Som svar på framtidens energiförsörjning pratar kärnkraftsförespråkare ofta om 4G. Dessa reaktorer ska kunna använda gammalt kärnavfall som nytt bränsle och ha högre säkerhet än konventionella reaktorer. Här återges en intressant artikel i ämnet av Jim Green översatt från engelska. Originalartikeln här.
Det misslyckade japanska försöket med 4G illustreras av reaktorn Monju som lades ner nyligen.
Generation 4G fast breeder reaktorer har länge framhållits av kärnkraftsentusiaster skriver Jim Green, redaktör för Nuclear Monitor, men Japans beslut i september 2016 att överge Monju 4G reaktor är ännu en spik i kistan för denna misslyckade teknik. Enligt Green blir 4G reaktorer inte ett huvudspår trots påståenden från kärnkraftslobbyister.
Snabba reaktorer är ”redo att dominera” enligt World Nuclear Association (WNA). Men uppgifter från WNA själva visar att påståendet inte stämmer.
WNA listar åtta 4G reaktorer idag, men en av dem har inte startat sin verksamhet, och en annan (Monju) är misslyckad och har just lagts ner. Låt oss säga att det finns sex 4G reaktorer (en är inte verksam men kanske i framtiden). Här är listan baserad på WNAs tabeller:
1976 – 7 körbara snabba reaktorer
1986 – 11
1996 – 7
2006 – 6
2016 – 6
Naturligtvis finns det alltid en morgondag: WNA listar 13 snabba reaktorprojekt under ”aktiv utveckling” för ”nära till halvtids uppstart”. Men en stor majoritet av dessa 13 projekt – kanske alla – saknar både godkännande och finansiering.
Snabba reaktorer kommer inte att dominera. Land efter land har övergett tekniken. Kärnfysiker Thomas Cochran sammanfattar historien: ”Utvecklingsprogram för 4G reaktorer har misslyckats i:
1) USA, 2) Frankrike, 3) Storbritannien, 4) Tyskland, 5) Japan, 6) Italien, 7) Sovjetunionen / Ryssland ,8) US Navy och 9) den sovjetiska marinen. Programmet i Indien visar inga tecken på framgång och programmet i Kina är bara på ett mycket tidigt stadium i utvecklingen. ”
Japan slösar bort miljarder
Det senaste bakslaget var beslutet av den japanska regeringen vid ett extra regeringssammanträde den 21 september 2016 att överge planerna på att starta om Monju Bridreaktorn.
Monju startade 1994, men stängdes i december 1995 efter en läcka av kylvätskan natrium och bränder. Reaktorn startade inte om förrän i maj 2010 och den stängdes igen tre månader senare efter att en bränslehanteringsmaskin tappades i reaktorn under en revisionsavställning. I november 2012 visade det sig att Japan Atomic Energy Agency hade misslyckats med att genomföra regelbundna inspektioner av nästan 10.000 av totalt 39.000 stycken utrustningsdetaljer på Monju, inklusive säkerhetskritisk utrustning.
I november 2015 förklarade Nuclear Regulation Authority att Japan Atomic Energy Agency ”inte bedöms kunna driva Monju på ett säkert sätt”. Utbildningsminister Hirokazu Matsuno sade den 21 september 2016 att försök att hitta en alternativ operatör misslyckats.
Japan har slösat bort cirka 37 miljarder US$ på Monju (15 miljarder US$) och på Rokkasho (22 miljarder US$) och planerar att fortsätta att kasta goda pengar efter dåliga
Regeringen har redan spenderat 1,2 biljoner yen (12 miljarder US$) på Monju. Regeringen beräknade att det skulle kosta ytterligare 600 miljarder yen (6 miljarder US$) att starta Monju och hålla den i drift i ytterligare 10 år.
Avveckling har också en rejäl prislapp – betydligt mer än för konventionella lättvattenreaktorer. Enligt en uppskattning 2012 av Japan Atomic Energy Agency, kommer avvecklingen av Monju att uppskattningsvis 300 miljarder yen (3 miljarder US$).
Så Japan kommer att ha slösat bort över 15 miljarder US$ på fiaskot Monju. Kanske de ansvariga kommer att hävda att siffran förbleknar till intet jämfört med de uppskattade långsiktiga kostnaderna på cirka 500 miljarder US$ till följd av katastrofen i Fukushima.
