Wirtschaftlichkeit von Kernkraftwerken - Economics of nuclear power plants
Neue Kernkraftwerke haben in der Regel hohe Investitionsausgaben für den Bau der Anlage. Kraftstoff-, Betriebs- und Wartungskosten sind relativ kleine Komponenten der Gesamtkosten. Die lange Lebensdauer und der hohe Kapazitätsfaktor von Kernkraftwerken ermöglichen die Ansammlung von ausreichenden Mitteln für die endgültige Stilllegung der Anlage sowie die Lagerung und Entsorgung von Abfällen mit geringen Auswirkungen auf den Preis pro erzeugter Stromeinheit . Darüber hinaus würden Maßnahmen zur Eindämmung des Klimawandels wie eine CO2-Steuer oder ein CO2-Emissionshandel die Wirtschaftlichkeit der Atomkraft gegenüber der fossilen Energie begünstigen.
Die Baukosten für Kernkraftwerke haben sich weltweit und im Laufe der Zeit stark verändert. In den 1970er Jahren kam es vor allem in den Vereinigten Staaten zu großen und schnellen Kostensteigerungen. Zwischen 1979 und 2012 gab es in den USA keine Baustarts für Kernkraftwerke, und seither sind mehr neue Reaktorprojekte in Konkurs gegangen als fertiggestellt. Die jüngsten Kostentrends in Ländern wie Japan und Korea waren sehr unterschiedlich, einschließlich Phasen der Stabilität und des Kostenrückgangs.
In wirtschaftlich stärker entwickelten Ländern hat die Verlangsamung des Wachstums der Stromnachfrage in den letzten Jahren umfangreiche Investitionen in die Strominfrastruktur erschwert. Sehr hohe Vorlaufkosten und lange Projektzyklen bergen große Risiken, einschließlich politischer Entscheidungsfindung und Interventionen wie regulatorischem Ratcheting. In Osteuropa haben einige alteingesessene Projekte Schwierigkeiten, Finanzierung zu finden, insbesondere Belene in Bulgarien und die zusätzlichen Reaktoren in Cernavoda in Rumänien, und einige potenzielle Geldgeber haben sich zurückgezogen. Wo billiges Gas zur Verfügung steht und seine zukünftige Versorgung relativ sicher ist, stellt dies auch für saubere Energieprojekte ein großes Problem dar. Der frühere Exelon-CEO John Rowe sagte 2012, dass neue Atomkraftwerke in den Vereinigten Staaten "im Moment keinen Sinn machen" und nicht wirtschaftlich wären, solange die Gaspreise niedrig bleiben.
Die aktuellen Gebote für neue Kernkraftwerke in China wurden auf 2800 USD/kW bis 3500 USD/kW geschätzt, da China plante, sein Neubauprogramm nach einer Pause nach der Katastrophe von Fukushima zu beschleunigen . Neuere Berichte deuten jedoch darauf hin, dass China seine Ziele verfehlen wird. Während Atomstrom in China billiger war als Solar- und Windkraft, werden diese immer billiger, während die Kosten für Atomstrom steigen. Darüber hinaus werden Anlagen der dritten Generation voraussichtlich erheblich teurer sein als frühere Anlagen. Daher hängt der Vergleich mit anderen Stromerzeugungsmethoden stark von Annahmen über die Bauzeiträume und die Kapitalfinanzierung für Kernkraftwerke ab. Bei der ökonomischen Analyse der Kernenergie muss berücksichtigt werden, wer die Risiken zukünftiger Unsicherheiten trägt. Bisher wurden alle in Betrieb befindlichen Kernkraftwerke von staatlichen oder regulierten Versorgungsmonopolen entwickelt, wobei viele der mit politischen Veränderungen und regulatorischen Ratcheting verbundenen Risiken von den Verbrauchern und nicht von den Lieferanten getragen wurden. Viele Länder haben den Strommarkt inzwischen liberalisiert, wobei diese Risiken und die Gefahr eines entstehenden billigen Wettbewerbs durch subventionierte Energieträger vor Amortisation der Kapitalkosten eher von den Anlagenlieferanten und -betreibern als von den Verbrauchern getragen werden, was zu einer deutlich anderen Risikobewertung führt in neue Kernkraftwerke zu investieren.
Zwei der vier im Bau befindlichen EPR (das Kernkraftwerk Olkiluoto in Finnland und Flamanville in Frankreich ), die neuesten Neubauten in Europa, liegen deutlich hinter dem Zeitplan und deutlich über den Kosten. Nach der Nuklearkatastrophe von Fukushima Daiichi im Jahr 2011 werden die Kosten für einige Arten von derzeit in Betrieb befindlichen und neuen Kernkraftwerken aufgrund neuer Anforderungen für die Entsorgung abgebrannter Brennelemente vor Ort und erhöhter Auslegungsbedrohungen wahrscheinlich steigen .
Überblick
Obwohl die Preise für neue Kraftwerke in China niedriger sind als in der westlichen Welt , behauptet John Quiggin , ein Wirtschaftsprofessor, dass das Hauptproblem der Atomoption darin besteht, dass sie wirtschaftlich nicht tragbar ist. Der Professor für Wissenschaft und Technologie Ian Lowe hat auch die Ökonomie der Kernenergie in Frage gestellt. Atombefürworter verweisen jedoch weiterhin auf den historischen Erfolg der Atomkraft auf der ganzen Welt und fordern neue Reaktoren in ihren eigenen Ländern, einschließlich vorgeschlagener neuer, aber weitgehend nicht kommerzialisierter Konstruktionen, als Quelle neuer Energie. Nuklearbefürworter weisen darauf hin, dass das IPCC-Klimagremium die Nukleartechnologie als kohlenstoffarme, ausgereifte Energiequelle befürwortet, die fast vervierfacht werden sollte, um die steigenden Treibhausgasemissionen zu bekämpfen .
Einige unabhängige Überprüfungen wiederholen immer wieder, dass Atomkraftwerke notwendigerweise sehr teuer sind, und Anti-Atom- Gruppen erstellen häufig Berichte, in denen die Kosten der Atomenergie unerschwinglich hoch sind.
Im Jahr 2012 lagen in Ontario, Kanada , die Kosten für die Kernenergieerzeugung bei 5,9 /kWh, während die Wasserkraft mit 4,3 /kWh 1,6 weniger kostete als die Kernenergie. Bis September 2015 sanken die Solarkosten in den Vereinigten Staaten unter die Stromerzeugungskosten für Kernenergie und lagen im Durchschnitt bei 5¢/kWh. Die Solarkosten sanken weiter, und im Februar 2016 genehmigte die Stadt Palo Alto, Kalifornien, einen Stromkaufvertrag (PPA), um Solarstrom für unter 3,68¢/kWh zu kaufen, weniger als sogar Wasserkraft. Die von Palo Alto im Jahr 2016 neu in Auftrag gegebene Solarstromerzeugung im Versorgermaßstab kostet 2,22¢/kWh weniger als der Strom aus den bereits fertiggestellten kanadischen Kernkraftwerken, und die Kosten für die Solarstromerzeugung sinken weiter. Allerdings hat Solarstrom im Vergleich zur Kernenergie sehr niedrige Kapazitätsfaktoren, und Solarstrom kann nur eine begrenzte Marktdurchdringung erreichen, bevor (teure) Energiespeicherung und -übertragung notwendig werden.
Länder wie Russland, Indien und China haben weiterhin Neubauten verfolgt. Weltweit befanden sich laut IAEA im April 2020 in 20 Ländern rund 50 Kernkraftwerke im Bau . China hat 10 Reaktoren im Bau. Nach Angaben der World Nuclear Association geht der weltweite Trend dahin, dass neue Kernkraftwerke ans Netz gehen und die Zahl der stillgelegten Altanlagen ausgeglichen wird.
In den USA steht die Kernenergie in Konkurrenz zu den niedrigen Erdgaspreisen in Nordamerika. Der ehemalige Exelon-CEO John Rowe sagte 2012, dass neue Atomkraftwerke in den Vereinigten Staaten "im Moment keinen Sinn machen" und nicht wirtschaftlich sein werden, solange die Erdgasschwemme anhält. Im Jahr 2016 wies der Gouverneur von New York, Andrew Cuomo , die New York Public Service Commission an, steuerfinanzierte Subventionen ähnlich denen für erneuerbare Energien in Betracht zu ziehen, um Kernkraftwerke im Wettbewerb mit Erdgas profitabel zu halten.
