Kan de groene droom wel zonder kernenergie?

In het tijdschrift “Energypost” verschenen analyses over mogelijke obstakels, die de grootschalige uitrol van zon en wind in de weg staan. De groene droom is, dat deze goedkope en overvloedig aanwezige duurzame energiebronnen de vervuilende fossiele bronnen snel vervangen. De vraag is hoe reëel deze droom is. Er zijn een aantal belemmeringen, die realisatie in de weg staat. Tevens is er sprake van een wijkend perspectief, waarbij het einddoel met elke stap verder uit beeld raakt. Daar liggen economische en technische factoren aan ten grondslag. Voorlopig komt die groene droom nog niet uit. De duurzame energie, die de afgelopen tien jaar is geproduceerd, bedroeg ongeveer een kwart van de toename van het wereldenergiegebruik.

De eerste belemmering is economisch van aard. De energieprijs van de duurzame energie is de afgelopen jaren, vooral dankzij schaalvergroting, enorm gedaald en hij zal ook in de toekomst blijven afnemen. Desondanks neemt de waarde van de duurzame energie af. Niet alleen die van toekomstige installaties, maar ook van reeds bestaande. De reden is het fluctuerende karakter. De opnamecapaciteit van het elektriciteitsnet is op een aantal plaatsen al verzadigd. De uitbreiding van het net tegen hoge kosten biedt nog wat soelaas, omdat je dan de duurzame stroom over een groter gebied verspreidt. Daarna zal opslag in batterijen moeten plaatsvinden. Waterstof kan ook, maar heeft een cyclusrendement van minder dan 50 %. De opslag van de eerste megawatturen kan nog vrij goedkoop vanwege de vele laad- en ontlaadcycli per jaar. Met het toenemen van de hoeveelheid opgeslagen elektriciteit nemen de kosten onevenredig toe door het minder veelvuldige gebruik van de opslagcapaciteit. Door die kosten toe te rekenen aan de duurzame energie, neemt haar waarde af. Omgekeerd neemt de waarde van niet-duurzaam productievermogen en van kernenergie met een toenemende duurzame energieproductie juist toe.

Een tweede obstakel is de schaalgrootte. De voetafdruk van de duurzame energiebronnen is groot. Klimaatverandering is een wereldwijd probleem. Dat betekent, dat duurzame energie alleen een oplossing biedt, als het overal grootschalig toepassing vindt, inclusief in de zich nog ontwikkelende landen. Daarbij speelt mee, dat tachtig procent van de wereldbevolking min of meer armlastig is en een hogere levensstandaard ambieert. Dat gaat samen met een hoger energiegebruik. Vanwege de lage energiedichtheid van de duurzame bronnen zijn per op te wekken kilowattuur veel grondstoffen nodig. Ongeveer tien keer meer dan bij fossiele brandstoffen of dan bij kernenergie. De materialen voor de energieopslag komen daar nog bij. De benodigde hoeveelheden en met name die van kritische materialen zoals kobalt, koper, lithium en neodymium, zijn zo groot, dat grootschalige toepassing een niet-lineaire invloed heeft op de economie. Een eveneens benodigde verregaande elektrificatie, inclusief elektrische auto’s, doet een beroep op dezelfde materialen. Daarbij komt nog dat bij een duurzaam energiesysteem grootschalig hergebruik van materialen nodig zal zijn. Zo’n systeem bestaat nog niet en de benodigde scheidingstechnologie is complex. De kosten daarvan komen ook ten laste van de duurzame energie. Bij kernenergie gebeurt dat met de kosten van ontmanteling en radioactief afval immers ook.

Een derde belemmering is de publieke opinie. Veel stroom uit zon en wind betekent niet alleen veel visuele vervuiling, maar ook de noodzaak je aan te passen aan de grillen van het systeem. Bijvoorbeeld vanwege de vraagsturing. De burger wil niet zichtbare opwekkingsvormen en elektrische stroom, als je de schakelaar omzet. Dus niet moeten stofzuigen als de zon schijnt en moeten wassen als het waait.

Een vierde obstakel is de complexiteit van het energiesysteem. Olie en gas zijn gemakkelijk op te slaan en te gebruiken. Een duurzaam energiesysteem is complex vanwege het fluctuerende karakter en de benodigde systemen, die de voorzieningszekerheid moeten garanderen, zoals elektriciteitopslag, transport over grote afstanden en infrastructuur voor vraagsturing. Een voorbeeld is het gebruik van groene stroom door elektrische auto’s. De meeste auto’s zijn ’s nachts thuis en overdag onderweg. Dat is van belang voor het opladen. Als de auto moet laden met voornamelijk zonnestroom, dan zijn er enkele beperkingen, zoals het feit dat er alleen overdag een ruim aanbod van zonnestroom is. Verder zijn er de soms lange perioden van donkerluwte. De zon schijnt immers vooral ’s zomers en gemiddeld over het jaar slechts 11% van de tijd. Grootschalig kiezen voor laden met duurzame stroom betekent daarom, dat er overal laadvoorzieningen buitenshuis moeten komen. Die voorzieningen dienen een relatief hoog vermogen te hebben, omdat je meerdere auto’s per voorziening en per dag wilt kunnen opladen. Dat maakt vergroting van de capaciteit van het laagspanningsnet nodig. Daardoor zal het opladen van een elektrische auto overdag duurder zijn dan in de avond of nacht. Het goedkoopste is om de elektrische auto ’s nachts met een bestaande huisinstallatie op te laden. Dat wil zeggen met een relatief laag vermogen van ongeveer 2,5 kiloWatt. In twaalf uur tijd kun je dan 30 kWh tanken, waarmee je de volgende dag zo’n 150 tot 200 km kunt rijden. Ter vergelijking: Het gemiddelde gebruik van een personenauto is ongeveer 35 km per dag, ofwel voor een elektrische auto vijf tot zeven kWh. Met het gebruik van de huisinstallatie is een uitbreiding van het laagspanningsnet niet nodig. Omdat de elektriciteitsvraag ’s nachts laag is ten opzichte van overdag, is het elektriciteitstarief lager en zijn de overdag gereden kilometers goedkoper. Door elektrische auto’s vooral ’s nachts op te laden neemt het elektriciteitsgebruik ’s nachts toe, waardoor het verschil in vermogensvraag tussen dag en nacht afneemt. Als de basislast toeneemt is dat gunstig voor elektriciteitscentrales, die continu produceren en dus ook voor de kerncentrales met hun lage operationele kosten. Kernenergie en elektrische auto vormen daarom een ideale combinatie. Kernenergie is dus geschikter dan zonne-energie om de toekomstige emissie van het personenvervoer terug te dringen.

Veronderstel, dat er straks zo’n complex duurzaam energiesysteem in ons land zou bestaan, dankzij een enorme economische inspanning. Voorts dat het niet bevalt en dat nieuwe generaties kerncentrales hebben bewezen veilig, goedkoop en betrouwbaar te zijn. In dat geval betekent alsnog omschakelen, dat er hoge maatschappelijke kosten zijn, onder meer van nog niet afgeschreven installaties en nutteloze infrastructuur. Vergeleken daarmee vallen de sluitingskosten van de vrij nieuwe kolencentrales in het niet.

Meer informatie over de groene droom en elektrische auto’s op kernenergie vindt u door op het onderwerp te klikken.