Kernenergie: de voordelen en nadelen

Kernenergie komt vanwege de voordelen van kernenergie steeds meer in de belangstelling te staan. Maar kernenergie kent ook felle tegenstanders. Maar wat zijn de voordelen en nadelen van kernenergie precies? 

Kernenergie, kernachtig samengevat

Kernenergie is energie die vrijkomt door atoomkernreacties. Deze energiebron is extreem krachtig en, na zwarte gaten en de Big Bang, de rijkste energiebron in het universum die we kennen. Het dichtstbijzijnde zwarte gat is een paar duizend lichtjaar ver, en de Big Bang ligt ver in het verleden, maar kernenergie kunnen we al wel volop benutten.

Maar door die kracht zijn er ook enkele kernenergie nadelen. Wij van Atoomalliantie geloven persoonlijk heilig in kernenergie, omdat wetenschappers en ingenieurs goede oplossingen hebben gevonden om deze gevaren te voorkomen. Niet voor niets is kernenergie per kilowattuur de veiligste energiebron die we als mensheid kennen. 

Alleen met kernenergie kunnen we de mensheid en de planeet redden. Want alleen door de kernenergie voordelen te benutten, kunnen we de CO2-uitstoot tot nul terugbrengen zonder dat we terug moeten keren naar de middeleeuwen. 

De kernenergie voordelen zijn groot. Zonder kernenergie zou er geen leven op aarde zijn, bijvoorbeeld. Maar er zijn ook nadelen kernenergie. 

De voordelen van kernenergie

Kernenergie is de bron van 100% van het leven op aarde. 

Heb je je wel eens afgevraagd, waarom het binnenste van de aarde na 4,6 miljard jaar nog steeds zo warm is? Of waarom de zon na al die miljarden jaren nog steeds op volle kracht schijnt? Het antwoord: kernenergie. 

Letterlijk alle alternatieve energie berust uiteindelijk op kernenergie. Planten, de dieren die van planten leven en andere levensvormen, leven van de energie die vrijkomt bij kernreacties in het binnenste van de zon. 

En rotsbacteriën dan, en de borstelwormen die in hete bronnen op de zeebodem leven. Die hebben toch geen zonlicht nodig? Dat klopt. Maar die leven van een andere energiebron. Namelijk de warmte in het binnenste van de aarde. Warmte, die wordt opgewekt door radioactief verval. Ook kernenergie, dus.

Kernenergie voordeel: zeer geconcentreerd 

Energieverbruik wordt vaak uitgedrukt in kilowattuur, of in vaten aardolie. Want zelfs met de gewone kerncentrales van nu, kunnen we per kilo in de natuur voorkomend uranium 45.000 kWh opwekken. Dat is genoeg voor 20 jaar stroom voor een gemiddeld Nederland gezin.

Zouden we kweekreactoren gebruiken, die ook uit gewone uranium energie kunnen opwekken, dan kunnen we per kilo uranium zelfs meer dan 24 miljoen kWh aan energie opwekken. Dat zou, als we al die energie in elektriciteit zouden omzetten, 10.000 jaar stroom voor datzelfde gezin vormen. Niet slecht, voor een grote vuist vol uranium.

Kernenergie is vrijwel onuitputtelijk. 

Er komen op aarde twee chemische elementen voor die we kunnen gebruiken in de kerncentrales van nu. Dat zijn uranium en, met enige aanpassingen, thorium. In totaal komen er 40 biljoen ton uranium voor in de aardkorst. In zeewater minder, 4 miljard ton, maar deze is wel makkelijker te winnen. De met mijnbouw winbare voorraden uranium zijn nog kleiner, rond de 6 miljoen ton, een kleine kilo uranium per wereldbewoner dus. Maar zelfs deze kleine hoeveelheid levert nog steeds veel energie. En hoe meer geld wij voor een kilo uranium overhebben, hoe meer uranium beschikbaar komt.

Er is zelfs door wetenschappers een berekening gedaan met het uranium in zeewater. Ze hebben uitgerekend dat als we alle uranium in het zeewater zouden benutten voor onze totale energievoorziening, we voor enkele miljarden jaren genoeg energie zouden hebben. En als wij per kilo uranium inderdaad miljoenen kWh zouden kunnen opwekken, dan wordt het natuurlijk slim om het uranium uit zeewater te halen. 