Eine Studie des Wirtschafts-Thinktanks DIW aus dem Jahr 2019 ergab, dass Atomkraft nirgendwo auf der Welt rentabel war. Die Untersuchung der Ökonomie der Atomkraft hat ergeben, dass es nie finanziell tragfähig war, dass die meisten Kraftwerke mit hoher staatlicher Subventionierung gebaut wurden, oft aus militärischen Gründen, und dass Atomkraft kein guter Ansatz zur Bekämpfung des Klimawandels ist. Nach einer Überprüfung der Trends beim Bau von Kernkraftwerken seit 1951 stellte es fest, dass ein durchschnittliches 1.000-MW-Kernkraftwerk einen durchschnittlichen wirtschaftlichen Verlust von 4,8 Milliarden Euro (7,7 Milliarden AUD) verursachen würde. Dies wurde durch eine andere Studie widerlegt.
Kapitalkosten
"Die übliche Faustregel für die Kernenergie lautet, dass etwa zwei Drittel der Erzeugungskosten auf Fixkosten entfallen, wobei die Hauptkosten die Zinsen für die Kredite und die Rückzahlung des Kapitals sind..."
Die Kapitalkosten, der Bau und die Finanzierung von Kernkraftwerken, machen einen Großteil der Kosten für Atomstrom aus. Im Jahr 2014 schätzte die US Energy Information Administration, dass die Kapitalkosten für neue Kernkraftwerke, die 2019 ans Netz gehen, 74 % der Stromgestehungskosten ausmachen werden; höher als die Kapitalanteile für fossil befeuerte Kraftwerke (63 % für Kohle, 22 % für Erdgas) und niedriger als die Kapitalanteile für einige andere nichtfossile Brennstoffquellen (80 % für Wind, 88 % für Photovoltaik).
Areva, der französische Kernkraftwerksbetreiber, bietet an, dass 70 % der Kosten einer kWh Atomstrom auf die Fixkosten aus dem Bauprozess entfallen. Einige Analysten argumentieren (z. B. Steve Thomas, Professor für Energiestudien an der University of Greenwich in Großbritannien, zitiert in dem Buch The Doomsday Machine von Martin Cohen und Andrew McKillop), dass das, was in Debatten über die Ökonomie der Atomkraft oft nicht gewürdigt wird ist, dass die Eigenkapitalkosten, dh Unternehmen, die neue Anlagen mit eigenem Geld finanzieren, in der Regel höher sind als die Fremdkapitalkosten. Ein weiterer Vorteil der Kreditaufnahme könnte darin liegen, dass „sobald große Kredite zu niedrigen Zinsen – vielleicht mit staatlicher Unterstützung – vermittelt wurden, das Geld dann zu höheren Renditen ausgeliehen werden kann“.
„Eines der großen Probleme bei der Kernenergie sind die enormen Vorlaufkosten. Diese Reaktoren sind extrem teuer im Bau. Die Renditen mögen zwar sehr groß sein, sie sind aber auch sehr langsam. Es kann manchmal Jahrzehnte dauern, bis sich die Anfangskosten amortisiert haben Investoren haben eine kurze Aufmerksamkeitsspanne, sie warten nicht so lange, bis sich ihre Investition auszahlt."
Aufgrund der hohen Kapitalkosten für die ersten Kernkraftwerke, die im Rahmen eines nachhaltigen Bauprogramms gebaut werden, und der relativ langen Bauzeit, bevor Einnahmen erzielt werden, kann die Wartung der Kapitalkosten der ersten Kernkraftwerke der wichtigste Faktor sein, der die wirtschaftliche Wettbewerbsfähigkeit der Kernenergie. Die Investition kann etwa 70 bis 80 % der Stromkosten beitragen. Timothy Stone , Geschäftsmann und Nuklearexperte, erklärte 2017: "Es ist seit langem bekannt, dass die einzigen zwei Zahlen, die in der [neuen] Kernkraft wichtig sind, die Kapitalkosten und die Kapitalkosten sind." Der Diskontierungssatz, der gewählt wird, um das Kapital eines Kernkraftwerks während seiner Lebensdauer zu kosten, ist wohl der empfindlichste Parameter für die Gesamtkosten. Aufgrund der langen Lebensdauer neuer Kernkraftwerke wird der größte Teil des Wertes eines neuen Kernkraftwerks zugunsten künftiger Generationen geschaffen.
Die jüngste Liberalisierung des Strommarktes in vielen Ländern hat die Wirtschaftlichkeit der Atomstromerzeugung an Attraktivität verloren, und in einem liberalisierten Strommarkt wurden keine neuen Atomkraftwerke gebaut. Bisher konnte ein monopolistischer Anbieter den Leistungsbedarf Jahrzehnte in die Zukunft garantieren. Private Erzeugungsunternehmen müssen nun kürzere Leistungsverträge und die Risiken eines zukünftigen kostengünstigeren Wettbewerbs in Kauf nehmen und wünschen sich daher eine kürzere Kapitalrendite. Dies begünstigt Erzeugungsanlagentypen mit geringeren Kapitalkosten oder hohen Subventionen, auch wenn die damit verbundenen Brennstoffkosten höher sind. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, dass aufgrund der hohen versunkenen Kosten, aber nicht vorhersehbarer künftiger Einnahmen aus dem liberalisierten Strommarkt, privates Kapital nicht zu günstigen Konditionen verfügbar sein dürfte, was insbesondere für die kapitalintensive Kernenergie von Bedeutung ist. Branchenkonsens ist, dass ein Abzinsungssatz von 5 % für Anlagen, die in einem regulierten Versorgungsumfeld betrieben werden, in dem die Einnahmen durch firmeneigene Märkte garantiert werden, und ein Abzinsungssatz von 10 % für eine wettbewerbsorientierte, deregulierte oder Handelsanlagenumgebung angemessen ist; jedoch wies die unabhängige MIT-Studie (2003), die ein ausgefeilteres Finanzierungsmodell verwendet, das zwischen Eigen- und Fremdkapital unterscheidet, einen höheren durchschnittlichen Abzinsungssatz von 11,5% auf.
In einer Studie aus dem Jahr 2016 wurde argumentiert, dass die Kosten für in der Vergangenheit gebaute Reaktoren in der Vergangenheit zwar gestiegen sind, dies jedoch nicht unbedingt bedeutet, dass es bei der Kernenergie einen inhärenten Trend zur Kosteneskalation gibt, da frühere Studien dazu neigten, einen relativ kleinen Anteil der gebauten Reaktoren zu untersuchen und dass eine vollständige Analyse zeigt, dass die Kostenentwicklung für Reaktoren je nach Land und Epoche erheblich variierte.
Gestaffelte Energiekostenschätzungen
In LCOE Schätzungen und Vergleichen ein sehr wichtiger Faktor ist die angenommene Diskontierungssatz , der die Präferenz eines Anlegers für die kurzfristigen Wert des Fonds spiegelt die langfristigen Wert gegenüber. Da es sich nicht um einen physikalischen, sondern um einen wirtschaftlichen Faktor handelt, kann eine Auswahl bestimmter Werte des Diskontierungssatzes die geschätzten Energiekosten allein aufgrund dieser anfänglichen Annahme verdoppeln oder verdreifachen. Bei kohlenstoffarmen Energieträgern wie der Kernkraft heben Experten hervor, dass der Abzinsungssatz niedrig angesetzt werden sollte (1-3%), da der Wert kohlenstoffarmer Energie für zukünftige Generationen sehr hohe zukünftige externe Klimakosten verhindert Veränderung. Zahlreiche LCOE-Vergleiche verwenden jedoch hohe Diskontierungssatzwerte (10%), was meist die Präferenz für kurzfristige Gewinne durch kommerzielle Investoren widerspiegelt, ohne den Dekarbonisierungsbeitrag zu berücksichtigen. Zum Beispiel ergab die Berechnung des IPCC AR3 WG3 auf der Grundlage eines Abzinsungssatzes von 10 % eine LCOE-Schätzung von 97 USD/MWh für Kernenergie, während die Schätzung durch die bloße Annahme eines Abzinsungssatzes von 1,4 % auf 42 USD/MWh sinkt (das gleiche Problem wurde für andere niedrige -Kohlenstoff-Energiequellen mit hohen Anfangskapitalkosten).
