De bouw van een nieuwe reactor bij de kerncentrale van Olkiluoto in Eurajoki, Finland, loopt negen jaar achter op schema en heeft meer dan $ US5 miljard overschreden ten opzichte van het budget. Foto met dank aan Teollisuuden Voima Oy

Kernenergie is dood. Lang leve kernenergie. Kernenergie is de enige weg vooruit. Kernenergie is een rode haring. Kernenergie is te gevaarlijk. Kernenergie is de veiligste energiebron rond. Nuclear is niets. Nuclear is alles.

Het wordt nu algemeen aanvaard dat de wereld snel koolstofemissies om te vechten tegen gevaarlijke klimaatverandering moeten verminderen, maar het 'hoe' van dat proces nog steeds ter discussie. En binnen die discussie, niets lijkt een dergelijke grimmig tegengestelde standpunten als kernenergie te produceren. Sommige deskundigen en advocaten beweren dat koolstofvrije kernenergie vertegenwoordigt de enige echte hoop van het houden van de temperatuur van de planeet onder controle. Anderen beweren dat kernenergie is riskant, onnodig en veel te duur om een ​​deuk te maken.

Dezelfde basisgegevens set - kerncentrales momenteel in het bestaan, die in aanbouw, de status van nieuwe technologieën, de geschiedenis van de kosten en vertragingen, en een paar opvallende ongevallen - produceert die volstrekt tegenstrijdige meningen en voorspellingen. Kernenergie is een Rorschach-test: Je ziet wat je wilt zien - een rooskleurige nucleaire toekomst of een ouderwets dinosaurus in een langzame dood spiraal - als gevolg van uw eigen visie op de huidige en toekomstige energievoorziening. Naar alle waarschijnlijkheid, zal niemand worden bewezen goed of fout voor decennia.

Vandaag en morgen

Kernenergie is vandaag de dag goed voor ongeveer 10 procent van de totale elektriciteitsopwekking rond de wereld. Dit verschilt sterk per land - in de VS kost ongeveer 20 procent, in Rusland en Duitsland is het een beetje lager dan dat, terwijl sommige andere Europese landen krijgen 40 en 50 procent ten opzichte van kernreactoren. Frankrijk is al lang leidde de weg naar verhouding, op meer dan 75 procent (het is de tweede meest totale reactoren, achter de VS). China, al snel opbouwen, trok minder dan 3 procent van zijn elektriciteit uit kernenergie in 2014.

Er zijn wereldwijd 442-reactoren in bedrijf en de International Atomic Energy Agency zegt dat 66 momenteel in aanbouw is. Vierentwintig van hen zijn in China; geen ander land bouwt momenteel meer dan acht.

Dat is nu de nucleaire landschap. De vraag is, hoe zal het veranderen in de komende jaren? En net zo belangrijk, hoe moet het veranderen? De antwoorden op beide zijn afhankelijk van wie je het vraagt.

Het Internationaal Energieagentschap World Energy Outlook 2014, dat een nauwkeurige analyse van kernenergie omvat, projecteert een 60 procent sprong in de wereldwijde geïnstalleerde capaciteit door 2040, met bijna de helft van die groei komt uit China.

"Ik denk dat we zeker nodig hebben in de strijd tegen de klimaatverandering. Dit wordt algemeen erkend ", zegt Jacopo Buongiorno, Een professor in de nucleaire wetenschap en techniek aan het Massachusetts Institute of Technology. "Want nu is er zo'n overweldigende bezorgdheid over klimaatverandering, het is als een vloed die alle boten liften. Iets dat zo schoon wordt gezien gaat omhoog. Ik denk dat het absoluut noodzakelijk is. "

Dat soort kijk op nucleair is niet bijzonder moeilijk te vinden, maar deze ook niet: "Ik denk dat kernenergie helemaal geen noodzakelijk onderdeel is", zegt MV Ramana, een onderzoeksgeleerde bij Princeton's Nuclear Futures Lab. "Kernenergie als aandeel in de opwekking van elektriciteit zal binnen afzienbare tijd alleen maar afnemen. Als we dat als een middel van emissiereducties beschouwen, dan zullen we niet succesvol zijn in het voldoen aan de ambitieuze klimaatdoelen die zijn gesteld "in de recente Paris overeenkomst, Waarin 195 landen afgesproken om de uitstoot fors te verminderen.