Er is nog veel meer thorium dan uranium. In de aardkorst zit bijna evenveel thorium als lood.  Er is nu door de universiteit van Texas in de VS een nieuwe splijtstof ontwikkeld, ANEEL, die bestaat uit 19 delen thorium en een deel tot 20% verrijkt uranium. Natuurlijk uranium bevat ongeveer 0,7% uranium 235. 

ANEEL levert acht keer zoveel energie per kilogram als normale splijtstof. Deze splijtstof kan in bestaande CANDU reactors gebruikt worden. Op die manier halen we dus vele malen meer energie uit uranium. Dit maakt kernenergie een duurzame energiebron die duizenden jaren mee gaat. Ruim tijd dus, om kernfusie werkend te krijgen.

De belofte van kernfusie

Kernenergie uit het splijten van uranium en thorium kan ons helpen om de periode te overbruggen, tot wij in staat zijn een werkende kernfusiecentrale te bouwen. Slagen we daarin, dan beschikken we echt over heel erg veel energie. We kunnen dan in feite hetzelfde proces dat in de zon wordt gebruikt, ook op aarde gebruiken. 

En de benodigde “brandstof”, deuterium, zit in zeewater. Er zit zelfs meer energie in het deuterium in een liter zeewater, dan in een liter benzine. Één op de 10.000 waterstofatomen is deuterium. Dus we hebben letterlijk een oceaan vol aan energie. Stapje bij beetje kruipen we dichter naar het punt waarop we meer energie uit kernfusie kunnen halen dan we er in stoppen. En daarmee een einde aan alle kernenergie nadelen.

De meeste deskundigen denken dat we dit punt met de experimentele ITER reactor in Frankrijk bereiken. En mogelijk ook met enkele andere reactorontwerpen van onder meer Lockheed Martin, het MIT en het Chinese project Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST). En tot die tijd hebben we eerlijke, schone en veilige kernenergie Nederland.

Kernenergie redt levens in de geneeskunde

Toen de kernreactor in Petten een paar maanden dicht moest, betekende dat wereldwijd slecht nieuws voor ziekenhuizen en kankerpatiënten. De radioactieve stoffen die in de kernreactor in Petten werden geproduceerd, zijn namelijk essentieel voor bepaalde onderzoeken en voor het behandelen van kanker. 

Bij sommige onderzoeken gebruiken artsen een klein beetje radioactief materiaal om te meten waar het bloed zich verspreidt. Op die manier kunnen artsen vaststellen waar er zich bijvoorbeeld een stolsel of een kankergezwel bevindt. 

Een andere toepassing is radiotherapie, het bestralen van kankergezwellen. Naar schatting ondergaan alleen al in Nederland honderdduizenden mensen per jaar een behandeling of diagnose met behulp van radioactieve isotopen. Dus alleen al in Nederland heeft kernenergie tienduizenden levens van patiënten gered. Om het niet te spreken over de rest van de wereld. Dat in tegenstelling tot steenkool. Die kost alleen maar levens. Een kleine miljoen per jaar.

Het opwekken van elektriciteit uit kernenergie stoot bijna geen CO2 of andere schadelijke chemische verbindingen uit.

Naar schatting komt er 12 g kooldioxide per kWh kernenergie vrij. Wat dat betreft staat kernenergie ongeveer op hetzelfde niveau als zonne-energie en windenergie. Maar daarbij moet je wel bedenken dat een kerncentrale geen back-up van een gascentrale nodig heeft en altijd werkt, ook als de zon niet schijnt of als de wind niet waait. Dus netto gezien stoot een kerncentrale veel minder CO2 uit dan een zonnepark of kolencentrale. 

De vergelijking: een hypermoderne aardgascentrale produceert ongeveer 300 g kooldioxide per kilowattuur, een ouderwetse uit gascentrale 400 g en laten we maar ophouden over steenkool. Dan komt er per kWh 728 gram kooldioxide in de atmosfeer bij, zestig keer zoveel als bij kernenergie.

En dat is alleen nog maar de CO2. Bij kolencentrales komt de nodige vliegas vrij. In deze vliegas zit paradoxaal genoeg meer radioactiviteit dan uit een kerncentrale in de omgeving vrijkomt. Dus een geigerteller gaat in de buurt van een kolencentrale harder ratelen dan in de buurt van een kerncentrale. Dus deze “kernenergie nadelen” zijn in werkelijkheid vooral een nadeel voor steenkool.

Bij alle fossiele brandstoffen, steenkool, olie en zelfs aardgas komen er ook andere vervuilende stoffen vrij. Denk dan bijvoorbeeld aan stikstofoxiden, zwavelverbindingen en koolmonoxide. 

