De energietransitie is door de oorlog in Oekraïne in een stroomversnelling gekomen. Europa wil niet langer afhankelijk zijn van Rusland. Maar we willen ook schonere energie. Wind- en zonne-energie zijn voor velen de toekomst. Maar levert dat wel voldoende stroom op?
“Mensen waren verbaasd dat we tijdens de pandemie nog steeds records braken voor de hoeveelheid CO2 die in de atmosfeer terechtkwam, zegt Franklin Servan-Schreiber. “We falen jammerlijk.” Servan-Schreiber is de CEO van het Zwitserse kernenergiebedrijf Transmutex. Hun visie is schone kernenergie, zonder de gevaarlijke afvalproducten.
Jarenlang werden de voorstanders van kernenergie uit het energiedebat geweerd. De grote risico’s als meltdowns en het kernafval maakten het moeilijk om dit als een schone stroom te beschouwen. Maar als er voor het afval een oplossing komt, dan geldt kernenergie als een van de schoonste manieren om stroom op te wekken.
Kernafval is een serieuze zaak. Zelfs minuscule hoeveelheden zijn extreem gevaarlijk. De veiligste plaats om het op te slaan is meestal onder de grond, waar het tot honderdduizenden jaren kan duren tot het is vergaan. De oplossing van Transmutex is de zogenoemde transmuter. Dat is een nucleair systeem dat wordt geactiveerd door een deeltjesversneller. Hiermee willen ze kernenergie opwekken met radioactief afval als brandstof.
Een andere naam voor een deeltjesversneller is een ‘protonenbundel’. Nee, dit is er geen een uit een sci-fi roman. De reactor kan veilig draaien op nucleair afval. Daarbij creëert hij veel minder afval, die ook slechts een fractie van de halveringstijd heeft als het afval van een traditionele reactor. Servan-Schreiber hoopt dat de transmuter een andere energiestroom kan leveren ter ondersteuning van hernieuwbare energiebronnen.
Geen ‘meltdown’ meer met de Transmuter
Hoewel Tsjernobyl de beroemdste kernramp is, was de grootste in de recente geschiedenis de ramp in Fukushima, Japan. In maart 2011 trof een aardbeving de Japanse kust en veroorzaakte een meltdown in de kerncentrale van Fukushima. Dat komt omdat Fukushima (net als de meeste andere kernreactoren) een kritische splijtingsreactor was. Dit betekent dat de brandstof zelf de kernreactie in stand houdt die de reactor aandrijft. Toen Fukushima door de aardbeving werd getroffen, werd de brandstof instabiel en explodeerde.
De transmuter is een nieuwe manier om deze calamiteiten te vermijden. Hij is subkritisch: in plaats van te vertrouwen op de radioactiviteit van de splijtstof om de reactor aan te drijven, zorgt de deeltjesversneller voor de reactie. Zie het als een lichtstraal die in een ketel vol splijtstof wordt geschoten. Als je hem aanzet, ontketent hij een gecontroleerde kernreactie en wekt hij energie op. Als je hem uitzet, stopt de reactie binnen twee milliseconden.
Nucleaire brandstofbronnen
“Zonder de deeltjesversneller is er geen zichzelf in stand houdende kernreactie”, legt Servan-Schreiber uit. “Dit betekent dat we een enorme flexibiliteit hebben in het type brandstof dat we gebruiken.” Daaronder valt langlevend kernafval – dat een halveringstijd heeft van meer dan 300.000 jaar. Door de transmuter met dit afval aan te drijven, wordt de hoeveelheid die moet worden opgeslagen met een factor honderd verminderd. Bovendien wordt de halveringstijd van het afval teruggebracht tot ongeveer 500 jaar. Tenzij er iets gebeurt op apocalyptische schaal, zal de samenleving wel bewust blijven van dat opgeslagen afval, zolang het nog net onschadelijk is geworden.
