Fact Finding Kernenergie - Bezinningsgroep Energie

Bezinningsgroep Energie 18 december 2007
Fact Finding Kernenergie
Martin Scheepers
ECN Beleidsstudies
www.ecn.nl

2
Context van de Fact Finding studie
• 20 januari 2006 - Regering Balkenende III: Wijzigingsvoorstel
Kernenergiewet
• 19 september 2006 - Tweede Kamer bespreekt
Wijzigingsvoorstel Kernenergiewet
• 6 oktober 2006 – Staatsecretaris Van Geel van VROM: Brief
randvoorwaarden kernenergie
• 25 december 2006 - SER-Advies “Naar een kansrijk en
duurzaam energiebeleid”, apart advies kernenergie volgt
• 7 februari 2007- Regeerakkoord: “Er worden deze
kabinetsperiode geen nieuwe kerncentrales gebouwd.”
• 20 april 2007 - Minister Cramer van VROM stelt de Tweede
Kamer voor de behandeling van de wijziging Kernenergiewet
uit te stellen tot adviezen AER (brandstofmix) en SER
(kernenergie) zijn uitgebracht.
• 14 juni 2007 – Regering Balkenende IV: Aankondiging
project Schoon en Zuinig in beleidsprogramma “Samen
werken, samen leven”

3
SER Commissie
Toekomstige Energievoorziening
• 1e Advies op 15 december 2006
- “Naar een kansrijk en duurzaam energiebeleid:
- Voorzitter: Jacqueline Cramer
• 2e Advies begin 2008
- Kernenergie
- Voorzitter: Alexander Rinnooy Kan
• Samenstelling:
- Werkgevers
- Vakbeweging
- Milieubeweging
- Onafhankelijke experts

4
Aanpak Fact Finding Studie
• SER Commissie Toekomstige Energievoorziening
- Onderwerpen en vragen
• Deskstudie door ECN en NRG naar feiten en gegevens
- (Wetenschappelijke) literatuur en openbare
gegevensbronnen
- Wat is een ‘feit’?
o Gebruik meerdere bronnen
o Onzekerheden aangeven
- Selectie van bij verzamelen van feiten en gegevens
- Geen oordeel of conclusies
• Review-commissie
- Prof. dr. WC. Turkenburg (voorzitter), prof. dr. ir. T.H.J.J.
van der Hagen, prof. dr. L. Reijnders
- Commentaar en suggesties op concept
- Beoordeling t.a.v. volledigheid en juistheid

5
Overzicht van de onderwerpen in de
presentatie
• Samenvatting: 23 ‘veel gestelde vragen”
• Technische kenmerken
• Beschikbaarheid brandstof
• Nucleair afval
• Proliferatie en terrorisme
• Milieuaspecten
• Wat kost kernenergie?
• Gevolgen elektriciteitsprijs
• Duurzaamheid van kernenergie
• Rol kernenergie in lange termijn scenario’s

6
Wat zijn de technische kenmerken van kernenergie?
Drukwaterreactor (Pressurized Water Reactor, PWR)

7
Wat zijn de technische kenmerken van kernenergie?
Front end
Mijnbouw
Mijnbouw
en extractie
en extractie
U 3 O 8
U3O8 Yellow cake
UF6 Uranium Hexafluoride (gas)
U Uranium
Pu Plutonium
UO2 Uranium oxide (splijtstof)
MOX Uranium/Plutonium splijtstof
Conversie
Conversie
UF 6
UO 2
Bestraalde splijtstof
Verrijking
Verrijking
Splijtstof
Splijtstof
frabricage
frabricage
Kernreactor
Kernreactor
Conditionering
Conditionering
Eindberging
Eindberging
MOX
U
Pu
Hoog radioactief afval
Opwerking
Opwerking
Verglazing
Verglazing
Verglaasd
hoogradioactief
afval
Back end

