Debat over kernenergie: “de anti nucleaire lobby is verantwoordelijk voor de dood van een miljoen mensen per jaar door steenkool”

SP.a rood wil wetenschappelijke experts interviewen en aan het woord laten over kernenergie -en fusie nu klimaat en energie zo nadrukkelijk op de politieke agenda zijn komen te staan. Wij zijn dan ook blij om een interview met dr. Ir. Toon Weyens te publiceren. Zoals steeds bij onze interviews maken we de redactionele keuze niets aan te passen en het interview integraal te publiceren.

SP.a rood: kan u zichzelf even voorstellen?

Mijn naam is Toon Weyens en ik heb een doctoraat in energiefysica. Ik heb een tijdlang in ITER gewerkt. ITER is een internationaal samenwerkingsproject met als doel de wetenschappelijke en technische haalbaarheid aan te tonen van kernfusie als energiebron.

SP.a rood: bedankt om dit interview te willen doen. Wij merken dat er veel verwarring is rond kernenergie; kan u kort het verschil uitleggen tussen fusie en splitsing?

Eerst en vooral: kernfusie (waar ik onderzoek in heb gedaan) is niet hetzelfde als conventionele kernenergie. Bij kernenergie is het de zaak om zware elementen, zoals uranium en plutonium, te splitsen in lichtere elementen. Bij dit proces komt veel energie vrij, en dit kunnen we al een halve eeuw goed doen.

Kernfusie doet het tegenovergestelde: Heel lichte elementen, zoals waterstof, worden samengevoegd tot ietwat zwaardere elementen, zoals helium. Hierbij komt namelijk ook energie vrij. Dit is het proces dat er in de zon en andere sterren plaatsvindt, en dus eigenlijk de oorzaak van alle leven is, inclusief fossiele brandstof (dode beestjes en planten), windenergie (wind wordt veroorzaakt door temperatuurverschillen als gevolg van ongelijke inval van zon), en zelfs kernsplijting (uranium wordt gevormd door extreme fusiereacties die gebeuren op het einde van het leven van grotere sterren).

We kunnen ook al relatief lang kernfusie doen op aarde, maar nog niet op een vredevolle manier, waarbij de energie geleidelijk en gecontroleerd vrijkomt. In waterstofbommen gebeurt dit namelijk door de druk op een kern gevuld met zwaar water extreem te comprimeren door een rondomliggend conventioneel kernwapen, maar dat is natuurlijk niet wat we willen voor elektriciteitsproductie.

SP.a rood: wat zijn zoal de moeilijkheden bij kernfusie?

De manier waarop kernfusie kan gebeuren moet altijd wel door extreme druk en/of extreme temperatuur, want enkel dan kunnen die waterstofatomen de mutuele afstoting van hun elektronen overkomen. In de zon is dit een natuurlijk proces, omdat daar vele honderdduizenden kilometers materie de kern extreem samendrukt, maar op aarde moeten we extreme temperaturen gebruiken.

Behalve de moeilijkheid die je onvermijdelijk hebt om zo’n temperaturen te verkrijgen, is de vraag dan ook hoe je zo een heet ding op kan sluiten, want we praten hier over honderden miljoenen graden Celsius. Vergelijk dit maar eens met de temperatuur van een typische vlam, die maximaal een paar duizend graden Celsius kan bedragen. Om dit probleem op te lossen moeten we onze toevlucht nemen tot de speciale eigenschappen die de materie krijgt bij zulke hoge temperaturen: Het vormt een geladen gas, oftewel plasma, waarbij de positieve atoomkernen hun energetische elektronen niet meer bij zich kunnen houden, zodat het geheel een reactieve soep wordt waar kernen en elektronen allemaal los van elkaar kunnen bewegen.

Dit betekent dat we sterke magnetische velden kunnen gebruiken, die de bewegingen van deze individuele deeltjes kunnen beïnvloeden. Het plan is dus deze in de vorm van een grote torus, wat de wiskundige naam is van de vorm die een donut heeft, rond te sturen, waarbij ze ideaal nooit de kant raken als je magneetveld sterk genoeg is. Dit concept heeft meerdere types uitvoeringen, waarbij de tokamak en stellarator het belangrijkst zijn. Ze verschillen onderling door de exacte vorm van dit magneetveld, maar breed gezegd staan tokamaks het verst, alhoewel er onderzoek gebeurt naar beide concepten.

SP.a rood: dit klinkt als ingewikkelde toekomstmuziek. Denk je dat kernfusie op termijn haalbaar is als energiebron? Wat is het grootste probleem?

