Nuclearonomics 101

Bygging av de to første nye reaktorene i USA siden 1979 ved Vogtle Nuclear Power Plant i delstaten Georgia. Foto: Charles C Watson Jr

Hva koster en kilowattime strøm fra et nytt kjernekraftverk? 

Grovt sett kan vi dele kostnaden i to; den ene delen går på drift, vedlikehold, drivstoff og håndtering av avfall. Den delen er ganske enkel.

Den andre går på byggekostnader og finansiering og er litt mer komplisert. 

DRIFTSKOSTNADER

I følge Analysgruppen vid Kärnkraftsäkerhet och Utbildning AB i Sverige ligger driftskostnadene på svenske kjernekraftverk på mellom 14 til 17 øre per kWh (NOK). Inkludert i tallet er kostnader til kapital, fornyelseskostnader, drift, vedlikehold, brensel, avfallskostnader og skatter og avgifter. Samme finner vi i denne rapporten fra den svenske Energikommisjonen (figur 8) der kostnadene ligger mellom 10 og 15 øre per kWh. 

Av denne summen skal det settes av 3 øre per kWh som skal gå til fond som skal betale for bygging av sluttdeponi av brukt kjernebrensel. 

Men dette er altså forrige generasjon reaktorer. Nøyaktig hva driftskostnadene med denne generasjonen kjernekraftverk vil bli er ikke klart enda, men reaktorene som bygges i dag er større, driftes av færre ansatte, bruker mindre brensel og skal kunne kjøres med mindre driftsstans enn tidligere reaktorer. 

Eksempelvis kunne svenske reaktorer hatt en brenselbytte-syklus på 18 måneder om de kun ble drevet for å produsere mest mulig strøm. Men siden effekttopper i nettet i Sverige kommer på vinteren må reaktorene stenges ned hver sommer for brenselbytte. Nye reaktorer som den franske EPR’en har en brensebyttesyklus på 24 måneder og vil altså ha høyere driftstid og flere driftstimer å dele faste driftskostnader på. 

Vi bruker 15 øre per kWh i regnestykket under, noe som legger seg i øvre del av faktiske kostnader med svenske reaktorer i dag. Vi kunne kanskje brukt noen øre mindre, men da har vi litt å gå på. 

Det er imidlertid generell enighet om at driftskostnadene ved et kjernekraftverk er ganske lave. Når de først er bygd produserer de strøm billig. Men det var dette med å få dem bygd da. 

BYGGEKOSTNADER

Dette er det store spørsmålet. Vi har de siste 15 årene sett at nye reaktorer i Europa og i USA har vært nesten umulig å bygge. Kostnadene ved Flammanville i Frankrike og Olikuioto i Finland, der det begge steder bygges en EPR, ligger an til å bli et sted mellom 3 og 4 ganger det opprinnelige anslaget på 23 millioner kroner per MW. Byggeprosessen har tatt mellom 3 og 4 ganger lenger tid enn opprinnelig planlagt og ved Flamanville kommer de til å nærme seg 20 års byggetid før de er ferdig. 

Det samme har vi sett i USA der to AP-1000 i delstaten Georgia kanskje blir ferdig i 2022, mens de egentlig skulle være ferdige i 2016, og der kostnadene har doblet seg fra 50 til 98 millioner kroner per MW. I nabostaten Sør-Carolina ble to AP-1000 reaktorer kansellert midtveis i byggeprosessen. 

Men parallelt med de to europeiske skandale-prosjektene har EDF bygd to EPR’er i Kina som er satt i drift allerede, som til tross for litt forsinkelser ble bygd for 23 millioner kroner per MW. I Kina er det også bygd fire AP-1000 reaktorer, to av dem ved Sanmen Nuclear Power Station og de kostet 28 millioner kroner per MW

Sammen med sine kinesiske samarbeidspartnere i CGN er franskmennene i gang med å bygge to EPR’er ved Hinkley Point C i Storbritannia. Disse to reaktorene kommer til å koste noe mer enn opprinnelig antatt, opp fra 67 millioner kroner per MW til 83 millioner kroner. Men tidsskjemaet holder enn så lenge og det antas at reaktorene skal være ferdig innen 2026. 

