De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 1 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Kernenergie in feiten en cijfers Tim van der Hagen.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 1 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Kernenergie in feiten en cijfers Tim van der Hagen."— Transcript van de presentatie:

1 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 1 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Kernenergie in feiten en cijfers Tim van der Hagen Technische Universiteit Delft

2 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 2 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Toename energiegebruik / afname fossiele brandstoffen Het probleem Energiegebruik per hoofd van de bevolking Tonnen olie equivalent Noord- Amerika Europa Voorm. Sovjetunie Rest v/d wereld Wereld Jaar

3 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 3 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Het probleem Ontwikkeling elektriciteitsverbruik Nederland: verzesvoudigd in 40 jaar bron: CBS Jaar TWh

4 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 4 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Afhankelijkheid Het probleem Proved oil reserves at end 2005

5 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 5 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 The last 160,000 years (from ice cores) and the next 100 years Time (thousands of years) Now – CO 2 in 2100 (with business as usual) Double pre-industrial CO 2 Lowest possible CO 2 stabilisation level by 2100 CO 2 now Temperature difference from now °C CO 2 concentration (ppmv) Bron: IPCC Het probleem CO 2 -concentratie

6 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 6 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Temperatuurvariaties van het aardoppervlak van het jaar 1000 tot 2100 Bron: IPCC Het probleem broeikaseffect ?

7 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 7 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Elektriciteitsproductie EU kernenergieoliegaswaterkrachtwind en zonkolenbiomassa Kernenergie nu 204 kernreactoren in Europa kernenergie is de belangrijkste e-bron in Europa

8 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 8 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Kerncentrales Kernenergie nu Totaal 443 centrales  MWe

9 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 9 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Status januari 2006 Kernenergie straks Azië West- Oost- N.- en Z.- Afrika Europa Europa Amerika gepland (154) in aanbouw (24) in bedrijf (443)

10 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 10 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Splijting van 1 gram uranium levert evenveel energie als het verbranden van 2500 liter benzine of 3000 kilogram kolen radioactief Kernsplijting Wereldgebruik: ton natuurlijk uranium per jaar (16% van de e-productie) ton olie per dag

11 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 11 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 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 m 3 afval per jaar afval straalt  ruimt zichzelf op (maar duurt lang) een sterke straler verdwijnt snel

12 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 12 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Abundantie elementen – het periodiek systeem Co Ni U Th Au Pt Pb Sn Ag Fe Cu C Si O

13 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 13 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 de aardkorst bevat 40 x zoveel uranium als zilver; evenveel uranium als tin goedkoop uranium (tot 80$ per kg): 3,5 miljoen ton; voldoende voor 50 jaar (0,1 ct/kWh) voor de dubbele grondstofprijs: 35 miljoen ton; voldoende voor 500 jaar bij gebruik van snelle reactoren: jaar uranium uit zeewater (450$ per kg): 4 miljard ton; voldoende voor jaar De uraniumvoorraad is praktisch onuitputtelijk ! Uraniumvoorraden toberniet

14 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 14 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 CO 2 productie De kerncentrale te Borssele ‘voorkomt’ jaarlijks de uitstoot van 2 miljard kilogram CO 2 bron: IAEA (2000)

15 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 15 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Landgebruik Oppervlak benodigd voor 1000 MWe >

16 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 16 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Splijtstofcyclus kerncentrale opwerken verrijken

17 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 17 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 De Nederlandse nucleaire sector NRG URENCO COVRA KCB RID

18 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 18 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Energiebalans (LCA) (1000 MWe PWR, 80% beschikbaarheid, 40 jaar) enrichment construction & operation Verrijking met diffusie: input / output = 5,7 % Verrijking met centrifuge: input / output = 1,7 % construction & operation enrichment mining & milling conversion fuel fabrication fuel/waste storage & transport decommissioning

19 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 19 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Veiligheid (1): meerdere barrières om radioactief materiaal binnen te houden Splijtstof (tablet en bekleding) Primair systeem (staal) Veiligheidsomhulling (2x beton + staal)

20 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 20 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Alle kernreactoren (behalve Tsjernobyl) zijn zo ontworpen dat: Veiligheid (2): kettingreactie altijd beheerst 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 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 21 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Kerncentrale (EPR) reactorvat turbinegebouw reactorgebouw 4 veiligheidsgebouwen

22 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 22 Studium Generale UT, 17 oktober 2006

23 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 23 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Productiekosten voor 2010 US 2003 cents/kWhe nuclearcoalgas Finland France Germany Switzerland Netherlands Czech Rep Slovakia Romania Japan Korea USA Canada US 2003 cents/kWh, discount rate 5%, 40 year lifetime, 85% load factor Source: OECD/IEA NEA 2005