In de aanloop naar die overeenkomst, een groep van de meest prominente nucleaire voorstanders - klimaatwetenschapper James Hansen, Stanford's Ken Caldeira en anderen - schreef in de Voogd dat "de nucleaire het verschil tussen de wereld zal maken ontbreekt cruciale klimaatdoelstellingen of deze te verwezenlijken."

Dit werd met bijzonder harde minachting ontvangen Naomi Oreskes, Harvard wetenschapshistoricus en co-auteur van Merchants of Doubt, wie schreef een reactie op de Voogd branding dit "een nieuwe, vreemde vorm van ontkenning."

Het hart van onenigheid Hansen en Oreskes 'met betrekking tot de noodzaak van kernenergie en de technische haalbaarheid van het opschalen van duurzame energie: Zijn er andere energiebronnen voldoende om ons te spenen uit fossiele brandstoffen? Of is de betrouwbare, grootschalige basislastcentrales dat kernenergie levert een noodzakelijk onderdeel van de koolstofarme toekomst (één nieuwe reactor kunnen 1,600 megawatt capaciteit, drie keer de grootte van 's werelds grootste zonne-installaties te bereiken)?

De anti-nucleaire kant van het argument concentreert zich op verschillende onderzoeken die een op hernieuwbare energie gebaseerde manier hebben geïllustreerd om het doel te bereiken, dat goedkoper zou kunnen zijn en vrij van de risico's verbonden aan nucleair. Mark Jacobson, Directeur van de Sfeer / Energy Program aan de Stanford University, heeft gepubliceerd state-specifieke plannen laten zien hoe 100 procent hernieuwbare penetratie zou haalbaar zijn. Het National Renewable Energy Laboratory, onderdeel van het Amerikaanse ministerie van Energie, publiceerde zijn "Hernieuwbare elektriciteit Futures Study"In 2012 en legde een duidelijk pad uit naar 80 procent penetratie in de VS Anderen hebben vergelijkbare routes naar voren getoond.

Als het om een ​​energiebron gaat, zijn het de kosten die aan de basis van de discussie liggen. Nucleaire voorstanders beweren dat er belemmeringen voor het hebben van een rooster volledig draaien op hernieuwbare energie. Buongiorno, bijvoorbeeld, zegt dat de intermitterende van zonne-en windenergie kunnen realistisch alleen worden door het toevoegen van grote hoeveelheden van de opslag van elektriciteit (in de vorm van geadresseerde grote accu's of andere nieuwere tech zoals perslucht) aan het net, en dat zou de aan de gang zijnde "prijzen van hernieuwbare prijzen sterk doen dalen" veranderen.

"Als ik hoor mensen zeggen: 'Oh, de kosten naar beneden komen,' de kosten voor generatie komt misschien naar beneden, maar als het installeren van die capaciteit me dwingt tot energieopslag, moet je die kosten bij elkaar optellen ”, zegt hij. Zie het als het kopen van een auto: de basisprijs klinkt goed, maar het zijn alle opties en add-ons die u zullen pakken. Buongiorno zegt dat hij verwacht dat de kosten van nucleaire constructie zullen dalen, en dat wanneer opslagkosten voor hernieuwbare energie worden meegerekend, nucleair - met zijn betrouwbare, 24/7 output - er als alternatief veel aantrekkelijker uitziet.

