Gesmolten zout reactor (MSR) eist zijn plaats op als duurzame energiebron

Alvin Weinberg markeert de 6000 uur mijlpaal van de eerste MSR

Alvin Weinberg markeert de 6000 uur mijlpaal van de eerste MSR in 1967

In juni 2011 schreef ik dit bijna gelijknamige blog, maar toen nog met een vraagteken erachter. Dit wordt nog steeds dagelijks gelezen, zelfs steeds vaker, met bij elkaar bijna 10.000 hits, mijn veruit meest gelezen blog ooit.

Paginaweergaven van mijn eerste blog over thorium

Paginaweergaven van mijn eerste blog over thorium

Was ik destijds nog enigszins sceptisch over de mogelijkheden: hoe verder ik me erin verdiepte, hoe meer ik ervan overtuigd raakte dat de mensheid 50 jaar geleden een dramatische vergissing heeft begaan door te kiezen voor uranium/plutonium kweekreactoren in plaats van het veel veiligere en schonere thorium.
Na vijftien jaar onderzoek naar alle mogelijke energiebronnen ben ik tot de conclusie gekomen dat van alle bestaande opties thorium MSR de enige energiebron is die erin zou kunnen slagen om voor het einde van de eeuw werkelijk het fossiele energiegebruik tot onder de 50 % van de totale behoefte terug te dringen. Puur omdat het schoner, betrouwbaarder, veiliger en goedkoper is dan fossiele energie. Alleen een efficiënter, beter en goedkoper alternatief werkt welvaartsverhogend en kan de basis vormen voor een echte transitie, zoals meer dan 30 experts al aan de kabinetsformateurs uitlegden in 2012.

Waarom dient het fossiele energiegebruik teruggedrongen te worden?
Vooropgesteld, ik besef de enorme voordelen die de fossiele energie ons opgeleverd heeft: ongekende groei van de welvaart, gezondheid en gemiddelde leeftijd, en wellicht zelfs de hele technologische en wetenschappelijke revolutie na de verlichting.

Maar dat bracht ook nadelen met zich mee: de winning van fossiel is vaak landschapvernietigend, milieuvervuilend en kost nog steeds erg veel mensenlevens. Het verbranden ervan kan zeer schoon en veilig, maar dat gebeurt, met name van steenkool, alleen in zeer rijke landen, zoals in de peperdure Nederlandse kolencentrales. In de rest van de wereld veroorzaken simpele kolencentrales en kolenkachels nog enorme smog en gezondheidsproblemen.

steenkool

Aardgas is overal redelijk schoon, en de winning ervan is vooralsnog minder belastend. Shell heeft een punt dat het een mooie overgangsbrandstof is.

Maar aangezien fossiel zeker tot het einde van de eeuw nog een groot deel van onze energie zal leveren, moet alles op alles gezet worden om die keten schoner, veiliger en efficiënter te maken.

Daarnaast is het verstandig om zo snel mogelijk de stap te maken naar een betere bron. Daar moeten we nu mee beginnen om over 80 jaar substantieel resultaat te zien: ontwikkelingen in de energievoorziening gaan traag, door de enorme schaal ervan en de grote kapitaalintensiviteit. Wat de droomdenkers van Greenpeace, Natuur en Milieu, Groen Links en al die anderen u ook voorspiegelen: een decarbonisering van de energievoorziening binnen 50 jaar is een naïeve illusie.
Gelukkig wordt dit in steeds bredere kring ingezien, zoals de Volkskrant van afgelopen zaterdag nog heel duidelijk maakte.

Dit heeft een heel nieuwe groep jonge, idealistische, door duurzaamheid gemotiveerde kernwetenschappers aan het denken gezet, en die komen met allerlei nieuwe ontwerpen, gebaseerd op de gesmolten zout reactor, met name om hiermee echt wezenlijke stappen te zetten naar een schonere energievoorziening voor de toekomst.

