Kärnkraft i vår omvärld ETT NYHETSBREV FRÅN ELFORSK KÄRNKRAFT NUMMER 9 OKTOBER 2010 I årets tredje nyhetsbrev följer vi upp kärnkraftsutbyggnaden i Storbritannien. Dessutom studerar vi utvecklingen i ett antal nya kärnkraftsländer, det vill säga länder som inte tidigare har haft kärnkraft men nu bygger eller planerar sina första reaktorer. Ett sådant land är Vietnam. Vi tittar även på möjligheterna, men också utmaningarna, med fusionskraft. Vi får återigen anledning att nämna Kina då ytterligare två reaktorer nu har färdigställts. Dessutom har landet skruvat upp utbyggnadsplanerna ännu ett snäpp och planerar nu att nå 80 GWe installerad kärnkraftskapacitet år 2020. Det är åtta gånger mer än dagens 10 GWe. Ett land med inte lika ambitiösa utbyggnadsplaner är Finland. Dock blev det i somras klart att ytterligare två nya reaktorer kommer att byggas. Den 25 januari är det dags för Elforsks årliga kärnkraftsseminarium i Stockholm. Vi kommer då att studera utvecklingen i just Finland och höra representanter från bolagen berätta om sina aktuella projekt. Utöver detta kommer Svensk Kärnbränslehantering AB (SKB) att presentera den svenska lösningen för slutförvaret och även redogöra för strategier i andra länder. Detta med anledning av att SKB senare i vår kommer att skicka in sin ansökan för slutförvarsanläggningen. Mer information om seminariet kommer inom kort men boka redan nu in den 25 januari i din kalender. Ytterligare en nyhet är att AG Kärnkraft/SAFO (Swedish Atomic Forum) går in som ny medfinansiär i omvärldsbevakningsprojektet. Detta innebär att bevakningen kommer att utökas med ytterligare ett nyhetsblad per år. Anna-Maria Wiberg Vattenfall Research and Development Kärnkraftverket Wylfa i Wales. Horizon Nuclear Power planerar ett antal nya reaktorer här. Foto: photosbykev.com STATUS STORBRITANNIEN Det är nu några nummer sedan vi senast rapporterade om byggplanerna i Storbritannien. Det har hänt en del den senaste tiden, inte minst till följd av regeringsskiftet i våras. Vi inleder dock med en kort resumé av den tidigare utvecklingen. Från nej till ja Den brittiska Labourregeringen gjorde en helomvändning i inställningen till kärnkraft under det dryga decenniet som man satt vid makten. År 2003 klargjorde regeringen i sin vitbok för framtidens energiförsörjning att man inte hade några planer på att bygga ut kärnkraften. Anledningarna var främst att man ansåg att ekonomin för ny kärnkraft inte var tillräckligt god och att det fortfarande fanns aspekter kring hanteringen av det radioaktiva avfallet som var olösta. Dessutom lovade man att en eventuell ändring av planerna skulle föregås av en ny vitbok och en bred konsultation med olika intressenter och allmänheten, ett remissliknande förfarande. Samtidigt satte man upp ett nytt klimatmål som innebar att man skulle sträva efter att minska koldioxidutsläppen med 60 % till år 2050 (från 1990 års nivå). År 2006 lade regeringen fram en energiöversyn där man presenterade en helt annan inställning till kärnkraften. Man klargjorde nu att nya reaktorer var ett effektivt sätt att nå energimålen. År 2008 publicerade man en ny vitbok med titeln Meeting the Energy Challenge A White Paper on Nuclear Power där dåvarande premiärminister Gordon Brown meddelade att det hädanefter skulle vara tillåtet för kärnkraftsindustrin att bygga nya reaktorer. Vidare skrev man att kärnkraften hade en viktig roll att spela i arbetet med att nå utsläppsmålen. Man höjde dessutom ribban och bestämde att utsläppsminskningen skulle nå 80 % år 2050. Detta mål blev senare bindande i och med att det skrevs in i Climate Change Act 2008. Kärnkraften i Storbritannien hade alltså under mindre än tio år gått ifrån att betraktas som ELFORSK KÄRNKRAFT I VÅR OMVÄRLD 1 forts.
