Tagarchief: kernenergie

Peak-oil leidt tot peak-uranium

Uraniumwinning wordt steeds duurder
In 2006 verwachtte het IEA dat de mondiale uraniumproduktie in 2020 zou stijgen tot 55 kiloton (het oranje gebied in de grafiek hieronder) wanneer de extractiekosten beperkt worden tot maximaal $40 per kg.


(bron: Energy Watch Group dec. 2006)

Als de mijnbouwbedrijven de extractiekosten laten oplopen tot maximaal $130 per kg. dan kunnen ook de moeilijk winbare uraniumreseves worden geëxploiteerd en is een hogere produktie van 70 kiloton per jaar haalbaar (aangegeven door het gele gebied in het plaatje hierboven). Maar die hogere extractiekosten moeten wel opgebracht worden door de afnemers.
Eind 2006 schommelde de olieprijs rond de $60 per vat.

De prijs, die de afnemers wilden betalen voor uranium, liep het afgelopen decennium snel op van $8 per pound in 2001 naar meer dan $50 per pound vanaf augustus 2006. De hogere extractiekosten kunnen bij die prijzen makkelijk worden terugverdiend.


(bron:Cameco)

De mondiale uraniumproduktie steeg geheel volgens de verwachting van 39 kiloton in 2006 naar 58 kiloton in 2012. Maar omdat er wereldwijd jaarlijks 70 kiloton uranium verbruikt wordt, is er nog altijd een onderproduktie ofwel supply-deficit.

Minder kernenergie betekent minder vraag naar uranium
Momenteel zijn er wereldwijd 435 kernreactors in bedrijf. En wordt er gebouwd aan 71 nieuwe reactors. Je zou verwachten dat de hoeveelheid elektriciteit, die kerncentrales opwekken, nog altijd stijgt.
In 2006 werd er wereldwijd ruim 2800 TeraWattuur (TWh) door kerncentrales opgewekt. Maar in 2013 was dat nog maar 2490 TWh, ofwel 11% minder dan in 2006. (zie grafiek hieronder)

peakkernenergie01

De afname van de hoeveelheid opgewekte kernenergie gaat gepaard met een dalende prijs voor uranium. De prijs voor een pound uranium is in de laatste 3 jaar weer gedaald tot onder de $30. Het wordt erg moeilijk om de stijgende mijnbouwkosten terug te verdienen.

uraniumprijs20112014
(bron:Cameco)

De dalende prijs duidt op een dalende vraag naar uranium. Maar waardoor is de vraag afgenomen?
Enerzijds zal de kernramp in Fukushima en de politieke keuze in Japan en Duitsland om kerncentrales te sluiten leiden tot een lagere vraag en lagere uraniumprijs.
Anderzijds kan de prijs van meer dan $50 per pound uranium te hoog zijn voor een deel van de afnemers.
Toen de prijs van een vat aardolie meer dan $140 bedroeg, trad er ook uitval van de vraag naar aardolie op (demand-destruction). Waarschijnlijk daalt ook de vraag naar uranium omdat het gewoon te duur is geworden.

De winning en zuivering van uranium wordt steeds duurder omdat de rijkste ertsen al in de 20e eeuw zijn verbruikt. Het uraniumerts dat over is, bevat minder uranium en er moet dus veel meer gesteente worden verplaatst en vermalen om dezelfde hoeveelheid splijtbaar uranium te winnen. En dat terwijl door de gestegen olieprijs de brandstof van de mijnbouwmachines en de elektriciteit voor de opwerkingsfabrieken de afgelopen 10 jaar veel duurder is geworden.

Er zit ook uranium opgelost in zeewater. En in principe hebben we de technologie om uranium uit zeewater te winnen. Maar in de praktijk zal uranium uit zeewater te halen zo duur zijn, dat de elektriciteit uit kerncentrales voor de afnemers onbetaalbaar wordt.
Aan het begin van het kernenergie-tijdperk dacht men dat elektriciteit uit kerncentrales zo goedkoop zo zijn, dat het verbruik niet meer gemeten hoefde te worden (“too cheap to meter“, waren de woorden van Lewis Strauss).
Dat is een fabeltje gebleken.
Binnenkort wordt elektriciteit uit kerncentrales te duur om te verkopen (too expensive to market).

Peak-kernenergie

Fossiele brandstoffen zijn eindige grondstoffen: steenkool, aardgas en aardolie zullen ooit opraken. De makkelijk winbare fossiele brandstoffen heeft de mens als eerste verbruikt. Nu rest de mensheid alleen de moeilijk winbare fossiele brandstof.

Hetzelfde geldt voor uranium. Ook dat is een eindige grondstof: het begint al langzaam op te raken. Het makkelijkst winbare uraniumerts met het hoogste gehalte aan uranium is als eerste gewonnen in de 20e eeuw. Nu dat begint op te raken wordt er steeds meer erts met een laag uraniumgehalte gewonnen. Er moet steeds meer erts worden opgegraven voor eenzelfde hoeveelheid kernbrandstof.
Daar komt nog bij dat de brandstof voor de graafmachines en de energie, die nodig is het uranium op te werken de laatste jaren flink duurder is geworden. Dat betekent dat het opwekken van kernenergie steeds duurder wordt.

