A nukleáris energiatermelés jelene és jövője Prof. Dr. Aszódi Attila Igazgató Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Nukleáris Technikai Intézet Budapest, 2013. október 3. Dr. ASZÓDI Attila 1
Hazai villamosenergia-ellátás Éves villamosenergia-fogyasztás ~ 43 TWh Hatalmas import részesedés 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) Magyar villamosenergia-rendszer fő energiaforrásai 2011-ben (Forrás: MEKH) 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
Üzemanyag megújuló földgáz olaj szén atom Lehetséges erőműfejlesztések 9000 MW 450 2500 2600 1510 10 000 MW 1000 4000 300 1680 410 670 1940 1940 csere Új kapacitás megmaradó Lehetséges új kapacitás 5000 MW 5000 MW 700 2200 440 1660 Megújuló gáz szén atom 1500 2000 440 1060 2008 2025 Source: Tombor Antal, MVM, 2009. 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 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 Kínában 28 reaktor épül! (És még többet terveznek építeni a közeljövőben) Európa: Szlovákiában (2 db VVER- 440), Franciaországban (EPR) és Finnországban (EPR) épül jelenleg atomerőmű Jelentős költség és építési idő túllépések Épülő atomerőművi blokkok Forrás: NAÜ Reaktortartály beszállítása az Olkiluoto-3-ba Forrás: TVO Dr. ASZÓDI Attila 5
Hagyományos nukleáris országok piacot keresve Oroszország 33 üzemelő reaktor (~10% részesedés villamosenergia-termelésben) 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 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 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) Forrás: WNA Reaktorépítés Kínában (Forrás: CBS) 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 Telephely-engedélyezési folyamat nyolc telephelyet adott el az állam Típusengedélyezés (Generic Design Assessment) előzetes engedélyezési folyamat 4, később 2 típusnak (AP1000 és EPR maradt) Villamosenergia-piaci reform az alacsony szénkibocsátású technológiák gazdasági kereteinek megvalósítására (beleértve az atomenergetikát is!) Minimál szén-dioxid ár ( 16 / t CO 2 2013-ban, 2020-ig 30 /t CO 2 -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) 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 2016- ban (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 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. Az Atomsztrojekszport tender-dokumentációja, Forrás: CEZ Forrás: Hegedűs Zoltán Diplomaterv, BME NTI, 2013 Dr. ASZÓDI Attila 12
További tervek a régióban Románia Cernavoda 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 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) Lengyelország 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 Forrás: Hegedűs Zoltán Diplomaterv, BME NTI, 2013. 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 Az újraindítás feltétele komoly biztonsági vizsgálatok elvégzése 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 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
Németország esete Atomenergia Fukushima után 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 Hálózati instabilitások 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? 2011-ben leállítva 2011-ben leállítva 2022-ig áll le Német atomerőművek és szélerőművek Forrás: KTG, Wikipedia 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 A Vogtle 3 reaktortartálya a Vogtle 4 konténment előtt 2013 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 Az atomenergia jövője tehát bizonytalan, több gazdasági, társadalmi és politikai tényezőtől is függ De az atomenergia egyelőre fontos szereplője marad a villamos iparnak! Dr. ASZÓDI Attila május (Forrás: Georgia Power) VC Summer 2 Turbinacsarnok építés 2012 augusztusban (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 CDF<10-5 /év, Súlyos balesetek kezelésére szolgáló műszaki megoldások Műszaki szempontok Generation III+, Ne legyen prototípus reaktor Legalább 60 éves tervezett üzemidő, 90%- nál nagyobb elvárt rendelkezésre állással Gazdasági szempontok Versenyképes termelési egységköltség Rövid építési idő Építés finanszírozási lehetőségek EPR, VVER-1200 (AES-2006), AP1000 és az Atmea-1 (Forrás: npp.hu) Új blokkok területe Dr. ASZÓDI Attila A paksi telephely ( Google) 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 Forrás: Hegedűs Zoltán Diplomaterv, BME NTI, 2013 Paksi le nem kötött termelések allokációja, TWh Dr. ASZÓDI Attila 21
Megvalósítható? Igen! 60 50 40 30 20 10 0 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 Fogyasztás, TWh -10 Nem atom Atom - kényszerértékesítés Atom - import-export szaldó Atom - hazai erőműből HU Atomerőművi részarány a villamosenergiafogyasztásban 100% 80% 60% 40% 20% HU Nem atom Atom - import-export szaldó Atom - hazai erőműből 0% 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 Fogyasztás, % A hat paksi blokk párhuzamos üzemelésének időszakában a magyar igények 57%-át fedezhetik atomerőművek. Forrás: Hegedűs Zoltán Diplomaterv, BME NTI, 2013 Dr. ASZÓDI Attila 22