De Nucleaire Droom - sprookje of nachtmerrie

De Nucleaire Droom…

… sprookje,

… of nachtmerrie?

Laten we met ’t 'goede' nieuws beginnen:
Er zou meer dan voldoende Uranium/Plutonium zijn om de Wereld nog 1.000 jaar van energie te voorzien…
en dan hebben we het nog eens over Thorium of kernfusie gehad…;
de toekomst is prachtig…
… zolang we maar geloven en investeren in ‘t sprookje dat ‘Kernenergie’ heet.

’t Vooruitzicht van ruim 1.000 jaren nucleaire voorspoed…

Pratend met vooral voorstanders van kernenergie hoor je regelmatig dat kernenergie onuitputtelijk zou zijn…,
dat er nog voor honderden jaren, zelfs meer dan 1.000 jaar, voldoende uranium is om ons van energie te voorzien…,
dat er dus (zo snel mogelijk) meer kerncentrales bij zouden moeten komen…,
dat we daarmee het tij van de klimaatverandering zouden kunnen keren…, immers… kernenergie stoot geen CO₂ uit.
Waar men die 'wijsheid' vandaan heeft…, ik weet 't niet; maar alleen al bij 't horen van een fictief aantal van duizend_jaar zouden alle alarmbellen bij elk weldenkend mens moeten gaan rinkelen.

Dus toen ik een paar jaar terug voor de zoveelste keer iemand hoorde beweren dat we nog voor 100’den jaren…,
ja… wel meer dan duizend jaar, voldoende Uranium hadden hadden om de Wereld…, de mensheid…, alles en iedereen…, ons allemaal dus… ,van voldoende, veilige en vooral schone energie te kunnen voorzien gingen in elk geval bij mij de alarmbellen af; en ik besloot maar eens te gaan zoeken waar dat verhaal toch vandaan kwam.

Ik heb lang gezocht en vooral weinig bemoedigends gevonden.
Wel zou je een dergelijk verhaal misschien kunnen teruglezen in diverse (oude) artikelen (vooral columns ingezonden brieven en opiniestukjes) in diverse kranten; soms wordt er verwezen naar een ander stuk waarin het bewijs zou staan, maar dan moet je wel heel goed zoeken; zo heb ik me suf gezocht naar een artikel uit NY-Times ergens rond 1988; ik heb 't niet kunnen vinden. Maar zelfs al had ik het gevonden dan nog geloof ik niet dat dat ook maar iets had uitgemaakt, al was het maar omdat ook deze 1.000-jaren mythe inmiddels al tenminste enkele tientallen malen volledig is ontkracht.

Geen 1.000 jaar…
… maar hoeveel jaar dan wel?

Maar laat ik om te beginnen eerst even uitgaan van wat algemeen wordt aangenomen ( NEA & IAEA) als bewezen winbare reserves van Uranium-ertsen (ca. 4,8-miljoen ton Uranium)…;
Op grond van deze cijfers wordt ook steeds beweerd dat er ruim voldoende Uranium gevonden en gewonnen kan worden om ons nog vele jaren van voldoende energie te voorzien…,
naast de bewezen (mogelijk winbare) voorraad gaat men er bovendien van uit van de aanwezigheid van nog onondekte hoeveelheden winbaar Uranium. Al met al zou dat betekenen dat er waarschijnlijk nog eens 3,1-miljoen ton winbaar Uranium gevonden zal worden op grond waarvan NEA & IAEA (RedBOOK 2018) stellen dat er nu nog voor zeker 130 jaar voldoende Uranium zou zijn. Maar daarmee zijn we er nog niet, op grond van geologische gegevens en statistiek speculeert men dat daar bovenop wereldwijd op termijn misschien nog eens grofweg 5,6-miljoen ton winbaar Uranium zou kunnen worden gevonden, dus laten we voor 't gemak deze theoretische speculatieve en dus hypothetische hoeveelheden winbaar Uranium maar gewoon meerekenen…;

Wie zich op deze manier rijk rekent mag daarmee uitgaan van een totaal van ca. 13,3-miljoen ton (tegen steeds hogere kosten mogelijk) winbaar Uranium.

