Hvor tilgjengelige er nye kjernekraftverk?

Nye kjernekraftverk krever store investeringer. Jo flere timer i året kjernekraftverket er i drift, jo flere kWh blir det å fordele investeringskostnaden nå. Derfor har leverandørene alltid anstrengt seg for å bygge kjernekraftverk som er så tilgjengelige som mulig. Utilgjengelighet kan være både planlagt og ikke-planlagt. Førstnevnte på grunn av vedlikehold, bytte av brensel, inspeksjoner og lignende. Sistnevnte på grunn av tekniske problemer, feil og lignende.

Høy tilgjengelighet, også omtalt som kapasitetsfaktor, er en viktig konkurransefaktor. SMRSmå modulære reaktorer. Det er ingen fast definisjon, men kjennetegnes av at størrelsen typisk er 300MW eller mindre, passive sikkerhetssystemer og bruk av moduler skal kunne bygges i fabrikker og fraktes til byggeplassen for montering.-leverandørene signaliserer 95 prosent tilgjengelighet, noe som er svært høyt. Under gjengis hva leverandørene har sagt om sine sist bygde reaktormodeller, og hva fasit er så langt når alle år hver reaktor har vært i drift summeres.

Som det fremgår over er det til dels store avvik mellom reklamert og erfart tilgjengelighet. Selv om vi tar høyde for at tilgjengeligheten ofte bedrer seg noe etter noen års drift.

Hvor høy tilgjengelighet kan oppnås når alle barnesykdommer er tilbakelagt? Få land har klart å oppnå en høyere tilgjengelighet for sine reaktorer enn USA. Med få unntak har alle amerikanske reaktorer vært i drift i tiår. Ser man på hver enkelt reaktor, og alle år de har vært i drift, er likevel tilgjengeligheten for de aller fleste av dem fortsatt på 80-tallet. Kun 11 av 94 reaktorer har klart over 90 prosent, og noen er også under 80 prosent. Samlet tilgjengelighet i løpet av årene de har vært i drift for de ti beste reaktorene i USA er:

• Limerick 2: 93,9 prosent
• Byron 2: 93,3 prosent
• Braidwood 2: 92,7 prosent
• Limerick 1: 91,9 prosent
• Vogtle 2: 91,9 prosent
• Vogtle 1: 91,7 prosent
• Comanche Peak 2: 91,5 prosent
• Comanche Peak 1: 90,8 prosent
• Braidwood 1: 90,7 prosent
• Byron 1: 90,5 prosent

Det skal altså svært mye til å nå 95 prosent over levetiden for en reaktor. Likevel markedsføres særlig SMR med 95 prosent tilgjengelighet som standard. GE Hitachis SMR kalt BWRX-300 bygger på ABWR-reaktoren nevnt i tabellen over. Det ble ferdigstilt fire ABWR-reaktorer i Japan. OSGE, som planlegger bygging av SMR i Polen, illustrerer relasjonen mellom reaktorene slik⁵:

BWRX-300 sine forgjengerne, SBWR og ESBWR, ble aldri bygget fordi de ble for dyre. ABWR er dermed den mest moderne av GE Hitachis reaktorer som er bygget, og det er denne selskapet viser til når de sier at BWRX-300 skal benytte en etablert leverandørkjede og at viktige deler av BWRX-300 benyttes av reaktorer som er i drift i dag. I sin presentasjon av BWRX-300 angir GE Hitachi disse tallene⁶:

Hva betyr tilgjengelighet for strømkostnaden?

Som nevnt innledningsvis har tilgjengelighet betydning for kostnadene forbundet med å produsere strøm fra kraftverket. I tabellen under illustreres hvordan kostnaden per kWh påvirkes av ulike verdier for tilgjengelighet og anlegges levetid. GE Hitachi oppgir en levetid på 60 år (uten levetidsforlengelser). Sett i lys av at gjennomsnittsalder på nedlagte kjernekraftverk de siste årene har vært 43,5 år, fremstår også den opplyste levetiden som en svært optimistisk forutsetning.

OECDs atomenergibyrå NEA legger til grunn 85 prosent kapasitetsfaktor i en rapport fra 2020 om kostnader ved kraftproduksjon⁷. I rapporten inngår beregninger som viser at kapasitetsfaktor betyr klart mest for strømkostnaden:

Beløp i 2018-USD.

Beløp i 2018-USD. Figuren viser konsekvenser av avvik fra forventet levetid (som er ulik) for forskjellige teknologier.

Gjennom en forenklet beregning kan man illustrere hva dette kan bety i praksis. I regneeksempelet under antas byggekostnader på 6 000 USD/kW, drifts- og vedlikeholdskostnader på 35 USD/MWh i tråd med Liftoff-rapporten⁸ fra det amerikanske energidepartementet, en markedsbasert rente på 8 prosent og dollarkurs på 10,92. Alle beløp i 2023-verdier.

I feltet nederst til høyre er det beregnet en kostnad for strøm over levetiden (LCOELevelized cost of electricity. Gjennomsnittlig kostnad for å produsere elektrisitet over anleggets levetid.) med de forutsetninger leverandørene oppgir (60 års levetid og 95 prosent tilgjengelighet). De øvrige feltene i tabellen viser avvik fra denne kostanden med andre forutsetninger. Kostnad er oppgitt per kWh.

Figurene og tabellen over viser at endrede forutsetninger for tilgjengelighet har vesentlig betydning for strømkostnaden, mens endrede forutsetninger for levetid har mindre betydning.

Leverandørene har ikke nådd opp til de reklamerte nivåene for tilgjengelighet de siste tiårene. Selv i USA, blant de beste i verden på tilgjengelighet, er det ingen reaktorer som oppnår slike tall. Kostnadsanslag som baserer seg på 95 prosent tilgjengelighet vil dermed være svært optimistiske. Skulle tilgjengeligheten falle så lavt som for GE Hitachis ABWR-reaktorer i Japan, så vil det øke strømprisen med 31 øre per kWh.

Stikkord: kjernekraft, BWRX-300, SMR

Kilder

1: IAEA PRIS Database, besøkt 10. mai 2024
2: EDF: A comprehensive reactor portfolio of GEN III+ technologies to meet our clients’ needs, besøkt 10. mai 2024
3: WH: Improved Nuclear Power Plant Operations, besøkt 10. mai 2024
4: GEH: The ABWR Plant General Description, besøkt 10. mai 2024
5: OSGE: BWRX-300, besøkt 11. mai 2024
6: GEH: BWRX-300 General Description, besøkt 10. mai 2024
7: OECD NEA: Projected Costs of Generating Electricity 2020 Edition, besøkt 20. mai 2024
8: DoE: Pathways to Commercial Liftoff: Advanced Nuclear, besøkt 11. mai 2024

• larsoy@munin.no