Economie van de splijtstofcyclus: vandaag en morgen Luc Van Den Durpel (LISTO bvba) Aliki van Heek (NRG) Ulrike Läüferts (NRG) NNS Lezing 9 November 2007 Den Haag

Inhoud De economie van de splijtstofcyclus vandaag –Aandeel van splijtstofcyclus in kernenergie kost –Trends in splijtstofcyclus kosten –Redenen voor bezorgdheid op korte tot middellange termijn? De economie van de splijtstofcyclus morgen –Van Generatie-II naar Generatie-III –En wat met Generatie-IV reactoren? –Mogelijke scenarii voor kernenergie –Wat is de kost voor duurzaamheid? –Blijft de splijtstofcyclus nog commercieel rendabel? Open vragen en besluiten 2

De economie van de splijtstofcyclus Vandaag 3

Competitiviteit van kernenergie? 4 Economische competitiviteit van kernenergie is goed tot zeer goed, doch nood aan: risico beheer aangepaste businessmodellen gunstig socio-politiek kader

Een overzicht van de splijtstofcyclus 5 Uranium Conversie Back-End

Splijtstofcyclus kost hangt van vele factoren af Eenvoudige statische evaluatie levert enkel richtinggevende info op –Typische LCOE berekening –Splijtstofopbrand optimum te vinden tussen 55 – 65 GWd/tHM Doch rekening dient gehouden met –Trends in prijzen voor U, conversie, aanrijking, … –Contract politiek –Opties m.b.t. flexibiliteit in splijtstofcyclus –…–… 6 OECD/NEA, Very High Burnup Fuels in LWRs, 2006 Oplossingen: Korte termijn: verhoging splijtstofopbrand (Middel)Langere termijn: Opwerking & Recyclage Th ?

Uranium behoeften en beschikbaarheid 7 U nat aanbod en vraag (1000 t U 3 O 8 ) Reactor Capaciteit (GWe) Mijn productie 90%) Rusland HEU DU upgrading4.5 Andere* Aanbod Capaciteit Referentie behoeften** Balans * Omvat recyclage, USEC & DOE materiaal ** Omvat reactoren en stock noden World Nuclear Association, The World Nuclear Fuel Market – Supply and Demand , September 2007, London Uranium Tevens inventaris aan U 3 O 8 te beschouwen: ca. 240 kt U 3 O 8 ca. 15 mnd inventaris voor US-reactoren

Uranium (spot)prijs evolutie Sedert zo’n 3 jaar gestage stijging in spotprijzen voor U nat –‘Are we back to the ‘70s?’ Prijsstijgingen gevolg van verschillende factoren –Prijsstijging fossiele grondstoffen –Verwachtingen ‘nuclear boom’ –Naijlende gevolgen van tekort aan investeringen nieuwe U-mijn en aanrijkings faciliteiten –Speculatie in een vrije markt 8 Uranium

Conversie behoeften en beschikbaarheid Conversie capaciteit is toereikend tot ca Uitbouw van zowat 15 kt-capaciteit is nodig vanaf ca Conversie aanbod en vraag (1000 tU als UF 6 ) Cameco Areva Converdyn Rosatom China UF 6 stocks Totaal aanbod Referentie behoeften5962 ~ 6567 ~ 7772 ~ 8579 ~ 97 Balans ~ ~ ~ ~ 4.3 Conversie

Aanrijking behoeften en beschikbaarheid Aanrijkingscapaciteit kan voldoende zijn in de toekomst gezien de introductie van nieuwe spelers and capaciteitsuitbreiding Doch, veel hangt af van de daadwerkelijke invulling van nieuwe capaciteit op basis van ‘nuclear boom’ verwachtingen Aanrijking en U nat zijn tevens concurrerend en de DU- aanrijking is hierbij een bepalende factor 10 Aanrijking aanbod en vraag (10 6 SWU) Huidige Capaciteit in 2007 Mogelijke Capaciteit in 2015 Mogelijke Capaciteit in 2020 Areva USA Argentinië Australië Bazilië Canada China GE/Silex Japan Rusland/Kazakhstan Zuid-Afrika Andere capaciteit* Totaal aanbod Referentie vraag ~ ~ Balans ~ ~ * Van de 4 grote aanrijkingsbedrijven + stock + MOX + REPU Aanrijking