Verder wordt er uitgegaan van een mogelijk voor toekomstige toepassingen interessante bewezen reserve van winbare Thorium-ertsen (ca. 1,9-miljoen ton Thorium van totaal ca. 6,1-miljoen ton)…en net als bij uranium rekent men zich ook bij Thorium al dan niet ten onrechte rijk met nog veel grotere hoeveelheden waarvan het vermoeden bestaat dat ze ergens aanwezig zouden moeten zijn en deels als mogelijk winbaar zou moeten worden beschouwd. De meest optimistische schattingen gaan er van uit dat er uiteindelijk grofweg 3x zoveel winbaar Thorium zou kunnen zijn als dat er winbaar Uranium gevonden zal worden.

Vooral het Thorium-verhaal… en de aanname dat bij (mee)gebruik van Thorium tot wel 9 maal meer kernenergie zou kunnen worden opgewekt dan met Uranium alleen, heeft de afgelopen jaren gezorgd voor een nog steeds groeiende bonte stoet van 'gelovigen'…, bestaande uit o.a. kernenergie-propagandisdisten, lobbyisten, futurologen, kernfysici, (over)optimistische technici, klimaatontkenners, tegenstanders van windmolens -/- zonneakkers -/- Bio-brandstoffen & Biomassa-gebruik, natuurbeschermers en uiteraard diverse politici (van diverse pluimage)…, die allemaal zo hun eigen redenen hebben om Thorium als de verzengend stralende vuurvogel hoopvol in de armen te sluiten als oplossing voor al onze klimaat-, milieu- en energie-problemen.

Duik je echter even wat dieper de door NEA & IAEA geproduceerde cijferbrij dan kom je al gauw tot de conclusie dat ook die ruim 130 jaar nog steeds een wel heel erg optimistische aanname is; feitelijk is het niet meer dan een goed onderbouwde leugen waarmee men er nog steeds in slaagt mens/media/politici met halve en hele waarheden een rad voor ogen te draaien.

Die ruim 130 jaar geldt namelijk alleen maar als we nooit meer kernenergie gaan gebruiken dan we nu al doen…,

terwijl men tegelijkertijd ons wil doen geloven dat we juist meer kerncentrales en meer kernenergie nodig hebben en moeten gaan gebruiken. 

Op de één of andere manier probeert men een loopje te nemen met logica en werkelijkheid. Maar als je gewoon op basis van de in al die lijvige rapporten gepresenteerde cijfertjes uitrekent voor hoeveel jaar er voldoende Uranium te winnen valt wil je de Wereld daarmee van voldoende energie kunnen voorzien…,

…dan is een voorstelling van ruim 130 jaar teminste een ruime factor 10 te hoog gegrepen.

Kernenergie als (de emmissievrije ) oplossing voor de klimaatcrises?

Lange tijd zag het er naar uit dat Kernenergie haar langste tijd wel gehad had. 
Zorgen over veiligheid, opslag van nucleair-afval, en  de gevolgen voor natuur en milieu als gevolg van mijnbouwactivieiten, koelwater etc. leken, althans in grote delen van Europa, het pleit zowel in de publieke opinie als politiek beslecht te hebben; Kernenergie was geen goed idee.

Maar dat beeld lijkt ‘te kantelen’, sinds de eeuwwisseling lijkt de kernenergie-lobby meer en meer aan kracht te winnen…;

met als belangrijkste argument dat we zonder kernenergie onze klimaatdoelen van eerst Kyoto en nu Parijs niet gaan halen, is kernenergie zowel in de politiek als in het publieke debat weer salonfähig geworden.

Misschien momenteel wel het belangrijkste argument dat voor kernenergie zou spreken is dat er geen of nauwelijks CO₂ zou vrijkomen bij de opwekking van elektriciteit…,

daarnaast zou kernenergie ‘onuitputtelijk’ zijn…;

Als beide of zelfs maar één van die argumenten zouden kloppen…, hout zouden snijden…, dan zouden we als samenleving wel gek zijn de mogelijkheden van kernenergie, als schone en onuitputtelijke bron van energie, niet met beide handen aan te grijpen; kortom de mogelijkheden van kernenergie klinken als een sprookje… en dat is het dan ook.

De Wereld 'groeit' langzaam maar zeker uit haar jasje…
… we zijn met steeds meer meer mensen die allemaal steeds meer energie gebruiken.

