I många länder bedöms ny koldioxidfri kärnkraft som en nödvändig del av satsningen på hållbar utveckling eftersom utbyggnaden av de förnyelsebara energikällorna bedöms som dyrbar och långsam.
Reaktorolyckan 1979 i amerikanska Harrisburg satte stopp för fortsatt utbyggnad av kärnkraften i många västländer. Tjernobylkatastrofen cementerade denna attityd i väst.
Den negativa synen på kärnkraften har nu ändrats i USA och flera europeiska länder. Beställning av flera nya reaktorprojekt väntas inom de närmaste åren.
De viktigaste skälen för ny kärnkraften är:
• Ny elproduktion behövs.
• Förnyelsebara energikällor är dyra och utbyggnaden tar lång tid.
• Kärnkraftproduktion nästan fri från koldioxidutsläpp.
• Ny kärnkraft har god konkurrenskraft.
• Kärnkraftverkens driftsäkerheten är pålitlig.
• Säkerheten har förbättrats avsevärt .
• Nya bättre reaktor kan beställas.
• Världens tillgångar på uran räcker i många generationer.
• Avfallsfrågan är på väg att lösas.
I början av 2006 fanns närmare 450 kärnkraftreaktorer i drift i 31 länder. De producerade 16 procent av världens elkraft. Få nya reaktorer har tillkommit men kärnkraftproduktionen har ökat kraftigt. Skälet är förbättrad drifttillgänglighet och effektökningar vid gamla reaktorer.
28 reaktorer håller på att byggas i 12 länder. Dessutom är 150 nya reaktorprojekt nära beställning, eller planerade. I Finland liksom nyligen i Frankrike (maj 2006) har nya stora kärnkraftaggregat beställts. Motsvarande beslut men väntas inom kort i USA och England. Utbudet på uranmarknaden har varit stillastående under många år. Prospekteringen efter nya fyndigheter har legat nere och inga nya gruvor har öppnats. Situationen har lett till en kraftig prisökning på uranmarknaden. Nu har gruvindustrin aktiverat sig eftersom uranförbrukningen ökat och nya kärnkraftverk planeras. Nyprospektering sker i många länder.
Världens elförsörjning
Elförbrukningen i världen ökar med 3,5 procent eller 600 TWh per år. En fjärdedel av befolkningen saknar all tillgång till el. Av världens el produceras 66 procent med fossila bränslen (kol, olja och naturgas) och bara cirka 2 procent kommer från andra förnyelsebara energikällor än vattenkraft. Siffrorna har hämtats från IEA:s (International Energy Agency) elstatistik för 2003, se ref. 1.
Elproduktionen i världen 2003 uppdelad på energislag enligt IEA:s statistik. Totala elproduktionen i världen var 16 660 TWh:
Kol 40,1 %
Olja 6,9 %
Gas 19,4 %
Kärnkraft 15,8 %
Vattenkraft 15,9 %
Övrigt* 1,9 %
* Övrigt består av sol, vind, biobränsle och avfall
Hållbar utveckling
Sedan några årtionden finns en internationell inriktning på en hållbar utveckling (”sustainable development”). I flera länder, däribland Sverige, har man hittills betonat att hållbar utveckling inom energiområdet innebär en hård prioritering av förnyelsebaraenergikällor som sol (inklusive biobränsle), vind och vatten.
Kärnkraften är inte förnyelsebar men den är praktiskt taget koldioxidfri. Uran i brytbara halter kommer att räcka i många hundratals år även vid en kraftig utbyggnad av kärnkraften. I alla avseenden uppfyller därför kärnkraften kravet på hållbar utveckling. Politiska ledare har betonat att de förnyelsebara energikällorna inte under överskådlig tid kan rubba den dominans som fossila bränslen har som källa för världens elförsörjning. Det behövs nu en kraftigt ökad satsning på alla koldioxidfria kraftslag, inklusive kärnkraften.
World Energy Council, WEC, som är en världsomspännande energiorganisation i över 100 länder rekommenderar: ”Kärnkraften bör spela en viktig roll för elförsörjningen och för att motverka koldioxidutsläpp.”
I en WEC-rapport från 2004 om världens framtida energitillgångar (ref. 3) ges en prognos att förnybara energikällor, med undantag av vattenkraften, totalt kommer att svara för en marginell andel (5 procent) av världens energiproduktion år 2030.