forts. ett oönskat alternativ till att utgöra en högst central roll i strategin för att nå klimatmålen. Platser för nya reaktorer Till skillnad från tidigare byggen kommer staten inte att ta en aktiv roll i uppförandet eller finansieringen av de nya reaktorerna utan det kommer att ligga på industrin. Däremot vidtog Labourregeringen en rad åtgärder för att göra det enklare att etablera ny kärnkraft i landet. Exempelvis reformerades tillståndsprocessen för att kostsamma förseningar skulle kunna undvikas. Regeringen etablerade även ett nytt förfarande för att underlätta planeringen av nya reaktorer såväl som andra stora infrastrukturprojekt, exempelvis nya flygplatser. Ett antal nationella policyförklaringar, National Policy Statement (NPS), utarbetades inom vilka behovet av den här typen av anläggningar kartlades. Dessutom inrättades en ny planeringskommission för infrastrukturprojekt, Infrastructure Planning Commission (IPC), som fick i uppgift att titta på den lokala påverkan av nya byggen enligt instruktioner i policyförklaringarna. Det skrevs en särskild policyförklaring för kärnkraft. I den planerade regeringen att presentera resultatet av en utvärdering av lämpliga platser för nya reaktorer. Regeringen öppnande upp för nomineringar av möjliga siter år 2009 vilket ledde till att 11 platser nominerades. Efter en utvärdering beslutade Labourregeringen att preliminärt klassa tio av dem som lämpliga. Dessa var Hinkley Point, Oldbury, Sellafield, Sizewell, Wylfa, Bradwell, Braystones, Hartlepool, Heysham och Kirksanton. Den enda siten man hade strukit var Dungeness på östkusten. Braystones och Kirksanton är nya, oexploaterade, så kallade greenfield-platser nära Sellafield. Vid övriga platser finns det, eller har funnits, reaktorer i drift. Förslaget på platser fanns med i ett utkast till policyförklaringen som hade utarbetats av den dåvarande regeringen. Franska EDF förfogar över ett flertal av de aktuella platserna genom köpet av British Energy år 2009. Avtalet krävde dock att några av dem skulle säljas, vilket var ett villkor från både den brittiska regeringen och EU för att stärka konkurrenssituationen. PLANDERADE Reaktorer i STORBRITANNIEN Bolag Kärnkraftverk Reaktortyp EDF Energy Hinkley Point 2 st EPR EDF Energy Sizewell 2 st EPR Horizon (RWE + E.ON) Wylfa 3 st EPR eller 4 st AP1000 Horizon (RWE + E.ON) Oldbury 2 st EPR eller 3 st AP1000 Iberdrola + GDF Suez + Scottish & Southern EDF har siktet inställt på att bygga reaktorer vid Hinkley Point i Somerset och Sizewell i Suffolk. I början av 2009 sålde statliga Nuclear Decomissioning Authority (NDA) mark vid tre av sina siter i en auktion som drog in totalt 387 miljoner pund till staten, vilket var betydligt mer än väntat. De vinnande buden för Oldbury och Wylfa lades av Horizon Nuclear Power, ett samarbetsbolag mellan tyska RWE och E.ON. Horizon planerar i första hand att bygga reaktorer vid Wylfa. Marken vid den tredje platsen, Bradwell, köptes av EDF som redan ägde en bit anslutande mark och planerade att sedan sälja den vidare. Senare samma år köpte en tredje aktör, ett konsortium bestående av spanska Iberdrola, franska GDF Suez och Sellafield? Scottish & Southern Energy, mark vid Sellafield av NDA för 70 miljoner pund. I maj i år skedde ett regeringsskifte i Storbritannien där en koalitionsregering mellan det konservativa Torypartiet och Liberaldemokraterna tog över makten. Den nya regeringen har omarbetat policyförklaringen för kärnkraft och strukit de båda greenfield-platserna, som ägs av RWE. Man lyfte främst fram frågetecken kring möjligheten att hinna göra platserna redo för reaktorer inom gällande tidsram för nybyggena samt eventuell miljöpåverkan på en närliggande nationalpark. Den nya policyförklaringen går nu ut på remiss för att sedan läggas fram för godkännande i parlamentet den 31 januari. forts. ELFORSK KÄRNKRAFT I VÅR OMVÄRLD 2
forts. Tillståndsbedömning och licensiering Som ett led i den förra Labourregeringens initiativ att förenkla tillståndsprocessen föreslogs ett tvåstegsförfarande där den första delen innebär att olika reaktortyper utvärderas genom en så kallad Generic Design Assessment (GDA) utan att det är känt vid vilken plats reaktorerna kommer att byggas på. Det är reaktortillverkaren som ansöker om denna licensiering. Nästa steg är en bedömning av ett specifikt bygge på en specifik plats. Det är Nuclear Installations Inspectorate (NII) som ansvarar för bedömningen inom båda stegen tillsammans med Environment Agency. Även om det inte är ett krav så är det troligt att kärnkraftsägarna vill se att den tänkta reaktortypen har ett GDAgodkännande innan man skickar in sin projektansökan till NII. Utöver detta måste