fe lie Institutt for energiteknikk J. pe/m/e-wjog NO

Transkript

1 fe lie Institutt for energiteknikk J. pe/m/e-wjog NO

2 IFE/KR/E-93/008 KJERNEKRAFT - STATUS OG UTVIKLING 1993 AV ROLF O. LINGJÆRDE OKTOBER 1993 INSTITUTT FOR ENERGITEKNIKK, KJELLER

3 UTGIVER Postboks Kjeller DOKUMENT NR. IFE/KR/E-93/008 DATO Oktober 1993 OPPDRAGSGIVER PROSJEKTNR./KONTRAKT NR. PROSJEKTNAVN OPPDRAGSGIVERS REF. TITTEL OG UNDERTITTEL Kjernekraft - status og utvikling 1993 FORFATTER(E) R o l f 0. KONTROLLERT L i n g j æ r d e G 5& T^/A^ REFERAT (^J / Oversikt over kjernekraftsituasjonen i et globalt perspektiv. Basert på oppgåver fra IAEA, OECD-NEA og andre organisasjoner. Tallmaterialet og oppgåver forøvrig refererer seg til 1992/93. STIKKORD KLASSIFIKASJON OG/ELLER EMNEGRUPPE UDK: (100) INDEKSSYSTEH/TESAURUSTERMER INIS: Nuclear power: Reviews I S S N ANDRE BIBLIOGRAFISKE 0PPLYSNINGER ISBN " ANTALL SIDER 1 4 TILGJENGELIGHET: DETTE DOKUMENT/DENNE SIDE Apen /Apen DISTRIBUERES AV Institutt for energiteknikk H0TTAKERS N0TATER SPRÅK:DOKUMENT/SAMMENDRAG Norsk ' PRIS

4 Forord IFE utarbeider hvert år en oversikt over kjernekraftens status. Innholdel i denne utgaven baserer seg på informasjon fra Det internasjonale atomenergibyrået (IAEA), OECDs atomenergibyrå NEA, nasjonale atomenergiorganisasjoner (som CEA - det franske Commissariat å 1'Energie Atomique), Nuclear Engineering International, U.S. Council for Energy Awareness, samt materiale fra en internasjonal kjernekraftkonferanse arrangert av The Uranium Institute i London, september 1993.

5 Innhold 1 Kjernekraftsituasjonen generelt l 2 Situasjonen i noen land 2 Kina 2 Russland 2 Ukraina 3 Hviterussland (Belorussija) 4. USA 4 Storbritannia 5 Finland 5 Indonesia 6 3 Referanser 7 4 TABELLER

