’, zegt Severijns.

Twee scenario’s

‘Momenteel zijn er twee moderne types van thoriumkerncentrales in volle ontwikkeling’, weet Severijns. ‘Binnen het MYRRHA-project van het Studiecentrum voor Kernenergie (SCK) in Mol wordt er gewerkt aan een onderzoeksreactor die op termijn onder meer het langlevende afval van uraniumreactoren kan splijten – een technologie die transmutatie heet. En verschillende andere landen, van Nederland over Japan tot Canada, voeren onderzoek naar de zogenoemde molten salt thorium reactor: daarbij wordt thorium in de vorm van een vloeibaar zout bij ongeveer 700 graden Celsius en bij atmosferische druk als brandstof gebruikt. China wil thoriumreactoren inzetten om zijn steenkoolcentrales daadwerkelijk te vervangen.

De eerste thoriumreactoren zullen pas tegen 2035 of 2040 commercieel operationeel zijn. Wat staat ons in afwachting te doen? ‘We hebben twee scenario’s gesimuleerd’, zegt Severijns. ‘In het eerste bouwen we gascentrales, in het tweede houden we een zo beperkt mogelijk aantal van de huidige kerncentrales een tiental jaar langer open. We zijn telkens uitgegaan van twee dingen: dat we jaarlijks 8,16 gigawatt aan energie nodig hebben (zoveel werd er geproduceerd in 2014, het referentiejaar van de onderzoekers, nvdr) en dat we in 2025 een derde van onze elektriciteitsbehoefte uit zon en wind kunnen halen.’

‘Het scenario met gascentrales leidt onvermijdelijk tot een toename van de CO2-uitstoot, wat niet wenselijk is. In het andere scenario zullen twee kerncentrales volstaan; stijgt de energievraag of sputtert de investering in hernieuwbare energie, dan kunnen we er een derde openhouden. Zolang je het nodige onderhoud en een sterke controle op de veiligheid verzekert, is daar in principe geen probleem mee. Integendeel: het zou net vreemd zijn centrales die financieel afgeschreven zijn en dus goedkoop elektriciteit kunnen produceren zonder CO2- uitstoot níét langer dan veertig jaar te gebruiken.’

Dat eerder deze maand maar twee van de zeven kernreactoren in ons land energie konden opwekken – de vier centrales in Doel en één centrale in Tihange lagen stil – verontrust Ceulemans en Severijns niet. Het licht zal niet uitgaan terwijl we wachten op thoriumkerncentrales: ‘Ondertussen zal er almaar verder geïnvesteerd worden in groene energie. En de bestaande gascentrales kunnen als back-up dienen, zowel wanneer de kernreactoren stilliggen als wanneer er minder zon of wind is. Het enige nadeel is dat de overheid het best Doel 4 en Tihange 3 kan openhouden, waardoor ze in twee nucleaire sites moet blijven investeren.’

De klimaatopwarming is een ernstig probleem met dramatische sociale gevolgen, onderstrepen Griet Ceulemans en Nathal Severijns tot slot. ‘Voor welke oplossingen we ook kiezen: die keuze zal zal sowieso tijdelijk zijn, omdat de technologie om elektriciteit op te wekken in ijltempo evolueert. Willen we onze maatschappij vrijmaken van fossiele energie, dan moeten we ook kernenergie kunnen blijven overwegen en verder onderzoek naar thoriumkerncentrales kunnen stimuleren. Die optie a priori uitsluiten op basis van puur gevoelsmatige argumenten? Dat zou niet van grote zorgvuldigheid getuigen.’