kärnkraftsägaren även skicka in en ansökan till planeringskommissionen IPC. Fyra tillverkare ansökte om licenser för sina reaktorer inom GDA-programmet. Dessa var: Areva och EDF med EPR:n, Westinghouse med sin AP1000, GE-Hitachi med kokaren ESBWR och slutligen Atomic Energy of Canada Limited med tungvattenreaktorn ACR-1000. Kanadensarna drog sig dock tidigt ur processen. Även GE-Hitachi bad myndigheterna att göra ett uppehåll i licensieringen av ESBWR:n eftersom man ville koncentrera sig på den amerikanska marknaden. De reaktortyper som nu utvärderas av NII är alltså EPR och AP1000. GDA-programmet ska enligt planerna avslutas i juni nästa år men till följd av en del förseningar finns det en risk att man då inte kan utfärda ett slutgiltigt godkännande av reaktortyperna utan att det snarare blir delgodkännanden där ett antal oklarheter pekas ut. Dessa oklarheter skulle då behöva lösas i ett senare skede innan man slutligen kan utfärda tillstånd om att påbörja byggena av reaktorerna. Förseningarna beror enligt NII delvis på bristande information ifrån tillverkarna gällande reaktordesignen, både i fråga om omfattning och i fråga om detaljnivå. Man menar också att informationen vid upprepade tillfällen har skickats in senare än avtalat. Dock betonar NII att man inte har hittat några problem som är så pass allvarliga att man inte kommer att kunna tillåta att EPR eller AP1000 byggs i landet, så kallade showstoppers. Det handlar snarare om att man inte har fått in tillräckligt med information för att kunna godkänna dem i juni som planerat. EPR och AP1000 En del frågetecken har dykt upp under utvärderingen av båda reaktorkoncepten. När det gäller EPR så ser NII främst problem i Arevas design av styroch reglersystemet som man menar är för komplext. Liknande synpunkter har även framförts av myndigheterna i USA och Finland. Man efterfrågar ett större oberoende mellan styrsystemet som körs vid normaldrift av reaktorn och säkerhetssystemen som aktiveras vid incidenter samt att det ska vara mindre kommunikation mellan olika delar i systemen för att öka robustheten. Areva och EDF har lyssnat på kritiken och föreslagit en rad förändringar i designen. NII tror att problemen kring styr- och reglersystemet ska vara lösta innan utvärderingen inom GDA-programmet avslutas till sommaren. Andra frågor som har väckts av NII rör exempelvis inverkan av den mänskliga faktorn. Där saknar man en fullgod riskanalys. Areva och EDF säger i intervjuer att de är glada över framstegen i processen och att de strävar efter att skicka in tillräcklig information till NII för att bedömningen ska gå så smidigt som möjligt. NII har haft synpunkter på styroch reglersystemet även i Westinghouses AP1000 men det största frågetecknet rör en skyddskonstruktion kring reaktortanken. Westinghouse har föreslagit att den ska bestå av stålpaneler omgivna av betong, istället för förstärkt betong som tidigare var planen. Ändringen beror på att de amerikanska myndigheterna har efterfrågat ett starkare skydd mot flygplansattacker. Både de amerikanska och brittiska myndigheterna har lyft fram frågor kring den nya designen och man vill se utförligare tester. Westinghouse arbetar på att lösa detta. Den 18 oktober meddelade energiminister Chris Huhne att båda reaktortyperna är berättigade att uppföras i Storbritannien enligt europeisk lag. Det innebär dock inte att de är licensierade utan GDA-bedömningen fortsätter. Projekten fortskrider EDF planerar totalt fyra stycken EPR vid Hinkley Point i västra England och Sizewell på östkusten. Man hade tidigare siktet inställt på att nå kommersiell drift för den första reaktorn vid Hinkley Point år 2017 men man har nu senarelagt målet till 2018. Bygget beräknas påbörja år 2013. Planen är att skicka in en ansökan till planeringskommissionen IPC i vinter och man genomför just nu den obligatoriska konsultationen med berörda parter i regionen kring Hinkley Point. Dock har den nya regeringen meddelat att man kommer att ersätta IPC med en ny enhet och det är därmed oklart hur bedömningen kommer att genomföras. Dessutom är inte policyförklaringen, NPS:n, för kärnkraft som IPC skulle ha baserat sin bedömning på godkänd av parlamentet än. När det gäller tillståndsansökan gentemot NII så har EDF haft löpande kontakt med myndigheten och beräknar inkomma med ansökan under 2011. Trots att en del av förarbetet har dragit ut på tiden och det råder oklarheter kring IPC:s bedömning meddelar representanter för EDF att arbetet fortskrider enligt planerna. Dock betonar man att utvecklingen framöver kommer att vara beroende av att regeringen håller sin tidsplan när det exempelvis gäller godkännandet av policyförklaringen. Horizon Nuclear Power planerar att bygga ett antal reaktorer vid Wylfa i Wales och Oldbury i västra England. Planerna för den förstnämnda platsen har framskridit längst och man siktar på att ha den första reaktorn redo för drift år 2020. Dock har man ännu inte beslutat om man kommer att satsa på Arevas EPR eller Westinghouses AP1000. Båda tillverkarna genomför studier vid Wylfa innan det är dags att lämna in anbud på bygget. ELFORSK KÄRNKRAFT I VÅR OMVÄRLD 3