Allison MacFarlane, tidigare ordförande för amerikanska Nuclear Regulatory Commission, gjorde nyligen denna sarkastiska bedömning av den snabba reaktorteknologin: ”Detta visar sig vara en mycket kostsam teknik att bygga. Många länder har försökt om och om igen. Vad som verkligen är imponerande är att många regeringar fortsätter att finansiera en bevisligen misslyckad teknik.”
Japan illustrerar tydligt MacFarlane:s påståenden. Trots Monju fiaskot, vill den japanska regeringen fortsätta spelet om 4G reaktorer, antingen genom att starta om Joyo, en experimentell snabb reaktor (stängd sedan 2007 på grund av skador på komponenter i reaktorhärden) eller bedriva gemensam forskning med Frankrike.
Varför skulle Japan fortsätter sitt engagemang i snabba reaktorer? Troligtvis har regeringen inget intresse av snabba reaktorer i sig, men att ge upp skulle göra det svårare att motivera fortsatt arbete med den delvis byggda upparbetningsanläggningen Rokkasho. Att tillhandahålla plutoniumbränsle för snabba reaktorer var ett av de viktigaste skälen för Rokkasho.
Rokkasho har varit en ännu dyrare ”vit elefant” än Monju. Den var schemalagd att stå klar under 1997 men har försenats fler än 20 gånger på grund av tekniska och andra problem, och byggkostnaderna beräknas nu till 2,2 biljoner yen (22 miljarder US$) – tre gånger den ursprungliga uppskattningen.
Japan har slösat cirka US$ 37 miljarder på Monju (15 miljarder US$) och Rokkasho (22 miljarder US$) och planerar att fortsätta att kasta goda pengar efter dåliga. Enligt den Internationella panelen för klyvbara material, förväntas Rokkasho öka elräkningarna för Japans skattebetalare med cirka 100 miljarder US$ under de kommande 40 åren om den används.
Indiens misslyckade program
Indiens 4G program har också varit ett misslyckande. Budgeten för Fast Breeder Test Reactor (FBTR) godkändes 1971, men reaktorn försenades flera gånger och blev inte startklar som planerat 1985. Det dröjde till 1997 innan FBTR började leverera en liten mängd el till nätet. Verksamheten med FBTR har varit behäftad med flera olyckor.
Preliminärt designarbete för en större ”Prototype Bridreaktor” (PFBR) inleddes 1985, utgifterna för reaktorn startade 1987-1988 och den började byggas 2004 – men reaktorn har fortfarande inte startat. Konstruktion har tagit mer än dubbelt så lång tid som förväntat. I juli 2016 meddelade den indiska regeringen ännu en försening, och det finns skepsis om den schemalagda starten i mars 2017 kommer att realiseras. PFBR:s kostnader har ökat med 62%.
Indien har en historia av att göra absurda prognoser för såväl snabba reaktorer som lättvattenreaktorer – och har misslyckas med att uppfylla sina mål tio gånger om.
Indiens Department of Atomic Energy (DAE) har i årtionden planerat byggandet av hundratals snabba reaktorer – till exempel är prognosen enligt ett DAE dokument från 2004 att 262,5 gigawatt (GW) ska komma från 4G reaktorer 2050. Men Indien har en historia av att göra absurda prognoser för både snabba reaktorer och lättvattenreaktorer – och inte uppfylla en bråkdel av dem.
Princetonakademikern MV Ramana skriver: ”Bridreaktorer har alltid använts i DAEs påståenden om att generera stora mängder el. Idag, mer än sex decennier efter att de storslagna planerna för tillväxt först tillkännagavs, är löftena ännu inte uppfyllda. Det senaste tillkännagivandet om förseningen av PFBR är ännu en påminnelse om att bridreaktorer i Indien, liksom på andra håll, måste betraktas som en misslyckad teknik och att det är dags att ge upp dem.”
Rysslands program går i snigelfart
Ryssland program för 4G reaktorer är det enda som kan beskrivas som något annat än ett misslyckande. Men det har inte varit någon succé heller.
Tre snabba reaktorer är i drift i Ryssland – BOR-60 (startade 1969), BN-600 (1980) och BN-800 (2014). Det har förekommit 27 natriumläckor i BN-600 reaktorn, fem av dem i system med radioaktivt natrium och 14 läckor åtföljdes av eldsvåda i natriumet.
Den ryska regeringen publicerade ett dekret i augusti 2016 som beskriver planer på att bygga 11 nya reaktorer under de kommande 14 åren. Av de 11 föreslagna nya reaktorerna, är tre snabba reaktorer: Brest-300 nära Tomsk i Sibirien, och två BN-1200 snabba reaktorer nära Jekaterinburg och Chelyabinsk, nära Uralbergen. Men liksom Indien, har den ryska regeringen en historia av att förutspå en snabb och kraftig expansion av kärnkraft – och misslyckas kapitalt att uppfylla målen.