Andere marktübergreifende LCOE-Schätzungen werden kritisiert, weil sie ihre Berechnung auf einem nicht offengelegten Portfolio ausgewählter Projekte basieren, die aus verschiedenen Gründen erheblich verzögert wurden, aber keine Projekte enthalten, die zeit- und budgetgerecht gebaut wurden. Bloomberg New Energy Finance (BNEF) schätzte beispielsweise die Stromgestehungskosten für Kernenergie auf 190-375 €/MWh auf der Grundlage eines nicht genannten Projektportfolios, was bis zu 900 % höher ist als die veröffentlichten Stromgestehungskosten von 30 €/MWh für ein tatsächlich bestehendes Olkiluoto Kernkraftwerk , auch nach Berücksichtigung von Bauverzögerungen im OL3-Block. Basierend auf den veröffentlichten Methodikdetails wurde darauf hingewiesen, dass BNEF die Kapitalkosten um 230 % höher als die tatsächlichen (1,56%) angenommen hat, die fixen Betriebskosten um 300 % höher als die tatsächlichen und die auf dem Typenschild niedrigere Leistung (1400 MW) als die tatsächlichen 1600 MW, die alle zu einer deutlichen Preisüberschätzung beitrugen.
Kostenüberschreitungen
Bauverzögerungen können die Kosten einer Anlage erheblich erhöhen. Da ein Kraftwerk keine Einnahmen erwirtschaftet und die Währungen während des Baus aufblähen können, führen längere Bauzeiten direkt zu höheren Finanzierungskosten. Moderne Kernkraftwerke sollen in fünf Jahren oder weniger gebaut werden (42 Monate für CANDU ACR-1000, 60 Monate von der Bestellung bis zum Betrieb für einen AP1000 , 48 Monate vom ersten Beton bis zum Betrieb für einen EPR und 45 Monate für einen ESBWR ) as im Gegensatz zu über einem Jahrzehnt für einige frühere Anlagen. Doch trotz der japanischen Erfolg mit ABWRs , zwei der vier EPR im Bau (in Finnland und Frankreich ) deutlich hinter dem Zeitplan.
In den Vereinigten Staaten wurden in den Jahren vor und unmittelbar nach der teilweisen Kernschmelze des Unfalls von Three Mile Island viele neue Vorschriften erlassen , die zu einer Verzögerung der Inbetriebnahme der Anlagen von vielen Jahren führten. Das NRC hat jetzt neue Vorschriften (siehe Kombinierte Bau- und Betriebsgenehmigung ), und die nächsten Anlagen werden vor dem Kauf durch den Kunden eine endgültige NRC-Entwurfsgenehmigung erhalten und vor Baubeginn wird eine kombinierte Bau- und Betriebsgenehmigung ausgestellt, die garantiert, dass wenn Wird die Anlage wie geplant gebaut, darf sie in Betrieb genommen werden – und vermeidet so langwierige Anhörungen nach der Fertigstellung.
In Japan und Frankreich werden Baukosten und -verzögerungen aufgrund der vereinfachten staatlichen Genehmigungs- und Zertifizierungsverfahren erheblich verringert. In Frankreich wurde ein Reaktormodell musterzertifiziert, wobei ein sicherheitstechnisches Verfahren verwendet wurde, das dem Verfahren zur Sicherheitszertifizierung von Flugzeugmodellen ähnelt. Das heißt, anstatt einzelne Reaktoren zu lizenzieren, zertifizierte die Regulierungsbehörde ein bestimmtes Design und seinen Bauprozess, um sichere Reaktoren herzustellen. Das US-Recht erlaubt die Typlizenzierung von Reaktoren, ein Verfahren, das auf dem AP1000 und dem ESBWR angewendet wird .
In Kanada werden von Gegnern neuer Reaktoren häufig Kostenüberschreitungen für das Kernkraftwerk Darlington angeführt, die hauptsächlich auf Verzögerungen und politische Änderungen zurückzuführen sind. Die Bauarbeiten begannen 1981 mit geschätzten Kosten von 7,4 Milliarden US-Dollar (199 CAD bereinigt) und wurden 1993 mit Kosten von 14,5 Milliarden US-Dollar abgeschlossen. 70 % des Preisanstiegs waren auf Zinsaufwendungen aufgrund von Verzögerungen bei der Verschiebung der Einheiten 3 und 4 zurückzuführen, 46 % Inflation über einen 4-Jahres-Zeitraum und andere Änderungen in der Finanzpolitik. Seitdem wurde in Kanada kein neuer Kernreaktor gebaut, obwohl einige renoviert wurden und werden, und die Umweltbewertung für 4 neue Kraftwerke in Darlington ist abgeschlossen, wobei sich die Regierung von Ontario verpflichtet hat, eine nukleare Grundlast von 50 % oder etwa 10 GW beizubehalten.
Im Vereinigten Königreich und in den Vereinigten Staaten trugen Kostenüberschreitungen bei Kernkraftwerken zu Insolvenzen mehrerer Versorgungsunternehmen bei. In den Vereinigten Staaten trugen diese Verluste Mitte der 1990er Jahre zur Deregulierung der Energieversorgung bei, die in Kalifornien zu steigenden Strompreisen und Stromausfällen führte. Als Großbritannien mit der Privatisierung von Versorgungsunternehmen begann, waren seine Kernreaktoren "so unrentabel, dass sie nicht verkauft werden konnten". 1996 verschenkte die Regierung sie schließlich. Aber das Unternehmen, das sie übernahm, British Energy, musste 2004 in Höhe von 3,4 Milliarden Pfund gerettet werden.
Betriebskosten
Im Allgemeinen haben Kohle- und Kernkraftwerke die gleichen Betriebskosten (Betrieb und Wartung plus Brennstoffkosten). Die Kernenergie hat jedoch niedrigere Brennstoffkosten, aber höhere Betriebs- und Wartungskosten.
Benzinpreis
Kernkraftwerke benötigen spaltbaren Brennstoff. Im Allgemeinen wird Uran als Brennstoff verwendet , obwohl auch andere Materialien verwendet werden können (siehe MOX-Brennstoff ). Im Jahr 2005 lagen die Preise auf dem Weltmarkt für Uran im Durchschnitt bei 20 US$ /lb (44,09 US$/kg). Am 19.04.2007 erreichten die Preise 113 USD/lb (249,12 USD/kg). Am 02.07.2008 war der Preis auf 59 $/lb gefallen.
Die Brennstoffkosten machen etwa 28 % der Betriebskosten eines Kernkraftwerks aus. Ab 2013 wurde die Hälfte der Kosten für Reaktorbrennstoff durch Anreicherung und Fabrikation aufgewendet, so dass die Kosten für den Rohstoff Urankonzentrat 14 Prozent der Betriebskosten betrugen. Eine Verdoppelung des Uranspreises würde die Stromkosten in bestehenden Kernkraftwerken um etwa 10 % erhöhen und die Stromkosten in zukünftigen Kraftwerken um etwa die Hälfte erhöhen. Die Kosten für Rohuran tragen etwa 0,0015 USD/kWh zu den Kosten für Atomstrom bei, während die Urankosten in Brutreaktoren auf 0,00001 USD/kWh sinken.
Ab 2008 wuchs die Bergbautätigkeit schnell, insbesondere von kleineren Unternehmen, aber die Produktion einer Uranlagerstätte dauert 10 Jahre oder länger. Die derzeit gemessenen Uranressourcen der Welt, die nach Angaben der Industriegruppen Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD), Atomenergiebehörde (NEA) und Internationale Atomenergiebehörde (IAEA) zu einem Preis von 130 US-Dollar/kg wirtschaftlich gewinnbar sind , reichen aus, um beim derzeitigen Verbrauch "mindestens ein Jahrhundert" durchzuhalten.