JA TILL NYA REAKTORER I FINLAND I förra numret av nyhetsbrevet berättade vi att den finska regeringen fattat ett principbeslut om att ge Fennovoima och TVO tillstånd att bygga varsin ny reaktor. Ärendet gick sedan vidare till riksdagen för ett slutgiltigt avgörande. Resultatet av omröstningen den 1 juli blev en klar övervikt för ja-sidan med 121 röster mot 71 för Fennovoimas planerade bygge och 120 mot 72 för TVO:s. Noteras kan att det var en större majoritet än när riksdagen röstade om Olkiluoto 3 år 2002. Siffrorna blev då 103 mot 96. Bolagen har nu fem år på sig att skicka in en ansökan om bygglov för reaktorerna. Mer om planerna för de båda reaktorerna, Finlands sjätte och sjunde i ordningen, går att läsa i förra numret av nyhetsbrevet. Riksdagen beslutade också att tillåta en utvidgning av Posivas planerade slutförvar så att det även ska kunna rymma det använda kärnbränslet från TVO:s nya reaktor. Posiva är den finländska motsvarigheten till SKB och ägs av Fortum och TVO. Fennovoima har ännu ingen del i bolaget och man har därmed ingen klar lösning för sluthanteringen av sitt använda bränsle. I samband med omröstningen skickade riksdagen dock en klar signal till regeringen om att verka för att hitta en uppgörelse där även det använda bränslet från Fennovoimas reaktor kan lagras i det planerade slutförvaret. Kort efter omröstningen i riksdagen meddelade Fingrid, den finländska motsvarigheten till Svenska Kraftnät, att man kommer att bygga ut stamnätet för att klara tillskottet från de nya reaktorerna och även den planerade ökade produktionen av förnybar el. I ett första skede kommer man att bygga 40 mil kraftledning och en ny kraftstation, ett arbete som väntas vara klart år 2016. NUMMER 12 OCH 13 KLARA I KINA I förra numret av nyhetsbrevet rapporterade vi att Ling Ao II-1, en CPR- 1000 med 1000 MW elektrisk effekt, nådde kriticitet den 9 juni. Den 20 september var reaktorn redo för kommersiell drift. En månad senare, den 21 oktober, var det dags för nästa reaktor, en CNP-600 vid Qinshan-verket, att börja leverera el. Kina har nu 13 reaktorer som används för kommersiell drift. Den totala installerade effekten är 10 GWe och man har därmed passerat Sverige (9,3 GWe). Den kinesiska regeringen har meddelat att man siktar på att nå 80 GWe år 2020, 200 GWe år 2030 och 400 GWe år 2050. Det gör Kina till landet i världen med i särklass mest ambitiösa utbyggnadsplaner. NYA KÄRN- KRAFTSLÄNDER På flera håll i världen planerar länder som tidigare inte haft kärnkraft nu sina första reaktorer. Nedan rapporterar vi om utvecklingen i några av dessa länder. Från tidigare erfarenheter vet vi dock att alla projekt inte kommer att resultera i nya reaktorer. Många kommer att stanna på planeringsstadiet. Iran World Nuclear Association anger ett fyrtiotal länder som möjliga nya kärnkraftsnationer. Det är dock endast i ett av dem som det just nu byggs en reaktor, nämligen Iran. Det har varit många turer kring bygget av reaktorn i Bushehr. Det inleddes redan 1974 av Siemens men i samband med en revolution i landet 1979 stoppades bygget. Det återupptogs inte förrän i slutet av nittiotalet då ryska Atomstroyexport gick in som huvudentreprenör. Man transformerade reaktorn från en tryck- Förberedelser inför bränsleladdningen i Bushehr 1 i Iran. Foto: All Over Press vattenreaktor av Siemensmodell till en VVER-1000 och målsättningen var att nå kommersiell drift år 2004. Projektet drog dock ut på tiden. Delvis har detta berott på det motstånd som har funnits runt om i världen mot bygget tillföljd av misstankarna om att Iran använder projektet som en täckmantel för att bygga upp ett kärnvapenprogram. Friktion i samarbetet med IAEA har lett till sanktioner mot Iran vilket har tvingat ryssarna att omorganisera leverantörskedjan med förseningar som följd. Nu i oktober skedde dock forts. ELFORSK KÄRNKRAFT I VÅR OMVÄRLD 4