Aanrijking prijs evolutie De prijs voor U nat en aanrijking zijn een dynamisch gekoppeld systeem –Een ‘vrije’ variabele hierin is de DU-aanrijking Markt gedurende de voorbije 20 jaar voornamelijk gebaseerd op –Lage U nat prijs –Hoge DU-aanrijking ( %) –Lage aanrijkings-prijs –Gevolg: trage uitbreiding aanrijkingscapaciteit Heden: –Hogere U nat prijzen –Contracten laten lagere DU- aanrijking toe –Vraag naar meer aanrijking 11 Thomas Neff, WNA Symposium ’07, London

Dynamische relatie tussen U nat en aanrijkingsprijs Hogere U nat prijzen verhogen equivalente aanrijkingsprijzen bij vaste DU-aanrijking –Voorbeeld U nat 130 $/kgU Bij 0.30%: 290 $/SWU Bij 0.20%: 100 $/SWU –Maar SWU + 32% en U nat -vraag -28% Doch, capaciteit beschikbaarheid ! –Aanrijkingscapaciteit beperkt lagere DU-aanrijking En stuwt dus naar hogere U nat en aanrijkingsprijzen –Tijdelijke beperking in U nat aanbod versterkt dit effect 12 Thomas Neff, WNA Symposium ’07, London

Update van prijzen t.o.v. generieke prijzen gebruikt door OECD/NEA 13 Item‘NEA-prijs’ (2000) ‘NEA-Prijs’ 2%/jr) LaagNominaalHoog U nat ($/kgU 3 O 8 ) Conversie ($/kgU 3 O 8 ) Aanrijking ($/SWU) Fabricatie ($/kgHM) UOX MOX Transport + Interim Stockage SF ($/kgSF) Transport + Opwerking ($/kgSF) Berging SF ($/kgSF) Berging HLW ($/kgHLW) 90104

Effect op splijtstofkosten $/MWhe 10.8 $/MWhe 2007: OTC 6.51 $/MWhe RFC 6.58 $/MWhe Resultaten met 0% discounting en zonder cross-correlaties tussen front-end activiteiten DU-aanrijking = 0.25%

Front-End splijtstofcyclus business Ontwikkelingen aan de aanbodzijde: –Meer exploratie na lange ‘malaise’ in de branche –Verschuiving in de komende jaren van diffusie naar centrifuge verrijking –Hogere opbrand (met hogere verrijking) mogelijk door nieuwe cladding ontwikkelingen –Mogelijke toenemende economische interesse voor recyclage Ontwikkelingen aan de vraagzijde: –Hogere druk op spent fuel kosten –Meer vraag door levensduurverlenging centrales en nieuwbouw 15

De economie van de splijtstofcyclus Morgen 16

Evolutie kernenergie 17

Evolutie kernenergie: drie voorname richtingen 18 LWR HTR FR Lichtwaterreactor: Bestaande technologie Economie Hoge temperatuur-reactor: WKK, proceswarmte, Waterstof Snelle reactor: Duurzaamheid -grondstoffengebruik -afvalproduktie

19 Evoluerende rol voor kernenergie Energy Products Source of Fuel Sustainability Client Categories 325 C 550 C 950 C Once-ThroughMono RecycleBreeding Developing Countries, Merchant plants LWR LMR Electricity Process heat, … LWR SCLWR (fast) Liquid-metal cooled Fast Reactor Systems (FR Na(K), Pb(Bi),...) HCLWR (with recycling) VHTGR (without recycling) SCLWR (thermal) VHTGR (with recycling) Gas-Cooled Fast Reactor Systems (GFR) 550 C Water desalination Developed Countries