Nach Angaben der World Nuclear Association reichen "die derzeit gemessenen Uranressourcen (5,7 Mt) der Welt in der Kostenkategorie von weniger als dem Dreifachen der heutigen Spotpreise und werden nur in konventionellen Reaktoren verwendet, um etwa 90 Jahre zu halten. Dies entspricht einer höheren" gesicherten Ressourcen, als es bei den meisten Mineralien üblich ist. Weitere Explorationen und höhere Preise werden auf der Grundlage der gegenwärtigen geologischen Kenntnisse sicherlich weitere Ressourcen liefern, wenn die vorhandenen aufgebraucht sind." Allein die Uranmenge, die in allen derzeit bekannten konventionellen Reserven vorhanden ist (mit Ausnahme der riesigen Mengen an derzeit unwirtschaftlichem Uran in "unkonventionellen" Reserven wie Phosphat-/Phosphorit-Lagerstätten, Meerwasser und anderen Quellen), reicht derzeit aus, um über 200 Jahre zu halten Verbrauchsraten bzw. Die Brennstoffeffizienz in konventionellen Reaktoren hat sich im Laufe der Zeit erhöht. Darüber hinaus wurden seit 2000 12–15 % des weltweiten Uranbedarfs durch die Verdünnung von hochangereichertem waffenfähigem Uran aus der Stilllegung von Kernwaffen und verwandten militärischen Lagerbeständen mit abgereichertem Uran, natürlichem Uran oder teilweise angereichertem Uran zu produzieren niedrig angereichertes Uran für den Einsatz in kommerziellen Leistungsreaktoren. In ähnlichen Bemühungen wurde waffenfähiges Plutonium zur Herstellung von Mischoxid-Brennstoff (MOX) verwendet, der auch aus der Wiederaufbereitung von gebrauchtem Brennstoff hergestellt wird. Andere Bestandteile des gebrauchten Brennstoffs werden derzeit weniger häufig verwendet, haben aber eine erhebliche Wiederverwendungsfähigkeit, insbesondere in schnellen Neutronenreaktoren der nächsten Generation. Mehr als 35 europäische Reaktoren sind für den Einsatz von MOX-Brennstoff lizenziert, sowie russische und amerikanische Kernkraftwerke. Die Wiederaufbereitung von gebrauchtem Brennstoff erhöht die Nutzung um etwa 30 %, während der weit verbreitete Einsatz von schnellen Brüterreaktoren eine Erhöhung der Nutzung um das „50-fache oder mehr“ ermöglichen würde.
Entsorgungskosten
Alle Kernkraftwerke produzieren radioaktiven Abfall. Um die Kosten für die Lagerung, den Transport und die Entsorgung dieser Abfälle an einem festen Standort zu bezahlen, wird in den Vereinigten Staaten ein Zuschlag von einem Zehntel Cent pro Kilowattstunde auf die Stromrechnung erhoben. Ungefähr ein Prozent der Stromrechnungen in Provinzen, die Atomkraft nutzen, wird umgeleitet, um die Entsorgung von Atommüll in Kanada zu finanzieren.
Im Jahr 2009 kündigte die Obama- Regierung an, dass das Atommülllager Yucca Mountain nicht länger als Antwort auf zivilen US-Atommüll gelten würde. Derzeit gibt es keinen Plan für die Entsorgung der Abfälle und die Anlagen müssen die Abfälle auf unbestimmte Zeit auf dem Werksgelände aufbewahren.
Die Entsorgung von schwachaktiven Abfällen kostet im Vereinigten Königreich Berichten zufolge rund 2.000 £/m³. Hochaktiver Abfall kostet zwischen 67.000 £/m³ und 201.000 £/m³. Die allgemeine Aufteilung besteht zu 80%/20% aus schwach/hochaktiven Abfällen, und ein Reaktor produziert jährlich etwa 12 m³ hochradioaktive Abfälle.
In Kanada wurde die NWMO 2002 gegründet, um die langfristige Entsorgung nuklearer Abfälle zu beaufsichtigen, und nahm 2007 das Verfahren der angepassten stufenweisen Verwaltung an. Die langfristige Bewirtschaftung kann sich je nach Technologie und öffentlicher Meinung ändern, folgt jedoch derzeit weitgehend den Empfehlungen für ein zentralisiertes Endlager, die erstmals 1988 ausführlich von der AECL skizziert wurden Biosphäre. Der Standort steht noch nicht fest, und das Projekt wird voraussichtlich zwischen 9 und 13 Milliarden CAD für Bau und Betrieb für 60 bis 90 Jahre kosten und ungefähr tausend Menschen für die Dauer beschäftigen. Mittel stehen zur Verfügung und werden seit 1978 im Rahmen des Canadian Nuclear Fuel Waste Management Program gesammelt. Eine sehr langfristige Überwachung erfordert weniger Personal, da hochaktiver Abfall weniger giftig ist als natürlich vorkommende Uranerzvorkommen innerhalb weniger Jahrhunderte.
Das Hauptargument für die heutige IFR-Technologie ist, dass sie die beste Lösung für das bestehende Atommüllproblem darstellt, da schnelle Reaktoren sowohl aus den Abfallprodukten bestehender Reaktoren als auch aus dem in Waffen verwendeten Plutonium befeuert werden können, wie dies der Fall ist des eingestellten EBR-II in Arco, Idaho, und im ab 2014 in Betrieb befindlichen Reaktor BN-800 . Abfälle aus abgereichertem Uran (DU) können auch als Brennstoff in schnellen Reaktoren verwendet werden. Die Abfälle eines Reaktors für schnelle Neutronen und einer pyroelektrischen Raffinerie würden nur aus Spaltprodukten bestehen, die in einer Menge von etwa einer Tonne pro GWe-Jahr produziert werden. Das sind 5 % mehr, als die derzeitigen Reaktoren produzieren, und braucht nur 300 Jahre statt 300.000 Jahre besondere Verwahrung. Nur 9,2% der Spaltprodukte ( Strontium und Cäsium ) tragen zu 99% zur Radiotoxizität bei; diese könnten mit einigem Mehraufwand getrennt werden, was das Entsorgungsproblem um den Faktor zehn weiter reduziert.
Außerbetriebnahme
Am Ende der Lebensdauer einer Kernanlage muss die Anlage stillgelegt werden. Dabei handelt es sich entweder um Demontage, sichere Lagerung oder Verschüttung. In den Vereinigten Staaten fordert die Nuclear Regulatory Commission (NRC) die Anlagen, den Prozess innerhalb von 60 Jahren nach der Schließung abzuschließen. Da die Stilllegung und Stilllegung einer Anlage 500 Millionen US-Dollar oder mehr kosten kann, verlangt das NRC von Anlagenbesitzern, Geld beiseitezulegen, wenn die Anlage noch in Betrieb ist, um die zukünftigen Kosten für die Stilllegung zu bezahlen.
Die Stilllegung eines Reaktors, der eine Kernschmelze erlebt hat, ist zwangsläufig schwieriger und teurer. Three Mile Island wurde 14 Jahre nach dem Vorfall für 837 Millionen US-Dollar stillgelegt. Die Kosten der Aufräumarbeiten in Fukushima sind noch nicht bekannt, werden aber auf rund 100 Milliarden US-Dollar geschätzt. Tschernobyl ist noch nicht stillgelegt, verschiedene Schätzungen gehen von 2013 bis 2020 aus.
Verbreitung und Terrorismus
In einem Bericht der Union of Concerned Scientists aus dem Jahr 2011 heißt es, dass „die Kosten der Verhinderung von nuklearer Proliferation und Terrorismus als negative externe Effekte der zivilen Kernenergie anerkannt, gründlich bewertet und in wirtschaftliche Bewertungen integriert werden sollten – genauso wie die Emissionen der globalen Erwärmung zunehmend als Kosten in der Wirtschaftlichkeit von Kohlestrom".
