Hvordan påvirker kjernekraftverk nettkostnadene?

Kjernekraft har etter disse tallene den rimeligste transmisjonskostnaden, men forskjellene er begrenset og trolig ikke avgjørende for teknologivalg. USA har allerede, i motsetning til Norge, bygget ut sitt nett tilpasset kjernekraft. Lenger ned på siden kommer mer informasjon om hva det krever.

Hvor stor del av nettinvesteringene vil gå til produksjon?

Statnett og de ulike nettselskapene har allerede omfattende planer for nettutbygging. Her fremgår det også hva som er utløsende behov for investeringene. Strømnettutvalget¹ omtalte det slik i sin utredning (2022):

I tillegg til reinvesteringer er det hovesakelig forventinger om nytt kraftforbruk som driver nettinvesteringene i årene som kommer.

Altså forbruk, ikke produksjon. I utredningen er fordelingen spesifisert slik for regionalnettet og distribusjonsnettet:

Det samme ser ut til å være situasjonen i våre naboland. Financial Times skrev nylig om behovet for nettinvesteringer i Europa² :

Det er to leire blant EUs energiministre: De som tror på kjernekraft (Frankrike, Tsjekkia og andre) og de som mener fornybar energi bør prioriteres (blant dem Tyskland, Østerrike og Hellas). Men én ting forener dem: En forståelse av at uten store investeringer i Europas nett, vil ingen av energikildene kunne erstatte fossilt brensel.

Hva koster det å koble på kjernekraftverk?

I Storbritannia betaler myndighetene 10 mrd. kr.Inflasjonsjustert fra 2019 til 2023. Valutakurs per 1. juli 2024. for å koble Hinkley Point C til det britiske kraftnettet³. I Franrike betalte myndighetene 6,7 mrd. kr.Inflasjonsjustert fra 2013 til 2023. Valutakurs per 1. juli 2024. for å koble Flamanville 3 til det franske nettet⁴. Linjen var klar i 2013, men man venter fortsatt på kjernekraftverket. Begge disse kraftverkene er store, konvensjonelleBrukes gjerne om reaktorer av generasjon III eller III+. Det vil si kjent teknologi som er bygget ut i kommersiell sammenheng de siste tiår. Moderne konvensjonelle reaktorer er gjerne store (>1000 MW) og enten trykkvanns- eller kokvannsreaktorer. kjernekraftverk.

Hva slags nett har land med mye kjernekraft?

Norge har begrenset med overføringskapasitet mellom prisområdene. Det norske nettet kjennetegnes av distribuert produksjon og stort industriforbruk i områder med mye produksjon. Nettet beskrives slik i energikommisjonens utredning⁵:

Den rikelige tilgangen på vannressurser i Norge har preget utviklingen av energisystemet, vår næringsstruktur og hvordan vi varmer opp våre bygg. Lokaliseringen av vannressursene har vært avgjørende for hvor kraftverkene er bygget, og har sammen med bosettingsmønstret bestemt hvordan overføringsnettet for kraft ser ut i dag.

I den franske nettutviklingsplanen fra 2019, beskrives utbyggingen av det franske nettet slik⁶:

En tilbakeskuende analyse av kapitalutgiftene knyttet til nettinfrastrukturen, viser at den nøye følger utviklingen i miksen av strømkilder. Spesielt investeringene i det store transportnettet fulgte utbyggingen av kjernekraftverk på 1980- og 1990-tallet, deretter økningen i strømforbruket. Etter et fall gjennom 2000-tallet, ble investeringene drevet av utvekslingskabler, fornybar energi og så fornyelseskostnader i en økende trend de siste årene.

Hva kreves når man skal tilpasse nettet til kjernekraft?

Det internasjonale atomenergibyrået (IAEA) gir råd til land som ønsker å bygge ut kjernekraft. De skriver blant annet⁷:

