m A*9TM0*t 53& Institutt for VfPenergitekriikk
Skissen på forsiden viser Instituttets anlegg på Kjeller.
IFE/KR/E-84/012 KJERNEKRAFT - STATUS OG UTVIKLING 1SB3/84 AV ROLF 0. LINGJIROE NOVEMBER 1984 INSTITUTT FOR ENERGITEKNIKK, KJELLER
UTGIVER Institutt for energiteknikk Boke «0 Z00T Kjeller DOKUMENT NR. I*C/KD/e<l4/Q12 DATO 12. novmftar IM» OPPDRASSGIVE» PROSJEKTNR./KONTRAKT NR. PROSJEKTNAVN OPPDRAGSfilVERS REF. TITTEL OG UNDERTITTEL Kjernekraft - status og utvikling 1983/198* FORFATTERIE) Rolf 0. Lingjarde J60DKJENT REFERAT Oversikt over kjernekraftsituasjonen i et globalt perspektiv. Basert pi oppgåver fra IAEA, 0ECD-NEA og andre organisasjonar. Tallmaterialet og oppgåver forevrig refererer seg til 1983/84. STIKKORD KLASSIFIKASJON OG/ELLER EMNEGRUPPE UDK: 621.039(100) INOEKSSYSTEM/TESAURUSTERHER INIS: Nuclear power; Reviews ANDRE BIBLIOGRAFISKE 0PPLYSNINGER ISSN 0333-2039 ISBN 82-7017-065-8 ANTALL SIDER 15 TIL6JENGELIGHET: 0ETTE DOKUMENT/DENNE SIDE Apen / Apen SPRAK:DOKUMENT/SAMMEN0RAG Norsk / DISTRI8UERES AV Institutt for energiteknikk MOTTAKERS NOTATER PRIS
< 1 > IKKHOIDSF OIT E M C L S E S«ksjon Sid» 1 KJERNEKRAFTSITUASJONEN t 2 ØKONOMI - ORIFTSERFARINGER 3 3 UTVIDET BRUK AV KJERNEKRAFT 4 * URANSITUASJONEN 5 5 THREE HILE ISLAND (TMI) 6 6 REFERANSER 7
I 1 KJERNEKRAFTSITUASJONEN Den installerte globale kjernakraftkapasiteten ekt* i lepet av 1983 mad 101. Ved årsskiftet 1983/84 var det 317 kjernekraftverk i drift i 25 land, mad an samlet kapasitet pi ca 191 GWe - * Tabell 1. Ytterligare 209 anlegg var under bygging, mad en stellet kapasitet pl ca. 194 GWe. t lepet av 1983 startet byggingen av 23 nye anlegg (3 i utviklingsland). Et hovedtrekk i kjernekraftsituasjonen i enkelte land i de senera ar (spesielt USA) er manglande nybestillinger av anlegg og avbestillingar eller utsettelse av allerede bestilte anlegg. I 1963 ble det for i alt 12 anlegg besluttet avbestilling eller bygging utsatt pi ubestemt tid. Pi tross av slika usikkerhetsmomenter regnar man likevel med at total installert kjernekraftkapasitet i 1985 vil ligge i området 255-275 GWe. Dette vil utgjere ca 15Z av verdens totale alkraftkapasitet. Ved årsskiftet 1983/84 dekket kjernekraft ca 12Z av danne kapasiteten. En hovedarsak til avbestillingar og forsinkelser er bl.a. at veksten i elkraftforbruket har vart lavere enn forutsatt. I tillegg kommer lisensieringsproblemer, politiske "stemningsproblemer" og finansieringsproblemer. I sum innebarer slike forhold at det kan registreres en viss utflatning av vekstkurven for kjernekraftutbygging utover mot århundreskiftet. IAEA loet internasjonale atomenergibyrået) antar ni at verdens totale kjernekraftkapasitet i ir 2000 vil ligge i omridet 48S - 725 GWe. Dette vil representere rundt 20Z av verdens totale elkraftkapasitet. Det vil imidlertid vare store variasjonar nir det gjelder kjernekraftandelen i de enkelte land. Frankrike f.eks. har allerede i dag en kjarnekraftandel pi rundt 55Z, og tar sikte pi, innen 1990, i ake denne til 70Z. Andre land opererer med felgende måltall for 1990: Belgia over 50Z, Bulgaria, Sverige og Taiwan, Kina over 40Z, V-Tyskland, Ungarn, Korea, Spania, Finland og Sveits over 30Z og USA mellom 20 og 30Z kjernekraftandel. Tabell 2 viser den prosentvise dekning med