Wij zijn niet tegen hernieuwbare energiebronnen, maar het is duidelijk dat het niet genoeg is
Franklin Servan-Schreiber, CEO Transmutex
Door het gebruik van de deeltjesversneller is ook thorium een bruikbare brandstof. Thorium werd oorspronkelijk onderzocht voor het Manhattan Project, waarin de eerste atoombom werd ontwikkeld. Uiteindelijk koos men voor uranium omdat dat gemakkelijker om te zetten is in plutonium. “Het creëert dezelfde hoeveelheid energie, maar heeft een duwtje nodig om op gang te komen,” zegt Servan-Schreiber. Het is ook overvloediger beschikbaar dan uranium en veel gemakkelijker te verkrijgen. Het wordt zelfs gevonden in steenkoolas.
Hoe zit het met wind- en zonne-energie?
“Wij zijn niet tegen hernieuwbare energiebronnen,” zegt Servan-Schreiber. “Maar het is duidelijk dat ze niet genoeg zullen zijn.” In Europa staan sinds 2011 twee landen lijnrecht tegenover elkaar inzake kernenergie: Frankrijk en Duitsland. Frankrijk houdt de investeringen in kernenergie hoog, terwijl Duitsland kernenergie geleidelijk wil afschaffen en inzet op hernieuwbare energie. Het resultaat? In dezelfde periode produceerde Frankrijk meer energie en veel minder CO2 per kilowattuur. De emissies van Duitsland zijn in een aantal jaren zelfs gestegen.
“Zolang je nog steenkool gebruikt, is het een ramp”, zegt Servan-Schreiber.
Het lijdt geen twijfel dat kernenergie een immense energiebron is. Het is ook duur, zowel in investering als in onderhoud. Maar afgezien van het afvalprobleem kan het voordelig zijn ten opzichte van zonne- en windenergie. Zonne-energie is ook zeer krachtig, maar heeft ook een grote CO2-voetafdruk; de meeste panelen worden in China geproduceerd met behulp van steenkool. Voor windenergie is veel materiaal nodig en de molens nemen veel ruimte in beslag. Het mag dan relatief goedkoop zijn, maar door windturbines sterven ook weer massaal vogels. Tegelijkertijd veroorzaken offshore-installaties onderwaterlawaai dat het leven in de oceanen verstoort.
Het begin van Transmutex
Servan-Schreiber is geen onbekende op het gebied van milieu-initiatieven. Hij werkte bijna vier jaar voor de Race for Water Foundation, een organisatie die zich inzet om plastic uit oceanen te verwijderen. Het dwong hem om de klimaatverandering letterlijk onder ogen te zien.
“Je ontdekt dat hoe meer de oceanen opwarmen, hoe meer het koraalrif vernietigt”, zegt Servan-Schreiber. “Tegen 2050 is de kans dat er nog koraal over is, heel klein. Het is om te huilen als je er alleen al aan denkt.” Hij begon aan een missie om CO2 in de atmosfeer te verminderen. Terwijl hij dit onderzocht, hoorde hij over de transmuter – een experimenteel idee dat oorspronkelijk was ontwikkeld bij CERN – de Europese organisatie voor nucleair onderzoek – om zich te ontdoen van nucleair afval voor het leger van de Verenigde Staten.
“Gelukkig blijven mensen heel lang bij CERN werken”, vertelt Servan-Schreiber. “Zelfs ruim dertig jaar later waren er nog wetenschappers die me uit de eerste hand over het experiment konden vertellen.” Uiteindelijk richtte hij het bedrijf mede op met Frederico Carminati, een van de chief innovation officers van CERN.
Transmutex heeft onlangs de financieringsrondes afgerond en partners gezocht voor samenwerking aan het project. De volgende stappen zijn het aantrekken van verdere investeringen en het beginnen met de ontwerp- en constructiefase. In 2025 hopen ze hun eerste demonstratie van het verbranden van kernafval op schaal te kunnen geven. Als alles volgens plan verloopt, zal de Transmutex-fabriek in 2032 operationeel zijn.
Lees ook: Core Power ziet de toekomst van groene scheepvaart in drijvende kerncentrales
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
