Toepassingen
De meeste mensen denken bij kernenergie aan de productie van elektriciteit met kerncentrales. En dat is momenteel ook de belangrijkste toepassing van kernenergie. In Nederland hebben we momenteel 1 werkende kerncentrale, die in Borssele. Deze heeft een elektrisch vermogen van circa 480 MW. Dat is niet bijzonder veel of weinig in de Nederlandse context. Er zijn elektriciteitscentrales op verbranding van afval of biomassa met vermogens tot enkele tientallen MW's. En gascentrales met vermogens tussen 10-tallen MW's en honderden MW's en zelfs eentje met 1300 MW. Tenslotte zijn er nog enkele kolencentrales met relatief grote vermogens tussen de 600 en 1500 MW.
Moderne zogenoemde '3de generatie' kerncentrales die op de markt verkrijgbaar zijn, hebben vaak vermogens (per kerncentrale-eenheid) tussen de 1000 en 1600 MW. Er is een overzichtelijk aantal leveranciers, maar toch voldoende keuze voor potentiële klanten. Deze relatief grote centrales worden allen vermarkt als productie-eenheden voor de productie van elektriciteit.
Kerncentrales zijn net als fossiel gestookte centrales, zogenoemde 'thermische' centrales, die middels geproduceerde hitte, water verhitten tot stoom. Met deze stoom worden (eenvoudig gesteld) turbines in beweging gebracht, die op hun beurt grote generatoren (soort dynamo's) aandrijven en daarmee elektriciteit opwekken. Maar een deel van de warmte (meer dan een derde) wordt omgezet in elektrische energie, de rest is warmte, dat wordt afgevoerd middels het koelwater.
Deze restwarmte in het geloosde koelwater, zou in principe een nuttige toepassing kunnen vinden in voorverwarming van fabrieksprocessen en kassen van de agrarische sector en de verwarming van gebouwen.
Er worden ook kerncentrales vermarkt, die een kleiner elektrisch vermogen hebben (meestal tot circa 300 MW), de zogenoemde Small Modular Reactors (SMRs). In de aanprijzingen worden verschillende argumenten aangevoerd zoals kleiner te investeren financieel vermogen per eenheid, kortere bouwtijd in prefab modules, makkelijkere inpasbaarheid in lokale infra etc. Maar sommige van deze centrales worden ook aangeprezen voor de productie van warmte voor industriële processen of de productie van waterstofgas - dit alles op basis van technische eigenschappen die per type SMR verschillend kunnen zijn.
Hydrogen produced with nuclear power, with various routes possible. Credits image: IAEA
Doorgaans wordt waterstof in de industrie gemaakt met het zogenoemde stoom methaan reforming proces, wat een zeer energie-intensief proces is waarbij veel koolstofdioxide wordt uitgestoten. Er zijn echter diverse routes waarlangs je met kernenergie deze waterstofproductie efficiënter kan doen en zonder uitstoot van broeikasgassen zoals koolstofdioxide.
Natuurlijk kan men warmte en elektriciteit vanuit een kerncentrale gebruiken voor het gebruikelijke stoom-methaan reforming proces (links). Maar logischer is het andere opties te gebruiken voor de productie van waterstof.