Kärnkraftens säkerhet och ekonomi
Kärnkraftsäkerheten i alla länder har kraftigt förbättrats efter Harrisburgolyckan 1979 och Tjernobylkatastrofen 1986. Dessutom har ekonomin förbättrats genom bättre drifttillgänglighet och ökad effekt vid etablerade kärnkraftverk. FN:s kärnkraftorgan IAEA har visat(ref. 4) att den genomsnittliga drifttillgängligheten (antalet drifttimmar per år i förhållande till årets alla timmar) hos kärnkraftverken ökat från 71 procent 1990 till 83 procent 2004. Enligt IAEA har kärnkraftproduktionen i världen ökat från 1900 TWh under år 1990 till 2619 TWh under år 2004, d v s med 36 procent.
Orsaker till ökad kärnkraftproduktion i världen sedan 1990:
Ökad drifttillgänglighet 67 %
Nybyggda reaktorer 35 %
Effektökningar 7 %
Nya förbättrade reaktorer
De första kärnkraftverken i världen av västerländsk typ startade 1960 och nu finns över 300 sådana anläggningar i drift. Denna stora erfarenhetsbas används för att förbättra nya kärnkraftverk med följande målsättningar:
- Ökad säkerhet och lägre risk för härdsmälta
- Förbättrad drifttillgänglighet
- Förbättrad driftekonomi
- Förbättrade möjligheter för underhåll och kontroll
- Kortare byggtid
Trots att nya reaktortyper finns tillgängliga kommer de kärnkraftverk som beställs under de närmaste 10 åren att baseras på en vidareutveckling av de gamla välkända västerländska tryckvatten- (PWR) och kokarreaktorerna (BWR). Helt nya reaktortyper får vänta.
Det nya kärnkraftaggregat som byggs i Finland och som beställdes 2005 är en vidareutvecklad upplaga av de tryckvattenreaktorer (PWR) som varit i drift i Frankrike under många år. Reaktorn kallas EPR, European Pressurized Reactor, och levereras av AREVA som är ett konsortium bestående av franska Framatom ANP och tyska Siemens AG. Ett liknande kärnkraftverk byggs nu också i Frankrike. De två traditionella reaktorleverantörerna i USA, General Electric (GE) och Westinghouse, har vidareutvecklat sina reaktorer.
Kärnkraften i USA
Det största och äldsta kärnkraftprogrammet finns i USA. Där är104 reaktorer i drift med en totalt installerad effekt på nära 100 000 MW, dvs 10 gånger mer än det svenska programmet. Reaktorolyckan i Harrisburg 1979 fick stora konsekvenser för utbyggnaden av kärnkraften i USA. Inga nya reaktorer har beställts sedan olyckan, tvärtom har flera order annullerats. Men nu är industrin, myndigheterna och den federala administrationen inriktad på beställning av nya projekt under 2008 och med byggstart 2010.
Ökad säkerhet och driftekonomi
Kärnkraftindustrin i USA blev omskakad av olyckan i Harrisburg och fattade omgående viktiga strategiska beslut för att förbättra situationen. En allmän upprustning av management och säkerhetskultur följde. Utvecklingen har lett till förbättringar av reaktorernas säkerhetsnivå och, delvis som bieffekt, en ökning av den årliga elproduktionen. Kapacitetsfaktorn (den totala verkliga elproduktionen i procent av den maximalt möjliga) har i USA ökat från 58 procent 1980 till 90 procent år 2004. Det betyder att kärnkraftproduktionen har nästan dubblerats utan att den installerade effekten ändrats. Dessutom sker en ökning av den installerade effekten.
Bättre ekonomi
Sedan slutet av 1980-talet har kostnaderna för drift, underhåll och bränsle (men exklusive kapitalkostnaderna) halverats. Kärnkraften är nu konkurrenskraftig med kol- eller gaskraft i hela USA. På den fria elmarknaden i USA efterfrågas hela den möjliga kärnkraftproduktionen.
Elkraftutbyggnad
Samtidigt som elkonsumtionen långsiktigt ökar (50 procents ökning under de närmaste 20 åren) behöver gamla kolkraftverk ersättas med nya anläggningar. För några år sedan var det självklart att ny kraftproduktion skulle baseras på gas. De senaste årens prisökning på naturgas har minskat intresset för sådan utbyggnad. Alternativen för storskalig utbyggnaden är nu kol eller kärnkraft.
