Wereldleider sinds 2010
Een korte geschiedenis van Chinese kernenergie
Zoals in de meeste grote landen (VS, Frankrijk, VK, USSR) was de ontwikkeling van kernenergie nauw verbonden met militair gebruik en civiele energietoepassingen.
Het militaire programma begon al vroeg, in samenwerking met de USSR, met de eerste kernproef in oktober 1964. Pas halverwege de jaren tachtig werd het civiele energieprogramma gelanceerd met uitgebreide westerse technologische ondersteuning : de 2 M310-reactoren in de Daya Bay-centrale bij Hongkong, die in 1994 commercieel werden, zijn gebaseerd op de ANP-technologie (900 MWe) van Framatome. Maar het ontwerp en de engineering van de 3 reactor die in 1994 in commerciële dienst ging, de CNP-300 in Qinshan, waren Chinees.
De verdere ontwikkeling was grotendeels gebaseerd op Franse (M310), Canadese (CANDU), Russische (VVER) en Amerikaanse (AP1000) technologieën. In 2007 werd ook een overeenkomst gesloten met Framatome (nu Areva) voor de bouw van twee EPR’s in Taishan, die in 2018 en 2019 in commercieel bedrijf werden genomen. De centrale wordt geëxploiteerd door een joint venture tussen CGN (70%) en EDF (30%).
Een sterk verlangen naar technologische autonomie heeft geleid tot Chinese ontwikkelingen op basis van in het buitenland verworven knowhow. De China National Nuclear Corporation (CNNC) ontwikkelde de CNP-600 reactor (gebaseerd op CNP-300 en M310 technologie), gevolgd door de CNP-1000 en ACP-1000. De andere grote Chinese groep, China General Nuclear Power Group (CGN), ontwikkelde de CPR-1000, ook gebaseerd op de Franse 900 MWe reactortechnologie. Het vermogen van de reactoren van Chinees ontwerp heeft daarmee de internationale normen bereikt (1.000 tot 1.200 MWe). 24 CPR-1000-reactoren (inclusief de meer geavanceerde ACPR-versie) zijn momenteel in commerciële dienst en vormen de grootste reeks in China.
In 2010 bundelden CNNC en CGN hun krachten om samen een nieuw model te ontwikkelen, de Hualong One (HPR1000), gebaseerd op hun ACP-1000 en ACPR-1000, die voorbestemd is om de toekomstige Chinese standaard te worden. De reactor heeft een vermogen van 1.170 MWe (bruto), 1.090 MWe (netto) en is ontworpen voor een levensduur van 60 jaar. Standaardisatie en het feit dat meer dan 80% (of zelfs 90%) van de onderdelen van Chinese oorsprong zal zijn, zou een kostenvoordeel moeten opleveren voor de industriële toepassing van Hualong One. Eind 2023 waren er drie reactoren in commerciële dienst, waarvan de eerste sinds januari 2021 operationeel was, en waren er 11 reactoren in aanbouw.
In het algemeen is China de wereldleider geworden op het gebied van nucleaire ontwikkeling, goed voor iets meer dan 50% van de nieuwbouw van kernenergie tussen 2010 en 2023 (bruto 49,2 GWe op een wereldtotaal van bruto 98,3 GWe) en meer dan 40% van de totale investeringen.
China is ook begonnen met de ontwikkeling van SMR’s (Small Modular Reactors). Een 210 MWe HTR-PM (hoge-temperatuurgasgekoelde kiezelbedreactor) is gebouwd en is sinds 2021 commercieel in bedrijf in Shidaowan. Deze zou worden gevolgd door 5 soortgelijke reactoren op dezelfde locatie, maar het project is opgeschort omdat de kosten te hoog waren. De bouw van een andere demonstrator, de 125 MWe ACP-100, werd in 2021 gestart door het CNCC.
Geplande zuinigheid en uitrol van het programma
Zoals we allemaal weten, is de Chinese economie sterk gepland. Het ene vijfjarenplan volgt op het andere. In het 13e vijfjarenplan (2016-2020) is een doel gesteld van 58 GWe (58.000 MWe) aan bruto nucleaire capaciteit tegen het einde van 2020.
De grafiek toont de ontwikkeling van China’s nucleaire programma, en in het bijzonder de versnelling ervan tussen 2008 en 2015.
Uit de grafiek blijkt echter dat de doelstelling van het 13de vijfjarenplan niet is gehaald (49,9 GWe in bedrijf aan het einde van 2020, vergeleken met de doelstelling van 58 GWe). Toch betekent dit een toename van de capaciteit met 22.200 MWe tijdens de looptijd van het plan.
De doelstelling van het 14de vijfjarenplan is bescheidener, met als doel 70 GWe te bereiken tegen eind 2025, wat neerkomt op een toename van 20.100 MWe tijdens de looptijd van het plan.
Een groeiend aandeel in de elektriciteitsproductie
De ontwikkeling van de vloot heeft geleid tot een toename van de productie en van het aandeel in de Chinese elektriciteits- en energiemix.
