Verplaatsbare kerncentrales: kernenergie die mee kan reizen
Een gewone kerncentrale is een bouwwerk voor de eeuwigheid: tientallen meters beton, decennia bouwtijd en een vaste plek die vijftig jaar of langer niet verandert. Een verplaatsbare kerncentrale draait dat idee om. Het is een compacte kernreactor die in een fabriek in één stuk (of in een paar grote modules) wordt gebouwd, en die vervolgens per schip, dieplader of trein naar de plek gaat waar stroom nodig is. Is de klus daar klaar, dan kan de hele installatie in theorie weer worden opgehaald en elders worden ingezet.
Denk aan het verschil tussen een huis en een stacaravan. Een huis bouw je op de plek zelf, steen voor steen; een stacaravan wordt compleet afgeleverd en kan, met moeite, weer worden weggehaald. Zo'n 'stacaravan-reactor' is aantrekkelijk voor afgelegen eilanden, mijnbouwlocaties, poolstations of militaire bases waar geen elektriciteitsnet is, maar waar wel veel energie nodig is zonder voortdurend diesel aan te voeren.
Wat is het precies?
De kern van het idee is modulariteit: in plaats van een reactor op locatie te metselen en te lassen, wordt de hele installatie — reactorvat, koelsysteem, veiligheidsomhulling (de dikke stalen en betonnen 'bunker' om straling binnen te houden) en vaak ook de generator — in een fabriek gebouwd onder gecontroleerde omstandigheden. Dat scheelt bouwtijd en maakt kwaliteitscontrole makkelijker, omdat je niet afhankelijk bent van weer, lokale arbeidskrachten of bouwplaatsomstandigheden.
Vervolgens wordt dat hele pakket vervoerd. Bij de Russische Akademik Lomonosov gebeurt dat op een schip zonder eigen voortstuwing dat wordt gesleept: een drijvende kerncentrale. Bij Amerikaanse militaire ontwerpen als Project Pele is het doel juist een reactor die in containers past en met vrachtwagens, treinen of transportvliegtuigen te verplaatsen is. Het vermogen van zulke verplaatsbare centrales is bewust klein: meestal tussen 1 en 70 megawatt elektrisch, tegen zo'n 1000 tot 1600 megawatt voor een gewone grote kerncentrale. Kleiner betekent lichter, beter te vervoeren en makkelijker binnen de veiligheidsmarges te houden.
Belangrijk is het onderscheid tussen 'fabrieksgebouwd en op een vaste plek geïnstalleerd' (de meeste zogeheten Small Modular Reactors of SMR's) en 'echt verplaatsbaar na installatie'. Veel SMR-projecten worden wel in modules aangevoerd, maar staan daarna net zo vast als een klassieke centrale. Een werkelijk verplaatsbare centrale is ontworpen om ook weer weg te kunnen, inclusief het splijtstof en de afgeschermde opslag van radioactief afval aan boord of in de module.
Wat wil men ermee bereiken?
Het belangrijkste doel is energie leveren waar een elektriciteitsnet ontbreekt of onbetaalbaar duur is om aan te leggen. Afgelegen Arctische nederzettingen, eilanden, mijnbouwsites en onderzoeksstations op Antarctica draaien vaak op aangevoerde diesel, wat duur is en logistiek kwetsbaar. Een kleine kernreactor kan jarenlang stroom leveren zonder dat er voortdurend brandstof moet worden aangevoerd.
Een tweede drijfveer is militair: legers willen energie voor afgelegen bases kunnen leveren zonder lange, aanvalsgevoelige brandstofkonvooien. Dat is precies de reden achter het Amerikaanse Project Pele, dat wordt gefinancierd door het Amerikaanse ministerie van Defensie.
Een derde motivatie is klimaat: kernenergie stoot vrijwel geen CO2 uit tijdens bedrijf, en een verplaatsbare centrale zou diesel- of kolengeneratoren op afgelegen plekken kunnen vervangen. Ten slotte spelen rampenbestrijding en herstel na natuurramp of conflict een rol: een snel inzetbare energiebron kan tijdelijk een ziekenhuis, haven of ontziltingsinstallatie van stroom voorzien.
Voorbeelden uit de praktijk
Het bekendste werkende voorbeeld is de Akademik Lomonosov, een Russisch vaartuig met twee KLT-40S-reactoren (een ontwerp dat oorspronkelijk voor atoomijsbrekers is ontwikkeld). Het schip werd naar de havenstad Pevek in Tsjoekotka in het noordoosten van Rusland gesleept en leverde daar vanaf 2020 commercieel stroom en warmte aan de lokale bevolking en industrie, met een elektrisch vermogen van ongeveer 70 megawatt.
