Konkreta framsteg för småreaktorer

Konkreta framsteg för småreaktorer

Från att för några år sedan mest ha framstått som pappersreaktorer så tar nu olika modeller av små reaktorer rejäla kliv framåt runt om i världen. Dels går utvecklingen framåt i de stora kärnkraftsländerna, men även i Finland och Estland händer det saker.

Kina är på väg att bygga en första ACP100, en nedskalad tryckvattenreaktor med en elektrisk effekt om 125 MW (385 MW termisk effekt). Flera av de formella stegen i miljöprövningen har passerats och man räknar med byggstart för en första reaktor den sista december i år. Den planeras stå färdig och kunna tas i drift i månadsskiftet maj-juni 2025.

Reaktorn byggs vid ett befintligt kärnkraftverk på ön Hainan i sydöstra Kina och kan där dra nytta av befintlig infrastruktur. Modellen använder sig av teknik från de större tryckvattenreaktorerna och är tänkt att fabrikstillverkas, allt för att kostnaderna ska kunna hållas nere.

Kinas satsning på småreaktorer handlar dels om att man ser behovet av att använda reaktorer till exempel för värmeproduktion och för avsaltning. Dels skulle små reaktorer många gånger passa bättre som ersättning för kolkraften. Kina ser också behovet av en pålitlig energiförsörjning på öar och avlägsna platser. För det behovet skulle reaktorer med förhållandevis låg effekt passa. Kineserna ser också att det är strategiskt viktigt att vara tidigt ute med kommersiellt tillgängliga småreaktorer då många länder är på väg att utveckla kommersiellt tillgängliga modeller. Det gör demonstrationsprojektet viktigt.

Kanada

I Kanada drivs en process i fyra steg för att licensiera små reaktorer. Kanada har specifika behov av den här typen av reaktorer. Dels finns ett 80-tal avlägsna samhällen och gruvor med energibehov kring några megawatt. De här samhällena får idag typiskt både sin el och värme från dieselkraftverk. En del av dem är isolerade, särskilt vintertid då de i princip bara nås med flyg, och det är både dyrt och besvärligt att förse kraftverken där med bränsle. Tillgången på energi är idag en begränsande faktor för att öppna nya gruvor på många håll i Kanada.

En annan viktig marknad är den kanadensiska oljeutvinningen. Att utvinna olja ur oljesand kräver stora mängder energi som idag tas från oljan som utvinns. Det finns över 90 platser där reaktorer skulle kunna användas för att producera ånga till oljeutvinningen. De här reaktorerna skulle behöva vara lite större, kring 200 MW elektrisk effekt passar bra. Den ekonomiska uppsidan av att förbättra oljeutbytet med hjälp av reaktorer är mycket stor.

Därutöver skulle reaktorerna kunna komma till nytta både i den tunga industrin och för att ersätta befintlig kolkraft.

Den kanadensiska strålsäkerhetsmyndigheten har fått in ansökningar från åtta olika företag som representerar en rad olika reaktortekniker i olika storlekar. Den minsta reaktorn är svenska Blykalla Reaktorers ”Sealer” på 3 MW elektrisk effekt. Den största är Moltex saltsmältereaktor med en elektrisk effekt om 300 MW. Ansökan för Sealer är pausad sedan Blykallas finansiering från Indien uteblivit, men de övriga koncepten tar sig framåt i processen.

Fyra av reaktorkoncepten deltar i Canadian National Laboratories (CNL) process för att uppföra en prototyp vid Chalk River. CNL siktar på att minst en prototyp ska stå klar 2026 och menar att det är en tidplan som kan hålla. De fyra reaktorerna som är aktuella är ganska olika: det rör sig både om gaskylda högtemperaturreaktorer med elektrisk effekt mellan 5 och 15 MW och om saltsmältereaktorer uppåt 200 MW elektrisk effekt. Längst har Global First Powers lilla gaskylda högtemperaturreaktor kommit. För den pågår konkreta kontraktsförhandlingar om till exempel markanvisningen och fördelningen av ansvar mellan parterna. Företaget tillkännagav så sent som den andra april att man lämnat in sin ansökan till den kanadensiska tillsynsmyndigheten om att få uppföra reaktorn hos CNL i Chalk River.

