NuScale (SMR) Spotlight: Gestandaardiseerde Seriegebouwde Kernreactoren

Van grote naar kleine modulaire reactoren

Grote kerncentrales leveren vaak een vermogen van één of meer gigawatt. Ze vragen miljardeninvesteringen en een lange voorbereiding en bouwtijd. Dat brengt uitdagingen mee:

• Financiering is lastig doordat tussen de eerste uitgaven en de eerste elektriciteitsproductie vele jaren kunnen liggen.
• Een grote eenheid past niet altijd bij een klein of afgelegen elektriciteitsnet en kan omvangrijke netinvesteringen vereisen.
• Ernstige ongevallen kunnen gevolgen buiten de locatie hebben. De kans en omvang daarvan hangen sterk af van ontwerp en veiligheidsvoorzieningen.
• Verschillen tussen projecten kunnen standaardisatie en hergebruik van ervaring bemoeilijken. Toch bestaan ook grote reactoren met gestandaardiseerde ontwerpen.

Voor grote kerncentrales zijn kostenbeheersing, uitvoering en veiligheid daarom belangrijke aandachtspunten.

Sommige van deze problemen kunnen worden opgelost door kerncentrales van de vierde generatie, die nieuwe ontwerp- en veiligheidsprincipes toepassen. Een andere benadering is de kleine modulaire reactor, of SMR. Het gaat vooral om een andere schaal en productiemethode, niet om een nieuwe manier van kernsplijting. Niet iedere SMR is een reactor van de vierde generatie.

Bron: IAEA

De belangstelling voor kernenergie groeit onder meer door energie-intensieve AI-datacenters en de behoefte aan betrouwbare koolstofarme elektriciteit. Variabele hernieuwbare productie vraagt aanvullende oplossingen zoals opslag, netverbindingen en vraagsturing.

Waarom SMR’s gebruiken

Het centrale idee van SMR’s is reactoren te standaardiseren en zoveel mogelijk fabrieksmatig te bouwen, vergelijkbaar met de seriematige productie van andere complexe machines:

• Een gestandaardiseerd sjabloon maakt het mogelijk om hetzelfde ontwerp talloze keren te hergebruiken, waardoor de R&D‑kosten worden gespreid.
  • Dit betekent ook de uitwisselbaarheid van reserveonderdelen en minder opleidingskosten na verloop van tijd.
• Gefabriceerd en geassembleerd in serie, in een speciale fabriek, waardoor ervaring kan worden opgebouwd en schaalvoordelen ontstaan.
• Van de fabriek naar de locaties waar ze nodig zijn verplaatst.

In theorie kan herhaalde productie schaalvoordelen opleveren door hergebruik van ontwerp, machines en ervaring. Sommige ontwikkelaars streven naar een bouwtijd van ongeveer drie jaar op locatie. Dat is geen algemene garantie: vergunningen, fabrieksproductie en voorbereiding tellen ook mee. Grote projecten kunnen langer duren, zoals de Vogtle-uitbreiding in Georgia, waar de bouw ongeveer tien jaar duurde.

Een kleinere reactor bevat doorgaans minder splijtstof en produceert minder warmte per module. Veiligheid volgt echter niet alleen uit omvang; ontwerp, koeling en operationele beheersing blijven bepalend.

In combinatie met geavanceerde veiligheidsvoorzieningen kunnen sommige SMR-ontwerpen bepaalde ongevalsrisico’s verminderen. Een algemene verbetering met meerdere ordes van grootte moet per ontwerp worden onderbouwd.

Een centrale met meerdere modules kan gefaseerd worden uitgebreid. Zo kan het totale vermogen worden afgestemd op de vraag zonder telkens een geheel nieuw reactorontwerp te maken.

Het kleinere vermogen kan passen bij industriële locaties, afgelegen gebieden of andere specifieke gebruikers. De geschiktheid hangt af van kosten, vergunningen, infrastructuur en alternatieven.

Volgens de top van Rolls-Royce kan het kleinere reactorconcept een bredere groep klanten aanspreken.

Rolls-Royce
SMR’s kunnen mogelijk gebruikmaken van terrein en netaansluitingen van gesloten kolencentrales. Daarvoor blijft een locatiespecifieke beoordeling nodig. De NRC accepteerde voor NuScale een methode voor het bepalen van de noodplanningszone; dat is geen algemene vergunning om op elke locatie te bouwen.

Bron: NuScale

NuScale

De concurrentiepositie van NuScale

NuScale is een van de ontwikkelaars die SMR-technologie in westerse landen wil commercialiseren. Rusland en China hebben al bepaalde kleine reactorontwerpen in gebruik, maar de ontwerpen en markten verschillen.

In de context van 2024 had de NRC het oorspronkelijke NuScale-ontwerp van 50 MWe per module gecertificeerd. Het krachtigere ontwerp van 77 MWe was toen nog in beoordeling; deze twee ontwerpen mogen niet worden verwisseld.