Sinds het begin van de industriële revolutie zijn we als mensheid meer en meer energie gaan gebruiken.
Meer specifiek…; we zijn voor het eerst in de geschiedenis op grote schaal fossiele brandstoffen gaan verstoken…
en dat zonder dat we daarbij als mensheid echt afscheid hebben genomen van het gebruik van traditionele biomassa als brandstof; sterker nog bovenop het gebruik van al die 'nieuwerwetse' fossiele brandstoffen, verstoken we inmiddels ruim 1½x zoveel hout, mest en andere vormen van biomassa als in 1920 en ruim 2x zoveel als rond 1800. Wie denkt dat die trend inmiddels wel gekeerd zal zijn die vergist zich in 2001 bereikte het gebruik van traditionele biomassa een voorlopig hoogtepunt met sinds 1980 een groei van ruim 25%; sindsdien lijkt er een lichte daling ingezet met maar daar staat het groeiende gebruik van 'moderne' Bio-brandstoffen tegenover.

verschillen tussen gemiddeld energiegebruik
per inwoner van verschillende landen
  

We gebruiken dus als mensheid steeds meer energie. We gebruiken zowel meer Bio-branstoffen als vooral heel veel meer fossiele brandstoffen.
Naast deze natuurlijke brandstoffen wekken we, zij het nog steeds op zeer bescheiden schaal, sterk groeiende hoeveelheden energie op door gebruik te maken van Zon, Wind, Water en zelfs Aardwarmte.
Die steeds sterker groeiende energiebehoefte heeft naast de industrialisatie zelf nog twee welhaast onlosmakelijke aan elkaar verbonden oorzaken:
① de in de afgelopen eeuw ruimschoots verviervoudigde wereldbevolking
② en de tegelijkertijd groeiende energiebehoefte per hoofd van de bevolking
Hetgeen grofweg geresulteerd heeft in een in een over diezelfde periode vertienvoudiging van de mondiale energiebehoefte.

Daarbij concentreert die nog immer groeiende energiebehoefte zich met name in de Westerse en sterk(er) geïndustrialiseerde landen. Naar verhouding is daarbij de energiebehoefte van de VS en de EU veel groter dan die van in bevolkingstal vergelijkbare of veel grotere landen/gebieden als China en India. Dat betekent dat wanneer o.a. door welvaartsgroei in alle landen uiteindelijk een vergelijkbaar grote energiebehoefte per hoofd van de bevolking zou ontstaan als in de VS de totale mondiale energiebehoefte alleen daardoor al verviervoudigen; bij een verwachte bevolkingsgroei tot ≤12-miljard mensen zou dat, t.o.v. de huidige situatie, zelfs bijna een zevenvoudige energiebehoefte betekenen.

De klimaatcrises…

… klimaatverandering vraagt om gedragsverandering.

Om ons mensen van voldoende energie te voorzien gebruiken we al duizenden jaren natuurlijke brandstoffen zoals hout; tegenwoordig zouden we dat Bio-brandstoffen noemen. 'We', gebruikten hout om te kunnen koken, onze huizen mee te verwarmen, ons zout te zieden, onze smidsen en primitieve hoog- en laag-oventjes mee te verhitten, (sterke) drank te stoken, bier te brouwen, hout te stomen/buigen; eigenlijk kan je het zo gek niet bedenken of de mens loste het op door het verhitten van zaken en dus het verbranden van dingen.
Maar al gauw vond de mensheid uit dat ook andere stoffen dan hout, stro en vet/traan goed konden branden. Aanvankelijk werd op kleine schaal en vooral ook lokaal gebruik gemaakt van z.g. fossiele brandstoffen als turf, steenkool en zelfs aardolie. Maar door houtschaarste en een groeiende energiebehoefte voor onze meer en meer geïndustrialiseerde wereld groeide ook de vraag naar deze fossiele brandstoffen. Zo zijn we in ons land de afgelopen duizend jaar meer en meer turf gaan winnen en verstoken, nam met de komst van de stoommachine steenkoolgebruik een enorme vlucht en kunnen we on inmiddels nauwelijks nog een wereld voorstellen waar niet overal een ruim aanbod is aan vloeibare/gasvormige fossiele brandstoffen als aardolie en aardgas; en al dat gebruik van fossiele brandstoffen kwam dus niet in plaats maar bovenop ons ook nog steeds groeiende gebruik van natuurlijke c.q. bio-brandstoffen.

Met het verbranden van al die fossiele brandstoffen neemt echter ook de hoeveelheid CO₂ in de atmosfeer sterk toe…
en daarmee stijgt die CO₂-concentratie in diezelfde atmosfeer veel sneller en verder dan ooit de afgelopen miljoen(en) jaren het geval is geweest; zo sterk zelfs dat we daarmee het natuurlijk patroon van klimaatschommelingen lijken te doorbreken.

