211service.com
Kernenergie Renaissance?
Dertig jaar geleden, in maart 1979, kreeg een groep slecht opgeleide operators in de controlekamer van unit 2 van Three Mile Island te maken met een kleine storing. Het probleem, een simpele pompuitschakeling, werd al snel verergerd door een instrumentenpaneel dat de operators niet informeerde over een vastzittende klep en door een alarmsysteem dat na de eerste storing overbelast raakte. De operators hebben een poging gedaan om het snel escalerende probleem op te lossen, waardoor een klein lek het grootste deel van het koelwater uit de reactor van 700 miljoen dollar kon afvoeren. In ongeveer twee uur tijd hebben ze Amerika's nieuwste kerncentrale, die slechts drie maanden eerder met commerciële exploitatie was begonnen, omgezet in een verplichting van $ 1 miljard.
Inschrijven: Een jaar na het ongeval op Three Mile Island kwamen demonstranten bijeen om de verjaardag te vieren en te eisen dat de kerncentrale zou sluiten. De industrie is decennialang gestopt met het plannen en bouwen van nieuwe reactoren, maar de laatste tijd is de belangstelling weer toegenomen.
De gebeurtenis in de reactor, in de buurt van Harrisburg, PA, veroorzaakte bijna paniek, en hoewel volgens overheidsrapporten de maximaal mogelijke blootstelling aan straling te klein was om veel effect op de menselijke gezondheid te hebben, waren de vooruitzichten voor de nucleaire industrie zelf een groot slachtoffer. De kernsmelting maakte geen einde aan de eerste ronde van nucleaire constructie in dit land; 50 reactoren die al in aanbouw waren, werden na het ongeval voltooid en de bestellingen voor nieuwe centrales waren hoe dan ook in feite stopgezet. (De laatste bestelling voor een kerncentrale die daadwerkelijk werd gebouwd, kwam in 1973.) Maar de komende jaren bleef het ondenkbaar om nieuwe reactoren te plannen als onderdeel van de energieportfolio van het land.
Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van november 2009
- Zie de rest van het nummer
- Abonneren
Gezien de druk om de kooldioxide-emissies van elektriciteitscentrales op fossiele brandstoffen te verminderen, zou de bouw van kerncentrales echter klaar kunnen zijn om opnieuw te beginnen. De technologie is betrouwbaarder en efficiënter geworden. Reactoren draaien nu 90 procent van de uren in een jaar, vergeleken met minder dan 60 procent in 1979, waardoor de kapitaalkosten van een kilowattuur effectief met ongeveer een derde zijn gedaald. Ondertussen zijn andere krachtbronnen er een stuk slechter uit gaan zien. Het congres lijkt waarschijnlijk een prijskaartje te hangen aan de uitstoot van kooldioxide, dus de prijs van door steenkool geproduceerde elektriciteit zou met 30 tot 50 procent kunnen stijgen. De prijs van aardgas is op dit moment laag, maar is de afgelopen maanden volatieler geweest dan de olieprijs, aangezien de stijgende voorraden en de geringe vraag een haasje worden. Dergelijke volatiliteit maakt elektriciteitsbedrijven terughoudend om zwaar op gas te vertrouwen.
Desalniettemin staat de nucleaire industrie voor enorme risico's, hoewel de aard ervan sinds 1979 is veranderd. Nu de kans op een ongeval dat de buren in paniek brengt of verwondt, is afgenomen, is de kans groter geworden dat zelfs een goed functionerende nieuwe reactor niet in staat zal zijn te betalen voor zichzelf. En veranderingen in de nutssector sinds 1979 betekenen dat dit keer het geld dat een bedrijf verspilt misschien van hemzelf is.
Of nieuwe kerncentrales economisch gezien een goede gok zijn, hangt af van drie factoren, die nu allemaal in beweging zijn. Ten eerste zijn er de kosten van een nieuwe reactor. In 2005 zeiden een paar potentiële reactorbouwers dat ze een faciliteit konden bouwen die 1,2 tot 1,6 gigawatt zou kunnen produceren voor $ 2.000 per kilowatt aan capaciteit. Nu schatten ze de kosten op $ 4.000 per kilowatt. Geen van beide prijzen is inclusief rentelasten die tijdens de bouw zijn opgebouwd, die aanzienlijk kunnen zijn als de klus langer duurt dan de vijf jaar of zo die de bouwers voorspellen, of als de rente stijgt, zoals verwacht wordt. Het Electric Power Research Institute, een nutsconsortium gevestigd in Palo Alto, CA, schatte onlangs de kapitaalkosten van een nieuwe kolencentrale op minder dan $ 3.000 per kilowatt en die van een aardgascentrale op $ 800 per kilowatt.
De tweede factor is onzekerheid over mogelijke toekomstige concurrenten. Als over tien jaar wind- of zonne-energiecentrales, of kolencentrales die hun koolstofemissies opvangen, enorme hoeveelheden goedkope stroom kunnen leveren, zal de marktprijs van elektriciteit dalen en zullen eigenaren van installaties misschien nooit genoeg inkomsten zien om hun kosten te dekken.
