Energietransitie gaat niet werken op deze manier

Beste D’n denker. Je hebt voor een groot deel gelijk, maar je argumenten wil ik graag nuanceren op twee punten.

1 Systeemdenken
Uiteindelijk zal ons energiesysteem bestaan uit verschillende componenten zoals zon – wind – opslag/waterstof – groene kernenergie – aardwarmte – energie transport”. Systeemdenken betekent dat die componenten optimaal optimaal samenwerken. Maar meerdere componenten zijn nog steeds in ontwikkeling en dat heeft ook invloed hoe ze samenwerken. Het is daarom zeer onverstandig om componenten nu al af te voeren. En zeker als de argumentatie grotendeels emotie is.
Een goed voorbeeld van ontwikkeling is waterstof. je kunt waterstof maken met elektrolyse, maar ook met hoge temperaturen via een elektrochemisch proces. Dat laatste kun je doen met de nieuwe generatie SMR kerncentrales die hoge temperatuur bij lage druk leveren. Maar je kunt natuurlijk ook waterstof maken in woestijnen met veel zonlicht. Wat hier de beste oplossing gaat worden is nog onduidelijk.
Een ander voorbeeld zijn hoge temperatuur warmtepompen. Die zijn een tijdje uit het zicht gebleven omdat ze een lager rendement hebben, maar het is mogelijk wel een alternatief voor hybride warmtepompen in oude huizen die je niet optimaal tegen redelijke kosten kunt isoleren.

2 Coördinatie
De energietransitie niet wordt niet gecoördineerd en dat is een heel groot probleem. Iedereen doet zijn eigen ding en dan krijg je onwenselijke toestanden en lapmiddelen om het net overeind te houden. Nu heb je helaas nog steeds aanmoedigingen om overal zonnepanelen te leggen, maar het bijbehorende verzwaring van het net gaat nog wel even duren. Het aanleggen van een nieuwe elektra transportlijn duurt heel lang, bijvoorbeeld inclusief alle bezwaarrondes tenminste 9 jaar. Dus we moeten de zonnepanelen en windmolens pas plaatsen, als het transportnetwerk dat aankan!
Daarbij is er ongecoördineerde haast om alles te elektrificeren, maar dat betekent een uitbreiding van 200% tot 400% van het huidige gebruik. Zelfs met kerncentrales erbij wordt dat moeilijk. Een energie expert zei laatst op TV te adviseren om nog wat gascentrales tot 2050 in reserve te houden.
Daarbij wordt een stuk van de energietransitie over de schutting van gemeentes gegooid, maar die missen de noodzakelijke kennis.

Hoe nu verder?
De meningen zijn verdeeld en vaak verschillend, dus wat is verstandig?
Een verstandige aanpak is het opzetten van een onafhankelijk ”OMT” die alle feiten en andere zaken op een rijtje zet. Misschien beter om dit EMT (Energietransitie Management Team) te noemen waarin wetenschappers en deskundigen van verschillende disciplines de centrale en decentrale overheden adviseren hoe om te gaan met de energietransitie.
Als je dat niet doet, dan krijg je partij politieke ideologieën van alle stromingen, dat is niet goed voor de geloofwaardigheid en lost niets op. Als we het oneens zijn over een punt, geef dan de discussie een eerlijke kans met zo een onafhankelijke ”EMT”.

Bij de energietransitie en met name de toename van zon en wind hebben we twee problemen: 1) de leverzekerheid – de zon schijnt niet altijd en soms hebben we te weinig wind en 2) het elektriciteit transport waarbij het stroom netwerk op de schop moet. Met name het laag- en middenspannings-netwerk vragen grote investeringen.
Een goede oplossing is de veelhoek “zon – wind – opslag – groene kernenergie – aardwarmte – transpert” als een eenheid te beschouwen (systeemdenken). Daarmee heb je meteen 1) de leverzekerheid en 2) het elektriciteit transport opgelost.”