2 kjernekraft i an dal land vad årsskiftet U«3/«t. Når det gjeldar driftierfaringene mad kjarnekraftanlegg ar diaaa fortsett goda. ikke minst vurdert fra at sikkerhets- og miljemessig synspunkt. Det har hittil ikke forekommet uhell i kjernekraftverk mad utslipp av radioaktiva stoffar aom har skadat mennesket. Globalt satt var den akkumulerte el-produk»jonen ved irssklftat 1903/lt ovar 7000 TMh og totale antall reaktorar 3300 - se Tabell 3. Pi lengre sikt er det ventet at en fornyet ekonomisk oppgang vil medfere et eket behov for energi og elektrisitet, og at ordretilgangen på nye kjarnekraftanlegg vil bedrea i de land som nå i mange ir har ligget lavt. Andre forhold som kan bevirke en åket aktivitet pi kjernekraftomridet er: en ekende interesse for kjernekraft som erstatning og supplement for fossilfyrte kraftverk, ikke bare for elektrisitetsproduksjon men ogsi for produksjon av prosessvarme. ekende erkjennelse for at kjernekraft er en sikker, ekonomisk og miljemessig akseptabel form for energi. et ekende behov for i erstatte en betydelig del av ferste generasjons kjernekraftverk med nye anlegg (naturlig utskifting) I denne forbindelse kan det ogsi vare av interesse i referere til den nylig publiserte svenske utredningen om forutsetninger og tiltak for avvikling av den svenske kjernekraftvirksomheten innen ir 2010. Her heter det bl a i hovedkonklusjonen at "det ikke finnes noen avgjerande hindre for at kjernekraften skal kunne avvikles innen ir 2010, men avviklingen blir et kostbart tiltak dersom kjernekraftverkane fungerer tilfredsstillende nir de skal tas ut av drift". Komiteen understroker at det vil kunne bli et betydelig ekonomisk press for å dreye avviklingen si nar ir 2010 som mulig, hvis valget vil sti mellom det i drive kjernekraftverk eller kullkraftverk. Basert pi dagens prisrelasjoner skulle alternativet med kullkraft i stedet for kjernekraft innebare merkostnader pi minst 500 mill. kr pr ir.
3 2 IKONOHI - DRIFTSERFARINSER Pi tross av at det i enkelt* utredningar tegnei et dystert bilde iv kjernekraftens akonomi viser erfaringane generelt at kjernekraft er konkurransedyktig med fossilfyrt anlegg bide når det gjelder akonomi og driftstilgjengelighet. Basert pi informasjon innhentet av IAEA gjennom PRIS (Power Reactor Information System) viser driftsarfaringene en klar trond mot stadig bedre tilgjengelighet for kjernekraftverk. De innsamlede data viser imidlertid fortsatt relativt store variasjoner i driftstilgjengeligheten nir landene sammenlignes innbyrdes. Enkelte land (bl a Sverige) kan vise til eksepsjonelt gode driftserfaringer. Tendensen gir ogsi i retning av utstrakt standardisering nir det gjelder konstruksjon og bygging av kjernekraftanlegg. Oenne utviklingen er sarlig uttalt i Frankrike og Sovjetunionen. Her er ogsi selve lisensieringsprosessen sterkt sentralisert. En rekke land arbeider hardt for i fjerne "flaskehalser" i lisensieringsprosedyren (bl a V-Tyskland og USA). Standardisering vil bidra til en forenklet lisensierings-prosess og mindre tidkrevende spesifikasjon av krav til sikkerhet og teknisk utforming. Enkelte lands erfaringar viser klart at dette ferer til kortere byggetid totalt sett. og derved lavere kostnader. To eksemplar kan illustrere disse forholdene, i positiv og negativ retning: I Frankrike er en hay grad av standardisering gjennomfart, og anlegg bygges pi ca. 5 ir. Trening av driftspersonell er ogsi forenklet, idet kontrollromsutforming og driftsrutiner ikke varierar fra anlegg til anlegg. Driftspersonell kan bl.a. flyttes fra et anlegg til et annet uten "overgangsproblemer". Beregninger som det statlige franske elkraftselskapet EOF har publisert viser at kjernekraftkostnadene ligger rundt 60Z av kostnadene for kullkraft.
