Kärnkraft 2.0 ingen utopi

Kärnkraften har fått en nytändning, inte minst efter klimattoppmötet COP26. En lång rad nya projekt diskuteras internationellt, med möjligheter bortom elproduktion. Detta är en längre artikel om kärnkraftens andra renässans. Energiforsk var först med att publicera den 2022-02-21

Efter att den renässans som förutsågs på slutet av 2000-talet aldrig materialiserades har kärnkraften under ett årtionde befunnit sig i stagnation. Utveckling och nybyggnation har letts framförallt av Ryssland och Kina och många kärnkraftsprojekt har pausats. Flera länder har infört eller genomfört policys som antingen direkt eller indirekt innebär en utfasning. I flera västländer har kärnkraften befunnit sig i en nedgående trend.

Stagnationen ser nu ut att ha brutits. Det arbete som har fortsatt på sparlåga i många länder verkar, tillsammans med omfattande insatser under de senaste åren, ge konkreta resultat. Ett flertal nya kärnkraftsländer samt nya och avancerade reaktorer kan förväntas under 2020-talet, inklusive flera små modulära reaktorer.

En ny trend både i Europa och världen

Den nedåtgående trenden ser nu ut att brytas efter att en lång rad länder har annonserat ambitiösa klimatplaner och energistrategier där kärnkraften har en tydlig roll. Länder som Frankrike, Finland, Storbritannien, Estland, Polen, Rumänien, Slovakien, Slovenien, Tjeckien, Nederländerna, Bulgarien, Ukraina, Turkiet, Kanada, Brasilien, Argentina, Indien, Ryssland, Vitryssland, Kina, Förenade Arabemiraten, Saudiarabien och Bangladesh antingen bygger ny kärnkraft eller har uttalade planer att göra det.

När Barakah 1 och Astravets 1 i Förenade Arabemiraten respektive Belarus anslöts till nätet under 2020 var det inte bara två länder som för första gången producerade el med kärnkraft, utan också två händelser som tydligt markerade startskottet för en ny trend. Med Belarus och Förenade Arabemiraten steg antalet länder med kärnkraft från 31 till 33 (inklusive Taiwan). Under 2020-talet kommer ett flertal till länder att följa, där Bangladesh och Turkiet ser ut att bli först ut. I USA har förbud mot att bygga ny kärnkraft tagits bort i två delstater och fler delstater ser ut att följa i deras fotspår.

Trots att vissa länder – främst Tyskland och Belgien, men även Spanien – har beslutat att fasa ut kärnkraften ser antalet länder som använder sig av kärnkraft ut att öka i världen under 2020- och 2030-talet. I Europa är det Estland och Polen som närmast ser ut att bygga kärnkraft för första gången. Inom EU använder idag 13 länder kärnkraft medan 14 stycken inte gör det (innan Brexit var det 14 länder av 28 som använde kärnkraft).

Belgien planerar att stänga sin kärnkraft senast 2025 och ersätta den med fossilgas och förnybart. Men problem med landets framtida försörjningstrygghet och det faktum att Belgien som enda land i EU ser ut att öka andelen fossila bränslen i elproduktionen till 2030 har utlöst stora protester. Spanien ska fasa ut kärnkraften till 2035, men även det beslutet är omgärdat av viss osäkerhet. Efter att Tyskland och Belgien vid slutet av 2022 respektive 2025 stänger sina sista reaktorer kommer endast 11 av 27 länder ha kärnkraft. Framåt 2030 ser det dock ut som att Estland och Polen tillkommer, vilket åter skulle göra att 13 av 27 länder använder kärnkraft. Ett antal andra länder i EU har också uttalat sig positiva till att bygga ny kärnkraft, bland annat Litauen.

Utvecklingen av små och avancerade reaktorer kommer att utgöra en viktig trend under 2020-talet. Ett flertal avancerade och små modulära reaktorer, som KLT-40S i Ryssland och HTR-PM i Kina, har redan tagits i drift och ett flertal företag har planer på en första reaktor innan eller omkring 2030.

En kärnkraftskonferens bortom elektricitet

En annan trend för kärnkraften under 2020-talet är nya användningsområden bortom elektricitet. Nyligen hölls Energiforsk årliga kärnkraftskonferens, med presentatörer från hela världen. Årets tema, Nuclear Beyond Electricity, fokuserade på kärnkraftens roll och möjligheter bortom elproduktion.

