A nukleáris energiatermelés jelene és jövője

A nukleáris energiatermelés jelene és jövője Prof. Dr. Aszódi Attila Igazgató Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Nukleáris Technikai Intézet Portfolio Energy Investment Forum Budapest, 2013. október 3.

Portfolio Energy Investment Forum

Dr. ASZÓDI Attila

1

Hazai villamosenergia-ellátás • Éves villamosenergia-fogyasztás ~ 43 TWh • Hatalmas import részesedés

Magyar villamosenergia-rendszer fő energiaforrásai 2011-ben (Forrás: MEKH)

– Jelenleg a legolcsóbb forrás

• Függés az orosz gázellátástól (80%) • Kevés megújuló • Hazai termelésben a legnagyobb részesedés: Paks – ~15 TWh villamosenergia-termelés 2012-ben (hazai termelés 46%-a, fogyasztás 37%-a 2012-ben)

• Paksi atomerőmű: 4*500 MWe kapacitás – Teljesítménynövelés – Üzemidő-hosszabbítási projekt (30-ról 50 évre) – Tervezett leállítás: 2032-2037


Dr. ASZÓDI Attila

Paks (Forrás: Google)

2

Lehetséges erőműfejlesztések Lehetséges új kapacitás 10 000 MW 9000 MW megújuló

1000

450

Új kapacitás

Üzemanyag

5000 MW 700

földgáz

2500

4000

csere

2200

Megújuló

1500

gáz

2000 440

szén

440

1660

atom

1060

300

2600

1680 szén

1510

410 670

atom

1940

1940

2008

2025

megmaradó

olaj

5000 MW

Source: Tombor Antal, MVM, 2009. Portfolio Energy Investment Forum

Dr. ASZÓDI Attila

3

Atomenergia a világban • Jelenleg 434 atomerőművi blokk üzemel a világban, 370,5 GW összes beépített kapacitással • Az EU-ban a villamosenergiatermelés 28%-át adták 2011-ben az atomerőművek • Az üzemelő reaktorok szinte kivétel nélkül ún. 2. generációs típusok

Üzemelő atomreaktorok száma (Forrás: NAÜ)

Villamosenergia-termelés 2011-ben az EU27-ben Forrás: EUSTAT Portfolio Energy Investment Forum

Dr. ASZÓDI Attila

4

Atomenergia - trendek • Jelenleg 69 atomerőművi blokk áll építés alatt, 67 GWe kapacitással • Az épülő reaktorok 2. vagy 3. generációs típusok, újabban szinte csak 3. generációs – Javított biztonsági, termelési, gazdaságossági mutatók – 50-60 éves tervezett üzemidő – 1000 MW feletti egységteljesítmény

Épülő atomerőművi blokkok Forrás: NAÜ

• Kínában 28 reaktor épül! (És még többet terveznek építeni a közeljövőben) • Európa: Szlovákiában (2 db VVER440), Franciaországban (EPR) és Finnországban (EPR) épül jelenleg atomerőmű – Jelentős költség és építési idő túllépések Reaktortartály beszállítása az Olkiluoto-3-ba Forrás: TVO Portfolio Energy Investment Forum

Dr. ASZÓDI Attila

5

Hagyományos nukleáris országok – piacot keresve •

Oroszország – 33 üzemelő reaktor (~10% részesedés villamosenergia-termelésben) – – –

•

Kína – 17 üzemelő reaktor (2% részesedés a termelésben), 28 blokk építés alatt – kínai saját fejlesztésű típusok, 4 db AP1000 blokk és 2 db EPR is épül –

•

További 10 GWe kapacitást terveznek 2020-ig Exportált VVER reaktorok 1990 óta: 5 blokk üzemel, 4 blokk építés alatt, 12 blokk előkészítési fázisban VVER-1000 és VVER-1200 (III. gen.) típusok

Pakisztán vásárolna kínai blokkokat (Chashma 3-5.), zajlanak a tárgyalások

Franciaország – 58 üzemelő atomerőművi blokk, kizárólag PWR-ek (75% részesedés az áramtermelésben), egy épülő EPR blokk – –