Het bedrijf werd in 2007 opgericht en investeerde volgens de toenmalige presentatie ongeveer 2 miljard dollar in ontwikkeling. Het werkte aan SMR’s in een periode waarin de sector onder druk stond, onder meer na Fukushima in 2011.

In 2024 liet NuScale langlopende onderdelen voor zes modules produceren. Dat betekende niet dat zes complete operationele reactoren in aanbouw waren. De eerste commerciële oplevering rond 2030 was een doelstelling, afhankelijk van projecten en vergunningen.

Een modulair, maar bekend ontwerp

De reactorinstallaties van NuScale worden aangeboden onder de naam VOYGR . Het voorgestelde ontwerp levert 77 megawatt elektrisch vermogen (MWe) per module. Twaalf modules zouden samen 924 MWe leveren. Modules worden fabrieksmatig vervaardigd en met gespecialiseerd vervoer naar de locatie gebracht.

Bron: NuScale

Het ontwerp gaat uit van een levensduur van ten minste zestig jaar, afhankelijk van vergunningen, inspecties en onderhoud.

NuScale gebruikt lichtwaterreactortechnologie met geïntegreerde componenten en passieve veiligheidsfuncties. Dat bouwt voort op ervaring met bestaande reactoren. Het neemt technische en vergunningrisico’s niet volledig weg.

Daarbij kan gebruik worden gemaakt van een bestaande nucleaire toeleveringsketen, bijvoorbeeld voor sensoren, uraniumbrandstof, hijsmiddelen en besturingssystemen.

Bron: NuScale

NuScale beschrijft het ontwerp als “walk-away safe”: bepaalde veiligheidsfuncties kunnen bij geanalyseerde gebeurtenissen passief werken zonder onmiddellijke menselijke ingreep of externe stroom. Dat betekent niet dat de centrale zonder personeel, toezicht of onderhoud kan worden gebruikt.

De beschreven onbeperkte passieve koelingsduur heeft betrekking op de in het ontwerp onderzochte omstandigheden. Zij is geen garantie voor alle mogelijke storingen en maakt een algemene rangschikking van alle lichtwaterreactoren niet mogelijk.

NuScale beschrijft ook een mogelijkheid om een centrale zonder actief extern elektriciteitsnet op te starten. Die functie vraagt de daarvoor ontworpen systemen en procedures.

Bron: NuScale

Toepassingen

Elektriciteitsnet

Een belangrijke toepassing is elektriciteitsproductie. Elektrificatie van vervoer, verwarming en industrie kan de vraag naar koolstofarme stroom vergroten. Hergebruik van een voormalige kolencentrale kan bepaalde aansluitingen en infrastructuur benutten, maar extra net- en locatie-investeringen blijven mogelijk.

AI

De oorspronkelijke presentatie bevatte een scenario waarin datacenters van ongeveer 3–4% van het Amerikaanse elektriciteitsverbruik in 2023 naar 11–12% in 2030 zouden groeien. Dit is een prognose voor de Verenigde Staten, niet voor het wereldwijde verbruik. Een vergelijking met een derde van de Amerikaanse huishoudens is een schaalvergelijking en geen extra verbruiksmeting.

Datacenters vragen betrouwbare stroom en vertegenwoordigen grote investeringen. Een combinatie van productie, opslag en netvoorzieningen moet de continuïteit ondersteunen. Kernenergie is één mogelijke bron, naast andere oplossingen.

Die belangstelling blijkt bijvoorbeeld uit Microsofts overeenkomst voor stroom uit de herstart van Three Mile Island-eenheid 1 (MSFT ). Het gaat niet om de beschadigde eenheid 2. De herstart was in 2024 een project dat nog vergunningen en uitvoering vereiste.

Industriële toepassingen

Industriële processen gebruiken warmte en stoom, bijvoorbeeld bij papier, ammoniak, staal en kunststoffen. Kernenergie kan daarnaast stroom leveren voor ontzilting. De presentatie noemde ongeveer 290 miljoen liter water per dag voor een ontziltingsscenario met één module van 77 MWe; de werkelijke opbrengst hangt af van proces en systeemontwerp.

Bron: NuScale

Veel industriële warmte wordt met fossiele brandstoffen geproduceerd. Vooral processen met hoge temperatuur stellen aanvullende eisen aan een alternatief.

Een lichtwaterreactor levert niet rechtstreeks voor elk industrieel proces superkritische stoom van 500°C. Hogere temperaturen kunnen extra verwarming, compressie of andere gekoppelde apparatuur vereisen.

Grote centrales zijn niet altijd eenvoudig in te passen bij één fabriek. Vergunningen, ruimte, warmtebehoefte en de aansluiting op het industriële proces beïnvloeden de haalbaarheid.

SMR’s kunnen door hun kleinere schaal een betere aansluiting bieden, maar verminderen niet automatisch alle regelgevingslasten. NuScale beschreef in een proceswarmteanalyse circa 400.000 pond stoom per uur bij 1.000 psia en 500°C met aanvullende systeemstappen. Dit zijn niet de directe stoomcondities uit de reactorkern.

