Kernenergie is goedkoop

Het argument is bekend: kernenergie is ‘duur’. Vaak wordt gewezen naar dalende prijzen van windmolenparken of zonneweides om dit aan te tonen. Laten we dit argument voor eens en altijd tackelen. Kernenergie is namelijk spotgoedkoop, als we dat willen.

Subsidies versus leningen

In de eerste plaats wijzen we op dit rapport van de Europese Commissie uit oktober 2020. In dit rapport worden de subsidies tegen het licht gehouden die in het kader van energiepolitiek zijn ingezet sinds 2008. Op pagina 16 van de PDF (bladzijde 13 van het document) zien we vervolgens onderstaand overzicht.

RES staat hier voor ‘renewable energy sources’. Wat meteen opvalt is hoeveel hier naartoe is gegaan. Bij elkaar opgeteld gaat het om de periode 2008-2018 dus om €612 miljard. De toename in de laatste jaren doet vermoeden dat deze sindsdien alleen maar verder is gestegen. Laten we hier voorzichtig uit extrapoleren dat we anno 2022 op €800 miljard zitten aan subsidies. De €3 miljard per jaar aan subsidie voor kernenergie was overigens vooral in het licht van de afbouw van deze sector, aldus het rapport (pagina 15).

Een subsidie is op zichzelf niet inherent goed of slecht. Je doet als maatschappij een investering in de hoop dat er bepaalde ontwikkelingen volgen. In dit geval was de hoop op een sterke sector in hernieuwbare energie. Wat zijn dus de resultaten?

In 2020 werd 38,8% van de elektriciteitsconsumptie uit hernieuwbare bronnen gewonnen, oftewel 17,4% van de primaire energiebehoefte. Die laatste is overigens alle energie die we consumeren samen, waaronder dus ook veel warmtebronnen die we onder meer in de industrie gebruiken, maar denk ook aan stadsverwarming wat momenteel vooral ook door fossiele brandstoffen worden geproduceerd. Voor kernenergie zijn die cijfers overigens respectievelijk 24,6% en 12,7%

Prima, laten we nu kijken naar kernenergie. Hinkley Point C is een voorbeeld van een moderne EPR centrale, bestaande uit twee reactoren a 1600 MWe. De bouw hiervan heeft inmiddels erg veel vertraging opgelopen en (onder meer daardoor) zijn de kosten opgelopen naar ongeveer €30 miljard, oftewel €15 miljard per reactor. Dit lijkt heel veel, maar dat is niet zo.

Voor een bredere achtergrond verwijzen we graag naar dit artikel op replanet.nl, maar voor nu wijzen we even op deze kostenverdeling die in het stuk verder wordt toegelicht.

Zoals je ziet bestaat ⅔ van de kosten uit rente. Dit komt omdat HPC wordt gebouwd met private leningen, die dus rentedragend zijn. Dit is een fundamenteel verschil met subsidies, die dat niet kennen. Overigens is deze rente niet per sé een groot probleem. Zo komt het geld voor HPC onder meer van Britse pensioenfondsen, waardoor het geld gewoon binnen de Britse samenleving blijft en slechts wordt ‘rondgepompt’ op macro-economische schaal.

Laten we een korte berekening doen waarbij we doen alsof die €800 miljard aan subsidies zou zijn besteed aan de uitbouw van kernenergie. Laten we verder aannemen dat deze subsidies 100% van de kosten zouden dekken (dit is bij hernieuwbare energie overigens niet zo, maar we vereenvoudigen het beeld voor nu). Hoe ver komen we?

De kosten per reactor vallen nu terug op €5 miljard per stuk. Immers, de rente valt weg. Overigens is het aannemelijk dat bij zulke aantallen de kosten per reactor omlaag gaan, door efficiëntere bouw middels meer ervaring en grootschalige inkoop van materialen. Laten we daarom uitgaan van €4 miljard per stuk. Voor €800 miljard bouwen we dus 200 moderne EPR reactors. Hoeveel levert dit ons op?

In 2020 produceerde de EU bijna 2800 TWh aan elektriciteit. Eén EPR levert per jaar zo’n 12,5 TWh aan elektriciteit op (immers: 1600 MWe x 24 uur x 365 dagen x 90% capaciteitsfactor). 200 EPR reactors leveren dus … 2500 TWh op! Dit is 89% van de elektriciteitsproductie die dan opeens fossiel-vrij is! Dit is dus 2,3 keer zo succesvol als de opbrengst in hernieuwbare energie tot nu toe is geweest.