De productie is sterk gegroeid sinds 2013, met de ingebruikname van reactoren waarvan de bouw was gestart tussen 2008 en 2010. Van 2011 tot 2022 bedroeg de gemiddelde groei van de kernenergieproductie 15,3% per jaar. Het aandeel van kernenergie in de elektriciteitsmix, dat in 2003 2% bedroeg, steeg in 2010 tot boven de 4% en bedroeg 4,7% in 2022. Het aandeel van kernenergie in primaire energie bedroeg in 2022 2,4%, nadat het in 2015 meer dan 1% bedroeg.
Efficiënte werking
De grafiek van de nucleaire belastingsfactor (effectieve productie gedeeld door de theoretische maximale permanente productie) benadrukt de uitstekende prestaties van Chinese kernenergie.
Met uitzondering van de periode 2015-2017, waarin een groot aantal commerciële start-ups plaatsvond, ligt de bezettingsgraad altijd boven de 85% en vaak dicht bij de 90%.
Het aandeel van kernenergie blijft echter beperkt
De volgende grafiek toont de bijdrage van elke vorm van elektriciteitsopwekking aan de groei van de totale opwekking.
Het benadrukt de relatief beperkte bijdrage van kernenergie aan deze groei. Van 2007 tot 2012 was kernenergie goed voor 2,1% van de groei (64% voor steenkool en 22% voor waterkracht). Van 2012 tot 2017 stijgt de bijdrage tot 9,5% (42% voor steenkool, 23% voor nieuwe hernieuwbare energiebronnen en 19% voor waterkracht). Van 2017 tot 2022 ten slotte is de bijdrage 7,6%, steenkool 43,1% en nieuwe hernieuwbare energie 38,5% (5 keer meer dan kernenergie).
Wat zijn de ambities voor de toekomst ?
150 extra reactoren tegen 2035 ?
Eind 2021, ten tijde van COP26 in Glasgow, waar Xi Ping afwezig was, berichtten de beste economische agentschappen, erkende gespecialiseerde websites en de Franse pers intensief over de ambitie van China om tegen 2035 150 extra reactoren te bouwen, meer dan de hele wereld in de voorgaande 30 jaar had gebouwd (en niet in de voorgaande 35 jaar, zoals de communicatoren overdreven). 440 miljard dollar zoals aangekondigd door Bloomberg, 228 reactoren in ontwikkeling zoals uitgelegd door de gespecialiseerde (en erkende) website Energy Monitor. Een grote klap voor de Franse kernenergie om concurrerend te blijven, zoals Usine Nouvelle kopte. Dit alles zal leiden tot een geïnstalleerd vermogen van 200 GWe tegen het einde van 2035. Dat is 12.000 MWe die van 2024 tot 2035 elk jaar commercieel in gebruik wordt genomen.
De realiteit : een klein deel van de voorspelde groei
Investeringen zijn de beste voorspeller van toekomstige ontwikkelingen. Het (lage) aantal reactoren dat de afgelopen 5 jaar in commercieel bedrijf in China is genomen (gemiddeld 2,2 reactoren per jaar van 2019 tot 2023 voor bruto 2.450 MWe) en het (lage) aantal reactoren in aanbouw (gemiddeld 4,2 reactoren per jaar voor 4.760 MWe) zijn een goede indicatie van de toekomstige groeivooruitzichten.
Het is daarom nuttig om voor alle koolstofarme bronnen het extra potentieel voor elektriciteitsopwekking (uitgedrukt in TWh) per jaar weer te geven. De berekeningen zijn gebaseerd op gegevens over geïnstalleerde capaciteit die zijn gepubliceerd door de IAEA, Ember, het IEA en het Chinese nationale energieagentschap (NEA). De toegevoegde capaciteit wordt gewogen met de gemiddelde belastingsfactor die in China is waargenomen (over een periode van 3 jaar) om de groei van het potentieel voor elektriciteitsopwekking te bepalen. Om de jaarlijkse schommelingen af te vlakken, werd vervolgens een gemiddelde over 5 jaar berekend (wat overeenkomt met de looptijd van de plannen in China).
De grafiek toont de snelle toename van het potentieel voor de productie van koolstofvrije elektriciteit. Dit blijft echter lager dan de jaarlijkse groei van de elektriciteitsopwekking. Het jaar 2023 is echter een uitzondering: het afgevlakte 5-jaarsgemiddelde stijgt met 268 TWh, maar het cijfer voor 2023 alleen al is 457 TWh.
Van 2004 tot 2014 was kernenergie goed voor 7% tot 15% van de groei van het potentieel voor koolstofarme elektriciteitsopwekking. Vanaf 2015 steeg dit aandeel tot 27% (in 2018 en 2019). Sindsdien is het teruggevallen onder het dubbele effect van een vertraging in de ontwikkeling van kernenergie en een versnelling in die van windenergie en fotovoltaïsche zonne-energie.
In 2023 zal het aandeel van kernenergie, gemiddeld over 5 jaar, goed zijn voor 7% van de groei van het koolstofarme elektriciteitspotentieel, dat wil zeggen 11 keer minder dan het gecombineerde aandeel van wind- en zonne-energie.
© Michel Allé
Januari 2024