De klimaat oplossing: Meer kernenergie wereldwijd

China is een representatief voorbeeld van hoe nucleaire technologie zich de komende 30 jaar wereldwijd zal ontwikkelen – dat is slechts de periode sinds de hereniging. Een studie veronderstelt dat elektriciteitsverbruik in  China stijgt tot 14.000 TWh / a in 2050 (Duitsland in 2014: 524 TWh). Wederom een ​​teken van hoe onbeduidend Nederland en Duitsland zijn geworden. Het is met name opmerkelijk dat China zich niet houdt aan een ontheffingsideologie: het verbruik per hoofd van de bevolking zou moeten stijgen tot 10.320 kWh / jaar (Duitsland in 2014: 7.035 KWh). Om aan deze streefcijfers te voldoen, wordt aangenomen dat de reactoren zullen toenemen van 26 GW in 2015 tot ongeveer 554 GW in 2050 met een toename van het aandeel van kernenergie in elektriciteitsproductie van de huidige 3 procent naar 28 procent. Tot zover het aandeel van 75 procent in Frankrijk. Het is waarschijnlijk een realistische veronderstelling.

Als je dit ambitieuze doel wilt bereiken, moet je elk jaar 10 reactoren online brengen. De bouwtijd voor een kerncentrale in China is 4-5 jaar. Dat betekent dat u tot 50 bouwplaatsen tegelijkertijd onder controle moet houden. De industriële capaciteit is momenteel ongeveer 22 reactoren tegelijkertijd, of met andere woorden, de capaciteit moet worden verdrievoudigd omdat ook export gepland is. Het valt nog te bezien of dit zal lukken. Het beslissende knelpunt zijn ook de geschoolde werknemers daar.

Als u in dergelijke maten en (korte) periodes moet denken, blijft alleen bewezen technologie over. Dit zijn derde generatie lichtwaterreactoren. Er zijn nu operationele ervaringen met de volgende typen:

• ABWR (geavanceerde kokend waterreactor) 4 keer in Japan (Kashiwazaki-Kariwa 6 en 7, Hamaoka 5 en Shika 2).
• AP1000 (Westinghouse drukwaterreactor) 4 keer in China (Haiyang en Sanmen).
• VVER-1200 (drukwaterreactor) tweemaal in Rusland.
• EPR (drukwaterreactor) tweemaal in China.
• APR1400 (drukwaterreactor uit Korea) tweemaal in Korea.
• ACPR1000 (drukwaterreactor als Chinese interne ontwikkeling) tweemaal in China.

Veel van deze typen worden momenteel wereldwijd gebouwd: Finland, Frankrijk, Groot-Brittannië, Verenigde Arabische Emiraten, Korea, Rusland, Turkije, Bangladesh, de VS en China. Het zal blijken of alleen interne ontwikkelingen of zelfs import in China een rol gaan spelen. Uiteindelijk een kwestie van kosten, tijdsdruk en capaciteit (vooral geschoolde werknemers).

Investeringskosten, vergelijkbaar met moderne kolencentrales

Als u – zoals ooit het geval was in Frankrijk en Duitsland – zich beperkt tot slechts enkele soorten en ze in vrijwel identieke aantallen fabriceert, kunt u ook de investeringskosten voor de nieuwste waterdrukreactoren (bijvoorbeeld AP1000) beperken tot ongeveer $ 3.000 / kW. Het is in de orde van grootte van moderne kolengestookte energiecentrales volgens de Europese milieunormen (ontzwaveling, denitrificatie, enz.). De kosten kunnen echter nog verder worden verlaagd door de bestaande constructies op het gebied van beveiliging “op te ruimen”. Dit pad wordt zowel in Frankrijk (geplande nieuwbouw van zes “verder ontwikkelde” EPR) als in China (Hualong) gevolgd.

