Download
slide1 n.
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Kernenergie in feiten en cijfers PowerPoint Presentation
Download Presentation
Kernenergie in feiten en cijfers

Kernenergie in feiten en cijfers

172 Views Download Presentation
Download Presentation

Kernenergie in feiten en cijfers

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

  1. Kernenergie in feiten en cijfers Tim van der Hagen Technische Universiteit Delft

  2. Energiegebruik per hoofd van de bevolking Tonnen olie equivalent 6 5 Noord-Amerika 4 3 Voorm. Sovjetunie 2 Europa Rest v/d wereld 1 Wereld 0 74 79 84 89 94 99 74 79 84 89 94 99 74 79 84 89 94 99 74 79 84 89 94 99 74 79 84 89 94 99 Jaar Het probleem Toename energiegebruik / afname fossiele brandstoffen

  3. 120 100 TWh 80 60 40 20 0 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Jaar Het probleem Ontwikkeling elektriciteitsverbruik Nederland:verzesvoudigd in 40 jaar bron: CBS

  4. Het probleem Afhankelijkheid Proved oil reserves at end 2005

  5. 700 Het probleem CO2-concentratie The last 160,000 years(from ice cores)and the next 100 years CO2 in 2100 (with business as usual) 600 Double pre-industrial CO2 Time (thousands of years) 500 Lowest possible CO2 stabilisation level by 2100 CO2 concentration (ppmv) 400 CO2 now 300 10 Temperature difference from now °C 200 0 –10 100 160 120 80 40 Now Bron: IPCC

  6. Het probleem Temperatuurvariaties van het aardoppervlakvan het jaar 1000 tot 2100 broeikaseffect ? Bron: IPCC

  7. kernenergie olie gas waterkracht wind en zon kolen biomassa 204 kernreactorenin Europa kernenergie is de belangrijkste e-bron in Europa Elektriciteitsproductie EU Kernenergie nu

  8. Kerncentrales Kernenergie nu Totaal 443 centrales  370.000 MWe

  9. gepland (154) in aanbouw (24) in bedrijf (443) Azië West- Oost- N.- en Z.- Afrika Europa Europa Amerika Kernenergie straks Status januari 2006

  10. radioactief energie Splijting van1 gram uraniumlevert evenveel energie als het verbranden van2500 liter benzine of3000 kilogram kolen Kernsplijting Wereldgebruik: - 65.000 ton natuurlijk uranium per jaar (16% van de e-productie) - 10.000.000 ton olie per dag

  11. Weinig materiaal nodig  aanleg strategische voorraden mogelijk weinig afval (maar radioactief) • alle elektriciteit in Nederland nucleair: • 0,4 gram uranium verspleten (=afval) per gezin per jaar • in een heel mensenleven: volume van 1 biljartbal • ‘Borssele’ produceert 1,3 m3 afval per jaar • afval straalt  ruimt zichzelf op (maar duurt lang) • een sterke straler verdwijnt snel

  12. O C Si Fe Cu Ni Co Sn Ag Pb Pt Au U Th Abundantie elementen – het periodiek systeem

  13. toberniet Uraniumvoorraden • de aardkorst bevat 40 x zoveel uranium als zilver; • evenveel uranium als tin • goedkoop uranium (tot 80$ per kg): • 3,5 miljoen ton; voldoende voor50 jaar • (0,1 ct/kWh) • voor de dubbele grondstofprijs: • 35 miljoen ton; voldoende voor500 jaar • bij gebruik van snelle reactoren:50.000 jaar • uranium uit zeewater (450$ per kg): • 4 miljard ton; voldoende voor6.000.000 jaar • De uraniumvoorraad is praktisch onuitputtelijk !