Sinds we ons steeds bewuster worden van de mogelijke gevolgen van ons ongebreideld stookgedrag, energiehonger en de daarmee gepaard gaande (extra) uitstoot van broeikasgassen…
en (de aan zekerheid grenzende waarschijnlijkheid) dat daardoor onze Aarde versneld en steeds sneller opwarmt…;

sinds we ons meer en meer bewust worden dat we daarmee (mogelijk) een sterk versnelde klimaatverandering aanjagen en wel zodanig dat daarmee het milieu en dus ook ons leefmilieu ernstig bedreigd wordt, waardoor onze levensstijl en levenstandaard onhoudbaar dreigen te worden…;

sinds de Natuur ons welhaast dwingt de consequenties van ons gedrag onder ogen te zien en er zo mogelijk wat aan te doen…;

sindsdien zijn ‘we’ ook of op zoek naar oplossingen…, of we steken onze klimaatontkennerkoppen ‘t liefst in het zand van onze door zeespiegelstijging bedreigde stranden.

De oplossingen zoeken we liefst zo ver mogelijk van huis, we willen immers ‘t liefts zo min mogelijk van onze welvaart inleveren, vakanties, reizen, vliegen en onze auto’s zijn ons heilig en energiebesparen vinden we weliswaar heel nuttig maar we laten het ‘t liefst over aan de grootste vervuilers/gebruikers, de industrie dus.
Daarnaast zijn we dol op groen-getiketteeerde producten en duurzame energie, maar een windmolen in de achtertuin gaat natuurlijk wel heel ver en stinkende houtkachels zouden we ‘t liefst verbieden. We willen comfort en schone/emissieloze energie, en dan klinkt kernenergie opeens wel heel aantrekkelijk, zeker als je de claims van de kernenergie-propagandisten klakkeloos voor waar aanneemt en geloofd.

mondiale energiebehoefte stijgt nog steeds

Hoe lang zouden we de Wereld volledig op kernenergie kunnen laten draaien…?

Laten we als gedachtenexperiment eens nagaan hoelang je op basis van de totale bewezen winbare reserves Uranium in de totale Wereld-energiebehoefte zou kunnen voorzien.
Er zijn nogal wat verschillende cijfers in omloop over zowel de hoogte van onze wereldwijde primaire als onze finale energiebehoefte. Uitgaande van de laatste en bovendien laagst bekende geverifieerde cijfers was de totale mondiale energiebehoefte in 2017 ca. 153.595,663 TWh…,
waarvan ca. 2.635 TWh (ca. 1,7%) bestond uit Kernenergie; de rest werd voor ca. 87,4% gedekt door fossiele brandstoffen en iets meer dan 10,8% door duurzame energiebronnen als biomassa (ca. 7,1%), waterkracht (ca. 2,6%), windenergie (ca. 0,7%) en zonne-energie (ca. 0,4%).

Om de huidige mondiale energiebehoefte met kernenergie te dekken zou je dan…
… vergeleken met nu 100% ÷ 1,7% ≈ 5882% ⇒ ruim 58,8 * de huidige hoeveelheid kernenergie moeten opwekken

• de huidige reactorcapaciteit zou ruimschoots ver-50-60-voudigd moeten worden
• de delfstofproductie zou eveneens ruimschoots moeten worden ver-50-60-voudigd
• de productie/opwerking van reactorbrandstofelementen zou 50-60 x zo groot moeten zijn
• er zou heel veel landurig veilige extra opslagcapacteit van kernafval zou moeten worden gerealiseerd  

Maar gesteld dat het zou kunnen…
… ik zeg dus niet dat dat een reële propositie is;
't zou al een wonder zijn als we, in plaats van de 'armzalige' huidige 1,7%, binnen 10 tot 30 jaar in staat zouden zijn 10%-33% van de huidige energiebehoefte met kernenergie te kunnen dekken…
en ook dat zou al betekenen dat er wereldwijd (ongeacht de [extra] kosten) ruim 5 tot bijna 20 x zoveel kerncentrales bijgebouwd, delfstof gewonnen en splijtstof geproduceerd zou moeten worden als nu met vrij veel moeite gebeurd.
Dus gesteld dat het zou lukken dit gedachtenexperiment tot uitvoer te brengen,
dan zou je zou op basis van deze gegevens de Wereld middels kernenergie grofweg 463 dagen, 14 uur en 24 minuten kunnen voorzien van alle benodigde energie, iets meer dan 1 jaar en 3 maanden dus… en dan is het op. 

