De oceanen bevatten naar schatting meer dan vier miljard ton uranium. In de aarde zit maar zo'n 8 miljoen ton, zodat kernenergie bepaald niet mag gelden als een hernieuwbare energiebron; met kerncentrales kunnen we daarom tot op heden hooguit tijdrekken om schonere, veiligere en minder uitputtelijke energiebronnen te vinden. Volgens het RedBook 2020 van het Nuclear Energy Agency van de OESO kunnen we er vermoedelijk maar een dikke 100 jaar mee vooruit. Als we echt ons best doen en alle mijnen leegschrapen zouden we op zo'n 250 jaar komen.

Zeewater lijkt echter een schijnbaar oneindig hernieuwbaar reservoir van niet-fossiele energie te zijn omdat het uranium in het zeemilieu steeds opnieuw wordt aangevuld. De voorraad uranium die zich nu in het zeewater bevindt, lijkt voldoende om duizend kerncentrales met een vermogen van 1.000 MW de komende 100.000 jaar van splijtstof te voorzien. Met zulke voorraden en hun aanvulling kan de samenleving vele tienduizenden jaren vooruit en zou de mondiale honger naar energie door de groeiende technologische vooruitgang kunnen worden gestild.

Om de mogelijkheid te verzilveren, moeten technici leren uranium uit het zeewater te isoleren om kerncentrales te kunnen bevoorraden. Dat is geen sinecure, omdat het uranium in zeewater in extreem verdunde mate voorkomt (3,3 ppb, parts per billion) en gemakkelijk carboniseert.

In april 2016 wijdde de American Chemical Society (ACS) een speciaalnummer aan de technisch denkbare winning van mariene splijtstof in het blad Industrial & Engineering Chemistry Research.

Yuan staat niet alleen voor de uitdaging om in de praktijk aan te tonen dat zijn techniek in de praktijk werkt, maar zal ook aannemelijk moeten maken dat de benodigde eiwitmoleculen niet de beperkende factor zullen blijken om marien uranium te winnen
Tegen de achtergrond van de beperkte volumes uraniumerts zegt de Chinese onderzoeker Yihui Yuan in het wetenschappelijke tijdschrift Nature dat de toekomst van uranium in zee zit. Zijn team heeft een manier gevonden om uranium uit zee te binden en winnen met behulp van een eiwitmolecuul dat zich makkelijk bindt aan uraniumoxide, de verschijningsvorm waarin uranium in zee voorkomt. Het molecuul weet bovendien de groei van micro-organismen tegen te gaan, zodat uraniumfilters waarmee de Chinese onderzoekers werken langer meegaan. Zij hebben de eiwitmoleculen die ze in een geltoepassing gebruiken nog niet in zee getest, maar met echt zeewater in een lab-opstelling.

Het kost drie weken om de gel te verzadigen. Per gram bleken de ewitmoleculen over die periode 0,007 gram uranium op te nemen. Door een reinigingsprocedure kan de splijtstof geoogst worden. De gel kan circa 30 cycli aan en brengt dan per gram 0,15 gram uraniumoogst op. Dat lijkt zelfs economisch uit te kunnen. De hoogste prijs van een kilo uranium lag in de afgelopen decennia op circa $300. Yuan berekende dat het mariene uranium met zijn methode kan worden geoogst voor een prijs tussen de 200 en 300 dollar; op dit moment ligt de prijs (rond de $30) daar echter ver onder.

Andere reactoren en eiwittwijfels
In Kijk toont Jan Leen Kloosterman, hoogleraar reactortechniek aan de TU Delft, zich weinig onder de indruk. Volgens hem kan de mensheid nog duizenden jaren met splijtstof vooruit als we investeren in nieuwe technieken. Kloosterman houdt vast aan het bestaande vernieuwingsonderzoek gericht op reactoren. Terwijl gangbare kernreactoren draaien op het direct splijtbare uranium-235, worden zogeheten generatie-IV kernreactoren ontwikkeld om op thorium of uranium-238 te kunnen draaien. De winbare aardvoorraad van uranium-238 is naar schatting zo'n honderdvijftig groter dan die van uranium-235. Het kost meer bewerking maar levert uiteindelijk ook schone energie. Volgens Kloosterman zijn de Chinese experimenten daarom alleen voor de heel lange termijn relevant.

Het verschil tussen Kloosterman en Yuan? De eerste is voor een nieuwe brandstof; die vergt echter nieuwe centrales die zich bij gebruik op grote schaal nog moeten bewijzen; de tweede kiest voor de direct te gebruiken splijtstof in kerncentrales waarvan we al een beter idee hebben hoe we ze moeten bouwen en verbeteren. Ook in China wordt overigens hard gewerkt aan nieuwe technologieën zoals Kloosterman die voorstaat. Yuan staat niet alleen voor de uitdaging om in de praktijk aan te tonen dat zijn techniek in de praktijk werkt, maar zal ook aannemelijk moeten maken dat de benodigde eiwitmoleculen niet de beperkende factor zullen blijken om marien uranium te winnen. Eiwitten zijn een onmisbaar macronutrient in de gehele voedselketen, inclusief die van de natuur. Grootschalig gebruik kan die keten verstoren en grote effecten hebben.
Dit artikel afdrukken