Na de uitzending van satiricus Arjen Lubach over kernenergie en het proefballonnetje van Klaas Dijkhoff speelt al een paar weken de discussie: hebben we kernenergie nodig om de klimaatdoelen te halen?
Iemand die volledig is overtuigd van die noodzaak, is miljardair Bill Gates. Hij heeft de afgelopen jaren veel geld gestopt in het ontwikkelen van nieuwe, veilige manieren om kernenergie te produceren.
Zo heeft hij het bedrijf TerraPower, dat een nieuwe soort kernreactoren wil bouwen, mede gefinancierd.
TerraPower ontwikkelt een reactor die gesmolten zout gebruikt als koelmiddel, in plaats van water. Het idee is al een paar decennia oud maar is tot nu toe niet in de praktijk gebracht, terwijl het wel lagere kosten en minder afval oplevert.
Het bedrijf wil voor 2030 een prototype van de gesmolten-zoutreactor bouwen, en werkt ondertussen aan een laboratorium om materialen te testen.
John Gilleland, de Chief Technology Officer van het bedrijf, zegt tegen Business Insider dat de reactor het "ultieme" voorbeeld van een duurzame centrale is.
"We zouden met deze reactor niet alleen elektriciteit kunnen produceren zonder CO2 uit te stoten, we kunnen de hitte zelfs gebruiken bij industriële processen in de buurt." Normaal gesproken zou daar een andere energiebron voor gebruikt moeten worden.
Zo werkt een gesmolten-zoutreactor
Maar hoe werkt zo'n gesmolten-zoutreactor dan? Om dat te begrijpen, moet je eerst weten hoe een normale kerncentrale werkt. In een kerncentrale worden uraniumatomen gesplitst, en bij die reactie komt warmte vrij. Die warmte wordt opgenomen door water in het primaire koelcircuit. Dat water kan, doordat het onder hoge druk staat, ontzettend heet worden: ongeveer 280 graden.
Het verhitte water brengt vervolgens water in de stoomgenerator aan de kook. Daarmee wordt met een turbine elektriciteit opgewekt, net zoals in veel kolencentrales gebeurt.
Een gesmolten-zoutreactor werkt net anders. In die van TerraPower is een vloeibare splijtstof in het zout opgelost. Het vloeistofmengsel is dan zowel brandstof als koelmiddel en staat via warmtewisselaars zijn warmte af, zodat er meteen elektriciteit mee kan worden opgewekt, zegt Gilleland. Er zijn dus geen watercircuits meer nodig.
Het voordeel van een gesmolten-zoutreactor is dat er veel hogere temperaturen bereikt kunnen worden vergeleken met een conventionele, watergekoelde kerncentrale. Daardoor is het rendement ook hoger.
Daarnaast moet in watergekoelde centrales een deel van de splijtstof iedere 18 maanden worden vervangen, omdat het rendement anders afneemt. In een gesmolten-zoutreactor wordt echter veel minder afval geproduceerd, dat ook nog eens veel minder lang gevaarlijk blijft.
Theoretisch zou een gesmolten-zoutreactor jarenlang elektriciteit kunnen opwekken zonder dat er iemand over het afval hoeft na te denken. Daarmee is het grootste bezwaar tegen kernenergie, het gevaarlijke afval, deels weggenomen.
Idee ontstond al in de Koude Oorlog
Hoewel TerraPower pas een paar jaar geleden begon te werken aan de nieuwe reactor, komt het idee al uit de Koude Oorlog. Amerikaanse onderzoekers lukte het in de jaren '60 al om een gesmolten-zoutreactor te ontwerpen, maar de financiering van het onderzoek werd stopgezet nadat er twijfels waren over corrosie en over eventuele veiligheidsproblemen.
Maar nu is er dankzij subsidie en het geld van Gates een nieuwe kans voor deze vorm van kernenergie. Toch is TerraPower niet het enige bedrijf dat er mee bezig is. Er zijn verschillende startups die zich hier op gestort hebben, zoals het bedrijf ThorCon uit Florida.
Hoewel er dus veel interesse lijkt te zijn, is het moeilijk om de gesmolten-zoutreactor commercieel aantrekkelijk te maken. Zo heeft het aan de universiteit MIT gelieerde Transatomic Power afgelopen september na zeven jaar de deuren gesloten. Het bedrijf claimde zeer efficiënte reactoren te kunnen maken, maar kon door fouten in die analyse niet snel genoeg opschalen. Hun onderzoek hebben ze beschikbaar gesteld voor andere wetenschappers en bedrijven.
Een nieuwe vorm van kernenergie kan veel voordeel opleveren. Maar hebben we het wel echt nodig?
Een paar weken geleden stelde Arjen Lubach nog dat kernenergie onmisbaar is om de benodigde CO2-reductie te realiseren om de klimaatdoelen te halen. Daarbij beriep hij zich op een recent rapport van Intergouvernementele Panel voor Klimaatverandering (IPCC), de organisatie van de Verenigde Naties die de risico’s van klimaatverandering evalueert.
Ook de World Energy Outlook van het Internationaal Energieagentschap stelt dat we kernenergie serieus moeten overwegen. Het adviesorgaan denkt dat het aanbod van duurzame energie lang niet zo hard groeit als de vraag ernaar. Volgens het IEA stijgt het aandeel van duurzame energie in de elektriciteitssector in een scenario met nieuw overheidsbeleid naar 40 procent in 2040.
Wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology denken dat kernenergie binnen de elektriciteitssector de goedkoopste manier zou zijn om de CO2-uitstoot drastisch terug te dringen de komende decennia. Maar kerncentrales dragen op dit moment voor maar 11 procent bij aan de mondiale elektriciteitsproductie.
TerraPower zegt het nieuwe type kerncentrale voor 2040 te kunnen opleveren. Toch blijft er één grote vraag: hoe veilig is zo'n reactor? In 2019 gaan wetenschappers in Washington zich met precies die vraag bezighouden in een nieuw onderzoekslaboratorium.
Bill Gates is in ieder geval nadrukkelijk voorstander van kernenergie. Hij heeft meerdere keren benadrukt dat er minder mensen doodgaan door rampen bij kerncentrales, dan in kolenmijnen of door ongelukken met gas. In 2010 gaf hij een speech waarin hij ook zei dat kernenergie een uitkomst biedt voor landen met weinig zon en wind.
"Je kunt er oneindig lang energie mee opwekken. Je kunt uranium uit de zee halen en die kerncentrale blijft het voor eeuwig doen", zei Gates. "Ik ben fan van kernenergie."