De vraag naar energie blijft groeien. Alleen al in de VS zou tot 2030 300.000 megawatt (MW) extra nodig zijn; evenveel als 500.000 windmolens met een gangbaar rendement van 20 procent leveren.

De Chinese prof. Ni Weidou, hoogleraar warmtetechniek aan de Qinghua Daxue-universiteit in Peking, verwacht een energie-explosie in zijn land. Nu al bouwt China er jaarlijks voor 15.000 MW aan energiecentrales bij. De meeste daarvan draaien op steenkool en stoten grote hoeveelheden koolstofdioxide (CO2) uit. Dat broeikasgas zou een belangrijke rol spelen bij klimaatverandering op aarde.

Sommige wetenschappers zien kernenergie als een goede manier om aan de stijgende vraag naar energie te voldoen. „Als de VS ervoor kiezen om die 300.000 MW met kerncentrales op te wekken, scheelt dat 1500 miljoen ton CO2 uitstoot per jaar”, berekende dr. Jan-Leen Kloosterman, universitair hoofddocent reactorfysica aan de TU Delft.

Fossiele brandstoffen zullen steeds verder in prijs stijgen, en dat maakt kernenergie ook tot een interessante optie, denkt Kloosterman.

Uranium, de brandstof voor een kernreactor, is wereldwijd gezien allesbehalve schaars. „De voorraad is nagenoeg onbeperkt, omdat je het uit zeewater kunt winnen. Dat kost zo’n 500 dollar per kilogram”, aldus de kernfysicus.

„De huidige uraniumvoorraden zijn in ieder geval voldoende voor de komende honderd jaar, bij een gemiddelde prijs van 130 dollar per kilogram. Bovendien is de laatste jaren nauwelijks naar nieuwe uraniumvoorraden gezocht.” Kloosterman denkt dat de winbare voorraden met een relatief kleine inspanning nog tien keer zo groot kunnen worden.

„Daarbij kunnen de reactoren veel efficiënter werken. Tegenwoordig benut een reactor nog geen 1 procent van het uranium. De nieuwste typen, generatie 4-reactoren, zogenaamde snelle reactoren, doen dat 100 keer beter.”

De bouw van een nieuwe grote kerncentrale stuit in Nederland echter op grote weerstand. De algemene opinie is dat hij gevaarlijk kernafval oplevert, terwijl bij een ramp het leed niet is te overzien. Bovendien kost een centrale al snel een paar miljard euro, en tijdens de bouw lopen de kosten nogal eens hoger op dan geraamd.

Zoals momenteel in Finland. „Dat ligt daar voornamelijk aan het klimaat en de onervarenheid van zowel bouwers als vergunningverleners”, weet Kloosterman.

Zelf ziet hij meer toekomst voor kleine, modulaire kerncentrales, die fabrieksmatig te bouwen zijn en bovendien aaneengeschakeld kunnen worden tot één grote.

Verschillende fabrikanten hebben prototypen van zulke kleine reactoren, die geschikt zijn om een stadsdeel of een flinke woonwijk van stroom te voorzien, op de tekentafel liggen.

Een ervan is het Amerikaanse bedrijf NuScale Power. De 30 meter hoge reactor van deze firma levert zo’n 45 MW, evenveel als een windpark van 75 windmolens met een gangbaar rendement van 20 procent.

Het ontwerp van NuScale Power is een lichtwaterreactor, die ook wordt gebruikt in nucleair aangedreven vliegdekschepen en onderzeeërs. Omdat hij vrij klein is, past de fabrikant een eenvoudige waterkoeling toe, waarbij geen pompen noodzakelijk zijn. Om de vijf jaar is de minikerncentrale aan nieuwe brandstofstaven toe.

Het prototype van de Japanse firma Toshiba is innovatiever: deze 4S-reactor van 50 meter hoog wordt gekoeld door vloeibaar natrium. Het ontwerp levert 10 MW. Pas na dertig jaar is de brandstof aan vervanging toe.

Een derde minireactorontwerp is van de Amerikaanse firma Hyperion Power, de Generation’s Power Module. Dit tonvormige apparaat kan zonder onderbreking zeven jaar achtereen 70 MW aan warmte of 25 MW aan elektriciteit leveren. De verwachte prijs als het apparaat in 2013 op de markt komt, is 30 miljoen dollar. Bij de Tsjechische fabrikant van reactoronderdelen TES-Company is al een bestelling geplaatst voor onderdelen voor zes minireactors van Hyperion.

Nog een Amerikaanse fabrikant, Babcock & Wilcox Company, heeft een minireactor (de mPowerreactor) op de tekentafel liggen. Het gaat om een lichtwaterreactor van de derde generatie. Elke reactor heeft een vermogen van 125 tot 750 MW en levert vijf jaar energie. Elke mPowerreactor levert volgens de B&W tijdens zijn levensduur een CO2-besparing op van 57 miljoen ton.

Dan zijn er nog de Chinezen. Zij demonstreerden in 2004 hun eigen kleine veilige reactor. Hoever zij nu zijn met hun minicentrale, is onbekend.

Het idee van een kleine kern­reactor is niet nieuw. De firma Westinghouse ontwierp in de jaren 80 van de vorige eeuw al een reactor die twee derde van de grootte had van een normale centrale. Het apparaat leverde 600 MW, maar orders bleven uit, zodat het model een roemloos einde kreeg.

Ontwikkelingslanden, zoals Indonesië, kunnen zeker baat hebben bij dergelijke minicentrales, denkt Kloosterman. Ook voorziet hij toepassing op industrieterreinen. „Qua veiligheid is het plaatsen en gebruiken van deze centrales echt geen probleem.”

Gevoelige kwestie

Minikerncentrales klinken als een goed idee, vindt milieuorganisatie Greenpeace. Maar wie wil zo’n centrale in zijn achtertuin? Ze zijn bovendien gebaseerd op onbewezen technologie, ze bestaan alleen nog op het tekenbord en zijn gevoelig voor sabotage, terroristische aanvallen en storingen. Er is nog geen enkel prototype gebouwd, laat staan getest en in orde bevonden, waarschuwt de organisatie.

„Greenpeace heeft deels gelijk”, vindt Kloosterman. „Inderdaad bestaan de reactoren alleen nog op de tekentafel. Ze moeten zich nog bewijzen. Ze hoeven echter niet per se gevoelig te zijn voor terroristische aanvallen. Dat is een kwestie van beveiliging. Bovendien is de splijtstof niet meer bereikbaar als de reactor draait. Niemand kan er nog bij zonder een dodelijke dosis straling te ontvangen.”

Bovendien moeten de minicentrales een intern veiligheidsmechanisme hebben; ze moeten zichzelf uitschakelen als er iets fout dreigt te gaan, stelt de kernfysicus.