  14. CO2 productie De kerncentrale te Borssele ‘voorkomt’ jaarlijks de uitstoot van 2 miljard kilogram CO2 bron: IAEA (2000)

  15. 3000-5000 Oppervlak benodigd voor 1000 MWe > 50 100-150 Landgebruik

  16. Splijtstofcyclus verrijken kerncentrale opwerken

  17. NRG URENCO RID COVRA KCB De Nederlandse nucleaire sector

  18. mining & milling conversion enrichment fuel fabrication construction & operation fuel/waste storage & transport construction & operation decommissioning enrichment Energiebalans (LCA) (1000 MWe PWR, 80% beschikbaarheid, 40 jaar) Verrijking met centrifuge: input / output = 1,7 % Verrijking met diffusie: input / output = 5,7 %

  19. Veiligheid (1): meerdere barrières om radioactief materiaal binnen te houden Splijtstof(tablet en bekleding) Primair systeem (staal) Veiligheidsomhulling (2x beton + staal)

  20. Veiligheid (2): kettingreactie altijd beheerst Alle kernreactoren (behalve Tsjernobyl) zijn zo ontworpen dat: • de kettingreactie vanzelf uitdooft • bij een hogere temperatuur • Dit betekent: • stabiel systeem (zelfregeling) • verlies van koelcapaciteit schakelt de reactor af • verlies van moderatie schakelt de reactor af

  21. reactorgebouw turbinegebouw reactorvat 4 veiligheidsgebouwen Kerncentrale (EPR)

  22. Productiekosten voor 2010 US 2003 cents/kWhe Source: OECD/IEA NEA 2005 US 2003 cents/kWh, discount rate 5%, 40 year lifetime, 85% load factor

  23. euro/MW without with Emission Trading Source: Lappeenranta University of Technology, 2003

  24. 0,1 ct/kWhe 0,1 ct/kWhe Opbouw kosten van nucleaire elektriciteitsproductie Alle kosten zijn verdisconteerd in de kWh-prijs

  25. andere actiniden splijtings- producten 6 kg 450 kg plutonium 130 kg uranium 13000 kg Radioactief afval: samenstelling gebruikte splijtstof minder dan 4% is echt afval Twee routes mogelijk:1) Niet opwerken:- ‘levensduur’ reststof 220.000 jaar2) Wel opwerken / snelle reactoren:- ‘levensduur’ afval 500-5.000 jaar - volume gereduceerd tot 4% - tot 100x beter grondstofgebruik Getallen: jaarproductie Borssele

  26. Source: US DOE U.S. DOE initiatives • Nuclear Power 2010 • Explore new sites • Develop business case • Develop Generation III+ technologies • Demonstrate new licensing process • Advanced Fuel Cycle Initiative • Recovery of energy value from SNF • Reduce the inventory of civilian Pu • Reduce the toxicity & heat of waste • More effective use of the repository • Generation IV • Better, safer, more economic nuclear • power plants with improvements in • safety & reliability • proliferation resistance & • physical protection • economic competitiveness • sustainability Nuclear Hydrogen Initiative Develop technologies for economic, commercial-scale generation of hydrogen

  27. Advanced Recycling Closed Fuel Cycle Direct Disposal Advanced Separations Technologies LWR/ALWR/HTGR Conventional Reprocessing PUREX Gen IV Fuel Fabrication Gen IV Fast Reactors Pu Uranium Spent Fuel MOX + ADS Transmuter? LWRs/ALWRs Repository U and Pu Actinides Fission Products Interim Storage Repository less U and Pu Actinides Fission Products Trace U and Pu Trace Actinides ! less Fission Products Current European/Japanese Fuel Cycle Advanced Recycling Closed Fuel Cycle Once Through Fuel Cycle AFCI Approach to Spent Fuel Management Spent Fuel From Commercial Plants Source: US DOE

  28. Generation I Early Prototype Reactors Generation II Generation III Generation IV • Shippingport • Dresden, Fermi I • Magnox Advanced LWRs • Highly Economical • Enhanced Safety • Minimal Waste • Proliferation Resistant Evolutionary Designs Offering Improved Economics • ABWR • System 80+ • AP600 • EPR • LWR-PWR, BWR • CANDU • VVER/RBMK Gen III Gen I Gen II Gen IV 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 Generaties van reactorconcepten

  29. Geavanceerde reactoren, Generatie III • betrouwbaar en veilig op basis van: • redundantie • separatie • diversificatie • kortere/minder pijpleidingen • grote watervolumes • ABWR (in bedrijf sinds 1995), System-80+,EPR, • BWR-90+, KNGR, CANDU, VVER-91, ...