forts. den första bränsleladdningen i reaktorn och den väntas kunna börja producera el inom tre månader. Ryssarna tar täten Reaktorn i Bushehr står snart klar men Iran är inte det enda landet där ryska Rosatom med dotterbolaget Atomstroyexport hoppas kunna bygga upp en kärnkraftspark. Häromveckan meddelades det att man skrivit på ett avtal om att bygga och ansvara för driften av två 1200 MWe-reaktorer i Venezuela. Peter Hakim, analytiker vid amerikanska Inter-American Dialogue, har sagt i en intervju att detta är ett sätt för president Hugo Chávez att utöka samarbetet med Ryssland samtidigt som man eldar på den redan infekterade relationen till USA. Rysslands president Dmitrij Medvedev har inte velat uttala sig om detta. Däremot förklarade han i ett pressmeddelande den 15 oktober att den huvudsakliga anledningen till samarbetet är att ge Venezuela möjlighet att bredda sin produktionsmix och stärka sin energiförsörjning. Merparten av elen produceras idag från vattenkraft men landet har också stora oljetillgångar. Genom att introducera kärnkraft blir det troligtvis möjligt för Venezuela att öka exporten av olja istället för att använda den för egen elproduktion. Som vi rapporterade om i förra numret av nyhetsbrevet kommer Rosatom även att bygga Turkiets första kärnkraftverk i Akkuyu vid Medelhavskusten med byggstart nästa år. Ryssarna kommer inledningsvis att äga och ansvara för driften av reaktorerna. Den ryska reaktorn AES-92 är även en av finalisterna när Jordanien planerar sitt första kärnkraftverk. Det är inte slut där, Atomstroyexport har också upprättat ett avtal om att exportera två VVER-reaktorer till Vietnam, ett av de nya kärnkraftsländerna med mest ambitiösa byggplaner. Det första kärnkraftverket kommer att byggas i Ninh Thuan-provinsen i södra delen av landet men totalt siktar man på uppemot tio reaktorer. En liknande uppgörelse som i Turkiet med ryskt ägande av reaktorerna verkar inte vara aktuell. Istället är tanken att det inhemska bolaget EVN ska äga reaktorerna och ha ansvaret för driften. Dock kommer ryssarna hjälpa till med finansieringen genom att erbjuda lån. Utöver Ryssland har Vietnam även slutit samarbetsavtal med en lång rad andra länder, däribland Japan, Frankrike och Sydkorea, och man är öppen för möjligheten att låta en annan aktör leverera de senare reaktorerna. Ett av länderna är alltså Sydkorea som tagit steget ut på den internationella marknaden genom att man, till mångas förvåning, vann budgivningen om att bygga Förenade Arabemiratens första reaktorer framför tungviktarna USA och Frankrike. Läs mer om detta i förra numret av nyhetsbrevet. Nästa land i Gulfregionen att tala om en kärnkraftssatsning är Saudiarabien. Japanska Toshiba och amerikanska Exelon och Shaw har meddelat att de gör en gemensam satsning för att bygga kärnkraft i landet. Toshiba och Shaw skulle då ansvara för designen och bygget av reaktorerna medan Exelon skulle bistå med kunskap och tjänster gällande driften. Exelon är det bolag som äger flest kärnkraftverk i USA. Det är troligt att man antingen skulle erbjuda Toshibas ABWR-reaktor eller Westinghouses AP1000. Toshiba är idag huvudägare i Westinghouse. De tre bolagen menar själva att expertisen inom flera områden gör dem särskilt konkurrenskraftiga. Saudiarabien har slutit ett samarbetsavtal med USA men innan ett eventuellt bygge blir aktuellt kräver de amerikanska myndigheterna att landet även undertecknar ett mer omfattande så kallat 123-avtal där man frånsäger sig möjligheten att anrika eller upparbeta bränslet. Huruvida Saudiarabien kommer att underteckna avtalet inom den närmsta framtiden är oklart. Holger Rogner vid IAEA har sagt att det är möjligt att Saudiarabien vill avvakta och se hur byggena i Förenade Arabemiraten går innan man själva gör sin första reaktorbeställning. Stora utmaningar De nya kärnkraftsländerna står förstås inför stora utmaningar. Både en struktur för tillsyn och tillståndsbedömning, samt en organisation för att utbilda personal måste byggas upp. När det gäller just länder i Gulfregionen så kan de tackvare sina stora oljetillgångar betala för utländsk expertis men de kommer inte att kunna göra så för evigt. Dock har utbildningsprogrammen i regionen förbättrats, menar Rogner, och med tanke på att det kommer att ta lång tid innan de första reaktorerna står klara så finns det en chans för länderna att hinna utbilda tillräckligt med arbetskraft. I en rapport av konsultfirman Arthur D. Little där just nybyggen analyseras drar man slutsatsen att nya kärnkraftsländer inte ligger alltför långt efter länder som idag har kärnkraftverk i drift men inte byggt reaktorer på några decennier. Nya kärnkraftsländer är medvetna om att de saknar kunnandet för att uppföra reaktorer men de söker hjälp, menar författarna, medan USA och länder i Europa ofta överskattar sin egen förmåga. Drifterfarenhet är helt enkelt inte detsamma som erfarenhet av byggprojekt. Särskilt företag med en utbredd ingenjörstradition tenderar att vilja göra alltför många ändringar i reaktordesignen vilket i slutändan riskerar att resultera i att