Uranium is de grondstof voor kernenergie. Het is een element dat van nature in de aarde voorkomt en behoort tot de groep van de zware metalen. Het bijzondere aan uranium is dat het een radioactief element is. ‘Radioactief’ betekent: het element verliest steeds kleine deeltjes van zichzelf, en hierbij komt energie vrij. Dit doet het van nature, zonder enige prikkel van de buitenwereld. Als je een heleboel deeltjes van het juiste uranium verzamelt, komt er een aanzienlijke hoeveelheid energie vanaf. Naast energie komt er ook radioactiviteit vrij. Als de straling in je lichaam terechtkomt dan kun je er ziek van worden of in het ergste geval zelfs aan doodgaan.

Uraniummijnen

Uranium komt overal op aarde voor, in zeer lage concentraties. Alleen op die plekken waar de concentraties iets hoger zijn dan normaal (dit is vanaf 0.01% van alle deeltjes in een gesteente) kan het rendabel zijn om het uranium te winnen, bijvoorbeeld in een uraniummijn. Een mijnbouwbedrijf onttrekt het natuurlijk uranium uit uraniumerts en maakt gebruik van chemische processen om een poedervormig concentraat van uranium te produceren. Dit uraniumconcentraat wordt meestal geproduceerd in de vorm van ‘yellow cake’: een okergeel poeder. Niet alle geproduceerde concentraten zijn yellow cake, maar vaak wordt alle uraniumconcentraat voor het gemak ‘yellow cake’ genoemd. Het geproduceerde uraniumconcentraat wordt bij de mijn in containers verpakt en kan daarna worden verkocht. Het gaat dan eerst naar verrijkingsfabrieken, waar het gehalte aan Uranium-235 verhoogd wordt. Pas dan kan het geschikt gemaakt worden voor splijtstofstaven, die in kerncentrales gebruikt worden.

Uraniummijnbouw verwoest nu al hele landstreken in landen als Kazachstan, Canada, India, Australië, Namibië, Malawi en Niger. De bevolking profiteert niet en de natuur wordt verwoest. Het deels Nederlandse uraniumverrijkingsbedrijf URENCO is een van de grote afnemers. Het levert uranium voor circa 170 kerncentrales wereldwijd. Wil je meer weten over de nadelen van uranium-mijnbouw, bekijk dan de uitgebreide informatie, die we eerder hierover schreven. Of ga naar de Engelstalige website die speciaal over dit onderwerp wordt bijgehouden.

Uraniumvoorraad

Er is nog genoeg uranium voor de komende tientallen jaren. Er zijn veel minder kerncentrales in bedrijf dan in het verleden verwacht werd. Volgens de in Londen gevestigde World Nuclear Association is vanaf 1945 tot 2022 in totaal wereldwijd meer dan 3 miljoen ton uranium gewonnen (zie tabel 1).

Tabel 1. Uraniumwinning 1945-2022 in tonnen

Bron – World Nuclear.org

Volgens het Nucleair Energie Agentschap (NEA) in Parijs zijn de bewezen en geschatte voorraden uranium 3,8 miljoen ton. Daar komt nog eens 2,3 miljoen ton bij op grond van redelijk betrouwbare gegevens die nog nader getoetst moeten worden. Samen gaat het dan om circa 6 miljoen ton, die het NEA de “geïdentificeerde voorraad” noemt en die winbaar is tegen kosten van 130 dollar per kilo (tabel 2).

Tabel 2.Voorraad uranium in tonnen en percentage per land

Bron – Nuclear Energy Agency 2023

Hoelang gaat de uraniumvoorraad mee?

Er is dus nog iets meer dan 6 miljoen ton winbaar uranium voor een prijs tot $ 130,-/kg . Opvallend is dat het NEA in tegenstelling tot eerdere rapporten ook uranium is gaan noemen dat winbaar is tegen kosten van $ 260,-/ kg. Bij die prijs is de voorraad bijna 8 miljoen ton uranium.