OK…,
dit was misschien wel een heel pessimistische inschatting…,
immers naast de bewezen hoeveelheden winbaar Uranium gaat de Nucleaire Industrie (en daarmee NEA & IAEA) uit van een flinke hoeveelheid met redelijke zekerheid vermoedelijk winbare reserves…;
rekenen we ook die vermoedde reserves Uranium volledig mee als zijnde winbaar dan verdubbelt daarmee grofweg het resultaat…
en kunnen we de Wereld strakjes ‘wel’ ruim 770 dagen 4 uur en 48m minuten voorzien van energie voor onze huishoudens en al onze economische activiteiten; na 2 jaar, 1 maand en ca. 1 dag is het dan echter wel echt allemaal op.

Optimisten gaan uit van nog veel grotere hoeveelheden winbaar Uranium…,
daarnaast en bovendien schatten zij de hoeveelheden winbaar Thorium op grofweg het drievoudige (van de hoeveelheden Uranium)…,
maar die optimisten zijn waarschijnlijk wel erg optimistisch over wat winbaar is of ooit zal zijn en tegen welke kosten in geld/energie/milieubelasting al dat winnen zal moeten plaatsvinden…;
maar laten we ze voor nu even het voordeel van de twijfel geven en meegaan in de gedachte dat de hoeveelheid winbaar Uranium grofweg drie keer zo groot is en dat er voldoende Thorium zal zijn om ook het laatste restje kernsplijtingsenergie uit al dat Uranium te halen. Zou er dan genoeg energie zijn om de wereld nog 100 jaar te voorzien van alle benodigde energie?

Ik vrees van niet.
Met de huidige in kerncentrales toegepaste technieken is er net genoeg winbaar Uranium om de wereld zo’n 5-10 jaar van elektriciteit te voorzien…;
bedenk daarbij dat elektricteitsgebruik wereldwijd niet meer dan ±10% van de huidige energieverbruiksmix beslaat.
Wel heel erg optimistische schattingen gaan ervan uit dat de optimistischer ingeschatte hoeveelheden winbaar Uranium drie keer zo groot zullen zijn en dat daarmee de totale wereldenergiebehoefte (op grofweg het huidige niveau) voor 5 jaar gedekt zou kunnen worden.

Wat als we nou eens zouden kunnen overstappen op andere/modernere reactoren…?

De meeste Kernreactors zijn momenteel variaties op de 'gewone' z.g. 'langzame' TNR-reactoren (Thermo Nuclear Reactor). In feite zijn het veredelde stoommachines die (net als elektriciteitcentrales op kolen en gas) water verhitten om zo met stoomdruk (reusachtige) dynamoturbines aan te drijven.
Maar er bestaan ook andere soorten kenreactoren zoals de z.g. snelle c.q. kweek-reactoren. Naast de productie elektriciteit werden (en worden) dit soort reactoren ook of zelfs m.n. ingezet voor de productie van kernwapens (plutonium). Maar naast het belang voor de wapenindustrie zijn dergelijke reactoren zeker in theorie in staat om veel meer energie vrij te maken/produceren dan met 'gewone' kerncentrales kan.
Volgens de 'voorstanders' zou je met snelle kweekreactoren niet alleen in theorie maar ook in de praktijk (met gemak) ≥90 maal meer elektricteit kunnen opwekken met dezelfde hoeveelheid Uranium; daarmee zou je dan in theorie al een stuk dichter bij die 1.000-jarige droom komen. Desondanks staat behalve een aantal fervente propagandisten vrijwel niemand te springen om massaal op deze wondercentrales om te schakelen en ze dus nu al te gaan bouwen op een schaal die voor onze energievoorziening werkelijk een steentje kan bijdragen, de enige 'commerciële' centrale van enige omvang staat en draait sinds 1980 in de Russische Oeral, maar zelfs in Rusland lijkt er niet veel animo te ziijn om er nog een paar bij te bouwen. Dat is niet enkel omdat het zo duur zou zijn, het is (in elk geval volgens critici) ook nog eens behoorlijk riskant, niet alleen vanwege de mogelijke (extra) verspreiding van plutonium (als grondstof voor kernwapens), maar ook vanwege de toenemende veiligheidsproblemen die kunnen/zullen optreden bij de opschaling naar meer en grootschaliger centrales van dit type.
M.a.w., de grootschaliger inzet van snelle kweekreactoren voor elektriciteitsproductie, lijkt te kostbaar, te riskant en te onveilig…, kernmachten zal er dan ook alles aan gelegen zijn deze technologie niet al te zeer te verbreiden.
en dus zal het nog wel even duren vooraleer er echt serieus naar wordt gekeken.