Technológia export: EPR (Areva) – jelenleg 3 épülő blokk külföldön 2013 május: megállapodás Törökországgal 4 Atmea-1 (Mitsubishi-Areva) blokkról (Sinop telephely)

Reaktorépítés Kínában (Forrás: CBS)

Forrás: WNA


Dr. ASZÓDI Attila

6

Atomenergia Nagy-Britanniában • • •

16 üzemelő blokk, hazai villamosenergia-termelésben 18% részesedés Kiöregedett GCR blokkok – csaknem minden blokkot le kell állítani 2025-ig 2006: új építések előkészületei kezdődtek – –

•

Villamosenergia-piaci reform „az alacsony szénkibocsátású technológiák gazdasági kereteinek megvalósítására” (beleértve az atomenergetikát is!) – –

•

Telephely-engedélyezési folyamat – nyolc telephelyet adott el az állam Típusengedélyezés (Generic Design Assessment) – előzetes engedélyezési folyamat 4, később 2 típusnak (AP1000 és EPR maradt)

Minimál szén-dioxid ár (£16 / t CO2 2013-ban, 2020-ig £30 /t CO2-ra emelkedhet) Contract for Difference (CfD) modell – speciális hosszú távú átvételi tarifák az áringadozások hatásának mérséklésére

Hinkley Point C: EDF Energy két EPR-t építene (ez a projekt a legfejlettebb)

Hinkley Point A,B (4 GCR blokk) és Hinkley Point C (EDF Energy, 2 EPR tervben) Portfolio Energy Investment Forum

Dr. ASZÓDI Attila

7

Finnország • Csernobil óta az első nyugat-európai reaktorrendelés (és az első 3. generációs reaktor „Nyugaton”): Olkiluoto-3 • AREVA-Siemens konzorcium kezdte az építést • EPR (1600 MW, 37% hatásfok, 60 év tervezett üzemidő) • 2005. áprilisában megkezdődött a beton alaplemez készítése (építés kezdete) • Az eredeti tervek szerint indulás 2009-ben • Jelenlegi becslés: indulás 2016-ban

Atomerőművi blokkok földrajzi eloszlása Forrás: NAÜ

Olkiluoto-3 construction (Source: Areva)


Dr. ASZÓDI Attila

8

Olkiluoto-3, 2013. július Forrás: TVO


Dr. ASZÓDI Attila

9

Flamanville, a második EPR • Demonstrációs EPR blokk • A telephely: Flamanville, Normandia, Franciaország • 2007. december 12-én megkezdődött az építés • A tervek szerint 2012-ben kezdi meg az üzemelést – Az új tervek szerint 2016ban… • (2009. január 29.: bejelentik egy második francia EPR építésének tervét. Penly, 2012-től – Fukushima után elhalasztva)


Európai EPR építkezések • Nagyon jelentős csúszások az ütemtervben • Jelentős költség-túllépés • Komoly presztízsveszteség az Arevának Okok: - Projekt menedzsment hibái - Engedélyezés csúszása - Minőségbiztosítási, képzési, humánerőforrás-problémák Eközben Kínában: tartják az ütemtervet Dr. ASZÓDI Attila

10

Mohi 3&4 • • • • • •

Szlovákiában 4 atomerőművi blokk üzemel (Bohunice V2-1 és V2-2, valamint Mohi 1-2.), mind VVER-440 típus 3-4. blokkok építése 1986-ban kezdődött (szintén VVER-440), 1992-ben leállítva 2006-ban az olasz Enel többségi tulajdont szerzett a Slovenské Elektrárne üzemeltetőben, az új tulajdonos a mohi blokkokat is befejezné Az építést 2009-ben kezdték újra, 2,8 milliárd eurós költségvetéssel Tervezett indulás: 2014/2015 Greenpeace megtámadta a létesítési engedélyt, a szlovák legfelsőbb bíróság idén augusztusban nekik adott igazat – – –

Ismét meg kell nyitni az engedélyezési eljárást A hatóság szerint a bírósági döntés nem halasztó hatályú Greenpeace ezt is meg akarja támadni! Forrás: SEAS