Alle kerncentrales wereldwijd hebben een opgesteld vermogen van 393 GW en gebruiken jaarlijks zo’n 60.000 ton uranium. Een simpele rekensom leert dat bij het huidige gebruik er dus nog voor zo’n 131 jaar voldoende brandstof is.

De nucleaire sector heeft echter grote plannen en wil veel meer kerncentrales bouwen. Stel dat de droom van de nucleaire liefhebbers wordt gevolgd en het aantal verdubbelt. Dat zou betekenen dat de voorraad al over 65 jaar op is. Dan komt de veel geroemde levensduur van kerncentrales in een ander daglicht te staan. In de sector wordt wel eens geroepen dat kerncentrales 100 jaar mee kunnen. Maar helaas voor die kerncentrales is er helemaal geen brandstof om het 100 jaar uit te zingen.

Overigens is er met terugwerkende kracht ook nog een rekensommetje te maken. Stel dat alle landen in de jaren ’80 het voorbeeld van Frankrijk hadden gevolgd. Dan zou kernenergie zo’n 70% van alle elektriciteit moeten leveren. Wereldwijd is dat aandeel momenteel 10 % van de wereldproductie. We zouden dan dus jaarlijks geen 60.000 ton nodig hebben, maar meer dan zeven keer zoveel, zo’n 420.000 ton. We kunnen bij benadering uitrekenen dat de totale geïdentificeerde voorraad van 8 miljoen ton dan in 19 jaar zou zijn opgemaakt. Met andere woorden, hadden we het Franse voorbeeld gevolgd en in 1985 7 x zoveel kerncentrales gehad, dan was in 2004 alle winbare uranium op geweest! En stonden al die kerncentrales nu al bijna 20 jaar stil.

Is er niet veel meer uranium te gebruiken?

In de nucleaire sector is de hoop gevestigd op een drietal ontwikkelingen.

Ten eerste is er veel meer uranium in de wereld, maar bevindt dat zich in opgeloste vorm in de oceaan. Het gaat dan om extreem lage concentraties. In totaal zou het gaan om 4 miljard ton! Als er technieken worden gevonden om dit op een economische rendabele manier uit het zeewater te halen, dan is er plotseling nog voor 10.000-den jaren voldoende uranium. De grote vraag is echter of dit ooit gerealiseerd kan worden. Uit China komen berichten dat men proefopstellingen heeft gebouwd om de uranium uit het oceaanwater te halen maar of dit tot resultaten zal leiden is volstrekt onbekend.

Een tweede vaak genoemde ontwikkeling is het concept van een kweekreactor. Die zou meer brandstof produceren dan er in wordt gestopt. Er zijn in de afgelopen jaren enkele experimenten geweest en wereldwijd draaien ook enkele reactoren met dit concept. Het komt echter maar niet van de grond en het is de vraag of de technische problemen opgelost kunnen worden.

Tenslotte wordt er veel gespeculeerd over de grote rol die thorium als brandstof zou kunnen leveren. Thorium is in veel grotere hoeveelheid beschikbaar. Maar het nadeel is dat er nog geen thoriumcentrales bestaan en dat er nog veel onderzoek nodig is.  WISE heeft eerder hier een uitgebreide fact-sheet over geschreven.

Conclusie

Al met al is er bij het huidige gebruik van uranium nog voorraad voor 130 jaar. Worden er echter meer kerncentrales gebouwd en dus het gebruik van uranium intensiever, dan neemt dat snel af. Uranium is nu eenmaal een eindige grondstof. Dat betekent dat hoe dan ook de rol van de nucleaire sector in het oplossen van klimaatproblemen zeer beperkt zal zijn. En relatief kort want als het uranium op is, zal er een andere oplossing gevonden moeten worden. Voor WISE is dat reden om kernenergie als een afleiding voor het klimaatprobleem te zien en toe te werken naar échte oplossingen.  De oplossingen die de nucleaire sector aanvoert, berusten tot nu toe vooral op de tekentafel.

Update september 2023