Leslie Dewan, het icoon van de nieuwe MSR beweging, op haar TED talk

Leslie Dewan, de briljante bedenkster van de kernafval verbrandende MSR, het icoon van de nieuwe MSR beweging, op haar Solve for X talk (zie ook haar TEDx talk)

Voor mij telt de CO2 uitstoot niet als belangrijk argument voor het reduceren van fossiel. Maar als anderen daar wel voorstander van zijn, dan vinden we elkaar in een gemeenschappelijk doel, en doet onze argumentatie er niet meer toe. Het vervangen van fossiel door een schonere en goedkopere bron is een doel waar niemand tegen kan zijn, lijkt me.

Wat is thorium MSR?
In een volgend blog ga ik verder in op de precieze werking van de verschillende soorten gesmolten zout reactoren, maar voor nu verwijs ik naar mijn vorige blog hierover.

Thorium MSR staat voor de gesmolten zout reactor (Molten Salt Reactor) waarin thorium omgezet wordt in energie. Dit type reactor heeft zeer grote voordelen, want hij:

– is veilig: een meltdown, explosie of de verspreiding van radioactief materiaal is uitgesloten
– produceert geen langlevend radioactief afval
– verbruikt enkel zeer kleine hoeveelheden van het bijna onbeperkt voorkomende thorium
– werkt op onbewerkt thorium: het hoeft niet verrijkt te worden
– kan ook zeer efficiënt bestaand afval van kerncentrales opruimen en omzetten in energie
– levert energie “on demand”, m.a.w. de kernreactie volgt de energievraag vanzelf
– is ongeschikt om brandstof voor atoombommen te leveren
– levert elektriciteit die naar verwachting aanmerkelijk goedkoper is dan die van alle op dit moment bestaande bronnen

De MSR technologie is al 50 jaar geleden bewezen in het beroemde MSRE experiment in Oak Ridge National Laboratory, dat 5 jaar gedraaid heeft.

Schematische voorstelling van de gesmolten zout reactor met thorium als brandstof (LFTR)

Schematische voorstelling van de gesmolten zout reactor met thorium als brandstof (LFTR)

Naar verwachting kan met een zeer ambitieus ontwikkelprogramma over 20 jaar de eerste werkende centrale gerealiseerd zijn. Dat lijkt misschien lang, maar bedenk dat er tussen het begin van het plannen en het in gebruik nemen van een normale reactor ook al 15 jaar zit!

Waarom is de thorium MSR er nog niet?
In de allereerste jaren van de kerntechnologie dacht iedereen dat er maar heel erg weinig verrijkbaar uranium was op de wereld. Om veel kernwapens te maken en veel kerncentrales te bouwen moesten er dus in de eerste plaats kweekreactoren ontwikkeld worden die voor de benodigde brandstof zouden zorgen. De gesmolten zout reactor is hier minder geschikt voor. De Nixon regering heeft daarom de MSR de nek omgedraaid.

Inmiddels blijkt er meer dan genoeg verrijkbaar uranium te zijn, en kan ook thorium voor normale kernenergie gebruikt worden, waardoor het grondstoffenprobleem definitief passé is. Kweekreactoren hebben achteraf bezien geen enkele rol gespeeld.

Maar zoals gezegd: de eerste gesmolten zout reactor heeft 50 jaar geleden al vijf jaar probleemloos gedraaid, en inmiddels zijn er een aantal start-ups die een dergelijke simpele reactor willen gaan leveren.

reactorontwerpen van eenvan de serieuzere startups Terrestrial Energy (Ca)

Simpele reactorontwerpen van een van de serieuzere start-ups Terrestrial Energy (Ca)

Maar die ontwerpen zijn klein, moeten na ca 7 jaar weer ingeruild worden, en hebben maar een deel van de voordelen van de thorium MSR die ik voorsta: de liquid fluoride thorium reactor (LFTR) die ook in mijn vorige blog werd uitgelegd.

Dat is “the real thing”, waarin het zout voortdurend in topconditie gehouden wordt, en die dus zo goed als eindeloos kan draaien zonder aan prestatie in te boeten. De gebruikte reactormaterialen zullen de uiteindelijke levensduur bepalen.
Maar daarvoor moet nog ca 10 jaar intensief onderzoek naar materialen en chemische processen gedaan worden.
Daarna kan met de ontwikkeling van een grote centrale begonnen worden die 30 tot 60 jaar praktisch non stop kan draaien en spotgoedkope elektriciteit kan leveren. Daarbij automatisch en zonder enige regeling van buitenaf de variatie in vraag van de etmalen en jaargetijden volgend.