„Der Bau des ELWR wurde 2013 abgeschlossen und ist für die zivile Stromerzeugung optimiert, hat aber „Dual-Use“-Potenzial und kann zu Material für Atomwaffen umgebaut werden.“
Sicherheit, Sicherheit und Unfälle
Nukleare Sicherheit ist ein Hauptziel der Nuklearindustrie. Es wird große Sorgfalt darauf verwendet, dass Unfälle vermieden werden und, wenn sie nicht vermeidbar sind, nur begrenzte Folgen auftreten. Unfälle können durch Systemausfälle im Zusammenhang mit fehlerhafter Konstruktion oder Versprödung von Druckbehältern aufgrund längerer Strahlenbelastung entstehen. Wie bei jeder alternden Technologie steigen die Ausfallrisiken mit der Zeit, und da viele derzeit in Betrieb befindliche Kernreaktoren Mitte des 20. Jahrhunderts gebaut wurden, muss auf einen ordnungsgemäßen Betrieb geachtet werden. Viele neuere Reaktorkonstruktionen wurden vorgeschlagen, von denen die meisten passive Sicherheitssysteme umfassen. Diese Konstruktionsüberlegungen dienen dazu, das Auftreten schwerer Unfälle, selbst bei einem Systemausfall, erheblich zu mindern oder vollständig zu verhindern. Dennoch müssen Reaktoren richtig entworfen, gebaut und betrieben werden, um Unfallrisiken zu minimieren. Die Katastrophe von Fukushima stellt einen Fall dar, bei dem diese Systeme nicht umfassend genug waren, als der Tsunami nach dem Tōhoku-Erdbeben die Backup-Generatoren, die den Reaktor stabilisierten, lahmlegte. Die Nuklearunfälle von Fukushima I haben laut UBS AG Zweifel aufkommen lassen, ob selbst eine fortgeschrittene Volkswirtschaft wie Japan die nukleare Sicherheit meistern kann. Auch Katastrophenszenarien mit Terroranschlägen sind denkbar.
Ein interdisziplinäres Team des MIT schätzte, dass angesichts des erwarteten Wachstums der Kernenergie von 2005 bis 2055 in diesem Zeitraum mit mindestens vier Kernschadensereignissen zu rechnen ist (unter der Annahme, dass nur aktuelle Designs verwendet wurden – die Anzahl der im selben Zeitraum erwarteten Ereignisse mit die Verwendung fortgeschrittener Designs ist nur eine davon). Bis heute gab es seit 1970 weltweit fünf Kernschadensereignisse (einer auf Three Mile Island 1979, einer in Tschernobyl 1986 und drei in Fukushima-Daiichi im Jahr 2011), was dem Beginn des Betriebs der Generation II entspricht Reaktoren .
Nach Angaben des Paul Scherrer Instituts ist der Tschernobyl-Vorfall der einzige Vorfall, bei dem es jemals zu Todesfällen gekommen ist. Der Bericht, den UNSCEAR 2011 der UN-Vollversammlung vorgelegt hat, besagt, dass 29 Werksarbeiter und Einsatzkräfte an den Folgen der Strahlenexposition starben, zwei starben an Ursachen im Zusammenhang mit dem Vorfall, aber nicht im Zusammenhang mit Strahlung, und einer starb an Koronarthrombose. Dem Vorfall wurden fünfzehn Fälle von tödlichem Schilddrüsenkrebs zugeschrieben. Es gebe keine Hinweise darauf, dass der Vorfall zu einem anhaltenden Anstieg der Inzidenz von soliden Tumoren oder Blutkrebs in Osteuropa geführt habe.
In Bezug auf Nuklearunfälle hat die Union of Concerned Scientists behauptet, dass "Reaktorbesitzer ... potenzieller Negativszenarien, während private Investoren die Früchte des wirtschaftlichen Erfolgs von Kernkraftwerken ernten. Im Grunde werden die wirtschaftlichen Gewinne der Kernkraft privatisiert und die Risiken sozialisiert".
Das Problem der Versicherungskosten für Worst-Case-Szenarien ist jedoch nicht nur die Kernkraft: Auch Wasserkraftwerke sind gegen ein Katastrophenereignis wie die Katastrophe des Banqiao-Staudamms , bei der 11 Millionen Menschen ihr Zuhause verloren haben, und zwischen 30.000 und 200.000 . nicht vollständig versichert Menschen starben oder generell große Dammbrüche . Private Versicherer legen die Prämien für die Staudammversicherung nach Worst-Case-Szenarien fest, so dass die Versicherung für Großkatastrophen in diesem Bereich ebenfalls vom Staat übernommen wird. In den USA wird der Versicherungsschutz für Kernreaktoren durch die Kombination einer vom Betreiber erworbenen privaten Versicherung und dem hauptsächlich vom Betreiber finanzierten Price Anderson Act bereitgestellt .
Jeder Versuch , eine neue Atomanlage in der ganzen Welt zu konstruieren, ob ein bestehendes Design oder eine experimentelle zukünftige Gestaltung, die beschäftigen muß NIMBY oder NIABY Einwände. Aufgrund des hohen Bekanntheitsgrades des Unfalls von Three Mile Island und der Katastrophe von Tschernobyl begrüßen relativ wenige Gemeinden einen neuen Kernreaktor, eine Verarbeitungsanlage, eine Transportroute oder ein tiefes geologisches Endlager innerhalb ihrer Grenzen, und einige haben lokale Verordnungen erlassen, die die Anbringung solcher Einrichtungen verbieten dort.
Nancy Folbre , Wirtschaftsprofessorin an der University of Massachusetts, hat die Wirtschaftlichkeit der Atomkraft nach den japanischen Atomunfällen im Jahr 2011 in Frage gestellt :
Die nachgewiesenen Gefahren der Kernkraft verstärken die wirtschaftlichen Risiken einer zunehmenden Abhängigkeit von ihr. Tatsächlich werden die nach der japanischen Katastrophe geforderten strengeren Vorschriften und verbesserten Sicherheitsmerkmale für Kernreaktoren mit ziemlicher Sicherheit kostspielige Maßnahmen erfordern, die sie möglicherweise vom Markt verdrängen.
Die Kaskade von Problemen in Fukushima, von einem Reaktor zum anderen und von Reaktoren zu Brennstofflagerbecken, wird sich auf das Design, die Auslegung und letztendlich die Kosten zukünftiger Kernkraftwerke auswirken.
1986 führte Pete Planchon eine Demonstration der inhärenten Sicherheit des Integral Fast Reactor durch . Sicherheitsverriegelungen wurden ausgeschaltet. Die Kühlmittelzirkulation wurde abgeschaltet. Die Kerntemperatur stieg innerhalb von 20 Sekunden von den üblichen 1000 Grad Fahrenheit auf 1430 Grad. Die Siedetemperatur des Natriumkühlmittels beträgt 1621 Grad. Innerhalb von sieben Minuten hatte sich der Reaktor ohne Zutun der Bediener, ohne Ventile, Pumpen, Computer, Hilfsenergie oder irgendwelche beweglichen Teile abgeschaltet. Die Temperatur lag unter der Betriebstemperatur. Der Reaktor wurde nicht beschädigt. Die Betreiber wurden nicht verletzt. Es gab keine Freisetzung von radioaktivem Material. Der Reaktor wurde mit Kühlmittelzirkulation wieder gestartet, aber der Dampferzeuger wurde abgeschaltet. Das gleiche Szenario wiederholte sich. Drei Wochen später wiederholten die Betreiber von Tschernobyl das letztgenannte Experiment, ironischerweise in Eile, um einen Sicherheitstest mit einem ganz anderen Reaktor durchzuführen, mit tragischen Folgen. Die Sicherheit des Integral Fast Reactor hängt von der Zusammensetzung und Geometrie des Kerns ab, nicht von den Bemühungen von Bedienern oder Computeralgorithmen.
Versicherung
Die Versicherungen, die den Betreibern von Kernkraftwerken zur Verfügung stehen, sind je nach Land unterschiedlich. Die Unfallkosten im schlimmsten Fall sind so hoch, dass es für die private Versicherungswirtschaft schwierig wäre, das Risiko zu tragen, und die Prämienkosten einer Vollversicherung würden die Kernenergie unwirtschaftlich machen.
Die Kernenergie hat weitgehend unter einem Versicherungsrahmen gearbeitet, der die Unfallhaftung in Übereinstimmung mit dem Pariser Übereinkommen über die nukleare Haftpflicht , dem Brüsseler Zusatzübereinkommen, dem Wiener Übereinkommen über die zivilrechtliche Haftung für Nuklearschäden und in den Vereinigten Staaten der Price . begrenzt oder strukturiert -Anderson-Gesetz . Es wird oft argumentiert, dass dieser potenzielle Haftungsausfall externe Kosten darstellt, die nicht in den Kosten für Atomstrom enthalten sind.
Das Problem der Versicherungskosten für Worst-Case-Szenarien ist jedoch nicht nur die Kernkraft: Auch Wasserkraftwerke sind gegen ein Katastrophenereignis wie die Katastrophe des Banqiao-Staudamms , bei der 11 Millionen Menschen ihr Zuhause verloren haben, und zwischen 30.000 und 200.000 . nicht vollständig versichert Menschen starben oder generell große Dammbrüche . Private Versicherer legen die Prämien für die Staudammversicherung nach Worst-Case-Szenarien fest, so dass die Versicherung für Großkatastrophen in diesem Bereich ebenfalls vom Staat übernommen wird.
