Doel 4 en elektriciteitstekorten, wat is het probleem en hoe lossen we het op?

Doel 4 en elektriciteitstekorten, wat is het probleem en hoe lossen we het op?

De laatste dagen regent het reacties over de mogelijke opties nu blijkt dat Doel 4 dit jaar waarschijnlijk niet meer zal opstarten na een ongeluk of nog erger, als gevolg van sabotage. De voorstellen worden steeds wilder en wilder, waar het begon met een landelijk gebied tijdelijk zonder stroom zetten, wordt nu al openlijk gesproken over noodaggregaten van ziekenhuizen gebruiken. De stemmen om alles wat maar ruikt naar kernenergie maar onmiddellijk stop te zetten want ‘dat levert toch niets dan problemen op’, klinken luider. Maar ondertussen is wel weer een gemakkelijk produceerbare 1 GW elektriciteit verdwenen. Het gevaar voor een black out hangt als een Zwaard van Damocles boven ons hoofd. Maar wat is nu net het probleem, en wat zijn mogelijke oplossingen?

Doel 4

Eerst staan we nog even stil bij het incident van Doel 4. Daar werd de afsluiter van een tank geopend, waarin normaal gezien de smeerolie zit voor de stoomturbines. Zonder die olie geraken delen van de turbine oververhit ten gevolge van de grotere wrijving. Toen er werd opgemerkt dat de tank aan het leeglopen was, werd de reactor onmiddellijk stilgelegd. Door de hoge snelheden waarmee de turbine draait en door de afwezigheid van smeerolie, zouden kleine beschadigingen kunnen zijn opgetreden. Dit wordt nu nagegaan. Daarenboven is het mogelijk dat de as van de turbine vervormd is terwijl de turbine stil stond. Het incident gebeurde in het niet-nucleaire gedeelte van de centrale, waar alleen gedemineraliseerd water wordt gebruikt, dus er is geen gevaar voor nucleaire lekken.

Bevoorradingszekerheid

En wat is nu het probleem van de ‘bevoorradingszekerheid’? Eigenlijk komt het bijna altijd op hetzelfde neer: het probleem van elektriciteit is dat het niet economisch haalbaar is om op grote schaal elektriciteit op te slaan. Er moet dus steeds voldoende capaciteit ingezet worden, de beperkte invoercapaciteit vanuit het buitenland in acht genomen.  Dit betekent dat er op ieder ogenblik exact evenveel stroom geproduceerd moet worden als er verbruikt wordt. Het verbruik varieert sterk, zowel binnen een dag als tussen verschillende seizoenen. De productie moet deze schommelingen dus kunnen volgen, of het licht gaat uit.

In België piekt het verbruik tijdens winteravonden op 13 GW. De laagste vraag doet zich meestal voor op zondag middagen tijdens de zomer, dan hebben we slechts ongeveer 6 GW nodig. Het totale geïnstalleerde vermogen in België bedraagt meer dan 15 GW, wat op het eerste gezicht dus geen probleem zou mogen zijn.

Maar dan begint de ellende. Doel 3 en Tihange 2, met een gecombineerd vermogen van ongeveer 2 GW, liggen stil wegens de aanwezigheid van microscheurtjes in het reactor vat. Met het wegvallen van Doel 4, verliezen we nog eens 1 GW aan capaciteit. Deze 3 centrales vormen alleen al ongeveer de helft van de totale Belgische nucleaire productiecapaciteit en 20% van het totale geïnstalleerde vermogen in België.

Om verwarring te vermijden, is het belangrijk op te merken dat enkel productiecapaciteiten in figuur 1 worden geïllustreerd. Dat zegt ons namelijk niets over de uiteindelijk energieproductie van de verschillende productie eenheden op een bepaald tijdstip. Windenergie is wijdverspreid en heeft een aannemelijk aandeel in de productiecapaciteit maar omwille van haar onvoorspelbaar karakter is haar aandeel in de uiteindelijke energieproductie veel lager. Kerncentrales daarentegen produceren  hun maximale output bijna heel het jaar door, zodanig zijn ze onmisbaar in het Belgische energielandschap.

installed capacity

Figuur 1, productiecapaciteit in België. De totale nucleaire capaciteit bedraagt 38,5 %. Daarvan is momenteel de helft niet beschikbaar door de 3 niet werkende eenheden.

Oplossingen

Dit alles leidt ertoe dat we niet meer voldoende capaciteit hebben om aan de volledige vraag tijdens een winterpiek te kunnen voldoen. Er zijn meerdere oplossingen mogelijk, de ene al meer aantrekkelijk dan de andere.

Het eenvoudigste lijkt om gewoon meer stroom in te voeren uit het buitenland. Vanuit Frankrijk kan er ongeveer 2,2GW ingevoerd worden, en vanuit Nederland 1,1 GW. Het probleem hiermee is dat wanneer deze landen zelf een tekort hebben, ze hun energie zelf zullen gebruiken, en het dus niet zeker is of deze 3,3GW beschikbaar is om in België te importeren. De reden waarom we niet meer kunnen importeren is omdat er maar een beperkt aantal hoogspanningslijnen over de grens liggen. Uitbreidingen van deze capaciteit liggen al lang op tafel, maar kregen in het verleden veel tegenstand van locale buurtcomités en politiekers.

