Kärnkraftens utveckling från föråldrade kärnkraftverk till nästa generations reaktorer

Dagsläge och utmaningar

Kärnkraften har en oerhörd potential som energikälla med låga koldioxidutsläpp. Mot bakgrund av klimatförändringarnas komplexitet är det ytterst viktigt att vi inser fördelarna med kärnkraft.

Det första kärnkraftverket togs i drift på 1950-talet. Sedan dess har kärnkraften vuxit betydligt: i dag finns det över 440 operativa kärnkraftverk runt om i världen, vilka svarar för omkring 10 % av den globala elförsörjningen.

I de utvecklade ekonomierna utgörs 18 % av energiproduktionen av kärnkraft, vilket innebär att den är den största källan till fossilfri el. I Europa är andelen kärnkraft ännu större, motsvarande över 20 % av elproduktionen i EU 2022. Omkring 1980 byggdes en enorm kärnkraftskapacitet upp. Det pågår redan åtskilliga projekt i Europa för att förlänga kärnkraftverkens livslängd till närmare 80 år eller mer.

Det finns många fördelar med kärnkraft. Den tillhandahåller stabil baskraft utan utsläpp av växthusgaser. Den erbjuder en planerbar och koncentrerad storskalig elproduktion. Dessutom kan den värme som genereras i kärnkraftverken användas för till exempel fjärrvärme eller industriella processer. En liten mängd kärnbränsle kan driva en reaktor i åratal och därmed säkerställa en stabil och pålitlig energiförsörjning.

Under den senaste tiden har kapaciteten på kärnkraftsområdet varierat, delvis på grund av att en del länder har tagit reaktorer ur drift samt till följd av tillfälliga avbrott för underhåll. Tyskland har fasat ut kärnkraften, men många europeiska länder fortsätter att investera i förlängda livstider och nya reaktorer.

Utmaningarna med nya kärnkraftverk sammanhänger särskilt med höga investeringskostnader och långa avskrivningsperioder (cirka 60 år) samt svårigheter att bygga nya reaktorer utan att spräcka budgetramarna.

På det hela taget leder detta till att kärnkraften möter en omfattande konkurrens från annan teknik till följd av att de höga projektkostnaderna ger en hög Levelised Cost of Energy (LCOE), vilket de installationer som nyligen har gjorts i Finland, Frankrike och Storbritannien visar. I synnerhet när utvecklingen av hållbara energilösningar går mot både storskalig och långsiktig lagring för att uppväga för förnybara intermittenta energikällor blir det svårare att rättfärdiga kostnaden för ny kärnkraft.

Under FNs klimatkonferens COP28 gjordes omfattande åtaganden i fråga om kärnkraft: 25 länder förband sig att tredubbla sin produktionskapacitet till 2050. Dessutom har EU nyligen framhållit att kärnkraften är central när det gäller att fasa ut fossila bränslen, en teknik som spelar en avgörande roll för detta syfte.

Global installerad kärnkraftskapacitet i höga respektive låga scenarier (GW)

Framåtblick

Snabba klimatförändringar och den senaste tidens geopolitiska händelser har lett till en betydande omläggning av energipolitiken, och kärnkraften har återigen fått medvind. Europeiska rådet och Europaparlamentet har utpekat kärnkraften som en strategisk teknik när det gäller att fasa ut fossila bränslen i EU.

Globalt sett väntas kärnkraftens roll öka i måttlig takt framöver, men det kan mycket väl bli fråga om en kraftig ökning. Om den tredubbling av kapaciteten som 25 länder förband sig till vid COP28 ska bli verklighet behövs det nya storskaliga kärnkraftverk. Dessa bör innehålla effektivare och säkrare reaktorer samtidigt som kostnaderna sänks med hjälp av mer standardiserad utformning. Det behövs ytterligare investeringar i alternativ kärnteknik som små modulära reaktorer (SMR) eller avancerade modulära reaktorer (AMR), tillsammans med transformativ teknik som fusionsreaktorer.

Eftersom ny kärnkraft är förenad med höga kostnader och oerhört långa investeringshorisonter övervägs förlängda livstider och uppgraderingar av befintliga reaktorer som kompletterande investeringar. Säkra livstidsförlängningar av reaktorer upp till 80–100 år görs nu runt om i Europa för att utnyttja det befintliga beståndet maximalt och trygga produktionen av baskraft. Dessa förlängningar bygger på rigorösa säkerhetsbedömningar, utbyte av komponenter och tillämpning av moderna standarder.

Installerad kärnkraftskapacitet i europeiska länder 2020 och 2050 (GW)

Eftersom små modulära reaktorer består av just moduler kan de sättas samman i fabrik och transporteras som en enhet. Detta tillvägagångssätt reducerar kostnaderna och gör det lättare att erhålla godkännanden från de nationella tillståndsmyndigheterna i Europa. Små modulära reaktorer (SMR) nämns ibland i samma sammanhang som avancerade modulära reaktorer (AMR), men det är viktigt att vara medveten om att de sistnämnda kännetecknas av en innovativ användning av bränslen, kylsystem och andra tekniska framsteg, vid sidan av sin modulära utformning. Båda erbjuder ökad flexibilitet, säkerhet och kostnadseffektivitet. Lovande teknik som kärnfusion har fortfarande långt kvar till teknisk mognad för storskalig användning, men de första modulära reaktorerna håller redan på att byggas och ska tas i drift i början av 2030-talet.

När nu kärnkraften åter är aktuell i Europa kommer dess framtida roll troligen att formas av en kombination av politiska beslut, ekonomiska faktorer och tekniska framsteg. Det är viktigt att det finns ett fokuserat politiskt stöd och att det görs investeringar i tekniken för att förändra hindrande regelverk och förbättra investeringsvillkoren, så att både små modulära reaktorer och kärnkraftverk av traditionell storlek blir mer konkurrenskraftiga kostnadsmässigt. Att fasa ut fossila bränslen är en komplicerad process, men med strategisk planering och innovationer kommer kärnkraften att spela en viktig roll som en stabil och tillförlitlig framtida energikälla i Europa.

Översikt över typer av kärnreaktorer