4 I USA viser beregninger fr» AlF (Atonic Industrial Foru>) at dot pr 1994 ikke er noen tarlig forskjell, kostnadsmessig sett. pi kjernekraft on kullkraft for USA sett under ett. Oat kan inidlertid vare betydelige variasjonar da enkelte statane lswllosi. Bide byggetid og lisonsieringsproiess er betydelig lenger i USA enn i Frankrike. Det kan gi opptil 10-12 ir fra planleggingen av et anlegg startar til anlegget er i drift. Ikke to anlegg i USA er lika, og dette resulterer i en lang og komplisert lisensieringaprosess for det enkelte anlegg. Hyndighetene 'NRC - Nuclear Regulatory Commission) har ogsi stadig endrat og skjerpet sina regler, sarlig etter Three Hile Island ulykken. Oette har i enkelte tilfelle fart til si store konstruksjonsendringer og omkostningsekninger for pibegynte anlegg at byggingen er blitt stoppet eller anlegget bygget om til kullfyring. Det siste eksemplet pi dette var kjernekraftverket Zimmer (Cincinnati Gas and Electric Co) som var 97Z fullfart. I august f98* besluttet kraftselskapet å bygge det om til kullfyring. Total kostnad: $3.4 milliardar. Ombyggingar), inklusive lisensieringsprosessen, vil ta 7 år! 3 UTVIDET BRUK AV KJERNEKRAFT Bruken av kjernekraft som alternativ til fossilt brensel til fjernvarmeanlegg blir vurdert med akende interesse i COHECON-landene, sarlig i USSR. Forutsetningene for en slik lesning er bl a at anlegg kan legges nar befolkningssentra og at kjernekraft «konomisk kan konkurrere med fossilkraft. Det ser ut til å utvikle seg en fornyet interesse for små og mellomstore kraftreaktorer (SMPR). Slike reaktorer ble attraktive, kostnadsmessig sett, etter at oljeprisen akte. SMPR er aktuelle både i utviklingsland og i visse industrialiserte land.
5 Utbygging av kjernekraft i utviklingsland «r foralapig beskjed»*. I lepet av 1913 bl* bar* 3 *nh*t*r m*d *n saalet kapasitet pl 1.5 6H* starte* opp. 0*t foreliggar hallar ikk* planar oi» nya kjernekreftprogrammar av batydning. Oat ar vantat at frå* not ir 2000 vil majoriteten av kjernakraft-utbyggingen»kj* i do 18 utviklingsland so* Herad» har anlegg i drift aller under bygging (inklusive I COHECON land). Det er en rekke aspekt*r av internasjonal karakter som kommar inn i bildet nir det gjelder videra utbygging av kjernekraft i utviklingsland. Introduksjon av akonomisk konkurransedyktige smi og mellomstore reaktorer, utvikling av nadvendig ekspertise og infrastruktur og tilfredsstillende finansieringsordninger, ar eksemplar pi problemstillinger som krever omfattende internasjonalt samarbeide. «URANSirtlASJONEN I desember 1983 kom den siste utgaven av OECDINEAI/IAEAs "Uranium Resources, Production and Demand". Av rapporten gir det bl a frem at mengden med uran som til ni er kartlagt og kan utvinnes til kostnader under $80/kgU ($30/lb U 0 (ligger i området 2.6 mill. tonn. I tillegg 1 mill. tonn som kan utvinnes til en kostnad mellom $80 og $130/kgU ($30-$50/lb 110 ). En umiddelbar konklusjon er at de totale reservene, 3.6 mill.tonn, vil vare tilstrekkalig til i dekke det antatte behovet for uran minst frem til ir 2020-2025. Beregningen er basert pi nye oppgåver for global utbygging av kjernekraft. Mange forhold spiller imidlertid inn, bl a produksjonskapasitet og geografiske forhold. I rapporten er det gjennomfart to typar beregninger av den globale produksjonskapasiteten (astblokkland unntatt). Resultatene viser at irlig produksjonskapasitet gradvis kan akes til 50.000 tonn mot slutten av dette irhundre og stabilisere seg pi dette nivået i 5 ir eller mer, alternativt akes til 75.000 tonn/ir innen 1995, og deretter gradvis avtrappes. Oet mi understrekes at behovet for uran i 1990-
