Optimaal investeren in kernenergie

Nuclear reactor

Onderzoekers van het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI), TU Delft en NRG hebben een nieuwe methode ontwikkeld die een optimale strategie voor investeringen in kerncentrales berekent. De methode gebruikt technieken uit de financiële wiskunde om de economie van een nieuwe generatie duurzame en veiligere kernreactors door te rekenen. Onderzoeker Shashi Jain promoveerde maandag 10 februari 2014 op dit onderzoek aan de TU Delft.

Kernenergie is op dit moment verantwoordelijk voor 15% van de energieproductie wereldwijd. Hoewel de vooruitzichten van kernenergie na de ramp in Fukushima in bepaalde regio’s zwakker zijn, is desalniettemin de verwachting dat de capaciteit van kernenergie wereldwijd zal toenemen van 393 GW in 2009 tot 630 GW in 2035. Een nieuwe generatie kernreactoren, de zogenaamde Generatie IV, kan een aanzienlijke vermindering in brandstof en kernafval bieden door verbruikte splijtstof te opnieuw aan te wenden voor energieproductie. Een extra voordeel van sommige Generatie IV-reactoren is dat ze in klein en middelgroot formaat gebouwd kunnen worden. Dit biedt de mogelijkheid om de hogere aanschafkosten van deze reactors terug te verdienen met economische flexibiliteit: het bouwen van toekomstige modules kan worden uitgesteld als de economische omstandigheden tegenvallen.

Een belangrijke vraag is hoe het schaalvoordeel van een grote reactor opweegt tegen de flexibiliteit van een aantal kleinere reactoren. Jain heeft numerieke methoden ontwikkeld die een waarde toekennen aan de flexibiliteit van kerncentrales bestaand uit kleinere modules. De methoden houden rekening met onzekerheden in economische omstandigheden, levensduur van een centrale, elektriciteitsprijzen en bouwkosten. De methode berekent een portfolio van kernreactoren met een gereduceerd economisch risico binnen de aannames van het wiskundige model. Het geeft ook de economische omstandigheden aan om de bouw van Generatie IV-reactoren optimaal te beginnen of te staken.

De resultaten van dit onderzoek zijn niet alleen toepasbaar bij toekomstige investeringen in kerncentrales, maar kunnen ook worden gegeneraliseerd naar andere investeringen, bijvoorbeeld in windturbines of in aandelen. Dit project is gefinancierd door de TU Delft en het R&D-programma van NRG, en is uitgevoerd op het CWI in Amsterdam onder supervisie van prof. dr. ir. Kees Oosterlee.

 

Afbeelding: Experimentele kernsplitsingreactor in Cadarache, Frankrijk