Dr. ASZÓDI Attila

11

További tervek a régióban •

Szlovákia – Bohunice – –

– –

•

Üzemeltető: JESS (Jadrová energetická spoločnosť Slovenska) – CEZ (49%) és szlovák állami Javys (51%) közös vállalata 2012 szeptember: hat jelentkező a tenderre, amelyek megfelelnek a műszaki feltételeknek: Westinghouse AP1000, Atmea 1100, Mitsubishi APWR 1700, Atomsztrojekszport MIR 1200, KHNP APR 1400, Areva EPR 1600. A CEZ jelenleg épp eladja részesedését a Roszatomnak, hogy Temelinre koncentrálhasson Várhatóan BOO (build-own-operate) konstrukció

Az Atomsztrojekszport tender-dokumentációja, Forrás: CEZ

Csehország – Temelin – –

– – – – –

Jelenleg hat üzemelő blokk (Dukovany: 4*VVER-440, Temelin: 2*VVER-1000) A CEZ 2010-ben kezdte meg a tárgyalásokat a három lehetséges beszállítóval (Westinghouse/AP100, Areva/EPR, Skoda-Atomsztrojekszport-OKB Gidropressz konzorcium a MIR-1200 reaktorral) Roszatom akár teljes finanszírozást vállalna US Export-Import Bank a projekt felére nyújt hitelt a CEZnek, ha a Westinghouse-t választja Areva kizárva a tenderből 2013 januárjában környezeti engedély kiadva CEZ 70 €/MWh garantált átvételi árat szeretne, ipari minisztérium célja 60 €/MWh.


Dr. ASZÓDI Attila

Forrás: Hegedűs Zoltán Diplomaterv, BME NTI, 2013 12

További tervek a régióban •

Románia – Cernavoda – – –

•

Bulgária – – –

•

A Kozldouj telephelyen 1-4. blokkokat az EUcsatlakozás miatt leállították, jelenleg 5-6. üzemel Belene telephelyen 2008-ban kezdték meg egy korábban felhagyott építkezés folytatását 2011-ben ezt az építkezést ismét lemondták, helyette Kozloduj bővítését preferálják (és a Roszatom helyett a Westinghouse-t)

Forrás: Hegedűs Zoltán Diplomaterv, BME NTI, 2013.

Lengyelország – –

•

Két üzemelő CANDU 6 blokk mellett három leállított építés a telephelyen Kétezres években konzorcium a 3-4. blokkok befejezésére (Nuclearelectrica – 85%, Enel 9%, ArcelorMittal Galati – 6%) Jelenleg további befektetőket várnak a projektre

Korábban a litván Visaginas projektben akartak részt venni PGE vállalat jelenleg a projekt előkészítést végzi, 3000 MW-nyi nukleáris kapacitást szeretnének beépíteni 2023-ig

Szlovénia – Krsko –

Jelenleg nincs napirenden a bővítés, korábban többször felmerült A lengyel Zarnowiec atomerőmű félkész épületei (VVER-440 blokkok épültek volna) – Forrás: Spiegel


Dr. ASZÓDI Attila

13

Atomenergia Fukushima után • •

2011. március 11. – rendkívüli földrengés és szökőár Japánban 15 m magas szökőár a Fukushima Daiichi telephelyen – – – – –

Hat forralóvizes (BWR) blokk 1-4. blokkok: hosszú idejű teljes feszültségkiesés + végső hőnyelő vesztés Üzemanyag-olvadás a nem megfelelő hűtés következtében Nagy mennyiségű hidrogén termelődés és annak felrobbanása az 1., 3. és 4. blokkon 2. blokki konténment tartályon inhermetikusság

•

Igen nagy (~EBq ) radioaktív kibocsátás a környezetbe (robbanásokkal, illetve az ideiglenes hűtési eszközökkel)

•

7. szintre sorolás a Nemzetközi Nukleáris Eseményskálán (INES - International Nuclear Event Scale) – eddig csak Csernobil kapott ilyet Korlátozott egészségügyi hatás várható (gyors kitelepítés, kisebb kihullás)

•

Forrás: IAEA PRIS


Dr. ASZÓDI Attila

14

Atomenergia Fukushima után •

A 2011-es japán reaktorbaleset után fokozatosan leállították a japán reaktorokat (50 blokk), jelenleg egy blokk üzemel –

