In dit deel wordt in detail gekeken naar de ontwikkeling van kernenergie wereldwijd, met een analyse van veranderingen in de capaciteit die commercieel in bedrijf is, de bepalende factoren voor die capaciteit (inbedrijfstelling en ontmanteling, opstarten van de bouw van nieuwe centrales), elektriciteitsopwekking en operationele prestaties.
De analyse van de algemene trends wordt aangevuld met een analyse van de geografische spreiding van de in bedrijf zijnde capaciteit en het gewicht van kernenergie in de elektriciteits- en energiemix van de belangrijkste landen.
De gegevens over de centrales komen uit de database van het Internationaal Atoomenergie Agentschap – IAEA (PRIS – Power Reactor Information System). Gezien de toezichthoudende rol van het Agentschap is dit de meest uitgebreide database over de geschiedenis en de operationele prestaties van reactoren die in bedrijf zijn, in aanbouw, uit bedrijf genomen of nog niet voltooid zijn. De productiegegevens zijn die van het Energy Institute Statistical Review of World Energy, die bijna volledig overeenkomen met die van de IAEA.
Groei in geïnstalleerde capaciteit
De grafiek toont veranderingen in de gemiddelde nettocapaciteit in commercieel bedrijf van 1970 tot 2023. Voor reactoren die in de loop van het jaar in bedrijf worden gesteld of ontmanteld, wordt de capaciteit pro rata temporis berekend (een reactor met een nettocapaciteit van 1.000 MWe die op 1er september in bedrijf wordt gesteld, wordt geteld als 334,2 MWe).
De groei van kernenergie vond voornamelijk plaats tussen 1975 en 1995, toen de commerciële capaciteit 350 GWe (350.000 MWe) bereikte. Van 1995 tot 2023 schommelde de geïnstalleerde capaciteit in commercieel bedrijf tussen 341 en 378 GWe. In 2023 bedroeg ze 368 GWe.
Het begin van het decennium 2010 werd gekenmerkt door het ongeluk of de ramp in Fukushima op 11 maart 2011, die leidde tot de sluiting van het grootste deel van de Japanse nucleaire vloot. De capaciteit in commercieel bedrijf in Japan, die in 2010 43,7 GWe bedroeg, daalde tot minder dan 10 GWe in 2013, waarbij sommige centrales een zeer beperkte productie hadden. In 2023 is de capaciteit in commercieel bedrijf in Japan gelijk aan 10,0 GWe. De belastingsfactor bedroeg 62% in 2022.
Ingebruikname en buitengebruikstelling
De inbedrijfstelling en ontmanteling van reactoren bepalen de veranderingen in de capaciteit in commercieel bedrijf. De grafiek toont deze variaties en de netto impact, positief of negatief, op de capaciteit in commercieel bedrijf van 2012 tot 2023 (2011 is niet relevant omdat dat het jaar is van het ongeluk of de ramp in Fukushima).
Van de laatste twaalf jaar vertonen er zes een grotendeels positief saldo (2014 tot 2018 en 2022), vijf een grotendeels negatief saldo (2012 en 2013, 2020 en 2021, 2023) en één een saldo dicht bij nul (2019).
Het totaal van 72.472 MWe dat in bedrijf is genomen, omvat 40.928 MWe in China (56%).
Het totaal van 48.885 ontmantelde GWe omvat 20.530 MWe in de Europese Unie (42%) (waarvan 13.414 MWe in Duitsland, waarbij nog 7.076 MWe moet worden opgeteld die in 2011 is ontmanteld). Tegelijkertijd werd in de EU slechts 1.600 MWe in gebruik genomen.
Start bouw
Een analyse van de start van de bouw van nieuwe energiecentrales maakt het mogelijk om te anticiperen op toekomstige ontwikkelingen. De IAEA neemt de datum van de eerste belangrijke betonstorting voor de vloerplaat als start van de bouw. De grafiek toont de som van de netto elektrische output van reactoren in aanbouw per jaar, plus een afgevlakt gemiddelde over de voorgaande acht jaar om langetermijntrends te benadrukken (de periode van 8 jaar is gekozen op basis van de gemiddelde duur van de reactorbouw op de lange termijn).
De grafiek toont het belang van de periode 1970-1985 voor de ontwikkeling van kernenergie. Gemiddeld bedroeg de capaciteit in aanbouw meer dan 20.000 MWe per jaar tot het begin van de jaren 1980.
Van 1985 tot 2008 werd jaarlijks minder dan 5.000 MWe opgestart. Daarna steeg het gemiddelde tot tussen 5.000 en 9.000 MWe per jaar, waarbij de herstart aan het einde van de jaren 2000 onmiddellijk stopte na het ongeluk of de ramp in Fukushima.
Aan het begin van de jaren 2020 bedroeg het gemiddelde aantal nieuw gebouwde MWe ongeveer 7.000 per jaar, 3 keer minder dan tijdens de bloei van 1970 tot 1985.