På konferensen diskuteras allt från affärsmöjligheter och användningsområden till föreskrifter, regelverk och teknik för vätgasproduktion och koldioxidinfångning. I en paneldiskussion med Martin Darelius från Vattenfall och Jesper Jarnhäll från SMR AB (där Uniper är delägare) var bägge deltagarna överens om kärnkraftens viktiga roll i kraftsystemet. Enligt Martin Darelius utesluter Vattenfall ingen fossilfri teknik och man undersöker möjligheter med SMR. Däremot konstaterades att dagens regler inte är anpassade för mindre reaktorer. Utan en regelförändring kommer det ta mycket lång tid att etablera små reaktorer i Sverige. Uniper och SMR AB arbetar för att utveckla blykylda SMR genom ett projekt tillsammans med KTH och Blykalla i Oskarshamn.

Presentatörer från USA, Kina och Ryssland presenterade flera konkreta projekt och framsteg som görs inom olika områden. Shannan Bragg-Sitton från Idaho National Lab presenterade de många projekt som bedrivs i USA för att integrera kärnkraft och förnybara kraftslag i komplexa energisystem.

Dmitri Tsivilev från Rosatom berättade hur kärnkraften i Ryssland har en viktig roll inom allt från isbrytare, produktion av radioisotoper för sjukvård, forskning och industri samt som en del i ett större energisystem. Särskilt SMR har en roll både på flytande plattformar och i avlägsna regioner där de kan producera el och värme för städer, gruvor och industri. Två presentatörer från Kina, Miao Czhengqiang och Danrong Song, presenterade projekt för att integrera kärnkraft och SMR i värmetillämpningar, främst inom fjärrvärme.

Värmetillämpningar är i sig inget nytt utan har använts i princip sedan kärnkraften först utvecklades. Ända sedan Calder Hall i Storbritannien, Ågesta i Sverige och Stade i Tyskland har kärnkraftverk producerat både el och värme för olika ändamål. Samtliga kärnkraftverk i Schweiz producerar förutom elektricitet även värme för fjärrvärme, industri och växthus.

Enligt IAEA har 71 av världens 457 reaktorer också använts för tillämpningar utöver elproduktion. För 55 av reaktorerna motsvarar värmeanvändningen mindre än två procent av den totala värmeenergin, ett relativt litet användningsområde än så länge.

Flera talare påpekade den stora roll som värme spelar i energianvändningen. Värme är det största användningsområdet för energi – mer än hälften av all energianvändning är värme. Därtill står värmeanvändningen för omkring 40 procent av världens utsläpp. Elektrifiering och sektorskoppling mellan olika områden, t.ex. genom vätgasproduktion, erbjuder möjligheter men också utmaningar. Eftersom kärnkraften kan producera stora mängder värme vid höga temperaturer, särskilt med avancerade reaktorer, skulle den kunna bidra till att lösa flera av dessa utmaningar. För vissa tillämpningar som kräver mycket energi vid höga temperaturer kan avancerad kärnkraft utgöra det enda realistiska, fossilfria alternativet. Att producera el, värme och vätgas skulle enligt talarna också bidra till diversifiering och minska riskerna i en omställning bort från dagens fossila bränslen.

Forskningsstöd och investeringsintresse i Sverige

I Sverige har Energimyndigheten precis godkänt stöd till två svenska forskningsprogram inom kärnkraft. Det första programmet, kallat ANItA (för Akademiskt-industriellt kärntekniskt initiativ för att uppnå en framtida hållbar energiförsörjning), tilldelades 25 miljoner kronor som del av Energimyndighetens satsning på olika kompetenscentrum inom hållbar energi. Totalt fick elva kompetenscentrum dela på 594 miljoner kronor.

Syftet med ANItA är att samla kompetens, utreda förutsättningarna samt lägga fram möjliga scenarier för små modulära reaktorer i Sverige. Den totala budgeten uppgår till drygt 80 miljoner kronor som förutom Energimyndigheten också finansieras av akademi och industri. Se även Kärnkraft i vår omvärld från 2021-09-08 för en intervju med Ane Håkansson, professor i tillämpad kärnteknik vid Uppsala universitet och huvudsökande samt initiativtagare bakom ANItA.

Det andra program som beviljats anslag från Energimyndigheten är projektet Solstice, där Swedish Modular Reactors AB ska bygga en elektriskt uppvärmd pilotanläggning. Anläggningen, kallad SEALER-E, byggs i skala 1:56 av den tänkta reaktorn. Den framtida reaktorn är en blykyld SMR med 55 MW elektrisk effekt, kallad SEALER-55. Projektet har beviljats drygt 99 miljoner kronor av Energimyndigheten. I projektet ingår Blykalla, KTH och Uniper.