Nu naar MSR/Thorium-reactoren…

De afgelopen jaren is er veel te doen over de mogelijkheden en onmogelijkheden van Thorium…,
en dan m.n. in combinatie met MSR-technologie waarbij gebruik gemaakt moet gaan worden van, in vergelijking met de huidige thermische TNR-reactoren, theoretisch veel ‘efficiëntere’ Molten Salt Reactoren.
Met dergelijke reactoren en efficiëntere opwerking van splijtstofmateriaal zou je de hoeveelheid kernafval minimaliseren (maar daardoor wordt het niet minder, er komt hoogstens minder meer bij)…,
en de netto hoeveelheid afgegeven energie gaat aanmerkelijk omhoog (⇒ waardoor de hoeveelheid zwaar radioactief afval minder snel toeneemt en 90% van dat afval binnen 300-4500 jaar niet echt gevaarlijk meer zal zijn, maar de overige 10% wel nog 'duizenden jaren).

Stel nou dat dat allemaal superefficiënt verloopt dan zou je de wereld niet 5 maar misschien wel 15-30 jaar van (alle benodigde) energie kunnen voorzien…,
maar dan moet je nu wel als de sodemieter…

1. 100’den…, nee…, 1.000’den nieuwe kerncentrales bijbouwen, 
2. mijnbouwactiviteiten opstuwen tot ongekende hoogten…⇒ met alle denkbare negatieve gevolgen (o.a. CO₂uitstoot, landschapsverwoesting) voor natuur en milieu;
3. een oplossing vinden om veel…, heel erg veel…, kern-afval tenminste 300-500 jaar toekomstveilig op te slaan…
4. een dito-oplossing voor een relatief geringere hoeveelheid (nog steeds een veelvoud van de huidige hoeveelheden) hoogradioactief-afval voor 10-duidenden jaren.

Ik zou zeggen ga er maar aan staan.

• Het bouwen van kerncentrales neemt veelal jaren zo niet decennia in beslag vooraleer de boel een beetje draait.
• Mijnbouwgebieden ontsluiten op een voor de bevolking nog enigszins acceptabele wijze wordt steeds lastiger
• En hoe je het afval toekomst-zeker veilig kan opslaan voor 100’den laat staan 1.000’den of zelfs 10.000’den jaren…, Joost mag ’t weten.

Maar ik ben natuurlijk een 'kern-pessimist'.
Echte kern-optimisten gaan uit van veel grotere hoeveelheden Uranium en Thorium…;
≥100-miljoen ton Uranium en nog eens (3x) zoveel Thorium.

Maar kloppen die optimistische hoeveelheden wel?

Op zich zijn de hoeveelheden Uranium van deze Wereld nog veel groter.
’t Grootse deel van deze 'lood’-zware metalen zit in de aardkern, daar hebben we dus niets aan.
Maar een ook niet echt geringe hoeveelheid van het energierijke-goedje zit in de aardmantel zelfs in de aardkorst (inclusief zeeën en oceanen), maar het meeste ervan valt niet of nauwelijks te winnen. Niet alleen omdat de winning (uit bijvoorbeeld zeewater) te kostbaar is, maar ook vanwege de onmogelijkheid veel dieper dan 10-12 km onder het aardoppervlak aan mijnbouw te doen…
en zelfs als dat allemaal wel mogelijk/betaalbaar/haalbaar zou zijn, dan nog rijst de vraag of de energiebalans niet negatief gaat doorslaan; Of het winnen, be- en ver-werken van al dat Uranium en Thorium tot bruikbare splijtstof(elementen) niet domweg meer energie gaat kosten dan je er met de beste wil van de Wereld weer uit zou kunnen halen in welke denkbare kerncentrale dan ook.

