atw 2019-01
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nucmag.com<br />
<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
1<br />
9<br />
China’s Ambitious<br />
Nuclear New-Build Plans<br />
11 ı Serial | Major Trends in Energy Policy and Nuclear Power<br />
The Role of Nuclear Power in the World<br />
ISSN · 1431-5254<br />
24.– €<br />
19 ı Energy Policy, Economy and Law<br />
The Future Role of Thermal Electricity Generation<br />
49 ı World Report<br />
Nuclear Power 2<strong>01</strong>7<br />
58 ı Nuclear Today<br />
Thorp, but Recycling and Sustainability<br />
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Unsere Jahrestagung – das Original seit 50 Jahren.
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
“Grassroots” for Nuclear Power<br />
3<br />
Dear reader, The discussion about the peaceful use of nuclear power was focused skillfully and sustainably by its<br />
opponents at an early stage. Thus it was possible to raise a topic to be discussed at the factual level to a purely emotional<br />
level. While those in favour of nuclear power published one technical study after another, it was a multitude of elegant<br />
moves that led the subject discussion into the desired polarised debate and pushed the facts into the background.<br />
Although the studies were scientifically correct and transparent in order to demonstrate the advantages of nuclear<br />
power – as a low-emission, reliable, economical and, assuming its responsible operation, also safe energy source – they<br />
could hardly keep up with the emotional level of argumentation of the opponents of nuclear power. Among other things,<br />
nuclear power was verbally dismissed, expressions such as „Atommeiler“ are characteristic, and presented as anonymous,<br />
even partly environmentally contemptuous technology. People who were convinced of their application did not appear<br />
in this scenario and were hardly desired in the public-political discussion. After all, there are some prominent, native<br />
opponents of nuclear energy today, such as Greenpeace founder Patrick Moore, who, beyond dogmas, today support the<br />
peaceful use of nuclear power as an ecologically justifiable pillar of future energy supply.<br />
EDITORIAL<br />
Change of scenery: Some 40 years later and 9,387 km from<br />
Europe. Place of action Taipei, Taiwan, China. Taiwan is a<br />
technically highly developed, modern industrial region.<br />
With its economic structure, a stable and secure energy<br />
supply is indispensable. This is even more true for the<br />
electricity supply due to many companies in the high-tech<br />
sector, such as the semiconductor industry. As a country<br />
poor in raw materials, Taiwan is dependent on 98 %<br />
imports for its energy supply. Gas (LNG) and coal dominate<br />
the electricity supply. The four nuclear power plants<br />
in operation at two locations, with a capacity of app.<br />
3,800 MW, account for app. 10 % of the country's<br />
generation capacity. Together with the two nuclear power<br />
plants shut down at the Chinshan site on 3 October 2<strong>01</strong>8<br />
after 46 and 45 years of operation respectively, they<br />
supplied around 15 % of the country's electricity demands.<br />
The safe operation of the two Chinshan reactors had been<br />
examined by the Taiwanese nuclear safety authority in<br />
2007, with the result that the license could be extended for<br />
20 years beyond the approved year 2<strong>01</strong>7 to 2037. Two<br />
advanced boiling water reactors, each with an electrical<br />
output of 1,350 MW, had been under construction at the<br />
Lungmen site since 1999. Due to the political environment,<br />
the completion was suspended several times and in 2<strong>01</strong>5<br />
the operator Taipower decided to preserve the plant until a<br />
possible later completion. In Japan, two type-similar plants<br />
were put into commercial operation in the 1990s after<br />
three years of construction.<br />
Taiwan, too, was not spared the ideologised and<br />
instrumentalised nuclear energy discussion. Taiwan's<br />
policy is characterised by two blocs: the “pan-green<br />
coalition” with the Democratic Progressive Party (DPP) as<br />
the strongest force and the “pan-blue coalition” around the<br />
Kuomintang. The “pan-green coalition” – green stands<br />
primarily for the colour of the party 's flag, not for political<br />
orientation – had written the withdrawal from the peaceful<br />
use of nuclear power into the party programme as a<br />
political delimitation. After its election victory in the<br />
parliamentary and presidential elections in 2<strong>01</strong>6, the DPP<br />
proclaimed the phase-out of nuclear power by 2025. The<br />
first step towards phasing out nuclear energy was then the<br />
shut-down of the reactors in Chinshan.<br />
Human failure in a 4,000 MW gas-fired power plant led<br />
to a five-hour blackout in the northern part of Taiwan on<br />
August 15, 2<strong>01</strong>7. Several leading politicians then resigned.<br />
Since the subsequent period saw an increasing number of<br />
minor power failures, Taiwan's citizens were sensitized to<br />
the issue of security of electricity supply.<br />
On 24 November 2<strong>01</strong>8 the time had come. Together<br />
with regional elections, Taiwan's citizens were asked to<br />
express their views on the political nuclear phase-out and<br />
other issues in a referendum. This was preceded by a<br />
vehement debate on this point. The government- controlled<br />
Central Election Commission had originally rejected the<br />
pro-nuclear referendum. The referendum provides for the<br />
withdrawal of Article 95-1 of the Electricity Act and thus<br />
the decommissioning of all nuclear power plants by the<br />
year 2025. In accordance with a decision of the highest<br />
court, this point of action was then put to the vote. This<br />
referendum item was approved by 59.49% or 5,895,560 of<br />
10,832,735 voters.<br />
Observers see an essential part of this success in<br />
the continued use of nuclear power in the supporting<br />
“Grassroots” movement, i.e. citizens like you and me who<br />
take to the streets and personally stand up for their<br />
opinion. This is certainly not new, but what was new was<br />
the scale and nature of the effort. While an “advertising<br />
campaign” was launched on the part of the anti-nuclear<br />
activists, it was the many contacts on the street with which<br />
the supporters of nuclear energy scored points – the<br />
Taiwanese nuclear power plant operator was not allowed<br />
to position itself.<br />
Now it will be interesting how the government positions<br />
itself. In 2020 there will be parliamentary and presidential<br />
elections and if the government does not react to the<br />
pro-nuclear vote, the Taiwanese “Grassroots” have already<br />
announced a succeeding referendum.<br />
On the streets for nuclear power. Something new.<br />
Something unique and now even successful.<br />
Christopher Weßelmann<br />
– Editor in Chief –<br />
Editorial<br />
“Grassroots” for Nuclear Power
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
4„Grassroots“ für die Kernenergie<br />
EDITORIAL<br />
Liebe Leserin, lieber Leser, die Diskussion über die friedliche Nutzung der Kernenergie wurde von ihren<br />
Gegnern frühzeitig gezielt, geschickt und nachhaltig gesteuert. So gelang es, ein auch auf der Sachebene zu<br />
diskutierendes Thema quasi komplett auf die rein emotionale Ebene zu heben. Während aufseiten der Kernenergiebefürworter<br />
eine Fachstudie nach der anderen aufgelegt wurde, war es eine Vielzahl eleganter Schachzüge, die die<br />
Sachdiskussion in die gewünschte polarisierte Auseinandersetzung führten, die Fakten in den Hintergrund drängten.<br />
Die Studien waren zwar wissenschaftlich korrekt und transparent um die Vorteile der Kernenergie aufzuzeigen – als<br />
emissionsarme, versorgungssichere, ökonomische und, ihre verantwortungsvolle Umsetzung vorausgesetzt, auch<br />
sichere Energiequelle – konnten aber kaum mit der emotionalen Argumentationsebene der Kernenergiegegner<br />
mithalten. Die Kernenergie wurde dabei unter anderem verbal abgekanzelt, Ausdrücke wie Atommeiler sind<br />
bezeichnend, und als anonyme, ja teils umweltverachtende Technologie dargestellt. Menschen, die von ihrem Nutzen<br />
überzeugt waren und diesen vertraten, kamen in diesem Szenario nicht vor und waren in der öffentlich-politischen<br />
Diskussion kaum gewünscht. Immerhin sind es heute aber einige prominente, ursprüngliche Kernenergiegegner, wie<br />
zum Beispiel Greenpeace-Gründer Patrick Moore, die jenseits von Dogmen die friedliche Nutzung der Kernenergie als<br />
ökologisch begründbare tragende Säule der zukünftigen Energieversorgung unterstützen.<br />
Szenenwechsel: Rund 40 Jahre später und 9.387 km von<br />
Europa entfernt. Handlungsort Taipei, Taiwan, China.<br />
Taiwan ist ein technisch hoch entwickelter, moderner<br />
Industriestaat. Mit seiner wirtschaftlichen Struktur ist<br />
eine stabile und versorgungssichere Energieversorgung<br />
unabdingbar. Für die Stromversorgung gilt dies noch verstärkt<br />
aufgrund vieler Produktionsbetriebe aus dem<br />
Hightech- Sektor, so der Halbleiterindustrie. Als rohstoffarmes<br />
Land ist Taiwan bei der Energieversorgung auf 98 %<br />
Importe angewiesen. Gas (LNG) und Kohle dominieren in<br />
der Stromversorgung. Die vier in Betrieb befindlichen<br />
Kernkraftwerke an zwei Standorten haben mit ihren rund<br />
3.800 MW Leistung einen Anteil an der Erzeugungsleistung<br />
des Landes von rund 10 %. Gemeinsam mit den<br />
zwei am Standort Chinshan zum 3. Oktober 2<strong>01</strong>8 nach 46<br />
bzw. 45 Betriebsjahren stillgelegten Kernkraftwerken<br />
lieferten sie rund 15 % des Strombedarfs. Der Betrieb der<br />
beiden Chinshan-Reaktoren war sicherheitstechnisch in<br />
2007 von der taiwanesischen Aufsichtsbehörde untersucht<br />
worden, mit dem Ergebnis einer möglichen 20-jährigen<br />
Lizenzverlängerung über das genehmigte Jahr 2<strong>01</strong>7 hinaus<br />
bis also zum Jahr 2037. Zwei fortschrittliche Siedewasserreaktoren<br />
mit jeweils 1.350 MW elektrischer Leistung<br />
waren seit 1999 am Standort Lungmen in Bau. Aufgrund<br />
des politischen Umfelds wurde die Fertigstellung mehrfach<br />
unterbrochen und im Jahr 2<strong>01</strong>5 entschied sich der<br />
Betreiber Taipower für eine Konservierung der Anlage bis<br />
zu einer möglichen späteren Fertigstellung. In Japan<br />
waren 2 typähnliche Anlagen in den 1990er-Jahren nach<br />
dreijähriger Bauzeit in den kommerziellen Betrieb übernommen<br />
worden.<br />
Auch Taiwan blieb nicht von der ideologisierten und<br />
instrumentalisierten Kernenergiediskussion verschont.<br />
Taiwans Politik ist von zwei Blöcken geprägt, der „pan-<br />
grünen Koalition“ mit der Demokratischen Fortschrittspartei<br />
(DPP) als stärkste Kraft und der „pan-blauen<br />
Koalition“ um die Kuomintang. Zur politischen Abgrenzung<br />
hatte sich die „pan-grüne Koalition“ – grün steht vordringlich<br />
für die Parteifarbe, nicht die politische Orientierung –<br />
den Ausstieg aus der friedlichen Nutzung der Kernenergie<br />
in das Parteiprogramm geschrieben. Nach ihrem Wahlsieg<br />
bei Parlaments- und Präsidialwahl in 2<strong>01</strong>6 proklamierte die<br />
DPP unter anderem den Ausstieg aus der Kernenergie bis<br />
zum Jahr 2025. Der erste Schritt zum Kernenergieausstieg<br />
war dann die Stilllegung der Reaktoren in Chinshan.<br />
Aufgrund menschlichen Versagens in einem 4.000-MW-<br />
Gaskraftwerk kam es am 15. August 2<strong>01</strong>7 zu einem<br />
flächendeckenden fünfstündigen Blackout im nördlichen<br />
Teil Taiwans. Mehrere führende Politiker nahmen daraufhin<br />
ihren Hut. Da es in der Folgezeit immer häufiger zu<br />
kleineren Störungen bei der Stromversorgung kam, waren<br />
die Bürger Taiwans für das Thema Stromversorgungssicherheit<br />
sensibilisiert.<br />
Am 24. November 2<strong>01</strong>8 war es dann soweit. Taiwans<br />
Bürger konnten sich zeitgleich mit Regionalwahlen zum<br />
politischen Kernenergieausstieg und zu weiteren Themen<br />
in einem Referendum äußern. Vorangegangen war eine<br />
vehemente Auseinandersetzung zu diesem Punkt. Die von<br />
der Regierung kontrollierte Central Election Commission<br />
hatte das Pro-Kernenergie-Referendum ursprünglich<br />
abgewiesen. Dieses sieht vor, den Artikel 95-1 des<br />
Electricity Acts zurückzunehmen und damit die Stilllegung<br />
aller Kernkraftwerke bis zum Jahr 2025. Gemäß<br />
einer höchstrichterlichen Entscheidung wurde dieser<br />
Aktionspunkt dann doch zur Wahl gestellt: Mit einer<br />
Zustimmung von 59,49 % bzw. 5.895.560 von 10.832.735<br />
Wählerstimmen wurde diesem Referendumspunkt zugestimmt.<br />
Einen wesentlichen Anteil für diesen Erfolg für die<br />
weitere Nutzung der Kernenergie sehen Beobachter in der<br />
unterstützenden „Grassroots“-Bewegung, also Bürgern<br />
wie du und ich, die auf die Straße gehen und sich persönlich<br />
für ihre Ziele einsetzen. Dies ist sicher nicht neu,<br />
aber neu waren Umfang und Art des Einsatzes. Während<br />
aufseiten der Anti-Atom-Aktivisten eine „Werbe kampagne“<br />
gestartet wurde, waren es die vielen persönlichen Kontakte<br />
auf der Straße, mit der die Kernenergiebefürworter<br />
punkteten – der taiwanesische Kernkraftwerksbetreiber<br />
durfte sich nicht positionieren.<br />
Jetzt wird es vor allem interessant sein, wie sich die<br />
Regierung positioniert. Im Jahr 2020 sind Parlaments- und<br />
Präsidialwahlen und für den Fall, dass die Regierung<br />
nicht auf das Pro-Kernenergie-Votum reagiert, haben<br />
die taiwanesischen „Grassroots“ schon ein weiteres<br />
Referendum angekündigt.<br />
Auf die Straße gehen für die Kernenergie. Etwas Neues.<br />
Etwas Einzigartiges und jetzt sogar etwas Erfolgreiches.<br />
Christopher Weßelmann<br />
– Chefredakteur –<br />
Editorial<br />
„Grassroots“ für die Kernenergie
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<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
6<br />
Issue 1 | <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
January<br />
CONTENTS<br />
Contents<br />
Editorial<br />
“Grassroots” for Nuclear Power E/G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3<br />
DAtF Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8<br />
Feature | Inside Nuclear with NucNet<br />
China’s Ambitious Nuclear New-Build Plans:<br />
The Targets and the Challenges. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9<br />
Calendar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10<br />
Serial | Major Trends in Energy Policy and Nuclear Power<br />
The Role of Nuclear Power in the World . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11<br />
Energy Policy, Economy and Law<br />
The Future Role of Thermal Electricity Generation and Storage of<br />
Electricity in the Member States of the European Union – Security of<br />
Supply with Increasing Shares of Volatile Renewable Energies G . . 19<br />
Spotlight on Nuclear Law<br />
Modernisation of German Radiation Protection Legislation G . . . . 25<br />
