In de Chinese woestijnstad Wuwei is de Thorium testcentrale gereed.
De Thorium centrale is gebouwd volgens het Oak-Ridge ontwerp uit de 60-er jaren. 

(foto: Thorium Energy World)

De capaciteit is 2 Megawatt. De oplevering is na 10 jaar voorbereiding en 4 jaar bouwen.  Kernreactors die van het ruim voorradige Thorium gebruik maken kunnen de planeet vele honderden jaren van energie voorzien. China voorziet in 2060 klimaat neutraal te zijn in energieverbruik.

Bron 2022-10-19 https://www.deingenieur.nl/artikel/chinese-gesmoltenzoutreactor-mag-van-start

Een Thorium centrale stelt minder hoge eisen aan de omgeving en is kleinschalig in te zetten. Het proces is onder atmosferische druk en het voorkomen van kern smelting is intrinsiek ingebouwd. Het verval van radio actief afval is kort durend (300 jaar).

De gesmolten zout techniek maakt het mogelijk om een Thorium centrale modulerend in plaats van stationair in te zetten. Piekbelastingen op het net kunnen hiermee worden opgevangen. 

 

 

 

Modulaire kernenergiecentrales maken schaalbare energie voorziening mogelijk. 

Een voordeel is dat de goedkeuring van de module geen beperking in de totale capaciteit vastlegt. Door de beperkte omvang per module kan de centrale in een fabriek worden gebouwd in plaats van on-site. Het is relatief makkelijker om tot een gecertificeerde mobiele centrale te komen met een site permit dan tot een on-site gebouwde centrale met een construction permit. Ook buitengebruikstellings eisen worden hiermee sterk vereenvoudigd. 

Overzicht van de ontwikkelingen mbt kleine nucleaire energiecentrales van de World Nuclear Association, november 2020. Small Nuclear Power Reactors

Babcock & Wilcox is specialist in kleine nucleaire reactors ondermeer voor scheeps aandrijving. De organisatie heeft recent de ontwikkeling van de eigen mPower Modular Plant Reactor gepauzeerd om handen vrij te hebben als toeleverancier voor andere projecten. 

Begin 2018 staan er 300 windmolens in het Nederlandse deel van de Noordzee die samen 1 Gigawatt stroom opwekken. 

Het rapport van het Planbureau voor de Leefomgeving, "De toekomst van de Noordzee", meldt dat een zestigvoudig aantal nodig is om de doelstellingen voor 2050 te halen. Het plaatsen van windmolens kan inmiddels zonder subsidie. Vanaf 2023 wil de Nederlandse overheid het aantal windmolens op zee met 1 gigawatt per jaar laten toenemen. 

 

Voor de opslag van energie kan mierenzuur worden gebruikt. Mierenzuur (CH2O2) kan worden gesplitst in CO2 (kooldioxide) en H2 (waterstof). In een volgende stap kan waterstof worden omgezet in elektrische energie. Met dit systeem rijden bussen en er is een aggregaat in gebruik door BAM (link). Mierenzuur is in pure vorm licht corrosief en goed op te slaan. Deze techniek is geschikt voor het kerndoel om voor brandstoffen geen nieuwe CO2 bovengronds te halen. Er is energieverlies in het proces en klimaatneutrale CO2 winning is lastig. De rookgassen van biomassa centrales zijn leverancier van klimaatneutrale CO2 (link). Ook kan de pure CO2 weer uit het elektrolyseproces worden teruggewonnen. 

 

De MSCR (Molten Salt Cooled Reactor) maakt gebruik van gesmolten zout (600-700 graden Celcius) als medium voor de kernsplijtings grondstof en als distributiemiddel voor de daarbij opgewekte warmte-energie.

Het splijtingsproces kan intrinsiek veilig worden opgezet; het proces stopt als de temperatuur daalt of bij stijging als het vloeibare zoutmengsel na smelten van een veiligheidplug door zwaartekracht wordt gedraineerd.

Met het gebruik van het overvloedig beschikbare Thorium als brandstof kan bestaand kernafval worden mee verbrand. De afbraaktijd daarvan wordt verkort met een factor 1000 tot circa 300 jaar.

Een 10-100 megawatt MSCR kan met bestaande techniek in twee jaar tijd gebouwd en operationeel zijn. Dit type centrale werd in de zestiger jaren met succes beproefd. De bouwkosten van de reactor bedragen eur 20 miljoen (2019).

De eerste proces-herstart in Nederland is in gang gezet in 2017. De inzet van splijtstof als brandstof is de enige realistische manier om de Europese klimaat doelstellingen voor 2050 volledig te halen. Het is de enige nu beschikbare nieuwe energiebron om Global Warming substantieel te kunnen beperken.

De Nederlandse Stichting Thorium MSR is vanaf 2020 met een vervolgonderzoek gestart dat naar concrete resultaten zal leiden. Het onderzoek benut de unieke faciliteiten van de onderzoeks kerncentrale in Petten.

Een Gesmolten Zout Thorium Centrale laat zich aansluiten op het bestaande distributienetwerk voor energie. De centrale is geschikt als opvolger voor buiten gebruik te stellen centrales. 
Een Thorium centrale is niet afhankelijk van koelwater en kan wereldwijd worden ingezet op intrinsiek veilige lokaties. 

Toepassingen voor een Thorium centrale:
-vaste, hoge densiteit energiebron (energiecentrale)
-mobiele, schaalbare energiebron (propulsie)
-hoge temperatuur energie (raffinage, aardgas naar diesel)
-schaalbare en schakelbare energiebron (energienet balancering)
-Co2 verwerking (mierenzuur)

Het Shanghai Institute heeft een eigen legering ontwikkeld voor de omstandigheden in een Thorium centrale, GH3535, zo vertelde  dr. Ruobing Xie. De legering heeft de test in 2017 op corrosie door het gesmolten zout goed doorstaan. De beschadiging is niet meer dan 20 µm per jaar.

Bronnen:

eRisk-Group_rapport_De-rol-van-kernenergie_20201202.pdf
https://www.thmsr.com/nl/
http://www.janleenkloosterman.nl/
https://www.shell.nl/klanten/commercialfuels/gtl/process.html
https://www.technischweekblad.nl/nieuws/consortium-schaalt-mierenzuurproductie-op/item10359
https://www.deingenieur.nl/artikel/thorium-reactor-heeft-nodige-haken-en-ogen

https://www.youtube.com/watch?v=uQ_Fvvb6Q7A NPO Interview met Professor Kloosterman en hoogleraar Kees de Lange.