Page 1

Kärnkraftens framtid – forskning och utveckling inom kärnkraftsteknik efter Fukushima Elektrisk kraft i Norden, Voksenåsen, Norge 11.5.2011 Petra Lundström Vice President, Chief Technology Officer, Fortum Oyj

1


Innehåll • • • •

Fortum i korthet Fortum och kärnkraft Utvecklingsaktiviteter inom kärnkraftsteknik Hur påverkar Fukushima prioriteringarna inom forskning och utveckling? – – – –

i drift varande reaktorer reaktorkoncept på marknaden idag små modulreaktorer Generation IV-utveckling

• Fortums slutsatser

2


Fortum i korthet Nr 1

Värme

Nyckeltal för 2010

Norden

Nr 1

Distribution

Nr 2

Elproduktion

Nr 2

Elförsäljning

Elproduktion Värmeförsäljning Elnätskunder Elhandelskunder

Omsättning 6,3 miljarder euro Rörelseresultat 1,7 miljarder euro Anställda 10 600

52,3 TWh 20,7 TWh 1,6 milj. 1,2 milj.

Ryssland OAO Fortum Elproduktion 16,1 TWh Värmeförsäljning 26,8 TWh

Polen Värmeförsäljning Elförsäljning

TGC-1 (~25%) Elproduktion Värmeförsäljning

4,0 TWh 0,1 TWh

Baltikum Värmeförsäljning Elförsäljning Elnätskunden

3

1,4 TWh 0,3 TWh ~24 000

~6 TWh ~8 TWh


Fortum är idag en medelstor europeisk kraftproducent och den fjärde största kraftvärmeproducenten i världen Kraftproduktion Största producenterna, Europa och Ryssland, 2009, TWh

Värmeproduktion

Kunder

Största globala producenterna, 2009, TWh

Ellkunder inom EU, 2009, miljoner

*) IES Gazprom ****) Dalkia Fortum Vattenfall RAO ES East Tatenergo Onexim **) SUEK Bashkirenergo Irkutskenergo TGC-2 Inter RAO UES Lukoil Kievenergo Minsk Energo KDHC, Korea Dong ****) Beijing DH TGC-14 ELCEN, Rom.

EDF E.ON Enel ***) GDF SUEZ RWE Gazprom Rosenergoatom Vattenfall Iberdrola NNEGC Energoat. RusHydro Inter RAO UES EnBW Fortum CEZ *) IES Irkutskenergo Statkraft PGE DEI SSE

0

100 200 300 400 500 600

0

Enel EDF E.ON RWE Iberdrola CEZ DEI Vattenfall EDP Centrica EnBW SSE GDF SUEZ PGE Gas Natural Fenosa Tauron Fortum Dong Hafslund

20 40 60 80 100 120 140

* Inkl. TGC-5, TGC-6, TGC-7, TGC-9, ** Inkl. TGC-12, TGC-13. *** Inkl. International Power Källa: företagsinformation , Fortum analys, 2009 siffror pro forma, **** 2007 4

0

10

20

30

40


Fortums el- och värmeproduktion

Fortums elproduktion Vattenkraft 32%

Kärnkraft 32%

Övriga 2% Biobränsle 2% Kol 7% Naturgas 25%

69,8 TWh år 2010 (Elproduktionskapacitet 14 113 MW)

5

Fortums värmeproduktion Naturgas 59%

Övriga 4% Torv 2% Avfall 2% Olja 3% Värmepumpar, elektricitet 6%

Kol 13% Biobränsle 11%

52,1 TWh år 2010 (Värmeproduktionskapacitet 24 494 MW)


Fortums k채rnkraftskapacitet K채rnkraft

MW

Hel채gt Lovisa

976

Sam채gda Olkiluoto (TVO)

Oskarshamn Forsmark Totalt

463

1 083 696 3 218

Olkiluoto Forsmark

Lovisa

Oskarshamn

6


Kärnkraftverket i Lovisa • Ägs och drivs till 100% av Fortum • Hög nivå på säkerhetskultur, tillgänglighet och prestanda i internationell jämförelse • Lovisa NPP har två VVER-440 PWR-enheter på 976 MW (2×488 MW). • Lovisa 1 (LO1) togs i drift 1977 och Lovisa 2 (LO2) 1980.