  30. FinseEPR(1600 MWe) in aanbouw (Olkiluoto-3) Verder: EPR in Normandië, Frankrijk (2007-2012) Offerte uitgebracht voor 4 EPRs in China

  31. Geavanceerde, evolutionaire ontwerpen (Generatie III+) • met ‘passieve’ componenten: • natuurlijke-circulatie kernkoeling • zwaartekracht-gedreven noodkoeling • convectieve koeling van veiligheidsomhulsel • AP-600, AP-1000, ESBWR, SWR-1000, PBMR, GT-MHR, • APWR, EP-1000, AC-600, MS-600, V-407, V-392, JSBWR, • JSPWR, HSBWR, CANDU-6, CANDU-9, AHWR, ...

  32. gasturbine ‘Kogel’bedreactor (HTR) AVR (Duitsland, 1967-1988) – HTTR (Japan, 1999) – HTR10 (China, 2000) Helium als koelmiddel proceswarmte: waterstofproductie waterontzilting ...

  33. } gesloten splijtstofcyclus Het Generatie-IV Initiatief: sustainable nuclear energyArgentinië, Brazilië, Canada, Frankrijk, Japan, Zuid Afrika, Zuid Korea, Zwitserland, Groot-Brittannië, Verenigde Staten en de Europese Unie De 6 geselecteerde reactorconcepten: Waterstofproductie: • zeer hoge temperatuur gasgekoelde reactor Voortbordurend op lichtwaterreactoren: • superkritische watergekoelde reactor (thermisch/snel) Afvalreductie en efficiënt uraniumgebruik: • gasgekoelde snelle reactor • natriumgekoelde snelle reactor • loodgekoelde snelle reactor Zeer innovatief: • gesmolten zout reactor (epithermisch)

  34. VHTR: nucleaire e- en waterstofproductie Idaho 2015 ? e H2 VHTR H2O in, O2 en H2 uit

  35. PluspuntenMinpunten • grootschalig inzetbaar • geen CO2, geen luchtvervuiling • voorzieningszekerheid • economisch concurrerend • radioactief afval • grote investering • kernenergie past goed in een mix van opties voor • een duurzame energievoorziening • 2) duurzame kernenergie: opwerken gebruikte splijtstof • 3) duurzame kernenergie: snelle kweekreactoren ontwikkelen

  36. KIVI-symposium: Kernenergie, de principes voorbij 14 november 2006; 9:30 h – 17 h Aula Congrescentrum, TU Delft Lezing R.F.M. Lubbers, voorzitter Raad van Toezicht ECN Overzicht van moderne kerncentrales T.H.J.J van der Hagen, directeur van het Reactor Instituut Delft van de TU Delft Randvoorwaarden nieuwe kerncentrales H. van der Vlist, directeur generaal milieu, ministerie van VROM Wat zijn de voornaamste voorwaarden voor financiering van kerncentrales? A. Alting von Geusau, Global Sector Head Utilities, ING Kernenergie - keuzes voor overheid en bedrijfsleven P.G. Boerma, algemeen directeur Delta Nuclear Renaissance: The AREVA view Ruben Lazo, vice president Marketing and Sales Development, AREVA NP Plenaire discussie met diverse stellingen 17 h Afsluitende borrel

  37. Resumé - Radioactief afval • ‘Borssele’ genereert 1,3 m3 hoog-radioactief afval per jaar (verglaasd) • Hoeveelheid en levensduur van hoog-radioactief afval: • 450 kg per jaar  250 jaar • 6 kg per jaar ~5000 jaar •  opbergen in stabiele ondergrond

  38. Gebruikte splijtstof: slechts 3% is echt afval opwerken

  39. 10-2 wegtransport (RIVM, 2001) LPG tankstations (RIVM, 2001) 10-4 Schiphol (RIVM, 2005) kans per jaar 10-6 ALARA 10-8 Borssele (2005) 10-10 Groepsrisico’s