Productie en belastingfactor
De grafiek van de nucleaire elektriciteitsproductie laat zien dat de stabilisatie van de geïnstalleerde capaciteit aan het eind van de jaren negentig heeft geleid tot een stabilisatie van de productie vanaf het begin van de jaren 2000 : in 2022 ligt de nucleaire elektriciteitsproductie op hetzelfde niveau als in 2001. De impact van de ontmanteling van de Japanse centrales kan worden geschat op 200 tot 230 TWh per jaar, of 7,5% tot 8,5% van de totale productie in 2022. Zonder deze stillegging zou de productie met 0,4% per jaar zijn gestegen.
Kerncentrales zijn zeer efficiënt en betrouwbaar in termen van productie. De belastingsfactor (verhouding tussen de werkelijke productie en de theoretische productie op vol vermogen op elk moment) meet deze efficiëntie. De grafiek hieronder toont een belastingsfactor van ongeveer 80% wereldwijd van 2000 tot 2022.
De trend in de belastingsfactor in Frankrijk en België benadrukt echter de impact van verouderende kerncentrales op de betrouwbaarheid. In Frankrijk, waar de gemiddelde commerciële levensduur 37 jaar bedraagt tegen eind 2023, is de belastingsfactor sinds 2016 gedaald tot minder dan 70% en tot 52% in 2022. In België, waar de gemiddelde levensduur eind 2023 43 jaar bedraagt, schommelde de belastingsfactor, die tot 2011 opmerkelijk hoog was (meer dan 85%), daarna sterk (tussen 50% en 90%).
Geografie van geïnstalleerde capaciteit
Laten we nu eens kijken naar de geografie van nucleaire capaciteiten in commerciële dienst.
Lange tijd domineerden de VS, die als eerste van start gingen, en de EU + het VK, die 10 jaar later volgden, grotendeels het nucleaire landschap. Deze twee regio’s waren goed voor 77% van de geïnstalleerde capaciteit in 1980, 75% in 1990 en 70% in 2000. Het aandeel van de rest van Europa (voornamelijk de voormalige Sovjet-Unie, inclusief Oekraïne) steeg snel naar 10% en is in de loop der tijd op dit niveau gebleven. Het aandeel van Azië en de Stille Oceaan, exclusief China en dus voornamelijk Japan, steeg tot 18% in 2000 en 19% in 2010.
De opkomst van China is recent. Zijn nucleaire capaciteit was anekdotisch in 2000 (2.180 MWe). Van 2001 tot 2023 kwam er 50,6 GWe (50.600 MWe) aan commerciële capaciteit bij, dat is 47% van het wereldtotaal. In de periode 2011 tot 2023 is dit percentage gestegen tot 56%. Tegen 2023 zal de gemiddelde Chinese capaciteit 14% van het wereldtotaal vertegenwoordigen.
Zeer variabel gewicht in de elektriciteitsmix
Het gewicht van kernenergie in de elektriciteits- en energiemix varieert sterk van land tot land en van regio tot regio over de hele wereld (“Laten we altijd voorkomen dat we elektriciteit verwarren met energie en dus de elektriciteitsmix met de energiemix).
Onze laatste grafiek toont het aandeel van kernenergie in de elektriciteitsproductie in 2011 en 2022 en het aandeel van kernenergie in primaire energie in 2022. Wereldwijd was kernenergie goed voor 11,9% van de elektriciteitsproductie in 2011 en 9,2% in 2022. Het aandeel van kernenergie in primaire energie zal 4% bedragen in 2022.
Het is niet verwonderlijk dat Frankrijk en België het grootste aandeel hebben. In 2011 was kernenergie goed voor 78% van de elektriciteitsproductie in Frankrijk en 53% in België. In 2022 zijn deze percentages gedaald, voornamelijk omdat er in Frankrijk geen reactoren beschikbaar zijn. Het aandeel van kernenergie in de totale primaire energie is niettemin aanzienlijk: in 2022 31,6% in Frankrijk (een wereldrecord voor een groot land) en 15,9% in België.
Slechts weinig andere landen of regio’s hebben significante niveaus, en bijna overal behalve in China daalt het aandeel van kernenergie in de elektriciteitsmix. In de EU+VK zal het aandeel van kernenergie in de elektriciteitsproductie in 2022 nog steeds 20,9% zijn (27,5% in 2011). In de VS zal het in 2022 17,9% zijn (19,1% in 2011), met een aandeel van 7,9% in primaire energie.
In China is er echte vooruitgang geboekt, maar het niveau blijft laag : 4,7% van de elektriciteit in 2022, vergeleken met 1,9% in 2011, en een aandeel van 2,4% van de primaire energie in 2022. Lezers die geïnteresseerd zijn in de ontwikkelingen en vooruitzichten kunnen terecht op het blad Kernenergie in China.
Toekomstperspectieven
Lezers die geïnteresseerd zijn in de toekomstperspectieven (tot 2030, 2040 en 2050) en in het vermogen van internationale agentschappen om op deze toekomst te anticiperen, moeten de pagina Toekomstperspectieven voor kernenergie – De visie van het IEA en de IAEA raadplegen (te verschijnen).
© Michel Allé
December 2023