In Kanada verlangt der Canadian Nuclear Liability Act, dass Betreiber von Kernkraftwerken ab 2017 eine Haftpflichtversicherung in Höhe von 650 Mio ), die 2018 auf 750 Mio.
Im Vereinigten Königreich regelt der Nuclear Installations Act 1965 die Haftung für nukleare Schäden, für die ein britischer Nuklearlizenznehmer verantwortlich ist. Das Limit für den Betreiber beträgt 140 Millionen Pfund.
In den Vereinigten Staaten regelt der Price-Anderson Act seit 1957 die Versicherung der Kernkraftindustrie. Eigentümer von Kernkraftwerken müssen jedes Jahr eine Prämie für die maximal erzielbare private Versicherungssumme (450 Millionen US-Dollar) für jede Lizenz zahlen Reaktoreinheit. Diese Erst- oder Erstversicherung wird durch eine Zweitversicherung ergänzt. Für den Fall, dass ein nuklearer Unfall einen Schaden von mehr als 450 Millionen US-Dollar verursacht, wird jedem Lizenznehmer ein anteiliger Anteil des Überschusses von bis zu 121.255.000 US-Dollar zuerkannt. Mit 104 Reaktoren, die derzeit für den Betrieb lizenziert sind, enthält diese sekundäre Fondsebene etwa 12,61 Milliarden US-Dollar. Dies führt zu einem maximalen kombinierten Primär- und Sekundärdeckungsbetrag von bis zu 13,06 Milliarden US-Dollar für einen hypothetischen Zwischenfall in einem Reaktor. Sollten 15 Prozent dieser Mittel aufgebraucht sein, würde die Priorisierung des Restbetrags einem Bundesbezirksgericht überlassen. Wenn die zweite Ebene erschöpft ist, wird der Kongress entscheiden, ob zusätzliche Katastrophenhilfe erforderlich ist. Im Juli 2005 weitete der Kongress das Price-Anderson-Gesetz auf neuere Einrichtungen aus.
Das Wiener Übereinkommen über die zivilrechtliche Haftung für Nuklearschäden und das Pariser Übereinkommen über die Haftpflicht gegenüber Dritten im Bereich der Kernenergie schaffen zwei ähnliche internationale Rechtsrahmen für die Nuklearhaftung. Die Grenzen für die Konventionen variieren. Die Wiener Konvention wurde 2004 angepasst, um die Betreiberhaftung auf 700 Millionen Euro pro Vorfall zu erhöhen, aber diese Änderung ist noch nicht ratifiziert.
Kosten pro kWh
Die Kosten pro produzierter Stromeinheit (kWh) variieren von Land zu Land und hängen von den Kosten in der Region, dem Regulierungssystem und den daraus resultierenden finanziellen und anderen Risiken sowie der Verfügbarkeit und den Kosten der Finanzierung ab. Die Kosten hängen auch von geografischen Faktoren wie der Verfügbarkeit von Kühlwasser, der Erdbebenwahrscheinlichkeit und der Verfügbarkeit geeigneter Stromnetzanschlüsse ab. Daher ist es nicht möglich, die Kosten auf globaler Ebene genau abzuschätzen.
Die Rohstoffpreise sind 2008 gestiegen, und so wurden alle Pflanzenarten teurer als bisher kalkuliert. Im Juni 2008 schätzte Moody's, dass die Kosten für die Installation neuer nuklearer Kapazitäten in den Vereinigten Staaten möglicherweise die Endkosten von 7.000 USD/ KW e übersteigen könnten . Im Vergleich dazu wurden die bereits im Bau befindlichen Reaktorblöcke in China mit deutlich niedrigeren Kosten aufgrund deutlich niedrigerer Arbeitskosten ausgewiesen.
Im Jahr 2009 aktualisierte das MIT seine Studie aus dem Jahr 2003 und kam zu dem Schluss, dass Inflation und steigende Baukosten die Übernachtungskosten von Kernkraftwerken auf etwa 4.000 USD/kW e und damit die Stromkosten auf 0,084 USD/kWh erhöht haben. Die Studie von 2003 hatte die Kosten auf 0,067 USD/kWh geschätzt.
Eine Studie aus dem Jahr 2013 weist darauf hin, dass die Kostenwettbewerbsfähigkeit der Kernenergie „fraglich“ ist und öffentliche Unterstützung benötigt wird, wenn innerhalb liberalisierter Strommärkte neue Kraftwerke gebaut werden sollen.
Im Jahr 2014 schätzte die US Energy Information Administration die Stromgestehungskosten aus neuen Atomkraftwerken, die 2019 ans Netz gehen, auf 0,096 USD/kWh vor staatlichen Subventionen, vergleichbar mit den Stromkosten aus einem neuen Kohlekraftwerk ohne CO2-Abscheidung. aber höher als die Kosten von erdgasbefeuerten Anlagen.
Im Jahr 2019 revidierte die US-EIA die Stromgestehungskosten aus neuen fortschrittlichen Kernkraftwerken, die im Jahr 2023 ans Netz gehen, auf 0,0775 USD/kWh vor staatlichen Subventionen, wobei eine regulierte Industrie 4,3% Kapitalkosten ( WACC - vor Steuern 6,6%) über a 30-jähriger Kostendeckungszeitraum. Das Finanzunternehmen Lazard hat auch seinen Stromgestehungskostenbericht aktualisiert, der die Kosten für neue Kernkraftwerke zwischen 0,118 USD/kWh und 0,192 USD/kWh unter Verwendung kommerzieller Kapitalkosten von 7,7 % ( WACC – Kosten vor Steuern von 12 % für die risikoreichere Beteiligungsfinanzierung von 40 % und 8 % Kosten für die 60 % Darlehensfinanzierung) über eine Laufzeit von 40 Jahren.
Vergleiche mit anderen Stromquellen
Im Allgemeinen ist der Bau eines Kernkraftwerks deutlich teurer als ein gleichwertiges kohle- oder gasbetriebenes Kraftwerk. Wenn Erdgas reichlich vorhanden und günstig ist, sind die Betriebskosten konventioneller Kraftwerke geringer. Die meisten Formen der Stromerzeugung produzieren irgendeine Form von negativen Externalitäten - Kosten von Dritten auferlegt , die nicht direkt vom Erzeuger gezahlt werden - wie Verschmutzung , die sich negativ auf die Gesundheit der in der Nähe und in Windrichtung des Kraftwerks nicht, und Gestehungskosten oft tun beeinflusst diese externen Kosten widerspiegeln.
Ein Vergleich der „realen“ Kosten verschiedener Energieträger wird durch eine Reihe von Unsicherheiten erschwert:
- Die Kosten des Klimawandels durch den Ausstoß von Treibhausgasen sind schwer abzuschätzen. Es können CO2-Steuern erlassen werden oder die CO2-Abscheidung und -Speicherung kann obligatorisch werden.
- Die Kosten von Umweltschäden, die durch jede Energiequelle durch Landnutzung (ob für Bergbaubrennstoffe oder Stromerzeugung), Luft- und Wasserverschmutzung, Abfallproduktion, produktionsbedingte Schäden (z. B. durch Abbau und Verarbeitung von Erzen oder Seltenen Erden) verursacht werden , etc.
- Die Kosten und die politische Machbarkeit der Entsorgung der Abfälle aus wiederaufbereiteten abgebrannten Kernbrennstoffen sind noch nicht vollständig geklärt. In den Vereinigten Staaten werden die endgültigen Entsorgungskosten für abgebrannte Kernbrennstoffe von der US-Regierung übernommen, nachdem die Hersteller einen festen Zuschlag entrichtet haben.
- Die Anforderungen an die Betriebsreserve sind für verschiedene Erzeugungsverfahren unterschiedlich. Wenn Atomblöcke unerwartet abgeschaltet werden, tun sie dies in der Regel selbstständig, daher muss die "heiße Spinnreserve" mindestens die Größe des größten Blocks haben. Auf der anderen Seite sind einige erneuerbare Energiequellen (wie Solar-/Windenergie) intermittierende Energiequellen mit unkontrolliert variierenden Leistungen, sodass das Netz eine Kombination aus Demand-Response , extra weitreichender Übertragungsinfrastruktur und groß angelegter Energiespeicherung erfordert . (Einige feste erneuerbare Energien wie Wasserkraft haben einen Speicher und können als zuverlässiger Ersatzstrom für andere Energiequellen verwendet werden.)