8
Hoe heeft de kernenergietechnologie zich
ontwikkeld ...
Aantal
reactoren
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Bron: IAEA, WNA
1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2002 2006
Capaciteit Aantal reactoren
Gigawatt (netto)
400
350
300
250
200
150
100
50
0

9
… en welke ontwikkeling is nog te verwachten?
Generatie I
- Eerste
demonstratie
reactoren
Atoms for
Peace
Generatie II
- Huidige
reactoren
TMI-2 Chernobyl
Generatie III
- Verbeterde
reactoren, o.a.
EPR
1950 1960 1970 1980 1990 2000
Generatie IV
Verbeterd in:
- Economie
- Proliferatie
- Veiligheid
- Afval

10
Hoe wordt de veiligheid van de technologie
gewaarborgd?
• Voor elk proces in de splijtstofcyclus:
- Kans op een ongeval zo klein mogelijk
- Bij een ongeval het vrijkomen van radioactieve stoffen
beperken
• Veiligheidseisen en toezicht
- Internationaal Atoomenergie Agenschap (IAEA)
- Nucleaire veiligheidsregels (NVR’s)
- Kernfysische dienst (KFD)
• Principes en filosofieën
- ‘Defence in depth’ principe
- Actieve en passieve veiligheid
- Inherente veiligheid

11
Hoeveel brandstof is er beschikbaar voor
kerncentrales?
• Bekende uranium
voorraad is 4,7 milj. ton
bij $130/kg
• Huidig gebruik is 67.000
ton (genoeg voor 70
jaar)
• Nog 32 milj. ton als
delfstof en 4000 milj.
ton in zeewater
• Thoriumvoorraden ten
minste ven groot als
uraniumvoorraden
• Uranium kan ca. 100
maal efficiënter worden
gebruikt
[1000 ton U]
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
Australië
Kazakstan
Canada
Zuid Afrika
Namibië
Brazilië
Niger
Russische
Federatie
Uzbekistan

12
Wat wordt er met nucleair afval gedaan?
• Hoogradioactieve gebruikte splijtstof (directe route)
- Meer dan 100.000 jaar radioactief
- Thans in tijdelijke bovengrondse opslag
- Ondergrondse eindberging
- nog nergens in bedrijf
- experimenten en testlaboratoria
- concrete projecten in Zweden en Finland
• Hoogradioactieve verglaasde afval (opwerking route)
- Ca. 10.000 jaar radioactief
- Thans in tijdelijke bovengrondse opslag (bijv. HABOG,
Vlissingen)
- Plannen voor ondergrondse eindberging
• Onderzoek naar mogelijkheden levensduur hoogradioactief
afval te verkorten tot 2000 jaar of minder
- geavanceerdere vorm van opwerking en recycling dan nu wordt
toegepast
- Pas over enkele decennia mogelijk op industriële schaal
beschikbaar

13
Wat zijn de risico’s van proliferatie …
• Proliferatie: verspreiding van nucleaire technologie, kennis
en materialen voor militaire en niet-vreedzame toepassing
• Kernwapen: hoogverrijkt uranium en plutonium
• Kritische processtappen: verrijking en opwerking

14
… en hoe kunnen die worden verkleind?
• Non-proliferatieverdrag en additioneel protocol:
internationaal toezicht (IAEA) m.b.t
- handel in nucleair materiaal en technologie
- verspreiding van nucleaire kennis om installaties te
bouwen waarmee hoogverrijkt uranium of plutonium kan
worden geproduceerd
• Proliferation Security Initiative
- Onderscheppen en voorkomen van illegale transporten
• IAEA-initiatief
- Internationale reservebank voor nucleaire brandstof
- Verrijkings- en opwerkingsinstallaties onder internationaal
toezicht

15
Wat zijn de risico’s van terrorisme en hoe kunnen
die worden verkleind?
• Bedreigingen:
- Explosief met radioactief materiaal (‘dirty bomb’)
- Kernwapen in handen van terroristen
- Aanslag op nucleaire installaties en transporten
• Beveiliging:
- Transporten en installaties
- Veiligheidssystemen moeten misbruik van nucleaire
installaties voorkomen
- Ontwerpeisen kerncentrales m.b.t. aanslagen met
verkeersvliegtuigen

