TUUMAENERGIA TOOTMINE JA RADIOAKTIIVSETE JÄÄTMETE KÄITLEMINE

Andres TroppEesti Energia

LINNADE JA VALDADE PÄEVLINNADE JA VALDADE PÄEV18. veebruar 200918. veebruar 2009

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Ees

ti E

nerg

ia

DE

I

Dra

x

RW

E

ED

P

Ene

rgi E

2

Edi

son

End

esa

CE

Z

Uni

on F

enos

a

Ene

l

Sco

ttish

& S

outh

ern

E.O

N

Ess

ent

Els

am

Vatte

nfal

l

Ele

ctra

bel

Iber

drol

a

Verb

und

PV

O

Brit

ish

Ene

rgy

ED

F

Fortu

m

Sta

tkra

ft

EE elektritootmise portfelli CO2 intensiivsus võrreldes mõningate teiste Euroopa elektritootjatega

kg/MWh

Eesti elektrimajanduse väljakutsed

- Eesti elektritootmise pikaajalise majandusliku jätkusuutlikkuse tagamine

- Keskkonnasõbralikumate (eelkõige CO2 kontekstis) tehnoloogiate juurutamine

- Tootmisportfelli mitmekesistamine riskide hajutamise eesmärgil

- Riigi energiajulgeoleku tagamine

Erinevate elektritootmise tehnoloogiate võrreldavad kulud Soome näitel

Tuumkütuse tooraine hinna dünaamika

NB! 85% U ostu-müügi tehingutest ei tehta börsil vaid läbi müüja ja ostjaotsekontaktide. Lepingud on pikaajalised (tavaliselt 3-5 a.). Lühiajalised hinnakõikumised operaatoreid seetõttu eriti ei mõjuta.

Elektrihinna sõltuvus kütuse hinnast

Uraani teadaolevad varud ja nende kaevandamine maailmas

IAEA, Uranium 2007: Resources, Production and Demand ("Red Book").

  Tonnes U percentage of world

Australia 1,243,000 23%

Kazakhstan 817,000 15%

Russia 546,000 10%

South Africa 435,000 8%

Canada 423,000 8%

USA 342,000 6%

Brazil 278,000 5%

Namibia 275,000 5%

Niger 274,000 5%

Ukraine 200,000 4%

Jordan 112,000 2%

Uzbekistan 111,000 2%

India 73,000 1%

China 68,000 1%

other 210,000 4%

World total 5,469,000  

*Aastane tarbimine ca. 65 000 tonni

Eesti ja tuumaenergia?

Majanduslikud stiimulid:

- tuumaenergia on CO2 emissiooni vaba

- Venemaa ei ole ühinenud ega kavatse ühineda EL CO2 kvoodikaubandusega,milline saab olema EL’i vastus sellele???

- Põhjamaad sõltuvad olulisel määralhüdro- ja tuumaenergiast

- uued põlevkiviplokid on antud asjaolusidarvesse võttes riskantne investeering

- sisuliselt on ainsaks CO2-vabaksalternatiiviks tuumaenergia kõrval riigi pooltsubsideeritud taastuvenergia, kuid see on(veel) kallim ühiskonna jaoks

- tuumakütuse hinna ja elektrihinnavaheline sõltuvus on üsna madal

Kui suur võiks olla Eesti tuumajaam?- Esmased uuringud näitavad, et 10 aasta pärast on võimalik ühendadaEesti elektrivõrgustikku maksimaalselt 1000 MW reaktor. Selle stabiilse töötagamiseks tuleks ehitada valmis Estlink 2.

- Optimaalne oleks keskmise suurusega (ca. 700 MW) jaama ehitamine, millestabiilse koormamise saaks tagada Eesti enda vajaduste rahuldamise arvel.

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500H

MW

2007

2025

800 MW

Koormuskestuse kõver 2007 aastal ja prognoos 2025 aasta kohta

Etapiviisiline võimsuste lisamine võimaldab kapitalikulusid ja riske vähendada

LR Construction

-4000

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

0 3 6 9 12 15 18 21 24Years From Start of Construction

Rev

enue

(US$

mill

ion)

1 x 1340 MWe

SMR Construction

SMR1 SMR2

4 x 335 MWe

SMR3 SMR4

Max Cash Outlay = $2.7B

Max Cash Outlay = $0.7B

Allikas: Westinghouse Electric

- Optimaalset lahendust toetavaiduue põlvkonna (3+ põlvkond)reaktoreid praegu turul saadaval eiole. Samas mõned sellised on praegulitsentseerimise-eelses faasis.

- IRIS - maailmas enim tuntudsurveveereaktori tehnoloogiaesindaja. Arendust juhibWestinghouse Electric (USA).

- Võimsus: 335 MWe

- Planeeritav ehitusaeg: 3 aastat

- Koostootmise võimalus

Tehnoloogilised aspektid

Radioaktiivsete jäätmete klassifikatsioon ja nende tavapärased mahud

- Madala radioaktiivsusega jäätmed (tööriided, tööriistad, filtrid,radioaktiivselt saastatud puhastusvesi, primaartsirkulatsiooni torustikusttulenev vesi jms.).

