Kernreactor van de toekomst maakt schoon schip

Bij de TU Delft wordt gewerkt aan nieuwe, duurzame kernreactoren. Die zijn niet alleen zelf schoner, maar ruimen ook grotendeels het kernafval van de huidige generatie reactoren op. De vraag is al niet meer of de techniek haalbaar is, maar hoe deze optimaal ingezet kan worden. Aldus hoogleraar kernreactorfysica Jan Leen Kloosterman bij de 4PM-lezing over duurzame kernenergie, vrijdag 27 september in de Zutphense Broodfabriek. Het was de derde bijeenkomst in een serie kwartaallezingen over actuele issues met betrekking tot het thema Cleantech, georganiseerd door het Cleantech Center, in samenwerking met de Cleantech Regio. 

Verhitte gemoederen 
Veertig jaar na de roemruchte anti-kernenergie protesten van de jaren ’70 en ’80 houdt het onderwerp de gemoederen nog steeds flink bezig. Jan Leen Kloosterman maakte de jongste ontdekkingen op dit gebied inzichtelijk via de geschiedenis van kernenergie en liet mensen rustig tussendoor vragen stellen. Die ruimte werd her en der aangegrepen om de aloude hete hangijzers rond kernenergie – ontploffende kerncentrales, Tsjernobyl, en de opslag van kernafval overal ter wereld – ter sprake te brengen. Kloosterman beantwoordde de vragen zo goed hij kon, maar keerde steeds weer terug naar kernenergie anno nu. En dat bleek een heel ander verhaal te zijn.

Kernafval
Ontploffingsgevaar is er al lang niet meer, sinds er in centrales gebruik wordt gemaakt van de generatie watergekoelde kernreactoren. Afval is er echter nog wel. En daarbij blijven de cijfers onveranderd serieus: kortlevend kernafval gaat 300 jaar mee, langlevend kernafval 300.000 jaar. Tegelijkertijd kan kernenergie nog steeds een zeer wezenlijke bijdrage leveren aan het bestrijden van de klimaatproblemen waarmee we te maken hebben, nu en in de nabije toekomst. Het is dan ook geen wonder dat de TU Delft juist van schone kernenergie het speerpunt van haar onderzoek heeft gemaakt. Nederland bevindt zich daarmee in de voorhoede van de Europese samenwerking op dit gebi

Twee vliegen in één klap
Kloosterman deed uit de doeken hoe het onderzoek zich de afgelopen 15 jaar is gaan richten op twee hoofdpunten: een nieuwe generatie kernreactoren die gekoeld worden met gesmolten zout, en de vervanging van uranium door het element thorium. Hoewel kernreactorfysisca geen alledaagse kost is, wist hoogleraar Kloosterman bijzonder duidelijk uit te leggen dat de combinatie van deze twee hoofdpunten ongekende mogelijkheden biedt voor de toepassing van kernenergie. Om een idee te geven: voor dezelfde hoeveelheid elektriciteit die wordt opgewekt met 1 gram splijtbaar uranium (circa 150 gram natuurlijk uranium) in een bestaande watergekoelde reactor is 2500 liter benzine nodig. Deze energie komt overeen met 1 gram thorium in een gesmoltenzoutreactor. Bovendien kan daarin het splijtingsafval keer op keer hergebruikt worden. Deze reactor levert daardoor geen langlevend kernafval meer op.

Vliegen drie en vier
Maar er is meer: Het langlevende kernafval van de bestaande reactoren kan namelijk in de circulatie van de gesmoltenzoutreactor worden opgenomen en verwerkt. En thorium komt mee als restproduct bij het mijnen van andere metalen die we al op grote schaal gebruiken. ‘Kent u dat zwarte zand op het strand van Ameland? Daar zit dus thorium in. Maar vrees niet, we gaan niet de Wadden afgraven,’ grapte Kloosterman. Zijn boodschap was echter helder: deze nieuwe generatie reactoren is niet alleen zelf schoon, maar maakt ook schoon.

