Efter en annorlunda start på decenniet ser både kärnkraft och kärnteknik ut att växa inom flera olika segment. Trots utmaningarna har två nya kärnkraftsländer tillkommit. Blir 2020-talet en ny chans till renässans för kärnkraften?

År 2020 var utmanande på många sätt. Så även för kärnkraften, där omfattande projekt som nybyggnationer och större revisionsarbeten stod inför helt nya utmaningar. Den globala kärnkraftsproduktionen verkar nu minska för första gången, efter att ha ökat successivt sju år i rad.

Produktionen för 2019 uppgick till 2 657 TWh, precis under rekordet på 2 661 TWh från 2006. Preliminära siffror för 2020 visar dock att produktionen ser ut att ha minskat något. Minskningen är blygsam, mellan en till tre procent, och dessutom mindre än den totala minskningen i elkonsumtion under året. Andelen kärnkraft i världens totala elproduktion ökade därför något. Kärnkraftsproduktionen för 2021 ser däremot ut att återigen öka tack vare nya reaktorer och flera återstartade reaktorer i Japan. Det tar ett antal månader för nya reaktorer innan de övergår till fullskalig kommersiell drift och de har dessutom normalt något lägre kapacitetsfaktor under den första tiden.

Samtidigt stängs en del reaktorer och det kanske dröjer till 2022 eller ännu längre för ett nytt produktionsrekord. En del större underhållsåtgärder, bland annat fortsatta 40-års-revisioner i den franska kärnkraftsflottan, kan också påverka den totala produktionen.

Trots utmaningarna under 2020 tillkom två nya kärnkraftsnationer – Förenade Arabemiraten och Belarus. Eftersom länderna har en mycket fossiltung kraft- och energiförsörjning kommer de nya reaktorerna göra stora skillnad för att minska utsläppen av hälso-, miljö- och klimatskadliga partiklar och växthusgaser. Totalt anslöts fem nya reaktorer, motsvarande drygt 5,5 GW elektrisk effekt, till nätet under året som gick.

I Sverige infördes nya system för oberoende härdkylning, OBH, under 2020. OBH-systemen, tillsammans med utökade beredskapszoner och andra åtgärdsprogram, är del av de ständiga förbättringar som görs inom säkerheten på kärnkraftverken.

Efter regn kommer solsken
Inledningen till trots ser 2020-talet ut att bli ett årtionde av stark tillväxt inom i princip alla segment inom kärnkraft och kärnteknik. Flera nya länder, t.ex. Bangladesh och Turkiet, kommer för första gången använda kärnenergi under 2020-talet. Men i ett antal länder, bland annat Tyskland, Belgien, Schweiz och Spanien, finns politiska beslut att fasa ut kärnkraft.

Uppskattningsvis 12 GW ny kärnkraft kommer enligt befintliga planer att starta upp eller anslutas till nät under 2021. Först ut var Kakrapar 3 i Indien som redan anslutits till kraftnätet under början av januari. Reaktorn, som är Indiens första inhemska och kommersiella, uppnådde kriticitet i juli förra året. Reaktorn är en trycksatt tungvattenreaktor (eller IPHWR-700, för Indian Pressurised Heavy Water Reactor) med 700 MW elektrisk effekt.

Även en del helt nya reaktormodeller har planerad första kriticitet under 2021. Till de mer exotiska reaktorerna hör HTR-PM, en gaskyld högtemperaturreaktor i Kina, och Kalpakkam PFBR (för Prototyp Fast Breeder Reactor), en snabb bridreaktor i Indien.

Ett stort antal länder i Europa är också intresserade av ny kärnkraft och befinner sig i olika stadier av planering eller byggnation. Hit räknas länder som Storbritannien, Finland, Frankrike och Estland samt länder i Östeuropa som Polen, Rumänien, Bulgarien, Ukraina, Ungern och Tjeckien.

Tillväxt på alla fronter
Förutom nybyggnation och avveckling (både av politiska och naturligt åldersrelaterade skäl) finns flera andra områden som växer. Ett sådant område är radionuklider och acceleratorer för medicinska och industriella tillämpningar. Både reaktorer och acceleratorer kan användas för att framställa radionuklider, som därefter används för olika diagnostiska, medicinska eller industriella tillämpningar. Både radionuklider och acceleratorer kan även användas direkt för t.ex. olika medicinska behandlingar. Ett problem under senare år har varit bristen på radionuklider, som ofta kräver produktion och leverans ”just-in-time” till följd av korta halveringstider. Flertalet acceleratorer och forskningsreaktorer byggs nu för att komma till rätta med bristsituationen och säkra tillgången till dessa viktiga radionuklider.

Radionuklider kan också produceras vid konventionella, storskaliga reaktorer för kraftproduktion och ett antal projekt pågår för att utöka produktionen, till exempel i Ryssland och Kanada. Se Kärnkraft i vår omvärld 2020-08-21.