De derde factor is onzekerheid over de prijs van fossiele brandstoffen, met name aardgas. In het afgelopen jaar varieerden de brandstofkosten voor een kilowattuur opgewekt uit aardgas van ongeveer 2,3 cent tot ongeveer 9 cent. Als een federaal cap-and-trade-systeem of een belasting op de uitstoot van kooldioxide wordt ingesteld, zal dat waarschijnlijk 0,5 tot 1,5 cent per kilowattuur toevoegen. Tel daar 2 cent of meer bij op om de bouwkosten van de centrale terug te verdienen, en de prijs van gasgestookte energie kan ervoor zorgen dat kernenergie er erg aantrekkelijk uitziet - of echt te duur.
Een energieproducerend bedrijf dat op aardgas wedt, kan de grootte van zijn inzet kiezen: een fabriek van 100 megawatt, of een fabriek van 500 megawatt of 1.500 megawatt. Conventionele kerncentrales zijn er maar in één maat: jumbo. Sommige energiebedrijven hebben kleinere centrales voorgesteld, maar de kosten voor factoren als arbeid en veiligheid zijn meestal ongevoelig voor grootte, dus deze kosten per kilowattuur stijgen naarmate de centrale krimpt. Kosten voor engineering en materialen zijn ook hoger per kilowattuur naarmate de installatie kleiner is.
Al deze economische risico's zijn nu van belang voor kernenergie, omdat de elektriciteitsmarkt drastisch is veranderd sinds de industrie in de jaren negentig werd gedereguleerd. Voor die tijd werd de output van elke fabriek betaald door de consumenten, ongeacht de kosten. Als gevolg daarvan kwamen miljoenen consumenten vast te zitten met het betalen van meer dan ze hadden moeten betalen, omdat hun lokale nutsbedrijven onverstandig voor kernenergie kozen in plaats van kolen of aardgas. De financiële regels verschilden van staat tot staat, maar over het algemeen kon een bedrijf, zodra een fabriek in bedrijf was, een bepaald rendement op zijn investering innen, en als een fabriek die naar verwachting $ 1 miljard zou kosten, $ 2 miljard zou kosten, betaalden de klanten.
Op de huidige elektriciteitsmarkt worden producenten in veel staten echter betaald volgens de marktprijs. Bedrijven bouwen een fabriek voor elke prijs die ze kunnen beheren en verkopen elektriciteit voor elke prijs die ze kunnen krijgen. Als een reactor stroom produceert tegen 10 cent per kilowattuur en een aardgascentrale tegen 12 cent, dan maakt de reactorbouwer een moord. Draai de getallen om en de reactorbouwer wordt gedood.
De elektriciteitsindustrie zal tegenwoordig niet veel bouwen zonder hulp van de overheid, in de vorm van leninggaranties, productiebelastingkredieten, gegarandeerde markten, of liever alle drie. Wind krijgt nu grotere productiesubsidies dan kernenergie voor elke geproduceerde kilowattuur, proportioneel meer leninggaranties en een gegarandeerde markt: veel staten dringen aan op een bepaald quotum voor hernieuwbare energie, soms ongeacht de kosten. Daarentegen ontvangt kernenergie productiesubsidies voor alleen de eerste 6.000 megawatt aan capaciteit (productie van vier of vijf reactoren), en de pool van leninggaranties krimpt in verhouding tot de bouwprijs.
Op dit moment zijn de federale prikkels veel bevorderlijker voor het bevorderen van duurzame energie, zei Jim Miller, de CEO van het energiebedrijf PPL, in juni. Zijn bedrijf, gevestigd in Allentown, PA, zou graag een reactor willen bouwen, maar zal dat niet doen zonder federale leninggaranties. Het zal ze niet krijgen, althans niet onder de Energy Policy Act van 2005, waarin het Congres slechts genoeg goedkeurde om een handvol fabrieken te helpen: $ 18,5 miljard. Er is momenteel niets om de nucleaire industrie in het tempo te brengen dat mensen dachten dat het zou gaan toen de wet van 2005 werd aangenomen, zegt Miller.
Het idee van de wetgeving was dat het Congres financiële steun zou geven aan de eerste ongeveer zes nieuwe kerncentrales, en dat anderen vanzelf zouden volgen zodra nieuwe ontwerpen waren gedemonstreerd en een hervormd licentieproces van kracht was. Nu lijkt het erop dat die zestal nieuwe reactoren de limiet van de renaissance zullen zijn, tenzij er meer hulp komt. De industrie heeft niet de stemmen in het Congres om het leninggarantieprogramma uit te breiden. Subsidies voor wind- en zonne-energie zijn populair, onder meer omdat ze verdedigbaar zijn als steun aan opkomende technologieën. Maar veel wetgevers zijn van mening dat kernenergie minder steun van de belastingbetaler verdient.
Zelfs nu heeft kernenergie het potentieel om economisch aantrekkelijk te zijn als de kosten en de concurrentie gunstig zijn - en als de algemene vraag naar energie sterk blijft, met een hoog industrieel gebruik en beperkte verbeteringen in efficiëntie.
Dat is allemaal mogelijk. Maar de kansen zijn waarschijnlijk niet goed genoeg voor de nucleaire industrie om met eigen geld te wedden. Alleen de regering kan ermee instemmen om die weddenschap te ondersteunen, en dat moet ze nog doen.
Matthew L. Wald is een verslaggever bij The New York Times . Zijn speelfilm The Best Nuclear Option verscheen in de uitgave van juli/augustus 2006 van Technologie beoordeling .