24 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 24 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 without with Emission Trading Source: Lappeenranta University of Technology, 2003 euro/MW

25 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 25 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Opbouw kosten van nucleaire elektriciteitsproductie 0,1 ct/kWh e Alle kosten zijn verdisconteerd in de kWh-prijs

26 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 26 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Radioactief afval: samenstelling gebruikte splijtstof 450 kg 130 kg 6 kg uranium kg plutonium splijtings- producten andere actiniden Getallen: jaarproductie Borssele Twee routes mogelijk: 1)Niet opwerken: - ‘levensduur’ reststof jaar 2)Wel opwerken / snelle reactoren: - ‘levensduur’ afval jaar - volume gereduceerd tot 4% - tot 100x beter grondstofgebruik minder dan 4% is echt afval

27 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 27 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 U.S. DOE initiatives 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 Nuclear Hydrogen Initiative Develop technologies for economic, commercial-scale generation of hydrogen Nuclear Power 2010 Explore new sites Develop business case Develop Generation III+ technologies Demonstrate new licensing process Generation IV Better, safer, more economic nuclear power plants with improvements in safety & reliability proliferation resistance & physical protection economic competitiveness sustainability Source: US DOE

28 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 28 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 AFCI Approach to Spent Fuel Management Once Through Fuel Cycle Direct Disposal Spent Fuel U and Pu Actinides Fission Products Repository Conventional Reprocessing PUREX PuUranium MO X LWRs/ALWRs Interim Storage less U and Pu Actinides Fission Products Current European/Japanese Fuel Cycle Advanced Recycling Closed Fuel Cycle + ADS Transmuter? Trace U and Pu Trace Actinides ! less Fission Products Repository Gen IV Fast Reactors Advanced Recycling Closed Fuel Cycle Gen IV Fuel Fabrication LWR/ALWR/HTGR Advanced Separations Technologies Source: US DOE Spent Fuel From Commercial Plants

29 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 29 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Early Prototype Reactors Generation I - Shippingport - Dresden, Fermi I - Magnox Generation II - LWR-PWR, BWR - CANDU - VVER/RBMK Generation IV - Highly Economical - Enhanced Safety - Minimal Waste - Proliferation Resistant - ABWR - System AP600 - EPR Advanced LWRs Generation III Gen I Gen II Gen III Gen IV Evolutionary Designs Offering Improved Economics Generaties van reactorconcepten

30 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 30 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 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,...

31 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 31 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Finse EPR Finse EPR (1600 MWe) in aanbouw (Olkiluoto-3) Verder: EPR in Normandië, Frankrijk ( ) Offerte uitgebracht voor 4 EPRs in China

32 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 32 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 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,...

33 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 33 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 ‘Kogel’bedreactor (HTR) AVR (Duitsland, ) – HTTR (Japan, 1999) – HTR10 (China, 2000) gasturbine proceswarmte: waterstofproductie waterontzilting... Helium als koelmiddel

34 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 34 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 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) Het Generatie-IV Initiatief Het Generatie-IV Initiatief: sustainable nuclear energy Argentinië, Brazilië, Canada, Frankrijk, Japan, Zuid Afrika, Zuid Korea, Zwitserland, Groot-Brittannië, Verenigde Staten en de Europese Unie } gesloten splijtstofcyclus

35 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 35 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 VHTR: nucleaire e- en waterstofproductie Idaho 2015 ? H 2 O in, O 2 en H 2 uit e H2H2 VHTR

36 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 36 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 grootschalig inzetbaar geen CO 2, geen luchtvervuiling voorzieningszekerheid economisch concurrerend PluspuntenMinpunten Pluspunten Minpunten radioactief afval grote investering 1)kernenergie past goed in een mix van opties voor een duurzame energievoorziening 2)duurzame kernenergie: opwerken gebruikte splijtstof 3)duurzame kernenergie: snelle kweekreactoren ontwikkelen

37 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 37 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 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

38 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 38 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Resumé - Radioactief afval ‘Borssele’ genereert 1,3 m 3 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

39 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 39 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Gebruikte splijtstof: slechts 3% is echt afval opwerken

40 Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 40 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Groepsrisico’s Borssele (2005) Schiphol (RIVM, 2005) LPG tankstations (RIVM, 2001) wegtransport (RIVM, 2001) ALARA kans per jaar


Download ppt "Reactor Instituut Delft Faculteit Technische Natuurwetenschappen 1 Studium Generale UT, 17 oktober 2006 Kernenergie in feiten en cijfers Tim van der Hagen."

Verwante presentaties


Ads door Google