KernFUSIE, de onbereikbare heilige graal?

Voor de leek is er alleen kernenergie. Wat dat is, is hem niet precies bekend, maar wel dat de Fransen het op grote schaal toepassen, dat de Amerikanen en Russen er bommen van maken en dat de Japanners na de ramp in Fukushima een “nogal groot probleem” mee hebben. Die leek bedoelt dan niet kernenergie, maar energie uit kernFISSIE. Wat die leek meestal niet weet, is dat er een andere vorm van kernenergie bestaat, kernFUSIE.

Fusie, Fissie, what’s in the name?

Bij kernfissie (ookwel: kernsplijting) worden atomen gespleten, bij kernfusie samengesmeed. En dat is nogal een verschil! Kernslijting wordt al decennia lang toegepast in kerncentrales. Daarin wordt verrijkt uranium gespleten en dat levert energie op. Veel energie. Heel veel energie. Dat lijkt natuurlijk heel mooi, maar het kent nogal wat gevaren.

Zo kan verrijkt uranium ook gebruikt worden voor het maken van kernbommen. We willen dus niet dat elk land zomaar kerncentrales heeft. Iran en Noord-Korea zijn voorbeelden van wat wij beschouwen als “gevaarlijke regimes met kernmacht aspiraties”. Dat heet het gevaar van “proliferatie”.

Een ander gevaar is het process van opwekken zelf. Er zijn circa 450 kerncentrales wereldwijd actief en die zijn allemaal heel “veilig”. En toch is het een aantal keer fout gegaan. Het ondenkbare is toch gebeurd. De laatste maal dat er een grootschalige ramp zich voor deed was in Fukushima in Japan, nadat een tsunami de koeling weggevaagd had. Het stoppen van een op hol geslagen kernreactor is zoiets als het blussen van een vulkaan.

En tenslotte levert kernfusie nogal wat radioactieve straling op. Zowel het gebruikte uranium als de straling van het process zelf. Dat moet opgeslagen worden. Heel lang. Veel langer dan u en ik ooit zullen leven.

Het is duidelijk, kernfusie kent nogal wat gevaren en dus moet je daar zeer zorgvuldig en veilig mee omgaan. En dat maakt kernenergie weer heel erg duur.

Maar KernFUSIE dan?

Kernfusie is een process waarbij twee wateratomen samensmelten tot een helium atoom. En daar komt energie bij vrij. Heel veel meer nog dan bij kernsplijting. Het is het process waar sterren op branden, inclusief onze zon.

Maar is dat dan niet gevaarlijk, zult u denken. Nou, dat ligt anders. Om te beginnen komt er nagenoeg geen gevaarlijke, radioactieve straling bij vrij. Ten tweede, de brandstof is ruimschoots op aarde voorradig, namelijk deuterium. Deuterium? Ja, ook wel “zwaar water”. Dat is een bijzonder waterstof atoom met een extra neutron in de kern. Voor u niet te onderscheiden en met grote waarschijnlijkheid drinkt u het dagelijks. Circa 0,1% van al het water op aarde is deuterium. Inclusief zeewater! Ten derde, het process is intrinsiek stabiel. Dat wil zeggen, er kan geen “melt-down” van een centrale voor doen zoals bij Fukushima. Proliferatie is geen risico.

Mooi, doen dus! Waarom niet?

Omdat het namelijk heel extreem moeilijk is om kernfusie op aarde te realiseren. Je hebt er drie dingen voor nodig: extreem hoge druk, extreem hoge temperatuur en voor voldoende lange tijd. Condities die je in de kern van sterren vindt. Vraag aan ingenieurs om een extreem moeilijk probleem op te lossen en ze komen met een extreem duur apparaat. Zo duur, dat een van de weinige onderzoeksreactors in Zuid-Frankrijk staat en een internationale samenwerking is van de EU, Japan, Z uit-Korea, China, India, de VS en de Russische Federatie. Het apparat heet ITER, dat staat voor  “International Thermonuclear Experimental Reactor”, maar in het Latijn “reis” betekent. Het is een extreem duur project, waar al tientallen miljarden in geïnvesteerd is. Heel waardevol voor de ontwikkeling van kennis, maar ongeschikt voor commerciele energieproductie.

Iter in 2018

Kan dat dan anders?