Enkele (partieel) gesloten splijtstofcycli 20 OECD/NEA Comparative Assessment of FR and ADS in Advanced Nuclear Fuel Cycles, 2001

Evolutie kernenergiekost op weg naar duurzaamheid 21

Front-end versus Back-end kostenbalans 22 OECD/NEA Impact of Advanced Nuclear Fuel Cycles on Waste Management, 2006

today's LWR Greenfield today's LWR Greenfield GEN II LWR - once through cycle cheap Uranium scenario LWR - monorecycling high Uranium prices LWR- MOX LWR phase out Collapse of fuel cycle advantage LWR + VHTR Penetration of H 2 -economy and process heat application LWR + FR - high U price + availability of SFR or LFR GEN III+ GEN IV Option 1 Option 2 Option 3-1 Option 3-2 Option 4 Option 5 LWR+FR high front-and back-end cost Opties om splijtstofcyclus kosten te mitigeren

Belang van splijtstofcyclus zal toenemen in meer duurzame kernenergie opties 24 Fuel Cycle Market Drivers Energy Market Drivers 100% / 0% 0% / 100% LWR HTGR LWR FR OTC Mono-MOX OTC Mono-MOX Multi-MOX TRU-burning Pu-breeding Government Regulation Taxes Fees Subsidies …

Open vragen & Besluiten 25

Besluiten De splijtstofcyclus is een dynamisch gegeven –Alle generieke kostprijsberekeningen gebaseerd op NPV/DCF/LCOE zijn slechts benaderend Correlatie en markteffecten tussen splijtstofcyclus stappen niet tenvolle geanalyseerd Nood om reële opties in berekeningen te beschouwen Doch, als generieke conclusies: –De dubbele tijdelijke schaarste aan U nat en aanrijkingscapaciteit duwt de huidige splijtstofkosten omhoog. –Reeds heden brengt dit mogelijk een kentering in de economische interesse voor opwerkings scenarios temeer de back-end kosten, i.e. afval, mogelijks kunnen toenemen. –Doch, de competitiviteit van kernenergie is op korte termijn niet in gevaar maar de splijtstofcyclus kan toenemend een bepalende factor worden Van zowat 20% van totale kost naar +30% Evenwel hebben alle utilities hedging-maatregelen welke deze kortere termijn effecten mitigeren 26

Open vragen Welke splijtstofcycli opties worden geleidelijk aan aantrekkelijk bij verderzetting van deze front-end & back-end trends? –Antwoord vergt een geïntegreerde studie omtrent zowel energie-markt als splijtstofmarkt en de mogelijke synergiëen Studie ondernomen door NRG / LISTO / ANL De evolutie van kernenergie gebruik wereldwijd zal een nieuw dynamisch evenwicht vragen doch kan dit mogelijk zowat 10 jaar in beslag nemen –Evenwicht hangt af van snelheid in balanceren van vraag en aanbod alsook met de inherente speculatieve overdrijvingen Ontwikkeling van nieuwe installaties vergt zowat 5 à 10 jr Bovendien bepalen lopende contracten momenteel de prijsevolutie gedurende deze periode van ‘schaarste’ 27

Fuel Cycle Market Synergy between Local Competitiveness and Global Sustainabity 28 Energy Market Capital O&M Fuel COE Capital cost reduction Government subsidies NOAK Tax reductions Economies of scale Economies of numbers R&D Government support Investment Risk Mitigation Delivery contracts Liability limitations NPP Size Fuel Cost reduction Reduced Front-end needs Reduced waste generation Flexibility of options Key questions How to optimize this locally and globally? What business models are viable? … Key questions How to optimize this locally and globally? What business models are viable? …

Met dank 29