Dünya’da nükleer reaktör yapımı gitgide artıyor..

Fizik ve Uzay Öne Çıkanlar

Yeni reaktör yapımında 10-15 yıl gecikmelere ve aşırı maliyetlere rağmen..
Dünya’da nükleer reaktör yapımı gitgide artıyor..

İklimi, havaya saldıkları sera gazlarıyla daha fazla bozmamak, sel ve orman yangınları gibi büyük yıkımları artırmamak için bugün bir çok ülke, kömür santrallerini kapatıp, bunların yerine, yok denecek kadar az sera gazları salan nükleer reaktörlerin yapımı hazırlığında. Ancak nükleer reaktörlerin yapımı, işletmeye açılması çok çeşitli radyasyon güvenlik önlemleriyle ilgili standartların, yaptırımların karşılanabilmesi sonucu artık çok uzun sürüyor ve maliyetleri de çok yükseldi. 2000’li yılların öncesinde 1000 MWe’lık bir nükleer reaktör 5-8 yılda, 5-6 milyar USD ‘ye yapılabilirken, bugün AB ve ABD’de işletmeye açılma süresinde 12-15 yıl gecikmeler görülüyor. Tek reaktör maliyetinin ise 10 -13 milyar USD’ye yükseldiği kestiriliyor. Nükleer reaktör yapımına devlet destekleriyle hız veren Rusya, Çin ve Hindistan’da ise pek sorun görünmüyor. Batı’da nükleer reaktörlerin yapımını hızlandırmak için çözümler aranıyor. Özellikle Fransa, güvenli nükleer reaktörlerin maliyetlerinin düşürülmesinin ve yapım sürelerinin kısaltılmasının araştırılması çabasında.

Bu yazımızda Finlandiya, Fransa ve ABD’deki yeni nükleer reaktörlerin yapımlarındaki, işletmeye açılmalarındaki gecikmelerle, maliyet artışlarının ayrıntılarına gireceğiz. Akkuyu Nükeer reaktörlerindeki duruma da değineceğiz /1-4/.


Yazımızın ikinci bölümünde ise Ocak 2022 sayılarıyla Dünya’daki reaktör yapımındaki artışla ilgili durumu açıklayacağız. 

 

                                                                                                                                                           

Yeni nükleer reaktörlerin yapımında gecikmelere ve maliyet artışlarına örnekler

Çizelge 1: Avrupa ve ABD’de nükleer reaktör yapımında görülen artan süre ve maliyetler

 

 

Nükleer reaktörün adı

Yapımına

başlama yılı,

(Sözleşme yapım maliyeti)

İşletmeye

açılması planlanan yıl

İşletilmeye

başlama yılı

(Tahmini son maliyeti)

 

İşleteye

açılmada geickme yılı

(Toplam yapım yılı)

Kurulu Elektrik

Gücü (MWe)

1.Finlandiya Olkiluoto 3 2005

(3,2 milyar Avro)

2009 2022 nü

(10 milyar Avro ?)

13

(17)

1600
2.Fransa Flamanville3 2007

(3 milyar Avro)

2012 2023 ?

(13 milyar Avro ?)

11

(16)

1570
3. Vogtle Nükleer reaktörleri ( ABD Georgia’da 2 adet AP 1000 Westinghause tipi reaktörleri) /6/ 2008

(2 adet 14 milyar USD)

2012 2022

(2 adet için 27 milyar USD)

10

(14)

1117

 

