Stadsverwarming op kernenergie: gek of geniaal?

Stadsverwarming op kernenergie: gek of geniaal?

Het verwarmen van woningen en kantoorgebouwen is verantwoordelijk voor een groot aandeel van de CO2-uitstoot (18% in België). Warmtenetten kunnen een grote rol spelen in het vergroenen van onze verwarming. Een warmtenet is een energienetwerk, zoals het gasnetwerk, maar in plaats van gas wordt warm water getransporteerd. Deze warmtenetten worden typisch gevoed door restwarmte van gas-, bio- of steenkoolcentrales, restwarmte van de industrie, zonne-energie of geothermische energie. Hier en daar wordt ook restwarmte van traditionele kerncentrales gebruikt. Dit laatste wordt relatief weinig toegepast omdat kerncentrales typisch op enige afstand van grote steden worden gebouwd. De “China National Nuclear Corporation” (CNNC) heeft nu echter plannen op tafel liggen om een kerncentrale te bouwen die geen elektriciteit produceert maar enkel warm water. Gek of geniaal?

Klassieke kerncentrales, zoals deze in Doel en Tihange, werken met water op hoge temperatuur (± 300°C) en hoge druk (± 150 bar). Dit is een voorname oorzaak van complexiteit en bezorgdheden omtrent veiligheid. Wat als een hogedrukleiding barst of lekt? Wat als het reactorvat zou scheuren? Bovendien is een hogedrukvat beperkt in volume. De totale hoeveelheid primair koelwater is hierdoor beperkt. Dit zorgt ervoor dat het koelwater snel kan opwarmen en wegkoken wanneer er problemen zijn met de koeling. Dit gebrek aan thermische inertie speelde een centrale rol in de “meltdowns” in Fukushima Daiitchi, waarbij een tsunami ervoor had gezorgd dat er een gebrek aan koelwater aanwezig was.

Een reactor die enkel warm water op 90 à 100°C produceert heeft geen hoge-druk-circuits nodig. Hierdoor vallen bovenstaande bezorgdheden grotendeels weg. Daarom kan dit type reactor veel eenvoudiger, goedkoper en inherent veiliger zijn dan kerncentrales voor elektriciteitsproductie. Dit is precies wat de CNNC voorstelt: de zogenaamde Yanlong reactor zal, met zijn vermogen van 400 MW, warm water leveren voor 200 000 gezinnen. Volgens de CNNC is het risico op een meltdown onbestaande en kan de centrale zonder zorgen naast grote steden worden gebouwd. Door afwezigheid van hoge drukken en temperaturen is er ook nauwelijks thermo-mechanische vermoeiing, waardoor de centrale makkelijk 50 jaar zal meegaan zonder grote onderhoudskosten. De combinatie van lange levensduur, lage brandstofkosten en aanvaardbare constructiekost betekent volgens de CNNC dat deze technologie zal kunnen concurreren met fossiele brandstoffen. Het potentieel is voor reductie in CO2-uitstoot en luchtvervuiling is enorm: de verwarming van Noord-Chinese grootsteden kost momenteel ongeveer 500 miljoen ton steenkool per winter.

Er zijn echter ook enkele nadelen verbonden bij dit principe. Zo moet er een warmtenet aanwezig zijn of moet er bijkomstig nog geïnvesteerd worden in een warmtenet. Een ander nadeel is dat de investeringkost van een kerncentrale hoger is dan die van de fossiele equivalenten, waardoor de financiële winsten later moeten volgen door een lagere operationele kosten.

Het staat vast dat “heat-only” kerncentrales steek houden vanuit technologisch standpunt. De toekomst zal uitwijzen of deze technologie ook effectief kan concurreren met fossiele brandstoffen, en of ze sociaal aanvaard zal worden.

 

Wim Van Uytven, namens YERA vzw


Bronnen:

http://www.world-nuclear-news.org/Articles/CNNC-completes-design-of-district-heating-reactor

https://www.nextbigfuture.com/2017/12/chinas-super-low-cost-heat-only-nuclear-plants.html

https://www.klimaat.be/nl-be/klimaatverandering/belgie/belgische-uitstoot/belangrijkste-sectoren