År 2020 beslutade Stiftelsen för Strategisk Forskning att tilldela projektet, då kallat Sunrise, 50 miljoner kronor för att under perioden 2021 till 2026 utveckla design, materialteknologi och säkerhetsanalys för en avancerad blykyld reaktor. I det projektet medverkar, utöver ovanstående parter, även Luleå universitet och Uppsala universitet.

Ett flertal andra företag och parter har uttalat ett intresse för att investera i SMR och ny kärnkraft. Vattenfall deltar i ett projekt i Estland för att bygga SMR. I Sverige uttalade Markus Wallenberg ett intresse att investera i kärnkraft, men att det krävs långsiktiga förutsättningar.

Därtill finns andra aktörer som också är intresserade, men innan några planer kan bli verklighet krävs ett antal förändringar av svenska regelverk och lagar. Främst behöver begränsningen om antalet reaktorer och deras placering ändras. Idag är det förbjudet att bygga fler än 10 reaktorer och på andra platser än Forsmark, Ringhals och Oskarshamn. För att SMR ska bli aktuellt krävs även andra förändringar, bland annat att SSM:s föreskrifter anpassas samt att avgifterna för en ansökan justeras.

Privata och statliga satsningar på små och stora reaktorer i Polen

I Polen satsas det på både små och stora reaktorer, av privata såväl som statliga initiativ. Den polska regeringen har tidigare annonserat satsningar på storskalig kärnkraft, vindkraft och solkraft. Se även Kärnkraft i vår omvärld från 2020-12-18. Regeringen vill bygga sex reaktorer med mellan 6 och 9 GW kapacitet till 2045. Ryska och kinesiska reaktorer är uteslutna. Istället är det amerikanska Westinghouse med AP1000, Franska EdF med EPR2 och Sydkoreanska KEPCO med APR-1400 som konkurrerar om att vinna upphandlingen.

Polen har flera avtal med USA, bland annat med den amerikanska exportkreditbanken, EXIM.

Den statligt ägda kopparproducenten KGHM Polska Miedź S.A. (KGHM) har tecknat ett avtal med NuScale om att inleda byggnationen av små modulära reaktorer. Avtalet med NuScale är det första för SMR i Polen. Tanken är att reaktorerna ska producera el och värme för KGHM:s industriella processer. Avtalet bygger vidare på en tidigare överenskommelse som tecknades i september 2021 och det första kraftverket skulle enligt KGHM och NuScale kunna stå färdigt så tidigt som 2029.

NuScales reaktor är den första som säkrat ett licensieringsgodkännande av den amerikanska strålsäkerhetsmyndigheten NRC. Flera reaktorer monteras tillsammans vid ett kraftverk, kallat VOYGR.

VOYGR kan byggas med fyra, sex eller tolv reaktorer med vardera 77 MW elektrisk effekt för totalt 308 MW, 462 MW eller 924 MW. Ett NuScale-kraftverk motsvarar ungefär ett kolkraftverk i effekt och genom att placera det på samma plats kan det enligt Nuscale vara möjligt att återanvända delar av infrastrukturen. Enligt en rapport från NuScale är det möjligt att spara omkring 100 miljoner dollar genom att återanvända till exempel nätanslutning och kylkanaler.

Avtalet mellan NuScale och KGHM är det senaste i en rad samarbeten för ny kärnkraft i Polen. Tidigare har NuScale tecknat ett samarbetsavtal med Getka Group och Unimot för att undersöka möjligheten att ersätta kolkraftverk med små modulära reaktorer.

Synthos Green Energy, ett dotterbolag till kemiföretaget Synthos, och företaget ZE Pak samarbetar sedan tidigare med GE Hitachi och undersöker tillsammans möjligheten att bygga en liten kokvattenreaktor, BWRX-300, och andra små modulära reaktorer vid kolkraftverket Patnow som ligger ungefär 200 km väster om Warszawa.

I december 2021 tecknade det polska energibolaget PKN ORLEN och Synthos Green Energy ett avtal om att etablera ett gemensamt bolag för att kommersialisera mikroreaktorer och SMR i Polen, särskilt GE Hitachis BWRX-300. Det nya bolaget får namnet ORLEN Synthos Green Energy.

Under början av 2022 annonserade NuScale att de förväntar sig att lämna in en ansökan om kombinerad bygg- och driftlicens (COLA) för att bygga sitt första kärnkraftverk i Idaho, USA, år 2024. Projektet kallas Carbon Free Power Project, CFPP.