Niet of maar hoe
Het is nauwelijks een onderwerp in de media en eigenlijk weten alleen de bij het onderzoek betrokken wetenschappers van deze stand van zaken. Desalniettemin is het onderzoek al zo ver gevorderd dat Kloosterman rustig kon stellen dat er geen technische belemmeringen zijn om deze nieuwe reactoren te gaan realiseren. De gesmoltenzoutreactor is ook niet nieuw: in de jaren zestig werd er in de VS al eentje operationeel gemaakt. Het goed gedocumenteerde experiment verdween destijds echter in een la. De vraag is dus niet of het kan, maar hoe, of anders gezegd: wat de meest duurzame, optimaal functionerende nieuwe reactor zal opleveren. Het huidige onderzoek richt zich bijvoorbeeld op de materialen voor de bouw van de reactor (omgaan met het corroderend effect van zout),  het garanderen van leveringszekerheid en het testen van allerlei veiligheidsmechanismen. Vooral dat laatste gaat veel tijd overheen, omdat die veiligheid ook voor de lange termijn moet worden gegarandeerd.

Heeft het nog zin? Ja!
De vraag aan het slot van Kloostermans verhaal was dan ook: “Als het nog zo lang duurt voor we hiermee kunnen gaan werken, heeft het dan, gezien de urgentie van de klimaatproblematiek, nog wel zin om erop in te zetten?” Het antwoord was: “Absoluut!” Kloosterman begon zijn lezing met een korte uiteenzetting over de combinaties van energiebronnen die we tegen de klimaatproblematiek in stelling kunnen brengen. De scenario’s waar kernenergie deel van uitmaakt komen steevast bovendrijven als de meest effectieve en duurzame in de strijd tegen CO2 uitstoot. Dit vooral omdat een combinatie zonder kernenergie evengoed een enorme ontwikkelingstijd vraagt, maar dan voor de productie van middelen zoals windmolens en zonnepanelen – daarvan hebben we er ontzagwekkend veel nodig om te voldoen aan de vraag en leveringszekerheid. “De aangewezen weg”, aldus Kloosterman, “is om in te zetten op de ontwikkeling van een ideale combinatie van schone en duurzame energiebronnen, waaronder de gesmoltenzoutreactor met thorium.”

Deze bijeenkomst wordt georganiseerd door het Cleantech Center in samenwerking met de Cleantech Regio en is de derde van een serie kwartaallezingen over actuele Cleantech onderwerpen.

Foto: Guus Schoonewille

Posted in 4pm

Architect en sloper nemen ons mee naar nieuwe toekomst

Ons denken over duurzaamheid faciliteert een onveranderd destructief economisch systeem. Het kan daarom nooit een vruchtbaar antwoord zijn op de uitdagingen waar we onszelf voor geplaatst zien. Dat was de boodschap waarmee architect en circulair bouwvisionair Thomas Rau binnenkwam op de tweede 4PM van Cleantech Center en de Cleantech Regio. Een publiek van 150 mensen in een overvolle Broodfabriek te Zutphen hoorde hem de vraag stellen: ‘Duurzaamheid optimaliseert het systeem, maar is dat systeem wel de moeite van het optimaliseren waard?’

Na Rau kwam Arend van de Beek van Lagemaat Sloopwerken aan het woord. Het leek aanvankelijk een tegenstelling, de sloper versus de architect, de man van de regionale praktijk versus de visionair, maar gaandeweg de middag bleek vooral hoe hard ze elkaar en andere partijen nodig hebben om hun gedeelde idealen voor een optie op een betere toekomst te realiseren.