f trana ikke «anta» I koaaaa opp i 75.000 tonn/ir. Rapporten har ogat bartanet det tntitte globala behovet tor uran. uteno» «stblokklandanes pi basis av oppdaterte anslag for kjarnekraftutbyggingen fraa arat ir 2000: 19S5-35 900 tonn 1990 - *7 500 tonn (995-55 700 tonn 2000-66 700 tonn Fig. 1 viser den geografiske fordeling av uranreservene for de to kategoriene: a) kjente utvinnbare forekomster b) sannsynlige forekomster Siden denne oversikten ble publisert er det gjennom OECO(NEA) komplet opplysninger om sterre uranfunn i Niger og Australia, som aker disse landenes kjente reserver betydelig. 5 THREE MILE ISLANO (TMI) Opprenskningsarbeidet i kjernekraftverkettmi-2 fortsetter. Etter en omfattande dekontaminering av utstyr og komponeiiter inne i sikkerhetsbeholderen har man nå konsentrert seg om selve reaktoren. Det 156 tonn tunge lokket på denne ble fjernet i juli 198*. I juli neste år skal det adelagte brenselet i reaktoren tas ut. Arbeidet med å fjerne lokket ble enklere enn antatt, da det viste seg at strålingsnivået på stedet var betydelig lavere enn ventet. TMI-1. tvillingreaktoren til TMI-2 som har stått avstengt siden uhellet, har ennå ikke fått tillatelse til oppstarting av my/idighetene (NRC). I juli 1964 ble det imidlertid foreslått av staben i NRC overfor styret (the Commissioners) at TMI-1 skulle få tillatelse til oppstart, men med begrenset driftsnivå, forelepig til 25Z av full effekt.
7 8 REFERANSER 1. The annual ««port for 1983. International Atomic Energy Agency (IAEA), August 1984 2. NEA Activities in 19S3 OECD Nuclear Energy Agency (NEA), Juni 1984 3. Uranium Resources, production and demand OECDINEAI/IAEA, December 1983 4. Les Centrales Nucleaires dans le Monde Situation au 01.01.1984 Commissariat a 1'energis Atomique, Paris 5. The French Nuclear experience EPRI Journal July/August 19S4 6. Nuclear Industry August 1964 T- I Stallet for kårnkraft. Betånkanda av 1981 års energikommitté SOU 1984:61
TABELL 1 KJERNEKRAFTVERK l DRIFT 06 UNDER BYGGING PH. 31.12.83 'I LAND I drift Under bygging Afltlll nn*t«r MW» AntJll»nh»tcr HM* ARGENTINA 2 935 1 692 BELGIA B 3 473 2 2 012 BRASIL 1 626 1 1 245 BULGARIA 4 1 632 2 1 906 KANAOA 15 B 303 B 5 925 KUBA 2 816 TSJEKKOSLOVAKIA 2 762 9 4 354 FINLAND 4 2 206 FRANKRIKE 36 26 903 25 29 200 ØST-TYSKLAND 5 1 694 VEST-TYSKLAND 16 11 110 11 11 90S UNGARN 1 408 3 1 224 INDIA 5 1 030 5 1 100 ITALIA 3 1 232 3 1 999 JAPAN 28 19 023 10 10 022 KOREA 3 1 789 6 5 474 MEXICO 2 1 306 NEDERLAND 2 501 PAKISTAN 1 125 FILLIPINENE 1 621 POLEN 2 880 ROMANIA 2 1 320 SYD-AFRIKA 2 1 842 SPANIA 6 3 760 9 8 369 SVERIGE 10 7 355 2 2 100 SVEITS ^ 1 940 1 942 SOVJETUNIONEN 43 20 671 41 38 001 STORBRITANNIA 35 B 304 7 4 252 USA 80 63 315 49 54 228 JUGOSLAVIA 1 632 TAIWAN 4 3 110 2 1 814 VERDEN TOTALT 317 190 839 209 193 654 «IBasert på oppgåver innhentet av IAEA tra de enkelte land våren 1984.
