KERNENERGIE OF KOLENVERGASSING EEN VERGELIJKING VAN TWEE MOGELIJKHEDEN VOOR ELEKTRICITEITSOPWEKKING
Wina Graus Chris Hendriks
November 2006 PECSNL062694
In opdracht van Stichting Energie Forum Nederland (EFN) i.o.
2
27 NOVEMBER 2006
Inhoudsopgave
1
Inleiding
4
2
Kosten
5
3
Milieu
8
4
Locatie en ruimtebeslag
11
5
Risico’s
12
6
Flexibiliteit
16
7
Publieke opinie
17
8
Bijdrage Nederlandse industrie
18
Referenties
20
1 Inleiding
Het doel van deze notitie is om een overzicht te geven van de belangrijkste aspecten die meespelen bij de keuze voor elektriciteit opgewekt met kernenergie en elektriciteit opgewekt met kolenvergassing (KV-STEG1) in combinatie met CO2 afvang. Het type kernreactor dat wordt onderzocht is een derde generatie kernreactor met strenge veiligheidseisen. In Europa worden met name de volgende types in overweging genomen: Areva EPR (European Pressurized Water Reactor), Westinghouse AP-100 (Advanced Pressurized Water Reactor) en General Electric ESBWR (Economic Simplified Boiling Water Reactor) (Thomas, 2006). De eerste twee zijn drukwaterreactoren en de laatste is een kokendwaterreactor. Voor meer informatie over typen kerncentrales en de werking ervan zie bijvoorbeeld ‘De Ingenieur’ nummer 19 van 3 november 2006. De punten waarop een vergelijking gemaakt wordt zijn: • Kosten (kosten per eenheid opgewekte elektriciteit, O&M kosten en brandstofkosten en kapitaallasten) • Milieu (emissies, afval en rendement) • Mogelijke locaties en ruimtebeslag • Risico’s (gezondheid, kosten, voorzieningszekerheid, overige) • Flexibiliteit • Publieke opinie • Bijdrage Nederlandse industrie (onderzoek, ervaring en industrie) De notitie gaat niet in op beleid en beleidsinstrumenten.
1
4
Kolenvergassing SToom En Gasturbine (Intergrated Gasification Combined Cycle (IGCC))
27 NOVEMBER 2006
2 Kosten
Kosten per kWh
2
Kernenergie
Kolenvergassing
Derde generatie reactor (inclusief opslag
KV-STEG met CO2-afvang
radioactief materiaal en ontmanteling): • 4,0 €ct/kWh (Daey Ouwens, 2006) Wisselkoers € => US$3: • 0,92 in 2000 • 0,90 in 2001
• 4,2-6,7 US$ct/kWh (MIT, 2003), lichtwaterreactor • 6,4-7,1 US$ct/kWh (Technisch Weekblad, 14 oktober 2006)
• 5,6 €ct/kWh (Daey Ouwens, 2006) • 6,4 €ct/kWh (Hendriks et al., 2004) • 5,2 US$ct/kWh (IEA, 2004) • 5 tot 9 US$ct/kWh (IPCC, 2005) Ter vergelijking KV-STEG zonder CO2-afvang • 3,7 €ct/kWh (Daey Ouwens, 2006)
• 0,96 in 2002 • 1,13 in 2003
Het maken van een kostenschatting van
• 1,24 in 2004 • 1,25 in 2005
kernenergie is erg lastig en heeft een hoge onzekerheid. Kostenschattingen variëren
• 4,8 €ct/kWh (Hendriks et al., 2004) • 3,7 US$ct/kWh (IEA, 2004)
• 1,25 in 2006
over het algemeen van 1,7 tot 7,9 €ct/kWh.
• 4 tot 6 US$ct/kWh (IPCC, 2005) Poederkoolcentrale • 3,6 €ct/kWh (Daey Ouwens, 2006) • 4,0 €ct/kWh (Hendriks et al., 2004) • 4,2 US$ct/kWh (MIT, 2003) • 4 tot 5 US$ct/kWh (IPCC, 2005) Poederkoolcentrale met CO2-afvang • 5,8 €ct/kWh (Daey Ouwens, 2006) • 6,0 €ct/kWh (Hendriks et al., 2004) • 6 tot 10 US$ct/kWh (IPCC, 2005) STEG4 (aardgas) • 3,1 €ct/kWh (Hendriks et al., 2004) • 4,1 €ct/kWh (Daey Ouwens, 2006) • 4,1 US$ct/kWh (MIT, 2003) • 3 tot 5 US$ct/kWh (IPCC, 2005) STEG met CO2-afvang • 4,1 €ct/kWh (Hendriks et al., 2004) • 5,1 €ct/kWh (Daey Ouwens, 2006)
2 Bij het vergelijken van kosten uit verschillende bronnen en jaren is het goed om naast wisselkoersen ook inflatie mee te nemen. 3 http://www.oanda.com/convert/fxhistory 4 SToom En Gasturbine (Combined Cycle Gas Turbine (CCGT))
Kernenergie
Kolenvergassing • 4 tot 8 US$ct/kWh (IPCC, 2005)
De kosten voor kernenergie en kolenvergassing met CO2-afvang lijken redelijk met elkaar overeen te komen. De onzekerheden in de kostenschatting zijn bij beide opties groot. Er is tot nu toe namelijk nog beperkt ervaring opgedaan met generatie 3 kernreactoren en met KV-STEG en CO2-afvang en -opslag. Bovendien zijn er onzekerheden in de kosten voor kernenergie met betrekking tot ontmanteling en afvalverwerking. O&M kosten en
Kosten voor O&M bedragen ca. 0,8 tot 2,3
Kosten voor O&M bij een KV-STEG be-
brandstofkosten
€ct/kWh, inclusief brandstofkosten (Thomas, 2006). MIT (2003) geeft 1,5
dragen ca. 0,8 tot 1,5 €ct/kWh (ECN, 2005a en Hendriks et al., 2004).
