De twee belangrijkste koolstofarme energiebronnen, duurzame en kernenergie, strijden om investeringsgelden. Maar als we het goed zien, is de keus ‘duurzaam tegen kern’ al gemaakt. Duurzaam heeft gewonnen. Hoewel het misschien nog wel zeker tien jaar zal duren voordat iedereen dat erkent.
In twee artikelen vergelijken wij de belangrijkste koolstofarme energiebronnen: kernenergie en duurzame energie. De artikelen werden gepubliceerd op 18 januari en 23 januari 2021.
Voorbehoud
In dit artikel bespreek ik de kosten van elektriciteits-opwekking. Bij duurzame energie beperk ik mij tot de twee belangrijkste vormen, zon en wind. Voordat ik hieraan begin zou ik een voorbehoud willen formuleren, bij wijze van uitzondering. Ik heb op het gebied van energieproductiekosten te veel spelletjes zien passeren. Ik zal de zaak zo goed weergeven als ik kan, maar ben me bewust van de vele valkuilen op dit terrein.
Berekeningen van toekomstige energiekosten berusten op vele aannames, zowel methodologische als getalsmatige:
– in hoeverre kunnen ervaringen uit het verleden worden gebruikt voor voorspellingen?
– welke aspecten moeten in de berekening worden meegenomen, zoals projectvoorbereiding, toekomstige prijsstijgingen, rente (met welk percentage) op leningen gedurende de bouw (vooral belangrijk bij langdurige projecten als de bouw van een kerncentrale)
– depreciatie van toekomstige investeringen
– fossiele energieprijzen over tien of twintig jaar
– onzekerheden in technologie, economie en beleid
Aannames op deze gebieden kunnen heel veel uitmaken op het uiteindelijke resultaat. Vooral als de technologieën enorm verschillen in omvang, aanlooptijden, financiering en besluitvormingsproces, zoals kern en duurzaam. Vaak zie je de opvattingen van de onderzoekers, vooral over kernenergie, weerspiegeld in de keuzes die ze hierbij maken. Misschien heel menselijk, als de auteurs toegewijd zijn aan hun onderwerp. En misschien kan hetzelfde oordeel worden geveld over mij. Met dit voorbehoud kom ik nu op de zaak kern versus duurzaam.
Kernenergie: een negatieve leercurve
Een van de belangrijke artikelen op dit gebied is dat van Lovering e.a. in Energy Policy (2016). Het is wel al vijf jaar oud, waardoor de auteurs de kosten van duurzame energie overschatten. De auteurs hebben goed werk verricht met herberekening van de kosten van kerncentrales, waardoor deze onderling vergelijkbaar zijn. Ze bespreken 349 reactoren in de VS, Frankrijk, Canada, Duitsland, Japan, India en Zuid-Korea, samen 58% van alle reactoren die ooit gebouwd zijn. Het betekent wel dat ze niet kijken naar de resterende 42%, waaronder de reactoren in China. Toch zijn hun bevindingen zeer interessant. Ze signaleren dat de kernindustrie aanvankelijk leert van zijn ervaring waardoor de kosten dalen, zoals te verwachten is. Maar daarna ontstaat er in enkele van de belangrijkste kernenergie-mogendheden (vooral de VS, Frankrijk, Duitsland en Canada) een negatieve leercurve – wel 50 jaar lang. Reactoren worden duurder naarmate er meer van worden gebouwd. In deze periode nemen de kosten per MW van kernreactoren toe met 50 tot 200%. In India en Japan zijn er eerst flinke prijsstijgingen en daarna een lichte prijsdaling. Alleen in Zuid-Korea zie je een 50 jaar durende voortdurende prijsdaling, bijna 1% per jaar. Zuid-Korea is een land met een sterke kernindustrie en een gestandaardiseerd ontwerp van centrales. Kortom: er is in de afgelopen 50 jaar geen duidelijke prijsontwikkeling, en in elk geval geen daling.
Wat is er gebeurd? We moeten ons realiseren dat vanaf de jaren 1970 kernenergie zwaar onder vuur ligt op het gebied van veiligheid. En dan gebeuren er een paar grote ongelukken met kerncentrales: Three Mile Island (1979) en vooral Tsjernobyl (1986). Als gevolg van dat alles worden kerncentrales voortdurend opnieuw ontworpen om de veiligheid te verbeteren. Joe Romm zegt daarover: ‘nieuwe reactoren zijn in wezen duur omdat ze bestand moeten zijn tegen zo ongeveer alles wat er maar kan gebeuren, waaronder menselijk falen en grote ongelukken. Waarom? Omdat we zelfs de meest onwaarschijnlijke gebeurtenissen moeten voorkomen, als het gevolg zou zijn de vergiftiging (en in laatste instantie de dood) van duizenden mensen.’ Dit komt uiteindelijk tevoorschijn als kostenstijging, of ‘ontleren’ (in termen van leercurve-modellen). Nog verergerd door schaalvergroting van de technologie, bedoeld om schaalvoordelen te behalen, maar met als gevolg dat het systeem steeds ingewikkelder wordt, waardoor de leercurve wordt omgekeerd. Zoals Romm zegt: ooit dacht men dat kernenergie bijna gratis zou worden; nu is deze te duur geworden om in de nabije toekomst nog mee te tellen. En de recente historie omvat ook teleurstellingen als de 1.600 MW reactor van Areva in Olkiluoto (Finland), nu al 13 jaar vertraagd en nog steeds in aanbouw.