TABELL 2 AHDEL KJERNEKRAFT AV TOTAL EL-KRAFTPROOUKSXN 1 ENKELTE LAND - 1S83 LANO ANDEL I Z FINLAND *1.5 FRANKRIKE *B. 3 SVERIGE 36.9 BELGIA 45.7 SVEITS 29.3 JAPAN 20.0 V. TYSKLAND 17.8 STORBRITANNIA 17.0 USA 13.0 SPANIA 9.1 KANADA 12.9 SOVJETUNIONEN B ITALIA 3.2 (ref. IAEA og OECD-NEA)
TABELL 3 KJERNEKRAFT - ORIFTSSTATISTIKK Ipr. 31-12-1983) El-produksjon. TMh 1983 Akkumulert Orift i antall rtaktorir 331.6 2470.4 313.5 2773.0 140.3 758.0 126.7 742.4 56.8 380.0 1392.7 970.3 295.0 524.2 137.6 1019.1 7123.8 3319.8 (ref. Commissariat a lenergie Atomique, Frankrike!
ro/kwa u id) 000 I REASONABLY ASSURtO RMOUflCii t< S 130/ «9 U) 500 000 saa-$i30/kgu < S 80/kg u (Beeerve») ZOO COO f * 500 000 o L _ b) ESTIMATED ADDITIONAL RESOURCES Category I (<Sl30/kgU) AUSTRALIA 1 300 000 ' / iisiisss S8O-S130/kg U <S80/kjU / 200 000 100 000-0L =1 ^vr #/ <f y - r Man '.y / J? * f / 1 J / T, Source : Australian Bureau of Mineral Resources, March 1984. 2. Uranium contained "In situ". 3. OECD(NEA)/ IAEA "Uranium Resources, Production and Demand* Paria, 1982. / o- Figur 1. Geografisk fordeling av verdens uranreserver, utenom Østblokkland.
«Instituttet» formal tr i drive torskning, utvikling, analyter rav. pi energiområdet, herunder atomenergionvidet, «amt pi andre omrader der Instituttets kompetanw særlig egner seg.» Aktivitetsområder: O Kjernekraft O Prosesskontroll O Petroleumsteknologi O Industriell prosess- og materialteknologi O Energiøkonomisering ny energiteknologi O Isotop- og bestrålingstjenester O Grunnforsknlng i fysikk Faglige spesialiteten O Nukleær brenselsteknologi O Prosessovervåking og -kontroll O Industriell matematikk O Reservoarmodellering og -simulering O Petroleumsgeologi og -kjemi O To-fase transport O Gassteknologi O Oljekorrosjon O Avanserte sveisemetoder O Radioisotoper for medisinsk og industrielt bruk O Strålingstekniske instrumenter O Fysikalsk-kjemiske analyser Instituttet eier og driver Haldenreaktoren. Forskningsvirksomheten som er knyttel til denne, er et internasjonalt prosjekt i OECD regi. Instituttet har 500 ansatte, 300 på Kjeller og 200 i Halden. InStitlltt for POSTBOKS 40, 2007 KJELLER TEL: (02) 7125 60 TELEKS: 74573 ENERG N cst energiteknikk POSTBOKS 173.1751 HALOEN TEL: (031)83100 TELEKS: 76335 ENERG N