Verhoogde blootstelling aan
natuurlijke bronnen
15%
16
Welke milieueffecten mogen worden verwacht
van de toepassing van kernenergie?
Ioniserende straling, emissies van radioactieve stoffen,
radioactief afval
Straling uit de kosmos
11%
Natuurlijke radioactiviteit in het
lichaam
15%
Straling van uit de aarbodem
2%
Overige bronnen (incl.
Wapentesten, Chernobyl en
kernenergie)
1%
Medisch onderzoek
24%
Inademing natuurlijk radon en
verval producten
33%
Totale gemiddelde blootstelling
elke Nederlander: 2500 microsievert per jaar
• Mijnbouw
–mijnwerkers
–tailings
• Kerncentrale bij bedrijf
–0,04 microsievert per
jaar
–gebruikte splijtstof
–ontmanteling (afval)
• Opwerking
–8 microsievert per
jaar
–verglaasd radioactief
afval

17
Welke milieueffecten mogen worden verwacht
van de toepassing van kernenergie?
CO 2 -emissies gedurende
de levenscyclus
• Europese kerncentrales: 8-
32 gram/kWh
• Kolencentrales (zonder CO 2afvang
en –opslag): 815-
1153 gram/kWh
• Gascentrales: 362-622
gram/kWh
gram
CO2/kWh
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Kernenergie Windenergie Zon-PV
Huidige technologie

18
Welke ongevalrisico’s bestaan er bij de
toepassing van kernenergie?
• Ongevalrisico voor personeel
- Mijnbouw, vergelijkbaar met mijnbouw andere delfstoffen
- Andere onderdelen splijtstofcyclus, vergelijkbaar met lichte
industrie
• Ongevalrisico bevolking
- Risico’s worden getoetst aan wettelijke veiligheidsnormen
- Klein in vergelijking tot andere gevaren
- Gevolgen:
- slachtoffers op korte en lange termijn
- gezondheidsschade
- ernstige milieu-, economische en gezondheidsschade
• Risico’s grote ongevallen (meer dan 5 slachtoffers) ook
aanwezig bij kolen (bijv. mijnbouw), aardgas, olie en
waterkracht (bijv. dambreuk)

19
Wat kost kernenergie?
• Investeringskosten voor een kerncentrale van 1600 MW:
- 2,5 tot 3,7 miljard euro, excl. bouwrente (7 bronnen)
- 4,2 tot 4,7 miljard euro, incl. bouwrente (2 bronnen)
• Kostprijs van kernenergie:
- 3,1-8,0 €ct/kWh; een na hoogste waarde 5,4 €ct/kWh
- voor 70%-80% bepaald door kapitaalskosten
- kostprijs is relatief stabiel

20
Wat kost kernenergie?
Vergeleken met andere technologieën en marktprijzen
[€/MWh]
120
100
80
60
40
20
0
Kernenergie Kolen
(zonder CO2afvang)
Aardgas Wind op land Wind op zee Marktprijs
Nederland*
Marktprijs
Duitsland*
* Basislast contract 2007, genoteerd in 2006

21
Wat kost kernenergie?
Externe kosten en baten
• Externe milieukosten
- Kernenergie 0,1-10 €/MWh
- Zelfde orde grote als die van windenergie en zonne-energie (PV)
- Externe milieukosten voor kolen (zonder CO 2 -afvang) en gas liggen
factor 10 hoger
- Externe kosten veranderen in de loop van de tijd
- Externe kosten ongevallen 0,0046-5 €/MWh
• Ander externe niet-gekwantificeerde kosten
- Kosten overheid (publieksvoorlichting kernenergie, beveiliging, etc.)
- Uitputting voorraden, gevolgen proliferatie
• Externe baten
- Voorzieningszekerheid en CO 2 -emissiereductie
- Alleen indien prijsvoordeel wordt doorgegeven aan eindgebruikers