Materiaal heeft waarde, net als uw kinderen
Thomas Rau is de man achter initiatieven als het Madaster (een kadaster voor anorganisch materiaal) en de Universal Declaration of Material Rights. De kern van zijn betoog was dat alle bouwmateriaal waarde toegekend moet gaan krijgen in de toekomst. Met verwijzingen naar onder meer het beruchte Phoebus cartel maakte Rau inzichtelijk hoe vrijwel al het huidige denken over productie uitgaat van een verdienmodel dat afval moet opleveren om zichzelf in stand te kunnen houden. We gaan ervan uit dat materialen downgraden en uiteindelijk waardeloos worden. Dat is normaal voor ons. Zo is het nu eenmaal.

Rau stelde hier een geheel andere visie tegenover, om uiteindelijk te komen tot een andere aanpak in de bouw. ‘We moeten niet bezig zijn met climate change’, zo zei hij, ‘maar met een mind change.’ De aarde is een gesloten systeem waarin alles eindig is. Die eindigheid wordt oneindig in stand gehouden door de zon. In een dergelijk systeem is er helemaal niets, niets, dat niet waardevol is. Wij kunnen dit natuurlijke principe omarmen en toepassen in ons denken en doen. Wie niet in termen van afval denkt, heeft geen afval. Een simpele vaststelling, die desalniettemin een enorme denkomslag vraagt. Het episch centrum van die omslag is dat we over moeten stappen van verdienmodellen ten koste van, naar verdienmodellen ten gunste van, van de aarde / grondstoffen / materialen / vul maar in.

Rau presenteerde een optie op een toekomst waarin re-montabel wordt gebouwd en niet meer wordt gesloopt, waarin ieder stuk materiaal een digitale identiteit en een waarde heeft. Hij koppelde deze visie terug naar het publiek via onze kinderen, ons liefdesleven en zelfs ons seksleven. Daarmee maakte hij voelbaar hoe reëel zijn op het eerste gehoor utopische visie in wezen is. Wanneer het over die onderwerpen gaat denken we allemaal niet in verdienmodellen, downgraden of lange termijn akkoorden. Met de vraag ‘Wie blijft er bij een partner die nu belooft over veertig jaar 73% minder ontrouw te zullen zijn?’ schoof Rau resoluut de klimaatakkoorden aan de kant. Anders denken, en dan anders doen, dat was zijn heldere en bevlogen boodschap.

Circulair slopen, de praktijk anno nu
In het praktijkverhaal van Arend van de Beek dat daarop volgde werd duidelijk hoe sterk het huidige systeem in elkaar zit en waar een regionaal sloopbedrijf tegenaan loopt als het een nieuwe werk- en denkwijze wil omarmen. Rau kaartte aan hoe wij macht en verantwoordelijkheid hebben gescheiden en Van de Beek liet zien wat de effecten daarvan zijn. Een sloopbedrijf dat circulariteit als maat voor haar bedrijfsvoering wil aanhouden loopt tegen talloze uitdagingen en tegenwerkingen aan. Zo is er vooralsnog geen alternatief verdienmodel voor circulair werken. Van de Beek wees er op dat 98% van wat uit gesloopte gebouwen komt al hergebruikt wordt, maar wel met onvermijdelijk kwaliteits- en dus waardeverlies.

Uitgaan van een visie als die van Rau betekent dan ook vooral investeren en daar geen moeite mee hebben. Bovendien gaat het niet alleen om financieel investeren maar ook in betrokkenheid, kennisverspreiding. De regel- en wetgeving in de bouw is verre van toereikend voor re-montabel bouwen, of zelfs maar de-montabel bouwen, aldus Van de Beek. De overheid heeft een belangrijke taak en uitdaging om juist hier verandering in te brengen. Maar ook de bouwers, materiaal producenten, wetenschap en onderwijs hebben hun taak en verantwoordelijkheid in dit verhaal.

Tekst gaat verder na de video.