Je kan je natuurlijk inbeelden dat dit niet zo makkelijk is, en alhoewel we extreem veel vooruitgang geboekt hebben vergeleken met het begin in de jaren vijftig van de vorige eeuw, moet er toch nog wat gebeuren. Hoewel we in JET, op het moment de grootste werkende tokamak van de wereld, voor het eerst het break-even moment benaderden, waarbij er even veel energie wordt geproduceerd door fusiereacties als dat er energie nodig is om het geheel op te warmen, zijn we nu druk aan het werken aan ITER, een nieuwe reactor die veel groter gaat zijn dan JET, en waar het plan is om vijf maal meer energie te produceren dan we er in stoppen. Dit is de plaats waar ik mijn onderzoek gedaan heb.

Eén van de vergeten problemen van kernfusie is het feit dat er bij de makkelijkste reactie op aarde niet enkel helium gevormd wordt bij de fusie van waterstof, maar ook een neutron. Deze neutronen hebben een hoge energie en bij botsing met wandmaterialen zorgen ze voor zogenaamde activatie van de atomen in deze materialen, wat betekent dat deze laagradioactief worden. Het is wel belangrijk te vermelden dat dit soort radioactiviteit ordegroottes minder lang gevaarlijk blijven dan het soort dat we gewoon zijn bij conventionele kernenergie, maar het zorgt wel voor complicaties bij het onderhouden van de toekomstige kernfusiereactoren.

Het grootste probleem dat kernfusie heeft is echter vooral de trage snelheid waarmee het onderzoek gebeurt, door gebrek aan funding. We moeten namelijk zeker nog tien jaar wachten op de eerste echt nuttige wereldprimeurs van ITER, en daarbij is er nog maar enkel het probleem opgelost van het technologisch aantonen dat we nu echt meer energie kunnen maken dan we erin steken. De economische vraag, die eigenlijk net zo belangrijk is, zo niet meer, is de volgende stap: kunnen we dit ook op een economische verantwoorde manier. Dit is een delicate vraag, waarbij vele factoren een rol spelen, zoals de technologische moeilijkheid, de nood aan geavanceerde materialen, het probleem van onderhoud dat allemaal op afstand moet gebeuren omwille van de laagradioactieve wandmaterialen, en de spijtige eigenschap dat het makkelijker is om kernfusie te doen in grotere dan in kleinere reactoren, iets wat ingaat tegen de trend van gedecentraliseerde energieopwekking.

De conclusie van dit alles is dat kernfusie hoogstwaarschijnlijk te laat komt voor het probleem van de energieopwekking waar we momenteel mee worstelen. Dit betekent echter helemaal niet dat we er geen tijd en geld moeten instoppen, maar het is wel belangrijk om dit in het achterhoofd te houden bij het hele energiedebat. Het is een oplossing voor langere termijn.

SP.a rood: die langere termijn is er niet. Het probleem stelt zich hier en nu. Hoe ziet u het debat over energie momenteel evolueren?

Dit brengt ons terug bij de conventionele kernenergie. Ik ben blij te horen dat het debat langzaam terug rationeler gevoerd wordt, want de hele hetze tegen kernenergie heeft niemand goed gedaan. De simpele waarheid is dat kernenergie een van de meest veilige energiebronnen is, inclusief alle problemen die we gehad hebben met Fukushima en Tsjernobyl, en inclusief de hele opslagproblematiek.

SP.a rood: een groot deel van de politieke linkerzijde zal u om die uitspraak als een afvallige, een “slechte linkse” bestempelen. Hoe reageert u daar op?

Hier vind ik het zeer belangrijk om een goed beeld te hebben van wat er nu precies gebeurt in een kernreactor, om je daarna een helderder beeld te vormen, en niet te zwichten voor de emotionele bullshitargumenten van Greenpeace, Tom Waes en anderen.

Conventionele kernenergie werkt, zoals ik in het begin al zei, op een compleet andere manier dan kernfusie: Het zijn nu net zware elementen zoals Uranium, Plutonium of Thorium die worden gespleten tot lichtere elementen, en een hoop energie. Deze splijting wordt veroorzaakt door impact met een neutron, en als er neutronen aan te pas komen, komt er ook radioactiviteit bij te kijken. In tegenstelling tot kernfusie is dit bij kernenergie een zwaarder probleem, want de elementen die gevormd worden blijven vele tienduizenden jaren lang radioactief. Dit is nu dan ook vaak een van de topargumenten die passionele tegenstanders gebruiken als argument tegen de kernenergie.