Kina er nå landet i verden som bygger flest reaktorer og etter en fase med utprøving av forskjellige typer reaktorer fra en lang rekke leverandører har de nå kommet fram til to typer standardiserte kinesiske reaktorer som de vil satse på. Den ene heter Hualong One og den andre CAP-1400. Hualong-1 er en videreutvikling av en fransk reaktortype som de importerte på 80-tallet, med nye sikkerhetssystemer og flere uavhengige kjølesystemer. I august ble det vedtatt bygging av fire Hualong One reaktorer som bygges for 19 millioner kroner per MW. CAP-1400 er en videreutvikling av den amerikanske AP-1000 reaktoren fra Westinghouse. Kineserne ferdigstiller nå mellom 5 og 10 reaktorer i året med en byggetid på rundt fem år.1https://www.bloomberg.com/amp/news/articles/2020-09-28/china-s-top-climate-scientists-lay-out-road-map-to-hit-2060-goal  2https://www.world-nuclear.org/information-library/country-profiles/countries-a-f/china-nuclear-power.aspx

Nye reaktorer i Russland bygges også til omtrent samme kostnad som i Kina. Det russiske vitenskapsakademiet rapporterer en kostnad på 18 millioner kroner per MW for VVER-1200 reaktorene som er bygd hittil og at målet for videreutviklingen VVER-TOI skal komme ned på 15 millioner kroner per MW. 

Dette er også en reaktor-modell godkjent for bygging i Europa, og finnene skal i gang og bygge en neste år. Men når russerne bygger utenlands ligger byggekostnadene eksempelvis i Egypt, Tyrkia og i Hviterussland noe høyere, fra 40 til 47 millioner kroner per MW. Det er i samme område som koreanske Kepco (side 41) har bygd fire reaktorer i De forente arabiske emiratene for (40 millioner kroner/MW)

Byggekostnader: Kostnadene for å bygge omtrent samme type reaktor varierer veldig fra land til land. De siste fire reaktorene til høyre er anslag på hva masseproduserte små modulære reaktorer kan koste om 10 år.

Det er ingen radikal forskjell på verken sikkerhetssystemer, design eller levetid på disse reaktorene selv om byggekostnadene varierer fra 15 til 98 millioner kroner per MW. Den ene store forskjellen er at de landene som bygger billig har bygd reaktorer kontinuerlig over lang tid, lært av sine feil, og har en industri som har kunnskapen i fingrene. I USA og i Vest-Europa ble det derimot ikke bygd en eneste ny reaktor i en periode på 15 til 20 år, noe som gjorde at kunnskapen var borte og det meste som kunne gå galt gikk galt i byggeprosessene. 

Nå har vi snart alt vi trenger for å forsøksvis finne en pris per kWh for strøm fra et nytt kjernekraftverk, vi har kostnadene for drift, vedlikehold og drivstoff (15 øre per kWh) og vi har byggekostnadene; 15 til 98 millioner kroner/MW. Uten å avsløre for mye her, vil det bli et stort spenn. Men det er en faktor vi mangler enda; diskonteringsrente. 

DISKONTERING

Når samfunnsøkonomer og bedriftsøkonomer skal gjøre et overslag på hvorvidt et prosjekt er lønnsomt eller ikke regner de seg fram til prosjektets nåverdi. Dette er en ganske enkel metode, men som består av fryktelige begrep som diskontering, netto nåverdi og kontantstrømmer. 

Men regnestykket er egentlig ganske enkelt. Du tar inntektene år 1, i vårt tilfelle hva kan vi få betalt per KWh for strømmen vi selger, og trekker fra utgiftene vi har, dette blir da driftsinntektene første driftsår. 

Høres fornuftig og logisk ut. Vi henger med. 