Selv om de fleste medlemslandene [i IAEA] allerede har et elektrisk nett, kan det kreve betydelig utbygging for å være egnet for tilkobling av et kjernekraftverk. For et land som ennå ikke har kjernekraft, kan de nødvendige modifikasjonene i nettet være omfattende. Endringene vil inkludere de nye fysiske forbindelsene fra eksisterende nett til kjernekraftområdet, men kan også inkludere andre endringer i nettet og måten det driftes og opprettholdes på for å sikre at det kan gi pålitelig elektrisitetsforsyning for sikker drift av kjernekraftverket. Hovedspørsmålene er de spesielle kravene til kjernekraftverk med hensyn til kjernefysisk sikkerhet og en pålitelig strømforsyning, og den store enhetsstørrelsen til standard kjernekraftverks-design. Erfaring i medlemsland som har kjernekraft viser at det må vies nøye oppmerksomhet til utforming og drift av nettet og grensesnittet mellom kjernekraftverkene og nettet, for å unngå hendelser som kan utfordre sikkerheten ved kjernefysiske anlegg. Å koble et kjernekraftverk til nettet krever vurdering av problemstillinger i tillegg til de som ville vært vurdert ved tilkobling av et stort fossilt kraftverk eller vannkraftverk. Selv for et land som allerede bruker kjernekraft, kan tillegget av et nytt kjernekraftverk kreve betydelig investering for å utvikle og forsterke det eksisterende elektriske nettet, avhengig av størrelsen og plasseringen av det nye kjernekraftverket.

Et notat⁸ publisert av IAEA om samme emne, innledes med:

For et land som ennå ikke bruker kjernekraft, er innføring av kjernekraft er en stor oppgave. Det krever at landet bygger den nødvendige infrastrukturen slik at det kan bygges og drives et kjernekraftverk lønnsomt på en trygg, sikker og teknisk forsvarlig måte. En betydelig del av den nødvendige infrastrukturen er det elektriske nettet som kjernekraftverket skal kobles til. Selv om de fleste land allerede har et elektrisk nettsystem, kan det kreve betydelig utvikling å være egnet for tilkobling av et kjernekraftverk.

Notatet konkluderer med at følgende forhold må vurderes nøye i planleggingsfasen av utbyggingen:

• Det elektriske nettet må gi pålitelig strøm utenfra til kjernekraftverket med en stabil frekvens og spenning.
• Eventuelle mangeler på pålitelighet i nettet utenfra, må kompenseres med økt pålitelighet av strømkilder på kjernekraftverket [ofte dieselgeneratorer].
• For å sikre nettstabilitet, må tilstrekkelig produksjonskapasitet bør være tilgjengelig til å erstatte kjernekraftverkets produksjon under planlagt driftsstans.
• Nettet bør også ha tilstrekkelig "roterende masse" og beredskapskapasitet [systemtjenester] som kan raskt reagere i tilfelle kjernekraftverket uventet skulle kobles fra nettet.
• Kraftbehovet utenom toppene bør helst være stort nok til at kjernekraftverket kan driftes i en grunnlast-modus ved konstant full effekt.
• Hvis det er noen mulighet for at kjernekraftverket drives i en lastfølgende modus [tilpasse seg behovet i nettet fleksibelt], bør designkrav for å ivareta sikker drift diskuteres på forhånd med leverandørene.
• Hvis grunnlastdrift ikke vil være mulig, bør kjernekraftverket ha ytterligere designmarginer som kompenserer for økt eksponering for termiske stresssykluser, og mer sofistikert instrumentering og kontrollsystemer.
• Det nasjonale nettet bør ha nok utvekslingskabler mot utlandet til å muliggjøre overføring av store mengder elektrisitet i tilfelle det er nødvendig for å kompensere for uventede ubalanser av generasjon og etterspørsel.
• Hvis nettpålitelighet i form av frekvens og spenning i det eksisterende nettet er utilstrekkelig, bør dette rettes opp før kjernekraftverket kobles til. Eventuelle forbedringer vil ikke bare gjør det mulig å koble til et kjernekraftverk, men også komme øvrige forbrukere og produsenter til gode.
• Kommunikasjon er kritisk, i dette tilfellet mellom operatøren av kjernekraftverket og ansvarlige for drift av nettet. Effektive kommunikasjonsprotokoller må utvikles.

Kilder

1: Nett i tide - om utviklingen av strømnettet, besøkt 2. mars 2024
2: Financial Times, besøkt 12. mars 2024
3: Power Technology, besøkt 1. mars 2024
4: Cour des comptes: La filière EPR, besøkt 1. mars 2024
5: NOU 2023: 3 Mer av alt – raskere, besøkt 22. mars 2024
6: RTE: Schéma décennal de développement du réseau, besøkt 22. mars 2024
7: IAEA: Electric Grid Reliability and Interface with Nuclear Power Plants (2012), besøkt 8. mars 2024
8: Interfacing Nuclear Power Plants with the Electric Grid: the Need for Reliability amid Complexity, besøkt 8. mars 2024

• larsoy@munin.no