Opslag kan in veel vormen als elektriciteit, warmte, waterkracht, enzovoort. Voorbeelden zijn accu’s, warmteopslag in gesmolten zout, waterstof, waterbassins, warmteopslag in aardlagen, ijzerpoeder, enzovoort.
Kernenergie noemen we groen als de centrales inherent veilig zijn en geen langlevend gevaarlijk nalaat afval nalaten en dat zijn de nieuwe zogenaamde generatie 4 centrales (hoge temperatuur en lage druk) die rond 2030 beschikbaar komen. Dit zijn niet de centrales met waterkoeling (lage temperatuur en hoge druk)!

Groene kernenergie is geen oplossing voor alles, maar is een puzzelstukje in het geheel. Wat zijn die puzzelstukjes: zon, wind, opslag, groene SMR-centrales, aardwarmte en elektriciteit transport. En die stukjes moeten samenwerken, dat noemt men systeemdenken. En dat systeemdenken is essentieel, zoals Wouter van Dieren (oprichter van groene organisaties en lid van de Club van Rome) al langer predikt. Daarbij kunnen we het ons niet veroorloven om een bepaald puzzelstukje vroegtijdig af te schrijven. De rol van de overheid is om dit te coördineren en te faciliteren.

Het elektriciteit transport is erg problematisch. Zowel de hoogspanningsnetwerk en laagspanningsnetwerk moeten fors uitgebreid worden. Maar met alle inspraakrondes en gebrek aan aannemers gaat dat lang duren, denk aan 10 tot 15 jaar!

Door ook de nieuwe groene SMR-centrales in te zetten wordt die uitbreiding een stuk eenvoudiger en sneller. En omdat ze geen waterkoeling nodig hebben en veilig zijn, kun je ze overal neerzetten.

Een ander voordeel van groene SMR-centrales is dat dan het aantal benodigde windmolens gereduceerd kan worden en dat is goed voor het draagvlak.

Van de Generatie 4 SMR centrales zijn er 6 types, maar de Thorium centrale, de gasgekoelde centrale en de Hoge snelheid centrales zijn echt interessant. De laatste omdat die kernafval verbrandden en zo onschadelijk maken (ook van Gen 2). De gasgekoelde centrale draait productie in China en de Thorium centrale draait proef in China, maar gaat nu in productie. Deze types hebben hoge temperatuur en lage druk (geen duur en complex reactorvat nodig).
Een belangrijke toepassing van groene SMR-centrales met hoge temperatuur is de industrie. Daarmee kun je bedrijven als hoogovens heel snel vergroenen.

In een effectieve energietransitie moeten we alle puzzelstukjes zodanig combineren dat ze effectief en efficiënt samenwerken. Die puzzelstukjes zijn: zon, wind, opslag, groene SMR-centrales en elektriciteit transport. Een weinig genoemd puzzelstukje zijn aanpasbare gebruikersprofielen. Dat optimaal laten samenwerken noemt men systeemdenken. En dat systeemdenken is essentieel, zoals Wouter van Dieren (oprichter van veel groene organisaties en lid van de Club van Rome) al langer predikt.

Bij dat systeemdenken (opzet en uitvoering) moet de overheid de regie voeren. Daarvoor leunt zij op ervaren deskundigen van verschillende disciplines. Maar dat systeemdenken en bijbehorende regie komt niet van de grond. Er zijn wel adviesgroepen, maar die zijn erg gefragmenteerd en schrijven alleen maar rapporten. Een echte projectorganisatie ontbreekt.

Momenteel is het elektriciteit transport erg problematisch. Zowel de hoogspanningsnetwerk en laagspanningsnetwerk moeten fors aangepast/uitgebreid worden. Maar met alle inspraakrondes en gebrek aan aannemers gaat dat lang duren, denk aan 10 tot 15 jaar!

En volg ook de IPCC-adviezen. Zij zeggen bijvoorbeeld dat we bij een energietransitie alle puzzelstukjes nodig hebben inclusief kernenergie. Die kernenergie is niet de oplossing van alles, maar wel een onmisbaar puzzelstukje. Door ook de opkomende groene SMR-centrales in te zetten wordt die energietransitie een stuk eenvoudiger en sneller. En omdat ze geen waterkoeling nodig hebben en inherent veilig zijn zonder langlevend afval, kun je ze overal neerzetten.
Helaas worden de IPCC-adviezen in de discussie onderuitgehaald door het doemdenken van partijen. Die negatieve hype resulteert in domme oplossingen. Bv sluit kerncentrales en stook bruinkool.