Momenteel zijn er wereldwijd 435 kernreactors in bedrijf. En wordt er gebouwd aan 71 nieuwe reactors. Je zou verwachten dat de hoeveelheid elektriciteit, die kerncentrales opwekken, nog altijd stijgt.
In 2006 werd er wereldwijd ruim 2800 TeraWattuur (TWh) door kerncentrales opgewekt. Maar in 2013 was dat nog maar 2490 TWh, ofwel 11% minder dan in 2006. (zie grafiek hieronder)

peakkernenergie01

In sommige landen zoals China en Iran stijgt het gebruik van kernenergie nog. Maar veel OECD-landen zijn al post-peak, kwa kernenergie. Als voorbeeld hieronder Frankrijk.

Kernenergiefrankrijk

Na de kernramp in Fukushima (2011) stopte Japan vrijwel volledig met kernenergie. In 2013 werd er in Japan 14,6 TWh opgewekt door kerncentrales. Dat was nog maar 5% van de 292 TWh die in 2010 door Japanse kerncentrales werd opgewekt.
Duitsland wil het voorbeeld van Japan volgen en alle kerncentrales sluiten. Maar vorig jaar werd in er Duitsland nog 97,3 TWh in kerncentrales opgewekt.

In 2001 bedroeg de hoeveelheid opgewekte kernenergie 6,4% van het totale mondiale energieverbruik. In de jaren daarna is de mensheid meer energie gaan halen uit andere bronnen (vooral steenkool en aardgas), zodat het kernenergie-aandeel kleiner werd. In 2013 bedroeg de hoeveelheid kernenergie nog maar 4,4% van het mondiale energieverbruik.
Je zou 2001 ook het jaar van de mondiale kernenergie-piek kunnen noemen.

peakkernenergie03

Hoe nu verder met kernenergie?
Kernenergie vergt grote investeringen in mijnbouw, verrijkingsfabrieken, kerncentrales, opwerkingsfabrieken en verwerking van het gevaarlijke afval. Door de hoge kosten worden kerncentrales alleen ingezet om grote nationale en supranationale netwerken op spanning te houden.
De laatste jaren is er een trend naar steeds kleinschaliger en decentrale elektriciteitsopwekking door warmtekracht-centrales, windmolens en zonnepanelen. Ik verwacht dat deze trend verder zal doorzetten en daardoor zullen steeds meer grootschalige kerncentrales overbodig worden en sluiten.
Het aandeel kernenergie zal verder afnemen en de nucleaire industrie zal krimpen. Als het aantal centrales wereldwijd afneemt, lopen de kosten voor de nucleaire infrastructuur (uraniumwinning en verrijking) per centrale verder op. Uiteindelijk zullen boekhouders ook de overgebleven kerncentrales sluiten omdat ze veel duurder zijn dan windmolens en kolencentrales.
Het kernenergietijdperk begon in 1954 met de Obninsk-kerncentrale in de Sovjet-Unie en zou wel eens binnen 100 jaar al weer ten einde kunnen zijn.

De verborgen uranium- en kopervoorraden

In Rusland en de Verenigde Staten ligt hoogwaardig uranium opgeslagen in de vorm van kernwapens. Er is heel veel tijd en energie (ofwel geld) gestoken in het opzuiveren van uranium en de bouw van de kernwapens. En nu ziet het ernaar uit dat ze nooit zullen worden gebruikt. Het was verspilde moeite om die kernwapens te maken, weggegooid geld. Toch niet helemaal. De afgelopen 10 jaar zijn afgedankte kernwapens gebruikt als brandstof in kerncentrales. De wereldproduktie van nieuw uranium bedroeg in 2010 53.600 ton. En dat dekte maar 78% van de wereldbehoefte aan uranium. In de overige 22% werd voorzien door reeds gezuiverd uranium uit kernwapens te recyclen tot brandstofstaven. De zwaarden worden eindelijk omgesmeed tot ploegijzers.

Vandaag doet president Obama opnieuw een oproep om nog meer kernwapens tot brandstofstaven te recyclen. Het zal de prijs voor uranium op de wereldmarkt verder doen dalen. Maar het biedt slechts tijdelijk soelaas. Voeger of later zullen steeds meer kerncentrales gesloten worden. Omdat ze onveilig zijn, maar vooral omdat de brandstof opraakt. Een ander waardevol metaal, koper, is ook erg gewild. Er wordt steeds meer hoogwaardig, gezuiverd koper gestolen om aan de stijgende vraag te kunnen voldoen. In de Nederlandse bodem liggen nog duizenden kilometers koperdraad van hoge kwaliteit te wachten op hergebruik. Door de opkomst van het mobiele bellen worden de telefoonkabels in de grond  steeds minder gebruikt. Naar vrijwel iedere woning loopt een telefoonaansluiting, ook al hebben de bewoners van die woning uitsluitend een draadloze aansluiting. Vroeger of later zullen we inzien dat die koperen draadjes hergebuikt kunnen worden: bijv. om dynamo’s  te maken voor windmolens. Gaan we die telefoonabels zelf opgraven of wachten we tot criminelen het gaan doen?