SP.a rood: het argument “Het kan toch niet zijn dat we duizenden generaties van onze kinderen opzadelen met dit enorm probleem?” wordt wel vaker gehoord. Ik moet toegeven dat het ook mijn grootste zorg is bij het debat rond kernenergie. Hoe stelt u mij gerust?

Hierop zeg ik altijd simpelweg, “Het kan toch niet dat er nu elk jaar een miljoen mensen vervroegd sterven door directe gevolgen van het stof dat vrijkomt bij steenkoolproductie en verbranding”? Dit is namelijk de evolutie die we het laatste decennium gezien hebben: Landen sluiten hun kerncentrales en moeten het grote energietekort compenseren door steenkool- of zelfs bruinkoolcentrales te openen, wat een extra vervuilende vorm van steenkool is. Vooral de Duitsers zijn hier op hypocriete wijze enorm sterk in. Dit is allemaal het gevolg van ondoordachte irrationele beslissingen die men genomen heeft in paniek.

Het is namelijk zo dat het probleem van het kernafval veel minder beduidend is dan wat mensen vrezen. Hier zijn twee redenen voor. Ten eerste is de hoeveelheid hoogradioactief afval echt minuscuul: 5 gram per persoon per jaar met huidige technologie. Je kan dit hoogradioactieve afval perfect opslaan in aardlagen die stabiel zijn en waar geen complexe wezens bij kunnen. Complexe wezens die er toch ooit bij zouden komen komen moeten al sowieso intelligent genoeg zijn om het fenomeen radioactiviteit te begrijpen en ermee om te komen gaan. Ten tweede is dit afval eigenlijk geen echt afval, want met toekomstige technologieën kan dit nog verder opgebrand worden door hoogenergetische neutronen tot er echt zo goed als niets meer overschiet. Deze technologieën zijn allemaal perfect mogelijk en de enige reden waarom ze nog niet ontwikkeld worden is de complete afwezigheid van een maatschappelijk draagvlak. Een spijtige zaak.

SP.a rood: het moest maar eens mis gaan. Wat met kernrampen zoals in het verleden?

Het andere grote probleem van de kernenergie is de mogelijkheid van kernrampen zoals in Fukushima, Tsjernobyl en op Long Island. Dit is wel degelijk een probleem, en dat gaat niemand ooit ontkennen. Je moet maar naar Tsjernobyl gaan om te zien wat er kan gebeuren als alles misloopt. Maar ook hier moet je eigenlijk eens rationeel nadenken. Over hoeveel mensen gaat het? Bij de ramp van Fukushima is er welgeteld één persoon gestorven aan oorzaken die direct te maken hebben met straling. Hoeveel zijn er echter gestorven door oorzaken die direct te maken hadden met het feit dat er een reusachtige tsunami over het land heen raasde? Wie weet trouwens nog dat deze door de Tohoku aardbeving werd veroorzaakt? 9.1 op de schaal van richter, met bijna twintigduizend mensen dood als gevolg! Ik vind dus eigenlijk dat Fukushima een voorbeeld was voor de veiligheid van kernenergie, zelfs met de relatief oude technologie die er gebruikt werd. In nieuwe reactoren zouden de noodgeneratoren namelijk niet in de kelder gezet worden, aangezien kelders vol water kunnen lopen.

Een soortgelijk argument kan je voor Tsjernobyl maken, alhoewel het dodental daar natuurlijk veel hoger ligt, alsook het aantal mensen dat permanent weg moest uit de plaats waar ze woonden. Schatting variëren nogal wat, maar zelfs Greenpeace, die helemaal niet zuiver op de graat is als het over dit soort dingen gaat, schat maximaal honderdduizend mensen, en de meeste organisaties een factor vijf of tien minder. Iedereen is het ermee eens dat dit soort rampen onaanvaardbaar is, en huidige technologie is gelukkig zo sterk verder ontwikkeld dat dit nooit meer kan voorkomen. Maar toch blijft het interessant deze hoeveelheid mensen te contrasteren met het eerder genoemde miljoen dat elk jaar sterft aan de directe gevolgen van steenkool. Ik herhaal het: 1 miljoen mensen per jaar!

SP.a rood: wat denkt u van hernieuwbare energie? Waarom niet massaal voor wind en zon gaan?