7


Vi jobbar aktivt med utvecklingsfrågor… Capture

Transport

• • • •

Sol- och vågkraft Pyrolys av biomassa Lösningar för el i trafiken Nya lösningar inom kraftvärmeproduktion, fjärrvärme och kylsystem • Distribuerad energiproduktion och smarta nät • Mångsidig kärnkraftsFoU

8

Storage


… betydande kompetens har skapats inom kärnkraftsteknik

Analyser, simulering Kärnavfallsteknik

Kärnsäkerhet 9

Konstruktion


Utvecklingsaktiviteter inom kärnkraftsteknik • Fortum har 6 egna FoU-program för att stödja verksamheten vid kärnkraftverken och för att upprätthålla en förstklassig säkerhetskultur • I ett separat program jobbar vi med kärnkraftens framtidsfrågor: Generation IV, olika bränslecykler, nya bränslen etc. – Generation IV aktiviteter och Jules Horowitz-materialforskningsreaktorutveckling i samarbete med VTT

• Nationella forskningsprogrammen Safir och KYT är viktiga, internationellt EU, IAEA, OECD/NEA… • Den svenska kärnkraftsproduktionen är ytterst viktig för Fortum – Hälften av elproduktionen (med kärnkraft) från Sverige – Fortum deltar i projekt inom Elforsk, KTH, NKS etc.

• En stor del av FoU-satsningen går till utveckling av lösning för hantering av använt kärnbränsle inom ramen för bolaget Posiva – Ansökan för byggtillstånd för slutförvar i Finland kommer att inlämnas i slutet av 2012

10


Hur p책verkar Fukushima prioriteringarna inom forskning och utveckling?

K채lla: TEPCO

11


Vilka aspekter av olyckan i Fukushima kommer att påverka kärnsäkerhetstänkandet i framöver? • Elförsörjning + reservaggregat utslagna mycket länge • En naturkatastrof som drabbade en hel anläggningsplats, dess omgivning och hela samhället runt omkring • Flera enheter med härdsmälta, uppenbarligen flera enheter som förlorat sin reaktorinneslutningsfunktion • Svårt att reparera skador, dålig tillgänglighet från början, senare problem med kraftigt radioaktiva vattenansamlingar • Det kan ta upp till ett halft år eller längre att stabilisera läget så att de radioaktiva utsläppen helt upphör • Bränslebassängernas roll i händelseförloppet OBS! Händelseförloppet är ännu inte klarlagt till alla delar, det kan komma nya slutsatser eller modifikationer när vi vet mera. 12


Hur påverkas FoU-prioriteringar gällande i drift varande reaktorer? • Först och främst: intensiva processer för att analysera säkerheten på de existerande kraftverken sattes omedelbart igång – kärnsäkerhetsmyndigheterna (t.ex. STUK i Finland, inlämning 15.4.2011) – de s.k. ”stresstesten” inom EU (frågorna besvaras under sommaren) – WANO etc.

Detta är inte i sig FoU, men kan ge upphov till utvecklingsprojekt • Fortum kommer att starta nya utvecklingsaktiviteter av följande natur – inneslutningsanalyser vid överhettning av bränslebassängerna – hantering av mycket långvariga haverisituationer: vad man kan planera för, bemanningsfrågor, modellering… – granskning av strategin för svår haverihantering på basen av Fukushimaförloppet

• ”Back to basics”: gå igenom de antaganden som anläggningskonstruktionen baserar sig på! 13


Hur påverkas prioriteringarna för nya reaktorkoncept, som är på marknaden idag? • Principbeslut för nya reaktorer har gjorts i Finland 2002 och 2010 – reaktorsäkerhetsfrågorna var inte i fokus för den offentliga diskussionen överhuvudtaget! snarare avfallsfrågorna, kostnaderna, regionalpolitiken… – detta kommer att förändras efter Fukushima