22
Heeft uitbreiding van kernenergie effect op de
elektriciteitsprijs?
dal piek
prijs [€/MW]
Inzetvolgorde centrales
in Nederlandse
elektriciteitsmarkt
piekprijs
dalprijs
wind, hydro, PV
cokesovengas
nucleair
industriële WKK
STEG SV
AVI
import
kolen
dekking vaste kosten
variabele kosten
STEG
combi
conv. gas
piek GT
vraag [MW]

23
Wat is de rol van lange termijn contracten?
• Lange termijn contracten (prijs en/of volume) garandeert
toekomstige inkomsten voor de kernenergie-exploitant
• Contractprijs wordt gebaseerd op verwachtingen over de
toekomstige marktprijs
• Afnemers hebben de keuze tussen lange en korte termijn
contracten
• Met lange termijn contracten (10-15 jaar) wordt het prijsrisico
tussen exploitant en afnemer verdeeld
• Voor- of nadeel van een lange termijn contract kan alleen
achteraf worden vastgesteld

24
Met welke andere elektriciteitsproductietechnologieën
concurreert kernenergie?
• Kerncentrales zijn basislastcentrales (produceren elektriciteit
in dal en piek)
• Andere basislastproductie:
- Nederlandse markt: kolencentrales en WKK
- Buitenland: kolencentrales en kerncentrales
• Windenergie productie beperkt conventionele productie in
daluren
- kleinere markt voor basislastvermogen
• Veel elektriciteit uit hernieuwbare bronnen
- elektriciteitsprijs bepaald door fossiele centrales vanwege
hogere variabele productiekosten

25
Is de Nederlandse elektriciteitsmarkt
aantrekkelijk voor kernenergie?
• Nederlandse elektriciteitsmarkt is aantrekkelijk voor
basislastvermogen
- Gasgestookte centrales zorgen voor relatief hoge
basislastprijzen
- Omvang basislastmarkt neemt toe door uitbreiding van
netverbindingen met buitenland
• Andere factoren: Kernenergiewet, locaties voor kerncentrale,
beschikbaarheid koelwater, aansluiting op transportnet
• Er bestaan al 12 nieuwbouwplannen (10.500 MW)

26
Hoe staat het met de ontwikkeling van
kernenergie in andere West-Europese landen?
• Bestaande kerncentrales op termijn sluiten (uitfaseren)
- België (conditioneel)
- Duitsland
- Zweden (twee gesloten; overige nog geen concrete
besluiten)
• Nieuwe kerncentrales:
- Finland (uitbreiding)
- Frankrijk (vervanging)
- (Verenigd Koninkrijk) (vervanging)

27
Kunnen nieuwe kerncentrale in de Nederlandse
elektriciteitsvoorziening worden ingepast?
• Aansluiting op het transportnet
- Nieuwbouw kolen- en gascentrales op mogelijke locaties
nieuwe kerncentrale (Eemshaven, Borssele, Maasvlakte)
- Voor aansluiting kerncentrale is uitbreiding transportnet
nodig
• Uitbreiding reservevermogen
- Markt kan hier zelf in voorzien
• Mogelijk overschot aan basislastvermogen
- Door uitbreiding ander type basislastvermogen
- Door uitbreiding windvermogen
- Overschot kan worden geëxporteerd bij voldoende
buitenlandse vraag

28
In welke mate beïnvloedt de overheid de
investeringsbeslissing?
• Nederlands beleid
- In geliberaliseerde markt geen stimulering of
belemmering
- Adequate randvoorwaarden beperking risico’s
investeerder (vergunningverlening, oplossing nucleair
afval)
• Buitenland
- Verenigd Koninkrijk: scheppen van randvoorwaarden
- Frankrijk en Finland: geen directe overheidbetrokkenheid
- Finland: risico’s bij leverancier kerncentrale; lening onder
‘aantrekkelijke’ voorwaarden