Storbritannien satsar på små och stora reaktorer

I Storbritannien har den brittiska regeringen precis lagt fram en ny finansieringsmodell för det nya kärnkraftverket Sizewell C. Den nya finansieringsmodellen, Regulated Asset Base (RAB), baseras på en liknande modell som redan tillämpas för annan infrastruktur, till exempel för kraftnät.

Kärnkraftverket ska, liksom Hinkley Point C, bestå av två stycken EPR med totalt 3 260 MW elektrisk effekt. I princip all ny kraftproduktion i Storbritannien byggs och finansieras med hjälp av statliga garantier, så kallade Contracts for Difference. Se även Kärnkraft i vår omvärld 2021-11-29.

Den uppskattade kostnaden för Sizewell C är 20 miljarder pund. Vid Sizewell C finns också initiativ både för koldioxidinfångning och vätgasproduktion som fått finansiering av den brittiska staten. Se även Kärnkraft i vår omvärld 2021-06-04.

Samtidigt har det tidigare samarbetet för att bygga AP1000-reaktorer vid Wylfa i Wales återupptagits. I samarbetet ingår framförallt Bechtel och Westinghouse.

Storbritannien har även genomfört en tävling för små avancerade (icke vattenkylda) reaktorer. De tre vinnarna, som i ett första steg fick dela på 40 miljoner pund för att vidareutveckla sin teknik, var Westinghouse, U-Battery och Tokamak Energy. Se även Kärnkraft i vår omvärld från 2020-12-18.

Utöver tävlingen har den brittiska regeringen annonserat ett program för att utveckla och demonstrera en gaskyld högtemperaturreaktor. Programmet kommer bestå av tre faser – A, B och C – där den första fasen täcker en förstudie av de olika koncepten. Fas A är tänkt att pågå i mellan sex och nio månader. I fas B går de vinnande koncepten vidare för en detaljerad studie av reaktorns utformning och kostnad. Fas C är ännu preliminär, men skulle enligt programmet inkludera platsspecifika studier, licensiering, miljötillstånd, byggtillstånd samt uppstart och drift av en demonstrationsreaktor. Fas C ska äga rum mellan 2025 och början av 2030-talet. Under våren 2022 kommer man genomföra en formell utlysning för att hitta ett antal olika koncept som får stöd i fas A.

Till sist stödjer den brittiska regeringen också Rolls-Royce utveckling av en mindre tryckvattenreaktor på omkring 470 MW elektrisk effekt. Efter att ha tagit in omkring 210 miljoner pund från privata investerare går den brittiska staten in med lika mycket till som del av regeringens 10-stegsplan för en grön industriell revolution. Totalt uppgår finansieringen i detta steg till över 450 miljoner pund. Bland finansiärerna finns Qatar Investment Authority (QIA), den qatariska statens investeringsfond, som gått in med ungefär 85 miljoner pund.

Slut på velandet i Frankrike

Efter mer än ett årtionde ser det till sist ut som att det är slut på velandet i Frankrikes energipolitik. President Emmanuel Macron har annonserat en satsning på sex stycken nya EPR2-reaktorer, samt en undersökning för åtta ytterligare reaktorer. Dessutom vill den franske presidenten omedelbart satsa 500 miljoner euro på EdFs utveckling av en SMR som ska byggas 2030 och kommersialiseras redan innan dess. Totalt ska kärnkraftskapaciteten utökas med omkring 25 GW till 2050. Se även Kärnkraft i vår omvärld 2021-06-04.

Förutom ny kärnkraft vill Macron att landet ska satsa på 100 GW solkraft samt totalt 80 GW vindkraft, med ungefär 40 GW landbaserad och 40 GW havsbaserad vindkraft.

Som del av satsningen ska Frankrike livstidsförlänga alla reaktorer där det är möjligt. Det är isåfall en stor nyhet eftersom det sannolikt innebär ett avsteg från Frankrikes tidigare uttalade mål att minska kärnkraftens andel av elproduktionen från dagens cirka 75 procent till 50 procent år 2035. Det var dock inte något som uttryckligen sades som del av de nya satsningarna.

Rumänien sluter avtal med USA och Kanada

Rumänien har tidigare slutit ett avtal med den amerikanska exportkreditbanken, Exim Bank, om 8 miljarder dollar i finansiering för att renovera en reaktor och bygga två nya reaktorer. Men eftersom avtalet träffades under tidigare president Trump har många ifrågasatt vilken vikt avtalet egentligen har när Biden tagit över presidentämbetet.