Dit is een uitstekende vraag, maar het antwoord is helaas niet zo eenduidig. Het zit namelijk zo dat deze zogenoemde renewables zelf ook een hele resem problemen hebben. Een zeer interessant boek voor ieder die geïnteresseerd is, en dat ik kan aanraden, is “Renewable Energy, Without the Hot Air” van David Mackay, Professor aan de universiteit van Cambridge. Dit boek kan je gratis downloaden van de homepage, https://www.withouthotair.com/, maar voor diegenen die hier niet meteen zin in hebben luidt de samenvatting zo:

Wind en zon zijn de enige renewables die we op grote schaal kunnen gebruiken in een land zoals België of Nederland, waar we helaas geen bergen hebben voor massaal waterkracht aan te wenden voor onze elektriciteitsopwekking. Hierbij zijn echter twee grote problemen.

Ten eerste kunnen we niet genoeg energie produceren met onze beperkte oppervlakte en grote bevolkingsdichtheid. Dit kan je met eenvoudige berekeningen afschatten en zal de realiteit blijven tot we op een of andere manier de efficiëntie van onze zonnepanelen drastisch kunnen verbeteren voor een doenbare prijs of op een miraculeuze manier de zon veel meer doen schijnen. De oplossing hiervoor zou kunnen zijn het vol leggen van een significant deel van de Sahara, natuurlijk, maar stel je voor wat een logistieke en politieke debacles dit zou opleveren. Voor windenergie hebben we zelfs nog minder plaats beschikbaar, en nog meer tegenstand van buurtbewoners die lijden aan het not-in-my-backyard syndroom.  

Maar zelfs als we het voor elkaar zouden krijgen, en genoeg capaciteit kunnen installeren, dan nog is er het onontkoombare probleem van de intermittentie: Noch zon, noch wind is altijd beschikbaar. Wat er dus nodig zou zijn is grootschalige opslag van energie om de periodes van schaarste te overbruggen. Dit bestaat simpelweg nog niet met huidige technologieën. Het enige wat er in de buurt komt is opslag met behulp van waterpompen die water kunnen oppompen van lager naar hoger gelegen gebieden. Maar bergen zijn nu net iets wat we in België of Nederland niet hebben. Helaas.

Een alternatieve oplossing voor dit tweede probleem, waarover langzaamaan ook in meerdere groepen wordt gediscussieerd, maar die helemaal niet nieuw is, is het zogenaamde vehicle to grid systeem, waarbij men uitgaat van een massale expansie van elektrische wagens, wat natuurlijk gepaard zou gaan met een massale expansie van de beschikbare batterijcapaciteit. Het idee is dat aangezien de meeste auto’s het grote merendeel van de tijd stil staan, de eigenaars van deze auto’s een deel van deze capaciteit zouden ter beschikking stellen van de energieleveranciers tegen betaling. Dit is een mooi idee, dat echter ook pas in de middellange toekomst pas echt een effect kunnen hebben.

De conclusie van al deze argumenten is voor mij zeer duidelijk: renewables zijn nodig en moeten uitgebouwd worden. Het probleem van de intermittentie, dat momenteel wordt “opgelost” door het tegelijkertijd bouwen van gascentrales die snel op en af gezet kunnen worden, mogen we echter niet verzwijgen. Die “oplossing” is in mijn ogen namelijk een probleem dat veel groter is zelfs dan de problemen die we met kernenergie kennen, want gascentrales zijn geen echte oplossingen voor het probleem van de intermittentie.

Het ziet er ook niet naar uit dat er snel een oplossing beschikbaar zal zijn. Het is simpelweg zo dat we ofwel steenkoolcentrales bouwen, ofwel kernenergie. Zeker in Europa gaat er voor zeer lange tijd niet genoeg capaciteit zijn in de renewables om alles te dekken EN gaat het tot ver, ver in de toekomst onmogelijk zijn om het intermittentieprobleem op te lossen.

SP.a rood: Kernenergie is zeer duur. In een eerder artikel op onze site gaven we al aan dat een keuze voor kernenergie een de facto nationalisering van de energiesector betekent. In ons land lijkt het echter alsof er nauwelijks tot niet in kernenergie wordt geïnvesteerd.

De overheid moet inderdaad meehelpen. Maar het is extreem belangrijk om in te zien dat de reden waarom het zo moeilijk en duur is voor een bedrijf om een nieuwe centrale te bouwen, is omdat er nul support van de maatschappij geweest is de laatste dertig jaar. Dit betekent simpelweg dat alle ingenieurs met pensioen zijn en er geen nieuwe gevormd worden die echte ervaring hebben. We moeten dus, basically, opnieuw door die groeicurve heen. Er is nog zo veel potentieel voor verdere ontwikkelingen in efficiëntie en veiligheid.