29
Kan er sprake zijn van mededingingsverstoring?
• Marktconcentratie afhankelijk van aantal marktpartijen en
hun marktaandelen
• Verandering marktconcentratie door importcapaciteit,
fusie/overnames, nieuwbouw/sluiting
• Kerncentrale heeft relatief groot vermogen en beinvloedt
markconcentratie (m.n. in piekuren)
• Andere factoren hebben echter ook grote invloed op
marktconcentratie

30
Aan welke voorwaarden zouden nieuwe
kerncentrales moeten voldoen?
• Duurzame ontwikkeling
- Huidige generatie voorzien in behoeften zonder dat dit
die van toekomstige generaties in gevaar brengt
- Aandacht voor zowel economische, sociale en
milieuaspecten
• Toegepast op kernenergie
- Blijft de brandstof voor kernenergie beschikbaar?
- Kan met kernenergie het milieu worden ontzien?
- Is kernenergie op langere termijn betaalbaar?
- Aan welke voorwaarden moet kernenergie voldoen om te
kunnen worden gekwalificeerd als een geschikt optie om
op duurzame wijze te voorzien in de huidige en
toekomstige energievraag?

31
Aan welke voorwaarden zouden nieuwe
kerncentrales moeten voldoen?
• Kernenergie in zijn huidige vorm kan niet als duurzame
technologie worden aangemerkt
• Technologische verbeteringen nodig
- onder meer veiligheid, levensduur nucleair afval, proliferatie
• Kernenergie als overgangstechnologie:
- Beoordeling economische, sociale en milieuaspecten t.o.v.
andere energiebronnen in overgangsperiode
• Randvoorwaarden Nederlandse overheid in samenhang met
wijziging Kernenergiewet
- Toepassing nieuwe kerncentrales, radioactief afval en
opwerking, ontmanteling, uraniumwinning, non-proliferatie,
beveiliging en anti-terreurmaatregelen

32
Wat zijn de procedures en regelgeving bij
uitbreiding van kernenergie?
• Randvoorwaarden worden vastgelegd in gewijzigde
Kernenergiewet
• Nucleaire veiligheidsregels (NVR’s) op basis van richtlijnen
Internationaal Atoomagentschap (IAEA)
• Locatie
- Tweede Structuurschema Elektriciteitsvoorziening (Derde in
voorbereiding)
- 5 locaties; Borssele en Eemshaven lijken geschikter dan andere drie
• Procedure:
- Milieueffectrapportage (MER)
- Vergunningaanvraag (beoordeling door Kernfysische Dienst)
- Inspraak en bezwaar
- Tijdsduur: 5 tot 7 jaar

33
Hoeveel technische kennis is in Nederland
aanwezig voor uitbreiding van kernenergie?
• Zeven bedrijven en kennisinstellingen in Nederland actief
m.b.t. kernenergie
- gebieden: verrijking, elektriciteitsproductie, verwerking en
berging nucleair afval
- Internationale samenwerking zorgt dat kennis op niveau
blijft
• Kennis bij overheid: Kernfysische dienst en VROM
• Vergrijzing wordt aangepakt door:
- Opleiding
- Aantrekken nieuw personeel
- Internationale samenwerking

34
Wat zijn de opvattingen en meningen van de
bevolking over kernenergie?
• Wetenschappelijk onderzoek geeft in zicht in factoren die
een rol spelen bij acceptatie van kernenergie:
- Verklaart verschil in risicoperceptie kernenergie en
andere (industriële) activiteiten
- Voor publiek is kansoverweging minder relevant
- Geeft aanwijzingen hoe publiek bij besluitvorming te
betrekken
• Toegepast onderzoek geeft inzicht in (huidige) acceptatie
van kernenergie onder de bevolking