US$ct/kWh, inclusief brandstofkosten. Brandstofkosten voor KV-STEG met CO2In tegenstelling tot fossiele brandstoffen vormt de prijs van uraniumerts slechts een
afvang zijn ca. 1,6 ct€/kWh bij een kolenprijs van 45 €/ton (ECN, 2005a). De ko-
klein deel van de kosten voor elektriciteitsopwekking; ca. 0,1 US$/kWh bij een
lenprijs bedraagt op dit moment 60 €/ton.
prijs voor uraniumerts van 40 US$/kg. (Hopf, 2004). De kosten voor de splijtstof-
Voor elektriciteitsopwekking met fossiele brandstoffen geldt een sterke gevoeligheid
cyclus, inclusief opslag radioactief afval, bedragen ca. 0,8 €ct/kWh (ECN, 2005).
van kosten elektriciteitsopwekking voor een stijging van brandstofprijzen. Een ver-
Deze kosten zijn inbegrepen bij de kosten voor O&M.
dubbeling van de kolenprijs betekent voor een KV-STEG met CO2-afvang dat kosten voor elektriciteitsopwekking toenemen met ca. 25%.
Kapitaallasten
De investeringskosten voor kerncentrales
De investeringskosten voor een KV-STEG
hebben een vrij grote bandbreedte en variëren van ca. 1500 tot 2000 €/kWe. Dit is
zijn ca. 1600 €/kW en met CO2-afvang ca. 2000 €/kW. Kapitaallasten voor een KV-
zo'n 2 tot 4 maal hoger dan de investeringskosten benodigd voor conventionele
STEG met CO2-afvang komen dan uit op ca. 2,8 €ct/kWh (ECN, 2005a).
kolen of gasgestookte centrales. Bij een prijs van 2000 €/kW en een economische
Ter vergelijking, de investeringskosten
levensduur van 20 jaar en discontovoet van 8% komt dit neer op 3,1 €ct/kWh (ECN,
voor een poederkoolcentrale zijn ca. 1200 €/kW en met CO2-afvang 1800 €/kW.
2005a).
Kapitaallasten voor een STEG zijn ca. 560 €/kW en met CO2-afvang ca. 950 €/kW.
Bij de bouw van een kerncentrale wordt veelal uitgegaan van een bedrijfsduur van
(Hendriks et al., 2004)
40 jaar. In uitzonderlijke gevallen kan na die 40 jaar de levensduur met nog maximaal 20 jaar worden verlengd. In de praktijk is de levensduur als gevolg van economische, politieke en veiligheidstechni-
6
27 NOVEMBER 2006
Kernenergie
Kolenvergassing
sche overwegingen in de meeste gevallen korter. In 2004 was de gemiddelde leeftijd van de op dat moment 107 gesloten kerncentrales 21 jaar (Agt, 2006). De kosten voor de ontmanteling van een kerncentrale bedragen ongeveer 0,1-0,3 $ct/kWh (Uranium Information Centre 2006; Agt, 2006). De kapitaallasten van een kerncentrale en een KV-STEG met CO2-afvang zijn redelijk vergelijkbaar. De relatief hoge kapitaalslasten voor beide opties is een nadeel, zeker in een liberale markt waarin een hogere investering meer risico betekent.
