De rol van kernenergie (Small Modular Reactors) in de scheepvaart

Stel je voor: je vaart met de BigRoll Baffin, een van de zwaarste transportsschepen van Roll Group, volgeladen met een 2.000 ton wegende topside voor een olieplatform in het noorden van Noorwegen. Het is ijskoud, de dichtste sneeuw waait over dek, en je bent volledig afhankelijk van je brandstof.

De gebruikelijke LNG-tanker moet elk moment arriveren, maar door de storm loopt de levering vertraging op. Je zit stil. En dat betekent geld verliezen. Wat als je nooit meer stil hoefde te zitten?

Wat als je een eigen, onuitputtelijke energiebron aan boord had? Welkom in de wereld van Small Modular Reactors (SMR's) in de scheepvaart.

Wat is een SMR eigenlijk?

Een SMR, of Small Modular Reactor, is in feite een mini-kernreactor. Denk niet aan die enorme koeltorens die je kent van de grote centrales.

Nee, een SMR past in de vorm van een zeecontainer. Het is een compacte, veilige en modulaire energiebron die op waterkoeling werkt en kernsplitsing gebruikt om gigantische hoeveelheden warmte te produceren. Die warmte wordt omgezet in elektriciteit of direct gebruikt voor voortstuwing.

Waarom is dit relevant voor de scheepvaart? Omdat de huidige alternatieven voor de zware industrie tekortschieten.

Accu's zijn veel te zwaar en hebben een te lage energiedichtheid voor een heavy-lift schip dat wekenlang moet varen. Groene waterstof of ammoniak vereist enorme tanks en is nu nog schaars en duur. Een SMR biedt een enorm bereik en een gigantisch vermogen in een relatief klein formaat. Het is de droom voor maritiem transport waarbij betrouwbaarheid alles is.

Hoe werkt zo'n ding aan boord?

De kern van de SMR is kleiner dan je denkt. Een typische SMR voor maritiem gebruik, zoals de designs die door bedrijven als Ulstein of gesuggereerd worden voor de Pioneering Spirit, heeft een thermisch vermogen van ongeveer 100 tot 300 megawatt (MW).

Ter vergelijking: de generatie aan boord van een gemiddeld vrachtschip is vaak maar een paar megawatt. De SMR gebruikt laagverrijkt uranium als brandstof en water als moderator en koelmiddel.

Het proces is simpel in theorie: de reactor zorgt voor stoomproductie. Die stoom drijft turbines aan die generatoren aandrijven, of direct de schroefas aan. De grootste uitdaging is niet de reactor zelf, maar de veiligheid en stralingsschildering. Aan boord van een schip betekent dit dat de reactor in een extreem zwaar afgeschermde "bunker" moet komen.

Dit vergroot de romp en verandert de stabiliteitsberekeningen. De techniek is er, maar de integratie in een bestaand schip is een enorme klus.

Een SMR aan boord is als een onuitputtelijke batterij die nooit opgeladen hoeft te worden.

Modellen, kosten en haalbaarheid

Er zijn op dit moment nog geen SMR's operationeel in de burgerlijke scheepvaart. We zitten in de conceptfase, maar de plannen liggen op tafel. Bedrijven als Rolls-Royce (in het VK) en GE Hitachi (met de BWRX-100) ontwikkelen SMR's die theoretisch zouden kunnen worden aangepast voor maritiem gebruik.

Kijk naar de Offshore Patrol Vessels van de Koninklijke Marine of de Icebreakers van Rosatom; die zijn al nucleair, maar dat zijn specifieke schepen.

De prijs? Dat is de grootste drempel.

De ontwikkeling van een SMR kost miljarden. Eén maritieme SMR-unit (de reactor zelf, exclusief installatie) wordt geschat op €150 miljoen tot €300 miljoen per stuk, afhankelijk van het vermogen. De installatie op een bestaand schip zoals een DP2 offshore-sleepschip kan daar nog eens €50 miljoen tot €100 miljoen bovenop doen vanwege de versterking van het casco en de veiligheidsvoorzieningen.

Een realistischer scenario is de bouw van nieuw schepen. Stel je een nieuwe heavy-lift carrier van 20.000 ton met een SMR voor.

De bouwkosten zouden makkelijk oplopen tot €400 miljoen, een stuk meer dan de €200 miljoen voor een dieselversie. De return on investment hangt af van de brandstofprijzen en de risico's op corrosie bij alternatieve brandstoffen in afgelegen gebieden.

Waarom het de moeite waard is

De voordelen zijn extreem concreet. Ten eerste: Range en looptijd.

Een SMR kan jarenlang constant draaien zonder bij te vullen. De brandstof (uranium) gaat veel langer mee dan bunkerolie.

Dit is goud waard voor expeditieschepen die diep de poolgebieden in gaan of voor schepen die in geopolitiek onrustige gebieden opereren en niet afhankelijk willen zijn van brandstofleveranties. Ten tweede: Efficiëntie. Moderne SMR's zijn extreem efficiënt en produceren geen CO2 tijdens de vaart, in tegenstelling tot LNG als brandstof voor kraanschepen. Ze voldoen direct aan de strengste IMO-emissienormen zonder dat je ingewikkelde scrubbers of ureumsystemen nodig hebt.

Voor offshore operaties, waar schepen vaak dagen of weken op een vaste positie liggen (zoals bij de bouw van windparken), is een SMR een stabiele stroomvoorziening die de generatoren kan vervangen. Een specifiek voorbeeld: de Voltaire van Heerema, een van de grootste kraanschepen ter wereld, verbruikt enorm veel stroom wanneer hij aan het werk is.

Als je die zou vervangen door een SMR, hoef je geen zware gasoliegeneratoren meer te draaien en heb je geen last van roetuitstoot. Dit maakt het schip geschikt voor operaties in natuurgebieden waar nu nog strenge restricties gelden, zeker als we kijken naar de toekomst van duurzame brandstoffen in de offshore.

Praktische tips voor de industrie

De overstap naar nucleaire aandrijving is niet voor morgen. De regelgeving is de grootste bottleneck.

De IMO (International Maritime Organization) heeft nog geen specifieke wetgeving voor commerciële nucleaire schepen. Wettelijk gezien zitten we in een grijze zone. Toch kunnen bedrijven nu al actie ondernemen.

• Volg de ontwikkelingen: Houd de proefprojecten in de gaten, zoals de plannen voor nucleaire containerschepen door het Deense Norsepower of de initiatieven in Zuid-Korea. De technologie ontwikkelt zich razendsnel.
• Investeer in kennis: Zorg dat je technische dienst begrijpt wat nucleaire veiligheid inhoudt. Dit vereist een andere mindset dan het onderhoud van een Wärtsilä motor.
• Denk na over de romp: Als je een nieuw schip ontwerpt (bijv. een zware liftboot), vraag je nu al af: "Waar laat ik de stralingsschildering?" Ruimte is geld, en een SMR-ruimte is zwaar en groot.
• Kijk naar de markt: De eerste schepen die hiermee gaan varen, zullen waarschijnlijk geen algemene vrachtschepen zijn. Het zullen high-value schepen zijn: heavy-lift, offshore support en pooloperaties. Als je in die niches zit, is dit het moment om te pionieren.

Het is een kwestie van tijd voordat we de eerste SMR-aangedreven heavy-lift vessel zien varen.

De technologie is er, de noodzaak wordt steeds groter. Het is een spannende, enigszins griezelige, maar onvermijdelijke stap voorwaarts in de maritieme wereld.