de vinster som kanske görs gällande framtida driftskostnader förloras i och med att projektet drar över i både tid och budget hävdar författarna. Länder såsom Jordanien, Förenade Arabemiraten och Saudiarabien tittar mindre på detaljerna i designen utan fokuserar istället på reaktorns prestanda, om den kan kopplas in på nätet i regionen etcetera. Vidare konstaterar man att bolag som planerar nya reaktorer i regel söker etablerade reaktorkoncept. Om man tar Horizon Nuclear Power i Storbritannien som exempel så väljer de mellan Arevas EPR eller Westinghouses AP1000. När det är dags för Horizon att bygga sin reaktor kommer det med högsta sannolikhet att redan finnas klara EPR-reaktorer i Europa vilket då skulle ses som en fördel. Det kommer troligtvis också att finnas klara AP1000 i världen, men ingen i Europa. Alltså skulle det inte vara ett etablerat reaktorkoncept i Europa. Det kan dock innebära problem ifall alltför många bygger samma reaktortyp samtidigt. På en överhettad marknad kan det vara svårt för bolag som kom in sent att förhandla till sig fördelaktiga avtal med leverantörerna samtidigt som det kan bli brist på arbetskraft. Avslutningsvis konstaterar författarna att frågor som rör finansiering och projektledning måste lyftas fram minst lika tidigt i processen som valet av teknik. ELFORSK KÄRNKRAFT I VÅR OMVÄRLD 5
LIVSTIDSFÖR- LÄNGNINGARNA I TYSKLAND Den 28 september godkände den borgerliga koalitionsregeringen en ny energistrategi som inkluderar ett lagförslag om förlängda driftstider för de tyska kärnkraftsverken. År 2002 beslutade den dåvarande rödgröna regeringen att den tyska kärnkraften skulle fasas ut. Dock sattes inget definitivt slutdatum utan reaktorerna tilldelades istället produktionsrätter vilket motsvarade en maximal livslängd om ungefär 32 år. Trots att Tyskland är ett av de länder i världen där det råder störst motstånd mot kärnkraft har den nuvarande regeringen bestämt sig för att riva upp beslutet och föreslå att de sju reaktorer som startades innan 1980 får vara i drift åtta år längre än planerat och de övriga tio reaktorerna 14 år längre än planerat. Förbundskansler Angela Merkel menar att detta är nödvändigt under en övergångsperiod om landet ska ha möjlighet att bygga ut produktionen från förnybara energikällor. Målsättningen är att elproduktionen från förnybara källor ska utgöra 80 % av den totala produktionen år 2050. Idag kommer ungefär hälften av elen ifrån kolkraft, 23 % från kärnkraft, 11 % från gas och 16 % från förnybart. Dock ställer förslaget om livstidsförlängningar krav på motprestationer från bolagen. Det är en komplex bild med både avgifter och krav på säkerhetshöjande åtgärder. Bolagen kommer att behöva betala in ett årligt bidrag till en fond för förnybar kraft. Under 2011-2012 kommer det totala bidraget från bolagen att uppgå till 300 miljoner euro per år och under 2013-2016 till 200 miljoner euro per år. Bidraget kommer senare att övergå till att vara knutet till produktionen vilket kommer att innebära ett ännu större tillskott till fonden. Man inleder på 9 euro per MWh år 2017 och anpassar åren därefter avgiften mot ett särskilt index som kopplas mot uppskattade elpriser. Förra året var den tyska kärnkraftsproduktionen 128 TWh. Utöver detta kommer det även att införas en bränsleskatt genom vilken regeringen beräknar dra in 2,3 miljarder euro per år till den ansträngda statskassan med början nästa år. Skatten är dock inte direkt länkad till livstidsförlängningarna. Pengarna som dras in kommer delvis att användas för att täcka kostnaderna för arbetet med ett slutförvar för radioaktivt avfall. Skatten kommer att gälla till och med år 2016. Regeringen klubbade lagförslaget om livstidsförlängningarna den 28 september i och med att man godkände den nya energistrategin för landet. Förslaget kommer nu att gå vidare för beslut i parlamentet, först i den undre kammaren, förbundsdagen, där regeringen har majoritet. Det är oklart huruvida förslaget även måste godkännas i den övre kammaren, förbundsrådet, där det sitter representanter från de olika delstatsregeringarna. Koalitionsregeringen hoppas kunna undvika detta då man inte har majoritet i förbundsrådet. Även om det blir en omröstning i förbundsrådet så är det inte troligt att förslaget skulle stoppas, i sådana fall snarare förhalas. Ett av företagen som nu måste analysera den nya situationen är Vattenfall som driver två kärnkraftverk i Tyskland; Krümmel och Brunsbüttel, samt är minoritetsägare i Brokdorf. Samtliga ligger i närheten av Hamburg. Det äldsta av verken är Brunsbüttel som enligt det tidigare systemet har en återstående produktionsrätt om 11 TWh vilket motsvarar ungefär två års drift. Den nya