3 Milieu
Emissies
Kernenergie
Kolenvergassing
CO2 emissies levenscyclus:
CO2 emissies levenscyclus KV-STEG met CO2 af-
2-60 g CO2/kWh
vang: 5 120-145 g CO2eq /kWh, waarvan:
Andere emissies levenscyclus • SO2 0,03 g/kWh • NOX 0,07 g/kWh [Nuclear Energy Institute, 2006]
• CO2 emissies bij kolenwinning • CH4 emissies bij kolenwinning • Kolentransport • Bouw van centrale
9 15-24 2-17 5
• Emissies centrale 90 (90% van CO2 uitstoot wordt afgevangen) • Sloop centrale
1
Andere emissies bij centrale o.a.: • SO2 0,16-0,37 g/kWh • NOX 0,2 g/kWh Naast emissies naar lucht zijn er ook emissies naar water. Deze zijn echter relatief klein (NREL, 1999). Levenscyclus CO2 emissies van een KV-STEG met CO2-afvang zijn typisch hoger dan levencyclus CO2-emissies van een kerncentrale (factor 3). Beide zijn echter relatief laag. Een moderne poederkoolcentrale of een KV-STEG zonder CO2-afvang heeft een uitstoot van 870-930 g/kWh (levencyclus). Een aardgasgestookte STEG heeft een uitstoot van typisch 350-500 g/kWh. Kolenvergassing heeft relatief lage SO2 en NOx emissies. Emissies van een conventionele kolencentrale zonder rookgasreiniging bedragen ca. 4 g SO2/kWh en 3 g NOx/kWh, maar zijn afhankelijk van het type kolen. Een moderne poederkoolcentrale (ultrasuperkritisch) heeft typische emissies van 0,6 g SO2/kWh en 1,2 g NOx/kWh (ECN, 2005a). Afval
Radioactief afval komt vrij bij winning en ver-
Een conventionele kolencentrale produceert grote
rijking van uranium, in de kernreactor, bij opwerking van gebruikt uranium en bij ontman-
hoeveelheden afvalstoffen (typisch 115.000 m3 vliegas en 40.000 m3 gips). Een groot deel hier-
5
KV-STEG met CO2-afvang. Bronnen: [Jaramillo, 2006; NREL, 1999; Ruether et al., 2003] ECN (2005a) 7 Carnegy Mellon (2006). IECM model. Oxygen-blown Texaco IGCC, cold-gas cleanup, CO2 afvang “sour shift + Selenox”, bruto rendement (output bij generator): 40% (NCW), netto rendement: 33%, SO2 reductie: 98% (Selexol removal system, Claus recovery system, Beavon-Stretford tail gas clean-up system). 6
8
27 NOVEMBER 2006
Kernenergie
Kolenvergassing
teling van kerncentrales.
van kan hergebruikt worden. [EPZ, 2006] Het afval van een kolencentrale is licht radioac-
Een kerncentrale (1000 MWe) produceert jaarlijks ca. 300 m3 aan laag- tot middelactief af-
tief. Dit wordt veroorzaakt door de natuurlijke radioactieve stoffen in de kolen. Er wordt geschat
val en 15 m3 aan hoogradioactief afval (IAEA, 2006). Bij het opslaan van afval bestaat het
dat de radioactiviteit aan het hek van een conventionele kolencentrale ca. 0,4 microsievert is
risico dat radioactieve straling vrijkomt.
(ECN/NRG, 2005). Ter vergelijking de radioactiviteit bij kerncentrale Borssele aan het hek be-
Laag- en middelactief afval is afval dat meer activiteit vertoont dan minimaal meetbaar is
draagt 0,1 microsievert.
en maximaal 2 kW/m3 aan warmte uitstraalt. Deze categorie kan ingedeeld worden in twee
De hoeveelheid afvalstoffen bij een KV-STEG is kleiner en bestaat onder andere uit slaks en as. De
subcategorieën: • Kortlevend (maximaal 400 Bq/g en lage
meeste KV-STEGs produceren als bijproduct elementair zwavel.
concentratie aan langlevende alfa-stralers). Dit afval kan bovengronds worden opgeslagen. • Langlevend (langlevende isotopen met activiteit hoger dan 400 Bq/g). Dit afval dient volledig afgesloten van de biosfeer te worden opgeslagen. Hoogactief afval bevat veelal langlevende isotopen en een warmte-uitstraling van meer dan 2 kW/m3. Het dient volledig afgesloten van de biosfeer te worden opgeslagen. In het algemeen wordt de duur van de opslag bepaald door de halfwaardetijd van de langstlevende isotoop met 10 te vermenigvuldigen. Bij langlevende isotopen kan dit oplopen tot duizenden jaren.8 Rendement (net
Bij een kerncentrale is het rendement van de stoomcyclus rond de 30%. Dit is lager dan het
Poederkoolcentrale Een van de meest efficiënte poederkoolcentrales
calorische
rendement van de meeste kolengestookte centrales. Dit heeft tot gevolg dat een kerncentra-
op dit moment is de Nordjylland 3 centrale in Denemarken (ultrasuperkritisch, gekoeld met zeewa-
waarde)
le een grotere hoeveelheid warmte via het koelwater in het milieu loost. Als er zeewater
ter). Deze heeft een rendement van 47% en werd in bedrijf genomen in 1998. Door verdere uitont-
wordt gebruikt voor koeling dan is dit minder een bezwaar.
wikkeling wordt verwacht dat het rendement van poederkoolcentrales verder omhoog kan gaan naar 52-55% in 2010-2015 (Hendriks et al., 2004).