- Potenzielle staatliche Instabilitäten während der Lebensdauer der Anlage. Moderne Kernreaktoren sind für eine Mindestbetriebsdauer von 60 Jahren (erweiterbar auf 100+ Jahre) ausgelegt, im Vergleich zu den 40 Jahren (erweiterbar auf 60+ Jahre), für die ältere Reaktoren ausgelegt waren.
- Tatsächliche Anlagenlebensdauer (bisher wurde kein Kernkraftwerk allein aufgrund des Erreichens seiner genehmigten Lebensdauer abgeschaltet. Über 87 Reaktoren in den Vereinigten Staaten wurden vom NRC ab Dezember 2016 verlängerte Betriebsgenehmigungen auf 60 Betriebsjahre erteilt Lizenzverlängerungen könnten dies auf 80 Jahre verlängern. Moderne Kernreaktoren sind auch darauf ausgelegt, länger zu halten als ältere Reaktoren, wie oben beschrieben, was eine noch längere Anlagenlebensdauer ermöglicht.)
- Aufgrund der dominierenden Rolle der anfänglichen Baukosten und der mehrjährigen Bauzeit hat der Zinssatz für das erforderliche Kapital (sowie der Zeitplan, in dem die Anlage fertiggestellt wird) einen großen Einfluss auf die Gesamtkosten für den Bau eines neuen Kernkraftwerks Pflanze, Anlage.
Lazards Bericht über die geschätzten Stromgestehungskosten nach Quelle (10. Ausgabe) schätzte nicht subventionierte Preise von 97–136 USD/MWh für Kernenergie, 50–60 USD/MWh für Photovoltaik, 32–62 USD/MWh für Wind an Land und 82–155 USD/ MWh für Offshore-Wind.
Die wichtigsten Subventionen für die Nuklearindustrie sind jedoch keine Barzahlungen. Vielmehr verlagern sie Baukosten und Betriebsrisiken von den Investoren auf die Steuer- und Abgabenzahler und belasten diese mit einer Reihe von Risiken, darunter Kostenüberschreitungen, Ausfälle bei Unfällen und Entsorgung nuklearer Abfälle. Dieser Ansatz ist in der Geschichte der Nuklearindustrie bemerkenswert konstant geblieben und verzerrt Marktentscheidungen, die ansonsten weniger riskante Energieinvestitionen begünstigen würden.
Im Jahr 2011 sagte Benjamin K. Sovacool : „Wenn man den gesamten Kernbrennstoffkreislauf betrachtet – nicht nur Reaktoren, sondern auch Uranbergwerke und -mühlen, Anreicherungsanlagen, Lagerstätten für abgebrannte Brennelemente und Stilllegungsstandorte – erweist sich die Kernenergie als eine der teuersten“ Energiequellen".
Im Jahr 2014 Brookings Institution veröffentlichte die Netto - Vorteile von Low und No-Carbon - Strom Technologies der Staaten, nach einer Energie- und Emissionskostenanalyse durchgeführt wird , dass „Der Netto-Nutzen neuen Atom-, Wasser- und Natur weit Gaskombikraftwerke das Netz überwiegt Vorteile neuer Wind- oder Solaranlagen", wobei die Atomkraft die kostengünstigste kohlenstoffarme Energietechnologie ist. Darüber hinaus behauptet Paul Joskow vom MIT, dass die Metrik " Levelized Cost of Electricity " (LCOE) ein schlechtes Mittel zum Vergleich von Stromquellen ist, da sie die zusätzlichen Kosten, wie den häufigen Betrieb von Reservekraftwerken, die aufgrund der Verwendung von intermittierenden Stromquellen , wie beispielsweise Windenergie, während der Wert der Grundlast - Stromquellen underpresented werden.
Eine 2017 fokussierte Reaktion auf diese Behauptungen, insbesondere "Baseload" oder "Backup", von Amory Lovins im Jahr 2017, wurde mit Statistiken aus den Betriebsnetzen konterkariert.
Andere wirtschaftliche Themen
Kristin Shrader-Frechette analysierte 30 Papiere zur Ökonomie der Atomkraft auf mögliche Interessenkonflikte. Sie fand heraus, dass 18 von den 30 entweder von der Nuklearindustrie oder pro-nuklearen Regierungen finanziert wurden und pro-nuklear waren, 11 wurden von Universitäten oder gemeinnützigen Nichtregierungsorganisationen finanziert und waren anti-nuklear, der verbleibende 1 war unbekannt Sponsoren und nahmen die pro-nukleare Haltung ein. Den pro-nuklearen Studien wurde vorgeworfen, Methoden zur Kostensenkung verwendet zu haben, wie etwa das Ignorieren staatlicher Subventionen und die Verwendung von Industrieprognosen über empirischen Beweisen, wo immer dies möglich war. Die Situation wurde mit der medizinischen Forschung verglichen, bei der 98% der von der Industrie gesponserten Studien positive Ergebnisse liefern.
Kernkraftwerke sind in der Regel in Gebieten wettbewerbsfähig, in denen andere Brennstoffressourcen nicht ohne weiteres verfügbar sind – vor allem Frankreich hat fast keine einheimischen Vorkommen an fossilen Brennstoffen. Frankreichs Erfahrung im Bereich der Kernenergie war auch paradoxerweise eher auf steigende als auf sinkende Kosten im Laufe der Zeit zurückzuführen.
Eine massive Kapitalinvestition in ein Projekt mit langfristiger Erholung kann die Kreditwürdigkeit eines Unternehmens beeinträchtigen.
Ein Bericht des Council on Foreign Relations über Kernenergie argumentiert, dass ein rascher Ausbau der Kernenergie zu Engpässen bei Baumaterialien wie Beton und Stahl in Reaktorqualität, Facharbeitern und Ingenieuren sowie Sicherheitskontrollen durch qualifizierte Inspektoren führen kann. Dies würde die aktuellen Preise in die Höhe treiben. Es kann einfacher sein, beispielsweise die Zahl der Kohlekraftwerke zügig auszubauen, ohne dass dies einen großen Einfluss auf die aktuellen Preise hat.
Bestehende Kernkraftwerke haben im Allgemeinen eine etwas eingeschränkte Fähigkeit, ihre Leistung erheblich zu variieren, um sich an die sich ändernde Nachfrage anzupassen (eine Praxis, die als Lastfolge bezeichnet wird ). Viele SWRs , einige DWRs (hauptsächlich in Frankreich ) und bestimmte CANDU- Reaktoren (hauptsächlich die Reaktoren der Bruce Nuclear Generating Station ) verfügen jedoch über verschiedene (manchmal beträchtliche) Lastfolgefähigkeiten, die es ihnen ermöglichen, mehr als nur den Grunderzeugungsbedarf zu decken . Mehrere neuere Reaktorkonstruktionen bieten auch eine verbesserte Lastfolgefähigkeit. So kann die Areva EPR beispielsweise ihre elektrische Ausgangsleistung zwischen 990 und 1.650 MW mit 82,5 MW pro Minute erhöhen.
Die Zahl der Unternehmen, die bestimmte Teile für Kernreaktoren herstellen, ist begrenzt, insbesondere die großen Schmiedestücke, die für Reaktorbehälter und Dampfsysteme verwendet werden. Im Jahr 2010 stellen nur vier Unternehmen ( Japan Steel Works , China First Heavy Industries , Russlands OMZ Izhora und Koreas Doosan Heavy Industries ) Druckbehälter für Reaktoren ab 1100 MW e her . Einige haben vorgeschlagen, dass dies einen Engpass darstellt, der den Ausbau der Kernenergie international behindern könnte, jedoch erfordern einige westliche Reaktorkonstruktionen keine Stahldruckbehälter wie von CANDU abgeleitete Reaktoren, die auf einzelnen unter Druck stehenden Brennstoffkanälen beruhen. Die großen Schmiedestücke für Dampferzeuger – wenn auch immer noch sehr schwer – können von weitaus mehr Anbietern gefertigt werden.