Efter avtalet med USA har Rumänien bekräftat att man lagt ned sina tidigare planer på ett avtal med Kina. Istället har rumänska Energonuclear tecknat ett avtal med kanadensiska Candu Energy för att återuppta bygget av Cernavodă 3 och 4. Arbetet med de två reaktorerna stoppades 1992, med bägge ungefär 15 procent färdigställda. Reaktorerna, två Candu 6-reaktorer, ska nu färdigställas och förväntas stå färdiga 2030. Det är samma typ av reaktorer som Cernavodă 1 och 2.

Under klimattoppmötet COP26 annonserade USA och Rumänien ett samarbete för att bygga små modulära reaktorer från tillverkaren NuScale i landet. Enligt parternas egna uppgifter kan den första reaktor under rätt förutsättningar stå färdig så tidigt som 2027/28.

USA satsar brett på ny infrastruktur

President Biden har annonserat mycket omfattande satsningar på ny infrastruktur genom ett investeringspaket kallat Infrastructure Investment and Jobs Act. Paketet omfattar hissnande 1,2 biljoner dollar som del av Bidens projekt Build Back Better-projekt. Av dessa ska över 62 miljarder dollar gå till det amerikanska energidepartementet, DOE.

USA dras med en växande infrastrukturskuld, med åldrande kraftnät samtidigt som en stor expansion behöver ske för att möjliggöra en utbyggnad av vind- och solkraft, samt den elektrifiering som krävs för att nå landets klimatmål.

Stora delar av investeringarna ska gå till kärnkraft. Bland annat har 6 miljarder dollar annonserats i finansiering till existerande kärnkraftverk för att de ska kunna fortsätta driften trots tuff konkurrens från framförallt billig fossilgas.

DOE har redan tidigare annonserat miljardbelopp för ny kärnkraftteknik. Framförallt genom det så kallade Advanced Reactor Demonstration Program (ARDP), där ungefär 3 miljarder dollar ska gå till att demonstrera två avancerade kärnkraftsreaktorer. Reaktorerna, den gaskylda högtemperaturreaktorn Xe-100 från X-Energy och en sodiumkyld natriumreaktor kallad Natrium från TerraPower, ska enligt utvecklingsprogrammet stå klara inom sex år.

Fem ytterligare reaktorer får också stöd för att utveckla en reaktor inom 10 till 14 år. Tre reaktorer får ett mindre stöd för att komma fram till potentiella demonstrationsanläggningar under mitten av 2030-talet.

USA har återupplivat ett låneprogram, Loan Program Office, under DOE som har möjlighet att låna ut 42 miljarder dollar till olika energiprojekt. Tidigare har programmet lånat ut omkring 20 miljarder dollar till olika energiprojekt, bland annat företagen Tesla, NRG Energy och solbolaget Solyndra. Låneprogrammet har nu mottagit 66 ansökningar på totalt 54 miljarder dollar, med ytterligare 40 ansökningar på gång. Ansökningar motsvarande knappt 12 miljarder dollar för olika projekt inom avancerad kärnkraft lämnats in och enligt programmets direktör, Jigar Shah, finns planer på tre till fyra avancerade små modulära reaktorer bland ansökningarna.

Tennessee Valley Authority, TVA, är ett federalt ägt energibolag som fungerar som en fristående myndighet. I praktiken sköter TVA infrastruktur- och naturfrågor, bland annat genom sina 29 kraftverksdammar som kontrollerar vattenflöden och motverkar översvämningar. TVA är ett av USA:s största energibolag med kolkraftverk, gaskraftverk, vattenkraft, kärnkraft samt vind- och solkraft i portföljen. Bolaget driver idag sju reaktorer och har precis annonserat en satsning på motsvarande knappt 2 miljarder kronor för att i detalj utreda förutsättningarna för att bygga en SMR vid Clinch River. I arbetet planerar man även att förbereda en licensansökan. Specifikt har TVA sagt att GE Hitachis BWRX-300 är huvudalternativet, men det är inte ett slutligt beslut utan ett preliminärt val baserat på olika parametrar. Vid Clinch River låg tidigare en bridreaktor som idag är avvecklad.

Efter en tid har protesterna mot förtida stängningar av reaktorer vuxit i USA. Den förtida stängningen av Indian Point i New York ledde till att koldioxidutsläppen ökat 15 procent. I New England och Pennsylvania är utvecklingen liknande, stängda reaktorer har lett till ökade utsläpp.

Men på senare tid har flera förtida stängningar stoppats. I Illinois stoppades stängningen av fyra reaktorer vid kärnkraftverken Dresden och Byron. De fyra reaktorerna står tillsammans för omkring en procent av världens totala kärnkraftskapacitet, eller omkring 0.1 procent av den globala elproduktionen. Nu pågår stora protestaktioner för att rädda reaktorerna vid Palisades kärnkraftverk i Michigan och Diablo Canyon i Kalifornien som båda hotas av förtida stängning.