Samtidigt pågår ett forskningsprogram finansierat av provinsen New Brunswick med 200 miljoner kronor vars mål är att ta fram icke-vattenkylda småreaktorer. Förhoppningen är att kunna utveckla konkurrenskraftiga reaktorkoncept inom programmet. Det finns också konkreta planer på att bygga en saltsmältereaktor vid Point Lepreau i New Brunswick.

De vattenkylda reaktorerna saknar inte heller stöd. Både Bruce Power och Ontario Power Generation, två stora kraftbolag, stöttar NuScales lättvattenreaktor om 60 MW elektrisk effekt. I höstas togs också en nationell handlingsplan fram för utvecklingen av småreaktorer. Den har en tydlig inriktning mot att bygga upp en kanadensisk exportkapacitet inom området.

Storbrittannien

Storbritannien har antagit en strategi liknande den kanadensiska. Utvecklingen av småreaktorer har ett brett stöd politiskt och stöttas av staten. Siktet är inställt på att bygga upp en ny exportindustri. Den här målsättningen är till och med ännu tydligare i Storbritannien än i Kanada.

Det finns en del pengar avsatta för den urvalsprocess som pågår för att välja ut reaktorkoncept att satsa på. Men framförallt står regeringen och departementen bakom sin satsning. Ett exempel på det är en rapport nyligen från Handels- och industriministeriet, där energifrågorna ingår, som visar på en stor potentiell marknad för så kallade mikroreaktorer (under 30 MW elektrisk effekt).

Svenska Blykalla och Westinghouse har båda gått vidare till andra omgången i den statliga urvalsprocessen i Storbritannien. Båda ställer upp med blykylda koncept. Koncepten granskas nu och i juni kommer departementet att meddela vilka reaktorer som går vidare. Åtta koncept av de ursprungliga runt 20 ingår i den pågående granskningen och tre eller fyra väntas väljas ut till nästa steg (Se Kärnkraft i vår omvärld 2018-09-25).

Estland

Estlands elproduktion är huvudsakligen baserad på den oljeskiffer man hittar i trakten kring Narva. Oljeskiffern gör Estland självförsörjande på el och man får också en del intäkter från elexport. Myntets baksida är dock att elproduktion från oljeskiffer är den mest koldioxidintensiva vi känner. Esterna släpper ut en god bit över ett kilogram koldioxid per kilowattimme de producerar.

Miljöpåverkan av elproduktionen är en viktig politisk fråga i Estland och man har därför fattat beslut om att stänga de flesta oljeskifferanläggningarna under 2020-talet. Frågan är bara vad de ska ersättas av. Det finns en potential för vindkraft i Estland, men givet hur flackt landet är så är det inte aktuellt med någon pumpkraft för att lagra energin. Någon form av baskraft behövs om inte esterna ska hamna i ett massivt importberoende när det inte blåser, något man vill undvika. Både leveranssäkerheten och kostnaden för energiförsörjningen är centrala frågor inför stängningen av oljeskifferkraftverken.

Det är i den här miljön Fermi Energia har växt fram. Det lilla bolaget driver en aktiv kampanj för att få uppmärksamhet kring möjligheten att bygga småskalig kärnkraft i Estland. Bolaget menar att Estland passar utmärkt för reaktorer i storleken 200-300 MW elektrisk effekt.

Fermi för diskussioner med politiker så väl som myndigheter i Estland, man har en dialog med flera av de företag som utvecklar småreaktorer och som är aktiva i till exempel Storbritannien och Kanada. Man har också inlett diskussioner med flera stora europeiska energibolag för att undersöka möjligheten till partnerskap.

En förstudie genomförd av finska VTT, Tallins tekniska universitet och Tartu-universitetet genomförs nu i syfte att för politikerna belysa vilka möjligheter Estland har att använda småreaktorer som en del av sin energiförsörjning. Företaget tittar på flera möjliga tekniker däribland vatten- och saltsmältereaktorer. Förhoppningen är att bygga de första reaktorerna under 2030-talet.