Dat is de heilige graal, de natte droom van elke natuurkundige, van de afgelopen eeuw. Er zijn diverse alternatieve start-ups met veelbelovende initiatieven bezig om dat te realiseren. Een daarvan is First Light Fusion in de UK. De voorzitter daarvan is toevallig een Nederlandse natuurkundige. Extreem interessant en ook heel hoopvol. Toch nog een beetje Hollands Glorie!

Energietransitie @VVDHeemstede succesvol gestart: volle zaal 1e Aanleg

De eerste discussieavond over Energietransitie kende een goede opkomst. Op initiatief van enthousiaste VVD-leden Tomas Friedhoff (ondernemer) en Reinout Schotman (natuurkundige) en enthousiast omarmd en ondersteund door het bestuur en de VVD fractie, zat de cafe de Eerste Aanleg goed vol. Het thema leeft, wat ook bleek uit de respons op de flyeracties op de Binnenweg en in de wijken en tijdens gesprekken in de drie volledig elektrische en bestickerde auto’s (BMW i3, Tesla Model 3 en een Audi E-tron). Vele Heemstedenaren zijn zelf al met hun eigen transitie begonnen en stelden enige context zeer op prijs, maar hadden ook nog vragen. Ook vond men het verfrissend om te horen wat de internationale trends zijn, wat er aan nieuwe technologie en aanpak is en de kostendalingen die nu al gerealiseerd worden. 

Per persoon verbruiken we in Nederland 58.000 kWh aan energie per jaar voor hoe we wonen, werken, consumeren en ons verplaatsen. Dat is heel veel. Als alle 50+ aanwezigen 24/7 en 365 dagen per jaar continu energie zouden opwekken op een fiets, dan is dat ongeveer gelijk aan wat 1 persoon in Nederland jaarlijks verbruikt. Het aandeel duurzame energie van ons verbruik is internationaal gezien een van de laagste.

Voor de eerste avond waren twee gastsprekers uitgenodigd om de Energietransitie in een internationale context te plaatsen, alsmede kansen en uitdagingen aan te geven en de trends in productiekosten te verhelderen.

Arnold Mulder, Sector Banker Energy bij ABN AMRO, liet zien wat enkele uitdagingen zijn vanuit investeringsoogpunt. Verhandelbare CO2 rechten, onderwerp van Arnold’s promotieonderzoek, bieden onvoldoende zekerheid om te investeren. De overheid vertrouwt bedrijven niet dat ze doelstellingen gaan realiseren en bedrijven vertrouwen de overheid niet voor de continuïteit van regelgeving, subsidie- en belastingmaatregelen. Daar had Arnold een praktische oplossing voor: beide partijen maken afspraken met elkaar via een escrow-agent. Dit werkt vergelijkbaar met een derdenrekening van de notaris bij de overdracht van een huis. De kern is dat dit het vertrouwen kan geven om te investeren, ook als het hoofdkantoor in het buitenland staat en minder bekend is met de lokale gebruiken. Want een escrow-contract is een internationaal bekend, erkend en betrouwbaar contract, zo weet men. En Arnold kwam met een paar belangrijke tips: plan op de lange termijn, werk van daaruit terug naar korte termijn stappen en houd vol!

Arnold gaf een prikkelend voorbeeld van de kolencentrales in Nederland, die destijds versneld vergunningen hadden gekregen. Men keek toen vooral naar de energiebehoefte van toen en de toen geldende prijs voor CO2 uitstootrechten. Doordat deze rechten uit een vaste, gelimiteerde pot kwamen, is de prijs van die CO2 rechten inmiddels enorm gestegen. Daar hadden de overheid en vooral ook de kolenbedrijven zelf geen rekening mee gehouden. Terugkijkende was dit destijds al te voorzien geweest. De vraag is ook of we in de toekomst die steeds schaarser wordende rechten nog wel aan kolencentrales willen gunnen in plaats van andere toepassingen die minder goede alternatieven kennen.