De sleutel: nieuwe samenwerkingsverbanden
Precies op dat punt diende de kern van de middag zich aan. Ook in de vragenronde die na de lezing van Van de Beek werd gehouden door Hans Bilsen van de Cleantech Regio. Daarin kwamen initiatieven met scholieren naar voren en de vraag hoe de bouwsector, waar ontegenzeglijk weerstand leeft tegen deze ideeën, mee te krijgen. Het antwoord was: een sterke overheid die zich echt en nu hard maakt voor deze initiatieven en de behoeften van de toekomst gaat faciliteren (bijvoorbeeld door arbeid en materiaal anders te gaan belasten) en een ongekende maar broodnodige samenwerking tussen betrokken partijen. En daar valt onderwijs ook onder, zeker in het kader van de denkomslag.

Wat tenslotte overbleef was de vraag hoe een nu draaiend en werkend systeem omgevormd te krijgen tot iets totaal anders, wanneer iedereen qua kennis en handelen nu nog ingesteld is op dat systeem. Hierop haalde Rau het voorbeeld van BMW aan, dat een satelliet heeft opgericht, BMW Electric, waar men anders werkt, terwijl het bestaande systeem nog doordraait. Geleidelijk kunnen dergelijke satellieten met hun nieuwe systeem het oude geheel overnemen, zonder rigoureuze impact voor de mensen in het huidige systeem. Van de Beek wees op een andere manier op deze stapsgewijze aanpak: hij raadde iedereen aan vooral te gaan doen, een eerste stap te zetten, op een klein vlak beginnen en dan uitbouwen.

‘Wat gaat u doen?’
Zoals hij met Lagemaat had ontdekt werkt zo’n eerste stap, door allerlei onverwachte consequenties, inspirerend en motiverend. Het sloopbedrijf zit sinds het inzetten op circulariteit met allerlei partijen om de tafel waar het vroeger niet eens mee in aanraking kwam. Terwijl er nog allerlei hobbels te nemen zijn, wordt de impact van hun eerste stap op dit gebied toch steeds groter en groter. Dat was dan ook de take away waar Hans Bilsen deze inspirerende tweede editie van 4PM mee afsloot, de vraag aan eenieder in het publiek om over na te denken: ‘Welke stap kunnen wij, als mens, in deze richting zetten? Waar kunnen we mee beginnen?’ En om dat dan te gaan doen.

Door Peter-Jan Vermeij

“We ontkomen straks niet aan waterstof”

In het Cleantech Center in Zutphen stelde Ad van Wijk, professor Future Energy Systems aan de TU Delft, dat we in ons dagelijks leven straks niet meer ontkomen aan het gebruik van waterstof. “Naar alle waarschijnlijkheid loopt over 5 tot 10 jaar waterstof door onze aardgasleidingen en voorziet het onze woningen van warmte. Vooral in de buitengebieden, dorpen en oude binnensteden”, aldus Van Wijk. 150 ondernemers lieten zich woensdag 28 november bijpraten over de kansen van waterstof. De uitverkochte bijeenkomst werd georganiseerd door het Cleantech Center in samenwerking met de Cleantech Regio en was de eerste van een serie kwartaallezingen over actuele Cleantech onderwerpen.

Vraag en aanbod energie

Duurzame elektriciteit uit wind en zon wordt wereldwijd steeds goedkoper, maar de opgewekte energie sluit niet altijd aan op de vraag van dat moment. Waterstof biedt de mogelijkheid om duurzaam opgewekte energie in grote  hoeveelheden op te slaan en te transporteren. Hierdoor is duurzame energie altijd op het juiste tijdstip beschikbaar voor gebruikers. Ad van Wijk: “Deze groene waterstof is toepasbaar in alle vormen van vervoer, de industrie, voor het verwarmen van onze woningen en we kunnen het elektriciteitssysteem ermee balanceren. Kortom een groene waterstofeconomie komt eraan!”

Concrete kansen in de regio
Voor ondernemers in de regio Stedendriehoek verwacht Jurgen Wissink, directeur Dijkoraad, op korte termijn concrete kansen. Tijdens de bijeenkomst riep hij de aanwezige ondernemers op om samen na te denken over de vraag hoe waterstof op lokaal niveau een rol kan spelen bij de energietransitie.

Podcast: luister hier naar de lezing van Ad van Wijk.