Myndigheter och industri i gemensamt projekt – Nuclear Power 2010
2002 inledde de amerikanska energimyndigheterna och kärnkraftindustrin ett gemensamt projekt – Nuclear Power 2010 (Ref. 5). Man ville skapa incitament för omfattande utvecklingsarbete inom industrin och för en enklare myndighetsbehandling av nya kärnkraftprojekt, allt med sikte på byggstart av ett nytt kärnkraftaggregat år 2010. Department of Energy, DOE (Ref. 6), startade 2004 två projekt föratt underlätta licensieringen av nya kärnkraftverk:
- En procedur för ”Early Site Permit”, dvs tidigt bindande myndighetsbeslut om platsval.
- Möjlighet för bygg- och starttillstånd samtidigt, vilket eliminerar risken för försening av driftstarten på grund av tidsödande formell myndighetsprövning.
Energy Policy Act 2005
I augusti 2005 signerade president Bush den första Energy Policy Act (Ref. 6) på 10 år med följande innehåll:
- Price-Anderson Act förlängs ytterligare 20 år. Denna lagstiftning från 1960-talet innebär att staten svara för ekonomiskt skydd av tredje man vid en allvarlig kärnkraftolycka.
- Federala lånegarantier, upp till 80 % av projektkostnaden, till nya energianläggningar som inte släpper ut växthusgaser, bland annat kärnkraftverk.
- Federal satsning, 3 miljarder dollar, på utveckling av avancerad kärnkraftteknik.
- Minskad energiskatt för ny kärnkraftproduktion under de första åtta driftåren.
- Federala garantier för räntekostnader vid försening utanför industrins kontroll nya kärnkraftaggregat.
Allmänheten accepterar ny kärnkraft
Sedan mitten av 1980-talet syns en stadig ökning av allmänhetens förtroende i USA. En av de frågor som ställts under många år lyder:
”Är Du mycket positiv eller något positiv, något negativ eller mycket negativ till användningen av kärnkraft som en metod att producera el i USA?”
2002 var hälften av de tillfrågade positiva och hälften negativa till kärnkraften. I den senaste mätningen från maj 2005, var 70 procent positiva och 24 procent negativa.
När kommer den första nya reaktorordern i USA?
Projektet Nuclear Power 2010 och Energy Policy Act 2005 (Ref. 5 och 6) har ökat industrins intresse för nya kärnkraftprojekt. En industrigrupp bestående av General Electric och Westinghouse, och några amerikanska kärnkraftföretagen, förbereder ansökan om ett kombinerat konstruktions- och drifttillstånd för moderniserade versioner av PWR och en BWR. Ambitionen är att hantera tillståndsansökan och beställning så att ansökan kan lämnas till myndigheterna 2007, beställningen göras2008 och byggstart ske senast 2010. Målsättningen i projektet Nuclear Power 2010, att minst ett nytt reaktorbygge startas 2010, kommer säkert att uppfyllas med råge.
Kärnkraften i Storbritannien
Storbritannien startade utvecklingen av kärnkraft tidigt. Den första reaktorn som startade 1956 var gaskyld med naturligt metalliskt uran som bränsle. Flera sådana har byggts, men många är nerlagda. Under 1980-talet övergavs de gaskylda reaktorerna och en första PWR på 1 200 MW beställdes. Den startade 1995. Fler PWR skulle beställas men planerna övergavs då nya stora gasfyndigheter upptäcktes i Nordsjön.
Nu finns 23 kärnkraftaggregat i drift med en sammanlagd effekt på 11 800 MW, samma storleksordning som det svenska programmet. Total elproduktion 2004 var 379 TWh, varav 74 TWh var kärnkraft. En tredjedel av alla kraftverk behöver ersättas senast 2020. Samtidigt ökar elförbrukningen med 1,5 procent per år sedan 1990.
Utbyggnaden av gaskraft har avstannat och det är inte troligt att förnyelsebara energikällor kan byggas i den takt som behövs. Efter parlamentsvalet i maj 2005 har en öppen debatt om kärnkraftens utbyggnad tagit fart. Tony Blair har sagt att regeringen inte utesluter att ny kärnkraft byggs för att möta klimatmålen. Och att regeringen skulle publicera en ny vitbok om energiförsörjningen under 2006.