Waterstof

Waterstofproductie vraagt veel energie. Hernieuwbare stroom kan aantrekkelijk zijn, terwijl de benuttingsgraad van een elektrolyser samenhangt met beschikbaarheid en opslag. NuScale presenteerde een scenario van ongeveer 50 ton waterstof per dag per module, met een illustratieve vergelijking met 38.000 brandstofcelauto’s. Dit is een modelberekening, geen bewezen productie van een operationele NuScale-centrale.

Het bedrijfsmodel van NuScale

Ook kleine modulaire kerncentrales vragen grote investeringen vóór de eerste stroom wordt verkocht. Financiering en contracten zijn daarom naast techniek en vergunningen bepalend.

NuScale vormde een strategische samenwerking met het private investeringsplatform ENTRA-1 en vermogensbeheerder Habboush Group voor ontwikkeling, financiering en exploitatie van energie- en infrastructuurprojecten.

Het beoogde model biedt verschillende mogelijkheden: een klant kan energie afnemen, een centrale exploiteren of eigenaar en exploitant worden. De werkelijke regeling hangt af van project en contract.

Een ervaren elektriciteitsbedrijf kan direct eigendom en exploitatie overwegen. Een chemisch bedrijf kan juist de voorkeur geven aan een langlopend contract voor stroom of proceswarmte.

Lopende projecten

NuScale beschreef in 2024 een reeks ontwikkelingsinitiatieven op meerdere continenten. Samenwerkingsovereenkomsten en studies zijn niet hetzelfde als bindende reactororders, bouwvergunningen of draaiende centrales. Voorbeelden waren:

Noord-Amerika

• Standard Power : plannen voor projecten in Ohio en Pennsylvania met samen bijna twee gigawatt vermogen.
• Prodigy Marine Power Station : een onderzocht maritiem concept met één tot twaalf modules, onder meer voor brandstoffen als waterstof en ammoniak. Er waren niet al één tot twaalf NuScale-reactoren in Quebec ingezet.

Europa

• RoPower Nuclear: een Roemeens project met Nuclearelectrica voor zes modules met samen 462 MWe. In 2024 ging het om ontwikkeling en engineering, niet om reeds opgeleverde productie.
• KGHM Polska Miedź : onderzoek in Polen naar toepassing als vervanging van kolencentrales. Genoemde jaartallen waren doelen, geen gegarandeerde opleverdata.
• Getka & UNIMOT : samenwerking in Polen rond mogelijke vervanging van kolencentrales.
• Energoatom : samenwerking rond toekomstige toepassing in Oekraïne. De oorlog en de wederopbouw maken planning onzeker.

Azië

• Indonesia Power: een voorgesteld project van 462 MWe in Indonesië met Fluor en het Japanse JGC.
• GS Energy : samenwerking rond mogelijke modules en waterstofproductie in Zuid-Korea. De genoemde periode 2028–2030 was een planning, geen bevestigde levering van een definitieve order.

Financiën van NuScale

Engineering- en ontwikkelingswerk, bijvoorbeeld voor RoPower, kon NuScale inkomsten opleveren vóór commerciële reactorverkoop. Die inkomsten staan los van omzet uit draaiende centrales.

Het bedrijf bleef in 2024 verlieslatend en had verdere financiering nodig. De oorspronkelijke presentatie noemde ongeveer 50 miljoen dollar kwartaalverlies; resultaten en kasverbruik verschillen per verslagperiode.

Een hogere aandelenkoers kan kapitaal ophalen vergemakkelijken. Nieuwe aandelen kunnen bestaande aandeelhouders nog steeds verwateren.

Beleggers moeten bij het aantal aandelen onderscheid maken tussen aandelenklassen, omwisselbare belangen, opties en warrants. Het verwateringsrisico hangt af van de actuele verslagdatum en voorwaarden; losse aantallen zijn niet zonder meer onderling vergelijkbaar.

Bron: NuScale

Conclusie

Een vroege positie kan voordelen bieden bij ontwikkeling, vergunningen en klantrelaties. Zij brengt ook kosten en risico’s mee wanneer commerciële toepassing langer duurt dan verwacht.

SMR beschrijft de schaal en modulaire aanpak, geen enkele specifieke reactortechnologie. Andere ontwikkelaars gebruiken bijvoorbeeld gesmolten zout of snelle reactoren. Een drijvende centrale is een plaatsingsconcept, terwijl thorium een mogelijke brandstofroute is.

NuScale koos voor lichtwatertechnologie en een geïntegreerd modulair ontwerp. Die keuze kan bestaande kennis benutten, maar commerciële uitvoering blijft afhankelijk van kosten, vergunningen en klanten.

De groeiende stroomvraag kan belangstelling voor energiebedrijven vergroten. Een sectorale beursstijging of een gunstig rendement voor NuScale volgt daar niet automatisch uit.

Elektriciteitsproductie is kapitaalintensief en kernenergie kent lange ontwikkelings- en vergunningstrajecten. Beleggers moeten rekening houden met financieringsbehoefte, vertraging, verwatering en koersschommelingen.