Zuid-Afrikaanse kogelbedreactor komt er dankzij Amerikaanse private equity firma toch

De Zuid-Afrikaanse economie heeft ernstig te lijden van de veelvuldige grote stroomstoringen. De schade is vooral hoog bij boerenbedrijven vanwege alle melk– en koelinstallaties. Staatselektriciteitsbedrijf ESKOM, die van alle elektriciteitsbedrijven op aarde de hoogste CO2-emissie heeft, ziet al sinds halverwege de jaren negentig de malaise aankomen. Het bedrijf zette in op de ontwikkeling van een eigen modulaire kogelbedreactor, de PBMR ˚). Een kenmerk van deze reactor was, dat het opgewarmde koelmiddel via een heliumturbine direct zijn energie omzet in elektriciteit. Die turbine was nog geen stand van de techniek. In 2010 is het project gestopt door de vorige president van Zuid-Afrika, Jacob Zuma. Hij besloot, dat het land zich alleen nog zou inlaten met lichtwaterreactoren. Desondanks kwam er in 2012 wel een vervolgproject, waarbij de kogelbedreactor zijn vermogen afgeeft aan een stoomgenerator. Het betrokken bedrijf is Stratek Global en de reactor heette HTMR 100 ˚˚). Het vermogen van deze kleine modulaire reactor (SMR) is 100 MWth of 35 MWe.

Tijdens een presentatie op een bijeenkomst van de Zuid-Afrikaanse landbouworganisatie SAAI ˚˚˚) is bekendgemaakt, dat deze organisatie een samenwerkingsverband is aangegaan met de Amerikaanse private equity firma C5 Capital. De afspraak is, dat ze een privaat elektriciteitsbedrijf oprichten en dat C5 een bedrag van 9 miljard rand, ofwel $ 500 miljoen, investeert in de bouw van modulaire kogelbedreactoren met in totaal een vermogen van 300 MWe. Nu heeft C5 Capital een grote Zuid-Afrikaanse investeerder, die een haalbaarheidsstudie leidde naar dat project. Voorts is C5 Capital grootaandeelhouder van de Amerikaanse firma X-Energy Reactor Company LLC. Dat is het bedrijf, dat met financiële ondersteuning van de Amerikaanse overheid, de kogelvormige grafieten splijtstofelementen en ook de kleine modulaire kogelbedreactor Xe-100 ontwikkelt. Zo’n eenheid heeft een vermogen van 80 MWe. X-Energy sloot begin 2024 met Dow Chemical Texas een overeenkomst af voor de bouw van een kerncentrale met vier eenheden. Het streven is, dat het nieuwe private elektriciteitsbedrijf al in 2027 de eerste SMR opstart. Of dat reactoren van het type Xe-100 of  HTMR 100 zullen zijn, is niet bekendgemaakt. De Xe-100 is voor een groot deel ontwikkeld door geëmigreerde Zuid-Afrikaanse ingenieurs.

Zo’n door X-Energy ontwikkeld splijtstofelement, bestaat uit is een grafietkogel met een diameter van 6 cm. In elk element zitten 18 000 kleine splijtstofbolletjes (diameter 0,5 mm), die allemaal zijn voorzien van enkele coatings. De diameter van het gecoate bolletje is ongeveer 0,9 mm. De buitenste coating is siliciumcarbide (SiC). Deze splijtstofvorm staat bekend onder het acroniem TRISO. De coatings zijn tot een temperatuur van 1600 Celsius ondoordringbaar voor kernsplijtingsproducten. Dat betekent, dat beneden die temperatuur alle radioactieve stoffen in de uranium bolletjes opgesloten blijven. Bij het ontwerp van de reactor is er rekening mee gehouden, dat de splijtstoftemperatuur onder alle omstandigheden en op alle plaatsen in de reactor lager blijft dan 1600 Celsius. Zelfs bij een ongeval, waarbij alle koeling wegvalt en de reactorkern opwarmt vanwege de nawarmte, de  vervalwarmte van de radioactieve stoffen. De noodkoeling is geheel passief. Omdat de reactor een negatieve temperatuurcoëfficiënt heeft, schakelt de reactor zichzelf uit bij zo’n ongeval. De reactor is in een lang slank reactorvat geplaatst, waarin continu de kogelvormige splijtstofelementen langzaam van boven naar beneden zakken. Splijtstofladen en –ontladen gebeurt tijdens het reactorbedrijf. De overreactiviteit van de reactor is daardoor heel klein. Vanwege al deze goede eigenschappen is de reactor in hoge mate inherent veilig. De koeling van de reactorkern vindt plaats met helium, dat van bovenaf door de kern stroomt en vervolgens zijn warmte afgeeft in een stoomgenerator.

Zuid-Afrika heeft twee drukwaterreactoren met een vermogen van elk 930 MWe, die de Franse firma Framatome leverde. Hun vestigingsplaats is Koeberg, dat aan de kust ten noordwesten van Kaapstad ligt. Ze startten halverwege de jaren negentig op en ze voorzien in 5% van de elektriciteitsbehoefte. Het land is dus bekend met de kernenergie en de bijbehorende regelgeving. De vergunningverlener is competent en keurde de locaties Koeberg en Pelindaba, dat vlakbij Pretoria ligt, al goed voor de bouw van kogelbedreactoren. Het samenwerkingsverband wil gebruik maken van deze goedkeuringen.

Meer informatie over de kogelbedreactoren van het type Xe-100 en HTMR 100 staat elders op de website. U kun het lezen door op de desbetreffende reactornaam te klikken.

Meer informatie:
https://www.moneyweb.co.za/news/south-africa/pebble-bed-nuclear-reactor-gets-a-reboot/ https://www.moneyweb.co.za/news/south-africa/here-comes-the-nuclear-ipp/

˚)   PBMR: Pebble Bed Modular Reactor
˚˚)  HTMR 100: High Temperature Modular Reactor 100 MWth
˚˚˚) SAAI: South African Agri Initiative

Terug naar het nieuwsoverzicht