De mogelijke opslag van waterstof in verarmd uranium

In reactie op het KernVisie nieuwsbericht van 12 december 2022, dat is getiteld: “Verarmd uranium was afval, maar is nu ook grondstof voor waterstofopslag” is de vraag gesteld of er wel voldoende verarmd uranium is om waterstof in op te slaan.

Uranium is het zwaarste element, dat van nature voorkomt. Waterstof het lichtste. Uranium is niet zo’n zeldzaam metaal. Volgens het Nucleair Energie Agentschap (NEA) is nog 6 tot 8 miljoen ton economisch winbaar. Geologische schattingen komen uit op ongeveer 30 miljoen ton. De productie van kernstroom bedraagt thans jaarlijks 3 PWh en bedroeg over de afgelopen zestig jaar 100 PWh ˚). In totaal is daarvoor ongeveer 2,5 miljoen ton natuurlijk uranium gebruikt, wat resulteerde in een hoeveelheid van 2,3 miljoen ton verarmd uranium. Daar het verarmd uranium licht radioactief is, bevindt het zich in opslag. Het overeenkomstige volume is 120 000 kubieke meter. Dat is ongeveer het volume van een klein voetbalstadion.

Een kerncentrale van 1000 MWe verbruikt jaarlijks 20 ton lichtverrijkt uranium. Bij de verrijking daarvan ontstaat 180 ton verarmd uranium. Omdat ’s nachts de elektriciteitsvraag laag is, moeten kerncentrales in die tijd vaak terugregelen. Economisch is dat onaantrekkelijk. De opslag van elektriciteit is goed mogelijk, maar is heel duur. Een alternatief is de productie en opslag van waterstof. De kerncentrale produceert maximaal 24 GWh elektriciteit per dag. Gedurende de nacht is dat 12 GWh. Die hoeveelheid elektriciteit is daarom een logische keuze voor de grootte van de energieopslagfaciliteit. Je kunt met 12 GWh aan stroom  240 ton waterstof produceren. Uitgaande van de opslag in verarmd uranium in de vorm van nanodeeltjes uraniumhydride (UH3) is het gewicht van de opslagtank 20 000 ton en het volume 2000 kubieke meter. Dat volume is vergelijkbaar met de inhoud van vijf huizen. Die hoeveelheid van 20 000 ton verarmd uranium komt ongeveer overeen met 1% van de totale voorraad verarmd uranium op aarde.

De conclusie is, dat de beschikbare hoeveelheid verarmd uranium te weinig is om waterstof op grote schaal en voor een lange periode in op te slaan. Daar zijn andere technieken voor. Voor de korte termijn is verarmd uranium wel geschikt voor de opslag van waterstof. 

˚) 1 PetaWattuur (PWh) = 1000 TeraWattuur (TWh) = 1 miljoen GigaWattuur (GWh) = 1 miljard MegaWattuur (MWh) = 1 biljoen kiloWattuur (kWh)