Decommissioning and Waste Management<br />
Conditioning and Storage of Radioactive Waste:<br />
Potential Savings and New Processes G . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26<br />
Research and Innovation<br />
Experimental Study on Sub-cooled Boiling<br />
of Natural Circulation in Narrow Rectangular Channels. . . . . . . . . . 29<br />
Special Topic | A Journey Through 50 Years AMNT<br />
Annual Reactor Meeting 1969 in Frankfurt – Short Report G . . . . . 35<br />
German Atomic Forum’s Annual Reactor Meeting G . . . . . . . . . . 36<br />
AMNT <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Preliminary Programme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42<br />
KTG Inside . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47<br />
World Report<br />
Nuclear Power 2<strong>01</strong>7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49<br />
News . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53<br />
Cover:<br />
Taishan NPP in China with its 2 EPR reactors.<br />
Taishan 1 (left) has become the world's first<br />
EPR to enter into commercial operation<br />
on December 13, 2<strong>01</strong>8. Copyright: ©TNPJVC<br />
Editorial Programme <strong>2<strong>01</strong>9</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57<br />
Nuclear Today<br />
Sun Sets on UK’s Thorp, but Recycling and<br />
Sustainability Still a Burning Issue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58<br />
G<br />
E/G<br />
= German<br />
= English/German<br />
Imprint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18<br />
Contents
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
7<br />
Feature<br />
Inside Nuclear with<br />
9 China’s Ambitious Nuclear New-Build Plans:<br />
The Targets and the Challenges<br />
CONTENTS<br />
NucNet<br />
Serial | Major Trends in Energy Policy and Nuclear Power<br />
11 The Role of Nuclear Power in the World<br />
Ludger Mohrbach<br />
Energy Policy, Economy and Law<br />
19 The Future Role of Thermal Electricity Generation and Storage of<br />
Electricity in the Member States of the European Union – Security<br />
of Supply with Increasing Shares of Volatile Renewable Energies<br />
Zur künftigen Rolle der thermischen Stromerzeugung und der<br />
Speicherung von Elektrizität in den Mitgliedstaaten<br />
der Europäischen Union – Sicherung der Versorgung<br />
bei steigenden Anteilen volatiler erneuerbarer Energien<br />
Hans-Wilhelm Schiffer<br />
Special Topic | A Journey Through 50 Years AMNT<br />
35 Annual Reactor Meeting 1969 in Frankfurt – Short Report<br />
Reaktortagung 1969 in Frankfurt – Kurzbericht<br />
German Atomic Forum’s Annual Reactor Meeting<br />
Die Reaktortagung des Deutschen Atomforums<br />
World Report<br />
49 Nuclear Power 2<strong>01</strong>7<br />
Nuclear Today<br />
58 Sun Sets on UK’s Thorp, but Recycling and Sustainability<br />
Still a Burning Issue<br />
John Shepherd<br />
Contents
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
8<br />
8Notes<br />
DATF NOTES<br />
The Implementation of the “Energiewende”<br />
In its current report “Coordination and Regulation for Realization of<br />
the Energiewende by the Federal Ministry of Economic Affairs and<br />
Energy”, the Bundesrechnungshof (German Federal Court of Auditors)<br />
summarizes the state of affairs of the German Energiewende<br />
and makes recommendations to improve the organization and<br />
implementation.<br />
In the year 2<strong>01</strong>7, the total cost of the Energiewende is 34.36 billion<br />
(thousand million) Euro. Despite this high cost, the Bundesrechnungshof<br />
has identified substantial deficits. As a result, most of the set<br />
goals will not be achieved.<br />
Cost of the Energiewende<br />
Federal Payments and Missed Revenue<br />
Amount (Thousand Million Euro)<br />
Federal Budget, Energy and Climate Fund 3.16<br />
Personnel Costs 0.05<br />
Decreased Energy Tax (e. g. Discharge for Energy Intensive Companies) 0.88<br />
Electricity Price Compensation due to Subsidy on Industrial Plants 0.29<br />
Reliefs on Electricity Tax 3.50<br />
End Consumer Charging<br />
Cost Allocation (“EEG-Umlage”) 23.98<br />
Cost Allocation (“KWKG”) 1.17<br />
Offshore-Liability 0.20<br />
§ 19 Electricity Network Charges Ordinance 1.10<br />
Disconnectable-Load-Regulation 0.03<br />
Total 34.36<br />
Reader's Digest<br />
“ The BMWi* has not yet created comprehensive transparency about investment and cost of the Energiewende. ”<br />
“ Despite the high use of funds and staff, the set goals of the Energiewende for the year 2020<br />
are mostly not achieved. ”<br />
“ The BMWi* does not consider further measures to strengthen the overall coordination of the Energiewende<br />
to be necessary. ”<br />
* Federal Ministry for Economic Affairs and Energy Source: Bundesrechnungshof<br />
For further details<br />
please contact:<br />
Nicolas Wendler<br />
DAtF<br />
Robert-Koch-Platz 4<br />
1<strong>01</strong>15 Berlin<br />
Germany<br />
E-mail: presse@<br />
kernenergie.de<br />
www.kernenergie.de<br />
Low and Intermediate Level Waste<br />
in Germany<br />
In recent years major changes took place in Germany regarding the<br />
management of radioactive waste. In particular the system of<br />
licencing and regulation, the responsible government agencies, the<br />
operators and the financing regime have changed. To reflect this<br />
DAtF has published a new edition of the brochure on the management<br />
of low and intermediate level waste in Germany.<br />
pp<br />
How much LLW/ILW is there in Germany?<br />
pp<br />
Who is responsible for waste management and disposal?<br />
pp<br />
How are these duties payed for?<br />
pp<br />
And where shall the waste be finally disposed?<br />
Answers to these questions and information on the licenced<br />
repository Konrad with respect to safety, history and planned<br />
completion can be found in the new edition of:<br />
Final Disposal of Low and<br />
Intermediate Level Waste Materials<br />
3 Now available to download at www.kernenergie.de<br />
(German).<br />
DAtF Notes
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
Feature<br />
China’s Ambitious Nuclear New-Build<br />
Plans: The Targets and the Challenges<br />
China is officially aiming for 58 GW of installed nuclear capacity by 2020 – up from almost 36 GW today<br />
– but the country’s nuclear sector faces a number of challenges and this target is likely to be missed,<br />
Shanghai-based energy research company Nicobar told NucNet.<br />
Nicobar said the 58 GW will probably be reached in 2021 or<br />
2022. Looking further ahead, China’s goal is to have 110<br />
nuclear units in commercial operation by 2030, but this<br />
target is likely to be adjusted in the next Five-Year Plan, the<br />
first draft of which will appear in <strong>2<strong>01</strong>9</strong>.<br />
“Based on the current roster of planned builds, 110<br />
reactors by 2030 is technically possible but difficult from a<br />
logistical point of view,” Nicobar said. “At the moment<br />
there simply aren’t enough potential reactor sites to double<br />
the fleet in the next 12 years.”<br />
China faces a number of challenges in meeting its<br />
new-build targets, Nicobar said.<br />
They include weak electricity demand in northern<br />
China and human resources challenges such as uncertainty<br />
over whether China can graduate and train nuclear<br />
engineers in time to meet demand.<br />
There are also concerns about fuel security because<br />
China has relatively small uranium reserves. China, the<br />
only uranium producing country in East Asia, reported a<br />
small but steady increase in production from 1,450 tU in<br />
2<strong>01</strong>2 to 1,500 tU in 2<strong>01</strong>3 and 1,550 tU in 2<strong>01</strong>4 with six<br />
production centres in operation.<br />
However, according to the OECD’s Nuclear Energy<br />
Agency (NEA), annual uranium requirements amount to<br />
about 5,300 tU. If the total capacity of nuclear power<br />
plants reaches between 40 GW and 58 GW by the end of<br />
2020, uranium requirements will be about 12,000 tU.<br />
China has great potential for uranium resources, said<br />
the NEA. According to studies by several institutes in<br />
China, the country has two million tonnes of potential<br />
uranium resources.<br />
With uranium demand from nuclear plants expected<br />
to increase rapidly in the coming decade, China has<br />
accelerated the pace of domestic uranium exploitation.<br />
According to the NEA, China has a policy of “facing two<br />
markets and using of two kinds of resources” for uranium<br />
procurement. This means that China will develop domestic<br />
uranium resources and make full use of non-domestic<br />
resources and mine development in advance of requirements.<br />
“Uranium supply will be guaranteed through a<br />
combination of domestic production, development of<br />
non-domestic resources and international trade to ensure<br />
a stable supply of nuclear fuel,” the NEA said.<br />
China has acquired 70 % of its uranium imports from<br />
Kazakhstan, with the remainder coming from countries<br />
including Australia, Canada, Namibia and Uzbekistan.<br />
UxC reported that China imported over 115,000 tU over<br />
2009-14, notably 25,000 tU in 2<strong>01</strong>4 and 10,400 tU to July<br />
in 2<strong>01</strong>5. With annual consumption at about 5,000 tU,<br />
much of this will be stockpiled.<br />
One challenge cited by Nicobar that China does seem to<br />
be on the way to resolving is the issue of regulatory<br />
independence and capacity.<br />
In 2<strong>01</strong>7, the Hong Kong-based South China Morning<br />
Post said “weak and opaque governance” had long been<br />
seen as an industry problem in China, especially when it<br />
comes to determining the precise roles of the government,<br />
the military and state-owned nuclear enterprises on issues<br />
such as the handling of nuclear materials and<br />
the disposal of spent fuel.<br />
However, in November 2<strong>01</strong>7 state media reported that<br />
a new nuclear safety law had been passed aimed at<br />
improving regulation in the nuclear power sector. Officials<br />
said the law will give more powers to the regulator, the<br />
National Nuclear Safety Administration (NNSA), and<br />
establish new systems that will improve the disclosure of<br />
information on issues like radiation, and prevent or<br />
minimise risks from nuclear accidents.<br />
Nicobar said regulatory capacity has seen “significant<br />
growth” in recent years and is no longer a major point of<br />
concern from their perspective.<br />
But the company warned that while it is still too early for<br />
most of the fleet, aging management and licence renewal<br />
will be an issue for the regulator to face as the oldest plants<br />
draw closer to the end of their first licence period.<br />
China’s domestic nuclear plans are ambitious, but it also<br />
has similar ambitions to sell its nuclear services overseas.<br />
According to Nicobar, China has signed agreements and<br />
memoranda of understanding to explore civil nuclear cooperation<br />
with more than 20 countries and has already exported<br />
miniature neutron sources to several countries as well.<br />
Among the most likely opportunities for nuclear reactor<br />
technology exports are plans to build the Generation III<br />
HPR1000 – also known as Hualong One – in the UK<br />
and Argentina, the CAP1400 (a Chinese derivative of<br />
Westinghouse's AP1000) in Turkey and high temperature<br />
gas reactors (HTGR) in Saudi Arabia.<br />
China's first commercial HTGR demonstration project<br />
is comprised of two pebble-bed units, a design known<br />
as HTR-PM. A unit is under construction in China at<br />
Shidaowan in Shandong province.<br />
Nicobar said China has already exported four CNP-300<br />
reactors for the Chasnupp nuclear station in Pakistan and<br />
two ACP-1000 reactors to the Kanupp nuclear station in<br />
Pakistan. The two ACP-1000 units are under construction<br />
and scheduled to be completed in 2021 and 2022.<br />
Nicobar said Chinese nuclear technology will be highly<br />
competitive in mature and new nuclear markets, largely<br />
because Chinese companies will be able to offer “attractive<br />
financing packages” through state-owned banks that few<br />
other vendors will be able to compete with. The only exceptions<br />
are likely to be Russia and South Korea, Nicobar said.<br />
“We anticipate that once China can point to successful<br />
Hualong One deployments, then its export efforts will<br />
really start to bear fruit,” Nicobar said.<br />
“In short, we see Chinese nuclear technology exports<br />
as extremely realistic and even inevitable by 2021-2022,<br />
given the attractive turnkey technology and financing<br />
conditions the Chinese will be able to offer.”<br />
Author<br />
NucNet<br />
The Independent Global Nuclear News Agency<br />
Editor responsible for this story: David Dalton<br />
Editor in Chief, NucNet<br />
Avenue des Arts 56<br />
1000 Brussels, Belgium<br />
www.nucnet.org<br />
Nicobar’s white paper<br />
on the Chinese nuclear<br />
industry is online:<br />
https://bit.ly/2NHos74<br />
9<br />
FEATURE | INSIDE NUCLEAR WITH NUCNET<br />
Inside Nuclear with NucNet<br />
China’s Ambitious Nuclear New-Build Plans: The Targets and the Challenges
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
Calendar<br />
10<br />
<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
CALENDAR<br />
15.<strong>01</strong>.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Nuclear Fuel Supply Forum. Washington DC, USA,<br />
Nuclear Energy Institute (NEI), www.nei.org<br />
21.<strong>01</strong>.-22.<strong>01</strong>.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Uranium Science. Bristol, Unitd Kingdom, University<br />
of Bristol, Royal Academy of Engineering, IAC,<br />
uranium-science.tumblr.com<br />
28.<strong>01</strong>.-29.<strong>01</strong>.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
5 th Central & Eastern Europe Nuclear Industry<br />
Congress <strong>2<strong>01</strong>9</strong>. Prague, Czech Republic,<br />
www.szwgroup.com<br />
05.02.-07.02.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Nordic Nuclear Forum. Helsinki, Finland, FinNuclear,<br />
https://nordicnuclearforum.fi/conference<br />
25.02.-26.02.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Symposium Anlagensicherung. Hamburg,<br />
Germany, TÜV NORD Akademie, www.tuev-nord.de<br />
03.03.-07.03.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
WM Symposia – WM<strong>2<strong>01</strong>9</strong>. Phoenix, AZ, USA.<br />
www.wmsym.org<br />
05.03.-06.03.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
VI. International Power Plants Summit.<br />
Istanbul, Turkey, INPPS Fair,<br />
www.nuclearpowerplantssummit.com<br />
10.03.-15.03.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
83. Annual Meeting of DPG and DPG Spring<br />
Meeting of the Atomic, Molecular, Plasma Physics<br />
and Quantum Optics Section (SAMOP),<br />
incl. Working Group on Energy. Rostock, Germany,<br />
