Hier zijn enkele totaal ongefundeerde beweringen te vinden, ik heb dus mijn cursuskes nog een keer bovengehaald om het hele verhaal iets te nuanceren.
Per elektrische GigaWatt (GWel) heb je ongeveer 165 Ton Natuur-uraniumoxide (ca 0,72% U235) nodig. Wereldwijd heb je nu 440 KCentrales die tesamen 370 GWel leveren. De wereldnavraag is dus ongeveer 60000Ton Natururaan/Jaar.
Daar ligt al direct het eerste probleem: de wereldproductie ligt momenteel op ca 35000-40000 Ton/Jaar, en daar komt jammer genoeg de eerste volgende jaren geen veranderig in (de Cigar Lake Mine in Canada die 8000ton/Jaar zou beginnen leveren is ondergelopen met water, en het is nog niet duidelijk of dit ooit herstelbaar is).
Zoals je misschien al gezien hebt is de navraag dus groter dan het aanbod, en toch vallen de Kerncentrales (op dit moment nog) niet stil. Dit komt door de enorme militaire voorraad die in de jaren 60 en 70 is opgebouwd, en nu langzaam wordt/werd opgestookt. Zo is op het piekmoment 10% van de elektriciteit in de USA opgewekt uit Nucleaire warheads van de USSR.
Dat ook deze voorraden eindig zijn, weze duidelijk. En dat punt wordt langzaamaan bereikt (geen abrupte stop, maar een geleidelijke uitputting). Een teken aan de wand is de NatuurUraniumOxide prijs die van 7$/pound in 2001 naar 35$/pound in midden 2006 naar een 85$/pound momenteel is gestegen (UXC-cijfers). Jammer genoeg mag Uran niet als commodety verhandel worden, maar je kan als belegger nog altijd serieuze winst maken hierop door in een mijnbouwbedrijf als BHP billiton te investeren.
Op de elektriciteitsproductieprijs (ca 7-9Eurocent/KWh momenteel) zal dit zolang er nog voldoende Uraniumbevoorrading is weinig gevolgen hebben, aangezien de ontginning een kleine kost is ivm de aanreiking (ca 500$/Pound voor NatuurUranium(0,72% U235) naar de commercieel vaak gebruikte standaard Uranium met 3%U235). Enkel voor CANDU reaktoren die NatuurUranium als brandstof gebruiken (en die dus geen aanreiking nodig hebben), zal dit een zeer groot verschil in brandstofprijs maken, maar die staan echter bijna allemaal in Canada (grootste U-producent ter wereld).
Dit is dus de huidige situatie: de eerste jaren gaat het nog allemaal goed.
Binnen 'enkele' jaren is er een deficit en de grootte is afhankelijk van:
- de opening van de 29 huidige in aanbouw zijnde KC
- de overblijvende militaire bevoorading uit de warheads
- het aantal gesloten KC
- de verhoogde beschikbaarheid van de bestaande KC (ca 83% momenteel wereldwijd, maar al jaren licht stijgend (73%in 1991))
- de Uraniumproductie (en nieuwe mijn bouwen duurt ca 15 jaar) waarvan de huidige beste schatting voor 2015 op 42000-62000 Ton ligt
- en de capaciteit door opwerking (verwaarloosbaar aangezien de bouwprijs van zo een centrale ca 2,5Miljard Euro kost voor een capaciteit van 350 ton afgebrande elementen/Jaar, NatuurUranium is dus stukken goedkoper)
Er zijn enkele exotische idëen die hier aan zouden kunnen verhelpen, maar jammer genoeg stuk voor stuk zeer onrealistisch zijn:
- kweekreaktoren (fast breeders): vooral gebouwd voor militaire productie van Pu239 voor kernwapens. Ze zijn ontzettend duur, gecompliceerd en (relatief gezien) gevaarlijk (Natrium als koelelement), dat ze gewoon economisch niet rendabel zijn voor enkel het opwekken van stroom. Dit zijn dan ook de hoofdreden waarom 3 van de 6 gebouwde Reaktoren alweer zijn stilgelegd, de reaktor van Kalkar in Duitsland nooit ingebruik is genomen (3,5Miljard Euro weggesmeten belastingsgeld!), en de bestaande 3 Reaktoren zeer vaak stilgelegd moeten worden.
Op dit moment zijn er 2 in aanbouw (Indie en Rusland), en je kan je dus afvragen wat de echte reden daarachter is.