6 1 Kjernekraftsituasjonen generelt I sin årsmelding for 1992 summerer IAEA kjernekraftsituasjonen som følger: Den moderate vekst i elkraftforbruket i industrialiserte land, tilgangen på relativt rimelig kull og en fortsatt kritisk holdning til kjernekraften er årsaken til den beskjedne økning i installert kjernekraftkapasitet i En planlagt idriftsseltelse av 8 kjernekraftverk (6000 MWe) ble redusert til 5 (3778 MWe). Det økende behov globalt sett for elkraft og den bekymring som knytter seg til bruken av fossile brensler fra et miljømessig synspunkt, peker imidlertid i retning av større utnyttelse av kjernekraften i fremtiden. I Europa, med unntak av Frankrike, er det nå et dfi facto moratorium. I Nord - og Sør Amerika er del den samme situasjonen. I Asia er det imidlertid en betydelig utbyging av kjernekraft. Land som Japan, Syd-Korea, Kina, India og Pakistan vil etter all sannsynlighet ha ca 100 kjernekraftverk totalt sett i drift ved arhundreskiftet. Det er en økning på 43% i forhold til dagens situasjon. Situasjonen i det tidligere Sovjet er noe uklar når det gjelder videre kjernekraftutl>;, ;;ging. Ifølge den russiske ministeren for kjernekraft, Mikhailov, (ref. 8) planlegges det i Russland en fordobling av dagens kjernekraftkapasitet, 19 GWe, innen år Mikhailov har også opplyst at nisserne vil basere den videre utbygging både på trykkvannsreaktoren VVER og på RBMK-trykkrørsreaktoren (Tsjernobyl typen). Ved årsskiftet 1992/93 var det 424 kraftreaktorer med en samlet installert effekt på 330 GWe i drift i 30 land. Se tabell i. 72 anlegg (60 GWe) var under bygging. På verdensbasis ble 6 nye anlegg satt i kommersiell drift i 1992: 2 i Japan, 2 i India og ett hver i Frankrike og Kanada. I løpet av 1993 skal 11 nye anlegg etter planen settes i drift: 4 i Japan og ett hver i Frankrike, Kanada, Kina, Kuba, Den tsjekkiske republikk. Den slovakiske republikk og Russland. Byggingen av 2 anlegg starlet i Japan i På global basis dekker kjernekraften rundt 17% av den totale elkraftproduksjonen. Dekningen i de enkelte land er vist i tabell 2. Tabeil 3 gir en oversikt over de forskjellige reaktortypene som inngår i kjernekraftnrogrammene. PWR (trykkvannsreaktor) dominerer. Med få unntak er reaktorer som bygges eller planlegges av denne typen. Unntakene representeres først og fremst av Japan som fortsatt også satser på BWR (kokvannsreaktor) og Kanada med sine tungtvannsreaktorer (CANDU). CANDU bygges i Kanada, India, Romania og Argentina. Ved årsskiftet 1992/93 var 65 (ca MWe) kraftreaktorer permanent avstengt. 2 i Armenia, ett i Belgia, 3 i Kanada, 9 i Frankrike, 15 i Tyskland (inklusive de tidligere Øst-tyske reaktorene), 4 i Italia, ett i Japan, 4 i Russland, ett i Den

7 2 slovakiske republikk, elt i Spania, ett i Sverige, 7 i Storbritannia, ett i Ukraina og 15 i USA. Det må tilføyes at mange av de avstengte reaktorene var prolotypanlegg , som i foregående år, har IAEA utført kontroll med beholdninger av spaltbart materiale (plutonium og anriket uran) underlagt internasjonal sikkerhetsovervåking (Safeguards). Bortsett fra i Nord-Korea (The Democratic People's Republic of Korea) har det ikke vært registrert uregelmessigheter so: kunne tyde på avledning av spaltbare materialer, eller misbruk av nukleære anlegg t Uer utstyr, til produksjon av kjernevåpen eller utnyttelse for andre militære formål. Når det gjelder Nord- Korea sier IAEA i sin årsmelding at de ikke er fornøyd med den dokumentasjon landet har fremlagt, og har derfor bedt om tilleggsinformasjon og å få tilgang til å inspisere visse nukleære anlegg. 2 Situasjonen i noen land Kina Kinas første kjernekraftverk er lokalisert i provinsen Qinshan nær Shanghai. Det ble startet opp i oktober 1991 og kom i full drift i mai Reaktoren, en PWR på 300 MWe, er av kinesisk konstruksjon. Ytterligere to PWR enheter, hver på 600 MWe, er under bygging på samme sted. Kina's andre kjernekraftverk startet leveranse av elkraft i sluten av august Anlegget, Daya Bay-1 ligger i provinsen Guandong nær Hongkong. Reaktoren på 950 MWe er også av PWR typen, men de franske selskapene Framatome og Alsthom har stått for leveransen av reaktor + turbin. Tvillingreaktoren Daya Bay-2 skal etter planen startes opp i begynnelsen av Det er søkt om byggetillatelse for 2 anlegg til i Guandong provinsen. Russeme skal dessuten bygge to 1000 MWe VVER anlegg (trykkvannsreaktorer) i den nordøsflige provinsen Liaoning. Totalt skal Kina etter planen ha 6000 MWe kjernekraft installert innen år Russland Kjernekraftkapasiteten i Russland og Ukraina er henholdsvis 20 og 14.6 GWe. Begge slater er svært avhengig av at kjernekraftverkene holdes i drift, grunnet generell mangel på elkraft. Russland i særdeleshct har et ambisiøst kjernekraftprogram, og planlegger en fordobling av kapasiteten innen år For Ukraina's vedkommende er planene noe uklare.

