De VS haalt 27% uit haar eigen land en 35% uit Europa, waarvan 9% uit Nederland. Mocht deze boycot voor Russische leveringen aan de VS doorgaan, dan kan de prijs van uranium 15-20% stijgen voor kerncentrales in de VS. Begin dit jaar stond de uraniumprijs op $48/lb, nu $81/lb. Dit voorstel lijkt wel echt Rusland te willen raken. Juist omdat de uranium stromen goed gecontroleerd worden en handelaren hier geen rol spelen. Traders kunnen hier niet zoals bij olie allerlei schimmige constructies optuigen, om maar buiten de boycot om te kunnen kopen en verkopen. Dat ze hun eigen industrie opzadelen met hogere uraniumprijzen weegt blijkbaar op tegen de mindere inkomsten voor Rusland.
Rusland is de uranium-verrijker van de wereld. Goed voor 46% van alle verrijking wereldwijd. Dat de VS maar liefst 25% verrijkt uranium uit Rusland haalt maakt dit wel een gewaagd voorstel. Vraag is wel of dit in het voordeel werkt voor de VS. Zeker nu de VS groots wil inzetten op kernenergie. Europese landen maken de draai richting kernenergie, Japan, China. Allemaal, omdat ze af moeten van kolen en niet volledig aan aardgas overgeleverd willen zijn. Nederland heeft ook grootste plannen met kernenergie.
In vergelijking met conventionele energiebronnen zoals het verbranden van fossiele brandstoffen, komt bij kernsplijting veel energie vrij. Volledige splijting van 1 kilogram uranium-235 levert 3 miljoen keer meer warmte-energie op dan de verbranding van 1 kilogram steenkool. Of anders uitgedrukt; eén kilogram uranium-235 levert 23 miljoen kWh elektriciteit op wat genoeg is om zevenduizend huishoudens een jaar van stroom te voorzien.
Uranium wordt gemijnd in de vorm van uraniumerts en is niet schaars. De bewezen wereldvoorraad uranium bedroeg in 2020 3,8 miljoen ton (19). Men schat dat nog 2,3 miljoen ton uranium extra in de grond kan zitten. Deze voorraad is winbaar bij een prijs tot circa 130 USD/kg. Stijgt de uraniumprijs door naar 260 USD/kg dan zal meer uranium gewonnen worden en de voorraad zo kunnen stijgen tot 8 miljoen ton uranium. De huidige kerncentrales verbruiken wereldwijd ongeveer 65.000 ton uranium per jaar. Ook al neemt het aantal kernenergiecentrales in de komende decennia toe, voor de komende 100 tot 150 jaar lijkt er voldoende uranium te zijn.
De eerste kerncentrales zijn gebouwd in de jaren vijftig in de VS, de voormalige Sovjet-Unie en Europa. Sindsdien zijn verschillende reactorgeneraties ontwikkeld. Op dit moment zijn er vier generaties. Elke volgende generatie wordt veiliger, efficiënter en concurrerender. Een “generatie” in de nucleaire industrie verschilt van de “reactortechnologie”, daarbij kan een “generatie” uit verschillende types reactortechnologieën bestaan.
De eerste generatie bestrijkt de periode van de ontwikkeling in de jaren vijftig en zestig van prototypes en de eerste commerciële centrales. De tweede generatie reactoren werd vanaf begin jaren zeventig in gebruik genomen om de concurrentiekracht en energieonafhankelijkheid te waarborgen in de tijd van de oliecrisis die gepaard ging met hoge prijzen voor fossiele brandstoffen. De meeste reactoren die nu in gebruik zijn komen uit deze generatie. De focus van de derde generatie ligt op hogere veiligheid. Ervaringen uit de tweede generatie reactoren (onder andere ongelukken op Three Mile Island en Tsjernobyl) en terroristische aanslagen zijn meegenomen in de ontwikkeling van deze derde generatie. Zo is het ontwerp van elke type reactor meer gestandaardiseerd om de investeringskosten en bouwtijd terug te brengen. Daarnaast hebben ze een hogere beschikbaarheid en langere levensduur (circa zestig jaar). De ontwerpen zijn verstevigd om zelfs de impact van vliegtuigen te weerstaan en radioactieve lekken te voorkomen. Momenteel wordt een derde generatie European Pressurized Reactor (EPR) gebouwd in Frankrijk en Finland. De vierde generatie refereert aan de reactortypes die zich nu in de ontwikkelfase bevinden en rond 2050 in productie kunnen komen.
