Small Modular Reactors
SCK CEN doet al jarenlang onderzoek naar reactorconcepten van de toekomst en sinds 2022 ook naar Small Modular Reactors (SMR's).
Gekoeld door lood kunnen zij een onmisbare schakel worden in een duurzame energievoorziening.
Klimaatneutrale energieproductie van de toekomst
SCK CEN wil een belangrijke rol spelen in klimaatneutrale energieproductie. Tegen 2035 wenst SCK CEN een Belgisch demonstratiemodel te bouwen van de eerste loodgekoelde Small Modular Reactor. Dat demonstratiemodel moet het pad effenen voor een commerciële uitrol van dergelijke innovatieve kernreactoren. De ontwikkeling van het demonstratiemodel verloopt in samenwerking 4 internationale onderzoekscentra en bedrijven.
Meer weten over loodgekoelde SMR's? Lees hier verder.
In een notendop...
Small Modular Reactor
SMR’s zijn supercompacte reactoren met een beperkt vermogen. Naast elektriciteit kunnen we hier ook waterstofproductie en warmtevoorziening aan koppelen. Er zijn wereldwijd heel wat SMR-ontwerpen in ontwikkeling, maar wat al deze compacte reactoren gemeen hebben is hun grootte. SMR’s zijn fysiek kleiner dan een klassieke kernreactor omdat hun vermogen maar een fractie is van dat van een conventionele reactor. Waar klassieke kerncentrales zoals Doel 4 of Tihange 1 een capaciteit hebben tot 1000 megawatt (elektrisch), is dat voor een SMR maar 50 tot 300 megawatt (elektrisch).
Small Modular Reactor
De naam zegt het zelf. SMR’s zijn behalve klein, ook modulair. Anders dan de traditionele kernreactoren worden de onderdelen voor deze kleine reactoren namelijk in serie geproduceerd in fabrieken en nadien op de gekozen locatie geassembleerd. Vergelijk het gerust met een prefab-woning waar de grootste onderdelen ook worden in een atelier worden gebouwd om nadien op jouw bouwgrond in elkaar gezet te worden.
SMR’s zijn ook modulair in die zin dat je ze flexibeler kan inzetten in de elektriciteitsproductie. In periodes met voldoende elektriciteit door wind- en zonne-energie, kan je beslissen om een aantal SMR’s los te koppelen van het elektriciteitsnet en bijvoorbeeld waterstof laten produceren.
Small Modular Reactor
Klein en modulair, maar bovenal een reactor, waar door kernsplijting energie geproduceerd wordt. Voor het koelen van het SMR demonstratiemodel kiest SCK CEN voor een loodgekoelde versie in plaats van de klassieke watergekoelde reactor.
Verschillende ontwerpen
Verschillende koelmiddelen
Het concept van Small Modular Reactors is niet nieuw. Op dit moment zijn er wereldwijd meer dan 70 SMR-ontwerpen in ontwikkeling, het ene al concreter dan het andere. Ongeveer de helft van deze ontwerpen bouwt voort op de mature technologie van de huidige generatie ‘lichtwaterreactoren’. Dat zijn de reactoren zoals in Doel & Tihange die water als koelmiddel gebruiken. Een ‘lichtwater SMR’ is eigenlijk een compactere versie van die traditionele reactoren. Deze kunnen in de periode 2030-2035 operationeel zijn.
SCK CEN echter, zet in op een ontwerp voor een innovatieve, meer geavanceerde SMR: een loodgekoelde, snelle reactor (Lead Fast Reactor of LFR).
💡 Lees meer over LFR-SMR's en de voordelen ten opzichte van klassieke reactoren.
Voordelen van Small Modular Reactors
-
Goedkoper
SMR’s zijn kleiner en goedkoper. Er is een lagere investeringskost nodig dan voor de bouw van een traditionele reactor. Waar er bij een grote kernreactor veel maatwerk aan te pas komt, wordt er bij het ontwerp van een SMR sterk ingezet op standaardisering. Hierdoor kunnen ze –zoals gezegd- grotendeels geprefabriceerd worden in fabrieken. En omdat ze klein zijn, kunnen we ze nadien ook eenvoudig transporteren. De seriematige productie en gestandaardiseerde onderdelen moeten ervoor zorgen dat de bouwtijd van SMR’s niet alleen korter maar ook voorspelbaarder en goedkoper wordt.
-
Passieve veiligheid
Wanneer we een klassieke kernreactor uitschakelen of wanneer deze stilvalt zijn er elektrisch aangedreven pompen nodig om de koeling van de kern te garanderen. Als niet alleen de stroom, maar ook de noodgeneratoren zouden uitvallen, zoals na de tsunami in Fukushima, kan de restwarmte niet meer afgevoerd worden. SMR’s zijn kleiner en hebben maar een fractie van het vermogen van een traditionele kernreactor. Ze hebben dus sowieso al minder koeling nodig, maar ook wordt er in de ontwerpen sterk ingezet op passieve veiligheidssystemen. Zulke systemen maken gebruik van de natuurlijke stroming of de zwaartekracht van het koelmiddel.
-
Moduleerbaar/flexibel
SMR’s zijn flexibeler dan de traditionele, grote kernreactoren. Klassieke reactoren snel even uit- en aanzetten als de vraag naar elektriciteit groter of net kleiner is niet zo evident of economisch interessant. Bij SMR’s ligt dat anders. SMR's kunnen gecombineerd worden tot één ‘grote’ kerncentrale waardoor de elektriciteitsproductie volledig moduleerbaar is. Dit maakt het mogelijk de productie snel te verhogen wanneer er weinig wind of zon is en ook weer te verlagen als het weer terug gunstig is voor hernieuwbare energiebronnen. SMR’s vormen op die manier de perfecte aanvulling op de huidige, duurzame energiebronnen.
Door ze bovendien te koppelen aan warmtenetten of waterstofproductie, kunnen ze ook bij een lagere elektriciteitsvraag hun nut bewijzen.