•

Németországban 8 blokkot állítottak le véglegesen közvetlenül a baleset után –

• • •

A többi blokkot 2022-ig fokozatosan állítják le

Japánon és Németországon kívül máshol nem állítottak le reaktort Fukushima miatt (Belgiumban, Svájcban fokozatos kivezetés tervbe véve) EU: stressz tesztek minden üzemelő blokkra, hasonló tesztek Európán kívül is A baleset világszerte kihatott a reaktorépítésekre, épülő és tervezett erőművek biztonsági felülvizsgálata –

•

Az újraindítás feltétele komoly biztonsági vizsgálatok elvégzése

Csúszások a kivitelezésben

A jelenlegi elemzések szerint (NAÜ) 2030-ra 25-100%-kal emelkedhet a nukleáris kapacitás világszerte Az épülő Vogtle 3&4 Forrás: Southern Nuclear

Megkezdett atomerőmű-építések Forrás: NAÜ


Dr. ASZÓDI Attila

15

Atomenergia Fukushima után •

Németország esete – – – –

– –

•

2011-ben leállítva 2022-ig áll le

Német atomerőművek és szélerőművek Forrás: KTG, Wikipedia

Hálózati instabilitások – –

•

Hagyományosan antinukleáris ország 2011 elején 17 üzemelő blokk 20300 MW beépített kapacitással Fukushima után politikai döntés a 2022-ig történő nukleáris kivonulásról „Energiewende” – energiapolitika: átmenet a hagyományos energiaforrásoktól a megújulók használatára (a szén és a földgáz arányának nem hangoztatott növelése mellett) Átvételi támogatás a szél- és naperőműveknek (garantált átvétel) 2012-ben növekedett a szén-dioxid kibocsátás

2011-ben leállítva

Cseh, lengyel villamos hálózatot is érintve Kiterjedt hálózati összeomlás lehetősége

Hatás az európai villamosenergia-piacra – – – –

–

Háztartások jelentős szerepe a támogatások finanszírozásában 5.3 ¢ / kWh 2013-ban (3.6 ¢ / kWh 2012-ban) a villanyszámlán A kistermelők (szél, PV) nem vesznek részt a hálózatfejlesztésben és a frekvenciaszabályozásban Megújuló túltermelés – magas háztartási áramárak Németországban, miközben a tőzsdei árak egész Európában igen alacsonyak A német lakosság támogatja az átmenetet – de milyen költségig?


Dr. ASZÓDI Attila

16

Az atomenergia jövője • Két és fél évvel Fukushima után… – A legtöbb országban folytatódnak az új építések illetve azok előkészítési munkálatai – Az USA-ban (amely a világ legnagyobb nukleáris termelője) 25 év szünet után ismét reaktor épül, ráadásul három (öt) is – Új országok lépnek a nukleáris klubba: Egyesült Arab Emírségek, Jordánia, Törökország, Vietnam

• Az OECD IEA World Energy Outlook 2012 szerint… – … az atomerőművi termelés 58%-kal nőhet 2035-ig – … az atomenergetika részesedése a globális termelésben 13%-ról 12-re csökkenhet ez alatt – … a fő szereplők Kína, Korea, India, Oroszország lesz – 580 GWe beépített nukleáris kapacitás várható 2035-re – Az atomenergia gazdasági előnye már nem annyira jelentős

A Vogtle 3 reaktortartálya a Vogtle 4 konténment előtt – 2013 május (Forrás: Georgia Power)

• Az atomenergia jövője tehát bizonytalan, több gazdasági, társadalmi és politikai tényezőtől is függ De az atomenergia egyelőre fontos szereplője marad a villamos iparnak! VC Summer 2 – Turbinacsarnok építés 2012 augusztusban Portfolio Energy Investment Forum

Dr. ASZÓDI Attila

(Forrás: nuclearstreet.com)

17

A magyar atomenergetika jövője • •

Az új blokkok építése a világgazdaságon és az európai villamosenergia-piac helyzetén is múlik Lehetséges reaktortípusok és szállítók: – – – – –