Miljarden en Miljarden

Als het om een ​​energiebron gaat, zijn het de kosten die aan de basis van de discussie liggen. Het toevoegen van meer kernenergie aan het net zou een deel van de last op hernieuwbare energie en opslag kunnen verminderen, maar de economie van nucleaire energie zelf zou een onoverkomelijke wegversperring kunnen zijn.

Over het algemeen geldt dat hoe meer ervaring u opdoet met een bepaalde technologie, hoe minder het kost om te bouwen. Dit is dramatisch geïllustreerd met de dalende kosten van wind- en zonne-energie. Nuclear heeft echter de trend overtroffen, in plaats daarvan een soort van "negatieve leercurve" na een tijdje.

Volgens de Union of Concerned Scientists zijn de werkelijke kosten van 75 van de eerste kernreactoren die in de VS zijn gebouwd, over de eerste schattingen van meer dan 200 procent. Meer recentelijk zijn de kosten blijven ballonvaren. Nogmaals volgens UCS, de prijskaartje voor een nieuwe kerncentrale sprong van tussen US $ 2 miljard en US $ 4 miljard in 2002 helemaal US $ 9 miljard in 2008. In andere woorden, het prijsschot van onderen US $ 2,000 per kilowatt begin 2000s tot zo hoog als US $ 8,000 per kilowatt per 2008.

Steve Clemmer, de directeur van energieonderzoek en -analyse bij UCS, ziet deze trend niet veranderen. "Ik zie niet veel bewijs dat we de soorten kostenverlagingen zullen zien waar [voorstanders] over praten. Ik ben daar heel sceptisch over, geweldig als het gebeurt, maar ik zie het niet ", zegt hij.

enkele projecten in de VS lijken bij elke bocht geconfronteerd te worden met vertragingen en overschrijdingen. In september werd 2015, een poging van South Carolina om twee nieuwe reactoren te bouwen in een bestaande fabriek, drie jaar uitgesteld. In Georgië zei een 2015-aanvraag van januari van planteneigenaar Southern Co. dat zijn extra twee reactoren dat zouden doen springen door US $ 700 miljoen in prijs en neem een ​​extra 18-maand in beslag om te bouwen. Deze problemen hebben een aantal grondoorzaken, van vertragingen in licenties tot eenvoudige constructiefouten en er zal waarschijnlijk geen eenvoudige oplossing voor het probleem worden gevonden.

In Europa is de situatie vergelijkbaar, met een paar bijzonder flagrante voorbeelden die de industrie overvallen. De bouw begon voor een nieuwe reactor in de Finse Olkiluoto 3-fabriek in 2005, maar zal pas eindigen na 2018, negen jaar te laat en meer dan US $ 5 miljard over het budget. Een reactor in Frankrijk, waar nucleair de primaire krachtbron is, is dat wel zes jaar achter op schema en meer dan twee keer zo duur als geprojecteerd.

"De geschiedenis van de 60 jaar of meer van de reactor gebouw biedt geen enkel bewijs dat de kosten naar beneden zal komen", zegt Ramana. "Als nucleaire technologie heeft gerijpt kosten zijn gestegen, en alle huidige indicaties zijn dat deze trend zich zal voortzetten."

Sommige deskundigen betwisten echter het idee dat de 'negatieve leercurve "is inherent aan de nucleaire industrie. In een recente paper Ted Nordhaus van de energie-denktank Het doorbraakinstituut wees erop dat de geschiedenis van de bouw van installaties kosten nucleaire verschilt sterk per land. Zuid-Korea, bijvoorbeeld, heeft aangetoond een tamelijk consistent daling van kosten in de tijd; Het geïmporteerd zijn eerste ontwerpen van buitenlandse bedrijven met meer ervaring voordat homegrown ontwerpen pakte, en alle planten in het land zijn gebouwd en eigendom van een enkel hulpprogramma. Nordhaus schreef, "Met het juiste beleid en de juiste instellingen kunnen kerncentrales snel, veilig en goedkoop worden gebouwd."