Deutsche Physikalische Gesellschaft e.V.,<br />
www.dpg-physik.de<br />
10.03.-14.03.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
The 9 th International Symposium On<br />
Supercritical- Water-Cooled Reactors (ISSCWR-9).<br />
Vancouver, British Columbia, Canada, Canadian<br />
Nuclear Society (CNS), www.cns-snc.ca<br />
11.03.-13.03.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
18 th Workshop of the European ALARA Network:<br />
ALARA in Decommissioning and Site Remediation.<br />
Marcoule, France, European ALARA Network<br />
www.eu-alara.net<br />
11.03.-12.03.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Carnegie International Nuclear Policy Conference.<br />
Washington D.C., U.S.A., Carnegie Endownment for<br />
International Peace, carnegieendowment.org<br />
<br />
24.03.-28.03.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
RRFM <strong>2<strong>01</strong>9</strong> – <strong>2<strong>01</strong>9</strong> the European Research<br />
Reactor Conference. Jordan, IGORR, the International<br />
Group Operating Research Reactors and European<br />
Nuclear Society (ENS), www.euronuclear.org<br />
25.03.-27.03.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Cyber Security Implementation Workshop.<br />
Boston MA, USA, Nuclear Energy Institute (NEI),<br />
www.nei.org<br />
<strong>01</strong>.04.-03.04.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
CIENPI – 13 th China International Exhibition on<br />
Nuclear Power Industry. Beijing, China,<br />
Coastal International, www.coastal.com.hk<br />
09.04.-11.04.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
World Nuclear Fuel Cycle <strong>2<strong>01</strong>9</strong>. Shanghai, China,<br />
World Nuclear Association (WNA), Miami, Florida,<br />
USA, www.wnfc.info<br />
ATOMEXPO <strong>2<strong>01</strong>9</strong>. Sochi, Russia,<br />
<strong>2<strong>01</strong>9</strong>.atomexpo.ru/en/<br />
15.04.-16.04.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
07.05.-08.05.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
50 th Annual Meeting on Nuclear Technology<br />
AMNT <strong>2<strong>01</strong>9</strong> | 50. Jahrestagung Kerntechnik.<br />
Berlin, Germany, DAtF and KTG,<br />
www.amnt<strong>2<strong>01</strong>9</strong>.com – Register Now!<br />
15.05.-17.05.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
1 st International Conference of Materials,<br />
Chemistry and Fitness-For-Service Solutions<br />
for Nuclear Systems. Toronto, Canada, Canadian<br />
Nuclear Society (CNS), www.cns-snc.ca<br />
16.05.-17.05.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Emergency Power Systems at Nuclear Power<br />
Plants. Munich, Germany, TÜV SÜD,<br />
www.tuev-sued.de/eps-symposium<br />
24.05.-26.05.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
International Topical Workshop on Fukushima<br />
Decommissioning Research – FDR<strong>2<strong>01</strong>9</strong>.<br />
Fukushima, Japan, The University of Tokyo,<br />
fdr<strong>2<strong>01</strong>9</strong>.org<br />
29.05.-31.05.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Global Nuclear Power Tech. Seoul, South Korea,<br />
Korea Electric Engineers Association,<br />
electrickorea.org/eng<br />
03.06.-05.06.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Nuclear Energy Assembly. Washington DC, USA,<br />
Nuclear Energy Institute (NEI), www.nei.org<br />
03.06.-07.06.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
World Nuclear University Short Course:<br />
The World Nuclear Industry Today. Rio de Janeiro,<br />
Brazil, World Nuclear University,<br />
www.world-nuclear-university.org<br />
04.06.-07.06.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
FISA <strong>2<strong>01</strong>9</strong> and EURADWASTE ‘19. 9 th European<br />
Commission Conferences on Euratom Research<br />
and Training in Safety of Reactor Systems and<br />
Radioactive Waste Management. Pitesti, Romania,<br />
www.nucleu2020.eu<br />
24.06.-28.06.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
<strong>2<strong>01</strong>9</strong> International Conference on the Management<br />
of Spent Fuel from Nuclear Power Reactors.<br />
Vienna, Austria, International Atomic Energy Agency<br />
(IAEA), www.iaea.org<br />
23.06.-27.06.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
World Nuclear University Summer Institute.<br />
Romania and Switzerland, World Nuclear University,<br />
www.world-nuclear-university.org<br />
21.07.-24.07.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
14 th International Conference on CANDU Fuel.<br />
Mississauga, Ontario, Canada, Canadian Nuclear<br />
Society (CNS), www.cns-snc.ca<br />
28.07.-<strong>01</strong>.08.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Radiation Protection Forum. Memphis TN, USA,<br />
Nuclear Energy Institute (NEI), www.nei.org<br />
04.08.-09.08.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
PATRAM <strong>2<strong>01</strong>9</strong> – Packaging and Transportation<br />
of Radioactive Materials Symposium.<br />
New Orleans, LA, USA. www.patram.org<br />
21.08.-30.08.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Frédéric Joliot/Otto Hahn (FJOH) Summer School<br />
FJOH-<strong>2<strong>01</strong>9</strong> – Innovative Reactors: Matching the<br />
Design to Future Deployment and Energy Needs.<br />
Karlsruhe, Germany, Nuclear Energy Division<br />
of Commissariat à l’énergie atomique et aux<br />
énergies alternatives (CEA) and Karlsruher Institut<br />
für Technologie (KIT), www.fjohss.eu<br />
04.09.-06.09.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
World Nuclear Association Symposium <strong>2<strong>01</strong>9</strong>.<br />
London, UK, World Nuclear Association (WNA),<br />
www.wna-symposium.org<br />
04.09.-05.09.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
VGB Congerss <strong>2<strong>01</strong>9</strong> – Innovation in Power<br />
Generation. Salzburg, Austria, VGB PowerTech e.V.,<br />
www.vgb.org<br />
08.09.-11.09.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
4 th Nuclear Waste Management,<br />
Decommissioning and Environmental Restoration<br />
(NWMDER). Ottawa, Canada, Canadian Nuclear<br />
Society (CNS), www.cns-snc.ca<br />
09.09.-12.09.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
24 th World Energy Congress. Abu Dhabi, UAE,<br />
www.wec24.org<br />
09.09.-12.09.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Jahrestagung <strong>2<strong>01</strong>9</strong> – Fachverband für<br />
Strahlenschutz | Strahlenschutz und Medizin.<br />
Würzburg, Germany,<br />
www.fs-ev.org/jahrestagung-<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
16.09.-20.09.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
63 rd Annual Conference of the IAEA. Vienna,<br />
Austria, International Atomic Energy Agency (IAEA),<br />
www.iaea.org/about/governance/generalconference<br />
22.10.-25.10.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
SWINTH-<strong>2<strong>01</strong>9</strong> Specialists Workshop on Advanced<br />
Instrumentation and Measurement Techniques<br />
for Experiments Related to Nuclear Reactor<br />
Thermal Hydraulics and Severe Accidents.<br />
Livorno, Italy, www.nineeng.org/swinth<strong>2<strong>01</strong>9</strong>/<br />
23.10.- 24.10.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Chemistry in Power Plants. Würzburg, Germany,<br />
VGB PowerTech e.V., www.vgb.org/en/<br />
chemie_im_kraftwerk_<strong>2<strong>01</strong>9</strong>.html<br />
27.10.-30.10.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
FSEP CNS International Meeting on Fire Safety<br />
and Emergency Preparedness for the Nuclear<br />
Industry. Ottawa, Canada, Canadian Nuclear Society<br />
(CNS), www.cns-snc.ca<br />
25.11.-29-11.<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
International Conference on Research Reactors:<br />
Addressing Challenges and Opportunities to<br />
Ensure Effectiveness and Sustainability.<br />
Buenos Aires, Argentina, International Atomic<br />
Energy Agency (IAEA), www.iaea.org/events/<br />
conference-on-research-reactors-<strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
This is not a full list and may be subject to change.<br />
Calendar
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
Serial | Major Trends in Energy Policy and Nuclear Power<br />
The Role of Nuclear Power<br />
in the World<br />
Ludger Mohrbach<br />
Nuclear energy and climate In 2<strong>01</strong>7, about 85 % of the world’s primary energy supply was based on burning<br />
hydrocarbons, with each kg of atomic carbon producing about 2.7 kg of CO 2 , practically all of which was and is deposited<br />
in the atmosphere.<br />
The carbon dioxide concentration has exceeded 400 ppm<br />
in 2<strong>01</strong>6 [1], up from about 280 ppm in the pre-industrialised<br />
era, producing (together with the other anthropogenic<br />
greenhouse gases, all together being about half as<br />
effective as CO 2 ) a medium average global temperature<br />
rise of already one Kelvin.<br />
In business-as-usual scenarios, climate models predict an<br />
unbearable total positive temperature change of between<br />
3.3 and 4.1 Kelvin until the year 2100, with economic<br />
development and population growth being the main drivers.<br />
If all countries would keep their reduction promises of the<br />
Paris Convention of globally 50 %, warming would still<br />
come out at 2.4 to 2.7 Kelvin. It would require at least another<br />
reduction by a factor of two to reach “acceptable” 2 Kelvin.<br />
In order to limit global warming to 1.3 to 1.5 Kelvin as<br />
deemed desirable by the Paris Convention, practically<br />
an early total decarbonisation of all world-wide energy<br />
consumption would be necessary [2].<br />
About half of the global primary energy supply in that<br />
timeframe may altogether be required for power generation.<br />
Today about 450 nuclear power plants provide about<br />
11 % of the worldwide electric energy supply. They represent<br />
about 4 % of the global primary energy supply, second on<br />
the list of carbon-free energy sources only to hydropower<br />
(7 %) and roughly comparable to all other renewables<br />
together (including traditional biomass burning).<br />
Thus, nuclear saves today already more than 2.3 Gt/a<br />
of CO 2 emissions compared to coal/ gas, this corresponds<br />
to approx. 6 % of all anthropogenic CO 2 emissions.<br />
The (domestic part of the) German share of greenhouse<br />
gas emissions corresponds to only slightly more than 2 %.<br />
Nuclear power in the world<br />
Today (Figure 1, Figure 2 and Figure 3), nuclear power<br />
plants are operated in 31 countries, since the Fukushima<br />
event 2<strong>01</strong>1 five newcomer countries have additionally<br />
started to build nuclear units, namely the United Arab<br />
Emirates, Belarus, Bangladesh, Turkey and Egypt.<br />
In the same time, only Germany has decided to phase<br />
out nuclear (until 2022) at about half of the technical<br />
lifetime of 60 years of the plants, whereas originally<br />
comparable decisions in Belgium, Spain, Switzerland,<br />
Taiwan, South Korea and Sweden have been continuously<br />
extended or reversed. We estimate the associated costs for<br />
Germany in the range of 200 G€ (Figure 4 to Figure 5).<br />
Furthermore, several other countries follow long-term<br />
policies to embark on nuclear programmes, whereas at<br />
least 17 of the 31 “nuclear“ countries have declared to<br />
expand their nuclear share, mostly for climate protection<br />
reasons, but also for energy independence, security of<br />
supply or value of domestic investment.<br />
New construction has shifted from America and Europe<br />
to Russia and East Asia, with completion of a new unit on a<br />
worldwide scale about every six to eight weeks.<br />
| | Fig. 1.<br />
Use of nuclear power in the world (Source: VGB, status 07/2<strong>01</strong>8).<br />
| | Fig. 2.<br />
Nuclear power plants in the world (“projects” divided into “nuclear”and “newcomer” counties),<br />
(Source: VGB, IAEA Power Reactor Information System, WNA World Nuclear Association).<br />
| | Fig. 3.<br />
Worldwide nuclear power generation (right, TWh/a) and average plant availability (left, %),<br />
(Source: VGB, IAEA Power Reactor Information System, WNA World Nuclear Asso-ciation).<br />
11<br />
SERIAL | MAJOR TRENDS IN ENERGY POLICY AND NUCLEAR POWER<br />
Serial | Major Trends in Energy Policy and Nuclear Power<br />
The Role of Nuclear Power in the World ı Ludger Mohrbach
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
SERIAL | MAJOR TRENDS IN ENERGY POLICY AND NUCLEAR POWER 12<br />
| | Fig. 4.<br />
Electricity costs for low-voltage end customers in Europe.<br />
(Source: Eurostat, Energias de Portugal).<br />
| | Fig. 6.<br />
Greenhouse gas emissions (CO 2 Equivalents in Mio t/a) for Germany (NPP = Nuclear power plants)<br />
(Source: Umweltbundesamt – Emissionssituation 11.02.2<strong>01</strong>6, Energie-Infodienst 2<strong>01</strong>7).<br />
After decades of declining activity, new construction,<br />
especially of the prototypes of the new GENERATION III+,<br />
has, however, resulted in significant cost overruns<br />
especially in Europe and the USA, shedding also disadvantageous<br />
light on the industry in public perception. Lifecycle<br />
costs of nuclear are nevertheless still very favourable<br />
if the units are allowed to operate as designed for typically<br />
60 years or more. In the USA, the first four units have<br />
successfully applied for operating license extension for<br />
even up to 80 years, whereas seven others – especially<br />
“merchant plants” in regions with deregulated markets<br />
with competition from subsidised renewables, old coal<br />
plants and fracking gas had to be shut down for commercial<br />
reasons, eight others are announced. The USA is thus<br />
loosing very cheap carbon abatement capacity, as only<br />
three new units have been or will be connected to the grids<br />
in the same time.<br />
National energy policy remains to be the most important<br />
driving factor for any nuclear development. Wherever<br />
heavy private investments into renewables are supported<br />
by public financial incentives, electricity prices sharply rise<br />
in conjunction with the share of public fees and taxes<br />
on the kWh price for households and medium-voltage<br />
customers like the industry:<br />
Taking Germany as an example, these investments<br />
practically lead to a doubling of prices, without revealing<br />
any comparable influence on the national carbon budget<br />
(Figure 6).<br />
The original national target of reducing carbon<br />
emissions by 40 % in 2020 against 1990 (when the<br />
emissions of the German Democratic Republic, world-<br />
leader in lignite burning – 300 Million tons per year – were<br />
| | Fig. 5.<br />
Electricity costs for medium-voltage end customers in Europe<br />
(Source: Eurostat, Energias de Portugal).<br />
included) would probably have been achievable with the<br />
then existing nuclear fleet of 17 units, but will certainly be<br />
missed by far, as emissions have stayed constant over the<br />