Finlandiya’nın yeni nükleer reaktörü Olkiluoto 3

Finlandiya nükleer reaktörü bu yıl çalıştırıldığında Finlandiya’da 40 yıl sonra ve Avrupa’da da 15 yıl sonra ilk kez yeni bir nükleer reaktör devreye alınmış olacak.  Alman Siemens ve Fransız Framatom şirketlerinin ‘Areva’ adlı ortaklığıyla 2003’de Finlandiya yetkili kurumu STUK ile bu santralın yapımı için kontrat imzalandı /1/. Daha önceki nükleer reaktörlere göre daha donanımlı ve uzmanlarca daha güvenli kabul edilen bu reaktör, 3.Kuşak Avrupa basınçlı su reaktörü (EPR) olarak adlandırılıyor. Bu reaktörün yapımı sırasında çeşitli teknik ve parasal sorunlar çıkmış, hatta ortaklar anlaşmazlık sonucu mahkemelik olmuşlar ve sonunda Siemens 548 milyon Avro ceza ödeyerek 2012de ortaklıktan çıkmıştı. 2021 yılında deneme (test) işletimine başlanan reaktörün Aralık 2021’de ilk kez nükleer olarak ‘kritik’ ollduğu bildirildi. Ancak bu deneme döneminde reaktörün 14 Ocak 2022 ve 29 Ocak 2022 günlerinde işlerken birdebire otomatik durması sonucu, reaktörün elektrik ağına, şebekeye bağlanması Temmuz 2022’ye ertelendi. İlgili denetleme kurumu (STUK), reaktörün iyi çalıştığını bildirmesine rağmen, iki kez otomatik durmasının nedenlerini açıklamadı.  Resim 1’deki Olkiluoto 3 reaktörü Finlandiya’nın güney batısında Helsinkiye 250 km uzaklıkta bulunuyor ve bundan 40 yıl önce yapılan eskiden beri işlemekte olan  4 reaktöre de komşu /1-3/.

Fransa Flamanville 3 nolu nükleer reaktörü

Bu reaktörün 11 yıl gecikmeyle 2012 yerine 2023’de devreye alınabileceği (Çizelgeye bkz) açıklanıyor. Yapım giderlerinin ilgili resmi kurumun kestirimine göre çizelgede verien 13 milyar Avro’yu aşacağını ve 20 milyar Avro’yu bulacağını hesaplıyor. Bu reaktörle ilgili bilgiler için ayrıca Bkz. /4/

ABD  Vogtle ikili nükleer reaktörleri:  Georgia’da 2 adet AP 1000 Westinghause reaktörünün yapımına 2008’de başlandı. Özellikle 2011 Fukuşima kazasından alınan derslerin ışığındaki yaptırımlarla, ek güvenlik önlemlerinin karşılanabilmesi için gereken kredinin ve faizinin aşırı artımı sonucu, reaktörün maliyetinin 23 millyar USD’ye çıkacağı hesaplanınca, Westinghouse şirketi 2017’de  işi bıraktı. Daha sonra Vogtle firması işi üstlendi ve 2 reaktörden üretilecek elektriğin 2022 yılı içinde devreye alınacağı açıklandı. İki reaktörün toplam yapım maliyetinin 27 Milyar USD’yi bulacağı kestiriliyor /5,6/.

Bu tip Westinghouse reaktörlerinde en üst derecede güvenlik sistemleri bulunuyor. Örneğin reaktör binasının çatısında, reaktörü (yakıt elemanlarını) büyük bir kaza durumunda 2-3 gün, kendiliğinden akan suyla soğutabilecek havuz bulunuyor (dizelli su pompalarına ve elektriğe gerek kalmadan). Bu iki reaktör elektrik ürettiğinde, ABD’de 40 yıl sonra ilk kez yeni nükleer reaktörler devreye alınmış olacak /5/.

Dünya’da nükleer reaktör yapımı giderek artıyor..

Yukarıda ayrıntılarıyla açıkladığımız gibi nükleer reaktör yapımının çok uzun sürmesine, maliyetinin de aşırı artmasına rağmen, reaktörlerin

% 80’ den fazla yüksek elektrik üretim verimleri, bunlara ilginin artmasının temel nedeni. Dünya’da elektriğin büyük bölümü (%37) günümüzde kömür santrallerinden elde ediliyor. Kömür santrallerinin ise saldıkları yoğun sera gazlarıyla iklimi bozdukları biliniyor ve bunların kapatılmaları gereği, Dünya iklim sözleşmelerinde de yer alıyor. Son yıllarda dünya elektrik üretimine katkısı gitgide artırılan yenilenebilir enerjilerin ise düşük verimleri nedeniyle, ileride ortaya çıkacak elektrik açığını kapatamayacakları açık. Bu nedenlerle bügün Dünya’da elektrik üretmekte olan 437 reaktöre ek olarak 57 nükleer reaktör de yapım aşamasında. Ayrıca 97 nükleer reaktör planlanıyor ve 325 reaktör de öneriliyor. Çin önümüzdeki 15 yılda 145 , Rusya 80, Fransa da 15 yeni nükleer reaktör yapımını planlıyor. Türkiye’de ise yapılmakta olan 4 reaktörlü Akkuyu nükleer santralinden başka, Sinop ve Trakya’da her biri 4 reaktörlü nükleer santraller planlanmasına rağmen, henüz kesinleşmiş bir sözleşme yok. Ana neden, nükleer santrallerin aşırı maliyetleri ve yapımı için gerekli döviz sorunu /6,7/.