Men andre driftsår er litt lenger inn i framtida. Økonomer tenker som så at penger langt inn i framtida er verdt mindre enn penger i hånda i dag. Det er mer usikkert. Kan det skje noe uforutsett? Blir uran plutselig mye dyrere? Blir arbeidskrafta mer kostbar? Hva skjer med renta? Har vi fått en klimafornektende regjering som vil legge ned all CO2-fri kraftproduksjon? Har befolkningen blitt hysteriske og vil stenge ned helt velfungerende kjernekraftverk som i Tyskland? Alle dine bekymringer for framtida og litt fortjeneste pakker du inn i en prosentsats og kaller den for diskonteringsrente. 

Inntekta di år 2 skal da justeres ned med denne diskonteringssatsen. Og sånn fortsetter det helt ut kraftverkets levetid. 

Det vil si at hvis jeg er bekymret for framtida, krever veldig høy avkastning, synes det politiske landskapet er for utrygt eller må låne penger dyrt så setter jeg eksempelvis diskonteringsrenta til 10 prosent. Det er et fint og rundt tall å begynne med. 

Hvis jeg da har 1 million kroner i inntekt første driftsår, har jeg 900 000 det andre året, 810 000 år tre og så videre. Når vi så regner oss fram til siste driftsår om 60 år har vi en inntekt på 1800 kroner. 

Så må vi regne sammen inntekta i alle driftsårene og finne summen som økonomene kaller neddiskontert nåverdi. 

Hvis den summen er lavere enn hva det koster å bygge kraftverket, ja da blir det ikke bygd. Eventuelt kan jeg justere opp strømprisen, og dermed også våre inntekter, helt til at jeg ser nåverdien kommer opp rundt null, eller til og med blir positiv. Jeg kan også justere ned diskonteringssatsen og se hva det gjør med strømprisen. Her er det mye vi kan rote rundt med. 

LCOE

Dette er måten strømpris i Levelized Cost of Electricity (LCOE) -analyser beregnes. Investeringsbanken Lazard sine LCOE-analyser vises det ofte til og de bruker forskjellige diskonteringsrenter for ulike teknologier, rundt 10 prosent for kjernekraft og 7 prosent for vind og sol.

Lazard har i sine analyser et dyrt og billig scenario for hver enkelt energikilde. I det billige scenarioet til kjernekraft antar de en byggekostnad på 62 millioner kroner per MW, kapasitetsfaktor på 91 prosent, driftskostnader på 24 øre per kWh og 10 prosent diskonteringsrente. Det gir en strømpris på 1 krone per kWh. 

I sitt dyre scenario antar de en byggekostnad på 109 millioner kroner per MW, kapasitetsfaktor på 91 prosent, driftskostnader på 27 øre per kilowattime og 10 prosent diskonteringsrente. Dette gir en strømpris på 1,7 kroner per kWh. 

Byggeprisen for HPC i Storbritannia ligger midt i mellom de to scenarioene og koster 83 millioner kroner per MW. Hvor Lazard finner en byggekostnad på 109 millioner kroner per MW klarer ikke vi helt å se, og de har ikke tatt med byggekostnader fra noe annet land enn USA. Det billige og det dyre scenarioet er egentlig et dyrt og et skamdyrt scenario. 

Men det som er enda rarere er at Lazard bruker driftskostnader som ligger neste dobbelt så høyt (24 til 27 øre/kWh) som for eksisterende svenske reaktorer (10 til 15 øre/kWh). 

Kapasitetsfaktoren de bruker i begge scenarioene ligger i tilegg under den amerikanske reaktorflåten sin, som er på 92 prosent. Til slutt så bruker Lazard en levetid på 40 år til tross for at reaktorer i dag bygges for en levetid på minst 60 år. 

Det er uansett et godt utgangspunkt for å vise hvordan diskonteringsrenter fungerer. Kjernekraftverket Lazard regner på har til sammen en effekt på 2200 MW og total byggekostnad blir i det billige scenarioet 136 milliarder kroner og i det dyre scenariet 241 milliarder kroner. 