Historisch gezien experimenteerde het Amerikaanse leger al in de jaren zestig met verplaatsbare reactoren, binnen het zogeheten Army Nuclear Power Program. De reactor PM-3A, bijgenaamd 'Nukey Poo', draaide van 1962 tot 1972 op het Amerikaanse onderzoeksstation McMurdo in Antarctica. Een ander ontwerp, PM-2A, voorzag begin jaren zestig Camp Century — een Amerikaanse legerbasis onder het Groenlandse ijs — van stroom. Beide projecten werden uiteindelijk stopgezet, mede door technische problemen en de complexiteit van onderhoud op zo'n afgelegen plek.
In de Verenigde Staten loopt sinds 2022 Project Pele, waarbij defensiebedrijf BWX Technologies (BWXT) een opdracht kreeg om een transportabele microreactor te bouwen met een vermogen van enkele megawatt, bedoeld om op een testlocatie te worden gedemonstreerd. Daarnaast ontwikkelt Westinghouse de eVinci-microreactor, die het bedrijf presenteert als fabrieksgebouwd en per vrachtwagen te vervoeren, met een vermogen van enkele megawatt. China heeft via staatsbedrijf CNNC plannen aangekondigd voor een drijvende reactor van het type ACPR50S, onder meer gedacht voor offshore olie- en gaswinning, al is de voortgang van dat project niet goed te verifiëren uit open bronnen en lijkt het vooralsnog niet gerealiseerd.
Hoe ver is de techniek?
Het basisprincipe — een kleine reactor die elders stroom leverde na transport — is al decennia bewezen, zoals de Antarctische en Groenlandse experimenten uit de jaren zestig laten zien. Maar die projecten werden destijds beëindigd, wat laat zien dat 'kan technisch' niet automatisch betekent 'is praktisch en economisch houdbaar op lange termijn'.
De Akademik Lomonosov is momenteel het enige commercieel operationele voorbeeld van een echt verplaatsbare (in dit geval drijvende) centrale, en zelfs die is in de praktijk al jaren op dezelfde plek afgemeerd; echt opnieuw verslepen is nog niet gebeurd. Militaire projecten zoals Project Pele bevinden zich in de demonstratiefase: er is nog geen reactor die operationeel in het veld is getest, en tijdlijnen voor dit soort programma's zijn in het verleden vaker opgeschoven dan gehaald.
De grootste obstakels zijn niet alleen technisch. Vergunningverlening voor een reactor die van locatie kan wisselen past slecht in bestaande regelgeving, die meestal is geschreven voor een vaste bouwplaats. Beveiliging is een ander groot punt: splijtstof dat rondreist, is gevoeliger voor diefstal of sabotage dan splijtstof in een zwaarbeveiligde, vaste faciliteit — een risico dat in vakjargon vaak proliferatierisico wordt genoemd (het risico dat kernmateriaal in verkeerde handen valt of voor wapens wordt gebruikt). Ook de kosten per geleverde kilowattuur liggen door de kleine schaal doorgaans hoger dan bij grote centrales, al hopen ontwikkelaars dat seriematige fabrieksproductie dat verschil kan verkleinen.
Wie werken eraan?
Rusland loopt via staatsbedrijf Rosatom voorop met operationele ervaring dankzij de Akademik Lomonosov en werkt aan opvolgers voor gebruik in het Russische Noordpoolgebied. In de Verenigde Staten zijn vooral defensiepartijen en gespecialiseerde kernenergiebedrijven actief: het Amerikaanse ministerie van Defensie (via Project Pele), uitvoerder BWX Technologies, en Westinghouse met de eVinci-microreactor. Ook kleinere ontwikkelaars zoals Ultra Safe Nuclear Corporation richten zich op compacte, fabrieksgebouwde microreactoren voor afgelegen locaties.
China ontwikkelt via staatsbedrijf CNNC plannen voor drijvende reactoren, al is er over de huidige status weinig onafhankelijk te verifiëren. Internationale organisaties zoals het Internationaal Atoomenergieagentschap (IAEA) volgen de ontwikkeling van kleine en verplaatsbare reactoren wereldwijd en stellen rapporten op over veiligheid en vergunningskaders, zonder zelf reactoren te bouwen.