Dünya nüfusundaki süregelen aşırı artışa, gitgide artan konforlu ve savurgan yaşam da eklenince, bunlarla doğrudan ilişkili olarak daha fazla elektrik  gerekeceği açık. Artan elektrik üretilirken özellikle kömür santrallerinden havaya salınan CO2 miktarı da, aşırı miktarda artıyor (Bkz Şekil 1). CO2 başta olmak üzere sera gazlarının, iklimi olumsuz etkilediği son yıllarda birçok ülkedeki yıkımlarda görülüyor (Örneğin 2021 Ağustos’unda sel baskınlarında Kastomonu ve Almanya’da yerleşim yerleri yerle bir oldu her birinde 100’den fazla insan öldü). 2015 Paris iklim sözleşmesinde ve 2021 Glasgow iklim andlaşmasında Dünya ortalama sıcaklığında (+14 C derece), 2050 yılında 1,5 C derecelik artımın aşılmaması karara bağlandı. Öte yandan artan enerji sorununu karşılamak ve havaya salınan CO2 miktarını azaltmak amacıyla son 10 yıldır yenilenebiiir enerjilere (YE) özellikle rüzgar ve güneş enerjisi üretimlerine tüm dünyada hız verildiği biliniyor. Ancak YE’den elektrik üretilirken veriminin sadece %10-18 kadar düşük olması ve diğer sorunlar nedeniyle, bunlar fosil yakıtlı santrallerden elde edilen elektriği karşılayamıyorlar. Bu nedenle, yok denecek kadar az CO2 salan ve verimleri % 80 ile % 95 arasında yüksek olan nükleer rekaktörlere ilgi gitgide artıyor. Geçen ay AB ilgili Kurulu bu nedenlerle, Avusturya ve Almanya’nın karşı oylarına rağmen, Doğal Gaz ve  Nükleer Enerjiyi ‘Yeşil Enerji’olarak nitelendirdi. Batıdaki ülkeler şimdi nükleer reaktör yapımına hız vermeyi planlıyorlar ama bunların yapım sürelerini kısaltmak ve fiyatlarını da düşürmek gerekiyor. Sorunlara çözümler aranıyor. Bunun nasıl sağlanabileceğiyle ilgili bilmsel, teknolojik çalışmalar yapılıyor ve raporlar yazılıyor. Özellikle Fransa yeni, daha ekonomik ve güvenli nükleer reaktörlerin yapımını hızlandırma çabasında. Buna rağmen, Fransa, nükleer reaktörlerin 15 yıl kadar uzun süren yapımları boyunca, boşluğu doldurabilmeleri için 50 adet rüzgar santralini denizde (offshore) kurmayı planlıyor.

Nükleer reaktörlerin yapımına devlet destekleriyle hız veren Rusya, Çin ve Hindistan’da ise bir sorun görünmüyor.

Çin 2060 yılına kadar 2990 adet kömür santralini kapatmayı, elektrik enerjisini YE’den ve çok daha verimli nükleer enerjilerden sağlamayı planlıyor/1-10/ .

Dünya’da bugün kaç nükleer reaktör çalışmakta?

İlk ticari nükleer reaktörün işletmeye açılması 1950 yıllarda oldu. Bugün Dünya’da yaklaşık olarak 440 adet nükleer reaktör çalışıyor. Dünya toplam elektrik enerjisinin % 10 kadarı nükleer enerjiden karşılanıyor. 50’den fazla ülkede 220 kadar araştırma reaktörü bulunuyor. Bunlar tıp ve sanayi için gereken radyoizotopları üretmede ve eğitimde yararlı olmaktalar. Dünya’da nükleer santraller yoluyla, 2019 yılında yaklaşık olarak 33 milyar ton CO2 daha az havaya salındı.

