Kuulakekoreaktorin sähköntuotantokustannusten arviointi

Abstract

Tässä työssä selvitettiin heliumjäähdytteisellä kuulakekoreaktorilla tuotetun sähkön hinnan muodostumista. Saatuja tuloksia vertailtiin hiilidioksidin erotuksen savukaasuista mahdollistavilla laitteilla varustettuihin hiili- ja maakaasuvoimalaitoksiin sekä kevytvesitekniikalla toteutettuun ydinvoimalaan. Työssä käytiin lyhyesti läpi kuulakekoreaktorin tekniikkaa ja mahdollisia sovelluskohteita, joissa voidaan käyttää hyväksi reaktorin jäähdytteen korkeaa lämpötilaa.

Kuulakekoreaktorin kustannustietoja arvioitiin eri lähteissä esitettyjen lukujen perusteella. Ominaisinvestointikustannukseksi saatiin 1722 €/kWe. Sähköntuotannon polttoainekustannukseksi laskettiin 5,4 €/MWh ja käyttö- ja kunnossapito-kustannuksina käytettiin 7 €/MWh. Laitoksen sähköntuotantokustannusten laskenta suoritettiin annuiteettimenetelmällä käyttäen 5 % reaalikorkoa ja 40 vuoden taloudellista pitoaikaa sekä 90 % käyttökerrointa. Laskuissa käytettiin vuoden 2002 hintatasoa.

Laskelmien perusteella kuulakekoreaktorin sähköntuotantokustannukseksi saatiin 25,1 €/MWh. Tämän todettiin olevan samalla tasolla kuin kevytvesireaktorilla tuotetun sähkön hinta. Hiilidioksidin erotuslaitteilla varustetun hiilivoimalaitoksen sähköntuotantokustannukseksi saatiin 44,0 €/MWh ja maakaasukombivoimalaitoksen 36,3 €/MWh.

This thesis examines electricity generating costs of a helium cooled pebble-bed reactor. Results have been compared with traditional LWR’s (light water reactor) and coal and natural gas power plants, which are equipped with carbon dioxide capture systems. This thesis work out technology of pebble-bed reactor and possibility to use reactors coolants high temperature in process heat applications.

Cost figures of the power station have been evaluated from information, which is available in different documents. Investment costs of a pebble-bed reactor power plant have been evaluated to be 1722 €/kWe. Fuel costs in electricity generation have been calculated to be 5,4 €/MWh. The annual operating and maintenance costs have been estimated to be 7 €/MWh. The calculations have been made using annuity method. In the calculations, 5 % real interest rate and 40-year operational lifetime of the power station with 90 % load factor have been used. The calculations have been made in fixed price level of 2002.

Electricity generation costs have been calculated to be 25,1 €/MWh. This is in the same level as electricity generation costs of a typical LWR. Electricity generation cost of natural gas and coal power plants with carbon dioxide capture system have been calculated to be 36,3 and 44,1 respectively.