Mensen zijn echter bange wezens. En ze zijn nog het bangst voor wat ze niet kunnen zien, en dit is helaas het geval voor de straling die hoort bij kernenergie. Dit is een spijtige zaak want detectoren om radiatie te meten zijn enorm makkelijk te maken, wat ook de reden is waarom het de Geigerteller al meer dan 90 jaar bestaat. Verder komt radioactiviteit ook natuurlijk voor, maar daar is niemand zich van bewust. Het is dan ook geen wonder dat de acceptabele limieten op geïntegreerde dosisniveaus voor mensen werden opgesteld als functie van deze zogenoemde achtergrondstraling. Misschien moeten we gewoon een iPhone app maken die via Augmented Reality dit echt zichtbaar maakt?

SP.a rood: Het kost minstens 10 jaar om een reactor te bouwen. 30 jaar om hem af te breken. En de veilige levensduur is 40 jaar. Kan dat ooit rendabel/betaalbaar zijn? Wij vinden dat de overheid geen financiële winst hoeft te verwerven op energievoorziening, maar in dergelijke scenario’s gaan veel mensen hun belastinggeld liever niet steken denken. Bijvoorbeeld, de superphenix in Frankrijk moest men wegens aanhoudende problemen stilleggen in 1998. De ontmanteling zal duren tot in 2027: de ontmanteling periode is langer dan de levensduur.

Bij de Superphenix is het dan misschien wel misgelopen, maar dat sluit niet uit dat het potentieel enorm is. Er is echt nog maar  een minieme fractie van het te behalen potentieel gehaald met kernreactoren. Het is simpel: wil je energie voor de samenleving? Als je positief geantwoord hebt dan komt de volgende vraag: wil je CO2 vermijden? Indien ja dan is het antwoord helaas dat je nucleaire energie nodig hebt de volgende 30 a 50 jaar. Het grote probleem is dat de publieke opinie zo tegen nucleaire energie is dat er al vele tientallen jaren maar zeer weinig ingenieurs zijn die de taak aankunnen om een reactor te bouwen.De originele lichting is allemaal met pensioen of dood.

Het kost nu eenmaal veel geld, en daar moet de regering bij helpen. Het zal niet anders gaan. Het alternatief is echt letterlijk een gigantisch stuk Sahara vol leggen met  zonnepanelen en een gigantisch netwerk bouwen naar Europa. Dit moet dan zo gebeuren dat er genoeg overcapaciteit is voor de dagen dat het minder zonnig is (wat zelfs in de sahara soms gebeurt, alhoewel maar zelden)

Een ander alternatief is de sahara vol leggen met kleine centrales die met behulp van PV (photovoltaic) cellen lokaal methaan of een soortgelijk gas aanmaken van CO2 in de lucht en H20, water. Dit zou dan via een even groot netwerk van pijpleidingen rondgepompt kunnen worden, of onder druk vloeibaar gemaakt worden, en dan met tankers en trucks verscheept kunnen worden. Het goede aan dit idee is dat er geen fundamentele bezwaren zijn, behalve engineering issues, en politieke issues in de saharalanden.

Blijkbaar was er ergens in Colorado (als ik mij niet vergis) inderdaad een research group mee bezig. (grijpt naar zijn smartphone) Ondertussen zijn er blijkbaar nog meer groepen aan het werken aan direct hydrocarbon synthesis van CO2. (Toon leest voor): Furthermore, it provides an important approach for dealing with the intermittency of renewable sources (sun, wind and so on) by storing energy in liquid fuels.

Misschien moet ik mijn vorige claims binnenkort in de prullenmand gooien. Dat zou geniaal zijn.

SP.a rood: wij zijn natuurlijk een politieke beweging. Is er nog iets dat u zeker kwijt wil aan onze lezers?

Als er iets is wat ik zou willen dat de lezers van dit artikel onthouden is het dan wel dit: Je moet kernenergie inderdaad met respect behandelen, want er zitten wat nare kantjes aan, maar je moet vooral je verstand gebruiken en niet zoals een kip zonder kop de paniekretoriek van incompetente doemdenkers volgen die angst gebruiken als wapen. Ik hou deze mensen namelijk verantwoordelijk voor de dood van dat miljoen dat elk jaar sterft door steenkool.

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit /  Bijwerken )

Google photo

Je reageert onder je Google account. Log uit /  Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit /  Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit /  Bijwerken )

Verbinden met %s