Flera amerikanska stater som tidigare haft förbud mot kärnkraft ser ut att ändra sig. Alaska har öppnat upp för mikroreaktorer och den amerikanska militären vill bygga en mikroreaktor för att driva flygbasen Eielson. Idag drivs flygbasen med ett kolkraftverk som kräver konstanta bränsleleveranser. Det ger både dålig försörjningstrygghet och stora utsläpp. Den amerikanska militären ser framför sig att mikroreaktorer ska kunna användas för att driva olika militärbaser. En mycket stor del av militära transporter går åt för att transportera bränsle och vatten. Genom att eliminera transporterna kan en avsevärd mängd liv räddas samtidigt som man sparar pengar och släpper ut mindre växthusgaser.

Andra delstater som öppnar för ny kärnkraft är West Virginia och Indiana, som båda redan har röstat igenom förändringen. Den praktiska juridiska lagändringen är kortfattad och går ut på att stryka en eller ett par meningar som tidigare förbjudit ny kärnkraft. Illinois och ett flertal andra delstater för också diskussioner om att ta bort liknande förbud.

Kanada satsar på avancerade och konventionella reaktorer

I Kanada håller man på att modernisera existerande anläggningar samtidigt som en omfattande satsning på nya, avancerade reaktorer pågår. Den kanadensiska satsningen är en av de som kommit absolut längst, mycket tack vare det breda samarbetet mellan statliga, regionala och privata aktörer samt den kanadensiska strålsäkerhetsmyndighetens arbete. Hos den kanadensiska myndigheten finns idag mer än tio reaktorer i olika steg av licensieringsprocessen, varav de flesta i ett försteg till den formella licensieringsprocessen. Se även Kärnkraft i vår omvärld från 2021-02-03.

Flera kanadensiska provinser har visat stort intresse för små reaktorer. Bland annat har Ontario, New Brunswick, Saskatchewan och Alberta gått ihop i ett samarbete för att utveckla och bygga SMR. De mindre reaktorerna har också väckt intresse i mer avlägsna områden. First Nations, ett av Kanadas urfolk, har genom sitt energibolag gått ihop för att undersöka och stödja utvecklingen av små reaktorer eftersom man ser dessa som ett viktigt alternativ till dyra dieselgeneratorer.

Även i andra delar av Kanada går det framåt. Den första avancerade reaktorn förväntas producera el år 2026. Reaktorn, kallad micro-modular reactor (MMR), byggs genom ett samarbete mellan tillverkaren USNC och energibolaget Ontario Power Generation, OPG. Det gemensamma bolaget heter Global First Power, GFP.

OPG har även ett annat projekt igång där de planerar att bygga en första BWRX-300 från GE Hitachi vid sitt kärnkraftverk i Darlington. Enligt OPG och GE Hitachi ska den nya reaktorn kunna vara i drift redan 2028, om projektet löper som förväntat.

Den kanadensiska strålsäkerhetsmyndigheten, CNSC, har flera gånger påtalat vikten av myndighetens egen roll i utvecklingen. På konferensen World Nuclear Exhibition i december 2021 förtydligade Rumina Velshi, chef för CNSC samt chef för IAEA:s kommission för säkerhetsstandarder, återigen vikten av denna roll.

– Tillåt mig börja genom att berätta hur vi i Kanada försäkrar oss om att vi som tillsynsmyndighet inte utgör ett onödigt hinder för nya teknologier, som SMR eller avancerade reaktorer, och hur vi har utvecklat vår beredskap för att klara det. Ett av våra verktyg består av ett försteg till själva licensieringprocessen. Detta steg kallas Vendor Design Review process, VDR. Moltex, GE Hitachi och flera andra företag deltar i den här processen.

Hon fortsätter.

– VDR är ett sätt för oss som tillsynsmyndighet att identifiera problem och eventuella ”show stoppers”. Det ger också företaget en möjlighet att förstå hur regler och föreskrifter fungerar i Kanada, eftersom det skiljer lite. Det är helt enkelt ett sätt för oss att förstå varandra och en väldigt populär och effektiv process.

Det kanadensiska regelverket är inte preskriptivt, utan istället mer prestations- och riskbaserat. Det gör att den som vill licensiera en reaktor måste kunna visa hur man uppnår uppsatta mål, till exempel vad gäller risker och utsläpp vid en eventuell olycka.