Kernenergie voordelen: minder vervuilende mijnbouw dan kolencentrales

Mijnen, wat voor mijnen ook, zijn een grote aanslag op het milieu. Maar omdat er veel minder uranium nodig is om een kilowattuur stroom te produceren dan kolen, is er veel minder mijnbouw nodig.

Maar ook voor de zeldzame aardmetalen die in windturbines en bij zonnepanelen worden gebruikt, is mijnbouw nodig, wat helaas nog steeds een aanslag op het milieu betekent. Ook lekkende oliepijpleidingen en fracking, een populaire, maar voor het grondwater schadelijke methode om meer aardgas te winnen, vervuilen het milieu flink.

Voordeel kernenergie: Minder ruimtebeslag

Dit is een voordeel dat vooral telt, vergeleken met nieuwe energiebronnen als zon, wind- en waterkracht. Kerncentrales zijn compact en nemen veel minder ruimte in beslag dan zonneweides of windmolenparken.

Met tien grote kerncentrales van een kernenergie leverancier kunnen we heel Nederland van duurzame stroom voorzien. Willen we dat bereiken met zonnepanelen, dan betekent dat, de hele Markermeer vol met zonnepanelen, of heel Nederland één groot windmolenpark.

Voor- en nadelen: kernenergie nadelen

Zoals alles heeft kernenergie natuurlijk ook enkele nadelen. Deze kernenergie nadelen krijgen veel aandacht van de tegenstanders van kernenergie. In een enkele geval is dat terecht, maar best wel vaak zijn genoemde kernenergie nadelen emotioneel van aard. Tegenstanders van kernenergie die deze argumenten hanteren, gaan meer op hun gevoel af dan op hun verstand. 

Kernenergie nadelen: het gevaar, fabel of feit? 

Dit is waarschijnlijk het meest gehoorde argument tegen kernenergie. 

Er zijn enkele ongelukken gebeurd met kerncentrales waarvan de bekendste die in Tsjernobyl in 1986 en die in Fukushima in 2011 waren. 

In Tsjernobyl vielen daarbij 31 doden onder de slecht beschermde schoonmaakploeg die de kerncentrale schoon heeft gemaakt. Bij de centrales in Fukushima viel één dode, of volgens anderen zelfs geen enkele dode. Er vielen wel tienduizenden doden door de enorme tsunami en aardbeving die de centrale en de omgeving verwoestte. Dit zijn letterlijk alle doden die in kerncentrales zijn gevallen. 

Bijna alle doden als gevolg van kernenergie, rond de 6000 sinds de eerste kernreactor, vallen als gevolg van de mijnbouw van uranium en tijdens de bouw van de kerncentrale. Op elke bouwplaats  gebeuren veel ongelukken. 

Deze ongelukken in Tsjernobyl en Fukushima kregen veel publiciteit. Minder publiciteit krijgen de vele anonieme doden door luchtvervuiling en de gevaarlijke kolenmijnen. 

Meer doden per dag door kolen, dan door kernenergie sinds de eerste kerncentrale

Er zijn sinds de eerste kolenmijnen in de VS geopend zijn, rond de 100.000 Amerikanen gestorven in kolenmijnen. De kolenmijnen in de VS er nu redelijk veilig, waardoor, eindelijk, “slechts” enkele doden per jaar vallen, maar in de rest van de wereld, vooral in China, vallen er duizenden doden in kolenmijnen. 

Het dodental door de vervuiling is nog veel groter. In de wereld vallen er naar schatting jaarlijks een kleine miljoen doden door de luchtvervuiling van kolencentrales en hoogovens. Dat is heel Nederland dood in twintig jaar. Door kolen.

In de omgeving van de Tata hoogovens in IJmuiden, die ijzererts omsmelten met steenkool, komt veel meer kanker voor dan in de rest van het land. We kunnen dus stellen dat kolencentrales veel gevaarlijker zijn dan kerncentrales, maar de doden die ze veroorzaken zijn onzichtbaar. 

Aardolie en aardgas zijn wat veiliger dan steenkool, maar ook daarmee gebeuren veel ongelukken. Denk maar aan een gaslek in woonhuizen. En ook zij produceren veel luchtvervuiling. Denk aan de vele ongelukken met boorplatforms, olietankers en lekkende olie- en gaspijpleidingen. 

Zoals met iedere krachtige tech kunnen kerncentrales gevaarlijk zijn. Maar moderne kerncentrales zijn van zoveel veiligheid voorzien, dat het gevaar nul of bijna nul is. Kortom: dit kernenergie nadeel is in werkelijkheid een voordeel kernenergie.