Under hösten 2005 har några industriorganisationer, bl a Confederation of British Industry (CBI) engagerat sig i energidebatten (Ref. 7) på grund av en väntad elbrist och högre elpriser. 2006 har kärnkraften debatterats flitigt i Storbritannien.
Kärnkraften i Tyskland
I likhet med Sverige har Tyskland beslutat att avveckla hela sitt kärnkraftprogram. Tysklands två första kommersiella kärnkraftverk startade 1968, och 1988 togs de två senaste i drift. År 2004 var Tysklands hela elproduktion 500 TWh, varav 160 TWh kärnkraft. Efter Tjernobylolyckan beslöt det socialdemokratiska partiet (SPD), då i opposition, att kärnkraften skulle avvecklas inom tio år.
1998 fick SPD och De gröna majoritet i Förbundsdagen och bildade en koalitionsregering. Kärnkraftmotståndet i Tyskland var under 1990-talet omfattande, tidvis med militanta inslag, och ökade efter regeringsskiftet. Järnvägstransporterna av använt bränsle från de tyska kärnkraftverken till Frankrike saboterades under många år. En del av transporterna försenades och så småningom inställdes flera transporter. Resultatet blev att kraftverkens egna bassänger för lagring av använt bränsle fylldes, med risk för långa driftavbrott.
Myndigheterna politiserades och ingreppen mot demonstranterna gjordes inte med full kraft. I denna atmosfär inledde regeringen förhandlingar med kraftindustrin om ett program för avveckling av kärnkraften på ”marknadens villkor”. Mot bakgrund av hotet att behöva stänga flera kärnkraftverk på grund av fyllda bränslebassänger skrev ”under galgen” kraftindustrin i juni 2001 under en överenskommelse om ett sådant program.
Den enda reaktor som stängts enligt denna överenskommelse är Obrigheim, en PWR på 340 MW som startade 1965. Driften avbröts den 11 maj 2005. Valet den 18 september 2005 ledde till bildandet av en stor koalition mellan CDU och SPD. Beslutet om avveckling finns kvar och någon ändring verkar inte trolig de närmaste åren.
Slutord
En fortsatt ökning av världens elkonsumtion väntas under överskådlig tid. Samtidigt måste den dominerande delen av elproduktionen som baseras på fossila bränslen minska.
I många länder bedöms ny koldioxidfri kärnkraft som en nödvändig del av satsningen på hållbar utveckling eftersom utbyggnaden av de förnyelsebara energikällorna bedöms som dyrbar och långsam. På längre sikt väntas sol, vind och vatten öka i betydelse men de förnyelsebara energikällornas totala effekt är begränsad. I ett ännu längre perspektiv kan koldioxidlagring från fossilkraft och nya typer av kärnkraft (kanske fusion) bli realistiska komplement.
Ovanstående text är en bearbetning av rapporten Kärnkraften i världen utgiven av Analysgruppen vid KSU (Ref 8).
- Carl-Erik Wikdahl, konsult energikommunikation, carl-erik@wikdahl.se
Referenser
1. www.iea.org
2. Our Common Future. The World Commission on Environment and Development. Oxford University Press, 1987.
4. FNs kärnkraftorgan IAEA har en omfattande hemsida www.iaea.org om kärnenergi. Där finns också ett ständigt aktuell officiellt informationssystem om alla kärnkraftverk – i drift, under byggnad och nerlagda – i alla länder, Power Reactor Information System, PRIS, som kan nås direkt via www.iaea.org/programmes/a2.
5. www.nei.org
6. www.doe.gov
8. www.analys.se
En förklaring efterlyses från författaren hur vi ska få “koldioxidfri kärnkraft”, eller “nästan”/”praktiskt taget” koldioxidfri kärnkraft (vad nu det betyder).
Hur ska man kunna bryta uranmalm, frakta uranmalm, frakta kärnbränsle, bygga kärnkraftverk, frakta omkring utbränt kärnbränsle, bygga enorma slutförvaringsutrymmen, etc – utan att bränna olja?
Sanningen är att alla som förespråkar kärnkraft glömmer bort allting annat omkring som behövs. De verkar tro att kärnbränsle är något som bara finns, och som levereras i behändiga små cylindrar. De ser inga problem med avfallsprodukterna heller.