35
Wat zijn de opvattingen en meningen van de
bevolking over kernenergie?
100
The share of nuclear energy should be increased, as it does not contribute to climate change and global warming
The share of nuclear energy should be decreased, as it poses saftey problems like nuclear waste, or danger of
accidents
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
13
15 19
18 21
27 26 28 29
20 21 25 28 27 29 30
28 29 27 36 35 35
35 34
23
30
28
44
42 42
48
51
83 78 76 72 69 68 67 67 66 65 65 64 62 61 61 61 59 58 58 57 57 57 57 55 55 55 54 48 47 47 40 33
EL
AT
CY
ES
LV
IE
LU
DK
DE
SI
EE
RO
EU15
HU
EU25
EU27
FR
IT
MT
UK
PT
NL
PL
NMS10
NMS12
LT
BE
SE
FI
SK
CZ
BG
Bron: Eurobarometer

TWh
200
150
100
50
0
110%
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
-10%
36
NL 2005
NL 2005
Elektriciteitsvraag in 2030
WLO-GE
WLO-TM
WLO-SE
WLO-RC
Greenpeac
e-
Reference
Greenpeac
e-ER
Elektriciteitsaanbod in 2030
WLO-GE
WLO-TM
WLO-SE
WLO-RC
Greenpeace-
Reference
Nucleair Fossiel Hernieuwbaar Import/Export Overig (afval, etc.)
Greenpeace-ER
Green4sure
Green4sure
SEM-2025
Welke rol wordt in lange
termijn energiescenario's aan
kernenergie toegekend?
Lange termijn energiescenario’s
voor Nederland
• 5 trendscenario’s (WLO,
Greenpeace)
• 3 beleidsintensiverende
scenario’s (Greenpeace,
Green4Sure, Smart Energy Mix)

40%
35%
30%
25%
20%
15%
10%
5%
0%
37
Welke rol wordt in lange
termijn energiescenario's
aan kernenergie toegekend?
Aandeel kernenergie in Europese elektriciteitsproductie
1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030
EU15 %-nuclear EU-25 %-nuclear
EU-27 %-nuclear with lifetime extension EU27 %-nuclear without lifetime extension
Lange termijn energiescenario’s
Voor Europa
• 4 trendscenario’s (Energy to 2030, WEO,
Eurelectric, Greenpeace)
• 7 beleidsintensiverende scenario’s (WEO,
Eurelectric, Cascade Mints, Greenpeace)
TWh
5000
4000
3000
2000
1000
0
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
EU-27 2005
EU-27 2005
Elektriciteitsvraag in 2030
EC-Trends to 2030
WEO-Reference
WEO-Alternative
Eurelectric
Baseline
Eurelectric
Role of Electricity
Eurelectric
Supply scenario
Eurelectric
Efficiency & RES
Cascade Mints
Phase out
Cascade Mints
Renaissance
Elektriciteitsaanbod in 2030
EC-Trends to 2030
WEO-Reference
WEO-Alternative
Eurelectric
Baseline
Eurelectric
Role of Electricity
Eurelectric
Supply scenario
Eurelectric
Efficiency & RES
Nucleair Fossiel Hernieuwbaar
Cascade Mints
Phase out
Cascade Mints
Renaissance
Greenpeace
Reference
Greenpeace
Reference
Greenpeace
Energy Revolution
Greenpeace
Energy Revolution

38
Indien Nederland meer kernenergie zou
overwegen, wat zijn dan de effecten op
sociaaleconomisch terrein?
• Het macro-economisch effect is onzeker. Dit is afhankelijk
van:
- rentabiliteit kernenergie t.o.v. andere
elektriciteitsproductieopties
- marktverhoudingen (bijv. import of export)
- klimaatbeleid
• Nauwelijks effect op elektriciteitsprijzen
• Nauwelijks effect op werkgelegenheid
• Wel stimulans voor nucleair onderzoek en Nederlandse
nucleaire sector
• Maar mogelijk minder investeringen in innovatieve
technologie en positieve economische effecten die daarmee
kunnen samenhangen

39
Bedankt voor uw aandacht