Samenvatting

We moeten zo snel mogelijk af van de oude gen2 watergekoelde kerncentrales omdat ze niet stabiel zijn en ons met een ernstig afvalprobleem opzadelen.
Het alternatief is dan Gen4 centrales die inherent veilig zijn en geen langdurig afval produceren. Ook kun je met die gen4 centrales oud gevaarlijk afval opbranden en zo onschadelijk maken. De uitvoering zijn dan kleine modulaire centrales (SMR’s) die je fabrieksmatig kunt produceren en op een vrachtwagen naar de bestemming brengt. Die centrales draaien nu al op proef (China, etc.) en worden in enkele jaren in productie genomen.

Zo een centrale wordt gekoeld met gesmolten zout en in dat zout kun je heel veel warmte opslaan. Zoveel dat de capaciteit van zo een centrale kunt variëren van 20% tot 100%. Ook kun je extern gesmolten zout buffers opzetten om nog meer warmte op te slaan. Optimaal is als je zo een gen4 hoge temperatuur SMR centrale lokaal combineert met zon en wind energie. Voordeel is dat je continuïteit hebt in elektriciteit produceren en veel minder elektriciteit transport hoeft te doen.
Zo een SMR centrale is veel breder inzetbaar bijvoorbeeld door direct industriële warmte te leveren en niet via een elektriciteit omweg. Ook kan zo een gen4 SMR heel efficiënt waterstof produceren (door de hoge temperatuur). Zet zo een SMR neer bij de Hoogovens en de fabriek is meteen significant schoner, omdat je geen cokes meer nodig hebt.

Er draaien al meerdere SMR hoge temperatuur 4e generatie centrales in China sinds 2021. Enerzijds draait een gasgekoelde 4e generatie SMR centrale die al compleet uitontwikkeld is.
Een tweede proefcentrale is een Thorium centrale met gesmolten zout die in de woestijn staat in China. Deze centrales hebben geen waterkoeling nodig en zijn bij uitstek geschikt voor afgelegen plaatsen als een woestijn. Thorium is voor China en India van belang, omdat zij daarvan grote voorraden hebben.
De eerste Thorium SMR starten productie in China rond 2025. De eerste productie centrales zijn voor intern gebruik om kolencentrales te vervangen en de noodzaak daarvan is nergens een discussie. Vanaf 2030 worden die centrales dan in grote getale geëxporteerd.
In Nederland moeten we dan een miljard investeren om een aantal te reserveren. Nu al moeten we bedingen dat onze experts meekijken naar opzet en bedrijfsvoering. Op die manier krijg je betere centrales en houden we de vaart er in.
Waarom is dit zo belangrijk?
Het alternatief zijn klassieke licht water reactors die meteen commercieel leverbaar zijn, maar inherent niet-veilig en die ons opzadelen met een groot afval probleem. Politiek zal de druk steeds groter worden om die toch in te voeren, als de burgers de grote hobbels van de energie transitie gaan ervaren. En dan is het te laat voor zeer veilige Thorium gen4 reactors zonder een groot afval probleem.
Een kant en klare veilige Generatie 4 (bv Thorium) centrale is dan bittere noodzaak. En de kernenergie hoogleraren adviseren sterk om nog even te wachten op die inherent veilige centrales met minimaal afval probleem.