– Det här tillåter för större uppfinningsrikedom och flexibilitet. Vi har också sett till att regelverket är teknikneutralt och riskbaserat, med stegvisa krav så att risker och krav ska matcha varandra.

Kanada har ingått flera avtal för att harmonisera regelverk och för att samverka med andra länder. Rumina Velshi förklarar samarbetet.

– År 2019 skrev vi ett samarbetsavtal med vår motpart i USA, NRC, där vi kom överens om att gemensamt granska nya reaktorer och kanske göra gemensamma bedömningar för att se hur det fungerar. Samarbetet har fungerat extremt väl!

– Ett år senare, 2020, ingick vi ett liknande samarbetsavtal med den brittiska tillsynsmyndigheten, ONR, där vi kom överens om att göra gemensamma bedömningar. Nu ser vi tillsammans på hur vi kan göra samarbeten ihop mellan alla tre länder. Vi vill börja småskaligt med tre likasinnade länder och tre likasinnade tillsynsmyndigheter. Vårt slutliga mål är att få till stånd standardiserade designer för SMR som är kostnadseffektiva och som kan byggas säkert. För att uppnå det måste utformningen av reaktorer och regelverk standardiseras. För denna standardisering krävs harmonisering, men inte bara av regelverk utan också av industrins standarder, av licensieringkrav och av själva licensieringsprocessen. Vår vision är en certifiering av reaktorer. Om tre, eller kanske fler, tillsynsmyndigheter med gott anseende godkänner en reaktor hoppas vi att det kan möjliggöra för andra att också godkänna den.

Rumina Velshina avslutar med att påtala att det krävs samarbete och samsyn för att lösa utmaningarna.

– Det här är inte bara ett problem för oss som myndighet. Vi tre har tagit ett stort steg nu. Men här krävs också att beslutsfattare, industri och regeringar ser till att rätt förutsättningar finns för att lyckas. Det handlar inte bara om standardisering, inte bara om harmonisering. Jag tror det krävs en översyn av internationella regelverk och hur tillsynen av reaktorer fungerar. Idag har vi ungefär 440 reaktorer i ungefär 40 länder. Det kommer krävas en förändring för en väl fungerande tillsyn av hundratals eller potentiellt tusentals reaktorer många fler olika länder. Vilken tillsyn behövs? Vilket tekniskt stöd behövs? Vilka handelsavtal och internationella överenskommelser behövs?

Nya och avancerade reaktorer i Ryssland

Ryssland har sedan 2019 två små modulära reaktorer i drift ombord det flytande kraftverket Akademik Lomonosov. Sedan sommaren 2020 förser reaktorerna hamnstaden Pevek med både el och värme. Se även Kärnkraft i vår omvärld från 2020-03-25.

Reaktorerna ombord Akademik Lomonosov är av typen KLT-40S, en tryckvattenreaktor baserad på de reaktorer som finns i Rysslands isbrytare. Baserat på KLT-40S har man utvecklat två nya SMR, RITM-200 och RITM-400. Bägge är tryckvattenreaktorer med 55 MW respektive 120 MW elektrisk effekt.

Hittills har sex stycken RITM-200 tillverkats, varav fyra stycken är tagna i drift ombord isbrytarna Arktika och Sibir och två stycken ombord isbrytaren Ural som håller på att färdigställas. Ytterligare två stycken RITM-200 håller på att tillverkas för isbrytaren Yakutia.

Därtill har Rosatom fler beställningar och tillverkningen av fyra moderniserade flytande kärnkraftverk har påbörjats. Istället för KLT-40S används den modernare RITM-200 och totalt 8 stycken reaktorer ska tillverkas. Två av de flytande kärnkraftverken är ämnade för guld- och koppargruvan Baimskaya.

Ett flertal RITM-200 har dessutom beställts för olika landbaserade projekt i Ryssland. Utöver de flytande kärnkraftverken till Baimskaya har man annonserat att en guldgruva i Ust-Kuyga i Jakutien ska drivas med kärnenergi. Reaktorn ska enligt planerna stå klar 2027 med kommersiell drift 2028. Från det första preliminära avtalet år 2020 till kommersiell drift tar hela processen knappt åtta år. Byggtillstånd förväntas år 2024 och själva bygget i sig tar tre till fyra år. Området ligger dock mycket otillgängligt till och saknar i princip fullständigt infrastruktur idag.