8
http://nl.wikipedia.org/wiki/Radioactief_afval
Kernenergie
Kolenvergassing Electrabel en RWE zijn van plan een poederkoolcentrale te bouwen met een rendement van 46%. KV-STEG Alhoewel het rendement bij het gecombineerde gebruik van een gasturbine en stoomturbine (STEG) aanzienlijk hoger kan zijn dan het rendement van een ultrasuperkritische stoomturbine gaat er relatief veel energie verloren door het produceren van zuurstof in een (oxygen-blown) KVSTEG. Typisch 8% van het bruto elektrisch vermogen wordt gebruikt voor de luchtscheidingsinstallatie (Carnegie Mellon University, 2006). In Japan vindt er momenteel onderzoek plaats naar “air-blown” vergassers die met lucht werken. Het rendement van op dit moment in gebruik zijnde KV-STEGs is 43% voor Buggenum (1994), 40% voor Mulberry in de VS (1996), 40% voor Wabash River in de VS (1996) en 45% voor Puertollano in Spanje (1997). Door verdere uitontwikkeling wordt verwacht dat het rendement van een KV-STEG omhoog kan gaan naar 52%55% in 2020 (Hendriks et al., 2004). Nuon is van plan een multi-fuel vergassingscentrale te bouwen. CO2-afvang CO2-afvang vermindert het rendement van elektriciteitsopwekking aanzienlijk doordat energie gebruikt wordt voor het afvangen en comprimeren van CO2. Hierdoor neemt het brandstofgebruik met ca. 11-25% toe (Hendriks et al, 2004 en NREL, 2001). Het rendement van een KV-STEG gaat dan achteruit van bijvoorbeeld 47% naar 39% (Hendriks et al., 2004).
10
27 NOVEMBER 2006
4 L o c a t i e en r u i m t e b e s l a g
Kernenergie
Kolenvergassing
Mogelijke locaties die momenteel besproken worden zijn de Westelijke Noordoostpolderdijk, Moerdijk,
Kolencentrales dienen aan goed toegankelijke locaties gebouwd te worden voor de aanvoer van kolen
Eemshaven, Maasvlakte en bij Borssele.
en met voldoende koelwater voorziening. Ze worden gebouwd aan vaarwater. Het ruimtebeslag van
De bouw van een nieuwe kerncentrale kan naar verwachting pas beginnen na 2016. Dit heeft te maken
een KV-STEG is net als bij poederkoolgestookte centrales en kerncentrales ongeveer 6 ha voor een
met procedurele regels en de tijd die nodig is om een nieuwe kerncentrale te bouwen. Een voorwaarde voor
600 MW centrale. De voordelen van KV-STEG ten opzichte van een poederkoolcentrale zijn de lage
de bouw van een nieuwe kerncentrale is dat duidelijk moet zijn wat er met het radioactieve afval gebeurt en
bouwhoogte en de geringe uitloogbaarheid van de vliegas (ECN, 2005a).
hoe het ontmantelen wordt gefinancierd. Het ruimtebeslag van een kerncentrale bedraagt ongeveer 6 ha
Electrabel en RWE zijn van plan een poederkool-
voor een 600 MW centrale.
centrale te bouwen op de Maasvlakte van 800 MW welke CO2-capture ready zal zijn.
5 Risico’s
Gezondheid
12
Kernenergie
Kolenvergassing
Mijnbouw
Kolenwinning
Omdat bij uranium radongas en andere hoog radioactieve stoffen vrijkomen, brengt het mijnen
Met name in ontwikkelingslanden brengen kolenmijnen hoge gezondheidsrisico’s met
van uranium risico’s met zich mee. Blootstelling aan uraniumerts en radon-222 kan
zich mee. Jaarlijks sterven er duizenden medewerkers bij mijnongevallen. In 2004 vie-
bepaalde vormen van longkanker veroorzaken.
len volgens officiële statistieken 6027 doden in mijnen in China.
Reactorongeval Sinds de ongelukken in Three Mile Island (1979)
In de VS sterven gemiddeld 30 mensen per jaar bij mijnongevallen (US Department of
en Tsjernobyl (1986) is de kans op kernreactorongevallen niet verdwenen, maar de verwachting
Labor, 2006). Daarnaast vallen in de VS jaarlijks ca. 20,000 gewonden in kolenmij-
is wel dat de kans kleiner is geworden door het toepassen van meer veiligheidsmaatregelen. Te-
nen. Mijnwerkers lopen bovendien verhoogde
vens is de omvang van mogelijke gevolgen van een ongeval afgenomen doordat de reactorkern
risico’s op chronische longziekten door blootstelling aan gevaarlijke dampen.
door middel van vele beschermingslagen van de buitenwereld wordt gescheiden (ECN, 2005a).
Luchtverontreiniging
Het risico van een meltdown voor huidige kerncentrales wordt geschat op 1 keer in een miljoen
Kolencentrales stoten verschillende soorten emissies uit. Zo kunnen SO2 en NOx emis-
jaar. Met 442 kerncentrales wereldwijd komt dit ongeveer overeen met een verwachte meltdown
sies longziektes veroorzaken. De emissies naar lucht van een KV-STEG zijn in verge-
van 1 keer per 2000 jaar. Er wordt verwacht dat met toekomstige kernreactoren (generatie 4) het
lijking met de meeste huidige kolencentrales laag.
risico verder teruggebracht kan worden naar 1 keer per 10 miljoen jaar (World Nuclear Associa-
In 2002 bedragen de emissies van elektriciteitscentrales in Nederland 17 kton SO2 en
tion, 2006).
46 kton NOx (OECD Environmental Data Compendium, 2004). Als deze stroom volle-
Splijtstofcyclus Gedurende het hele proces in de nucleaire keten
dig opgewekt zou worden met KV-STEGs dan bedragen de emissies 8-25 kton SO2 en
wordt radioactief materiaal vervoerd van installatie naar installatie. Het vervoer gebeurt niet alleen
17 kton NOx (bij 83 TWh elektriciteit opgewekt door elektriciteitscentrales in Neder-
via de weg en per schip maar ook per spoor en per vliegtuig. Transport brengt risico's met zich mee
land in 2002 (IEA, 2005)).
in de vorm van ongevallen, diefstal en sabotage.