Det är mycket troligt att den nuvarande ekonomiska krisen, den djupaste i historien sedan Sovjetunionen kollapsade, kommer att skära bort de flesta av de nya reaktorerna
Som Vladimir Slivyak konstaterade nyligen i Nuclear Monitor: ”Medan de ryska planerna ser storslagna ut på papperet, är det osannolikt att detta program kommer att genomföras. Det är mycket troligt att den nuvarande ekonomiska krisen, den djupaste i historien sedan Sovjetunionen kollapsade, kommer att skära bort de flesta av de nya reaktorerna.”
Dekretet i augusti 2016 signalerar visserligen ett nytt intresse för att återuppliva BN-1200 reaktorprojektet, som avbröts på obestämd tid 2014, då Rosatom framhöll behovet av att förbättra bränslet till reaktorn och ifrågasatte kostnadsnyttan av projektet.
År 2014, sade Rosatoms talesman Andrey Timonov att BN-800, som startades 2014, ”måste ge svar på frågor om den ekonomiska lönsamheten för snabba reaktorer eftersom denna teknik för närvarande förlorar i jämförelse med kommersiella VVER enheter.”
Kina går ingenstans med 4G
Den australiensiska kärnkraftslobbyisten Geoff Russell citerar World Nuclear Association (WNA) till stöd för sitt påstående att Kina förväntar sig att snabba reaktorer ”ska dominera marknaden cirka 2030 och att de kommer att massproduceras.”
Har WNA:s papper stöd för påståendet? Inte alls. Kina har en 20 MWe experimentell 4G reaktor, som varit i drift sammanlagt mindre än en månad under 63 månader från starten i juli 2010 till oktober 2015. För varje timme reaktorn var inkopplad under 2015, var den bortkopplad i fem timmar, och tre snabbstopp förekom.
Kina har också planer på att bygga en 600 MWe ”Demonstration Fast Reactor” och sedan en 1.000 MWe kommersiell 4G reaktor. Huruvida dessa reaktorer kommer att byggas är fortsatt osäkert – projekten har inte godkänts – och det skulle vara ett jättesteg från en enda kommersiell 4G reaktor till en flotta av dem.
Enligt WNA, kommer ett beslut om att gå vidare med eller avbryta projektet med en 4G reaktor på 1.000 MWe inte att tas förrän 2020, och om det går vidare, kan konstruktion kanske börja 2028 och driften omkring 2034.
Så Kina kan ha en i kommersiell skala 4G reaktor 2034 – men förmodligen inte – och Russells påstående om att snabba reaktorer kommer att vara ”dominerande på marknaden omkring 2030” är i högsta grad oseriöst.
Enligt WNA, planerar Kina 40 GW 4G reaktorkapaciteten 2050. En långt mer troligt scenario är att Kina kommer att ha 0 GW 4G reaktorkapaciteten 2050.
Och även om 40 GW målet nåddes, skulle det ändå bara utgöra runt en sjättedel av den totala kärnkraftskapaciteten i Kina 2050 enligt WNA – snabba reaktorer kommer fortfarande inte att ”dominera marknaden”, även om kapaciteten växer 2000-faldigt från 20 MW (experimentreaktorn) till 40 GW.
Vågrörelsereaktor (TWR) och en icke existerande integrerad snabb reaktor (IFR)
Kanske den 4G reaktortyp som kallas TWR och populariserades av Bill Gates är ett framgångskoncept?
Eller kanske inte. Enligt WNA, har China General Nuclear Power och Xiamen University rapporterat om samarbete inom forskning och utveckling, men ministeriet för vetenskap och teknik, China National Nuclear Corporation och State Nuclear Power Technology Company är bägge skeptiska till TWRs reaktorkoncept.
Franska Superphénix var tänkt att bli världens första kommersiella 4G reaktor men i 13 år av sin eländiga tillvaro var ”Energiotillgänglighetsfaktorn” 90,8%. Observera att kärnkraftslobbyister klagar på att vind och sol producerar oregelbundet.
Kanske ”Integrated Fast Reactor” (IFR) som förespråkats av James Hansen kommer att lösa problemen?