Treinen rijden op kernenergie

In Frankrijk is 75% van alle elektriciteit afkomstig uit kerncentrales. Daar denk je niet over na als je in de TGV of in de metro stapt.
Nederland heeft maar één kerncentrale: in Borssele. Die centrale wekt slechts 4% van alle Nederlandse elektriciteit op.

Als je een treinreis van 100 km. maakt, dan gebruik je gedurende 4 km. kernenergie. Als je 25 minuten in de tram zit. Dan word je de laatste minuut voortbewogen door kernenergie. Een vervelende beklemmende gedachte.

De eenvoudigste manier om van die 4% kernenergie af te komen is minder elektriciteit te gebruiken.
Je kunt een halte eerder uit de tram stappen en het laatste stukje lopen: je hebt niet voor niets spieren in je benen.
We kunnen wat minder metro’s laten rijden: 4 per uur i.p.v. 5. Dan zitten ze misschien ook wat voller en dat is efficiënter. We kunnen de roltrappen in de stations vervangen door gewone trappen.

Als treinen wat langzamer rijden, gebruiken ze minder elektriciteit. Zoals ze in Spanje de maximumsnelheid voor auto’s verlagen, zo kunnen wij in Nederland bijvoorbeeld de snelheid van treinen verlagen. Dat spaart energie. En hopelijk gaan mensen dan wat dichter bij hun werk wonen.

foto via FlickrCC

Toch maar doorgaan met kernenergie?


We staan op een tweesprong wat betreft kernenergie. Kerncentrales blijken ook kwetsbaar voor aardbevingen, overstromingen en stroomuitval. Hoe gaan we daarmee om?
We hebben een paar opties, met bijbehorende voor- en nadelen:

1. We gaan gewoon op dezelfde weg door. We blijven dezelfde kerncentrales bouwen. Dat wordt heel moeilijk want de omwonenden zijn geschrokken van Fukushima en eisen meer veiligheid en meer voorzorgsmaatregelen.

2. We gaan betere, superveilige kerncentrales bouwen, die nog beter bestand zijn tegen natuurrampen. Die centrales worden veel duurder. Het zal veel langer duren voordat de hoge kosten zijn terugverdiend.
En het wordt nooit helemaal veilig: dat vormt een politiek probleem.
Deze aanpak lost de problemen van de huidige centrales niet op.

3. We sluiten de oude, kwetsbare centrales. Het probleem is dat de stroom die nu nog in die centrales wordt opgewekt, gebruikt wordt.
De oude kerncentrales, die nu in Duitsland zijn stilgelegd, zijn misschien niet essentieel voor de Duitse energievoorziening, maar ze maken deel uit van een groot internationaal netwerk, waarin elektriciteit wordt verhandeld.
Een importeur van elektriciteit (Italië bijv.) kan moeilijker voldoende energie vinden.
Als Rusland oude, onveilige kerncentrales vervangt door gasgestookte centrales, dan komt de export van aardgas naar Europa in de knel.
Groot-Brittannië kampt al met een tekort aan aardgas: sluiten van de oude kerncentrales kan leiden tot elektriciteits-tekorten en stroomuitval.

4. Stoppen met de bouw van nieuwe kerncentrales en sluiten van oude onveilige centrales. Er zijn nu te weinig betrouwbare alternatieven. Slechts enkele landen kunnen zich deze veilige oplossing veroorloven.

Overige opmerkingen:
De uitgewerkte radioactieve splijtstof moeten worden opgeslagen in koelbassins, die ook veilig blijven bij aardbevingen en burgeroorlogen.

Een combinatie van optie 2 en 3 lijkt de aangewezen weg. Maar de gevolgen voor de elektriciteitsvoorziening zijn groot.
Lees verder

Het kernenergie-sprookje


Miss Atom probeert in Rusland het imago van kernergie te verbeteren

Over de hele wereld worden er nieuwe kerncentrales ontworpen en gebouwd. Het schijnt nog altijd de energiebron van de toekomst te zijn. Hoewel?
Er beginnen al mensen te twijfelen of kernenergie niet te duur zal worden voor de gewone burger.
In Maleisië werd onlangs de Malaysia Nuclear Power Corporation opgericht, maar dat betekent niet automatisch dat er in Maleisië ook en kerncentrale gebouwd gaat worden. Vooralsnog schat men dat de KWh-prijs van kernenergie 60% zal liggen boven de huidige energieprijzen in Maleisië.

Kostenplaatje
De bouwkosten van kerncentrales vallen vaak hoger uit dan begroot.
De bouw van kerncentrales loopt vaak vertraging op.
De exploitatie van kerncentrales wordt ook steeds duurder. Sinds 1970 is de kostprijs per KWh van nucleaire energie in de VS vervijfvoudigd en in Frankrijk verdrievoudigd. Lees verder