CO2 opslag De risico’s (bijv. lekkage van CO2) zijn tot
27 NOVEMBER 2006
Kernenergie
Kolenvergassing
Bij het opwerken van gebruikte splijtstof kunnen zich stralingsongevallen voordoen. De kerncen-
op heden slechts indicatief geschat en verschillen sterk per reservoir waarin het CO2
trale Borssele laat de uitgewerkte brandstof opwerken in La Hague (Frankrijk). Bij de opwer-
wordt opgeslagen. Daarnaast zijn er risico’s dat CO2 ontsnapt tijdens afvang, transport en
king wordt uranium, plutonium en hoogradioactief splijtingsafval van elkaar gescheiden.
injectie van CO2 in de ondergrond. Als de concentratie van CO2 in lucht door lekkage
Transport en opslag van radioactief afval leidt tot
plotseling sterk stijgt, daalt het percentage zuurstof in lucht. Lucht met een CO2 con-
het risico dat radioactieve straling vrijkomt. Het Nederlandse laag- en middelradioactief afval
centratie van 7-8% leidt tot dood door verstikking binnen 30-60 minuten. Omdat CO2
wordt sinds 1992 opgeslagen bij de Centrale Organisatie Voor Radioactief Afval (COVRA) in
zwaarder is dan lucht kan het zich opeenhopen in laaggelegen gebieden of gebouwen en
Borssele. Vanaf 2004 wordt hoogradioactief afval opgeslagen bij een speciaal gebouw bij de
kelders. Voor de operationele activiteiten zijn de risico’s minimaal door toepassing
COVRA: “de HABOG”.
van bestaande wetgeving.
Hieronder wordt een vergelijking gemaakt van gezondheidsrisico’s in verloren levensjaren (jaren per TWh): • •
Kernenergie: 1-10 jaren/TWh (groot deel bij opwerking uranium) (IAEA, 1999) KV-STEG met CO2 afvang: 46 jaren/TWh (26 door NOx emissies, 17 door SO2 emissies en 3 door fijn stof).9 Hierin is ongevallen bij kolenmijnen niet inbegrepen. Wereldwijd is de productie van elektriciteit met kolen 6681 TWh in 2003.
Kosten
Prijs uraniumerts De prijs van uraniumerts is de laatste paar jaar
Stijging kolenprijs10 De prijs van geïmporteerde kolen in de EU
flink gestegen van 20 US$/kg in 2000 naar 90 US$/kg in 2006. Zoals eerder vermeld echter,
is verdubbeld van 30 US$/ton in 2000 naar 60 US$/ton in 2006. De kosten van kolen
vormt de prijs van uraniumerts slechts een klein deel van de kosten voor elektriciteitsopwekking;
zijn 1,6 ct€/kWh (bij een prijs van 45 US$/ton).
ca. 0.2 ct€/kWh bij een prijs van 90 US$/kg. (Hopf, 2004). Bij zeer hoge uraniumprijzen van
Er wordt verwacht dat China over twee tot
$500-1000/kg zouden de kosten voor kernenergie stijgen met 1-2 cent/kWh.
drie jaar een netto importeur wordt van steenkool. De verwachting is dat dit een gro-
Onzekerheid in kosten kernenergie
te invloed zal hebben op de kolenprijs (Montel Powernews, 2006).
• Ontmanteling • Radioactief afval
Algemeen
• Veiligheidsmaatregelen (bijv. extra bescherming bij terroristische dreiging)
Met een kolengestookte centrale met CO2afvang is nog geen ervaring opgedaan. Dit levert onzekerheden op tav van kosten. De benodigde techniek is niet nieuw, maar niet ontworpen en toegepast op dergelijke schaal.
9
Gebaseerd op emissies KV-STEG. Verloren levensjaren: 0,13 per ton NOx, 0,085 per ton SO2 en 0,138 per ton fijn stof (ExternE) (IAEA, 1999). 10 Uit Montel Powernews. Mei 2006.
Kernenergie
Kolenvergassing
Voorzieningszeker-
Afhankelijkheid uraniumimport uit buitenland (Australië, Kazakstan, Canada, VS, Zuid-Afrika,
Afhankelijkheid van kolenimport uit het buitenland (Zuid-Afrika, Rusland, Australië,
heid
Brazilië, etc) 11. De spreiding van uraniumvoorkomens beperkt de
Colombia)12. Kolen zijn verspreid over de wereld aanwe-
geopolitieke risico’s van beschikbaarheid van brandstof (ECN, 2005a).
zig. Nederland beschikt zelf over steenkoolreserves, maar deze zijn niet meer econo-
De meningen over mogelijke toekomstige tekor-
misch winbaar. Ook in Duitsland en andere Europese landen worden steeds meer ko-
ten aan uraniumerts zijn verdeeld. Over het algemeen wordt verwacht dat er op korte tot middel-
lenmijnen gesloten (ECN, 2005a).