Şekil 4’de (aşağıda solda) çeşitli kaynaklardan kWh başına havaya salınan sera gazlarının CO2 eşdeğer miktarları gram olarak yer alıyor. Görüldüğü gibi kWh başına kömür santralleri havaya 820 gram CO2 salarlarken, rüzgar ve nükleer santraller havaya sadece 12 gram CO2 salıyorlar;

Şekil 5: (aşağıda sağda) Dünya’da üretilen elektrik enerjisi TeraWattSaat (TWh) olarak ve buna katkıda bulunan enerji kaynakları

 

Şekil 6: Dünya’daki nükleer reaktörlerin bölgelere ve yıllara göre ürettikleri elektrik miktarları (TWh);

Şekil 7: Çin Dayawan Nükleer reaktöründeki kullanılmış uranyum yakıt elemanları havuzu (2019), Kaynak: Xinhua/Getty

 

 

Çizelge 2: Dünya’da bugün yapılmakta olan nükleer reaktörler, adları, modelleri ve brüt MWe kurulu güçleri

Start †   Reactor Model Gross MWe
2022 Belarus, BNPP Ostrovets 2 VVER-1200 1194
2022 China, CGN Fangchenggang 3 Hualong One 1180
2022 China, CGN Fangchenggang 4 Hualong One 1180
2022 China, CGN Hongyanhe 6 ACPR-1000 1119
2022 Finland, TVO Olkiluoto 3 EPR 1720
2022 India, NPCIL Kakrapar 4 PHWR-700 700
2022 India, NPCIL Kalpakkam PFBR FBR 500
2022 India, NPCIL Rajasthan 7 PHWR-700 700
2022 Korea, KHNP Shin Hanul 1 APR1400 1400
2022 Pakistan Karachi/KANUPP 3 ACP1000 1161
2022 Russia, Rosenergoatom Kursk II-1 VVER-TOI 1255
2022 Slovakia, SE Mochovce 3 VVER-440 471
2022 USA, Southern Vogtle 3 AP1000 1250
         
2023 Argentina, CNEA Carem Carem25 29
2023 Bangladesh Rooppur 1 VVER-1200 1200
2023 China, CNNC Xiapu 1 CFR600 600
2023 France, EDF Flamanville 3 EPR 1650
2023 India, NPCIL Kudankulam 3 VVER-1000 1000
2023 India, NPCIL Kudankulam 4 VVER-1000 1000
2023 India, NPCIL Rajasthan 8 PHWR-700 700
2023 Korea, KHNP Shin Hanul 2 APR1400 1400
2023 Korea, KHNP Shin Kori 5 APR1400 1400
2023 Russia, Rosenergoatom Kursk II-2 VVER-TOI 1255
2023 Slovakia, SE Mochovce 4 VVER-440 471
2023 Turkey Akkuyu 1 VVER-1200 1200
2023 UAE, ENEC Barakah 3 APR1400 1400
2023 UAE, ENEC Barakah 4 APR1400 1400
2023 USA, Southern Vogtle 4 AP1000 1250
         
2024 Bangladesh Rooppur 2 VVER-1200 1200
2024 China, SPIC & Huaneng Shidaowan 1 CAP1400 1500
2024 China, Guodian & CNNC Zhangzhou 1 Hualong One 1212
2024 Iran Bushehr 2 VVER-1000 1057
2024 Korea, KHNP Shin Kori 6 APR1400 1400
2024 Turkey Akkuyu 2 VVER-1200 1200
         
2025 China, SPIC & Huaneng Shidaowan 2 CAP1400 1500
2025 China, CGN Taipingling 1 Hualong One 1200
2025 China, Guodian & CNNC Zhangzhou 2 Hualong One 1212
2025 Turkey Akkuyu 3 VVER-1200 1200
         
2026 China, CGN Cangnan/San'ao 1 Hualong One 1150
2026 China, Huaneng & CNNC Changjiang 3 Hualong One 1200
2026 China, CNNC Changjiang SMR 1 ACP100 125
2026 China, CGN Taipingling 2 Hualong One 1202
2026 China, CNNC Xiapu 2 CFR600 600
2026 India, NPCIL Kudankulam 5 VVER-1000 1000
2026 Russia, Rosatom BREST-OD-300 BREST-300 300
2026 UK, EDF Hinkley Point C1 EPR 1720
         