- Keskmise radioaktiivsusega jäätmed (keemiliselt saastatud mudaprimaartsirkulatsiooni torustikust, tuumajaama dekomissioneerimisegakaasnevad saastatud materjalid ja seadmed).1000 MW reaktor tekitab aastas ca. 250 m3 madala ja keskmiseradioaktiivsusega jäätmeid, mille mahtu on töötlemise teel võimalikkordades vähendada

- Kõrge radioaktiivsusega jäätmed (kasutatud tuumakütus).1000 MW reaktor tekitab aastas ca. 20 m3 kõrge radioaktiivsusegajäätmeid. Kui kasutatud tuumkütus taaskasutamise eesmärgil ümbertöödelda väheneb jäätmete maht ca 3 m3 aastas.

Radioaktiivsete jäätmete käitlemine

- Jäätmete teke tuumaenergeetikas on möödapääsmatu, kuid nendemahtu on olemasolevate tehnoloogiate oskusliku kasutamise korralvõimalik kordades vähendada. Seega on vajalik efektiivse, jäätmetemahtude vähendamisele suunatud strateegia väljatöötamine

- Kõrge radioaktiivsusega jäätmete osas sõltub palju sellest, millisttuumkütuse tsükli varianti eelistatakse (suletud või avatud tsükkel)

- Arvestades tuumaenergeetika populaarsuse kasvu ei saa avatud tsüklisarnane tuumkütuse materjali raiskamine lõpmatult jätkuda, sest uraaninõudluse kasv tingib uraani hinna tõusu maailmaturul

http://www.spiegel.de/international/spiegel/0,1518,460011,00.html

Tuumaenergeetika “uuestisünd” arvudes

Tuumkütuse avatud vs. suletud tsükkel läbi aegade

1960-1980 → kasutatud tuumkütuse ümbertöötlemisest saadud uraani ja plutooniumi väärtus ületas ümbertöötlemise kulusid, mistõttu oli ümbertöötlemine kasumlik

1980-2010 → kasutatud tuumkütuse ümbertöötlemisest saadud uraani ja plutooniumi väärtus jäi alla ümbertöötlemise kuludele. Ümbertöötlemise eesmärgiks oli jäätmete mahu vähendamine

2010-2040 → prognoos: 1980-2010 trend murdub. Kasutatud tuumkütuse ümbertöötlemisest saadava uraani ja plutooniumi väärtus hakkab ületama ümbertöötlemise kulusid

2040 → prognoos: kasutatud tuumkütuse ümbertöötlemisest saadava uraani ja plutooniumi väärtus ületab ümbertöötlemise kulusid. Tänased kasutatud tuumkütuse varud (kõrge radioaktiivsusega jäätmed) muutuvad väärtuslikuks tooraineks.

Eesti võimalik radioaktiivsete jäätmete käitlemise strateegia

- tuumajaama käikuandmisel peab jaam olema varustatud madala ja keskmise radioaktiivsusega vedelatest jäätmetest radionukliidide eraldamise seadmetega

- ca. 5-15 aastat peale tuumajaama käiku andmist tuleks ehitada madala ja keskmise radioaktiivsusega jäätmete tahkestamise ja konserveerimise seade

- ca. 25-35 aastat peale tuumajaama käikuandmist tuleks tuumajaama territooriumile ehitada madala ja keskmise radioaktiivsusega jäätmete hoidla. Soovitavalt maa-alla (ca. 50-100 m), võimalik ka maapeale.

- kasutatud tuumkütus tuleks esmalt panna ca 20 aastaks vahehoidlasse jahtuma. Siis tuleks lähtudes tuumkütuse turu olukorrast:

-- saata kasutatud tuumkütus ümbertöötlemisele või;-- tagastada/müüa kasutatud tuumkütus kütuse tarnijale/tootjatele- juhul, kui kasutatud kütust tagastada/müüa ei õnnestu tuleks ca. 40-50

aastat peale tuumajaama käikuandmist ehitada kasutatud tuumkütuse ja/või selle töötlemise jääkide tarbeks tugeva aluskorra kivimitesse (ca 400 m sügavusse) nende alaliseks hoiustamiseks hoidla. Kasutatud tuumkütuse ümbertöötlemise korral oleks jäätmete maht oluliselt väiksem ja hoidla rajamise kulud samuti väiksemad. Soovitav on hoidla rajada tuumajaama territooriumile madala ja keskmise radioaktiivsusega jäätmete hoidla edasiarendusena.

- peale tuumajaama sulgemist (ca. 60 aastat peale käikuandmist) tuleks madala ja keskmise radioaktiivsusega jäätmete hoidlat laiendada tuumajaama lammutamisel tekkivate radioaktiivsete jäätmete ladustamise jaoks.

NB! Hinnanguliselt moodustab radioaktiivsete jäätmete käitlemise ja tuumajaama dekomissioneerimise kulu ca 15% elektri hinnast

Tugevused- Võimaldab toota elektrienergiat pika aja vältel stabiilse, ettearvatava ja konkurentsivõimelise hinnaga- Tuumaelektrijaamas elektrienergia tootmine on CO2 emissiooni vaba

Nõrkused- Oskusteave ja seadusandlustuumaenergeetika valdkonnas on tänasel päeval Eestis väga piiratud- Suur investeeringu maht

Võimalused- Võimalus vabaneda Euroopa ühe suurima saastaja (CO2 kontekstis) mainest- Suhteliselt vähene sõltuvus energiakandjate hinnatõusust maailmaturul

Ohud-Tegemist suure tootmisüksusega, mille väljalangemine võib oluliselt mõjutada Eesti elektrivarustust- EL’i kliima ja energiapoliitika jätkusuutlikkus (CO2 kvoodikaubanduse püsivus)

Tuumaelektrijaama SWOT