lagstiftningen skulle innebära ett påslag om 41 TWh, motsvarande åtta års drift. Peter Gango, chef för affärsområdet kärnkraft inom Vattenfall, säger att det är positivt att det nu kommer klara besked i frågan om livstidsförlängningar även om det kommer att innebära en hög prislapp för bolagen. Det man nu gör från bolagens sida är att noga utvärdera situationen för att sedan bestämma hur man ska utnyttja möjligheten att förlänga livslängden för reaktorerna, säger han till redaktionen. FUSION MÖJLIGHETER OCH UTMANINGAR Det har varit många bakslag för forskningsanläggningen ITER. Samtidigt går utvecklingen av laserfusionen framåt. Vi försöker reda ut begreppen och tittar på möjligheterna med fusion. Fusion är den kraft som driver solen genom att protoner slås samman och bildar tyngre atomer, exempelvis helium och kol, samtidigt som det frigörs en stor mängd energi. Detta kräver dock att det tillförs någon form av initial energi, antingen genom kompression eller värme. I solen är det relativt varmt, men det är gravitationen som gör fusionsreaktionerna möjliga. Fusionsreaktion. Väteisotoperna deuterium och tritium slås samman och bildar helium samtidigt som en neutron avges. Foto: EFDA JET På jorden har forskare försökt åstadkomma denna typ av kompression genom att snabbt och synkroniserat bombardera en liten bränslepellet med laserljus. Denna typ av fusion kallas tröghetsinnesluten fusion eller laserfusion. Det finns också en annan möjlighet där fusionsbränslet hålls magnetiskt inneslutet och värms genom induktion och partikelaccelera- forts. ELFORSK KÄRNKRAFT I VÅR OMVÄRLD 6
forts. torer. Detta testas i exempelvis tokamaker vilket är toroidala, magnetiska kammare. Det man alltså vill åstadkomma är en reaktor där det frigörs mer energi från fusionsreaktionerna än vad som måste tillföras för att åstadkomma fusionen. Sedan skulle man, på liknande sätt som i dagens kommersiella reaktorer, överföra värmen, via kylvätska, till ånga som driver elgeneratorer. Tokamak Världens nu största tokamak är JET, Joint European Torus, som ligger söder om Oxford i England. Den invigdes år 1983. Under försöken har man lyckats frigöra energi motsvarande 65 % av vad som tillförts och man har kunnat bidra med många pusselbitar i utvecklingen mot en fusionsdriven reaktor. Experiment har gjorts både med deuterium och tritium, det vill säga väte med en respektive två neutroner i atomkärnan, som bränsle. Just nu byggs en ännu större tokamak i södra Frankrike som går under namnet ITER. ITER ITER är en förkortning av International Thermonuclear Experimental Reactor men det betyder också vägen på latin. ITER kommer att vara tio gånger så stor som JET och ska frigöra fem till tio gånger så mycket energi som stoppas in under en tidsperiod av flera minuter. Det motsvarar en effekt på ungefär 500 MWt. ITER är nästa viktiga steg mot en demonstrationsreaktor. Planen är att belysa de återstående problemen som fortfarande inte har lösts. Man strävar efter att nå ökad stabilitet och kontinuerlig drift. Fusionsexperimenten beräknas kunna starta tidigast 2019, vilket är en kraftig försening jämfört med ursprungsplanen. ITER är ett samarbetsprojekt mellan sju parter: EU, Indien, Japan, Kina, Korea, Ryssland och USA. EU går in med närmare 50 % av budgeten, men av detta står Frankrike för en stor del eftersom anläggningen byggs i Cadarache i södra Frankrike. Flera länder inom EU befarar nu att totalkostnaden för projektet kommer att öka markant. Den totala kostnaden väntas bli 10 miljarder euro jämfört med ungefär 6 miljarder euro som var den ursprungliga planen då man beslutade att bygga ITER år 2006. JET Tokamak från insidan (cirka 3 meter hög, 100 m 3 ) under inspektion (vänster halva) och under pågående fusionsexperiment (höger halva). Foto: EFDA JET Laserfusion Vi nämnde tidigare laserfusion vilket är något det satsas på i framförallt USA och Frankrike. Konceptet handlar om att man använder laserljus för att generera gammastrålning i en metallkapsel, ett hålrum, där bränslepelleten finns och detta komprimerar sedan bränslet. Resultatet blir en miniatyrvätebomb, varför en stor del av laserfusionsforskningen finansieras av militära medel för att simulera kärnvapensprängningar. Den stora utmaningen inom laserfusion är att repetera försöken och skapa en reaktor kring miniexplosionerna. Det finns också andra system som bygger på ett delvis komprimerat bränsle som kan ge en snabbare antändning och höga repetitionsfrekvenser vid lägre laserenergier. Möjligheterna med laserfusion har redan demonstrerats vid olika anläggningar. Vid National Igniton Facility (NIF) i Livermore i USA har man lyckats komma upp i väldigt höga laserenergier (1 MJ) under