lange termijn geen tekort zal komen aan uranium. Er zijn op dit moment wereldwijd 442 kerncentra-
De voorraad voor steenkool bedraagt ca. 155 jaar wereldwijd, bij huidig kolenverbruik
les in bedrijf. Het aantal nieuwe kerncentrales die op dit moment gebouwd worden is 22 units. Dit is
(BP, 2006).
niet voldoende om de huidige capaciteit te vervangen. De nieuwe kerncentrales worden met
De wereldwijde voorraden van kolen zijn relatief groot en verspreid over diverse lan-
name gebouwd in China en India. [Thomas, 2006] Volgens een recent artikel uit ‘De Ingenieur’ van
den. Import van kolen geeft minder geopolitieke risico’s dan grootschalige import van
3 november 2006 is de huidige voorraad aan rijke uraniumerts slechts 20 jaar en de voorraad aan
aardgas.
arme uraniumerts nog eens 30 jaar. Bij het gebruik van kweekreactoren, welke zelf splijtsof voorbrengen, zou er echter genoeg uranium zijn voor enkele tienduizenden jaren. Proliferatie van kernwapens13
Overige
• Bij het splijtingsproces in de kerncentrale ontstaat plutonium, bruikbaar voor de productie van kernwapens. Voor een atoombom heb je genoeg aan een paar kilo plutonium. De gemiddelde kerncentrale produceert ruim 200 kilo plutonium per jaar. • Kennis uit een Nederlandse nucleaire installatie (UCN) is de basis gebleken voor atoomprogramma’s in Pakistan, Libië en Iran. Terroristische aanval • Dreigementen zijn geuit voor een aanval op een nucleair doelwit in Europa of de Verenig-
11 12 13
http://www.americanenergyindependence.com/uranium.html Montel Powernews, mei 2006. http://www.tegenstroom.nl/node/268
14
27 NOVEMBER 2006
Kernenergie de Staten. • Radioactief materiaal kan gebruikt worden voor bommen. Naast kernbommen kan gedacht worden aan vuile bommen waarbij rond explosieven, radioactief materiaal wordt geplaatst. Bij ontploffing verspreidt dit radioactieve materiaal zich, wat kan leiden tot een groei van het aantal kankergevallen.
Kolenvergassing
6 Flexibiliteit
Kernenergie
Kolenvergassing
Een kerncentrale kan gebruikt worden voor de productie van elektriciteit en eventueel warmte. Volgens US
Met een KV-STEG kan naast elektriciteit en eventueel warmte ook waterstof geproduceerd worden. Bovendien
DOE is het tevens economisch om waterstof te produceren met stroom uit kerncentrales (Technisch Week-
kan het synthesegas gebruikt worden voor de productie van transportbrandstoffen en plastics. Beneden is een
blad, 14 oktober 2006).
weergave van de mogelijke inpassing van een vergassingstechnologie in het Rijnmondgebied.
Figuur: Weergave van mogelijke inpassing vergassing in het Rijnmondgebied (Hoed en Hendriks, 2006)
16
27 NOVEMBER 2006
7 P u b l i e k e op i n i e
Kernenergie
Kolenvergassing
Er bestaat momenteel beperkt maatschappelijk draagvlak voor kernenergie in veel Wes-
Kolen Omdat de laatste kolengestookte centrale ca. 10 jaar
terse landen. Naarmate de gevolgen van broeikasemissies duidelijker worden, en
geleden in gebruik is genomen, is er weinig inzicht in de huidige acceptatie van nieuwe kolencentrales in Ne-
meer ervaring wordt opgedaan met inherent veilige kerncentrales, kan de publieke waar-
derland (ECN, 2005a).
dering geleidelijk veranderen (ECN, 2005a).
CO2 opslag Er is nog weinig onderzoek gedaan naar de perceptie
Twee vaak gehoorde argumenten tegen kernenergie door het publiek zijn:
van CO2 opslag door het publiek.
1. Een deel van het radioactieve afval blijft meer dan duizenden jaren radioactief, waar-
Een studie van Daamen et al. (1996) geeft aan dat de Nederlandse burger steenkool in combinatie met CO2-
mee toekomstige generaties belast worden. 2. Het risico op een reactorongeval is klein
opslag meer steunt dan steenkool zonder CO2-opslag, kernenergie of vergaande energiebesparingen (ECN,
maar de gevolgen zijn mogelijk desastreus.
2005a). Een recente studie van Universiteit Leiden (2006) laat zien dat (geïnformeerde) respondenten CO2 opslag gemiddeld genomen een adequate technologie vinden en matig positief zijn over deze optie. Wel blijkt dat de huidige publieke opinies voor CO2 opslag sterk beïnvloedt worden door beschikbaarheid van betrouwbare informatie. Over het algemeen zijn geïnformeerde respondenten positiever over de optie dan niet of slecht geïnformeerde respondenten.