Kerncentrales kennen verschillende technologieën en worden geclassificeerd aan de hand van drie karakteristieken:
- Het type splijtstof, dat wordt gebruikt als brandstof. Bijvoorbeeld uranium, verrijkt uranium, of plutonium.
- De soort moderator, die de gemiddelde energie van de neutronen in de reactorkern bepaalt. Bijvoorbeeld water, zwaar water of grafiet.
- Het koelmiddel om de in de kern geproduceerde warmte te transporteren. Bijvoorbeeld water, zwaar water, koolzuurgas, natrium of helium.
Hieronder worden de huidige reactoren beschreven, verderop in dit boek de toekomstige. Ook bij de huidige reactoren zijn er duidelijke verschillen, maar in de media wordt nauwelijks onderscheid tussen de verschillende reactoren. Veelal wordt alles op één hoop geveegd omdat kennis ontbreekt. Willen we echter inzicht krijgen in de rol die kernenergie kan gaan spelen, dan is het zinvol om te weten wat er nu aan reactoren aanwezig is, om zo een goed beeld te krijgen over wat in de toekomst praktisch haalbaar is.
Gas Cooled Reactor (GCR)
De eerste types reactoren waren gasgekoeld waarbij koolzuurgas werd geblazen langs verhitte splijtstaven om af te koelen. Het hete gas gaf zijn energie af aan water in de stoomgenerator. Als moderator, om de neutronen af te remmen, werd grafiet gebruikt. Om de kostenefficiëntie te verhogen werd de Advanced Gas-Cooled Reactor ontworpen waarbij het reactorvat, de stoomgenerator en gaspijpen in een groot betonnen vat waren geplaatst.
-Pressure Water Reactor (PWR)
Een veel toegepaste reactor is de drukwaterreactor waar zeer heet water onder hoge druk in een warmtewisselaar stoom produceert. In de VS en Canada gebruiken ze deze technologie maar dan met zwaar water in plaats van gewoon water als neutronenvertrager. Deze Pressurized Heavy Water Reactor, ook wel CANDU genoemd, heeft als voordeel dat de centrale niet stilgelegd hoeft te worden bij vervanging van brandstofstaven.
-Boiling Water Reactor (BWR)
Een tweede type watergekoelde reactor maakt geen gebruik meer van een stoomgenerator door het water te laten koken in het reactorcircuit. Deze ontstane stoom wordt in deze reactor direct gebruikt voor de opwekking van elektriciteit. Het nadeel van deze methode is dat radioactieve vervuiling optreedt van het stoomcircuit en de turbine waardoor deze componenten weer afgeschermd moeten worden. De kerncentrales van Fukushima in Japan zijn van dit type.
-Light Water Graphic Reactor (LWGR)
Deze reactor is ontwikkeld in de voormalige Sovjet-Unie in de jaren zestig. Bij het ongeluk bij Tsjernobyl werd duidelijk dat dit type, in het bijzonder het ontwerp van de splijtstaven, zeer onveilig is. Dit leidde tot een aantal verbeteringen in dit type reactoren.
-European Pressurized Reactor (EPR)
Deze reactor is een derde generatie type kernreactor gebaseerd op de Pressure Water Reactor. In China zijn de eerste twee van deze reactoren ter wereld in 2018 en 2019 in gebruik genomen. Amerikaanse plannen om deze European Pressurized Reactor te bouwen zijn in 2015 stilgelegd en drie gelijke Europese projecten hebben te maken met grote kostenoverschrijdingen en jarenlange vertragingen.
-Small Modular Reactor (SMR)
SMR’s zijn geavanceerde reactoren die tot 300 Mwe per module produceren. De modules kunnen in de fabriek worden gemaakt en op locatie worden geïnstalleerd. Dit leidt tot snellere bouw en hogere veiligheid. Mogelijke reactortypes die gebruikt kunnen worden voor SMR’s zijn de Pressure Water Reactor, de gesmolten-zout-reactor en Fast Reactor.
Voornoemde technologieën zijn veelbelovend. Het is belangrijk dat de technologieën die op relatief korte termijn succesvol kunnen zijn meer financiële ondersteuning en aandacht krijgen om belangrijke doorbraken te behalen.