Det første driftsåret i det lave scenariet med 1 krone per kWh har vi et overskudd på 15 milliarder kroner. Med 1,7 kroner per kWh har vi et overskudd på 26 milliarder kroner. Det er over 10 prosent av byggekostnadene i begge tilfellene. I overskudd. På ett år. Men det må vi ha for med over 10 prosent diskonteringsrente faller overskuddet fort. 

I vårt tiende driftsår er overskuddet redusert til henholdsvis 5,4 milliarder (billig) og 9,7 milliarder kroner (dyrt). I det siste driftsåret, år 40, er summen 151 millioner kroner og 300 millioner kroner. For å selge 26 TWh strøm. Det er en fortjeneste på rundt 1 øre per kWh. 

Som nevnt tidligere er det litt merkelig at Lazard bruker 40 år levetid på reaktorene, bare to tredjedeler av deres egentlige levetid. Men på den andre siden vil det nesten ikke ha noe å si å utvide driftstida fra 40 til 60 år i en LOCE-analyse der de bruker over 10 prosent diskonteringsrente. De framtidige inntektene mellom år 40 og år 60 er praktisk talt borte uansett, selv om dette altså utgjør en tredjedel av anleggets levetid. 

MER REELLE SCENARIER

En annen mulighet er å fortsette å ha samme byggekostnad, men sette diskonteringssatsen lavere. Hvis vi er et statseid foretak som kan låne penger garantert av staten får vi i dag lånt penger til mellom 0 og 1 prosent rente. Om vi i tillegg har garantert avsetning på strømmen og en garantert strømpris, og ikke videre krav til avkastning, kan vi for argumentasjons skyld sette diskonteringsrenta til 2 prosent. Hvis vi da i tillegg utvider levetida til anlegget til 60 år, som den reelt sett er, kommer vi ut med en strømpris på mellom 43 øre per kWh (billig) og 77 øre per kWh (dyrt). 

Men dette er med Lazards noe høye driftskostnad kostnad per kWh og litt lave kapasitetsfaktor basert på de to forrige generasjonene kjernekraftverk. Hvis vi setter driftskostnadene til 12 til 15 øre per kWh og kapasitetsfaktoren til mellom 95 og 92 prosent kommer vi ut på mellom 34 øre (billig) og 64 øre (dyrt).

Det er jo da enda en hendel å dra i og det er byggekostnaden for selve kjernekraftverket. Lazard bruker som nevnt mellom 62 og 109 millioner kroner per MW, som til en viss grad kan stemme for USA og Europa i dag. Men de fleste reaktorer bygges som nevnt utafor EU og USA til en langt lavere pris. 

Hvis vi lager et eget lavt og høyt scenario med samme forutsetninger som i eksemplet over bare at vi bruker russiske og kinesiske byggekostnader blir bildet et annet igjen. Hvis vi starter på 20 millioner kroner per MW i et billig scenario er vi på en strømpris på 19 øre per kWh og 38 øre per kWh i et dyrt scenario. 

Men om vi forsøker oss på et litt mer realistisk bilde på 40 millioner kroner per MW, diskonteringsrente på 4 prosent og 15 øre per kWh i driftskostnader er vi på en strømpris på 39 øre per kWh. 

Så hva koster strømmen fra et nytt kjernekraftverk i dag? 

Det kommer grovt sett an på to ting; byggekostnad og kostnad for kapital (diskonteringsrente). 

Bygger du dyrt (80 mill/MW) og må låne penger dyrt (10 prosent) må du ha over ei krone per kWh. 

Bygger du moderat billig (40 mill/MW) og kan låne penger med høy sikkerhet sikkerhet (4 prosent) blir det i underkant av 40 øre per kWh. 

Bygger du veldig billig (20 mill/MW) og staten låner pengene (2 prosent) kan du komme under 25 øre per kWh. 

Lazard opererer til sammenlikning med strømpriser fra landbasert vindkraft på mellom 25 øre per kWh og 49 øre per kWh. Bunnfast havvind kommer ut mellom 58 øre per kWh og 1 krone per kWh.