Kernenergie nadelen – kerncentrales verspreiden radioactiviteit. 

We zagen al dat kerncentrales minder radioactiviteit verspreiden dan kolencentrales, omdat vliegas van kolencentrales veel zware metalen, zoals het radioactieve uranium en thorium, bevat. In kerncentrales zijn er meerdere vormen van bescherming aanwezig waardoor de kans op een lek of een meltdown heel klein, en bij bepaalde reactorontwerpen zelfs nul is. 

Af en toe gebeuren er ongelukken, maar deze zijn zeldzaam en in principe zijn dit bijna-ongelukken of kleine lekken zonder al te veel ernstige gevolgen.

Je moet dan bijvoorbeeld denken aan een verhoging van de natuurlijke achtergrondstraling met een paar procent. Er zijn gebieden op aarde waar de achtergrondstraling vele malen hoger is dan in Nederland. 

Kernafval blijft honderden of zelfs duizenden jaren radioactief.

Bij kernsplitsing komen er allerlei splijtingsproducten vrij waarvan sommige radioactief zijn. De meeste van deze splijtingsproducten vallen snel uit elkaar. Er zijn ook langlevende splijtingsproducten die een halfwaardetijd hebben van duizenden jaren of meer. 

Het goede nieuws is dat deze langlevende radioactieve isotopen minder gevaarlijk zijn dan kort levend afval, omdat er per tijdseenheid maar weinig straling vrijkomt. De vervelendste radioactieve isotopen hebben een halfwaardetijd van enkele tientallen tot honderden jaren.

Deze vormen inderdaad een probleem. Gelukkig is de plek waar deze zich in bevinden, het volume van hoogradioactief afval – de splijtstof uit de kernreactor –  maar klein. En daalt ook de straling van deze isotopen flink. 

Gevaarlijk afval is een van de kernenergie nadelen, maar zeer klein in omvang

Zo kan alle afval van de kerncentrale in Borssele, 1 tot 3 m³ per jaar, met gemak in een grote loods worden opgeslagen. Na slechts 40 jaar is de radioactiviteit gedaald tot een duizendste van toen het vers uit de reactorkern kwam. Zeker na enkele honderden jaren is de radioactiviteit van het afval nog verder afgenomen. 

Omdat het relatief gezien om zo’n klein volume gaat, is het niet een heel erg groot probleem om het afval definitief op te bergen. Na drieduizend jaar is de radioactiviteit afgenomen tot die van het erts waar het afkomstig van is. 

CO2 en zware metalen na duizenden jaren veel groter probleem dan kernenergie nadelen

Wat dat betreft kunnen we ons beter druk maken om het plastic in de oceanen. Of de vele kooldioxide in de atmosfeer en in de oceaan. Ook hiervan gaat het honderden, misschien wel duizenden jaren kosten voordat deze af zijn gebroken. En die plastics richten ontelbare malen meer schade aan. 

Of ons druk maken om de giftige metalen in oude zonnepanelen. Rotorbladen van windmolens. Met zware metalen vervuild digestaat door biogas. Kappen van oerbossen voor biomassa of voor plantages voor biodiesel. Nu nog wordt in het ijs van Groenland giftig lood aangetroffen dat bij de loodwinning van de oude Romeinen vrijkwam. Over langdurig afval gesproken.

Kernenergie is duur. 

Kernenergie is anders dan olie, gas of kolen, omdat in verhouding de prijs van de kerncentrale het grootste deel van de kosten uitmaakt. Bij een kolencentrale of een gasturbine zijn de kosten van de steenkool of het aardgas veel hoger dan de kosten van de centrale, gerekend over de levensduur van de centrale. Dat maakt kerncentrales veel gevoelige voor vertragingen en andere problemen met de bouw. 

Tussen 2010 en 2020 zijn de prijzen per 1000 kWh voor kernenergie gestegen. Dat argument wordt graag aangehaald door tegenstanders van kernenergie om te “bewijzen” dat kernenergie niet in staat is tot kostenreductie, zoals bijvoorbeeld zon en wind dat wel zijn. 

Tegenstanders maken kernenergie voordeel tot kernenergie nadelen

Dit argument is misleidend. De reden dat kernenergie zo duur is geworden, heeft voornamelijk te maken met het maatschappelijk verzet tegen kerncentrales. Om precies te zijn: de vele procedures en blokkadeacties die tegen kerncentrales worden gevoerd. 