last decade and are even slightly rising irrespective of the<br />
massive investment into renewable in this period.<br />
Often overlooked in this context is the effect of “Carbon<br />
Leakage”, describing the slow but steady transfer of<br />
energy-intensive base material production to other<br />
countries, namely China and India, thus improving the<br />
national (German) carbon balance significantly.<br />
Development of nuclear reactors:<br />
Generation I to generation III<br />
Historically, the development of commercial nuclear<br />
power can be divided into four phases (Figure 7):<br />
pp<br />
Early prototypes: Generation I<br />
pp<br />
Commercial reactors: Generation II<br />
pp<br />
Evolutionary plants: Generation III; and further<br />
increase of efficiency: Generation III+<br />
pp<br />
Improvement of efficiency, safety, waste economics:<br />
Generation IV<br />
With the bulk of the existing fleets being composed today<br />
of Generation-II and -III units, advanced designs are now<br />
successively entering the market as Generation-III+ prototypes<br />
as “evolutionary” or “revolutionary” designs, to be<br />
followed by fundamentally new concepts with mostly<br />
other coolants than water and enhanced features like<br />
high-temperature heat, extraordinary fuel efficiency by<br />
breeding, improved proliferation resistance and – most<br />
importantly, marketable economics. For the latter,<br />
so-called “Small-to Medium-Sized Reactors” (“SMRs”)<br />
from the latest development, current surveys identified<br />
| | Fig. 7.<br />
History of commercial nuclear (Source: VGB).<br />
Serial | Major Trends in Energy Policy and Nuclear Power<br />
The Role of Nuclear Power in the World ı Ludger Mohrbach
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
more than 60 consortia intending to enter this future<br />
market.<br />
Today, the following types are available for the construction<br />
of a nuclear power plant (Figure 8):<br />
pp<br />
8 Pressurised Water Reactor designs from 5 manufacturers<br />
pp<br />
2 Boiling Water Reactor designs from 1 manufacturer<br />
pp<br />
2 Heavy Water Reactor designs from 2 manufacturers<br />
Below, some examples from this list will be mentioned, in<br />
particular<br />
pp<br />
the EPR as representative for the “evolutionary” development<br />
of light water reactor technology,<br />
pp<br />
the AP-1000 for the “revolutionary” approach to<br />
GENERATION III+, and<br />
pp<br />
the development of GENERATION IV-reactors, some of<br />
which may be counted as SMRs (see Figure 7, bottom<br />
right in red).<br />
Nuclear safety<br />
Anticipated safety concerns are often cited behind political<br />
decisions to limit the operating time of nuclear plants to<br />
premature dates. In fact the “technical” nuclear safety has<br />
generally been investigated over several decades by<br />
manufacturers, operators and regulators in a manner<br />
probably unique in the world (perhaps only comparable to<br />
civil aviation). The appropriate method to “weigh” the<br />
safety of nuclear plants is the “Probabilistic Safety Analysis”<br />
(PSA). It calculates from known failure rates of each safetyrelevant<br />
component with the help of event “failure trees” a<br />
design- and site- specific core melt frequency (in events per<br />
thousands to millions of years) as the representative “key”<br />
parameter. One enveloping event is the so-called “Loss- of-<br />
Coolant-Accident” (LOCA, initiated by the hypothetical<br />
guillotine break of the largest cooling pipe), others include<br />
Loss-of-Power, earthquakes, weather and sabotage.<br />
All nuclear plants are designed to master these and all<br />
less severe events; what remains beyond is known as the<br />
“residual risk”, well quantified and very small against<br />
several other natural and man-made risks and legally<br />
accepted by the nuclear rulemaking (“licensing”) and thus<br />
by societies.<br />
One has to keep in mind that the same accident codes<br />
reveal that only about 1 to 10 % of all (hypothetical) core<br />
meltdowns would end up in a significant release of<br />
radioactivity at all, thus pushing acceptability levels even<br />
further.<br />
In most countries, PSAs must be updated every ten<br />
years, mirroring advances in code algorithm development<br />
and computer capacity, plus physical improvements in<br />
the plants (more emergency installations like diesels,<br />
redundant safety trains, etc.).<br />
A timeline of PSA results (Figure 9) shows therefore,<br />
that in the past nuclear safety has practically improved by<br />
an order of magnitude every ten years, and the probability<br />
for a significant release of radioactivity lies now way below<br />
one in a million reactor operating years. With currently<br />
about 450 nuclear units worldwide, such events statistically<br />
should happen only every several thousand years.<br />
Fukushima, however, was triggered by a well-known,<br />
site-specific tsunami risk two to three orders of magnitude<br />
more frequent that the well-defined border to any “acceptable”<br />
risk. In fact, statistically, Japanese coasts are hit by a<br />
mega-tsunami (higher than ten meters) every 30 years!<br />
No plant should therefore have been erected on a<br />
site ground only 10 m or less above sea level, or it should<br />
have been protected against inundation (e.g. by watertight<br />
doors).<br />
| | Fig. 8.<br />
Commercially available reactor types, status2<strong>01</strong>8. Blue: predecessors (Source: VGB).<br />
The core meltdown in three reactors was therefore, as<br />
the Japanese parliament (“National Diet”) in its final report<br />
openly admitted, not an event of residual risk, but of<br />
“willful negligence” [3]. In particular the report states:<br />
p p “The Fukushima nuclear accident “cannot be regarded<br />
as a natural disaster, it was a profoundly man-made<br />
disaster – that could and should have been foreseen and<br />
prevented. And its effects could have been mitigated<br />
by a more effective human response. Governments,<br />
regulatory authorities and Tokyo Electric Power<br />
[TEPCO] lacked a sense of responsibility to protect<br />
people’s lives and society…<br />
pp<br />
What must be admitted – very painfully – is that this<br />
was a disaster ‘Made in Japan,’ its fundamental causes<br />
are to be found in the ingrained conventions of Japanese<br />
culture: our reflexive obedience; our reluctance to<br />
question authority; our devotion to ‘sticking with the<br />
program’; our groupism; and our insularity.”<br />
Irrespective of this appraisal, the German Government<br />
justified the premature shutdown of all 17 German nuclear<br />
plants as follows: “Fukushima has proven that the residual<br />
risk is not only theoretical, but it can really happen…”.<br />
Evolutionary development:<br />
“European Pressurised Water Reactor” (EPR)<br />
With two thirds of the world’s nuclear fleets being<br />
Pressurised Water Reactors (PWRs), this design continues<br />
to be the backbone of the industry, now optimised to the<br />
biggest unit power size of single-shaft turbogenerator units<br />
of 1,650 MWe or even more. The EPR reactor is designed<br />
| | Fig. 9.<br />
History of Results of Probabilistic Safety Analyses<br />
(Sources: VGB, IAEA (International Atomic Energy Agency).<br />
SERIAL | MAJOR TRENDS IN ENERGY POLICY AND NUCLEAR POWER 13<br />
Serial | Major Trends in Energy Policy and Nuclear Power<br />
The Role of Nuclear Power in the World ı Ludger Mohrbach
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
SERIAL | MAJOR TRENDS IN ENERGY POLICY AND NUCLEAR POWER 14<br />
2 x 1600 MWe AREVA-EPR, 4 th of a kind, 7 % of UK power generation<br />
First privately financed nuclear project in the UK<br />
2<strong>01</strong>2: EPR Design Certification (GDA)<br />
2<strong>01</strong>2: “Contract for Difference”<br />
Strike Price 92,50 £/MWh for 35 years<br />
• Inflation indexed<br />
• including fuel, disposal, demolition<br />
• Plant lifetime 60 years or longer<br />
• Cost of construction: 16,000 Mio £ (2<strong>01</strong>6 value)<br />
• Calculated payback time (at 24 TWh/a): 7.2 a<br />
• Investors: EdF (66,5 %), CGN (China General Nuclear, 33,5 %)<br />
• 900 permanent staff, 5,600 during construction, thereof 57 % from UK<br />
2<strong>01</strong>4 (Oct.): Approval by European Commission (today Brexit?)<br />
2<strong>01</strong>4 (Oct.): Site license<br />
2<strong>01</strong>6, 28 July: EdF decision for investment<br />
(delayed by French worker councils, start of construction)<br />
2<strong>01</strong>6, 15 September: Re-evaluation by new government Theresa May<br />
(Brain-drain to China?)<br />
2023-2025: Planned Commissioning<br />
| | Tab. 1.<br />
Key figures for Hinkley Point C (EdF Energy) (Sources: VGB, EdF Energy, WNA).<br />
Characteristics<br />
• Consequent simplification<br />
• Expanded passive systems<br />
(in general e.g. no “nuclear” diesels necessary)<br />
• AP-600 certified by US-NRC in 1999, AP-1000 in 2005<br />
(in UK 2<strong>01</strong>1)<br />
• License for China, construction of 4 units<br />
• 2<strong>01</strong>2: start of construction of 4 units in the US<br />
• 2<strong>01</strong>6: delays in USA,<br />
• 2<strong>01</strong>7: insolvency of Westinghouse,<br />
abandonment of VC Summer 2-3<br />
• 2<strong>01</strong>8: start-up of Sanmen 1-2, Haiyang 1-2 (both China)<br />
• 2023: planned commissioning of Vogtle-3 (Georgia, USA)<br />
| | Tab. 2.<br />
Key elements for Westinghouse AP-1000.<br />
for a thermal capacity of 4,300 MW. After Olkiluoto-3 (Finland),<br />
Flamanville-3 (France) and Taishan 1-2 (China), all<br />
to be commissioned between 2<strong>01</strong>8 and 2020, the next EPR<br />
project is Hinkley Point C under construction in the UK<br />
(Table 1).<br />
Revolutionary development:<br />
Advanced Pressurised Water Reactor (AP-1000)<br />
Westinghouse, with the longest history and the largest<br />
number of reactors built world-wide (about ¾ of all PWRs<br />
worldwide), has developed the AP-1000 design (Table 2,<br />
Figure 10), up-scaled from the early, but never-built<br />
AP-600, shifting to more “passive” mechanisms such as<br />
gravity for emergency cooling safety functions. It thus<br />
allows to reduce material requirements, footprint and<br />
maintenance effort by up to 50 % in comparison to existing<br />
GENERATION-II or -III designs. It furthermore was<br />
designed to be built in modules, to be assembled with the<br />
help of a heavy crane (either centered between two units<br />
or even mobile).<br />
As a general trend, large first-of-a-kind projects in democratic<br />
societies suffer increasingly under cost overruns<br />
and delays, not only because of prototype aspects like untrained<br />
supply chains, but increasingly by new financial<br />
risks coming along with long-term investments. Banks are<br />
more and more phasing in the requirements of Basel-III<br />
regulations, and cost of capital goes up dramatically the<br />
longer-dated the loans are, even if interest rates are low.<br />
Market capitalisation thus becomes of paramount<br />
importance for any large long-term project. For the Vogtle-3<br />
and Vogtle-4 project, the Georgia Public Service Commission<br />
(the financial regulator) regarded Southern Company’s<br />
(the utility’s) market cap of 46 G$/a sufficient in relation to<br />
the projects’ costs of finally much more than 10 G$ to restrict<br />
cost risks to an acceptable limit, whereas in neighbouring<br />
South Carolina the technically identical project of VC<br />
Summer-2 and -3 had to be abandoned because of owner<br />
SCANA’s lower market cap of 10 G$/a.<br />
The diagram in Figure 11 shows that with series<br />
production and established licensing procedures plus<br />
project and quality control measures a nuclear power plant<br />
can be erected in time (five to six years) for less than<br />
4,000 $/kW (about 3,500 €/kW).<br />
A 1,000-MWe-unit may typically be able to produce<br />
8,000,000 MWh/a, if sold for 40 €/MWh, the plant earns<br />
320 M€/a. Without counting operational costs, return of<br />
investment is therefore reached in less than ten years,<br />
making nuclear highly profitable if the plant can run for<br />
the target of another 50 years.<br />
| | Fig. 10.<br />
WESTINGHOUSE AP-1000 reactor (Source: Westinghouse).<br />
1 Fuel-handling Area 2 Concrete Shield Building 3 Steel Containment 4 Passive Containment,<br />
Cooling Water Tank 5 Steam Generators (2) 6 Reactor Coolant Pumps (4) 7 Reactor Vessel<br />
8 Integrated Heat Package 9 Pressuriser 10 Main Control Room 11 Feedwater Pumps<br />
12 Turbine Generator<br />
| | Fig. 11.<br />
Capital cost of new so-called Generation III+ nuclear reactors<br />
(Source: British Government, The ETI Nuclear Cost Driver Project:<br />
Summary Report, April 2<strong>01</strong>8) [4].<br />
Serial | Major Trends in Energy Policy and Nuclear Power<br />
The Role of Nuclear Power in the World ı Ludger Mohrbach
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
Generation IV reactor concepts<br />
In 20<strong>01</strong>, the US government started an initiative to pool<br />
worldwide advanced reactor concept developments in the<br />
so-called GIF Generation IV International Forum, among<br />
them Liquid Metal Cooled Reactors (LMR) and High-<br />
Temperature Reactors (HTR), in the form of six “types of<br />
technologies”:<br />
pp<br />
VHTR Very-High-Temperature Reactor<br />
pp<br />
GFR Gas-Cooled Fast Reactor<br />
pp<br />
SFR Sodium-Cooled Fast Reactor<br />
pp<br />
LRF Lead-Cooled Fast Reactor<br />
pp<br />
SCWR Supercritical Water-Cooled Reactor<br />
pp<br />
MSR Molten Salt Reactor<br />
Subsequently, 13 other states and the European Union<br />
joined the initiative, founding and funding technology<br />
platforms and research and development programs for<br />
each type in a co-operative, burden sharing manner.<br />
Apart from the well-proven light water reactor technology<br />
(Pressurised and Boiling Water Reactors) some of<br />
these project results have now been taken as input by commercial<br />
companies trying to develop “Small-or Mediumsized<br />
Reactors” (SMRs), driven by the observation that (at<br />
least in America and Western Europe) the large-scale projects<br />
have faced construction and licensing delays, leading<br />
to significant cost overruns for the prototype units.<br />
Small Modular Reactors (SMR)<br />
The idea behind building SMRs is simple – as reactors can<br />
be designed to any size above a few kilowatts: Automated<br />
assembly line mass production in dedicated workshops<br />
with standardised quality assurance and transport of the<br />
whole steam generation unit (including fuel) in a single<br />
reactor vessel by ship, train or even truck to its intended<br />
production site. In most cases the (uranium or thorium)<br />
fuel is enriched to levels above the typical 5 % of light<br />
water reactors, thus enabling (together with burnable<br />
“neutron poisons” like e.g. gadolinium) long operation<br />