Een tweede eenvoudige optie biedt zich aan: de laatste maanden en jaren sloten verschillende centrales, waarom houden we die niet gewoon open? Deze centrales sloten omdat ze verlies maakten. Een gedetailleerde uitleg over waarom kan u vinden in ons vorig artikel ‘sluiting gascentrales, een positieve ontwikkeling?’. Deze centrales laten draaien kost dus geld. Daarbij komt nog eens de kost om de centrales beschikbaar te houden. Ze hebben dan onderhoud nodig, ze moeten opgestart en warm gehouden worden om onmiddellijk de dynamische vraag te kunnen beantwoorden. Dit kost handenvol geld, en de vraag is natuurlijk of we dit allemaal wel willen betalen. Bovendien zijn deze centrales nu al even buiten gebruik, dus vooraleer ze gebruikt kunnen worden moeten ze eerst een grote onderhoudsbeurt krijgen, en het is onzeker of dit allemaal in orde kan komen voor de winter.

Ten derde kunnen we de gebruikelijke strategie aanspreken als er stroomtekorten zijn. Er wordt dan een deel van het land zonder elektriciteit gezet tot de totale productie aan de vraag kan voldoen. Uiteraard zijn het de delen van het land waar de impact om de stroom uit te zetten het kleinste is, die eerst in het donker komen te zitten. Een variant hierop is een zogenaamde ‘rolling blackout’. Hierbij is er altijd in een deel van het land geen elektriciteit, maar om de zo veel tijd krijgt dit deel terug stroom, en gaat het licht uit in een ander landsdeel. Hierdoor zit niemand lang zonder elektriciteit, maar draagt iedereen afwisselend bij tot een oplossing.

Hoe dan ook, in deze scenario’s gaat het licht altijd ergens uit, en daarom wordt deze optie beter gebruikt zoals ze bedoeld is, voor in noodsituaties, en niet als oplossing voor een probleem dat al maanden op voorhand gekend was.

installed capacity

Figuur 2, een blackout in New York in 2003

Een minder ingrijpende variant is mensen bewust maken van het probleem, en op het ogenblik dat er een stroomtekort dreigt, waarschuwingen rondzenden en de mensen en grote verbruikers vragen om tijdelijk hun stroomverbruik te verminderen. Die wasmachine kan later nog wel gestart worden, niet alle lampen in huis moeten branden,… Het lijken allemaal kleine dingen, maar als iedereen zijn verantwoordelijkheid hierin neemt, is veel mogelijk. Met het concept van een zogenaamd smart grid kunnen dergelijke dingen in de toekomst automatisch gebeuren. Meer uitleg over een smart grid kan u lezen in ons vorig artikel ‘smart cities – energie in de nabije toekomst’.

Tot slot komen we bij allerhande creatieve oplossingen. Zo werd voorgesteld om snel extra capaciteit te installeren, wat als het al mogelijk is, zeer duur zal uitvallen. Of zoals recent werd voorgesteld kunnen de talloze noodaggregaten gebruikt worden. Dit zijn kleine generatoren geïnstalleerd door bepaalde verbruikers.  Normaal gezien zijn deze ‘mini-centrales’ bedoeld om voor henzelf elektriciteit op te wekken als het net plat ligt, maar je zou ze ook kunnen gebruiken om elektriciteit te injecteren op het net als er een tekort dreigt. Anderzijds kunnen deze noodaggregaten maar voor een bepaalde duur elektriciteit produceren, dus als de stroom dan uitvalt net als ze al even aan het produceren zijn, zullen ze sneller zonder stroom vallen, met alle gevolgen van dien. Er dient dus zeer goed overwogen te worden of het dit risico waard is.

Wat nu?

Wat er nu dient te gebeuren is nog onduidelijk. Eerst moet vastgesteld worden hoe groot het probleem juist is. Hoe veel productiecapaciteit is er beschikbaar? Daarna moet er gekeken worden hoe veel er nodig is. En dan komt het moeilijkste, er moeten beslissingen genomen worden. Hoeveel zijn we bereid te betalen om deze winter probleemloos te overleven, of anders gezegd, in welke maten aanvaarden we om tijdens de winter met tekorten te kampen? Dat zijn de moeilijke beslissingen waar de politiek zich de komende weken over zal moeten buigen. Daarnaast moeten er structurele maatregelen genomen worden om te vermijden dat we volgend jaar terug met hetzelfde probleem zitten. Door de kernuitstap zullen de komende jaren nog grote centrales sluiten, en dat gat moet opgevuld worden. Hoe, dat is een heel verhaal op zich.

 

Jorn Reniers

Artikel in pdf

bronnen

https://www.electrabel.com/nl/corporate/nieuws-info-video-energie, geraadpleegd op 14/8/2014

http://deredactie.be/permalink/2.35156?eid=1.2060196, geraadpleegd op 14/8/2014

De standaard, woensdag 13/8/2014,http://www.standaard.be/cnt/dmf20140812_01215606

Nele Scheerlinck, woordvoerster van het FANC, in De Standaard, 14/8/2014,http://www.standaard.be/cnt/dmf20140813_01217068

Introduction to nuclear engineering, third edition, John R. Lamarsh en Anthony J. Baratta, Pearson New International Edition, 2014

cursus ‘Kernenergie’, KULeuven 2013

http://www.elia.be/en/grid-data/consumption-grid-forecasts, geraadpleegd op 14/8/2014

http://www.elia.be/en/grid-data/power-generation/generating-facilities, geraadpleegd op 14/8/2014

http://www.elia.be/en/grid-data/interconnections/nominated-capacity-bel-fra, geraadpleegd op 14/8/2014

http://www.elia.be/en/grid-data/interconnections/nominated-capacity-bel-neth, geraadpleegd op 14/8/2014

www.physics.sfasu.edu, geraadpleegd op 14/8/2014

Skills

Posted on

28/08/2015

Submit a Comment

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *