Hoe zit het met die SMR’s: zijn kleine kernreactoren echt onze redding?

Vladimir Poetin heeft er al twee. Joe Biden, Emmanuel Macron, Bill Gates en Xi Jinping zetten erop in. In België werkt het Nucleair Onderzoekscentrum SCK CEN aan een demonstratiemodel en ook onze politici verwachten veel van de SMR’s - ‘de kleine, flexibele, goedkopere en veiligere kernreactoren van de toekomst’. Hoezeer kunnen we daarop rekenen?

Nog deze maand wil de regering-De Croo beslissen of de jongste twee kerncentrales in ons land, Doel 4 en Tihange 3, met tien jaar worden verlengd. De onderhandelingen met uitbater Engie lopen.

Maar nu zowel de klimaatcrisis als de energiecrisis steeds nijpender wordt, lijken politiek stilaan alle nucleaire kaarten op tafel te liggen. Nog meer oudere kerncentrales langer openhouden, nieuwe ‘klassieke’ kerncentrales bouwen, zoals Nederland nu onderzoekt en Frankrijk al heeft besloten, en voluit inzetten op de beloftevolle SMR.

De regering-De Croo ziet toekomst in SMR’s. In het voorjaar besloot de coalitie om 100 miljoen euro vrij te maken voor onderzoek naar de kleine, flexibele, goedkopere en veiligere reactoren. Of zo worden ze althans gepromoot. Toen Vlaams minister van Energie Zuhal Demir (N-VA) zaterdag voorstelde om te investeren in de twee ‘klassieke’ kerncentrales die Nederland wil bijbouwen in Borssele, haastten premier Alexander De Croo (Open Vld) en cd&v-voorzitter Sammy Mahdi zich om te zeggen: neen neen, laat ons voor onze eigen SMR’s gaan. In de woorden van de premier in De zevende dag: “In de toekomst zullen die SMR’s hun rol spelen.”

Eenvoud

Maar hoe zit het nu echt met die beloftevolle nieuwe technologie?

SMR’s zijn een nieuwe generatie kernreactoren die al decennia bestudeerd worden en in de markt worden gezet als dé oplossing voor tekortkomingen waar de huidige reactoren soms mee kampen. Denk aan kernafval, oplopende constructiekosten en weinig opties om flexibel mee te bewegen met stroomtoevoer uit zon en wind. Het gaat om kernreactoren met een capaciteit van 10 megawatt, te vergelijken met een paar windturbines, tot 300 megawatt. Dat maximum is ongeveer een derde van de jongste huidige kernreactoren.

De veelgeprezen voordelen zitten vervat in de naam: small modular reactors. Omdat deze constructies veel kleiner zijn dan klassieke kernreactoren, kunnen ze op plekken worden gebouwd die niet geschikt zijn voor de grotere huidige generatie reactoren.

Modulair betekent dan weer dat de onderdelen in een fabriek al deels in elkaar kunnen worden gezet en in serie kunnen worden gemaakt. Die prefabaanpak met kant-en-klare modules kan tijd en constructiekosten besparen. Een traditionele kernreactor wordt namelijk ter plekke in elkaar gestoken op maat van de specifieke locatie. Dat zorgt vaak voor vertraging in de werken en zwaar oplopende kosten.

Modulair slaat ook op ‘flexibel’. SMR’s worden aangeprezen als ideale partner voor hernieuwbare energie. Klassieke reactoren zijn te log om aan en af te zetten naargelang er veel of weinig zonne- en windenergie is. Met een SMR zou je de productie wel veel beter op maat kunnen regelen.

“Wat we nu met gascentrales proberen, namelijk bijspringen wanneer er te weinig wind of zon is om stroom op te wekken, kan met een SMR zonder CO₂ uit te stoten”, zegt Matthias Meersschaert, woordvoerder van belangenorganisatie Nucleair Forum. “Je kan de productie afstemmen op wat er op het net nodig is aan energie of je kan pakweg zes SMR’s bouwen en er twee doen draaien wanneer er veel wind en zon is en zes wanneer dat niet zo is.”

Ook is het ontwerp van SMR’s eenvoudiger en veiliger dan de huidige kernreactoren. “Dat komt vooral omdat ze kleiner zijn en omdat ze zo ontworpen zijn dat er geen actieve koeling nodig is”, zegt Marc Schyns, directeur geavanceerde nucleaire systemen bij het Nucleair Onderzoekscentrum SCK CEN in Mol.

Klassieke reactoren gebruiken water om de nucleaire reactie bij de kernsplijting mee af te koelen. Die stoom genereert dan elektriciteit. Wanneer zo’n grote reactor stilvalt, moet je, om te vermijden dat de kern smelt, de brandstof koelen met elektrisch aangedreven pompen die water aanvoeren. Dat maakt zo’n installatie kwetsbaar bij een lange stroompanne en wanneer de dieselgeneratoren uitvallen.

SMR’s hebben die achilleshiel niet. Doordat ze stukken kleiner zijn is er minder koeling nodig. “En door het ontwerp voeren bijna alle types SMR’s wanneer de reactor zou stilvallen warmte automatisch af dankzij natuurlijke circulatie”, zegt Schyns.

De meest geavanceerde SMR’s van de ‘vierde generatie’ werken niet met water maar met vloeibaar metaal, gesmolten zout of heliumgas als koelstof en bieden nog meer voordelen. Ze gebruiken de nucleaire brandstof aanzienlijk efficiënter. Daardoor moet die minder vaak aangevuld worden, wat minder risico’s betekent. En dat zuiniger opsouperen van die brandstof resulteert ook in minder kernafval.

Over de hele wereld proberen publieke en private spelers deze technologie dan ook zo snel mogelijk van de grond te krijgen. Rolls-Royce is een van die privé-ondernemingen en enkele N-VA-parlementsleden brachten een bezoek aan de vestiging waar de befaamde automaker zijn plannen uitwerkt. Ook Bill Gates en Warren Buffet investeren er fortuinen in. En Rusland kaapte in 2020 de primeur weg met twee kleine SMR’s op ’s werelds eerste drijvende kerncentrale.

In totaal zijn er momenteel bijna 80 commerciële SMR-projecten in de ontwerpfase en zijn er vier in opbouw, namelijk in Argentinië sinds 2014 en in China sinds 2012. Verschillende landen maken er geld voor vrij. Zo heeft VS-president Joe Biden 14 miljoen dollar veil voor een Roemeens project en zijn Franse collega Emmanuel Macron maakt de komende tien jaar een miljard euro vrij voor de ontwikkeling van voornamelijk SMR’s.

En zoals gezegd: op aandringen van de liberalen heeft onze regering al 100 miljoen euro voorzien voor onderzoek naar deze technologie. Het SCK CEN zal met onder andere dat budget tegen 2040 een demonstratieversie van een SMR ontwikkelen die werkt met lood als koelmiddel. Het zou een wereldprimeur zijn, aldus het onderzoekscentrum. Daarvoor zal het samenwerken met een internationaal consortium van onderzoeksinstellingen en industriële bedrijven en die partners zouden elk ook minimaal 100 miljoen euro aanbrengen.

2040

Toch woedt er een fel debat over de geloofsbrieven van de SMR.

“Sowieso is er verwarring omdat SMR een vlag is die veel ladingen dekt”, zegt energie-expert Joannes Laveyne (UGent). “Ongeveer de helft van de ontwerpen in omloop zijn miniversies van de huidige kernreactoren die met water als koelstof werken, zoals de twee reactoren op het Russische schip.” Die types kunnen afgelegen gebieden waar nog geen stroomnetwerk is mogelijk van stroom voorzien. En ze zouden goedkoper kunnen zijn omdat je ze eenvoudiger kan bouwen.

Maar veel meer voordelen bieden deze SMR’s niet en daarom zet onze regering volledig in op onderzoek naar SMR’s van de vierde generatie, die dus ook veiliger zouden zijn en in theorie ook minder afval zouden genereren.

“Tot nu toe bestaan deze interessantste reactoren dan ook enkel op papier, dus het is niet te zeggen wanneer we erop zouden kunnen rekenen”, zegt Laveyne. “Ik schat niet dat dat voor 2040 zal zijn, want dan zou nog een hele industrie van nul moeten worden opgebouwd.”

Ook omdat alle kernreactoren aan heel wat strenge veiligheidsregels moeten voldoen en vergunningen moeten verzilveren, wat heel wat tijd in beslag kan nemen, durft niemand te zeggen dat een eerste commerciële SMR van de vierde generatie haalbaar is voor 2040. “De vergunningen zijn inderdaad een struikelblok”, zegt Meersschaert. “Tegelijkertijd is de SMR een revolutionaire doorbraak waar nu veel spelers op inzetten. Wie als eerste een vergunning krijgt, zal snel de bakens uitzetten waar anderen zich aan kunnen vasthaken.”

Het grootste vraagteken is hoe dan ook of de kleine reactoren wel degelijk goedkoper zullen zijn dan de huidige. “Alles hangt af van de vraag of het zou lukken om een hele serie in één keer te fabriceren”, zegt Laveyne. “Je moet er tientallen produceren om break-even te draaien terwijl de wereldwijde markt niet zo groot is.”

Volgens een studie van financieel adviseur Lazard betaal je voor één Megawattuur elektriciteit uit een nieuwe kerncentrale 131 tot 204 dollar, terwijl dat voor stroom uit zonne- of windenergie 26 tot 50 dollar is. NuScale, het bedrijf dat in de Amerikaanse staat Utah aan een project met twaalf SMR’s werkt, merkt alvast dat de kosten oplopen. Het mikte op 58 dollar per MWh maar omdat de kosten door de inflatie en de hoge rente oplopen is dat nu al 90 à 100 dollar per MWh.

Professor M.V. Ramana (University of British Columbia) vreest zelfs dat elektriciteit uit SMR’s duurder uitdraait net omdat de reactoren kleiner zijn. “Ze wekken minder stroom op, wat minder inkomsten betekent terwijl de constructiekosten niet zoveel kleiner zijn om dat te kunnen compenseren”, zegt deze specialist aan de website energymonitor.ai.