Dus meer dan voor 1.000 jaar voldoende Uranium/Thorium om te voorzien in onze totale energiebehoefte…?…
Ik zou zeggen: Dream On…

En het kernfusie-verhaal dan…

Ik zei al dat ik niet kan inschatten hoe goed e.e.a. ooit praktisch toe te passen zal zijn. Op zich zou je denken dat met kernfusie al onze energieproblemen opgelost zouden moeten zijn…,
tenminste als die technieken tijdig en in voldoende mate inzetbaar zouden zijn…,
en dat zijn ze (nog steeds) niet, dat gaat zelfs bij maximale inzet vele 10-tallen jaren duren (hetgeen natuurlijk niet wil zeggen dat je dat niet zou moeten nastreven als het schoon en enigszins effIciënt is/kan)
En hoe spijtig dat ook is, en hoe verwijtbaar het wellicht is dat we met z’n allen zolang hebben getreuzeld bestaande/bewezen technieken productierijp te maken…,
het doet weinig of niets af aan opmerkingen van mij en anderen dat als kernfusie al ooit een valabele energie-optie zal zijn, dat e.e.a (grotendeels) te laat zal komen om ons nu te helpen bij een snelle energie-transitie zoals wij hier denken dat die hard nodig is om verdere klimaat-opwarming, vervuiling en mijnbouwschade te voorkomen en het hoofd te bieden.

Feiten, tabellen, cijfers en bronnen

Hoe groot zijn de winbare reserves Uranium?
‘t Lijkt zo’n simpele vraag…
… maar dat is het niet echt.

Om te beginnen moet er onderscheid worden gemaakt tussen bewezen voorraden en voorraden waarvan de aanwezigheid en omvang (nog) niet is aangetoond…,
oftewel z.g.  Identified Resources en Non-defined (non-discovered) Resources.

Non-defined c.q. ‘undiscovered’ resources
dit zijn voorraden waarvan op grond van algemene geologische en geofysische gegevens over de Lithosfeer aangenomen moet worden dat ze in de Aardmantel/Llithosfeer aanwezig moeten zijn zonder dat precies valt aan te geven waar en in welke concentraties  dat het geval zou moeten zijn.
Van deze ‘voorraden’ moet teven worden aangenomen dat ze, mits aangetoond, deels als winbaar beschouwd kunnen worden, terwijl er voor een ander (groter) deel moet worden aangenomen dat ze ofwel door de geringe concentratie danwel door de specifiek ligging en diepte als onwinbaar beschouwd moeten worden.

Identified Resources
Van deze z.g. geïdentificeerde voorraden is met met enige zekerheid of zelfs stellig vastgesteld waar ze liggen en tegen welke kosten ze grofweg gewonnen kunnen worden en hoe groot ze zijn danwel vermoedelijk zullen zijn.

Winbaarheid van vastgestelde voorraden/reserves

Binnen deze z.g. Identified Resources moet ook weer onderscheid worden gemaakt.

Zo moet er een onderscheid gemaakt worden tussen z.g. In Situ Resources (de hoeveelheid winbaar Uranium in de bodem) en Recoverable Resources (de hoeveelheid Uranium die daadwerkelijk gewonnen kan worden). Er wordt dus verschil gemaakt tussen de op locatie (vermoedelijk) aanwezige hoeveelheden Uranium (z.g. In Sito Resources) en wat er bij zorgvuldige winning daadwerkelijk aan Uranium gewonnen wordt;
Daarnaast moet er ook onderscheid worden gemaakt tussen Reasonably Assured Resources (bewezen reserves) en z.g. Inferred Resources (vermoedelijke voorraden waarvan met redelijke zekerheid gesteld kan/moet worden dat ze in een bepaalde regio aanwezig zouden moeten zijn).

In Situ Resources
‘t Verschil tussen de in theorie op locatie aanwezige hoeveelheden Uranium (In Sito Resources) en wat er bij zorgvuldige winning daadwerkelijk aan Uranium gewonnen wordt kan behoorlijk oplopen; In de praktijk scheelt dat grofweg 33%, met andere woorden, ca. ¼ van Uranium blijft achter in ‘t mijnafval. Maar tegelijkertijd zou een verbetering van het mijnbouwproces op termijn dergelijke verliezen fors terug kunnen brengen waardoor uiteindelijk een groter percentage van de (oorspronkelijke) In Situ Resources benut zou kunnen worden. Vooralsnog is dat echter toekomstmuziek en moeten we dus gebruik maken van wat er daadwerkelijk gewonnen wordt.

Recoverable Resources
De daadwerkelijk winbare hoeveelheden Uranium worden Recoverable Resources genoemd.
Maar ook hier moet weer een onderscheid worden gemaakt tussen bewezen (winbare) reserves en reserves waar op grond van geologische gegevens redelijk aannemelijk is dat op een bepaalde plek vermoedelijk een bepaalde hoeveelheid Uranium aanwezig is en dus op termijn gevonden/aangetoond zal worden.
Uitgaand van de opgave van IAEA zou er Wereldwijd grofweg een 7.989 kTon winbaar Uranium zijn…
Te verdelen in bewezen reserve van 4.815 kTon en een aannemelijke reserve van 3.173 kTon.