Als we hier slim mee omgaan, kunnen we overigens ook dezelfde hoeveelheid energie uit deze reactors halen in de vorm van warmte en deze gebruiken voor bijvoorbeeld stadsverwarming. Een concept dat in bijvoorbeeld Tsjechië en Slowakije al wordt toegepast, en waar in Finland plannen voor zijn om zelfs over een afstand van 80 kilometer deze warmte te transporteren. In de EU wordt namelijk zo’n 9350 PJ, oftewel 2600 TWh, aan verwarming gebruikt

Dat is dan gezamenlijk ~5000 TWh van de in totaal 6700 TWh die aan primaire energie werd geproduceerd in 2020.* Dat is ongeveer 75% van al onze energie uit kernenergie. Toch een stuk beter dan de 17,4% die hernieuwbare energie haalt. Hoezo is kernenergie duur?

Nu zit hier wel een kanttekening aan. In tegenstelling tot het installeren van zonnepanelen – wat in ieder geval in Amerika laaggeschoold en slecht betaald werk is en hier in Europa ook wordt geplaagd met onzeker werk in ZZP-constructies – heb je voor de bouw van kerncentrales hooggeschoolde arbeidskrachten nodig. Om bij het voorbeeld van HPC te blijven, werken daar nu 22.000 mensen aan, waarvan 6300 op de bouwplaats zelf. Zeg dat er voor een groter project, vanwege overlap in de toeleveranciers, minder mensen nodig zijn per reactor, en laten we aannemen dat dit er 15.000 zijn. Als we dan 200 reactors willen bouwen in een periode van 20 jaar, zullen we elk jaar aan 10 nieuwe reactors moeten beginnen. Bij een gemiddelde bouwtijd van tien jaar, heb je op het hoogtepunt 1,5 miljoen mensen aan het werk. Het is een open vraag of we dit op Europees niveau kunnen opbrengen.

In tegenstelling tot de jaren ‘70 en ‘80, toen Frankrijk vol bezig was met de uitvoer van het Messmer-plan, is Europa stevig gedeïndustrialiseerd. Veel industrie is vertrokken naar China en andere Aziatische landen. Dit leidde ertoe dat we een onderwijskundige verschuiving zagen sinds de jaren ‘90 richting een ‘kenniseconomie’. Het gevolg is, onder meer, dat hoger onderwijs duurder is geworden, en zaken zoals een schuldenstelsel zijn ingevoerd in Nederland om het aantal hoger opgeleiden ‘bij te sturen’ (omlaag te brengen). Het is waarschijnlijk dat zo’n project ook een stevige investering in onderwijs behelst dat goedkoop of gratis beschikbaar dient te zijn. Dit kost natuurlijk ook tijd en geld, maar ik denk wel dat we hier als samenleving sowieso beter van worden, ver voorbij de directe behoefte aan nieuwe kerncentrales.

LCOE

Een veelgehoord argument is dat zon en wind gewoon heel erg goedkoop zijn, zie bijvoorbeeld dit recente stuk nog in The Guardian, als je kijkt naar de LCOE. Deze is in de afgelopen jaren zeer sterk gedaald. Ergo, kernenergie kan dit nooit meer bijbenen, toch?

Wat is LCOE eigenlijk? Het staat voor Levelised Costs of Energy (of Electricity, afhankelijk van de bron) en het idee is eenvoudig en elegant: je bouwt een energiecentrale en je deelt daarvan de kosten door het aantal jaar dat deze actief is. Dit druk je dan uit in MWh of kWh.

Er zijn een aantal instanties die een LCOE berekenen, maar Lazard is toonaangevend in het veld. Lazard is een investeringsbank en publiceert elk jaar cijfers over deze kosten. Dit is meteen ook een belangrijke hint naar het probleem met LCOE: wat wordt er immers meegenomen in dit overzicht?

LCOE blijkt voor zon- en windenergie alleen maar te gaan over de financiering van een zonneweide of windmolenpark. De extra infrastructuur die nodig is om decentrale energievormen mogelijk te maken? Niet relevant voor de LCOE. 

Nu zijn zon- en windenergie ook inherent periodiek, zoals duidelijk te zien is in onderstaande grafiek (opgesteld door econoom Edgardo Sepulveda).

De rode pieken geven de momenten aan dat de zon scheen en energie leverde. Het blauwe is kernenergie. Overzicht voor de Canadese provincie Ontario in 2021.