periods of up to a decade. After this time the whole unit<br />
would have to be transported back to the factory for<br />
maintenance and refueling, similar to (sub-)marine<br />
reactors, for which a comparable historical operating<br />
experience record exists like the one for large-sized<br />
commercial reactors, namely 17,800 reactor-years.<br />
Given the overarching law of “economy of scale”, the<br />
biggest question mark behind all SMR developments<br />
remains their competitiveness. A recent study “Market<br />
Framework for Financing Small Nuclear” from an expert<br />
group installed by the British Department for Business,<br />
Energy and Industrial Strategy names (for the UK market)<br />
competitive Levelised Costs of Electricity (LCOE) of 40 to<br />
80 £/MWh for a “Next-Of-A-Kind” (NOAK) SMR.<br />
Six examples for SMRs under development are given<br />
below:<br />
pp<br />
The IRIS reactor (Figure 12) stands for a conventional<br />
PWR design, utilizing the sophisticated and proven fuel<br />
design from large units, integral steam generators and<br />
coolant pumps.<br />
pp<br />
Several HTR designs (Figure 13) utilise the TRISO<br />
technology of encapsulating all fuel and fission products<br />
in mm-size ceramic SiC-coated particles, these again<br />
joined in tennis ball sized fuel elements of pure carbon.<br />
This pebble bed concept incorporates an online fuel<br />
exchange by adding and extracting pebbles. The<br />
coolant (helium) can be heated up to nearly 1000 °C,<br />
and the ceramic primary circle environment is invariant<br />
against loss of coolant accidents because of its high heat<br />
capacity and temperature regime. HTRs have proven<br />
| | Fig. 12.<br />
WESTINGHOUSE – SMR: IRIS Pressurised Water Reactor<br />
(Sources: www.nrc.gov/docs/ML0336/ML033600086.pdf; https://<br />
en.wikipedia.org/wiki/International_Reactor_Innovative_and_Secure).<br />
| | Fig. 13.<br />
GENERAL ATOMICS – SMR: GT-MHR High Temperature Reactor (Source: GA, FRAMATOME).<br />
their accident tolerance with the German AVR and<br />
THTR prototypes, proving that HTRs can indeed<br />
theoretically be built as “walk-away reactors” without<br />
emergency core cooling systems.<br />
pp<br />
Bill Gates (Microsoft) has decided to also support some<br />
reactor developments for future generations: One is the<br />
Travelling Wave Reactor (Figure 14), a breeder type<br />
reactor with metallic fuel and sodium coolant, where<br />
gaseous fission products are intentionally released to<br />
the primary circuit. This system in turn has significantly<br />
improved purification and degassing installations, thus<br />
allowing normal operation under radiological aspects.<br />
Like with all breeders, the reactor can run on plutonium,<br />
bred from depleted Uranium-238, which is otherwise<br />
not usable and abundant as “tails” from 75 years of<br />
uranium enrichment, stored in gaseous UF 6 -form in<br />
barrels worldwide. The core design is a speciality: Its<br />
| | Fig. 14.<br />
TERRAPOWER – TWR: Travelling Wave Reactor (Source: TERRAPOWER).<br />
SERIAL | MAJOR TRENDS IN ENERGY POLICY AND NUCLEAR POWER 15<br />
Serial | Major Trends in Energy Policy and Nuclear Power<br />
The Role of Nuclear Power in the World ı Ludger Mohrbach
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
SERIAL | MAJOR TRENDS IN ENERGY POLICY AND NUCLEAR POWER 16<br />
active (“chain reaction”) zone is wandering over the<br />
years over the radius of the core, breeding its future<br />
plutonium fuel from depleted Uranium-238 constantly<br />
in the reactor without external reprocessing. Bill Gates<br />
personally engaged himself for the project to find a<br />
licensing authority and a construction site – in Xiapu in<br />
China.<br />
pp<br />
Mr. Gates is also involved in one of the several “molten<br />
salt” (Figure 15) reactor developments: The idea is old<br />
(from the 1950ies) and simple: Use nuclear fuel in<br />
liquid form homogeneously diluted in a salt brine,<br />
which acts as a transport vehicle and coolant. In<br />
small-diameter pipes the neutron loss over the outer<br />
pipe surface will inhibit any nuclear chain reaction, the<br />
reactor is simply a more voluminous vessel continuously<br />
trespassed by the fluid. The disadvantage is corrosion –<br />
all naturally possible chemical elements with medium<br />
atomic weights are produced by fission. The chemical<br />
instability of the surrounding vessel, pipes and pumps<br />
under reactor-typical temperatures has inhibited commercial-scale<br />
developments in the past. In 2<strong>01</strong>6 the US<br />
Government has started a new initiative to investigate,<br />
whether modern materials may be able to solve the<br />
problem.<br />
pp<br />
Another approach has been proposed under the name<br />
FLEXBLUE (Figure 16) by the French shipyard in<br />
charge of building the nuclear-powered vessels (submarines,<br />
aircraft carrier) for the French navy: Why not<br />
take the proven naval K-15-reactor of 150 MW th , couple<br />
it to a commercial turbo-generator set of about<br />
30 MWe, build it into a stationary submarine (without<br />
| | Fig. 15.<br />
TERRAPOWER – MCFR: Molten Chloride Fast Reactor<br />
(Source: TERRAPOWER).<br />
propulsion), tow it to a suitable ocean floor site, let it<br />
dive to the sea floor and operate it remotely. The only<br />
other installation required would be a power cable to<br />
reach land. Like wind, nuclear could thus go off-shore,<br />
in this case easily protected against e.g. any adverse impacts<br />
including crashing airplanes.<br />
pp<br />
A more custom approach has already been built as the<br />
first real SMR and as the “officially” first floating nuclear<br />
power plant: Russia has installed two KLT-40 icebreaker<br />
reactors of 35 MW e each on a barge named Akademik<br />
Lomonossov (Figure 17), which has already been<br />
completed in 2<strong>01</strong>8 and has been towed from its shipyard<br />
in St. Petersburg to Murmansk, where the reactors were<br />
fueled. The whole unit will be towed to the Siberian<br />
seaport of Pevek in the Chukotka area, a very remote<br />
place where the import of fossil fuels would be<br />
comparatively expensive. Other floating units are<br />
planned to follow, also in China.<br />
Nuclear energy in the world<br />
In order to allow a more comprehensive judgement on the<br />
current nuclear developments in the world, some outstanding<br />
development examples from four different<br />
countries shall also be highlighted here:<br />
Canada<br />
The Canadian (Figure 18) government is one of many<br />
actively supporting lifetime extension for the existing fleet<br />
(19 reactors) and especially also for the development of<br />
SMRs. Ten different SMR projects were selected to be<br />
co-funded, with the aim to have suitable layouts ready to<br />
| | Fig. 17.<br />
OKBM Nishny-Novgorod/ Baltic Shipyard St. Petersburg KLT-40S<br />
(Source: OKBM).<br />
| | Fig. 16.<br />
NAVAL GROUP (ex DCNS) – FLEXBLUE: Seabed Submarine Reactor<br />
(Source: NAVAL GROUP, FRAMATOME, CEA).<br />
| | Fig. 18.<br />
SMR suitability to power isolated local grids in Canada (Source: Canada’s<br />
National Elec-tricity Board 2<strong>01</strong>8, http://www.cnl.ca/en/home/news andpublications/news-releases/2<strong>01</strong>7/cnl-releases-summary-report-on-smallmodular-react.aspx)<br />
(Blue bars: Northern provinces; red bars: Southern<br />
provinces).<br />
Serial | Major Trends in Energy Policy and Nuclear Power<br />
The Role of Nuclear Power in the World ı Ludger Mohrbach
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
| | Fig. 19.<br />
ONKALO – the world’s first repository for spent fuel<br />
(Source: Finnish regulatory authori-ty STUK).<br />
power isolated grids in the northern provinces of Nunavut<br />
and Northwest Territories, where kWh prices are three<br />
times higher than elsewhere in Canada. Interestingly they<br />
level out at only about two thirds of the common household<br />
electricity rates from e.g. Germany or Denmark.<br />
Finland<br />
Another issue of public opposition to nuclear development<br />
is the argumentation that the final disposal of spent fuel<br />
would not have been solved. This is at least not true for<br />
Finland, which in fact has already issued a license to erect<br />
a national final underground spent fuel repository named<br />
ONKALO (Figure 19) next to the nuclear power plant site<br />
of Olkiluoto. The fuel assemblies will be stored in copper<br />
canisters in granite bedrock 400 m deep, with the canisters<br />
acting as engineered retention over several ten thousands<br />
of years, enough to let the overall activity of the fission<br />
products decrease to levels comparable to natural uranium<br />
deposits. In the licensing process, even a new ice age<br />
producing a 2.5 km thick ice cover with corresponding<br />
subsequent surface erosion have been incorporated in the<br />
model. Once all nuclear fuel from the Olkiluoto and Loviisa<br />
plants will have been stored underground, the repository<br />
will be backfilled and restored to a natural environment<br />
above ground.<br />
In any hypothetical release scenario, the maximum<br />
temperature in the repository will not exceed 60 °C, the<br />
additional radiation exposure to any future inhabitant<br />
drawing water from an above-situated well will be at<br />
least eight orders of magnitude lower than the natural<br />
radiation background of 3.7 mSv/a in Finland and thus<br />
be insignificant.<br />
The ONKALO spent fuel repository is planned to be<br />
commissioned in the early 2020ies, followed by a similar<br />
project at the Forsmark site in Sweden, which is currently<br />
in the licensing process.<br />
| | Fig. 20.<br />
Nuclear units in Japan after Fukushima (Source: VGB, WNA, IAEA).<br />
(the oldest and smallest) have been decommissioned,<br />
leaving 15 yet to be decided plus one further new build<br />
(Figure 20).<br />
China<br />
As mentioned in the introduction, global production<br />
chains increasingly adapt also to regional power prices:<br />
Electricity-intensive (base material) production steps are<br />
exported from industrial regions like Europe, the USA and<br />
Japan to emerging countries like India and especially<br />
China. Together with the strong inland development<br />
(US per capita energy consumption is still about three<br />
times higher, Europe’s about double), and with a share<br />
of about a fifth of all global carbon dioxide emissions,<br />
Chinese energy policy will be essential for any future<br />
climate policy.<br />
Today, 42 nuclear power units provide 3.96 % of<br />
Chinese electricity production, plans include – apart from<br />
hydro (20 %) and other renewables (6 %) extensions –<br />
a six-fold increase of nuclear until the mid 2030ies. This<br />
programme (Figure 21) corresponds to the commissioning<br />
of one nuclear unit every six to eight weeks. In the<br />
long term, decarbonisation of the Chinese power system<br />
will require 1,500 GW of installed nuclear capacity,<br />
increasingly with a closed fuel cycle based on breeders,<br />
extending uranium sources by a factor of 60, i.e. sufficient<br />
for several thousands of years.<br />
SERIAL | MAJOR TRENDS IN ENERGY POLICY AND NUCLEAR POWER 17<br />
Japan<br />
After the Fukushima event in 2<strong>01</strong>1, Japan had shut<br />
down all remaining nuclear power plants for thorough<br />
inspection, modernisation and reorganisation of the<br />
regulatory environment. Their capacity of more than<br />
30 % of the original Japanese power production had to be<br />
replaced by imported Liquified Natural Gas, increasing<br />
power tariffs significantly and turning the country’s<br />
external trade balance into negative. After the election<br />
of Shinzo Abe’s new government, a new energy policy<br />
was formulated, re-introducing nuclear on a lower level.<br />
Until today, ten units have been restarted (one of them<br />
as new build), 15 more applications are pending, 15 others<br />
| | Fig. 21.<br />
Nuclear power plants in China (Source: VGB, WNA, IAEA).<br />
Serial | Major Trends in Energy Policy and Nuclear Power<br />
The Role of Nuclear Power in the World ı Ludger Mohrbach
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
SERIAL | MAJOR TRENDS IN ENERGY POLICY AND NUCLEAR POWER 18<br />
| | Editorial Advisory Board<br />
Frank Apel<br />
Erik Baumann<br />
Dr. Maarten Becker<br />
Dr. Erwin Fischer<br />
Carsten George<br />
Eckehard Göring<br />
Florian Gremme<br />
Dr. Ralf Güldner<br />
Carsten Haferkamp<br />
Dr. Petra-Britt Hoffmann<br />
Christian Jurianz<br />
Dr. Guido Knott<br />
Prof. Dr. Marco K. Koch<br />
Dr. Willibald Kohlpaintner<br />
Ulf Kutscher<br />
Herbert Lenz<br />
Jan-Christian Lewitz<br />
Andreas Loeb<br />
Dr. Thomas Mull<br />
Dr. Ingo Neuhaus<br />
Dr. Joachim Ohnemus<br />
Prof. Dr. Winfried Petry<br />
Dr. Tatiana Salnikova<br />
Dr. Andreas Schaffrath<br />
Dr. Jens Schröder<br />
Norbert Schröder<br />
Prof. Dr. Jörg Starflinger<br />
Prof. Dr. Bruno Thomauske<br />
Dr. Brigitte Trolldenier<br />
Dr. Walter Tromm<br />
Dr. Hans-Georg Willschütz<br />
Dr. Hannes Wimmer<br />
Ernst Michael Züfle<br />
Final remarks<br />
Summing up the features of nuclear power and its potential<br />
for a significant contribution to an answer to the climate<br />
question, the following resumé can be drawn:<br />
Nuclear (fission) power is a highly developed technology,<br />
its added value is quasi-domestic (as the Uranium<br />
fuel is extremely cheap), it is also exportable (if proliferation<br />
issues are satisfactorily solved, as it is the case for most<br />
states).<br />
Besides renewable energies (and CCS) it is the only<br />
carbon-neutral technology for large-scale power generation<br />
and the only one (besides geothermal energy), which<br />
is independent from solar irradiation or weather, thereby<br />
able to provide baseload generation.<br />
Meanwhile, more than 17,800 (reactor) years of operation<br />
have been achieved with only a few major incidents of<br />
which both Chernobyl and Fukushima did arise by wilful<br />
deviation from established safety rules and do not classify<br />
in terms of a probabilistic safety analysis as “residual risk”.<br />
With the exception of Chernobyl, no significant health<br />
damage has arisen from operation (or accidents) of nuclear<br />
power plants (World Health Organisation: www.who.<br />
int/mediacentre/news/releases/2<strong>01</strong>3/fukushima_report_<br />
2<strong>01</strong>30228/en/).<br />
Nuclear power plants underlay scheduled maintenance,<br />
high-thermal fatigue is nowhere the life-limiting parameter<br />
(in contrast to fossil- fired power plants), all wear-<br />
components are regularly exchanged (except the reactor<br />
vessels themselves, these are qualified for 60 to over<br />
100 years). Any nuclear power plant can therefore be<br />
regarded technically as-good-as-new at any point in time.<br />
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Thus, the premature shutdown of the 17 German<br />