8 3 Til gjennomføringen av den videre utbyggingen i Russland knytter det seg naturlig nok usikkerhet, bl a når det gjelder finansiering. På kjernekraftkonferansen i London i september 1993 (ref. 8) ble det fra ledende russisk hold uttrykt følgende: "The safe and economic development of nuclear power in Russia will be a large undertaking requiring considerable resources which it will be difficult, if not impossible, to achieve without the assistance of industrially developed countries." I Russland er det 28 kjernekraftverk i drift, tilsvarende ca 19 GWe. 6 reaktorer er av typen VVER-440 (trykkvannsreaktorer), 6 av typen VVER-1000, 11 av typen RBMK-1000 (Tsjernobyltypen), 4 mindre RBMK'erog I hurtig breederreaktor. Ett anlegg ble starlet opp i 1993 (Balakova 4, som er av typen VVER-1000). Hvor mange anlegg som er under bygging er uklart. IAEA opplyser at 18 kjernekraftverk er under bygging, hvorav 3 skal være av RBMK typen og resten VVER. Fra russisk hold ble del i september 1993 (ref. 8) opplyst at bare 2 anlegg nå er under bygging. Det er også uklart om russerne for planlagte anlegg bare vil salse på VVER typen eller en kombinasjon av VVER og RBMK. At russerne har planer om fortsatt satsing på sistnevnte type har vakl oppsikt i internasjonale kjernekraflkrelser. Mange vestlige land og internasjonale organisasjoner er engasjert i tiltak som kan bedre sikkerheien ved russiske- og andre øst-europeiske kjernekraftverk. Også Norge deltar i dette arbeidet. I 1992 bevilgel den norske regjering gjennom Utenriksdepartementet 20 mill.kr. for tiltak som kan bedre sikkerheien ved Kolakjernekraft anlegget. Gjennom Haldenprosjektet deltar IFE i detle arbeidet. El samarbeid med ledelsen for kraftverket ble innledet i slutten av Som en del av samarbeidet vil teknisk personell fra Kola kraftverket i korlere perioder bli stasjonert i Halden. Ukraina Det er 15 kjernekraftverk i drift i Ukraina. 3 av typen RMBK (Tsjernobyl 1-3) og resten trykkvannsreaktorer (VVER). IAEA opplyser at 6 anlegg (VVER) er under bygging, andre kilder (ref. 8) oppgir 3 anlegg under bygging. Del har vært et ønske fra ukrainske myndigheter å stenge de 3 gjenværende Tsjernobyl-reaktorene så snart del er praktisk mulig. Hvordan man skal dekke elkraftbehovet hvis så skjer i nær fremtid har væri utredet. Allernativene som er aktuelle inneoærer betydelige økonomiske og politiske problemer som ikke lett lar seg løse. Det betyr at de 3 Tsjernobylreaktorene mest sannsynlig fortsatt vil bli drevet i mange år. Velger man å erstatte disse 3 med et kjernekraftalternativ, vil de første 2 av de anleggene som er under bygging lidligsi komme i drifl i år 1999/2000.