2027 China, CGN Cangnan/San'ao 2 Hualong One 1150
2027 China, CNNC Tianwan 7 VVER-1200 1200
2027 China, CNNC & Datang Xudabao 3 VVER-1200 1200
2027 China, Huaneng & CNNC Changjiang 4 Hualong One 1200
2027 India, NPCIL Kudankulam 6 VVER-1000 1000
2027 UK, EDF Hinkley Point C2 EPR 1720

† Son resmi açıklamaya göre elektrik ağına bağlanacakları yıllar (Güncelleme Şubat 2022)/7/

4 Reaktörlü Akkuyu nükleer santralinde durum

Bu santralin sözleşmesi 2010 yılında yapılmış olmasına karşın, ilk reaktörün yapımına ancak 10 yıl sonra başlanabildi. İlk reaktörün (ünitenin) 29 Ekim 2023’de 13 yıl sonra işletmeye açılacağı yetkililerce bildiriliyor. Ancak bu kısa sürede, nükleer ve radyasyon güvenliğiyle ilgili tüm sistemlerde ve bunların su tankları, pompalar, armatürler, filtreler, vanalar, borular, dübeller gibi parçalarında AB ve ABD’deki gibi Uluslararası Standartlarla uyumlu, farklı uzman dallarını ve yönetmeliklerini kapsayan, çok zaman alan kalite kontralları uzmanlarca yapılabilir ve olumlu sonuçlanabilir ve 2023 sonunda elektrik üretebilir mi bilinemez. Ayıca reaktörün ticari işletme öncesi, en azından 6 aylık deneme (test) dönemini başarıyla geçmesi de gerekir.

Diğer 3 reaktörün ileride, 2030’dan önce işletmeye açılması planlanıyor.

Öte yandan reaktörlerin yapımı için Türkiye herhangi bir para ödemediğinden, gecikmeler olursa, ek bir ödeme yapması söz konusu değil . Tüm maliyet artımını Rus şirketi karşılamak durumunda.

Türkiye’de yapılmakta olan 4 reaktörlü Akkuyu nükleer santralinden başka, Sinop’ta 4 reaktörlü bir nükleer santral ile Trakya’da bir santral planlanmasına rağmen, bunlarla ilgili henüz kesinleşmiş bir sözleşme bulunmuyor. Ana neden, nükleer santrallerin aşırı yüksek maliyetleri ve buna ilişkin döviz sorunu /6-7/.

Yüksel Atakan, Dr., Radyasyon Fizikçisi, Almanya, [email protected]

Kaynaklar:
/1/  Commodities News September 24, 2019 Nuclear energy too slow, too expensive to save climate: report by Marton Dunai, Geert De Clercq

/2/ Radyasyon ve Sağlığımız kitabı Syf. 180, Y.Atakan, Nobel Yayınları, 2014

/3/ www.radyasyonyatakan.com 4.Bölüm

/4/ Fransa Flamanville Nükleer Reaktörındaki Patlama ‘Bir Nükleer Kaza Değil!’ – Fizik Y. Müh. Dr. Yüksel Atakan (radyasyonyatakan.com)

/5/ https://www.reuters.com/business/energy/us-nrc-launches-investigation-southern-georgia-vogtle-3-nuclear-unit-2021-06-21

/6/ AKKUYU REAKTÖRLERİNİNTOPLAM ELEKTRİK TÜKETİMİNE KATKISI BILIM VE GELECEK – Fizik Y. Müh. Dr. Yüksel Atakan (radyasyonyatakan.com)

/7/ https://www.radyasyonyatakan.com/yazi/akkuyu-nukleer-santralini-kur-garantisi-vurmus

/8/ https://world-nuclear.org/information-library/facts-and-figures/world-nuclear-power-reactors-and-uranium-requireme.aspx (Ocak 2022)

/9/ World Nuclear Assosiation https://www.world-nuclear.org/information-library/country-profiles/countries-a-f/france.aspx

/10/ Nükleer reaktörlerin yapım giderlerinin azaltılmasıyla ilgili rapor: https://www.oecd-nea.org/jcms/pl_37787/reducing-the-costs-of-nuclear-power-on-the-path-towards-a-clean-energy-future