In het huwelijk van de “anti-kernenergiebeweging” was het doorslaggevende argument de “reactorcatastrofe”. Geen rationeel argument zou de propaganda van “miljoenen doden, onbewoonbaar gedurende tienduizenden jaren” kunnen tegenkomen. Dat veranderde – althans buiten Duitsland – alleen met het ongeluk in Tsjernobyl. De  ergst mogelijke schade vond plaats in  Tsjernobyl : bijna alle radioactieve inhoud werd uitgestoten als een vulkaan. Zelfs Greenpeace en zijn medewerkers hadden niet zo’n scenario bedacht. Het Hollywood-gesponnen  China-syndroom  was eerder te wijten aan het reactorongeval op  Three Mile Island weerlegd. Er was een meltdown, maar het corium heeft zijn weg naar China niet opgegeten. Liever een typisch industrieel ongeval, zonder effecten buiten het fabrieksterrein. De piek was het ongeluk met de Fukushima- reactor , Er was een meltdown in drie reactoren naast elkaar en de energiecentrale werd ook vernietigd door een waterstofexplosie. Alles behalve een catastrofe daar. Vandaag kan het fabrieksterrein (niet de reactoren) opnieuw worden betreden zonder beschermende kleding. Bijgevolg verlaat Japan, in tegenstelling tot Duitsland, kernenergie niet. Propaganda over de “nucleaire rampen” is slechte propaganda gebleken. Iedereen die nog steeds gehecht is aan dergelijke griezelverhalen, vernietigt gewoon hun geloofwaardigheid en komt naar voren als een ideoloog die duidelijk volledig andere doelen nastreeft.

“Stralingsangst” is direct gerelateerd aan de beoordeling van risico’s. In deze blog is al genoeg geschreven over de effecten van radioactieve straling. In de context van “reactorrampen” is het belangrijk om stralingseffecten realistisch te beoordelen en plannen voor beschermingszones en evacuaties af te leiden. In ieder geval mag het nooit meer gebeuren dat, op basis van een geestelijk geloof in middeleeuwse stijl over de effecten van ioniserende straling, mensen uit hun sociale omgeving worden gerukt of zelfs moeten sterven. De indirecte sterfgevallen door “hulpmaatregelen” rond Tsjernobyl en Fukushima zouden eens en voor altijd voldoende moeten zijn.

Opruimen noodzakelijk

De bouw van kerncentrales overtreft al lang het optimum van kosten en veiligheidswinst. Je zit gevangen in de val van de “tegenstanders van kernenergie”: door te geloven dat je hun goodwill zou kunnen kopen door aan alle eisen te voldoen, heb je de kosten naar duizelingwekkende hoogten gedreven en word je vandaag getoond als een dwaas die veel te duur is Produceert energie. In dit opzicht waait er een frisse wind uit China: de Hualong is zodanig ontgift dat het in grote series kan worden gebouwd voor ongeveer $ 2.000 / KW. De typen afgeleid van de AP1000 zijn op dezelfde manier veelbelovend.

Let wel, het gaat niet om gebrek aan beveiliging door kostenbesparingen. Alleen elke maatregel moet worden getest. Gimmicks zoals “kernvangers”, die bedoeld zijn om Hollywood-fictie te voorkomen of dubbele betonnen afdekkingen als bescherming tegen terroristen, kunnen veilig achterwege blijven. Eerst en vooral is een goed doordacht basisconcept (bijv. AP1000 of passieve kokend waterreactoren). Reactoren van de tweede generatie, gepimpt door “kernvangers” zoals de EPR of de Spagetti-potten (met horizontale stoomgeneratoren) uit het Sovjettijdperk, zijn niet langer een doodlopende weg.

Als dit niet snel wordt gerealiseerd, zullen nog twee “reactielanden” van de wereldmarkt verdwijnen. Alle ontwikkelingslanden verlangen naar goedkope elektrische energie. Als ze zich geen kerncentrales kunnen veroorloven, moeten ze kolencentrales bouwen. De afzetmarkten – onder de voorwaarde van acceptabele investeringskosten – zijn niet alleen beschikbaar, maar worden elke dag groter. Alleen China en de VS lijken dit te hebben erkend en zijn bereid om de nodige “kleine verandering” te investeren. Nederland is veel te klein en de EU staat op gespannen voet met groene fantasieën over wind en zon. Canada en het VK spelen de rol van supporters in dit wereldwijde spel, dat ook winstgevend kan zijn.

Verdere ontwikkeling van beveiligingsconcepten

Op dit moment ligt de focus op de verdere ontwikkeling van de brandstofstangen. Het systeem van uraniumoxidepellets en zirkoniumbekledingsbuizen vormde de eerste barrière tegen het vrijkomen van radioactieve stoffen. Helaas niet bijzonder veerkrachtig. Daar komt nog de waterstofformatie bij een ongeval bij. Hier is de toepassing van onderzoek al jaren nutteloos. Sinds Fukushima zijn verschillende concepten getest door verschillende fabrikanten. Een veiligheidswinst in deze component kan direct (middelen in jaren in nucleaire technologie) worden overgedragen aan bestaande reactoren. Dit voorbeeld laat zien hoe belangrijk onafhankelijk en functioneel nucleair toezicht is. Als dit eerder ter harte was genomen in Japan, zou de Fukushima-elektriciteitscentrale nooit zijn gebouwd