Wat gebeurt er in de rest van de wereld?
Er is zeer verspreid over de wereld onderzoek gaande, maar nergens een robuust project dat de bouw van de eerste LFTR centrale echt dichterbij brengt. In heel Europa gaat het om een armzalige 5 miljoen per jaar. Dat zijn drie promovendi per land.

In China is een jaar geleden een enorm ambitieus MSR programma gestart met 750 wetenschappers en $350 miljoen aan funding, maar dat lijkt door politieke ontwikkelingen achter de schermen inmiddels op dood spoor te raken en de steun van Peking te verliezen. Wel werkt het team samen met Oak Ridge National Laboratory waardoor men de beschikking heeft over alle know how van het MSRE experiment van 50 jaar geleden.
We zijn deze ontwikkelingen aan het uitzoeken, en houden u op de hoogte.

Wat staat ons te doen?
Wie zich serieus zorgen maakt om de energievoorziening van de toekomst of de gevolgen van het massale gebruik van fossiele brandstoffen, moet thorium MSR als een geschenk uit de hemel ervaren: oneindig veel schone, veilige, betrouwbare en goedkope energie. “We can burn the rocks!” (Alvin Weinberg)

Dat er ooit een historische vergissing gemaakt is bij de keuze voor uranium technologie is mijns inziens eigenlijk de enige reden dat we nu nog aanmodderen met vuilere, duurdere en minder veilige energiebronnen dan de thorium MSR. Deze fout kan nu rechtgezet worden, en Nederland heeft de kennis om dit te doen.
Professoren van TU Delft hebben een plan klaar voor een instituut dat deze klus zou kunnen klaren. Daar moet een flink bedrag voor vrijgemaakt worden: ca 1 miljard over 15 jaar. Maar dat levert dan wel een cruciale bijdrage aan de wereldenergievoorziening van de toekomst, en plaatst meteen Nederland aan de top van de wetenschappelijke kennis op dit gebied.

Dit biedt ook voor onze economie een unieke kans: vanuit het wereldleidende thorium MSR instituut zullen veel high tech spin-offs ontstaan die aan de verwachte wereldwijde golf van MSR projecten apparatuur kan gaan toeleveren, vanaf het moment dat er centrales gebouwd gaan worden.

Symposium
De Netherland Nuclear Society, KIVI Kerntechnologie, TU Delft en de jullie welbekende Stichting Wetenschap, Milieu & Beleid organiseren een groot internationaal symposium over de thorium MSR op 17 april aanstaande.

Poster_Symposium_MSR cr

De ochtend is vooral voor technisch geïnteresseerden, maar het middagprogramma wordt begrijpelijk gehouden voor leken.

We zijn ontzettend trots dat we de wereldtop op thorium MSR gebied naar Delft hebben kunnen halen, waaronder Leslie Dewan en de belangrijkste (her-)ontdekker van de thorium MSR, Kirk Sorensen.
Het wordt een unieke kans om in één dag alles te horen over deze nieuwe speler in de premier league van de duurzame energie!

Onderwerpen die aan de orde zullen komen:
– Hoe het fout ging, 50 jaar geleden
– Wat er nu gebeurt in de wereld, en de nieuwste ontwikkelingen in China
– De drie belangrijkste MSR startups vertellen hun verhaal
– De technologische aspecten van de MSR (vooral ‘s morgens)
– De Nederlandse opties

Zo wordt in ieder geval in Nederland 2015 al het jaar van de thorium MSR!

Zie voor meer informatie over het symposium mijn volgende blog.

Meer informatie over en registreren voor het symposium.

Als u op de hoogte gehouden wilt worden van alle nieuwtjes en links over thorium MSR, word dan lid van de thorium MSR linkedin groep

Weinberg Burn the rocks