reactors implies an enormous financial damage (about<br />
200 G€, calculated with a cost advantage of 0.04 €/kWh<br />
over 30 years) to companies and the German society.<br />
Acceptance of nuclear power varies widely over<br />
different countries. Both in Europe and in the industrialised<br />
world the majority of countries pursue a constructive<br />
approach to the use of nuclear power. Key elements for<br />
acceptance are a rational – and in comparison to other<br />
risks quantitative – discussion of (residual) risks and a<br />
political will for implementing a practical solution for<br />
waste disposal.<br />
References<br />
1 www.umweltbundesamt.de/daten/klima/atmosphaerischetreibhausgaskonzentrationen#textpart-1<br />
2 IPCC 2<strong>01</strong>4: Klimaänderung 2<strong>01</strong>3: Naturwissenschaftliche Grundlagen. Häufig gestellte Fragen und<br />
Antworten – Teil des Beitrags der Arbeitsgruppe I zum Fünften Sachstands bericht des Zwischenstaatlichen<br />
Ausschusses für Klimaänderungen (IPCC) [T.F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor,<br />
S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex und P.M. Midgley (Hrsg.)]. Deutsche Übersetzung<br />
durch die deutsche IPCC-Koordinierungs stelle und Klimabüro für Polargebiete und Meeresspiegelanstieg,<br />
Bonn, 2<strong>01</strong>7.<br />
3 en.wikipedia.org/wiki/National_Diet_of_Japan_Fukushima_Nuclear_Accident_Independent_<br />
Investi-gation_Commission<br />
4 https://analysis.nuclearenergyinsider.com/nuclear-build-costs-could-fall-over-35-using-globallearnings,<br />
June 2<strong>01</strong>8, retrieved in August 2<strong>01</strong>8<br />
5 In fact the US Army Corps of Engineers operated a small nuclear power generator on the WW-2<br />
cargo ship STURGIS between 1967 and 1976 to desalinate water and to power US installations in the<br />
Panama Canal zone.<br />
6 http://www.posiva.fi/en/media/videos#.<br />
Author<br />
Dr.-Ing. Ludger Mohrbach<br />
Department Head „Nuclear“<br />
VGB PowerTech e.V.<br />
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ISSN 1431-5254<br />
Serial | Major Trends in Energy Policy and Nuclear Power<br />
The Role of Nuclear Power in the World ı Ludger Mohrbach
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
Zur künftigen Rolle der thermischen<br />
Stromerzeugung und der Speicherung<br />
von Elektrizität in den Mitgliedstaaten<br />
der Europäischen Union<br />
Sicherung der Versorgung bei steigenden Anteilen<br />
volatiler erneuerbarer Energien<br />
Hans-Wilhelm Schiffer<br />
Energieversorgungssituation in der EU und deren Mitgliedstaaten Der Primärenergieverbrauch<br />
der Europäischen Union (EU) belief sich 2<strong>01</strong>7 auf 2,4 Milliarden Tonnen Steinkohleeinheiten (Mrd. t SKE).<br />
Damit ist die EU der weltweit drittgrößte Energiemarkt – nach China und USA. Am weltweiten Primärenergieverbrauch<br />
ist die EU mit 12,5 % beteiligt. Bei der Deckung des Primärenergieverbrauchs der EU dominieren fossile Energien mit<br />
einem Anteil von 76 %. In der Stromerzeugung ist der Anteil von Kohle, Erdgas und Öl auf rund 45 % begrenzt.<br />
Erneuerbare Energien kommen inzwischen auf 30 % und die Kernenergie auf 25 % (Abbildung 1).<br />
Im Mix der Einsatzenergien zur Stromerzeugung hat sich<br />
in den letzten zwanzig Jahren ein deutlicher Wandel vollzogen.<br />
Die Anteile von Kernenergie, Kohle und Öl sind<br />
deutlich gesunken, während sich die Beiträge von Erdgas<br />
und insbesondere der erneuerbaren Energien vergrößert<br />
haben. So hat sich der Anteil erneuerbarer Energien an der<br />
Stromerzeugung der EU von 13 % im Jahr 1997 auf 30 %<br />
im Jahr 2<strong>01</strong>7 mehr als verdoppelt. Dem stehen Einbußen<br />
bei Kohle von 11 Prozentpunkten, bei Kernenergie von<br />
8 Prozentpunkten und bei Öl von 5 Prozentpunkten gegenüber.<br />
Erdgas hat im gleichen Zeitraum 7 Prozentpunkte<br />
zugelegt.<br />
Kennzeichen der EU-Energieversorgung ist die hohe<br />
Abhängigkeit von Energieimporten aus Drittstaaten. So<br />
muss die EU mehr als die Hälfte ihres Energiebedarfs<br />
durch Einfuhren decken. Besonders hoch ist die Einfuhrabhängigkeit<br />
bei Rohöl und bei Erdgas. Kernenergie und<br />
erneuerbare Energien werden als heimische Energien<br />
gerechnet. Ein weiteres Merkmal bei der Versorgung der<br />
EU mit fossilen Energieträgern ist der große Anteil<br />
Russlands. So ist Russland der für die EU wichtigste<br />
Lieferant von Rohöl, von Erdgas und von Steinkohle. An<br />
zweiter Stelle rangieren Norwegen bei Erdgas und bei<br />
Rohöl sowie Kolumbien bei Kohle (Abbildung 2).<br />
| | Abb. 1.<br />
Energiemix der EU-28 im Jahr 2<strong>01</strong>7.<br />
Der Energiemix der einzelnen EU-Staaten ist sehr<br />
unterschiedlich. Entscheidende Gründe dafür sind die<br />
jeweilige Ressourcensituation und die uneinheitliche<br />
Energiepolitik der Mitgliedstaaten. Beispiel Kernenergie:<br />
Dieser Energieträger wird gegenwärtig in der Hälfte der<br />
28 Mitgliedstaaten zur Stromerzeugung genutzt. Die<br />
Anteile der Kernenergie differieren in diesen 14 <br />
19<br />
ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW<br />
| | Abb. 2.<br />
Energieimporte in die EU nach Ländern im Jahr 2<strong>01</strong>6.<br />
Energy Policy, Economy and Law<br />
The Future Role of Thermal Electricity Generation and Storage of Electricity in the Member States of the European Union –<br />
Security of Supply with Increasing Shares of Volatile Renewable Energies ı Hans-Wilhelm Schiffer
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 20<br />
| | Abb. 3.<br />
Stromerzeugung aus Kernenergie in den einzelnen EU-Staaten.<br />
| | Abb. 4.<br />
Ankündigungen der EU-Staaten für einen Ausstieg aus der Kohleverstromung.<br />
| | Abb. 5.<br />
Das Dilemma der EU Energiepolitik.<br />
Mitgliedstaaten stark. Die Spanne reicht von 4 % in den<br />
Niederlanden bis 72 % in Frankreich. In Deutschland<br />
waren es 2<strong>01</strong>7 noch 12 % (Abbildung 3).<br />
Auch bei der Kohle gibt es gravierende Unterschiede.<br />
Die Gründe sind dort etwas anders gelagert als bei der<br />
Kernenergie. Während bei der Kernenergie die jeweiligen<br />
politischen Weichenstellungen entscheidend für deren<br />
Bedeutung in den einzelnen Mitgliedstaaten waren und<br />
sind, spielt bei der Kohle die Ressourcensituation eine<br />
wichtige Rolle. Dies wird bei einer Betrachtung der Staaten<br />
Osteuropas besonders deutlich, gilt aber auch für Deutschland.<br />
Zunehmend gewinnt aber auch bei der Kohle die<br />
Politik an Gewicht. Gegenwärtig wird noch in 21 Mitgliedstaaten<br />
Kohle zur Stromerzeugung genutzt. Allerdings<br />
haben zehn dieser 21 Staaten beschlossen, zwischen 2021<br />
und 2030 aus der Kohlenutzung auszusteigen. Neun<br />
Staaten setzen auch künftig auf die Kohle. In zwei Staaten,<br />
Deutschland und Slowakei, wird gegenwärtig über einen<br />
Ausstieg diskutiert (Abbildung 4). Dabei ist darauf hinzuweisen,<br />
dass der Anteil der Kohle an der Stromerzeugung<br />
in den Staaten, die einen Ausstieg beschlossen haben,<br />
relativ klein ist – im Durchschnitt waren es 2<strong>01</strong>7 dort 8 %,<br />
während in den Staaten, die weiter auf die Kohle setzen,<br />
deren Anteil im Durchschnitt bei 38 % lag.<br />
Energie- und klimapolitischer Rahmen<br />
der EU-28<br />
Bisher existiert keine kohärente Energiepolitik der EU.<br />
Gemäß Artikel 194 des Vertrags über die Arbeitsweise der<br />
Europäischen Union verfolgt die Energiepolitik der Union<br />
im Geiste der Solidarität zwischen den Mitgliedstaaten im<br />
Rahmen der Verwirklichung oder des Funktionierens des<br />
Binnenmarkts und unter Berücksichtigung der Notwendigkeit<br />
der Erhaltung und Verbesserung der Umwelt<br />
folgende Ziele:<br />
pp<br />
Sicherstellung des Funktionierens des Energiemarkts;<br />
pp<br />
Gewährleistung der Energieversorgungssicherheit in<br />
der Union;<br />
pp<br />
Förderung der Energieeffizienz und von Energieeinsparungen<br />
sowie Entwicklung neuer und erneuerbarer<br />
Energiequellen und<br />
pp<br />
Förderung der Interkonnektion der Energienetze.<br />
Der Erlass von Maßnahmen, die für erforderlich gehalten<br />
werden, um diese Ziele zu verwirklichen, berühren<br />
allerdings nicht das Recht eines Mitgliedstaats, die Bedingungen<br />
für die Nutzung seiner Energieressourcen,<br />
seine Wahl zwischen verschiedenen Energiequellen<br />
und die allgemeine Struktur der Energieversorgung zu<br />
bestimmen (Abbildung 5).<br />
Tatsächlich ist der Energiemix breit gefächert. Dies<br />
wird beispielhaft deutlich am Energiemix in der Stromerzeugung<br />
von zehn ausgewählten Mitgliedstaaten (Abbildung<br />
6). In Frankreich dominiert die Kernenergie. In<br />
Großbritannien und in den Niederlanden hat Erdgas den<br />
größten Anteil an der Stromerzeugung. In Polen ist es die<br />
Kohle, Braunkohle und Steinkohle. Braunkohle und Steinkohle<br />
leisten auch in Deutschland einen starken Beitrag<br />
zur Stromversorgung. Die Braunkohle hat zudem in<br />
Tschechien und Griechenland einen großen Stellenwert.<br />
Österreich und Schweden profitieren insbesondere von<br />
den günstigen Bedingungen, die dort die Wasserkraft<br />
bietet. Und in Dänemark ist inzwischen die Windenergie<br />
die mit Abstand bedeutendste Energiequelle zur Stromerzeugung.<br />
Von entscheidender Bedeutung für die Energie-Zukunft<br />
der EU sind die energie- und klimapolitischen Ziele für<br />
2030. Drei Ziele sind gemäß dem Clean Energy Package,<br />
das Europäischer Rat, Europäisches Parlament und Europäische<br />
Kommission im Juni 2<strong>01</strong>8 beschlossen haben,<br />
maßgebend (Abbildung 7):<br />
pp<br />
das Klimaziel: Rückgang der Treibhausgas-Emissionen<br />
um 40 % gegenüber 1990;<br />
pp<br />
das erneuerbare Energien-Ziel: 32 % Anteil am Bruttoenergieverbrauch;<br />
Energy Policy, Economy and Law<br />
The Future Role of Thermal Electricity Generation and Storage of Electricity in the Member States of the European Union –<br />
Security of Supply with Increasing Shares of Volatile Renewable Energies ı Hans-Wilhelm Schiffer
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
| | Abb. 6.<br />
Energiemix in der Stromerzeugung in zehn der 28 Mitgliedstaaten der EU.<br />
pp<br />
das Energieeffizienz-Ziel: 32,5 % Reduktion des Energieverbrauchs<br />
im Vergleich zu einem Referenz-<br />
Szenario.<br />
Für die Stromversorgung ist das wichtigste Instrument zur<br />
Einhaltung des Klimaziels das Europäische Emissionshandelssystem<br />
(ETS). Das ETS garantiert, dass die<br />
Emissionsminderung in den Sektoren, die in das System<br />
einbezogen sind, also Industrie und Energiewirtschaft,<br />
sicher erreicht wird. Das Ziel für diese Sektoren ist mit der<br />
Vorgabe einer Emissionsreduktion von 43 % bis 2030<br />
im Vergleich zum Stand des Jahres 2005 deutlich<br />
ambitionierter als für die Sektoren Gebäude und Verkehr<br />
mit minus 30 % bezogen auf den gleichen Zeitraum.<br />
Auch bezogen auf den Anteil erneuerbarer Energien<br />
wird dem Stromsektor ein deutlich größerer Beitrag<br />
abverlangt als den Sektoren Gebäude und Verkehr. So soll<br />
der Anteil erneuerbarer Energien am gesamten Bruttoenergieverbrauch<br />
bis 2030 auf mindestens 32 % steigen –<br />
verglichen mit 17 % im Jahr 2<strong>01</strong>6. Dies wird für den Stromsektor<br />
mit der Erwartung verknüpft, dass sich der Anteil<br />
erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung bis 2030<br />
auf mehr als 50 % erhöht, gegenüber 30 % im Jahr 2<strong>01</strong>7.<br />
Das Energie-Effizienzziel beträgt 32,5 % bis 2030. Es<br />
orientiert sich – als Vergleichsgröße – an einem Referenz-<br />
Szenario der Europäischen Kommission zur Entwicklung<br />
des Energieverbrauchs.<br />
| | Abb. 7.<br />
Ziele der EU Klima- und Energiepolitik.<br />
Folgende Optionen kommen in Betracht, um diesem<br />
Problem gerecht zu werden (Abbildung 9):<br />
pp<br />
Flexibilisierung insbesondere konventioneller Kraftwerke;<br />
pp<br />
Ausbau der Netzinfrastruktur – vor allem zur Verknüpfung<br />
der lastfernen Erzeugung mit der Nachfrage. Bezogen auf<br />
Deutschland heißt das: Schaffung der Voraussetzungen<br />
zum Transport des Windstroms von Norden nach Süden.<br />
pp<br />
Flexibilisierung der Nachfrage und<br />
pp<br />
Energiespeicherung.<br />
Die Internationale Energie-Agentur ist in einer kürzlich<br />
veröffentlichten Studie zu dem Ergebnis gekommen, dass<br />
gegenwärtig mehr als 90 % der Flexibilitätsanforderungen<br />
durch steuerbare Kraftwerke zu leisten sind.<br />
Der tageszeitliche Verlauf von Stromnachfrage und<br />
Einspeisung von Strom aus Photovoltaik fallen zudem nicht<br />
zusammen. Während die Stromnachfrage insbesondere ab<br />
4 Uhr morgens bis 8 Uhr ansteigt, erhöht sich die Einspeisung<br />
aus Photovoltaik, sonniges Wetter vorausgesetzt,<br />
ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 21<br />
Optionen für die Systemintegration<br />
der erneuerbaren Energien in die Stromversorgung<br />
der EU unter Aufrechterhaltung<br />
der Versorgungssicherheit<br />
Der bisher in der Stromerzeugung erreichte Ausbau des<br />
Anteils erneuerbarer Energien erklärt sich insbesondere<br />
durch die Entwicklung bei Wind- und bei Solarenergie. So<br />
sind Wind- und Solarenergie für 80 % des Anstiegs der<br />
Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien in der EU<br />
verantwortlich, der von 2005 bis 2<strong>01</strong>7 realisiert wurde.<br />
Insgesamt hat sich der Anteil erneuerbarer Energien an<br />
der Stromerzeugung der EU seit 2005 mehr als verdoppelt<br />
(Abbildung 8).<br />
Der vor allem auf die dargebotsabhängigen Energien<br />
Wind und Sonne konzentrierte Ausbau ist mit zusätzlichen<br />
Herausforderungen für die Systemintegration verknüpft.<br />
Angesichts des fortgesetzt steigenden Anteils dieser<br />
volatilen Energien wachsen die Flexibilitätsanforderungen<br />
an das Versorgungssystem.<br />
In der Vergangenheit mussten nur die Schwankungen<br />
in der Nachfrage (zwischen Tag und Nacht, Werktagen<br />
und Wochenenden sowie Sommer und Winter) ausgeglichen<br />
werden. Neu hinzugekommen sind die Einspeiseschwankungen<br />
bei Wind und Sonne.<br />
| | Abb. 8.<br />
Stromerzeugung aus regenerativen Energien in der EU-28.<br />
| | Abb. 9.<br />
Optionen zur Steigerung der Flexibilität des Versorgungssystems.<br />
Energy Policy, Economy and Law<br />
The Future Role of Thermal Electricity Generation and Storage of Electricity in the Member States of the European Union –<br />
Security of Supply with Increasing Shares of Volatile Renewable Energies ı Hans-Wilhelm Schiffer
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 22<br />
zwischen 8 Uhr und 13 Uhr. Die Solar-Einspeisung aus<br />
Photovoltaik sinkt im Verlauf des Nachmittags bis zum<br />
Abend, also einige Stunden vor dem tageszeitlichen Rückgang<br />
des Stromverbrauchs. Das heißt, dass konventionelle<br />
Kraftwerke kurzfristig mindestens zwei Mal die Stromproduktion<br />
erhöhen müssen, am Morgen und am Abend.<br />
Um die hohe PV-Einspeisung in der Mittagszeit zu integrieren<br />