Tegenwoordig zijn er programma’s en computers beschikbaar die gekoppelde simulaties van de thermodynamische, vloeistofdynamica, neutronenfysische en mechanische spanningen mogelijk maken bij ongevallen waar de tweede generatie ontwerpers alleen maar van konden dromen. Het is daarom niet alleen mogelijk om veel preciezere resultaten te bereiken, maar ook om onmogelijke (verschijnende) scenario’s in realtime te onderzoeken en te vergelijken. Ook hier vordert de ontwikkeling gestaag. Met moderne simulatoren (aanwezig in elke kerncentrale) kunnen de operationele teams altijd op de hoogte blijven, hun reactievermogen op onvoorziene gebeurtenissen aanscherpen en hun eigen veiligheidsproblemen onderzoeken.

Kernenergiecentrales moeten zo eenvoudig en passief mogelijk worden gebouwd (bijv. Natuurlijke circulatie, drukopslag, enz.). Wat er niet is, kan niet breken. Hoe complexer het systeem, hoe complexer de besturingstechnologie moet zijn. Het aantal sluipende fouten in software neemt onevenredig toe met de programmaregels. Hoe hoger het aantal actuatoren, hoe groter de afhankelijkheid van elektrische energie in noodgevallen. Hoe meer kabels en schakelapparatuur, hoe groter het risico op vuur en water (Fukushima). Het consequente gebruik van FPGA (Field-Programmable Gate Array) in het beveiligingsgebied sluit de mogelijkheid van aanvallen door hackers uit.

Ervaring neemt toe met elk bedrijfsuur

De insluiting dient als de laatste barrière om het vrijkomen van radioactiviteit in de omgeving te voorkomen. Als het groot en stabiel genoeg is om de volledige hoeveelheid vrijgekomen stoom te absorberen en passief in staat is om de vervalwarmte aan de omgeving af te geven, is het het cruciale veiligheidselement tegen de omgeving. Het is de noodnagel die ook de laatste onvoorziene gebeurtenissen dekt : De energiecentrale is vervolgens volledig verlies, maar effecten buiten het fabrieksterrein worden voorkomen. Het belang van deze component is bewezen bij de rampen in Tsjernobyl en Fukushima. In Tsjernobyl was er helemaal geen insluiting, in Fukushima was er alleen onvoldoende.

Het ongeval in Fukushima als een combinatie van een grootschalige natuurramp en een reactorongeval heeft geleid tot de conclusie van regionale veiligheidscentra wereldwijd. Ze werken volgens het principe van een brandweerkazerne. Daar wordt alle mogelijke apparatuur opgeslagen die zelfs kan worden gebruikt in geval van een reactorongeluk waarbij de krachtcentrale ernstig is beschadigd. Daarnaast zijn er reddingsteams van opgeleide specialisten die de operationele teams in de energiecentrales kunnen ondersteunen en vervangen (bijv. Noodzakelijke vervangingen).

Voor nucleaire technologie gelden dezelfde wetten als bijvoorbeeld voor de luchtvaart, ruimtevaart, autotechnologie, enz. De ervaring neemt met elk bedrijfsuur toe en er wordt nieuwe kennis opgedaan. Alleen continu gebruik garandeert veiligheid. Als er een aanzienlijke kloof wordt gevonden, begint de aanpassing van de oude systemen. Een typisch voorbeeld na Three Mile Island was de kennis van de vorming van waterstof uit de brandstofstangbehuizingen. De oorzaak (de vorming van waterstof uit zirkonium bij hoge stoomtemperaturen) kon niet direct bij de wortel van dit type reactor worden geëlimineerd, en extra faciliteiten voor het verwijderen van de waterstof werden gebruikt (waren niet beschikbaar in Fukushima, dat is de reden voor de verwoestende explosies).

Op dit punt rijst de vraag van de “levensduur” of eigenlijk betere levensduur van een kerncentrale. Het is geen technische, maar een economische kwestie. Dit proces kan momenteel ook in Japan worden waargenomen. Elke individuele energiecentrale wordt nauwgezet gecontroleerd, resulterende retrofits worden bepaald en de kosten worden vervolgens bepaald. Voor veel reactoren betekent dit voortijdige dood (geen herstart) om kostenredenen. De bouw van een nieuwe kerncentrale zou gewoon goedkoper zijn.