Även avveckling av permanent stängda reaktorer och slutförvar av använt kärnbränsle är segment som växer. Av förklarliga skäl stängs en del reaktorer av tekniska och ekonomiska orsaker, samtidigt som nedstängningarna i vissa länder påskyndas eller drivs av politiska beslut. Flera framsteg görs inom hållbar avveckling av kärnkraftsanläggningar för att minska stråldoser, avfallsvolymer och kostnader.

Både Finland och Sverige är nära att ha lösningar för använt kärnbränsle i drift, även om tillståndsprocessen skiljer något mellan länderna. Medan Finland redan har börjat bygga slutförvaret under processen ligger frågan på regeringens bord i Sverige, se även Kärnkraft i vår omvärld 2020-02-11. Flera andra länder i Europa, bland annat Tyskland, Frankrike, Storbritannien, Italien och Tjeckien arbetar aktivt för att hitta en lämplig plats för ett nationellt slutförvar.

Små modulära reaktorer
Bland reaktorer för nybyggnation hör små modulära reaktorer, SMR, till den hetaste nya tekniken. Ett antal länder, bland annat Argentina, Storbritannien, Kanada, USA och Ryssland har alla företag med SMR i olika stadier av färdigställande. Ryssland har byggt ett tiotal små modulära reaktorer för sina isbrytare, se även Kärnkraft i vår omvärld 2020-03-25. Den första av den senaste generationen av de ryska småreaktorerna, RITM-200, uppnådde kriticitet i november 2019 och i november 2020 tillverkades den sjunde reaktorn av samma typ. Förutom för isbrytare har det statliga bolaget Rosatom skrivit under ett avtal med den ryska regionen Sacha (tidigare Jakutien) för bygga reaktorer i gruvbosättningen Ust-Kuyga vid floden Yana. Kostnadsuppskattningar i ryska texter för en första reaktor ligger runt 2,5 miljarder kronor. Det är inte klart om detta endast är interna kostnader och i så fall hur relevanta kostnaderna är för export av RITM-200.

I Argentina håller landets första SMR, Carem-25, på att färdigställas. Liksom den amerikanska NuScale-reaktorn är det en integrerad tryckvattenreaktor. Begreppet integrerad avser att härden och primärsystemet med ånggenerator är inrymda i samma tryckkärl. Den första Carem-25 skulle ursprungligen stå klar 2018 men försenades. Under 2019 försenades bygget ytterligare och avstannade nästan fullständigt till följd av problem med betalningar. Under slutet av 2019 och 2020 återupptogs dock arbetet och i november 2020 nåddes en milstolpe när inneslutningens tätplåtar monterades. Uppstart och nätanslutning av reaktorn är nu planerad runt 2023/2024.

SMR även i Norden
Utveckling och arbete med SMR pågår även i Norden. I Estland arbetar energibolaget Fermi Energia för att bygga SMR under 2020-talet. Bolaget har undertecknat en rad samarbetsavtal med bland annat svenska Vattenfall och finska Fortum. Båda dessa samarbeten har dessutom nyligen utökats.

I Finland pågår också ett arbete med SMR där myndigheter, företag och akademi ingår. Finska strålskyddsmyndigheten, STUK, har släppt en förstudie kring licensiering av SMR och den finska regeringen har utlysningar för studier av ett antal frågor kring etableringen av SMR i Finland. Dessutom finns ett antal samarbeten mellan näringsliv och universitet, bland annat EcoSMR och ELSMOR.

EcoSMR syftar till att bygga upp ett ekosystem av aktörer för att tillsammans lösa utmaningar inom allt från licensiering och tillsynsfrågor till olika affärsmodeller. Projektet kommer att pågå under ungefär två år.

ELSMOR (som står för ”towards European Licensing of Small MOdular Reactors”) är ett EU-projekt för att etablera metoder och verktyg för att kunna utvärdera och verifiera säkerheten hos vattenkylda SMR i Europa.

Spännande årtionde att vänta
Vid Energiforsks årliga kärnkraftsseminarium, som i år blev digitalt, presenterades en rad spännande utvecklingar från runt om i världen. Årets webbinar fokuserade på SMR och de möjliga ekonomiska och tekniska fördelarna. Inom de närmaste fem till tio åren kommer ett antal stora milstolpar nås. Bland annat elektricitet från SMR i Kina när landets första gaskylda högtemperaturreaktor startar 2022, fjärrvärme från SMR 2024 och avancerade SMR i Kanada 2026.

I Storbritannien kommer tillsynsmyndigheten under 2021 öppna upp för licensieringsansökningar från tillverkare av små reaktorer. Helt säkert kommer framsteg även göras i USA där flera små reaktorer just nu håller på att licensieras. Det ser onekligen ut som en renässans för kärnkraften.

Denna artikel kommer från Energiforsk