In Rusland en China is kernenergie nog steeds goedkoop. Dat komt doordat er in deze landen geen massaal georganiseerde protesten zijn tegen kernenergie, en ook rechtszaken minder voorkomen. Daardoor kunnen de ontwikkelaars van kerncentrales hun centrale zonder onderbrekingen bouwen. 

Ook zijn de kapitaalkosten in veel landen lager, omdat de overheid garant staat. 

Serieproductie van kleine reactors maakt kernenergie weer goedkoop

Natuurlijk wordt ook kernenergie, zoals alle andere technologie, steeds goedkoper. Bijvoorbeeld, als er gebruik zal worden gemaakt van standaard ontwerpen voor een centrale, die op veel verschillende plaatsen gebruikt worden. Het probleem is vaak dat zoals bij ieder ingewikkeld project, er halverwege allerlei aanpassingen worden gemaakt aan het ontwerp, of onder politieke druk de veiligheidseisen nog verder op worden geschroefd. 

Daarom wordt er nu gewerkt aan kleinschaligere reactortypes, die in serie geproduceerd worden. Het grote voordeel daarvan is dat de ingewikkelde aanvraag maar één keer hoeft te worden doorlopen. Als er één van dat type is goedgekeurd, kunnen we tientallen andere plaatsen zonder problemen. Uiteraard kan dat dan veel goedkoper. Zeker bij serieproductie. Dus als we allemaal massaal kiezen voor atoomstroom, hoeft het niet zo lang te duren voor er nieuwe kerncentrales komen.

Kernenergie nadelen – kernwapens 

Het is heel erg lastig om radioactieve isotopen van elkaar te scheiden. Op een chemische manier is dat makkelijk, dus je kunt uranium en plutonium vrij makkelijk van elkaar scheiden. Maar uranium 235 van uranium 238 scheiden, is behoorlijk lastig. Daar heb je een gascentrifuge voor nodig, een ingewikkeld en erg duur apparaat. 

Dat ligt ver buiten het bereik van een terroristische groepering, en is alleen interessant voor een staat als Iran die zelf een kernreactor kan bouwen. Staten die kernwapens willen, kunnen al aankloppen bij bijvoorbeeld Pakistan, Noord-Korea of een ander dubieus regime met kernwapens, die ze graag verder helpen voor flink wat dollars. Dit kernenergie nadeel is dus niet zo groot. 

Dirty bomb uit ziekenhuis

Wel een gevaar is dat terroristen splijtstof kunnen gebruiken voor de zogenoemde dirty bomb. Als ze hoog radioactief materiaal mengen met explosieven, kunnen ze een groot gebied besmetten. En zichzelf. Je kan dan bijvoorbeeld denken aan een grote stad. De schoonmaakoperatie zou dan weken in beslag nemen. 

Maar dan is het veel makkelijker om bijvoorbeeld uit een ziekenhuis radioactief materiaal te stelen. Dat wordt veel slechter beveiligd.  Kerncentrales, daarentegen, zijn juist erg goed beveiligd. Borssele, bijvoorbeeld, heeft maar liefst vijf veiligheidsschillen. Zie daar maar eens doorheen te komen als terrorist. Dat is ook de reden dat terroristen er niet aan beginnen.

ANEEL splijtstof zeer plutoniumarm

De reeds genoemde ANEEL splijtstof maakt tijdens het gebruik slechts weinig plutonium aan, dat snel weer afbreekt. Zouden kernreactoren massaal overschakelen op ANEEL, dan verdwijnt dus ook dit toch al kleine risico.

Conclusie kernenergie nadelen

Kernenergie is een schone, overvloedige, bijna oneindige en zeer CO2 arme energiebron. Daartegenover staan, vaak overdreven, gevaren als nucleaire proliferatie en langlevend afval. Zoals we hebben gezien, zijn deze gevaren veel kleiner dan de meeste mensen denken, en zijn in veel opzichten juist fossiele brandstoffen onveiliger. Willen we echt serieus werk maken van het reduceren van de CO2-uitstoot, dan kunnen we niet om kernenergie heen. 

Met windmolentjes en zonneweides (waar vooral de Quote 500 rijken nog rijker van worden) gaan we het in een bewolkt, dichtbevolkt landje als Nederland echt niet redden. Met eerlijke, schone en veilige kernenergie wel. Steun daarom ons in de strijd tegen energiearmoede en vóór een beter klimaat. Stap over op 100% voordelige atoomstroom en word klant bij Atoomalliantie.