Een tweede methode om, naast kernsplijting, kernenergie op te wekken is kernfusie. Sterren verkrijgen hun energie uit kernfusie wat natuurlijk tot de verbeelding spreekt. Er wordt veel gesproken en geschreven over de enorme voordelen die kernfusie kan bieden. Toch wordt er openlijk getwijfeld of kernfusie voor 2050 een rol kan spelen in de groene energietransitie. Wanneer lichte atomen, zoals bij waterstof, samensmelten tot een zwaarder atoomkern komt energie vrij. Bij kernfusie smelten twee lichte atomen samen tot een zwaarder element, het nieuwe atoom is iets lichter dan de twee originele deeltjes. De verdwenen massa wordt omgezet in energie. Om kernfusie op aarde te laten plaatsvinden moet plasma, bestaande uit positieve waterstofkernen en elektronen, voldoende heet en dicht zijn. In een fusiereactor worden voor de opsluiting van het plasma magneetvelden gebruikt in een vacuüm vat. Er zijn verschillende types magnetische reactoren in ontwikkeling. Een voorbeeld hiervan is de tokamak, een vat waarin het plasma van zwaar waterstof (deuterium en tritium) wordt opgewekt. Een ander concept is de stellarator waarbij door een complexe magneetopstelling het plasma wordt opgesloten.
De grote wetenschappelijke uitdaging van het fusieonderzoek is hoe het plasma onder de juiste omstandigheden (dichtheid, temperatuur) lang genoeg op te sluiten. Op dit moment wordt het meeste onderzoek gedaan naar de toepassingen van kernfusie in tokamaks. Sinds de jaren tachtig heeft Europa met de Joint European Torus (JET) in de V.K. de meeste vooruitgang geboekt. Sinds 2006 werkt de internationale fusiegemeenschap aan een fusie-experiment ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) dat in Zuid-Frankrijk wordt gebouwd. De originele budgetten en tijdplanning zijn ruim overschreden. De planning is dat het eerste plasma gemaakt kan worden in 2025 en dat in 2035 begonnen wordt met de fusiebrandstof. Na ITER zal de industrie het stokje van de wetenschap moeten overnemen bij de bouw van de DEMO-reactor. Omdat voor het ontwerp van DEMO input nodig is uit de experimenten van ITER, is de verwachting dat DEMO pas na 2050 operationeel wordt.
Kernfusie heeft grote voordelen: het heeft goedkope brandstof en kent geen schadelijk afval of emissies. En mocht er een ongeluk gebeuren waarbij een lek optreedt dan zal buitenlucht naar binnen stromen en de fusiereactie onmiddellijk doven. Nog een groot voordeel is dat een kernfusiecentrale continu energie levert zodat er geen externe opslag nodig is. In februari 2022 slaagden wetenschappers erin via kernfusie in de JET-reactor bij Oxford vijf seconden achtereen fusie-energie te produceren. Het maximale wat technisch mogelijk was met de testreactor. Hiermee is aangetoond dat de technologie werkt en continu energie geleverd kan worden.
Blijft de grote vraag of kernfusie kan bijdragen aan de energietransitie. De ontwikkeling heeft namelijk al grote vertraging opgelopen en de eerste grote commerciële fusiereactoren zullen naar verwachting niet voor 2060 of 2070 gebouwd worden. De prijs van kernfusie ligt op basis van de huidige technologie nog te hoog. Daarom zal met name de levensduur van de reactor opgerekt moeten worden. Hiervoor is nog veel onderzoek nodig. Kernfusie lijkt pas aan het eind van deze eeuw een echte bijdrage te kunnen leveren. Tot 2040 zal de focus voornamelijk liggen op de derde generatie kernreactoren. Met name de al veel toegepaste Pressurized Water Reactor (PWR). De trend naar Small Modular Reactoren (SMR) zal naar verwachting doorzetten. Deze SMR’s hoeven de bestaande kerncentrales niet te vervangen die 24/7 elektriciteit leveren, maar juist bijspringen wanneer bijv. wind- en zonne-energie niet voldoende elektriciteit leveren.
China gaat de komende vijftien jaar circa 150 nieuwe kerncentrales bouwen met een budget van USD 440 miljard. China is heel actief met de ontwikkeling van de gasgekoelde hoge temperatuur reactor (HTR-PM). Westerse landen zien hierin ook potentie, maar ze zijn voorzichtig om deze nieuwe technologie te omarmen. Ze willen niet afhankelijk worden van Chinese technologie voor hun cruciale energievoorziening. Die les heeft de EU geleerd toen Poetin na de inval in Oekraïne dreigde Russische aardgasleveranties te stoppen indien hun aardgas niet in roebels betaald zou worden (april 2022).