Voordelen
Veel voordelen van Thorium SMR hebben we in voorgaande posts gezien. Maar een Thorium centrale is ook veel effectiever en daarmee veel goedkoper dan een licht water reactor. Even wat techniek:
Klassieke reactor: lage temperatuur (300 graden) en hoge druk.
Thorium SMR: hoge temperatuur (800 graden) en lage druk.
De hoge druk vereist een speciaal reactorvat die bij Thorium SMR niet nodig is en hoge druk is altijd moeilijker te beheersen. De efficiency=1-Tlaag/Thoog dus bij Thorium SMR veel hoger. Ook wordt de brandstof bij Thorium SMR bijna volledig verbrand en heb je daarom heel weinig kort levend (300 jaar) afval. En dat afval kun je in dezelfde centrale weer verbranden en onschadelijk maken.
Dergelijke 4e generatie (gen4) SMR centrales worden in een fabriek in serie gebouwd. Dat lost meteen de prijsonzekerheid en de bouwtermijn onzekerheid op. Die onzekerheden ontstaan doordat je de centrale op de uiteindelijke locatie bouwt en omdat je door een proefperiode heengaat. Bij serieproductie in een fabriek is dat snel opgelost en de kant en klare SMR centrales worden met een vrachtwagen naar de bestemming vervoert.
Toepassing
De nieuwe generatie modulaire (Thorium) centrales kun je heel flexibel inzetten. Bij de huidige kolen/gas/biomassa centrales die moeten sluiten, kun je alleen het stookgedeelte vervangen door een of meer modulaire centrales en de rest zoals de generatoren kun je hergebruiken. Dan converteer je vuile kolencentrales naar groene CO2 vrije SMR centrales. Ik vermoed dat dit de Chinese aanpak is, waarbij de (50!) nieuwe kolencentrales die nu gebouwd worden, later omgezet worden naar groene CO2 vrije centrales.
Een andere benadering is de modulaire centrales lokaal in te zetten in een zon/wind/modulaire centrale driehoek. Het grote voordeel is dat je zo grotendeels het probleem van leverzekerheid en van het transportnetwerk oplost. Bedenk dat je een Thorium SMR centrale in capaciteit kunt sturen (20% – 100%) door warmte in het zout op te slaan.
Het is belangrijk dat actiegroepen die zich (terecht) inzetten voor het sluiten van de klassieke generatie 2 kerncentrales, hun focus gaan zetten in het bevorderen van de nieuwe generatie 4 groene (Thorium) centrales. Maar dat is wel even wennen.

@Mia

Over het afval.
Een klassieke uranium centrale verbrandt 2% en de resterende 98% is gevaarlijk afval.
Een Thorium generatie IV centrale verbrandt meer dan 98% en de resterende 2% is veel minder gevaarlijk afval. En een Thorium centrale kan zijn eigen afval (maar ook het afval van klassieke centrales) als brandstof opstoken. Dus er blijft een rest over als je met de Thorium centrales stopt.

Waarom geloof ik in het Chinese verhaal?
De kernenergie hoogleraren hier krijgen nauwelijks subsidie, dus alle onderzoek gaat tergend langzaam. Dit komt doordat kernenergie politiek een no go area was. In een Volkskrant artikel zegt een hoogleraar dat de Thorium centrales pas in 2050 komen. Dat klopt met het huidige tempo. Maar als het een prioriteit krijgt zoals bij de Chinezen, dan kan dat in minder dan 10 jaar. Wel is het nodig om meerdere disciplines in te schakelen, wat hier moeilijk is. Bijvoorbeeld een probleem is de materialen die tegen het corrosieve zout kunnen, maar de materiaalkunde is nu veel verder dan in de jaren 60 toen de eerste Thorium centrales draaiden. Verder is een Thorium centrale veel eenvoudiger dan een klassieke centrale. Je hebt geen speciaal drukvat meer nodig (de nieuwe centrales zijn lage druk en hoge temperatuur) en de grote externe koeling is niet nodig. Daardoor en omdat ze in een fabriek in serie worden gemaakt, zijn ze betaalbaar.

Toepassing
De nieuwe generatie modulaire (Thorium) centrales kun je heel flexibel inzetten. Bij de huidige kolen/gas/biomassa centrales die moeten sluiten, kun je alleen het stookgedeelte vervangen door een of meer modulaire centrales en de rest zoals de generatoren kun je hergebruiken. Dan converteer je vuile kolencentrales naar groene co2 vrije centrales. Ik vermoed dat dit de Chinese aanpak is, waarbij de nieuwe kolencentrales die nu gebouwd worden, later omgezet worden naar groene co2 vrije centrales.
Een andere benadering is de modulaire centrales lokaal in te zetten in een zon/wind/modulaire centrale driehoek. Het grote voordeel is dat je zo grotendeels het probleem van leverzekerheid en van het transportnetwerk oplost.
Het is belangrijk dat actiegroepen die zich (terecht) inzetten voor het sluiten van de klassieke generatie 2 kerncentrales, hun focus gaan zetten in het bevorderen van de nieuwe generatie 4 groene (Thorium) centrales. Maar dat is wel even wennen.