9 4 Del er vel kjent at den såkalte SARKOFAGEN rundt den havarerte Tsjernobyl-4 reaktoren mii erstaltes om noen år. Den tilfredsstiller ikke sikkerheitsmessige krav til langtids emballering av del som er igjen av reaktoren. En internasjonal konkurranse ble utlysl vedrørende uiformingen av en ny sarkofag. Del kom inn 394 mer eller mindre seriøse forslag. Det ukrainske "Ministry of Chernobyl Affairs" har valgl ut 6 av forslagene, og vil vurdere disse nøyere. Del vil senere bli invitert til anbud på byggingen av ny sarkofag, basert på etl av forslagene. Del er antydet kostnader på rundt 4 milliarder kroner for en ny sarkofag. Del pågår for øvrig arbeid med forstøtninger og telting av lekkasjer i den eksisterende sarkofagen. Bl a ble taket utbedret våren arbeidere deltok i denne operasjonen. Stråledosen som hver mann fikk lå lavere enn den av ICRP anbefalte gjennomsnittlige årsdose. Hviterussland (Belorussija) Ministeren for kraftforsyning i Hviterussland uttalte nylig (ref. 8) at republikken i det lange løp ikke kan klare seg ulen kjernekraft - av økonomiske og politiske årsaker. Ifølge en nasjonal energiplan tar Hviterussland derfor sikte på å ha et førsle kjernekraftverk i drift i år Kapasiteten blir mellom 500 og 1000 MWe. Hviterussland har seiv beskjedent med energireserver. Mer enn 25% av elkraftforbrukel dekkes ved import fra kjernekraftverkene Ignalina i Litauen og Smolensk i Russland. Da republikken var en del av Sovjetunionen var det planlagt å bygge et kjernekraftanlegg ved Minsk på totalt 2000 MWe, og ytterligere en stasjon med en installert kapasitel på totalt 6000 MWe. Tsjernobylulykken salte en stopper for disse planene. Hviterussland fikk erfare et betydelig nedfall etter Tsjernobylulykken og derfor er det naturlig nok motstand mot kjernekraft i republikken. Myndighetene vil likevel søke å gjennomføre hyggingen av det første kjernekraftverket og 15 potensielle hyggeplasser undersøkes. Den nevnte minister har også uttalt at Hviterussland umulig kan satse på et kjernekraftprogram uten en betydelig teknisk og økonomisk støtte fra andre land. USA De 109 kjernekraftverkene som er i drift i USA dekker ca 20% av elkraftbehovel. Videre utbygging har stoppet opp. Ingen nye anlegg er bestilt siden 1978 og en rekke lidligere anlegg er avbestilt. Rundt 7 anlegg som enten var ferdig byggel eller påbegynt bygget er stoppet. Ifølge amerikanske utsagn (ref. 8) er det liten sannsynlighet for at nye kjernekraftverk blir bestilt i USA før elter århundreskiftet.

10 5 Det som anføres som årsaker til situasjonen på dette området i USA er hl a: - kven: vekst i elkraftforbruket enn vente! - kostnadene ved bygging av kjernekraftanlegg har økt mer enn for det mest aktuelle alternativet - kullkraft del amerikanske folk har forlsatt en skeptisk holdning til kjernekraft - Clinton-administrasjonen nedprioriterer kjernekraft til fordel for satsing på gass, energiøkonomisering og nye fornybare energikilder. President Clinton har også uttalt at han vil kutte ned på bevilgningene til utviklingen av avanserte kraftreaktorer. Storbritannia Den første reaktoren av typen PWR som bygges i Storbritannia, Sizewell B på 12(K) MWe, nærmer seg fullførelse. Man ligger foran tidsskjemaet og oppstart er nå planlagt i Det er planlagt å bygge ylterligere 3 anlegg av samme type (Hinkley Point C, Sizewell C og Wylfa B), men regjeringen har utsatt en eventuell besiutning om bygging. Det nye opparbeidingsanlegget for brukt brensel i Sellafield, THORP (Thermal Oxide Reprocessing Plant) har ennå (oktober 1993) ikke fått driftstillatelse. Anlegget har i over et år stått fullt ferdig, men protester fra Miljøvernorganisasjoner har resultert i ulsettelse. Det er ventei al regjeringen vil faite besiutning om idriftssettelse - eller ikke - i november THORP har en kapasitet på rundt 850 tonn hrukt brensel pr år. Det er planlagt, og kontrakten for, opparbeiding av 7000 tonn oksydbrensel de første 10 driftsårene. To tredjedeler av dette brenselet kommer fra land ulenom Storbritannia, først og fremst Japan. BNFL (British Nuelear Fuels Ltd.), som eier THORP, opplyser at de taper 2 millioner kroner for hver uke anlegget står. Finland Planleggingen av et femte kjernekraftverk i Finland starlet så tidlig som I 1986 ble det for formålet dannet et selskap (PEVO) - en sammenslulning av de to kraftselskapene.'vo og TVO, som begge har kjernekraftverk i drift.