und andererseits die abendliche Verbrauchsspitze<br />
abzudecken, müssen Kohle- und Gaskraftwerke die Fahrweise<br />
entsprechend anpassen.<br />
| | Abb. 10.<br />
Flexibilität von heutigen Gaskraftwerken im Vergleich zu Braunkohlekraftwerken.<br />
| | Abb. 11.<br />
Optionen für einen stärkeren Zuwachs der Erzeugung regenerativer Energien im Falle von höheren<br />
Energieverbräuchen.<br />
Kohle- und Gaskraftwerke sind technisch in gleicher<br />
Weise geeignet sind, die Flexibilitätsanforderungen zu<br />
erfüllen. So kann beispielsweise ein bestehendes modernes<br />
Braunkohlenkraftwerk innerhalb von 20 Minuten von<br />
1.000 MW auf 500 MW runtergefahren werden. Das<br />
entspricht 30 MW pro Minute, ein Wert, der auch von<br />
einem Gaskraftwerk nicht signifikant übertroffen wird.<br />
Für das Hochfahren der Leistung gelten die genannten<br />
Werte in gleicher Weise (Abbildung 10).<br />
Trotz der hohen Flexibilität, die konventionelle Kraftwerke<br />
bieten, ergeben sich als Folge des massiven Ausbaus<br />
von erneuerbaren Energien vermehrt Zeiten, in denen<br />
Versorgungsüberschüsse auftreten. Nach Angaben der<br />
Bundesnetzagentur stieg die Abregelung erneuerbarer<br />
Energieträger durch Einspeisemanagement-Maßnahmen<br />
2<strong>01</strong>7 auf den bislang höchsten Wert von 5.518 GWh. Statt<br />
einer ungehemmten Fortsetzung des Zubaus, verbunden<br />
mit der Konsequenz einer noch weiter zunehmenden<br />
Abschaltung von Windturbinen, bietet sich die Möglichkeit,<br />
den Überschussstrom über den Zwischenschritt<br />
Speicherung nutzbar zu machen. Power-to-gas ist eine der<br />
hierfür bestehenden Optionen. Damit kann gleichzeitig<br />
die angestrebte Sektorenkopplung vorangebracht werden<br />
(Abbildung 11).<br />
pp<br />
Je länger die Zeiten von Überschüssen an erneuerbar<br />
erzeugtem Strom sind, desto geringer ist die Nutzung<br />
der Kapazität zusätzlicher Anlagen – mit der Konsequenz<br />
einer Erhöhung der Stromerzeugungskosten pro kWh.<br />
pp<br />
Und je größer die Auslastung einer Power-to-gas-Anlage,<br />
desto stärker sinken die Kosten für diese Technologie<br />
pro kWh.<br />
Mit weiter verstärktem Ausbau volatiler erneuerbarer<br />
Energien ist ein Schnittpunkt beider Kurven zu erwarten.<br />
Und rechts von diesem Schnittpunkt wird Power-to-Gas<br />
zur wirtschaftlich günstigeren Option (Abbildung 12).<br />
Neben dem Thema Überschüsse, die sich aus der<br />
Transformation der Energieversorgung ergeben, ist das<br />
Thema Knappheit zu adressieren. Überschüsse an elektrischer<br />
Arbeit zu bestimmten Zeiten bringen nämlich<br />
keinen positiven Effekt für die Sicherheit der Versorgung.<br />
Versorgungssicherheit ist durch jederzeit ausreichend<br />
verfügbare Leistung zu garantieren. Mit zunehmendem<br />
Ausbau der erneuerbaren Energien sinkt die Auslastung<br />
der konventionellen Kraftwerke. Der Energy-only-Market<br />
gewährleistet – anders als in der Vergangenheit – für eine<br />
große Zahl von konventionellen Anlagen keine zur Aufrechterhaltung<br />
des Betriebs ausreichenden Einnahmenströme.<br />
Und dies gilt nicht nur für Neubauten. Kapazitätszahlungen<br />
sind deshalb künftig zur Aufrechterhaltung<br />
der Systemsicherheit unverzichtbar.<br />
| | Abb. 12.<br />
Vergleich der Erzeugungskosten von Power-2-X mit einem weiteren Ausbau von Windund<br />
PV-Anlagen in Abhängigkeit vom Ausbau der regenerativen Energien.<br />
| | Abb. 13.<br />
Vorschlag für eine Verordnung des Europäischen Parlaments und des Rates zum<br />
Elektrizitätsbinnenmarkt.<br />
Energy Policy, Economy and Law<br />
The Future Role of Thermal Electricity Generation and Storage of Electricity in the Member States of the European Union –<br />
Security of Supply with Increasing Shares of Volatile Renewable Energies ı Hans-Wilhelm Schiffer
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
| | Abb. 14.<br />
Stromerzeugung in Deutschland 1997 bis 2030.<br />
| | Abb. 16.<br />
Stromerzeugung- und -bedarf in Deutschland am 1. Januar 2<strong>01</strong>8.<br />
| | Abb. 15.<br />
Schlüsselzahlen zur Windenergieerzeugung in Deutschland von 2<strong>01</strong>0 bis 2<strong>01</strong>7.<br />
| | Abb. 17.<br />
Stromerzeugung- und -bedarf in Deutschland am 1. Juli 2<strong>01</strong>8.<br />
ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 23<br />
In der EU gibt es hierzu Vorschläge des Europäischen<br />
Parlaments und des Europäischen Rates, die in den<br />
nächsten Monaten zur Verabschiedung einer Verordnung<br />
führen sollen. Diese Vorschläge sind jedoch weder technologie-<br />
neutrale noch marktgerechte Mechanismen. Sie<br />
begrenzen die Inanspruchnahme von Kapazitätszahlungen<br />
auf Anlagen in denen weniger als 550g CO 2 /kWh emittiert<br />
werden. Kohlekraftwerke können nur noch im Rahmen<br />
der strategischen Reserve an Kapazitätsmechanismen<br />
teilnehmen – so die Vorschläge von Parlament und Rat.<br />
Das ist nicht sachgerecht. Kapazitätsmechanismen sollen<br />
der Versorgungssicherheit dienen. Klimaschutz ist durch<br />
das ETS geregelt. Eine Realisierung der Vorschläge von<br />
Parlament und Rat würden somit Versorgungssicherheit<br />
unnötig teuer machen, ohne zur Begrenzung der CO 2 -<br />
Emissionen beizutragen, da diese durch das ETS bereits<br />
gedeckelt sind (Abbildung 13).<br />
Besonderheiten bei der Umsetzung<br />
der deutschen Energiewende<br />
Laut Koalitionsvertrag der Bundesregierung von März<br />
2<strong>01</strong>8 soll der Anteil erneuerbarer Energien an der Stromversorgung<br />
bis 2030 auf 65 % gesteigert werden. Die<br />
erneuerbaren Energien werden also den bei weitem<br />
größten Beitrag zur Bereitstellung der elektrischen Arbeit<br />
leisten (Abbildung 14). Allerdings geht damit kein<br />
Zuwachs an gesicherter Leistung einher. Bei PV liegt das<br />
auf der Hand. Zum Zeitpunkt der Höchstlast, meist eine<br />
frühe Abendstunde im Herbst oder Winter, scheint keine<br />
Sonne mehr.<br />
Und auch die Windenergie leistet keinen signifikanten<br />
Beitrag zur jederzeitigen Sicherstellung der Versorgung.<br />
Die Kapazität der Anlagen hat sich zwar seit 2<strong>01</strong>0 mehr als<br />
verdoppelt. Die minimale Einspeisung lag jedoch auch<br />
2<strong>01</strong>7 gerade mal bei 158 MW, also bei weniger als 1 % der<br />
Nominalleistung. Die Erwartung, dass der Minimalwert,<br />
Indikator für den Beitrag zur Versorgungssicherheit bei<br />
einem Ausbau deutschlandweit verteilter Windanlagen<br />
ansteigt und damit in zunehmendem Maße eine Substitution<br />
konventioneller Kraftwerksleistung ermöglicht, hat<br />
sich somit nicht erfüllt (Abbildung 15).<br />
Drei exemplarisch ausgewählte Situationen machen<br />
die Komplexität der Herausforderung deutlich.<br />
pp<br />
Am 1. Januar 2<strong>01</strong>8 war die Stromnachfrage gering, die<br />
Windeinspeisung hoch – mit der Konsequenz, dass die<br />
erneuerbaren Energien in der Lage waren, über den Tag<br />
gerechnet deutlich mehr als die Hälfte zur Stromversorgung<br />
beizutragen (Abbildung 16).<br />
pp<br />
Am 1. und 2. Juli 2<strong>01</strong>8 war es die Solarenergie, die –<br />
wie im gesamten Juli 2<strong>01</strong>8 – einen großen Beitrag zur<br />
Bedarfsdeckung geleistet hat (Abbildung 17).<br />
pp<br />
Vollkommen anders jedoch war die Situation am<br />
8. November 2<strong>01</strong>7. Wind trug zum Zeitpunkt der<br />
Höchstlast in Deutschland nur geringfügig zur Stromversorgung<br />
bei. Die PV-Erzeugung war gleich Null.<br />
Konventionelle Kraftwerke mussten somit über 85 %<br />
der Last decken (Abbildung 18).<br />
| | Abb. 18.<br />
Stromerzeugung- und -bedarf in Deutschland am 8. November 2<strong>01</strong>7.<br />
Energy Policy, Economy and Law<br />
The Future Role of Thermal Electricity Generation and Storage of Electricity in the Member States of the European Union –<br />
Security of Supply with Increasing Shares of Volatile Renewable Energies ı Hans-Wilhelm Schiffer
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 24<br />
| | Abb. 19.<br />
Stilllegung von Kraftwerkskapazitäten und Versorgungssicherheit in Deutschland.<br />
Kohleausstieg und Sicherheit<br />
der Versorgung in Deutschland<br />
In Deutschland wird über einen vorzeitigen staatlich<br />
reglementierten Kohleausstieg diskutiert. Eine im Sommer<br />
eingesetzte Strukturkommission soll hierzu bis Ende 2<strong>01</strong>8<br />
Vorschläge unterbreiten. Es zeigt sich jedoch, dass vorzeitige<br />
Kraftwerksstilllegungen die Versorgungssicherheit<br />
in Frage stellen würden (Abbildung 19).<br />
In Deutschland existiert zwar inzwischen eine installierte<br />
Stromerzeugungsleistung von deutlich über 200 GW.<br />
Bei weniger als der Hälfte dieser Kapazität handelt es<br />
sich allerdings um steuerbare Leistung. Bis Ende 2022<br />
gehen 10 GW Kernkraft-Kapazität vom Netz. Außerdem<br />
haben Kraftwerksbetreiber Stilllegungen fossil gefeuerter<br />
Kapazität in Höhe von 5 GW angekündigt. Und 2 GW<br />
gehen in die Sicherheitsbereitschaft. Ein Teil dieses<br />
Leistungsabbaus wird kompensiert durch Neubau und<br />
durch die Möglichkeit der Entkonservierung. Von der<br />
damit 2023 verbleibenden steuerbaren Leistung von 93 bis<br />
98 GW müssen nach Einschätzung der Übertragungsnetzbetreiber<br />
etwa 12 GW als nicht verfügbar eingestuft<br />
werden. Importe und Nachfrage-Management können<br />
gemeinsam bis zu 6 GW zur gesicherten Leistung beitragen,<br />
die sich damit auf 85 bis 92 GW beläuft. Zusätzlich<br />
könnten noch technische Notreserven in der Größenordnung<br />
von 5 bis 7 GW mobilisiert werden. Bei einer<br />
erwarteten Spitzenlast von etwa 92 GW besteht somit für<br />
Kraftwerksstilllegungen kurz- bis mittelfristig – ohne<br />
Gefährdung der Sicherheit der Versorgung – nur geringer<br />
Spielraum.<br />
Auch wenn die Kapazität der konventionellen Anlagen<br />
zur Gewährleistung der Sicherheit der Versorgung künftig<br />
fast in gegenwärtiger Höhe aufrecht erhalten werden<br />
muss, wird sich deren Beitrag der Stromerzeugung<br />
deutlich vermindern. Haben also 2<strong>01</strong>7 über 400 TWh<br />
eine erforderlich gesicherte Leistung von etwa 85 GW<br />
finanziert, werden es 2030 nur noch 230 TWh sein, welche<br />
die gleiche Leistung finanzieren müssen (Abbildung 20).<br />
Dies erfordert ein verändertes Marktdesign.<br />
Schlussfolgerungen<br />
Aus der dargelegten Situation können folgende Schlussfolgerungen<br />
abgeleitet werden:<br />
pp<br />
Braunkohle-, Steinkohle- und Gaskraftwerke bleiben<br />
auf absehbare Zeit als Garanten für eine ausreichend<br />
gesicherte Leistung unverzichtbar für den Erfolg der<br />
Energiewende.<br />
pp<br />
Das ETS sollte als das zentrale Instrument zum<br />
Erreichen von CO 2 -Minderungen in der Stromerzeugung<br />
gesehen werden.<br />
pp<br />
Nationale CO 2 -Minderungsziele bringen keinen zusätzlichen<br />
Nutzen für den Klimaschutz, soweit europäische<br />
Regelungen hierzu bestehen.<br />
pp<br />
Der Ausbau des Leitungsnetzes sollte synchron zum<br />
Ausbau der erneuerbaren Energien in der Stromerzeugung<br />
erfolgen.<br />
pp<br />
Es sollten geeignete Rahmenbedingungen geschaffen<br />
werden, die eine Flexibilisierung der Stromnachfrage<br />
ermutigen.<br />
pp<br />
Hemmnisse, die einem Ausbau von Speichern entgegenstehen,<br />
sollten abgebaut und Anreize für deren<br />
beschleunigte Entwicklung geschaffen werden.<br />
pp<br />
Der bestehende Energy-only-Market kann allein keine<br />
ausreichende Versorgungssicherheit garantieren.<br />
Zusätzlich sind diskriminierungsfreie Kapazitätsmechanismen<br />
nötig.<br />
Der Rahmen für vorzeitige kurz- bis mittelfristige<br />
Stilllegungen von Kohlekraftwerken ist sehr begrenzt –<br />
ohne die Versorgungssicherheit zu gefährden.<br />
Author<br />
Dr. Hans-Wilhelm Schiffer<br />
Executive Chair World Energy Resources, World Energy<br />
Council (London) und Vorsitzender der Arbeitsgruppe<br />
Energie für Deutschland des Weltenergierat<br />
Berlin, Deutschland<br />
| | Abb. 20.<br />
Versorgungssicherheit in der Stromerzeugung: Regenerative können konventionelle Kapazitäten nicht<br />
ersetzen.<br />
Energy Policy, Economy and Law<br />
The Future Role of Thermal Electricity Generation and Storage of Electricity in the Member States of the European Union –<br />
Security of Supply with Increasing Shares of Volatile Renewable Energies ı Hans-Wilhelm Schiffer
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
Modernisierung des Strahlenschutzrechts in Deutschland<br />
Goli-Schabnam Akbarian<br />
Das Recht zum Schutz vor der schädlichen Wirkung ionisierender Strahlung ist mit einem neuen Strahlenschutzgesetz<br />
und einer neuen Strahlenschutzverordnung umfassend aktualisiert und modernisiert worden. Am 31. Dezember 2<strong>01</strong>8<br />
ist der größte Teil der Neuerungen in Kraft getreten. Anlass war die Pflicht zur Umsetzung der Strahlenschutz-Richtlinie<br />
2<strong>01</strong>3/59/Euratom, die den bereits breiten Anwendungsbereich des Strahlenschutzrechts deutlich erweitert hat. Das<br />
Strahlenschutzgesetz und die Strahlenschutzverordnung greifen bisher geltende strahlenschutzrechtliche Vorgaben<br />
auf, modifiziert um Anforderungen aus der Richtlinie 2<strong>01</strong>3/59/Euratom, und enthalten Vorgaben zu neuen, ebenfalls<br />
umsetzungsbedingten Regelungsbereichen, wie zum Beispiel zu radioaktiven Altlasten und zum Notfallschutz.<br />
Seit dem 31. Dezember 2<strong>01</strong>8 gibt es ein neues Recht zum<br />
Schutz vor der schädlichen Wirkung ionisierender Strahlung<br />
in Deutschland. An diesem Datum sind das bereits am 3. Juli<br />
2<strong>01</strong>7 verkündete neue Strahlenschutzgesetz, soweit nicht<br />
bereits wirksam (v.a. die Regelungen zum Notfallschutz<br />
sind seit dem 1. Oktober 2<strong>01</strong>7 in Kraft), und die neue<br />
Strahlenschutzverordnung in Kraft getreten. Gleichzeitig<br />
sind die bisher geltende Strahlenschutzverordnung und die<br />
Röntgenverordnung außer Kraft getreten. Damit ist ein<br />
mehrjähriger Novellierungsprozess zu einem glücklichen<br />
Abschluss gekommen. Durch ein eigenes Gesetz hat das<br />
Strahlenschutzrecht einen eigenständigen Platz neben dem<br />
Atomgesetz gefunden.<br />
Anlass gewesen ist die Pflicht zur Umsetzung der<br />
Richtlinie 2<strong>01</strong>3/59/Euratom vom 5. Dezember 2<strong>01</strong>3 zur<br />
Festlegung grundlegender Sicherheitsnormen für den<br />
Schutz vor Gefahren einer Exposition gegenüber ionisierender<br />
Strahlung und zur Aufhebung der Richtlinien<br />
89/618/Euratom, 90/641/Euratom, 96/29/Euratom,<br />
97/43/Euratom und 2003/122/Euratom (im Folgenden:<br />
Richtlinie 2<strong>01</strong>3/59/Euratom). Der Veröffentlichung 103<br />
der Internationalen Strahlenschutzkommission (International<br />
Commission on Radiological Protection – ICRP)<br />
folgend hat der europäische Gesetzgeber den Strahlenschutz<br />
mit der Richtlinie 2<strong>01</strong>3/59/Euratom auf eine neue<br />
Grundlage gestellt, indem nunmehr – mit dem Ziel, einen<br />
umfassenden Strahlenschutz zu gewährleisten – zwischen<br />
geplanten und bestehenden sowie Notfallexpositionssituationen<br />