Na 2040 kunnen we mogelijk pas iets verwachten van Fast Reactors (FR’s) en kan gesteld worden dat voor 2060 kernfusie geen rol van betekenis zal gaan spelen. De energietransitie heeft CO2-vrije energie nodig die 24/7 kan leveren. Onder de huidige omstandigheden is kernenergie een goed alternatief voor vervuilende kolen en gasgestookte centrales. Hoge veiligheid en minder radioactief afval is het belangrijkste doel bij de nieuwe generatie kernreactoren. Het valt te verwachten dat er snel extra fondsen beschikbaar zullen komen om deze ontwikkeling te versnellen.
Er zijn veel uranium -aandelen, maar niet allen zullen evenveel voordeel halen uit de stijgende uraniumprijs. Het gaat om de kosten die gepaard gaan met extra winning. De top 5 bestaat uit:
-Deep Yellow LTD
-Energy Fuels
-Cameco Corp
-Laramide Resources LTD
-Energy Resources of Australia LTD
Zie ook hier artikel energieaandelen over de beste 10 uranium aandelen in 2024.
Gezien de aard van deze sector, mag je niet verwachten dat de uraniumprijs opeens hard stijgt, wel gestaag. Kernenergiecentrales hebben een lange bouwtijd en pas na wat jaren gaat men leveringscontracten zoeken. En meestal opgedeeld over verschillende leveranciers. Soms ook "verplicht" ook uit eigen land te betrekken.
Het succes van kernenergie hangt af van technologische doorbraken en betaalbaarheid. Kerncentrales zijn momenteel duur, lastig te onderhouden, en ook relatief storingsgevoelig. De kracht ligt in modulair bouwen, duur. Meer kans zie ik voor de 4e generatie reactoren die minder radioactief afval produceren, en met minder onderhoud veilig kunnen zijn. De belangrijkste winst is dat zonder menselijke tussenkomst in geval van shutdown er geen ramp kan gebeuren. Geen ongecontroleerde kettingreactie theoretisch mogelijk. Wanneer dit laatste lukt is de belangrijkste weerstand weg. Kernenergie mag duur zijn vanwege alle voordelen.
Toch blijft het gevaar dat kerncentrales gebruikt worden om in het "geheim" uranium te verrijken en mogelijk kernwapens te gaan produceren. Hierdoor is het in de praktijk zo dat landen die al kerncentrales hebben de mogelijkheid krijgen dit verder uit te breiden. Nieuwkomers krijgen minder kans, of hele strikte naleving. En soms ook geen kans. Saudi Arabie wil kernenergie en de VS is er niet blij mee. Achter de gordijnen wordt er buiten het zicht nu gewerkt aan het exacte toezicht. Immers de VS weet ook dat Saudi Arabie zich niet tegen laat houden. En weet ook dat met Iran om de hoek Saudi Arabie meer wil dan alleen een kerncentrale.
In de slotverklaring een verdrievoudiging van de huidige kernenergieproductie. Het zijn beloftes, niet meer dan dat. China, Rusland en Saudi Arabie hebben het slotakkoord niet ondertekend. Die willen fossiele brandstof kunnen blijven inzetten. Wanneer iedereen afziet van olie en aardgas en kolen worden deze commodities spotgoedkoop zo is de gedachte, niet onterecht. En dan nog even 10-20 jaar goedkoop energie opwekken is lekker, of huidige kolencentrales wat langer laten doordraaien zodat de kostprijs hard daalt.
Kernenergie krijgt een impuls van COP28, nu de uraniumaandelen nog over de komende jaren.
Samenvattend, kernenergie speelt een steeds belangrijkere rol in de energietransitie, vooral omdat landen zoals de VS en Europa afstappen van fossiele brandstoffen. De boycot van Russisch uranium kan echter zorgen voor prijsstijgingen, aangezien Rusland een grote speler is in de uraniumverrijking. Ondanks de kosten en uitdagingen van kerncentrales, wordt verwacht dat de vierde generatie reactoren, met meer veiligheid en minder radioactief afval, cruciaal zal zijn voor de toekomst. Terwijl kernfusie nog ver weg is, richten landen zoals China zich nu op de bouw van nieuwe kerncentrales om hun energievraag duurzaam te dekken.
Youtube: https://www.youtube.com/@energie-aandelen