Toch hebben de meeste landen gezien de kosten te verhogen. Zoals het er nu, alleen China's niet-vrije markt kan zorgen voor een echt snelle opbouw van kerncentrales; de huidige dominantie van de nucleaire bouwwereld het land weerspiegelt dit idee, en de 2016 Five-Year Plan bevat bepalingen goed te keuren en te bouwen zes tot acht nieuwe planten elk jaar.

Samen met prijsstijgingen zweeft het spook van zware ongevallen boven elke discussie over een nucleaire opschaling. De industrie betoogt op zijn beurt dat de voordelen van kernenergie het prijskaartje waard zijn. The Nuclear Energy Institute, dat vertegenwoordigt fabriekseigenaren, bouwers, ontwerpers, leveranciers en aanverwante bedrijven, constateert dat in de VS. kernenergie genereert zoveel $ 50 miljard elk jaar uit verkoop en inkomsten van elektriciteit en biedt ongeveer 100,000-banen. Het gebrek aan koolstofemissies draagt ​​natuurlijk alleen maar bij tot de voordelen.

De Fukushima Shadow

Samen met prijsstijgingen, het spook van de zware ongevallen zweeft boven elke discussie over een nucleaire opschaling. Door de meeste maatregelen kernenergie een van de veiligste vormen van energie ooit bedacht. Maar als het mis gaat, gaat het mis in een spectaculaire en angstaanjagende manier.

Het ongeluk in Fukushima Daiichi in 2011 in Japan leidde tot een stopzetting van alle fabrieken in dat land (met zeer beperkte reactorherstartingen komen pas vorig jaar), en het heeft Duitsland en België ervan overtuigd om de energiebron volledig af te bouwen. Hoewel deze uitfaseringen slechts een handvol van de totale reactoren zullen vertegenwoordigen, zetten ze een rem op het idee van een revolutionaire nucleaire opschaling.

Velen beweren de angstige reacties en fase-outs zijn niet geheel logisch in het kader van de klimaatverandering. Fukushima heeft duidelijk geleid tot een daling van de wereldwijde steun voor kernenergie, maar de publieke opinie nog steeds sterk verschillen per land. In de VS, heeft een Gallup poll over nucleaire favorability hiervoor een daling sinds Fukushima, maar niet dramatisch is. In 2015 publieke steun voor het gebruik van kernenergie zweefde op 51 procent, vanaf een piek van 62 procent in 2010. Uit dezelfde peiling bleek echter dat alleen 35-percenten van mening zijn dat de regering "meer nadruk" moet leggen op nucleair; ter vergelijking, 79 procent wil meer focus op zonne-energie.

Cousins ​​de angst voor een massale kernsmelting zijn zowel de zorgen over de nucleaire wapens proliferatie en bezorgdheid over de verwijdering van afvalstoffen. Verbruikte splijtstof wordt momenteel opgeslagen op het terrein van de nucleaire installaties in pools van water of verzegeld in een droge vat opslag en tientallen jaren oude argumenten meer dan geologische repositories zijn waarschijnlijk niet worden opgelost op korte termijn. Wat wapens kerncentrales produceren plutonium tijdens hun reacties, die kunnen worden gemaakt in bommen als er genoeg wordt opgebouwd; terrorisme en diefstal zijn dus constant zorgen. Beide kwesties werken om de schaduw van de risico's die zich uitstrekt achter kernenergie uit te breiden, en beide missen onmiddellijke oplossingen.

Technologische doorbraken?

Aanhangers van kernenergie hopen dat nieuwe technologieën de economie zullen verbeteren en de angstfactor zullen verminderen. Er zijn voortdurende inspanningen om te ontwikkelen kleine modulaire reactorenDie produceren ongeveer een derde of minder van de output een full-size reactor en kan theoretisch sneller en goedkoper te bouwen. Allison Macfarlane, directeur van de George Washington University Centrum voor Internationaal Wetenschaps- en Technologiebeleid en voormalig voorzitter van de Amerikaanse Nuclear Regulatory Commission, Merkt op dat van de verschillende bedrijven die actief zijn in de volgende slechts één (NuScale Power) wordt momenteel verwacht om applicatiemateriaal daadwerkelijk in te dienen bij toezichthouders in 2016 - een stap die nog steeds bestaat jaar verwijderd van de werkelijke functioneren reactoren.