8 B i j d r a g e N e d e rl a n d s e i n d u s t r i e
Onderzoek
Kernenergie
Kolenvergassing
Totale R&D uitgave in periode 1990-2003 aan
Totale R&D uitgave in periode 1990-2003 aan
kernsplijting bedraagt 267 miljoen euro in Nederland. Dit is gegaan naar:
kolen en CO2-afvang en opslag bedraagt 78 miljoen euro in Nederland. De uitgaven na 2003
• 56.2 Lichtwaterreactoren • 37.2 Kweekreactoren
zijn sterk gestegen, maar daar zijn nog geen kwantitatieve gegevens over gevonden
• 19.3 Andere reactoren • 51.1 Splijtstofcyclus
Dit gaat naar:
• 103.4 Ondersteunende technologie (o.a. veiligheid, milieu en ontmanteling)
• 3.8 Kolenproductie en transport • 11.7 Kolenverbanding en KV-STEG
[IEA, 2006]
• 15.0 Kolenconversie (excl KV-STEG) • 47.7 Andere kolen (o.a. geologie, milieu en
Onderzoeksinstituten • Nuclear Research & consultancy Group, Pet-
gezondheid) • 0.0 CO2 afvang en scheiding, transport en op-
ten, ca. 320 medewerkers • Interfacultair Reactor Instituut bij TU Delft,
slag [IEA, 2006]
ca. 210 medewerkers • Kernfysisch Versneller Instituut in Gronin-
Onderzoek op het gebied van kolen en schoon
gen, ca. 190 medewerkers
fossiel vindt plaats bij onder andere ECN en diverse universiteiten.
Installaties voor nucleair onderzoek • Hoger Onderwijs Reactor, TU Delft • Onderzoeksreactoren en laboratoria in Petten • Cyclotron, TU Eindhoven Ervaring
• Experimentele kerncentrale in Dodewaard (1969–1997) 50 MW
• Demo KV-STEG in Buggenum (vanaf 1993 operationeel) 250 MW. Hierbij is het ‘entrai-
• Kerncentrale in Borssele (1973–2033) 480 MW
ned bed’ concept van Shell toegepast. • Transport CO2 per pijpleiding (OCAP). CO2 wordt getransporteerd van de petrochemische industrie in de Botlek naar tuinbouwkassen. • Opslagdemonstratie van CO2 in gasveld door Gaz de France in het kader van CRUST project. NUON heeft aangekondigd centrales te willen bouwen gebaseerd op het vergassingsconcept,
18
27 NOVEMBER 2006
Kernenergie
Kolenvergassing mogelijk in combinatie met afvang en opslag van CO2. Naast kolen zal ook biomassa als brandstof worden gebruikt.
Industrie
Splijtstofcyclus • Ultra-Centrifuge Nederland (UCN) is de Ne-
Afhankelijk van het aandeel van KV-STEG op de wereldmarkt, kunnen Nederlandse bedrijven
derlandse partner in Urenco en is gevestigd in Almelo met 230 medewerkers14. UCN houdt
een rol spelen zoals NEM (Leiden), Schelde Engineering and Construction, en Jacobs Engi-
zich bezig met uraniumverrijking met ultracentrifuges en isotoopproductie voor o.a. me-
neering Nederland (voorheen Stork/Comprimo). Zij zouden de afgassenketel of de luchtschei-
dische doeleinden • Enrichment Technology Nederland B.V.
dings- of gasreinigingsinstallaties kunnen leveren (ECN, 2005a). Shell kan de kolenvergas-
(ETC), produceert ultracentrifuges in Almelo en heeft 450 medewerkers.15 ETC is in 2006
singstechnologie leveren. Met betrekking tot het transport van kolen kun-
opgericht door Urenco en het Franse Areva. Beide nemen voor 50% deel.16
nen bedrijven die zich bezighouden met kolenoverslag en -opslag een rol spelen zoals EMO (Europees Massagoed Overslagbedrijf).
Kernafval COVRA beheert de centrale opslagfaciliteit voor kernafval in Vlissingen
CO2 afvang en opslag Door de vooruitgeschoven positie van Neder-
Er moet nog een zogenaamde eindopslagplaats gevonden worden voor hoogradioactief afval
land in termen van systeemintegratie van afvang, kennis over gasvelden, beleidsontwikke-
waar dit tien- of honderdduizenden jaren veilig kan worden opgeslagen. Er is onderzoek gedaan
ling en wetgeving over CO2-opslag, zou Nederland op dit terrein een wereldleidende technolo-
naar o.a. ondergrondse opslag in kleilagen en steenzout. Er is nog geen locatie aangewezen tot
gische rol kunnen spelen indien er politieke wil is om CO2-opslag actief te steunen. Andere lan-
nu toe.