• De reaktorkoncept som är på marknaden idag – har allmänt taget mycket starka reaktorinneslutningar – är från början konstruerade för att klara av härdsmältor

• På basen av Fukushima kan s.k. passiva koncept bli attraktivare – innebär att härdkylningen och/eller nödkylningen baserar sig på naturlagarna (som tyngdkraften → naturlig cirkulation etc.), fungerar utan eltillförsel och aktiva komponenter – samma gäller i många koncept trycksänkningen av inneslutningen

14


K채lla: GE Hitachi

K채lla: Westinghouse

15


Blir små modulära reaktorer intressantare? • Vad är små modulära reaktorer (SMR)? – – – – –

typiskt < 300 MWe moduler som ”massproduceras” och transporteras till anläggninsplatsen kan vara lättvattenreaktorer eller snabba reaktorer (t.ex. natriumkylda) baserar sig i hög grad på passiva lösningar reaktorn placeras ofta under marknivå

• Har i många fall sitt ursprung i marina reaktorer • Ett stort antal olika koncept finns, speciellt stort är detta i USA och Ryssland – pre-application review processer pågår för flera olika koncept i NRC

• Tanken är också att byggprocesserna blir snabbare med mindre modulära reaktorer: elproduktion (och intäkter) kommer igång stegvis → lättare att finansiera projekten • Kan detta vara en framtid för kärnkraften efter Fukushima? 16


17


Påverkas Generation IV utvecklingen? • Vad är Generation IV? – Ett komplett energiproduktionssystem, som inbegriper hela bränslecykeln, reaktorn, elkonversionssystemet, kopplingen till distribution av el och eventuellt vätgas, processvärme och vatten

• Generation IV är en hel reaktorfamilj: – Bridreaktorer: Gas-, natrium-, bly/vismutkylda snabba reaktorer, som förmår utnyttja energi-innehållet i kärnbränslet mycket effektivt – Gaskylda högtemperaturreaktorer: grafitmodererad härd med en bränsletyp som tål mycket höga temperaturer, lämpar sig för processvärme- och vätgasproduktion. – Superkritiska vattenkylda reaktorer med hög verkningsgrad (kring 45%) – Smält salt-reaktorer utan härd i traditionell mening, uranet uppblandat i kylmedlet – Olika bridreaktorer har testats, t.ex. Monju (Japan), Phenix (Frankrike), Belojarsk BN-600 (Ryssland) – Utvecklas i brett internationellt samarbete GIF – Generation IV International Forum (USA, EU, Kina, Ryssland...) – Man förväntar sig kommersialisering fr.o.m. 2030. En högtemperaturreaktor ”Next Generation Nuclear Plant” (NGNP) befinner sig i preliminära licensieringsdiskussioner (DoE/NRC). Man siktar på att färdigställa NGNP år 2021.

• Drivkraften för dessa reaktortyper är att inte begränsas av U-235 om kärnkraften skulle byggas ut kraftigt, globalt. Efter Fukushima måste denna drivkraft förenas med ett övergripande fokus på nytänkande också inom reaktorsäkerhet.

18


Fortums slutsatser • Back to basics: Fokusering på och nytänkande kring kärnsäkerhet både gällande nuvarande och framtida reaktorkoncept • Hur hanterar vi risker som vi inte vet om? – Defence in Depth är det enda svaret: på varje nivå måste man utgå ifrån att de tidigare barriärerna ”misslyckats” – Fukushima får återverkningar på åtminstone nivåerna 1, 4, och 5 på dagens reaktorer – De passiva lösningarna inom nya koncept kommer att öka i betydelse

Defence in Depth

• Det blir också allt viktigare att säkerhetskraven harmoniseras mellan olika länder – gäller både myndighetsarbetet (jmf. de europeiska ”stresstesten”) och industrin 19

Källa: INSAG-10, IAEA

/PetraLundstromFortum  

http://www.voksenaasen.no/filestore/Bilde/Artikkelbilder/Kultur/PetraLundstromFortum.pdf

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you