Meersschaert durft er evenmin gif op in te nemen. “Er circuleren heel wat cijfers maar de kostprijs is momenteel speculatie”, zegt hij. “Doordat er zoveel spelers zijn, lijkt het wel een competitieve markt te worden die een snelle leercurve zal doorlopen. En als het lukt om te werken met assemblage, kan het lukken om met SMR CO₂-vrije energie op te wekken die goedkoper is dan de huidige kernenergie.”

Ook wijst hij op een recente studie van EnergyVille waaruit blijkt dat het goedkoopste klimaatbestendige energiescenario voor ons land in 2050 neerkomt op vooral hernieuwbare energie aangevuld met SMR’s. Onderzoeken van Princeton University en de Franse operator RTE geven dat eveneens aan.

Als het over de klimaatcrisis gaat is de periode 2040 -2050 evenwel rijkelijk (te) laat. De uitstoot moet de komende zeven jaar halveren willen we deze crisis nog in toom houden. SMR’s zullen niet snel genoeg gebouwd kunnen worden om daarbij te helpen.

Bovendien blijkt dat hernieuwbare energie door de oorlog in Oekraïne aan een nog fellere opmars bezig is. Al in 2025 zou hernieuwbare energie de belangrijkste energiebron zijn, zo toont een nieuwe analyse van het Internationaal Energieagentschap. Met andere woorden: tegen dat SMR’s commercieel beschikbaar zijn, volstaan combinaties van hernieuwbare energie en batterij-opslag misschien al.

Nog door de oorlog in Oekraïne is energie-onafhankelijkheid nu zoveel dringender geworden dat sommige Europese landen niet op de nieuwe kleine reactoren wachten. “Zo is het logisch dat Nederland nu twee nieuwe klassieke reactoren plant”, zegt Meersschaert. “Die technologie is nu meteen inzetbaar om een verschil te kunnen maken als het gaat over klimaat en energie-onafhankelijkheid.” Ook Frankrijk zet niet alleen in op SMR’s maar ook op nieuwe klassieke modellen.

Politiek

In de Wetstraat is dit besef stilaan ook aan het neerdalen.

In november zei MR-voorzitter Georges-Louis Bouchez - de grootste pleitbezorger voor kernenergie in de meerderheid - dat hij niet wil blijven wachten tot de belofte van de SMR’s zich concretiseert. “Ons voorstel is: naast de verlenging van vijf kerncentrales moeten er op korte termijn nieuwe kerncentrales gebouwd worden. Zijn dat de beloftevolle SMR’s? Goed. Maar als die techniek niet rijp is in de komende twee à drie jaar, dan moet het met de bestaande, modernste technologie. Ik wil niet nog vijftien jaar wachten. Dan is het te laat.”

Bij de groenen - zoals bekend koele minnaars van kernenergie - wordt dat: SMR’s “zijn een hobby voor miljardairs die zich vervelen” waar alleen “risicokapitaal in geïnvesteerd wordt”. Woorden van minister van Energie Tinne Van der Straeten deze zomer in het parlement. Al heeft ze ook al gezegd dat het onderzoek an sich de moeite waard is - op de lange termijn. En op voorwaarde dat SMR’s hun beloftes rond nucleaire veiligheid nakomen.

“Dit is potentieel erg interessante technologie die zeker ook in 2050 zeer welkom kan zijn”, zegt Laveyne. “Zo schat het Internationaal Energieagentschap (IEA) in dat tegen die tijd 60 tot 80 procent van onze energie uit hernieuwbare bronnen zal komen. Maar voor bijvoorbeeld industriële processen zullen we ook dan nog op fossiele brandstoffen steunen, terwijl dat niet meer de bedoeling is. Ook zal de energievraag alleen maar stijgen. Mocht blijken dat de SMR’s hun beloftes kunnen waarmaken, dan zouden ze op die vlakken een belangrijke rol kunnen spelen in de verdere toekomst.”

Nadeel is dan wel dat die ‘langere termijn’ betekent dat SMR’s een paar tredes zakken op de prioriteitenlijst met energietoepassingen die zo snel mogelijk verder ontwikkeld en ontplooid moeten worden, zoals hernieuwbare energie en batterij-technologie. Sommigen zoals professor Ramana stellen zelfs dat de investeringen die nu in SMR-onderzoek worden gedaan daarom beter naar al bestaande toepassingen gaan.

“Het blijft een goed idee om, zoals België doet, te investeren in onderzoek naar SMR’s van de vierde generatie”, werpt Laveyne tegen. “Maar we moeten niet doen alsof die kleine kernreactoren ons binnenkort zullen helpen om het klimaatprobleem het hoofd te bieden en onze energie-onafhankelijkheid en bevoorradingszekerheid te vergroten. Landen die dat dringend moeten aanpakken doen er beter aan eerst uit te zoeken of ze de levensduur van bestaande kerncentrales kunnen verlengen, zoals ook België nu doet.”