Andere technologische eenhoorns, hoewel in veel gevallen op de tekentafel voor tientallen jaren, nog steeds in de verte: de verschillende brandstoffen, zoals thorium, gesmolten zout reactoren gekoeld, Zelfs planten voortbouwend op drijvende platforms zoals die gebruikt worden voor olieboringen (een project dat Buongiorno bij MIT is zwaar betrokken bij) Zijn allemaal op de tafel. Deze zijn potentiële voordelen variëren: Een drijvende installatie kan zeewater als een goedkope en eenvoudige manier om de reactor te koelen te gebruiken en zou een aantal van de veiligheid angsten te verlichten door het houden van de plant uit de buurt van mensen en in de buurt van een koelmiddel moet een ongeval; thorium kon afval te verminderen en energie te produceren efficiënter, hoewel een UK overheidsrapport in 2013 noemde de voordelen "overdreven" en experts hebben gewaarschuwd het zou proliferatie risico's te verhogenund gesmolten zouten kunnen werken bij lagere drukken dan standaard watergekoelde reactoren, wat enig veiligheidsvoordeel biedt.

Nucleair onderzoek en ontwikkeling bewegen echter in slakkengang, grotendeels om veiligheidsredenen. Als het doel een snelle emissiereductie is, is het onduidelijk of een van deze nieuwe technologieën een rol kan spelen.

"Ik denk dat we nodig hebben om wat werk te doen op het, kijken of we een aantal nieuwe technologieën kunnen ontwikkelen, maar ze zijn niet van plan om een ​​oplossing op korte termijn helemaal," zegt Macfarlane over de kleine modulaire reactoren. "Sommige van deze andere dingen die alleen op papier bestaan ​​op dit moment? Ik denk dat ze veel verder uit. "

Clemmer van UCS is het ermee eens dat de komende 15-jaren waarschijnlijk niet veel van een nucleaire revolutie zullen vertonen. Hij zegt dat de periode 2030 tot 2050 een cruciale periode voor nucleaire activiteiten zal zijn, met veel bestaande fabrieken in de VS en elders vanwege pensionering - de IEA-projecten bijna 200 reactiereserves door 2040. In die tijd kon misschien een deel van de nieuwe technologie op de markt komen.

wisselende perspectieven

In de komende jaren zal het misschien te maken hebben met hoe dramatisch de effecten van klimaatverandering zijn om de ravage in Rorschach tot een helder beeld te dwingen.

"Naarmate de tijd vordert, en de gevolgen van de klimaatverandering steeds reëler worden - droogte en hittegolven en zeespiegelstijging en stormvloed, overstromingen aan de kust, krachtiger orkanen en verwoestende stormen en dat soort dingen zijn ook een wake-up call voor mensen ", zegt Clemmer. "Hopelijk is het op een gegeven moment voldoende om wakker te worden en zullen we actie eisen om de klimaatverandering aan te pakken en emissies te verminderen. In die wereld is er misschien meer een positief licht dan op nucleair. "

Macfarlane suggereert ook dat de veranderende perspectieven op energie-eisen nucleaire fortuinen kunnen verschuiven. "We gaan door middel van deze verschillende overgangen als samenleving," zegt ze. In het verleden zijn deze overgangen hout vervangen kolen om steden groeien en gemengd met olie een boom voeden transport.

"Nuclear heeft nog nooit aan zo'n behoefte voldaan", zegt ze. "We gaan door een andere transitie waar we onze energiebronnen koolstofvrij moeten maken, en misschien zal het nu meer van een natuurlijke behoefte voorzien. We zullen zien."