Det finns en estnisk strålsäkerhetsmyndighet och det finns också en i princip färdig kärnkraftsföreskrift som togs fram sist det pratades kärnkraft i Estland under 00-talet. Estland skulle sannolikt relativt snabbt kunna etablera det ramverk som behövs för att kunna bygga kärnkraft.

Estland befinner sig efter parlamentsvalet i mars i år i en trasslig politisk situation där det är svårt att hitta en regering. Men beroende på hur regeringsbildningen går har Fermi möjligheter att ta steg framåt under den kommande mandatperioden.

Estland ser ut att segla upp som konkurrent till Finland om vem som först tar en liten kommersiell reaktor i drift.

Finland

I Finland finns en högst levande diskussion om att bygga små reaktorer. Det är framförallt behovet av fossilfri fjärrvärme som har satt frågan på den politiska agendan. Den 29:e mars arrangerades ett seminarium i Helsingfors som helt kretsade kring möjligheten att bygga små rektorer i Finland. En färsk studie ”Nuclear District Heating in Finland” (www.thinkatom.net) presenterades vid seminariet. Studien visar att en stor del av Finlands fjärrvärmebehov kan täckas av reaktorer. Det ser också ut att vara ett ekonomiskt konkurrenskraftigt sätt att producera värme.

Fem olika leverantörer av småreaktorer presenterade de modeller de har att erbjuda den finska marknaden. Arbets- och näringsministeriet var också på plats och meddelade att en översyn av kärntekniklagen är på gång för att möjliggöra att det byggs småreaktorer.

Finland beslutade i februari i år att förbjuda koleldning per den första maj 2029. Majoriteten för beslutet var massiv, 170 riksdagsledamöter röstade för, 14 mot. Kol används i Finland framförallt för fjärrvärmeproduktion i de större städerna längs kusten. Det finns inte så många alternativ till kolet då Finland inte vill låsa fast sig i att importera fossil gas. Dels är man väl medveten om att gasen också ger enorma koldioxidutsläpp, dels vill man inte göra sig beroende av att importera från Ryssland. Biobränslen är svåra att få fram i tillräcklig mängd för att ersätta kolet trots att Finland har jämförelsevis mycket biomassa per invånare. Biomassa som klimatåtgärd har också varit ifrågasatt i den finska debatten då det tar lång tid innan koldioxiden som släpps ut när biomassan eldas binds in igen i växande skog. Det som då återstår är reaktorer. Samtidigt är 2029 väldigt snart för den som vill basera sin fjärrvärme på kärnkraft.

Idén att använda reaktorer i fjärrvärmenäten har stöd i flera partier och frågan diskuteras aktivt i den finska politiken. Det kommersiella intresset för frågan syntes också i att seminariet hade ekonomiskt stöd från de tre finska kärnkraftsbolagen samt från Helsingfors Energi, som driver fjärrvärmenätet i huvudstaden.

USA

I USA finns en lång rad små företag som vart och ett har affärsidén att utveckla små enkla och billiga reaktorer. Det finns också ett starkt intresse från federalt håll. Department of Energy har 60 miljoner dollar i forskningsmedel för att utveckla avancerade reaktorer. Man har också gått in med 40 miljoner dollar i stöd till NuScale för att möjliggöra att utvecklingen av deras reaktor NPR och för att bygga upp en underleverantörskedja så att reaktorn kan byggas. Målet är att NPR ska finnas i kommersiell drift 2026. Det går framåt för flera andra bolag också, men NuScale är ett av de bolag som ligger längst fram.

Det finns också intresserade kraftbolag i USA. Det federalt ägda bolaget Tennessee Valley Authority lämnade i maj 2016 in ansökan om en så kallad ”early site permit” för att få bygga två eller flera småreaktorer vid Clinch River i den västra delen av Oak Ridge National Laboratory. TVA specificerade inte i ansökan vilken typ av reaktor man ville bygga men man ansökte om en sammantagen elektrisk effekt om upp till 800 MW.

I januari i år rekommenderade den amerikanska tillsynsmyndighetens (NRC) rådgivande kommitté för reaktorsäkerhetsfrågor att TVA:s 8000 sidor långa ansökan skulle godkännas. Om NRC godkänner den här tidiga ansöka blir nästa steg att välja ut en reaktor och ansöka om en kombinerad licens för att bygga och driva reaktorn.