Für ein Land mit sowohl einer Atomkraft- als auch einer Atomwaffenindustrie können Synergien zwischen beiden ein Atomkraftwerk mit einer ansonsten unsicheren Wirtschaft begünstigen. Im Vereinigten Königreich haben Forscher beispielsweise Abgeordnete darüber informiert, dass die Regierung das Hinkley Point C-Projekt nutzte, um die nuklearbezogenen Aktivitäten des britischen Militärs durch die Aufrechterhaltung nuklearer Fähigkeiten zu quersubventionieren. Die Forscher der University of Sussex, Andy Stirling und Phil Johnstone, erklärten, dass die Kosten des Atom-U-Boot-Programms Trident ohne „eine wirksame Subvention der Stromverbraucher für die militärische Nuklearinfrastruktur“ unerschwinglich wären.
Aktuelle Trends
Die Atomkraftindustrie in den westlichen Ländern hat trotz erheblicher staatlicher Subventionen und Unterstützung eine Geschichte von Bauverzögerungen, Kostenüberschreitungen , Anlagenstilllegungen und nuklearen Sicherheitsproblemen . Im Dezember 2013 berichtete das Forbes- Magazin, dass in den Industrieländern „Reaktoren keine brauchbare Quelle für neue Energie sind“. Selbst in entwickelten Ländern, in denen sie wirtschaftlich sinnvoll sind, sind sie aufgrund der „enormen Kosten der Atomenergie, des politischen und öffentlichen Widerstands und der regulatorischen Unsicherheit“ nicht machbar . Diese Ansicht spiegelt die Aussage des ehemaligen Exelon-Chefs John Rowe wider , der 2012 sagte, dass neue Kernkraftwerke „im Moment keinen Sinn machen“ und in absehbarer Zukunft nicht wirtschaftlich sein werden. John Quiggin , Wirtschaftsprofessor, sagt auch, dass das Hauptproblem bei der nuklearen Option darin besteht, dass sie wirtschaftlich nicht tragbar ist. Quiggin sagt, dass wir eine effizientere Energienutzung und eine stärkere Kommerzialisierung erneuerbarer Energien brauchen . Das frühere NRC-Mitglied Peter A. Bradford und Professor Ian Lowe haben kürzlich ähnliche Aussagen gemacht. Einige "nukleare Cheerleader" und Lobbyisten im Westen setzen sich jedoch weiterhin für Reaktoren ein, oft mit vorgeschlagenen neuen, aber weitgehend ungetesteten Designs, als Quelle neuer Macht.
In Entwicklungsländern wie Südkorea, Indien und China gibt es erhebliche Neubauaktivitäten. China hat 25 Reaktoren im Bau. Allerdings dürfe China laut einer staatlichen Forschungseinheit nicht "zu schnell zu viele Atomreaktoren" bauen, um einen Mangel an Brennstoff, Ausrüstung und qualifizierten Anlagenarbeitern zu vermeiden.
Der 1,6 GW e EPR - Reaktor wird in gebaut Olkiluoto Kernkraftwerk , Finnland . Als gemeinsame Anstrengung der französischen AREVA und der deutschen Siemens AG wird er der größte Druckwasserreaktor (DWR) der Welt sein. Das Olkiluoto-Projekt soll von verschiedenen Formen staatlicher Unterstützung und Subventionen profitiert haben, darunter Haftungsbeschränkungen, vergünstigte Finanzierungsraten und Subventionen von Exportkreditagenturen, aber die Untersuchung der Europäischen Kommission ergab in dem Verfahren nichts Illegales. Mit Stand August 2009 liegt das Projekt jedoch „mehr als drei Jahre hinter dem Zeitplan und mindestens 55 % über dem Budget und erreicht eine Gesamtkostenschätzung von 5 Milliarden Euro (7 Milliarden US-Dollar) oder fast 3.100 Euro (4.400 US-Dollar) pro Kilowatt“. Die finnische Interessengruppe für Elektrizitätsverbraucher ElFi OY bewertete 2007 die Wirkung von Olkiluoto-3 mit etwas mehr als 6% oder €3/MWh auf den durchschnittlichen Marktpreis für Strom innerhalb von Nord Pool Spot . Die Verzögerung kostet die nordischen Länder daher jährlich über 1,3 Milliarden Euro, da der Reaktor teurere Produktionsverfahren ersetzen und den Strompreis senken würde.
Russland hat das erste schwimmende Atomkraftwerk der Welt in Betrieb genommen . Das 100 Millionen Pfund teure Schiff, die Akademik Lomonosov , ist die erste von sieben Kraftwerken (70 MW e pro Schiff), die laut Moskau lebenswichtige Energieressourcen in entlegene russische Regionen bringen werden. Die Inbetriebnahme des ersten der beiden Reaktoren des Schiffes wurde im Dezember 2018 angekündigt.
Nach der Nuklearkatastrophe von Fukushima im Jahr 2011 werden die Kosten für derzeit in Betrieb befindliche und neue Kernkraftwerke aufgrund der erhöhten Anforderungen an die Entsorgung abgebrannter Brennelemente vor Ort und der erhöhten Auslegungsbedrohungen wahrscheinlich steigen. Nach Fukushima halbierte die Internationale Energieagentur ihre Schätzung der bis 2035 errichteten zusätzlichen nuklearen Erzeugungskapazität.
Viele bei der US Nuclear Regulatory Commission eingereichte Lizenzanträge für geplante neue Reaktoren wurden ausgesetzt oder annulliert. Mit Stand Oktober 2011 wurden die Pläne für etwa 30 neue Reaktoren in den USA auf 14 reduziert. Derzeit befinden sich in den USA fünf neue Atomkraftwerke im Bau (Watts Bar 2, Summer 2, Summer 3, Vogtle 3, Vogtle 4 .). ). Matthew Wald von der New York Times hat berichtet, dass "die nukleare Renaissance klein und langsam aussieht".
2013 wurden in den USA vier in die Jahre gekommene, nicht wettbewerbsfähige Reaktoren dauerhaft geschlossen: San Onofre 2 und 3 in Kalifornien, Crystal River 3 in Florida und Kewaunee in Wisconsin. Das Kraftwerk in Vermont Yankee wurde 2014 geschlossen. Der Staat New York beabsichtigt, das Kernkraftwerk Indian Point in Buchanan, 48 km von New York City entfernt, zu schließen. Die zusätzliche Streichung von fünf großen Reaktorerhöhungen (Prairie Island, 1 Reaktor, LaSalle, 2 Reaktoren und Limerick, 2 Reaktoren), vier durch das größte Nuklearunternehmen der Vereinigten Staaten, deutet darauf hin, dass die Nuklearindustrie mit „einem breiten Spektrum an operativen und wirtschaftliche Probleme".
Bis Juli 2013 hat der Ökonom Mark Cooper einige US-Atomkraftwerke identifiziert, die aufgrund der Regulierungspolitik vor besonders großen Herausforderungen für ihren Weiterbetrieb stehen. Dies sind Palisades, Fort Calhoun (mittlerweile aus wirtschaftlichen Gründen geschlossen), Nine Mile Point, Fitzpatrick, Ginna, Oyster Creek (wie Fort Calhoun), Vermont Yankee (wie Fort Calhoun), Millstone, Clinton, Indian Point. Cooper sagte, die Lehre für politische Entscheidungsträger und Ökonomen sei klar: "Atomreaktoren sind einfach nicht wettbewerbsfähig". Eine Analyse von Bloomberg aus dem Jahr 2017 ergab, dass mehr als die Hälfte der US-Atomkraftwerke mit Verlust liefen, vor allem diejenigen an einem einzigen Blockstandort.
Siehe auch
- Stromkosten nach Quelle
- Reaktor der Generation IV
- Nachhaltigkeitsprogramm für Leichtwasserreaktoren
- Liste der Bücher über Nuklearfragen
- Liste der Kernreaktoren
- Listen nuklearer Katastrophen und radioaktiver Vorfälle
- Nukleare Stilllegung
- Atomkraft-Debatte
- Kommerzialisierung erneuerbarer Energien
- Statusbericht der weltweiten Nuklearindustrie
Verweise
Externe Links
- Steve Kidd (11. November 2016). "Die Nuklearökonomie transformieren – warum und wie?" . Nukleartechnik International.
- The Economics of Nuclear Power , World Nuclear Association , April 2010.
- Globale Expansion der Kernkraft: Abwägen ihrer Kosten und Risiken , 2010.