Uit de (uit industriehoek ietwat omstreden) studie van Storm,Smith2001 blijkt trouwens dat de EROEI van de huidige reaktoren kleiner is dan 1, wat betekend dat de huidige breeders energievreters zijn ipv energieleveranciers als men het hele kostenplaatje bekijkt.
-ontginning uit zeewater heb ik hier gelezen:
klein rekensommetje:
ca 3mg/Ton NaturUranium in zeewater
ca 165 Ton NaturUranium nodig/jaar per Reaktor
ca 15% extractie-efficientie (zéér optimistisch)
--> ca 10000m3/sec zeewater debiet/Reaktor nodig!
Er is tot nu toe nog geen enkel systeem dat dit aankan. De vraag is dan ook of het überhaupt mogelijk is dit ooit te kunnen zonder er meer energie in te steken dan er ooit uitkomt. Zo staat in diezelfde studie van Storm en Smith, dat men nooit een positieve energiebalans kan krijgen met een concentratie kleiner dan 0,02% TonUranoxide/TonOntgonnenmateriaal.
-Thoriumreaktoren: veel moeilijker technisch te realiseren, daar de neutronenvangstdoorsnede van Thorium een stuk kleiner is dan die van Uranium en Plutonium, en vooral omdat Thorium nooit spontaan een kettingreaktie kan ondergaan omdat het neutronen uitstoot met een energie die kleiner is dan nodig voor een nieuwe kernreaktie uit te lokken (deze uitleg klopt niet 100% maar het is om een beeld te geven, ik kan het wel proberen te verklaren wanneer iemand dit wenst, maar het is vrij technisch).
De conclusie is, dat je steeds een reaktie nodig hebt die voor de nodige snelle neutronen zorgt (het is dus ook een (slow) breeder proces), dit kan zowel Uranium met ca 90%U235 (zéér hoog vereikt = zéér duur), of Plutonium. Dit materiaal is ten zeerste geschikt voor het maken van atoomwapens (een kogeltje met een doorsnede van minimaal 15cm is genoeg voor een kettingreaktie uit te lokken).
De enige (prototype) Thoriumreaktor die ooit bestaan heeft (THTG in Hamm-Uentrop) is al weer stilgelegd in 1989, en er wordt enkel in India op dit moment serieus onderzoek naar gedaan omdat ze daar een zeer grote voorraad Th hebben (Generatie4 AHWR).
Al bij al, zullen de Thorium reaktoren nooit doorbreken zolang er Uranium is, omdat ze veel duurder zijn dan standaard reaktoren, en de vraag is dan, of deze vorm van KE zal kunnen concurreren met elektrische stroom uit gas en steenkool.
Zo, na dit hele verhaal: hoe veel voorraden die economisch rendabel te delven zijn (met redelijk wat nattevingerwerk geschat op een extractieprijs van 130$/kg), hebben we nog?:
INB Brasil2004: 4400000 Ton
UIC2006: 4700000 Ton
met constant verbruik van 60000Ton/jaar (en verwaarlozing van de militaire voorraden): ca 80 Jaar
met een (met dank aan Indie en China naar huidige schatting realistische) uitbouw van 10%/Jaar, en indien de productie de navraag zou kunnen blijven volgen:
ca 21 Jaar (yup, de exponetiële curve is a bitch)
Ergens daartussen zal het antwoord liggen, tenzij:
- de generatie4 reaktoren (met een ietwat hogere efficiëntie) vroeger dan verwacht hun intrede doen (huidige schatting ca 2030). Dit zorgt dan enkel voor een uitstel van enkele jaren.
- een fast breeder reaktor ontwikkeld wordt, die niet alleen stukken goedkoper is, maar vooral véél efficënter (en minder gevaarlijk is)
- Thoriumreaktoren ontwikkeld worden die elektriciteit kunnen leveren aan een energieprijs die niet veel hoger ligt dan de huidige produktieprijs van huidige KE
-er een globaal besluit komt om een groot deel van de KC te sluiten
EDIT*- economische en energieefficiente zeewater-exctractie grootschalig mogelijk wordt
Ik zie kernenergie (net als olie trouwens) in dit aspect dus als een overgangsvorm die we zo efficient mogelijk moeten uitbuiten(profiteren), maar waarvan we de afhankelijkheid geleidelijk met de wereldvoorraden moeten afbouwen.
Btw, voor het gemak heb ik de 150 schepen (onderzeeeërs, vliegdekschepen, ijsbrekers) die gebruik maken van een ca 220 KReaktoren) niet meegerekend, aangezien die hun brandstof volledig uit het militaire bestand halen.