Eller kanske inte. De brittiska och amerikanska regeringarna har övervägt att bygga IFRs (särskilt GE Hitachis reaktortyp ”PRISM”) för att oskadliggöra plutonium – men det är nästan säkert att de båda länderna kommer att välja olika metoder för att hantera plutoniumlager.
I södra Australien förenades kärnkraftslobbyister bakom en framstöt för IFRs/PRISM, och de förväntade sig att övertyga den kungliga kärnkraftskommissionen att stödja deras idéer. Men den avvisade fullständigt förslaget och skriver i sin rapport i maj 2016 att avancerade 4G reaktorer är en osannolik teknik och inte lönsamma inom en överskådlig framtid, att utvecklingen av ett sådant förstagångsprojekt skulle innebära en stor kommersiell och teknisk risk; att det inte finns någon licens, inte en kommersiellt beprövad konstruktion och att utveckling skulle kräva betydande kapitalinvesteringar; och att el från sådana reaktorer inte har visat sig vara kostnadseffektiva eller kunna komma att konkurrera med nuvarande lättvattenreaktorer.
Finns det en framtid för 4G reaktorer?
Bara 400 reaktorårs världsomspännande erfarenhet finns av snabba reaktorer. Det är 42 gånger mer erfarenhet med konventionella reaktorer eller 16.850 reaktorår. Och de flesta av de erfarenheter med snabba reaktorer man fått antyder att de innebär mer problem än de är värda.
Bortsett från de länder som nämns ovan, finns det väldigt lite intresse för 4G reaktorteknologi. Tyskland, Storbritannien och USA avbröt sina reaktorprogram för prototyper under 1980- och 1990-talet.
Frankrike överväger att bygga en snabb reaktor (ASTRID) trots landets olyckliga erfarenheter med Phenix och Superphénix reaktorerna. Men ett beslut om huruvida man ska konstruera ASTRID kommer inte kommer att tas förrän 2019/20.
På 1970-talet förutspådde 4G förespråkarna att världen skulle ha tusentals reaktorer detta årtionde. Idag förutspår de kommersialisering omkring 2050
Prestandan hos Superphénix reaktorn var lika dyster som för Monju. Superphénix var tänkt att vara världens första kommersiella 4G reaktor men i 13 år av sin eländiga existens var den sällan igång – dess ”Energiotillgänglighetfaktor” var 90,8% enligt IAEA. Observera att 4G lobbyister klagar på oregelbunden energiproduktion från vind och sol!
En artikel 2010 i Bulletin of the Atomic Scientists sammanfattade det världsomspännande misslyckandet med 4G reaktorteknologin: ”Efter sex decennier och utgifter motsvarande ca 100 miljarder dollar, är löftet om 4G-reaktorer i stort sett ouppfyllda. … Drömmen om 4G är inte död, men den har flyttat sig långt in i framtiden. På 1970-talet förutspådde 4G-förespråkare att världen skulle ha tusentals 4G-reaktorer detta årtionde. Idag säger de kommersialisering cirka 2050.”
Även om 4G-reaktorer står inför en dyster framtid, kommer retoriken att kvarstå. Akademikern Barry Brook från Australien har skrivit ett stycke om 4G-reaktorer för Murdoch press 2009. Samma dag sade han på sin hemsida att ”även om det inte är helt klargjort i artikeln”, förväntar han sig att konventionella reaktorer kommer att spela huvudrollen de närmaste två till tre decennierna men väljer att betona 4G-reaktorer ”för att få folk att nappa på kroken”.
Så detta är kärnkraftslobbyisternas strategi – att överdriva påståenden om 4G-reaktorer och övriga fjärde generationens reaktorbegrepp, låtsas att de är nära genombrott, och vara ovarsamma med sanningen.
Redaktörens anmärkning
Dr Jim Green är nationell kärnkraftsdebattör inom ”Friends of the Earth”, Australien, och redaktör för Nuclear Monitor nyhetsbrev som publiceras av World Information Service on Energy. En tidigare version av denna artikel har publicerats i Nuclear Monitor.
Andra artiklar av Jim Green
Inte bara Toshiba gör enorma förluster på kärnkraft
Citat från artikeln:
But it’s not just Toshiba. Other nuclear utilities around the world are also in deep trouble. Their problems were summarised in the July 2016 World Nuclear Industry Status Report:
”Many of the traditional nuclear and fossil fuel based utilities are struggling with a dramatic plunge in wholesale power prices, a shrinking client base, declining power consumption, high debt loads, increasing production costs at aging facilities, and stiff competition, especially from renewables.”
Sven Nordblad