•

AP1000 (Westinghouse) Atmea-1 (Mitsubishi-Westinghouse) EPR (Areva) AES-2006 (Atomsztrojekszport) APR1400? (KHNP)

A kiválasztás fő szempontjai –

Biztonság • •

–

EPR, VVER-1200 (AES-2006), AP1000 és az Atmea-1

Műszaki szempontok • • •

–

CDF<10-5/év, Súlyos balesetek kezelésére szolgáló műszaki megoldások (Forrás: npp.hu)

Generation III+ , Ne legyen prototípus reaktor Legalább 60 éves tervezett üzemidő, 90%nál nagyobb elvárt rendelkezésre állással

Gazdasági szempontok • • •

Új blokkok területe

Versenyképes termelési egységköltség Rövid építési idő Építés finanszírozási lehetőségek

A paksi telephely ( Google) Portfolio Energy Investment Forum

Dr. ASZÓDI Attila

18

Paksi bővítés • • • •

2009. március: országgyűlési határozat a bővítés elvi jóváhagyásáról 2009. július: Lévai projekt (előkészítési feladatok) 2012. július: megalakul a Paks II. Atomerőmű Fejlesztő Zrt. Feladatai: – – – – –

•

a finanszírozás biztosítása, a majdani létesítés kereteinek meghatározása, a szállítói tender előkészítése és lebonyolítása, ehhez a műszaki és kereskedelmi feltételek rögzítése, telephelyi, környezetvédelmi, vízjogi és létesítési engedélyek megszerzése, jogharmonizáció, regionális gazdasági és társadalmi hatások vizsgálata.

Tenderkiírás: a tervek szerint idén év végéig


Dr. ASZÓDI Attila

19

Előnyök - hátrányok • Alaperőművi termelés – igen magas egységteljesítmény – magas rendelkezésre állás (>90%) – jól tervezhető menetrend

• Ellátásbiztonság növelése (jól készletezhető üzemanyag, diverz hozzáférés) • Gazdaságosság (alacsony termelési egységköltség) • Klímavédelmi szempontok (alacsony szén-dioxid kibocsátás)


• Igen jelentős beruházásigény • Nagy teljesítményű egység illesztése a villamosenergiahálózatba • Építési költségek igen jelentősek (atom: ~70%-a az összköltségnek, földgáz esetén ez 35-40%) • Üzleti kockázatok – Építési idő, engedélyezés csúszása miatt – Társadalmi ellenállás következtében – Politikai kockázatok

Dr. ASZÓDI Attila

20

Megvalósítható? • Közép-Európában 19 blokk üzemel, 2 áll építés alatt, 14-et terveznek • Regionális szinten kell hatásukat elemezni • Az átmeneti időszakban (Paks 1-4 leállítása előtt) többlettermelés • Ezt Szerbia és Horvátország irányába lehet értékesíteni • Csak hazai értékesítés esetén alacsonyabb kihasználási tényező adódik

Paksi le nem kötött termelések allokációja, TWh

Forrás: Hegedűs Zoltán Diplomaterv, BME NTI, 2013 Portfolio Energy Investment Forum

Dr. ASZÓDI Attila

21

Megvalósítható? – Igen! Nem atom

Atom - kényszerértékesítés

Atom - import-export szaldó

Atom - hazai erőműből

60 HU

Fogyasztás, TWh

50 40 30 20 10

-10

Nem atom

Atom - import-export szaldó

Atom - hazai erőműből

100% HU

Fogyasztás, %

Atomerőművi részarány a villamosenergiafogyasztásban

2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040 2041 2042 2043 2044 2045 2046 2047 2048 2049 2050

0

80% 60% 40% 20% 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040 2041 2042 2043 2044 2045 2046 2047 2048 2049 2050

0%

A hat paksi blokk párhuzamos üzemelésének időszakában a magyar igények 57%-át fedezhetik atomerőművek. Forrás: Hegedűs Zoltán Diplomaterv, BME NTI, 2013 Portfolio Energy Investment Forum

Dr. ASZÓDI Attila

22

A nukleáris energiatermelés jelene és jövője

Recommend Documents