11 6 En søknad ble sendt regjeringen i 1986 av PEVO om "prinsipiell godkjennelse til å bygge el femte kjernekraftverk". Pga Tsjernobylulykken i det samme år, ble planene lagt på is. 1 mai 1991 inviterte PEVO til anbud på et anlegg i området MWe. Anbud fra europeiske kjernekraftleverandører ble mottan i oktober februar 1993 vedlok den finske regjering å anbefale at Riksdagen godkjente byggingen av kjernekraftverket. Kraftverket skulle etter planen legges til Loviisa eller Olkiluoto. I slutten av september 1993 ble saken tatt opp i Riksdagen. Med knapp margin ble det besluttet ikke å bygge anlegget. Saken er derfor, igjen, lagt på is. Finland har 4 kjernekraftverk i drift. De to første anleggene (i Loviisa) er av den russiske VVER-typen på 440 MWe hver. Loviisa 1 ble starlet opp i 1977, og Loviisa 2 i Når det gjelder den sikkerhetsmessige utformingen er Loviisareaktorene betydelig modifisert sammenliknet med standardversjonen. De to andre kjernekraftverkene, Olkiluoto 1 og 2 ble startet opp i henholdsvis 1978 og De er av BWR typen, på hver 735 MWe, og levert av det svenske selskapet AjEA-ATOM (nå ABB ATOM). Finnene har hatt meget god driftserfaring med alle sine reaktorer. Indonesia Som nevnt innledningsvis i denne rapporten satser en rekke asiatiske land betydelig på kjernekraft. Indonesia, med sine gass- og oljereserver, har foreløpig ikke hatt behov for kjernekraft, seiv om de allerede i slutten av '/70-årene startet planleggingen av et første kjernekraftverk. I 1987 ble 5 reaktorieverandører invitert til å vurdere tekniske- og økonomiske aspekler vedr. installasjon av kjernekraft i Indonesia. Noe vedtak om bygging ble imidlertid ikke fattet. I august 1991 inngikk den Indonesiske atomenergikommisjonen en avtale med et japansk selskap om assistanse ved planleggingen av det første kjernekraftverket. Det er i denne forbindelse opplyst at anbudsinnbydelser vil bli sendt ut i begynnelsen av Indonesia har over 1000 bebodde øyer og avstandene er store (4800 km i utstrekning). Et integrert elkraftnett er derfor vanskelig å tenke seg. Den tettest befolkede øya er Java, der ca 6Q% av landets 180 millioner mennesker bor.

12 7 3 Referanser 1. NEA activities in OECD Nuclear Energy Agency (NEA), Paris juli The Annual Report tor International Atomic Energy Agency (IAEA), Wienjuli Nuclear energy data. OECD Nuclear Energy Agency (NEA), Paris juli Nuclear Power Reactors in the world. International Atomic Energy Agency (IAEA), Wien april Nuclear Engineering International August, september og oktober World Nuclear Industry Handbook 1993 Nuclear Engineering International. Januar USCEA - U.S. Council for Energy Awareness. Washington D.C. 8. The Uranium Institute. Eighteenth Annual Symposium. September 1993, London.