den lijken met grootschalige proefprojecten nu echter de leiding te nemen. [ECN, 2005a]
De mogelijkheid om op nationaal niveau invloed uit te oefenen op de ontwikkeling van kernenergie wereldwijd is beperkt, o.a. omdat kernenergie in Nederland nu een geringe bijdrage aan de elektriciteitsvoorziening levert. Nederland kan wel een bijdrage leveren aan de bouw en exploitatie van kernreactoren, en het doen van onderzoek op kernenergiegebied. [ECN, 2005a]
14 15 16
http://www.urenco.com/enrichment/unl/nl/who-we-are.aspx http://www.enritec.nl/nl/almelo.aspx kernvisie.com/modules/wfsection/download.php?fileid=127
Referenties
•
• •
• • •
•
• • • • •
20
Agt, J. v. (2006). Kernenergie de oplossing? Olino Duurzame energie. 15 augustus 2006. http://www.olino.org/articles/2006/08/15/kernenergie-deoplossing BP (2006). Statistical Review of World Energy 2006. Carnegie Mellon University (2006). IECM version 5.11. Integrated Environmental Control Model. http://www.netl.doe.gov/technologies/coalpower/ewr/pubs/cmu-iecm.html Daey Ouwens, K. (2006). Productiekosten van Duurzame elektriciteit. April 2006. Vertrouwelijk. Eindhoven. ECN (2005). Economische aspecten. P. Lako. Petten. ECN (2005a). Factsheets energietechnologieën in relatie tot transitiebeleid. Petten. o http://www.energietransitiebeleid.nl/energietechnologie/kolencentr ales/techniek.html o http://www.energietransitiebeleid.nl/energietechnologie/co2afvang/maatschappij.html o http://www.energietransitiebeleid.nl/energietechnologie/kerncentra les/maatschappij.html o http://www.energietransitiebeleid.nl/energietechnologie/kerncentra les/techniek.html ECN/NRG (2005). Kerncentrale Borssele na 2013. Gevolgen van beëindiging of voortzetting van de bedrijfsvoering. http://www.nrgnl.com/docs/library/2005/c05094_samenvatting.pdf EPZ (2006). Vragen over kernenergie en afval. http://www.epz.nl/site/www/main_right_content.php?id=0504 Hendriks, C., M. Harmelink, K. Burger and K. Ramsel (2004). Power and heat production: plant developments and grid losses. Ecofys. Utrecht. Hoed, R., van den en C. Hendriks (2006). Mogelijkheden synthesegas en waterstof in the Rotterdamse haven. Ecofys Utrecht. Hoph, J. (2004). World Uranium Reserves. American Energy Independence. http://www.americanenergyindependence.com/uranium.html Jaramillo, P. (2006). Comparative Life Cycle Air Emissions of Coal, Domestic Natural Gas, LNG, and SNG for Electricity Generation. Civil and Environmental Engineering Department Carnegie Mellon University. http://www.lcacenter.org/InLCA2006/Jaramillo-presentation.pdf
27 NOVEMBER 2006
•
• • • • • • •
•
• •
• •
• •
•
•
•
IAEA (1999). Comparative assessments of emissions from energy systems. Benefits and burdens, by Andrzej Strupczewski. IAEA Bulletin 41/1/1999. http://www.iaea.org/Publications/Magazines/Bulletin/Bull411/article5.pdf IAEA (2006). Managing Radioactive Waste. http://www.iaea.org/Publications/Factsheets/English/manradwa.html IEA (2004). Prospects for CO2 capture and storage. Paris. IEA (2006). R&D database. Edition 2006. Paris. IPCC (2005). Carbon dioxide capture and storage. IPCC. UNEP. WMO. MIT (2003). The future of nuclear power. Massachusettes Institute of Technology. http://web.mit.edu/nuclearpower/ Montel Powernews (2006). Montel Powernews, mei 2006. NREL (1999). Life-cycle assessment of coal-fired power production. National Renewable Energy Laboratory. Colorado. http://www.nrel.gov/docs/fy99osti/25119.pdf NREL (2001). Capturing and Sequestering CO2 from a Coal-fired Power Plant – Assessing the Net Energy and Greenhouse Gas Emissions. National Renewable Energy Laboratory. Colorado. http://www.netl.doe.gov/publications/proceedings/01/carbon_seq/p4.pdf Nuclear Energy Institute (2006). Life-cycle emissions analysis. http://www.nei.org/index.asp?catnum=2&catid=260 Ramirez Ramirez, A., A. Faaij (Copernicus Institute), C. Hendriks, E. de Visser (Ecofys) en M. de Best-Waldhober en D. Daamen (Universiteit Leiden) (2005). Interim Report- Problem Analysis and Expert Information. CATO. Rathenau Instituut (2004). Het nucleaire landschap. Verkenning van feiten en meningen over kernenergie. CE Delft en Rathenau Instituut. Ruether, J.A., M. Ramezan and P. C. Balash (2003). Greenhouse Gas Emissions from Coal Gasification Power Generation Systems. US DOE. http://www.netl.doe.gov/energy-analyses/pubs/JIS%20paperfinal%20versionl%2004.pdf Thomas, S. (2006). University of Greenwich, London. WISE Seminar. Kernenergie “Ja, mits” of “Nee, tenzij”. 9 november 2006. Universiteit Leiden (2006). Public perceptions and preferences regarding large scale implementation of six CO2 capture and storage technologies. M. de Best-Waldhober en D. Daamen. Leiden. Uranium Information Centre (2006). The Economics of Nuclear Power. Briefing Paper 8. November 2006. Australia. http://www.uic.com.au/nip08.htm US Department of Labor (2006). Historical Data on Mine Disasters in the United States. http://www.msha.gov/MSHAINFO/FactSheets/MSHAFCT8.HTM World Nuclear Association (2006). Safety of Nuclear Power Reactors. November 2006. http://www.world-nuclear.org/info/inf06.htm
