Terwijl de wereld worstelt met een klimaatnoodsituatie als gevolg van de koolstofemissies van de grootschalige verbranding van fossiele brandstoffen, is er hernieuwde belangstelling voor kernenergie, met name in de nieuwe generatie kleine modulaire reactoren.

Het Intergouvernementeel Panel inzake klimaatverandering (IPCC) van de VN voorspelt in zijn zesde beoordelingsrapport, dat op 9 augustus is gepubliceerd, dat de gemiddelde luchttemperatuur wereldwijd tegen 2040 met meer dan 1,5 graad Celsius kan stijgen ten opzichte van het pre-industriële niveau. uitstoot drastisch.

Volgens de Overeenkomst van Parijs van 2015 moeten alle landen doelen stellen om binnen de limiet van 1,5 graden Celsius te blijven en te werken aan een koolstofneutraal doel door alternatieven te vinden voor steenkool, olie, aardgas en andere fossiele brandstoffen.

Van de vele alternatieven winnen kleine modulaire reactoren - door de International Atomic Energy Association gedefinieerd als kernreactoren met een capaciteit van 300 megawatt of minder (conventionele reactoren produceren 1.000 megawatt of meer) - omdat ze een minimale ecologische voetafdruk hebben. Ze nemen ook veel minder ruimte in beslag dan conventionele energiecentrales of wind- en zonneparken die hernieuwbare energie produceren.

Nanda Kumar Janardhanan, die energiestudies doceert aan de Jawaharlal Nehru University, New Delhi, en operationeel coördinator in Zuid-Azië voor het Institute for Global Environmental Strategies, Japan, zegt dat "in tegenstelling tot conventionele grote kerncentrales, die een decennium of langer kunnen duren om te bouwen en operationeel te worden, kunnen kleine reactoren in een fractie van die tijd klaar zijn "omdat ze klein genoeg zijn om in een fabriek te worden vervaardigd en naar de operationele locatie te worden getransporteerd.

"Landen die schone energievoorziening nodig hebben, kunnen mogelijk kleine modulaire reactoren gebruiken als alternatief voor de afhankelijkheid van thermische energie die schadelijk is voor het milieu. Dit is een van de directe voordelen die het biedt voor klimaatmitigatie", zegt Janardhanan. Naarmate de vraag naar waterstof als brandstof voor transport en industrie groeit, kunnen kleine modulaire reactoren ook de energie leveren die nodig is om waterstof te genereren, voegt hij eraan toe.

"Ondanks deze voordelen zal het bredere gebruik van kleine modulaire reactoren een transformatieve verandering in veiligheidsmaatregelen vereisen om het vertrouwen van het publiek op te bouwen en acceptatie te krijgen", zegt Janardhanan, verwijzend naar rampen zoals Tsjernobyl en Fukushima "die hebben geleid tot anti-nucleaire percepties tussen bepaalde samenlevingen of mensen."

Rol in de nucleaire industrie

Kernenergie biedt een kans om vooruitgang te boeken in de richting van de doelstellingen van het Akkoord van Parijs, zegt de World Nuclear Association (WNA). Een witboek dat op 27 mei door de WNA is vrijgegeven, suggereert dat de angst voor de risico's van kernenergie heeft geleid tot de acceptatie van fossiele brandstoffen, ondanks het feit dat miljoenen voortijdige sterfgevallen door luchtvervuiling zijn veroorzaakt en heeft bijgedragen aan klimaatverandering.

In reactie op het zesde beoordelingsrapport van het IPCC herhaalde WNA-directeur-generaal Sama Bilbao y León in het witboek de eis dat regeringen, regelgevers en de industrie samenwerken om de inzet van nieuwe nucleaire projecten, waaronder kleine modulaire reactoren, te versnellen om een ​​snelle decarbonisatie te bevorderen.

Karthik Ganesan, fellow en onderzoeksdirecteur bij de Council on Energy, Environment and Water in New Delhi, zegt dat Azië een regio is waar de kernenergiecapaciteit toeneemt. "De ontwikkeling van Azië (China, India) en ontwikkeld Azië (Korea en Japan), die al grote civiele nucleaire programma's beheren, moeten blijven investeren in kleine modulaire reactortechnologie", zegt Ganesan.

"Maar om het kleine modulaire reactorconcept in Azië te laten slagen, moet het voldoen aan de primaire eisen van verhoogde veiligheid, eenvoud in constructie en bediening en in economisch opzicht vergelijkbaar zijn met conventionele kerncentrales", zegt Ganesan.

Andere topexperts zijn minder optimistisch over de vooruitzichten voor kleine modulaire reactoren die het komende decennium een ​​belangrijke rol gaan spelen bij het koolstofvrij maken.

"De mensheid heeft niet de tijd om te investeren in kleine modulaire reactoren - het klimaatprobleem is urgent", zegt M.V. Ramana, een natuurkundige aan het Nuclear Futures Laboratory, Princeton University, die werkt aan kernenergie in de context van klimaatverandering en nucleaire ontwapening .

"Hele toeleveringsketens zouden moeten worden opgezet nadat de eerste kleine modulaire reactoren zijn gebouwd, getest en bewezen", vertelt Ramana aan SciDev.Net. "Er is geen realistisch vooruitzicht dat het de noodzaak om snel over te schakelen naar een koolstofvrij elektriciteitssysteem aanzienlijk kan verminderen."

In een paper gepubliceerd in juli in het Bulletin of the Atomic Scientists , betoogt Ramana dat kernreactoren die voldoende elektriciteit opwekken om bij te dragen aan klimaatmitigatie, complexe technologieën nodig hebben om de reacties te beheersen en om te gaan met producten van radioactieve splijting.

Proliferatierisico's

Ramana is ook bezorgd dat, aangezien kleine en middelgrote reactorprojecten doorgaans clusters van verschillende kleine reactormodules omvatten, er een verhoogd risico is op nucleaire proliferatie.

"Elke reactor is een potentiële bron van plutonium of verrijkt uranium of beide - hoe meer kernreactoren, hoe groter het potentieel om kernwapens te maken. Iedereen die toegang heeft tot deze materialen staat veel dichter bij een kernwapen", zegt hij. .

Like their larger counterparts, small modular reactors will also produce radioactive nuclear waste, the safe disposal of which is yet to be resolved satisfactorily. Ramana's paper says that the 1982 Nuclear Waste Policy Act in the US envisaged deep geological burial by 1998 but the US government continues to pay billions of dollars in fines for failing to take charge of spent fuel.

Such concerns have not stopped the development of small modular reactors. According to the International Atomic Energy Agency (IAEA), over 70 SMR designs are either under construction or being developed in 18 countries.

The world's first small modular reactor plant, located in Russia's remote Chukotka region, has been operational since 2019 December, while Argentina is developing a 25-megawatt plant, intended for small grids, according to IAEA. A small modular reactor plant in China's Shidao Bay is slated to begin operation in 2021.

India, which has an advanced nuclear power program with an installed capacity of 7,480 megawatts, has plans to develop small modular reactors partly based on its vast reserves of thorium, according to Sunil Ganju, a member of the nuclear controls and planning wing of India's Department of Atomic Energy.

Speaking at a February webinar on small modular reactors, organized by the India Energy Forum, Ganju said a 500-megawatt "protype fast breeder reactor" being developed at Kalpakkam, Tamil Nadu state, could be classified as a small reactor.

According to Janardhanan, the advantage of nuclear power is that it is a mature technology with a proven history of investment of millions of research hours. "The fact that there is hardly any other mature technology available makes it important for clean energy supply."