Rosatom håller också på att tillverka den första reaktorn av den större versionen, RITM-400, med 120 MW elektrisk effekt. Sex stycken RITM-400 ska tillverkas för tre isbrytare i den nya Lider-klassen, eller Projekt 10510 som den också kallas. Lider är ryska för ledare. Kölsträckningen för det första fartyget ägde rum den sjätte juli 2020 och fartyget får namnet Rossija, Ryssland. Isbrytarna i den ny klassen är betydligt större än de senaste isbrytarna med RITM-200-reaktorerna. Skillnaden är att de mindre isbrytarna i projekt 22220 är byggda för att kunna bryta is i trånga och grunda områden som floder medan den nya Lider-klassen är byggda för att kunna bryta breda isrännor för större fraktfartyg. Fartygen i Lider-klassen är 209 meter långa och ungefär lika breda, knappt 50 meter, som de nya Yamalmax-fartygen som används för att frakta LNG. De tidigare isbrytarna i projekt 22220 är 30 meter breda.

De två RITM-400-reaktorerna ombord ska driva fyra turbiner på vardera 35 MW som driver fyra elektriska motorer på vardera 30 MW.  Med totalt 120 MW framdrivning kan isbrytarna hålla en hastighet på 22 knop i öppet vatten och kan bryta 4,3 meter tjock is i två knop, eller två meter tjock is i 11 knop. Rossija förväntas vara färdig år 2027.

Utöver SMR i form av lättvattenreaktorer bygger Ryssland också två snabbreaktorer, en sodiumkyld och en blykyld. MBIR är en sodiumkyld forskningsreaktor med 150 MW termisk effekt som ska kunna drivas i 50 år framåt. Den ska ersätta tidigare BOR-60 för att fortsatt kunna bedriva tester och forskning på material och bränslen för avancerade reaktorer. MBIR ska stå färdig 2027 och tas i drift 2028.

Den blykylda reaktorn, kallad BREST-300, kan anses vara den första fjärde generationens reaktor, Gen IV. Reaktor använder avancerat nitridbränsle med uran och plutonium och kan använda använt bränsle. Den är en del av Rosatoms Proryv-projekt (”breakthrough” på engelska eller ”genombrott” på svenska) som går ut på att utveckla en sluten bränslecykel. Reaktorn ska stå färdig 2026.

Flera andra länder är intresserade

I ett flertal andra länder pågår projekt för att utveckla eller bygga ny kärnkraft. Till dessa hör bland annat Estland, som idag inte har någon kärnkraft, och Finland, som både vill bygga ny kärnkraft och som utvecklar nya reaktorer som enbart producerar värme till fjärrvärmenät.

Andra länder som Bulgarien, Tjeckien och Argentina jobbar för att få till stånd, utveckla och bygga nya reaktorer.

Finansiering föder framsteg för fusionkraft

Fusion är ett annat område som sett ett oerhört stort intresse under senare tid. Flera fusionsprojekt pågår sedan en tid i Ryssland, Kina, Tyskland, Storbritannien, Frankrike och USA. Flera större framsteg har också gjorts, bland annat vid JET-anläggningen i Storbritannien.

Det finns också ett tiotal start-ups inom fusionsenergi, med ett oerhört stort intresse från investerare. Det handlar totalt om tiotals miljarder och sedan november 2021 har mer privata pengar investerats i fusionsenergi än vad som tidigare investerats historiskt fram till november 2021. Flera företag ska nu bygga nya anläggningar för att demonstrera sin teknologi. Ingen har dock producerat lika mycket energi som går åt för att driva fusionsprocessen. För att producera elektricitet krävs att man producerar många gånger mer energi än vad processen drar och flera fusionsprojekt har idag inget sätt att konvertera värmen från fusionsprocessen till elektricitet.

En ny renässans är på gång

Även om flera tekniker i sig inte är nya – värmetillämpningar och flera typer av avancerade reaktorer har existerat i många decennier – står kärnkraften inför en andra renässans. Den nya utvecklingen stöds av många årtionden av erfarenhet, kraftfulla beräkningsverktyg och modeller samt ett brett samarbete både nationellt och internationellt.

Redan på 1950-talet var insikten om klimatförändringarna en drivande faktor för att utveckla kärnkraften. Under de senaste åren och kanske särskilt i samband med COP26 har nya insikter om klimatförändringarnas allvar drivit flera länder till att anta nya energistrategier, med en tydlig roll för kärnkraften. Om dessa länder klarar att leverera enligt sina ambitioner under 2020-talet kommer flera nya länder producera kärnkraft för första gången och flera reaktorer och nya reaktortyper byggas. Det skulle utgöra ett viktigt tillskott för att fasa ut fossila bränslen, både i kraftproduktionen och i andra tillämpningar bortom elektrictet.