13 TABELL 1 KJERNEKRAFTVERK I DRIFT OG UNDER BYGGING PR LAND I drift Under bygging Antall Antall enheter MWe enheter MWe ARGENTINA BELGIA BRASIL BULGARIA _ DEN SLOVAKISKE Rep DEN TSJEKKISKE Rep FINLAND FRANKRIKE INDIA IRAN ?J2 JAPAN ? KANADA KASAKSTAN KINA I KUBA LITAUEN MEXICO NEDERLAND PAKISTAN ROMANIA RUSSLAND SLOVENIA SPANIA STORBRITANNIA SVEITS SVERIGE SØR-AFRIKA SØR-KOREA TAIWAN TYSKLAND _ UKRAINA UNGARN USA VERDEN TOTALT Ref. "Nuclear Power Reactors in the World". HEA, April 1993.

14 TABELL 2 ANDEL KJERNEKRAFT AV TOTAL ELKRAFTPRODUKSJON I DE ENKELTE LAND (pr ) Andel (%) LITAUEN 80.0 FRANKRIKE 72.9 BELGIA 59.9 DEN SLOVAKISKE Rep UNGARN 46.4 SVERIGE 43.2 SØR KOREA 43.2 SVEITS 39.6 SPANIA 36.4 TAIWAN 35.4 SLOVENIA 34.6 FINLAND 33.2 BULGARIA 32.5 TYSKLAND 30.1 JAPAN 27.7 UKRAINA 25.0 STORBRITANNIA 23.2 USA 22.3 DEN TSJEKKISKE Rep KANADA 15.2 ARGENTINA 14.4 RUSSLAND 11.8 SØR-AFRIKA 6.0 NEDERLAND 4.9 INDIA 3.3 MEXICO 3.2 PAKISTAN 1.2 BRASIL KINA Ref. IAEA, April 1993

15 TABELL 3. KRAFTREAKTOR TYPER Internasjonal forkortelse Norsk benevnelse I drift Under bygging Antall reaktorer pr Avstengt Utsatt Avbestilt AGR Avansert gasskjølt reaktor (UK) BUR Kokvannsreaktor (lettvann) FBR Hurtig breederreaktor GCR Gasskjølt grafittmoderert reaktor (Magnox) HTGR Høytemperatur gasskjølt reaktor HUGCR HWLWR Tungtvannsmoderert gasskjølt reaktor (Frankrike) Tungtvannsmoderert kokende lettvannsreaktor (Japan) LWGR ') Lettvannskjølt grafittmoderert reaktor PHWR Tungtvannskjølt og -moderert reaktor (Candu) PWR 2 ) Trykkvannsreaktor (lettvann) SGHUR Dampproduserende tungtvannsreaktor (UK) Totalt Ref. IAEA, april 1993 Bare reaktorer som ble påbegynt bygget er 1 istet under "Utsatt" og "Avbestilt" ') Benevnes også RBHK (Tsjernobyl-typen). 2 ) Inklusive den opprinnelig sovjetisk utviklede PMR, som også benevnes VVER.

16 Institutt for energiteknikk KjKLLEK: P.O.Box 41). \-l»()l]7 Kji'lkT. Norway Telephone: 47 lih MHil) III) Telefax: Admin.: *476:J81 fw5(i HAI.DKN: I'.O.Uox 17:i, N-1751 Halden. Norway Telephone: + 47 <iy 18:111)11 Telefax: Admin.: * 47 lii) ) Instituttet har en årsomsetning på rundt 350 millkr. Totalt antall ansatte er ca. 600 (1993). I tillegg attasjerte utenlandske forskere i Halden The Institute's annual turnover is approx. NOK 350 million. The total number of employees is approx. 600 (1993). In addition foreign scientists attached to the Halden Project. AKTIVITETSOMRÅDER Petroleumsteknologi Kjernekraft Prosesskontroll Industriell energiteknologi Energiøkonomisering Isotopforsyning og bestråling Materialteknologi Grunnforskning i fysikk Miljø- og strålevern MAIN ACTIVITIES Petroleum technology Nuclearpower Process control Industrial energy technology Energy conservation Isotope production and irradiation services Materials technology Basic research in physics Environmental- and radiation protection