Duurzaam tegen kern, de vergelijking
Lovering e.a. vergelijken in hun artikel de kosten van kernenergie en zonnecellen, zie de grafiek. Maar ik heb een probleem met hun vergelijking. Voor kernenergie berekenen ze de ‘overnight construction costs’, die typisch 55% uitmaken van de totale kosten. OCC omvat de directe kosten van ontwerp, financiering en bouw, en indirecte kosten als projectmanagement. De auteurs concentreren zich op deze OCC omdat ze zo veranderlijk zijn; de andere kostenposten – rente, bedrijfsvoering en onderhoud, brandstof, en reserveringen voor afbraak en opslag van uitgewerkte brandstofstaven – zijn veel minder variabel. Tot zo ver, geen probleem. Maar ter illustratie van mijn voorbehoud, en als ik het bij het goede eind heb, zijn de kosten van zonne-energie (die zij ontlenen aan een andere publicatie) totale kosten. Niet alleen de kosten van panelen, maar ook die van marketing, installatie, winst en overhead, en kosten voortkomend uit vergunningverlening, netaansluiting en controle. Als ik gelijk heb, moeten we bijna het dubbele rekenen van de kosten van kernenergie, getoond in de figuur. We moeten er zeker van zijn dat we geen appelen en peren met elkaar vergelijken!
Daar komt nog bij dat de kosten van zonne- en windenergie blijven dalen. Kort gezegd, in The Conversation: wereldwijd verdubbelde duurzame energie in de vijf jaar voorafgaand aan 2020, van minder dan 20 gigawatt in 2014 tot 41,2 gigawatt in 2019. De prijs van zonne-energie daalde alleen al in de eerste zes maanden van 2020 met 20%. In augustus 2020 was er de laagste aanbesteding van zonne-energie ooit. En de auteurs merken op: ook de kosten van wind op zee en van energieopslag dalen sterk; zó sterk dat het maar de vraag zou zijn of de Hinkley Point kerncentrale in het Verenigd Koninkrijk, aanbesteed in 2010, nu nog door zou zijn gegaan.
Kosten van duurzame energie dalen snel
Dus hoe staan de zaken ervoor volgens mij? Zowel zon als wind kunnen nu elektriciteit opwekken voor $ 0,05 – 0,11. Bij deze prijs zijn ze concurrerend geworden met elektriciteitsopwekking uit fossiele brandstoffen. En de laatste tijd dalen de kosten snel. In Duitsland bijvoorbeeld, een zeer gemiddeld land op prijsgebied, zijn de kosten van zonnestroom gedaald met 73% sinds 2011 en die van windstroom met 37%. Al deze cijfers komen van de site van IRENA, het internationale agentschap voor duurzame energie. Zowel zonne- als windenergie zijn nog volop in ontwikkeling, reden om aan te nemen dat de prijzen nog wel een tijdje zullen dalen. Hoewel we wel het elektriciteitsnet aan hen moeten aanpassen, wat ook kosten met zich mee zal brengen.
Hoe staat kernenergie dan in deze strijd van duurzaam tegen kern?
– De kosten van kernenergie zijn in veel landen erg onvoorspelbaar geworden. Alleen gestandaardiseerde reactorsystemen lijken te leiden tot continu dalende prijzen.
– Zelfs als kernenergie goedkoper was dan elektriciteit uit fossiele brandstoffen, zou deze het nog moeilijk krijgen in de concurrentie met duurzame energiebronnen die nog steeds goedkoper worden, elk jaar.
– Het is van groot belang is hoe snel we de CO2-uitstoot naar beneden brengen. Daarom is het belangrijk dat de aanlooptijd van duurzame bronnen erg kort is. Een groot windpark kan worden gebouwd in 6 maanden – besluitvorming en papierwerk nemen dan het grootse deel van de tijd in beslag. Voor zonne-energie zijn de aanlooptijden vergelijkbaar. De bouw van een kerncentrale duurt gemakkelijk 10 jaar, en tel daar nog eens 5 jaar bij op voor besluitvorming en vergunningverlening. Intussen zijn de zich snel ontwikkelende duurzame bronnen de kernenergie dan al lang voorbij gestreefd. Zowel in prijs als in CO2-reductie.
En dat leidt me tot de conclusie die ik in het begin formuleerde: in de strijd ‘duurzaam tegen kern’ heeft duurzame energie al gewonnen. Maar als ik het bij het verkeerde eind heb, hoor ik graag waarom.
Interessant? Lees dan ook:
De stille wonderen van energiebesparing
Gaia, en de zachtmoedige wraak van James Lovelock
Duurzaamheid en moralisme, houd ze gescheiden