Nick Fryars, COO van Sunntics, liet zien dat bij toenemend aantal zonnepanelen de energie steeds meer overdag opgewekt wordt, waar die juist ‘s avonds nodig is. Dit kan leiden tot wat heet een “California Duck Problem” voor de stroom die conventioneel opgewekt moet worden. In een paar jaar tijd werd er in California voor 10 Gigawatt aan zonnepanelen op prive-daken geinstalleerd. Die zorgen over de dag voor grote pieken en dalen op het publieke elektriciteitsnet. Dat wil niet zeggen dat burgers geen zonnepanelen meer moeten installeren, maar dat we slim na moeten denken over opslagmogelijkheden, slim sturen van de vraag. Dat is een taak van ons allen, overheid, bedrijven en burgers.  We kunnen bijvoorbeeld de batterijcapaciteit van elektrische auto’s slim gebruiken. Een batterij van een gemiddelde elektrische auto heeft voldoende capaciteit voor bijna een week aan stroom in een huishouden. Toch wordt die batterij slechts zelden volledig gebruikt tijdens het rijden. Dat biedt dus kansen!

Een andere interessante oplossing voor de onbalans in vraag en aanbod gedurende de dag is bijvoorbeeld een Concentrated Solar Power (CSP) installatie. In een CSP installatie wordt met spiegels zonlicht geconcentreerd om daarmee zout te smelten en te verhitten tot wel 580 graden. Dit gesmolten zout kan bewaard worden om later op de dag (of nacht) met stoomturbines stroom op te wekken. Dit wordt al grootschalig toegepast, zoals in Marokko waar de grootste installatie ter wereld staat en die 2 miljoen huishoudens van energie voorziet. Nick toonde ook een kaart met de plekken ter wereld waar dit het meest rendabel was en waar heel veel zon-instraling was: een flink groot gebied!

Ironisch genoeg, zo vertelde Nick, wordt in Saudi-Arabië een enorm project gerealiseerd met zonne-energie om vervolgens met die stroom olieraffinaderijen te laten draaien. Kennelijk achten de Saudi’s zonneenergie goedkoper om hun fabrieken draaiende te houden dan de energie uit de olie die ze zelf oppompen!

Nick introduceerde ook een kernbegrip uit de wereld van energie: de Levelized Cost of Electricity (LCOE). Duurzame bronnen hebben zeker bij grote projecten vaak wat hoge investeringen aan het begin en lage operationele kosten (zoals onderhoud en beheer)  over de levensduur van die investeringen. De LCOE berekent de kosten van energie over de levensduur van de installatie. Dit stelt ons in staat verschillende vormen van energie beter met elkaar te kunnen vergelijken. Veel vormen van duurzame energie (wind en zon met name) zijn inmiddels al goedkoper te produceren dan door kolen, olie of zelfs gas. Deze trend lijkt door te zetten en is een drijvende kracht achter de energietransitie. 

Deze trend bleek ook uit de presentatie van Arnold Mulder, die dat mooi illustreerde met een grafiek van de kostenontwikkeling van duurzame energie in Nederland van de afgelopen 5 jaar. Vooral de spectaculaire daling van de kosten van wind op zee viel op. De LCOE daalde van ca. €0,17/Kwh naar €0,04/Kwh, een daling van meer dan 75% in 4 jaar tijd. Hij legde uit dat dit vooral kwam doordat de overheid regel- en investeringszekerheid had gegeven, waardoor kostendalingen met tientallen procenten veel eerder werden bereikt dan was verwacht. De les is duidelijk: overheid, zorg voor stabiel beleid en de markt gaat investeren!

Een van de eindconclusies was dat ook in Nederland ambitieus beleid kan leiden tot spectaculaire kostendalingen. We kunnen een wereldwijde pioniersrol pakken, vergelijkbaar met onze opgebouwde kennis van waterbeheer na de watersnoodramp van 1953. En die kennis en technologie kunnen we exporteren, wat goed is voor het klimaat, maar ook voor onze banen en welvaart.

De aanwezigen waren goed geïnformeerd en de levendige discussie verbreedde en verdiepte zich op vele vlakken, van de financiële instrumenten en regelgeving tot waterstof, windenergie en kernfusie. Heemstede heeft een schat aan kennis onder haar inwoners met veel belangstelling in het onderwerp. En dat geeft hoop!

De volgende avond die door VVD Heemstede wordt georganiseerd is op maandag 9 december, wederom in cafe de Eerste Aanleg. Ditmaal zal het thema landelijk zijn, later op 27 januari volgt nog een avond met het thema lokaal en wat mensen zelf kunnen doen. Op 9 december kijken we naar: Waar staan we in Nederland, wat zijn de problemen, kansen, oplossingen en hoe worden die aangepakt? Voor sprekers en aanvangstijden, houd de website www.vvdheemstede.nl en de facebookpagina in de gaten, of stuur een mailtje naar vvdheemstede@outlook.com