extremt kort tid, omkring en nanosekund. Framtiden Fusion är ett lockande energikoncept. Bränslet tillverkas av vatten eller litium vilket innebär att resurserna är i princip oändliga. Det blir inga restprodukter vid drift mer än heliumgas. En reaktor har endast bränsle nog för att hålla igång förbränningen vilket innebär att reaktionerna inte kan skena iväg okontrollerbart. Det finns alltså en stor potential, dock återstår fortfarande många barriärer. De stora projekten som är intressanta just nu är redan nämnda ITER och NIF samt International Fusion Materials Irradiation Facility (IFMIF), en materialtestningsanläggning för fusion. Arbeten vid dessa anläggningar kommer förhoppningsvis att ge svar på en del av de frågor som kvarstår. För laserfusion måste man visa att det går att repetera explosionerna för att utforma ett reaktorkoncept. För magnetiskt innesluten fusion kan en första demonstrationsreaktor kanske stå klar om 25 år. En av forskarna vid JET utför arbete på någon av komponenterna i tokamaken med hjälp av utrustning för fjärrstyrning. Foto: EFDA JET ELFORSK KÄRNKRAFT I VÅR OMVÄRLD 7
STORA MÖJLIGHETER FÖR SMÅ REAKTORER Redaktion Anna-Maria Wiberg Vattenfall Research & Development AB 162 87 Stockholm anna-maria.wiberg@vattenfall.com 08 699 89 15 Hans Henriksson Vattenfall Research & Development AB 162 87 Stockholm hans.henriksson@vattenfall.com 08-739 73 25 En skiss av ett SMR-kärnkraftverk med sex reaktorer. Bild: Babcock & Wilcox Nuclear Energy Små, modulära reaktorer har fått ett rejält uppsving i USA den senaste tiden. I statsbudgeten för 2011 har 55 miljoner dollar avsatts för ett utvecklingsprogram. Små, modulära reaktorer (SMR) klassas i regel som reaktorer med mindre än 300 MWe installerad effekt. Tanken är att modulerna tillverkas någon annanstans än på byggplatsen och sedan transporteras till platsen för verket. Vinsterna ligger i kortare byggtider och en mindre finansiell risk. Reaktorerna skulle dessutom kunna användas på avlägsna platser eller i områden med svaga elnät. Att kunna välja hur många moduler som ska finnas på en plats och eventuellt vänta innan de senare köps in innebär en stor flexibilitet för kärnkraftsägaren. Under drift skulle dessutom en del av reaktorerna kunna fortsätta vara igång medan andra är avställda för underhåll och bränslebyten. Dock är det troligt att det i slutändan blir högre drifts- och underhållskostnader än för stora reaktorer eftersom man förlorar en del skalfördelar. I somras meddelade de amerikanska bolagen Babcock & Wilcox (B&W) Nuclear Energy och Bechtel Power att de kommer att bilda samarbetsbolaget Generation mpower i syfte att utveckla och sälja B&W:s modulkoncept om 125 MWe. B&W Nuclear Energy blir majoritetsägare med en andel på 80 %. Man bedömer att det första verket skulle kunna stå klart år 2020. Ett annat företag som utvecklar SMR i USA är NuScale och man siktar på att ha det första verket i drift redan år 2018. Man tänker sig att ett verk skulle kunna bestå av upp till 12 stycken 45 MWemoduler. Dock behöver inte samtliga uppföras samtidigt. Driftperioderna mellan bränslebytena skulle vara 24 månader. Bolagen som utvecklar SMR i USA menar att detta är en chans för landet att återta en ledarposition på den internationella marknaden där man menar att USA har tappat mark när det gäller stora reaktorer. Dock kommer konkurrensen att vara hård ifrån länder såsom Japan och Sydkorea som också har utvecklingsprogram för små reaktorer. Fokus kommer att ligga på att lansera ett koncept på den internationella marknaden som redan har byggts på hemmaplan. Frågan är vilket land som når dit först. De amerikanska bolagen har tryckt på att det till en början kommer att krävas statligt stöd om man ska klara konkurrensen, något man verkar ha fått medhåll för. Det är nu klart att 55 miljoner dollar kommer att avsattas i 2011 års statsbudget för ett utvecklingsprogram för SMR. Beslutsfattarna räknar med att även industrin kommer att gå in med stora investeringar. I somras kom det dessutom ett förslag om att energidepartementet ska ansvara för att två standardkoncept utvecklas och godkänns av tillståndsmyndigheten senast år 2021. Förslaget måste dock behandlas av senaten innan det träder i kraft. Det är i nuläget oklart hur tillståndsprocessen för SMR i USA skulle se ut. Exempelvis vet man inte om det skulle krävas bygg- och drifttillstånd för varje modul eller om det räcker med ett för hela verket. Kontakt: Lars Wrangensten Elforsk AB Programområde El- och Värmeproduktion 101 53 Stockholm 08 677 26 77 lars.wrangensten@elforsk.se www.elforsk.se layout: Mio Nylén, formiograf mio@formiograf.se www.formiograf.se 073 406 78 00 ELFORSK KÄRNKRAFT I VÅR OMVÄRLD 8