Kernenergie in 2050 HOR and HPTC Reactor Instituut Delft Jan Leen Kloosterman 1 HollandPTC 2 OYSTER Koude neutronen bron Langzame neutronen makkelijker te focusseren in bundels beter te gebruiken in instrumenten en faciliteiten Bestralingsfaciliteiten Nieuwe faciliteiten Bestralingsomstandigheden verbeteren Instrumenten voor materialen onderzoek Nieuwe instrumenten 3 4 OYSTER Instrumenten voor materialen onderzoek OYSTER Instrumenten voor materialen onderzoek polymeren eiwitten cellen moleculen polymeren eiwitten cellen diverse objecten 0,00001 mm 0,001 mm 0,1 mm 0,00001 mm 0,001 mm 0,1 mm 10 mm FISH PEARL FISH ROG SESANS SANS 5 ROG SESANS SANS 6 1
Gezondheid Energie: Magnetocalorische matl 2 voorbeelden: Ontwikkeling van een nieuwe PET/MRI scanner voor verbeterde diagnose van borstkanker Productie van 166 Ho (holmium) melkzuurbolletjes met Delftse neutronen voor een innovatieve behandeling van leverkanker (UMCU) 7 Magnetocalorische materialen: Warmen op in magneetveld Koelen sterk af wanneer magneetveld wegvalt Grote maatschappelijke impact: 50% energiezuiniger is dan compressortechnologie Andersom kan ook! Kou van buiten omvormen tot warmte binnen - ⅕ e van energie nodig die conventionele elektrische kachel gebruikt. 8 Energie: Lithium batterijen Nieuwe batterij-materialen: duurzamer, sneller en praktischer te maken Neutronen diepte profilering Laden en ontladen (ion bewegingen) van de batterijen voor het eerst in beeld. Interne weerstand in gewone batterijen in kaart gebracht Positieve beïnvloeding van deze weerstand geeft betere batterij. Li-ion batterijen kunnen veel efficiënter na onderzoek met Delftse neutronen enorme efficiency-winst wordt verwacht. Nuclear energy: Molten Salt Reactor Research in the Netherlands: 1. Structural materials 2. Chemistry of salts 3. Helium bubbling in salts 4. Fuel salt properties 5. Safety analysis of MSR In close cooperation with: CNRS, Grenoble 9 10 European SAMOFAR project Safety analysis of the Molten Salt Fast Reactor 11 12 2
Nucleair Nederland (energie) Nederlandse nucleaire infrastructuur 13 Technopolis, 2016 14 Electricity Electricity production use in European the Netherlands Union Electricity Energy production use in the European Netherlands Union Total energy consumption 3330 PJ/a oil 38%, gas 44%, coal 10% 3500 Wp=3000 kwh/a 46% Household 4000 kwh/a Total 28000 kwh/a 15 4000 kwh/a 28000 kwh/a 218 GJ/a 832 GJ/a 16 Wereldbevolking en energieverbruik Country Population (million) Electricity (kwh/cap) World 6958 2933 1.88 OECD 1241 8226 4.28 China 1351 3312 2.03 Asia 2313 823 0.69 Africa 1045 592 0.67 Energy (Mtoe/cap) IEA, Key world energy statistics, 2013 data from 2011 17 18 3
Jazz (2050) Energy demand +60% CO2 production +35% Nuclear share 4% Symphony (2050) Energy demand +27% CO2 production -35% Nuclear share 11% Scenario studies 2050 TVO, Olkiluoto, Finland 19 www.psi.ch/eem/wec-comparison 20 Bottom up approach based on nuclear power programmes Energy consumption The experts consider all the operating reactors, possible licence renewals, planned shutdowns and plausible construction projects foreseen for the next several decades. They build the projections project by project by assessing the plausibility of each in light of, first, the low projection s assumptions and, second, the high projection s assumptions. 21 IAEA, RDS 1/36, 2016 22 IAEA, RDS 1/36, 2016 23 IAEA, RDS 1/36, 2016 24 4