Wat kost ‘t en wat levert het op?
Hoewel de homo-economicus gewoon is alle zaken en activiteiten in de eerste plaats uit te drukken in geld is dat niet zozeer wat ons met betrekking tot onze energiehuishouding zou moeten interesseren.
Hier draai het om hoeveel energie en grondstoffen het kost om energie te produceren, of liever gezegd, op te wekken…; en wat er als resultaat van die activiteiten overblijft c.q. achterblijft aan reststoffen; dat kan je natuurlijk ook gewoon afval noemen, maar dat klinkt zo on-economisch.

Hoeveel energie…, hoeveel elektriciteit… levert een kilogram eigenlijk Uranium op?
Om 1 GWh elektriciteit te produceren heb je met de huidige technieken grofweg 3,291kg U²³⁵ nodig
Uitgaande van de huidig gebruikte technieken levert splijtstof met 1kg U²³⁵ dus ca. 303,8841 MWh tot 344,736 MWh aan elektriciteit op.

Voor die 1 kg  U²³⁵ is dan ruim 18.760 kg aan rots vermalen tot stof om daaruit het gewenste U²³⁵ vrij te kunnen maken/winnen.
Of anders gezegd: Voor het opwekken van 1GWh nucleaire elektriciteit wordt ruim 61.730kg aan grondstoffen gedolven en vermalen tot stof; en dat kost minimaal 17,17MWh aan (fossiele) energie waarbij dan ook nog eens minimaal 6.009 kg aan CO₂ vrijkomt.

Onderstaande tabel vermeldt de jaarlijkse zowel hoeveelheid opgewekte kernenergie als de de hoeveelheid Uranium-splijtstof (zowel uit bestaande voorraden als 'nieuw' gedolven) daarvoor is gebruikt. Niet vermeldt is de bijkomende hoeveelheid splijtstof uit oude kernwapens die daarbij additioneel 'verbrand' is.
Uiteraard zijn de exacte hoeveelheden voor energieopwekking gebruikte hoeveelheden (voormalig) militaire splijtstof uit oude kernwapens militair-geheim, er worden dan ook maar zeer beperkte cijfers gepubliceerd over de exacte hoeveelheden. Dit verklaart tenminste deels de in sommige jaren duidelijk hogere (≥10%) opwek aan elektriciteit in verhouding tot de verbruikte hoeveelheden 'verse' splijtstoffen; Daarmee vertekent e.e.a. natuurlijk wel hoeveel energie er gemiddeld in een bepaald jaar uit een kg Uranium-splijtstof is opgewekt. Desondanks dit daardoor enigszins vertekende beeld geeft de tabel wel degelijk een redelijk inzicht in hoeveel energie er feitelijk uit Uranium wordt opgewekt. 

 

Bronnen:

https://ec.europa.eu/environment/integration/research/newsalert/pdf/109na4_en.pdf

https://www.world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/mining-of-uranium/uranium-mining-overview.aspx

https://wisenederland.nl/kernenergie/kernenergie-duurzaam

https://www.wise-uranium.org/nfce.html

https://geoinfo.nmt.edu/resources/uranium/mining.html

https://ourworldindata.org/energy-production-and-changing-energy-sources

https://ourworldindata.org/fossil-fuels

https://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/statistical-review-of-world-energy.html

http://vaclavsmil.com/2016/12/14/energy-transitions-global-and-national-perspectives-second-expanded-and-updated-edition/

https://en.wikipedia.org/wiki/World_energy_consumption

https://yearbook.enerdata.net/total-energy/world-import-export-statistics.html

https://www.iiasa.ac.at/web/home/research/Flagship-Projects/Global-Energy-Assessment/GEA_Chapter9_transport_lowres.pdf

https://www.planete-energies.com/en/medias/infographics/global-energy-mix-1990-2035

https://www.oecd-nea.org/ndd/pubs/2018/7413-uranium-2018.pdf

https://world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/uranium-resources/uranium-from-rare-earths-deposits.aspx

https://ec.europa.eu/euratom/ar/Annual_Report_2016_presentation.pdf

2019-12-12

Simon Koorn (©SiKo)