Dit is hetzelfde overzicht voor windenergie.

Leveringszekerheid is dus geen sterk punt voor zon- en windenergie, de twee belangrijkste vormen van hernieuwbare energie. Echter gaat onze maatschappij wel uit van 24/7 leveringszekerheid. We willen immers niet dat een trein pas vertrekt als het hard genoeg waait, en je hebt ook liever niet dat je op de operatietafel ligt en het licht uitvalt ofzo omdat de zon niet schijnt…

Zon- en wind zitten dus met een probleem. Dat kan op twee manieren worden opgelost: 

  1. Zoals het nu gaat, achtervang door aardgascentrales. Dit is goedkoop en snel, maar spuwt natuurlijk wel veel CO2 in de lucht. Op termijn willen we hiervan af. ‘Op termijn’ is hier overigens wel nog minimaal een aantal decennia. 
  2. De tweede oplossing is namelijk energieopslag in de orde van grootte van TWh. Deze orde van grootte bestaat nog niet. Energieopslag in stuwdammen is hierin nog de grootste vorm, maar is geografisch beperkt. In ons vlakke land zal dit bijvoorbeeld niet mogelijk zijn. Dan zijn er nog batterijen, zoals lithium-ion batterijen. Deze zijn vooral heel erg duur.

Hoe duur? Kijk nog even naar het grafiekje van LCOE, en dan bij het stukje ‘storage’. Lazard is hier toch echt een stuk minder positief over:

De LCOE van zon- en windenergie is dus erg laag, maar met de verplichte opslag wordt het opeens significant duurder dan Lazard’s LCOE voor kernenergie.

LCOE is dus alleen echt interessant als je een kapitaalinvesteerder bent, bijvoorbeeld een klant waar Lazard blij mee zou zijn, maar als belastingbetaler en particulier consument is het een redelijk zinloos cijfer. Het consequente gebruik ervan in discussies om ‘aan te tonen’ dat zon- en windenergie extreem goedkoop zouden zijn is zo bezijden de waarheid dat ik het een leugen zou willen noemen.

Naar een prijs per kWh

Laten we zelf een inschatting maken aan de hand van de eerder genoemde prijzen die werden genoemd voor HPC, die liggen op €113 per MWh:

  • €73 voor de rente
  • €17 voor de bouw
  • €11 voor het beheer en onderhoud
  • €7 voor de brandstof
  • €3 voor het ontmantelingsfonds
  • €2 voor het afvalfonds

Dit is, per kWh, natuurlijk €0,11. Als we de rente laten vervallen, zoals in ons eerdere voorbeeld, komen we op 4 cent per kWh. En dit voor een van de meest dure kerncentrales ooit!

Is kernenergie dus duur? Nee, het is juist extreem goedkoop. Het enige wat echt duur is, is de bouw van de reactor, maar een moderne reactor gaat 100 jaar mee. Verder is de brandstof zo energiedicht, dat het alle andere kosten drukt. We maken kernenergie alleen kunstmatig duur en dat hoeft niet als we ervoor kiezen.

* Correctie 11-8-2022

Bij het raadplegen van de bron heb ik te snel gekeken met de aanname dat Europa redelijk zelfvoorzienend zou zijn qua energie. Dit is absoluut niet zo. Europa is een grote importeur van fossiele brandstoffen. Hierdoor is de primaire energieproductie niet 24 000 PJ (oftewel ~6700 TWh), maar ruim het dubbele met 54 750 PJ (oftewel 15 200 TWh), aldus het IEA. Hierdoor groeit het aantal reactors van EPR grootte aanzienlijk, zo’n 600, waarbij ik nog steeds uitga van 25 TWh aan warmte-energie.
 
In deel 2 en 3 ga ik verder in op deze aanname in energie. Daarom kort het volgende: om 600 reactors te bouwen (ik negeer even de bestaande reactors die we al hebben) in een periode van, zeg, 24 jaar tijd, zullen we elk jaar 25 reactors moeten beginnen te bouwen. De 1,5 miljoen arbeidskrachten worden dan daarmee 3,75 miljoen. Dit is, grofweg, 2% van de beroepsbevolking.
 
De hoeveelheid afval benoemd in deel 3 verandert ook: van 3750 m³ naar 9000 m³ voor een periode van 300 jaar.
 
Overigens is de EU voor wat betreft de productie van elektriciteit wel zelfvoorzienend. De cijfers in de artikels kloppen hier dus wel.