Energy consumption per capita 2015 2050 Electricity consumption per capita 2015 2050 IAEA, RDS 1/36, 2016 25 IAEA, RDS 1/36, 2016 26 Conclusions for 2050 Roadmap voor kernenergie in NL Energy requirements times 3 Electricity generation times 3 Nuclear electricity times 1.5 to 3 Nuclear share 3-5% (of total energy) 27 28 Energieverbruik in Nederland Verloop transitiepaden 29 Rijk zonder CO2, RLI, 2015 30 5
Elektriciteit in Nederland 40% totaal verbruik (incl omzettingsverliezen) Voornamelijk aardgas en steenkool (>80%) Hernieuwbaar inclusief biomassa (10%) Nucleair 4% Transport in Nederland 20% van totaal Redelijk constant Spoorwegen 2% Nieuwe brandstoffen (elektrisch/waterstof) kansen voor nucleair 31 32 Warmtevraag in Nederland 40% van totaal Groot aandeel lage temp Diverse toepassingen Mogelijkheden besparing (elektriciteitsverbruik ) Raffinage olieproducten Synthetische brandstoffen Inzet kernenergie korte termijn Bedrijfsduurverlenging Borssele (60 80) Nieuwe LWR s met vermogen van 3000 MWe (20% totale elektriciteitsproductie) Lastvolgproductie mogelijk tussen 50-100% met variatie van 5%/min Gebruik restwarmte 33 34 Inzet kernenergie middellange termijn Hoge Temperatuur gasgekoelde Reactoren Klein (250 MWth), modulair, warmte-kracht Sterke kennisbasis in Nederland op gebied HTR Inzet kernenergie lange termijn (Snelle) reactoren met gesloten splijtstofcyclus Betere benutting van uranium en/of thorium Twee opties: Metaalgekoelde snelle reactoren (LMR) met uranium Gesmolten zout reactoren (MSR) met thorium Sterke kennisbasis in Nederland op gebied MSR 35 36 6
Hoogambtelijke werkgroep nucleair landschap 2050 Drie doelen: Nucleair landschap in Nederland Financiele risico s voor overheid Beleidsopties voor de toekomst 37 38 Hoogambtelijke werkgroep Drie functies: Drie scenarios: Medisch Afbouwen Continueren Intensiveren Medisch Energie Onderzoek Afbouwen Continueren Intensiveren Geen Pallas Risico tekort aan isotopen Pallas-medisch Financiele zekerheid Leveringszekerheid Nederlandse zorg Pallas-medisch Lighthouse Financiele zekerheid Leveringszekerheid Nederlandse zorg Publieke investeringen 39 40 Energie Afbouwen Continueren Intensiveren Onderzoek Afbouwen Continueren Intensiveren KCB sluit in 2033 of eerder Ontmantelingskosten exploitant Geen nieuwe kerncentrales KCB sluit in 2033 Ontmantelingskosten exploitant Nieuwe kerncentrales alleen vanuit markt KCB sluit in 2033 Ontmantelingskosten exploitant Nieuwe kerncentrales 1,6 GW Overheidsbijdrage 584 M /jaar Geen Pallas NRG: stralingsbescherming, afval, ontmanteling (SBAO) RID: fundamenteel onderzoek Pallas-medisch NRG: SBAO, medisch Pallas-medisch-onderzoek Publieke bijdrage Pallas NRG: SBAO, medisch en kernenergieonderzoek RID: fundamenteel onderzoek Indien Pallas-onderzoek: RID: fundamenteel NRG kernenergie onderzoek Publieke bijdrage Pallas 41 42 7
HAW beleidssuggesties, KCB sluit in 2033 Pallas-medisch met financiele- en leveringszekerstelling Kernenergie overlaten aan markt met financiele zekerstelling Pallas-onderzoek alleen privaat HAW manco s Relevantie kernenergie alleen gebaseerd op huidige bijdrage (4% electriciteit), niet op potentiele bijdrage aan CO2 vrije energie De gevolgen van niets doen wel beschouwd voor medisch, maar niet voor energie De unieke bijdrage van de Nederlandse onderzoeksvoorzieningen aan de mondiale ontwikkeling van de thorium-msr zijn niet onderkend 43 44 Algemene conclusies Wereldwijd groeit kernenergie, maar minder sterk dan energieverbruik Nieuwe kernenergie in Nederland alleen als de markt sterk verbetert Thanks for your attention 45 46 8