unterschieden wird. Das in der Richtlinie<br />
enthaltene rechtliche Instrumentarium differenziert nach<br />
den Eigenschaften der jeweiligen Expositionssituation,<br />
beispielsweise durch die Einführung von Dosisrichtwerten<br />
als Optimierungsinstrument nur bei geplanten Expositionssituationen<br />
oder der Einführung von Referenzwerten<br />
bei bestehenden Expositionssituationen und Notfallexpositionssituationen.<br />
Außerdem erweitert die Richtlinie<br />
2<strong>01</strong>3/59/Euratom den ohnehin schon breiten Anwendungsbereich<br />
noch einmal deutlich, beispielsweise durch<br />
neue Regelungen zu radioaktiven Altlasten oder zu Radon<br />
in Aufenthaltsräumen.<br />
Durch die Pflicht zur Umsetzung der Richtlinie<br />
2<strong>01</strong>3/59/Euratom ergab sich also die willkommene<br />
Gelegenheit, ein eigenständiges Strahlenschutzgesetz zu<br />
erarbeiten. Das Strahlenschutzgesetz enthält die wesentlichen<br />
Vorgaben für die jeweiligen Expositionssituationen,<br />
etwa im Zusammenhang mit geplanten Expositionssituationen<br />
die Anzeige- und Genehmigungstatbestände,<br />
Vorgaben zur Betriebsorganisation sowie Grenzwerte, im<br />
Zusammenhang mit bestehenden Expositionssituationen<br />
zu radioaktiven Altlasten oder zu Radon an Arbeitsplätzen<br />
und in Aufenthaltsräumen oder im Zusammenhang mit<br />
Notfallexpositionssituationen Vorgaben zur Erarbeitung<br />
von Notfallplänen.<br />
Konkretisierende Bestimmungen in Bezug auf<br />
die jeweiligen Expositionssituationen enthält die neue<br />
Strahlenschutzverordnung, beispielsweise eine Reihe von<br />
Vorgaben zum medizinischen Strahlenschutz sowie zum<br />
Schutz der Bevölkerung im Zusammenhang mit geplanten<br />
Expositionssituationen. Der berufliche Strahlenschutz ist<br />
in allen drei Expositionssituationen zu gewährleisten. Die<br />
Strahlenschutzverordnung enthält auch diesbezüglich<br />
spezifische Vorgaben, wobei nicht alle Bestimmungen zum<br />
Schutz von Arbeitskräften, die in geplanten Expositionssituationen<br />
gelten, in bestehenden Expositionssituationen<br />
oder Notfallexpositionssituationen zum Tragen kommen.<br />
Auch wenn das Strahlenschutzrecht nun auf eine neue<br />
Grundlage gestellt worden ist, ist nicht alles neu. Die in der<br />
früheren Strahlenschutzverordnung und Röntgenverordnung<br />
enthaltenen Regelungen, die vor allem im<br />
Zusammenhang mit einer geplanten Expositionssituation<br />
(bisher als „Tätigkeit“ bezeichnet) schon ein hohes Maß an<br />
Schutz gewährleistet haben, werden im Wesentlichen<br />
weitergeführt. Soweit erforderlich, sind die Regelungen an<br />
die Vorgaben der Richtlinie 2<strong>01</strong>3/59/Euratom angepasst<br />
worden, beispielsweise die Forderung nach Bestellung<br />
eines fachkundigen Strahlenschutzbeauftragten im<br />
Zusammenhang mit der Beförderung sonstiger radioaktiver<br />
Stoffe. Des Weiteren greifen Gesetz und Verordnung<br />
die durch die Richtlinie 2<strong>01</strong>3/59/Euratom neu<br />
geregelten Sachverhalte auf. In der Verordnung werden sie<br />
mit spezifischen Vorgaben unterfüttert, wie zum Beispiel<br />
die Einführung von Prüfwerten bei der Feststellung, ob<br />
eine radioaktive Altlast vorliegt.<br />
Daneben sind sowohl beim Gesetz als auch bei der Verordnung<br />
Neuerungen eingebracht worden, die vollzugsbedingten<br />
Erfahrungen Rechnung tragen, so zum Beispiel<br />
die Pflicht, die zuständige Behörde zu informieren, wenn<br />
im Rahmen einer spezifischen Freigabe eine der Anforderungen,<br />
auf deren Grundlage die Freigabe erteilt wurde,<br />
nicht mehr erfüllt ist.<br />
Übergangsvorschriften sowohl im Strahlenschutzgesetz<br />
als auch in der Strahlenschutzverordnung sollen<br />
einen sanften Übergang vom alten auf das neue Recht<br />
ermöglichen.<br />
Mit dem Inkrafttreten des neuen Regelwerks ist ein<br />
vorläufiger Schlusspunkt der Reform des Strahlenschutzrechts<br />
erreicht. Angesichts der Neuerungen und des<br />
erweiterten Anwendungsbereichs ist damit zu rechnen,<br />
dass sich in der Anwendungspraxis zahlreiche Auslegungsfragen<br />
stellen werden. Es bleibt also spannend.<br />
Autorin<br />
Dr. Goli-Schabnam Akbarian<br />
Leiterin des Referats „Strahlenschutzrecht – ionisierende<br />
Strahlung“<br />
Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare<br />
Sicherheit<br />
Bonn, Deutschland<br />
25<br />
SPOTLIGHT ON NUCLEAR LAW<br />
Spotlight on Nuclear Law<br />
Modernisation of German Radiation Protection Legislation ı Goli-Schabnam Akbarian
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
26<br />
DECOMMISSIONING AND WASTE MANAGEMENT<br />
Konditionierung und Lagerung<br />
nuklearer Reststoffe:<br />
Einsparpotenziale und neue Verfahren<br />
Bilfinger Noell<br />
Fragestellung Die Einigung zwischen Kraftwerksbetreibern und Bund im Streit um die Kosten des Atomausstiegs,<br />
die mit der Überweisung von 24,17 Milliarden Euro durch die Konzerne am 3. Juli 2<strong>01</strong>7 formal abgeschlossen wurde,<br />
bringt beiden Seiten die lange angestrebte Rechtssicherheit. Kosten für die Lagerung der radioaktiven Abfälle, die mit der<br />
Stilllegung der letzten Kernkraftwerke anfallen, sowie Kosten für Suche, Errichtung und Betrieb eines Endlagers für<br />
abgebrannten Brennstoff werden künftig von einer Stiftung des Bundes getragen. Anlass genug, den Folgen der<br />
Vereinbarung auf den Grund zu gehen: Welche Risiken bergen der beschleunigte Atomausstieg und die damit<br />
einhergehende Behandlung von größeren Mengen kontaminierter, nicht kontaminierter und aktivierter Abfälle durch die<br />
Betreiber und den Bund – und welche Gegenmaßnahmen können getroffen werden?<br />
Bestandsaufnahme<br />
Der Reaktorunfall von Fukushima im<br />
März 2<strong>01</strong>1 markierte für die deutsche<br />
Energiepolitik eine Zeitenwende: Die<br />
noch ein Jahr zuvor im Bundestag<br />
beschlossene Laufzeitverlängerung<br />
für Kernkraftwerke war mit einem<br />
Schlag Makulatur. Im Rahmen des<br />
Atom moratoriums gingen die Anlagen<br />
Biblis A, Biblis B, Brunsbüttel,<br />
Isar I, Krümmel, Neckarwestheim I,<br />
Philippsburg I und Unterweser zunächst<br />
vorübergehend vom Netz,<br />
bevor ihnen im Sommer 2<strong>01</strong>1 im<br />
Rahmen des „13. Gesetzes zur Änderung<br />
des Atomgesetzes“ die Berechtigung<br />
für den Leistungsbetrieb entzogen<br />
wurde. Bis 2022 werden ihnen<br />
die acht ver bliebenen Kernkraftwerke<br />
folgen – als letzte Isar II (Bayern),<br />
Emsland (Niedersachsen) und Neckarwestheim<br />
II (Baden-Württemberg).<br />
Dem Ausstiegsbeschluss folgte ein<br />
zähes juristisches Tauziehen zwischen<br />
dem Bund und den Kraftwerksbetreibern<br />
RWE, Eon, Vattenfall und<br />
EnBW. Das eilig durchgesetzte und<br />
dadurch mit Formfehlern behaftete<br />
Atommoratorium hatte dafür eine<br />
breite Angriffsfläche geliefert; weitere<br />
Klagen der Energieerzeuger gegen<br />
Zwischenlager-Vorgaben und die<br />
Zahlungen für Endlager waren die<br />
Folge. Parallel zu den juristischen<br />
Auseinandersetzungen gingen die<br />
Verhandlungen zwischen beiden<br />
Seiten weiter, an deren Ende schließlich<br />
im Dezember 2<strong>01</strong>6 ein Kompromiss<br />
stand: Die Stromkonzerne zogen<br />
ihre Klagen zurück und verpflichteten<br />
sich zur Zahlung von insgesamt rund<br />
24,17 Milliarden Euro.<br />
Die Konzerne gewinnen damit<br />
Rechts- und Planungssicherheit – mit<br />
dem Abschluss der Überweisungen<br />
sind sie zwar noch zum Abriss der<br />
Kraftwerke und der fachgerechten<br />
Verpackung des dabei anfallenden<br />
radioaktiven Abfalls verpflichtet,<br />
nicht dagegen zum Bau und Betrieb<br />
von Zwischenlagern sowie des Endlagers<br />
Konrad für mittel- und niedrig<br />
aktiven Abfall. Die in den kommenden<br />
Jahrzehnten durch die Kraftwerksabrisse<br />
anfallenden Kosten für Transporte<br />
und Lagerung müssen dann<br />
über den bundeseigenen Atomfonds<br />
gedeckt werden, ebenso die Ewigkeitskosten<br />
der endgültigen Einlagerung.<br />
Mit der Übernahme der Endlagerung<br />
entstehen dem Bund über<br />
die kommenden Jahrzehnte Kosten,<br />
bei denen noch nicht klar ist, ob sie<br />
über das Stiftungsvermögen allein<br />
getragen werden können: Schließlich<br />
kann das Geld vor dem Hintergrund<br />
des Zinsumfeldes nicht einfach auf<br />
dem Konto geparkt werden, sondern<br />
muss am Kapitalmarkt Erträge erbringen<br />
– mit allen damit verbundenen<br />
Risiken. Auch der ausgedehnte<br />
Anlagehorizont birgt zusätzliche<br />
Unwägbarkeiten, denn während mit<br />
Schacht Konrad bei Salzgitter ein Endlager<br />
für schwach und mittelstark<br />
strahlenden Abfall im Aufbau ist,<br />
dauert die Suche nach einem Endlager<br />
für Brennstäbe weiter an.<br />
Gerade angesichts möglicher Kostentreiber<br />
ist es dringend geboten,<br />
finanzielle Risiken durch Behandlung,<br />
Transport und Lagerung der deponierbaren<br />
Abfälle durch Ausnutzung der<br />
technischen Möglichkeiten möglichst<br />
zu reduzieren. Darüber hinaus muss<br />
eine sinnvolle Infrastruktur zum<br />
Rückbau der deutschen Kernkraftwerke<br />
etabliert werden, die die bislang<br />
allgegenwärtigen Probleme beim<br />
Rückbau vermeidet. Dazu zählen insbesondere<br />
logistische Herausforderungen,<br />
die das Risiko von Verzögerungen<br />
und Kostensteigerungen<br />
nach sich ziehen: So muss über die<br />
gesamte Dauer des Rückbaus eine<br />
Vielzahl von Reststoffbehandlungseinrichtungen<br />
in den räumlich sehr<br />
beengten bestehenden Anlagen untergebracht<br />
werden. Zudem sollte man<br />
auch die Wirkung der Transporte von<br />
radioaktivem Material auf die öffentliche<br />
Meinung nicht unterschätzen.<br />
Einsparpotenziale<br />
durch Volumenreduktion<br />
Beim Rückbau eines Kernkraftwerks<br />
fallen metallische und mineralische<br />
Reststoffe sowie brennbare und nicht<br />
brennbare Abfälle an. Von der insgesamt<br />
vorhandenen Masse eines<br />
Kernkraftwerks – also ohne Brennstoffe<br />
– müssen etwa zehn Prozent<br />
behandelt werden. Der Rest kann der<br />
freien Verwertung zugeführt werden.<br />
Je nach Kraftwerk liegt die Menge der<br />
zu behandelnden Anlagenteile, Abfälle<br />
und Sekundärabfälle zwischen<br />
20.000 und 50.000 Tonnen. Der<br />
größte Teil dieser Materialien, ca.<br />
70 Prozent, kann entweder über die<br />
direkte Entscheidungsmessung oder<br />
nach einer Dekontamination uneingeschränkt<br />
freigegeben werden. Die<br />
restlichen rund 30 Prozent sind zu<br />
einem Teil deponierfähig (Baumaterialien<br />
und -stoffe), müssen jedoch zu<br />
einem anderen Teil als mittel- bis<br />
schwachradioaktiver Abfall einem<br />
Endlager zugeführt werden.<br />
Bereits jetzt kann durch den Einsatz<br />
bewährter Technologien zur<br />
Reststoffbehandlung das Volumen des<br />
einzulagernden Materials in wesentlichem<br />
Umfang reduziert werden. Die<br />
Vorteile, die daraus resultieren,<br />
können sich sehen lassen:<br />
pp<br />
Steigerung des Anteils an wiederverwertbaren<br />
Materialien<br />
pp<br />
Einsparungen von Lagerflächen im<br />
Zwischenlager<br />
pp<br />
Einsparungen von Transporten<br />
und somit Reduzierung der Transportkosten<br />
Decommissioning and Waste Management<br />
Conditioning and Storage of Radioactive Waste: Potential Savings and New Processes ı Bilfinger Noell
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
pp<br />
Einsparungen des Dokumentationsaufwandes<br />
pp<br />
Reduzierung der Endlagerkapazitäten<br />
und damit einhergehender<br />
Ewigkeitskosten<br />
Beispielhaft hat Bilfinger Noell mögliche<br />
Volumenreduktionen durch die<br />
Konditionierung von radioaktivem<br />
Abfall durchgerechnet und realistische<br />
Einsparpotenziale ermittelt –<br />
unter anderem für Einrichtungen der<br />
öffentlichen Hand (hochgerechnet bis<br />
zum Jahr 2080, Abbildung 1).<br />
Die umsetzbare Reduktion des<br />
Gesamtvolumens um rund 20 Prozent<br />
ermöglicht eine Einsparung von<br />
etwa 1.500 Transporten bzw. 3.000<br />
Konrad-Containern. Mit dieser Verringerung<br />
und den damit verbundenen<br />
Kostensenkungen – neben dem Transport<br />
sind hier auch das Auffahren von<br />
Schächten und die Endlagerdokumentation<br />
zu nennen – lassen sich<br />
insgesamt Einsparungen im niedrigen<br />
zweistelligen Prozentbereich realisieren.<br />
Und nicht nur für die öffentliche<br />
Hand wird der Kraftwerksrückbau<br />
durch die genannten Maßnahmen<br />
günstiger. Auch die Betreiber können<br />
mit einer bedarfsgerechten Reststoffbehandlung<br />
Kosten sparen.<br />
Zusätzlich erscheint es standortpolitisch<br />
und volkswirtschaftlich<br />
dringend geboten, das noch für Jahrzehnte<br />
aktuelle Thema der Entsorgung<br />
nuklearen Abfalls nicht zu<br />
vernachlässigen: Durch die Behandlung<br />
der radioaktiven Abfälle im<br />
eigenen Land wird verhindert, dass<br />
das über Jahrzehnte erworbene<br />
Know-how im Bereich Nukleartechnik<br />
nach dem Ausstieg aus der Kernenergie<br />
verloren geht. Zu bedenken ist<br />
hierbei insbesondere, dass bis zur<br />
Inbetriebnahme eines Endlagers für<br />
hochradioaktive Abfälle noch Jahrzehnte<br />
vergehen werden. Bis diese<br />
Bestände im Endlager gesichert sind,<br />
ergibt sich leicht ein Zeithorizont von<br />
einhundert Jahren (Achim Brunnengräber<br />
[Hrsg.]: Problemfall Endlager.<br />
Gesellschaftliche Herausforderungen<br />
im Umgang mit Atommüll, Baden-<br />
Baden 2<strong>01</strong>6, S. 16).<br />
Ein neues und flexibles<br />
Konzept zur Abfallbearbeitung<br />
vor Ort<br />
Im Zuge des Atomausstiegs und der<br />
Abschaltung der letzten Kernkraftwerke<br />
2022 erhält das Thema Reststoffbehandlung<br />
eine ganz neue<br />
Dimension. Bisher wurden parallel<br />
zum laufenden Betrieb der Anlagen<br />
eher geringe Mengen an Reststoffen<br />
verarbeitet. Nun erfolgen diese<br />
Arbeiten aber während des Kraftwerkrückbaus,<br />
bei dem deutlich mehr<br />
Abfall anfällt. Die Folge sind Logistikund<br />
Platzprobleme und damit einhergehend<br />
eine hohe Wahrscheinlichkeit<br />
von Verzögerungen und<br />
Kostensteigerungen. Und auch zusätzliches<br />
speziell ausgebildetes Personal<br />
ist nicht immer gleich verfügbar.<br />
Als Lösung dieses Rückbauproblems<br />
hat Bilfinger Noell mit der<br />
HERMINE-Konzeption ein Verfahren<br />
entwickelt, das die geschil derten<br />
Probleme beseitigt. HERMINE ist ein<br />
modulares Reststoff- und Abfallbehandlungssystem.<br />
Kern des Konzepts<br />
ist die intelligente Implementierung<br />
der am besten geeigneten Bearbeitungsmodule<br />
– in Abhängigkeit von<br />
den zeitlichen und mengenmäßigen<br />
Erfordernissen des Rückbaus. Die in<br />
mobiler Bauweise angelegten Anlagen<br />
werden temporär und bedarfsgerecht<br />
in die bestehende Gebäudestruktur<br />
integriert und gewährleisten somit ein<br />
hohes Maß an Flexibilität: Wenn sie<br />
nicht mehr benötigt werden, werden<br />
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Decommissioning and Waste Management<br />
Conditioning and Storage of Radioactive Waste: Potential Savings and New Processes ı Bilfinger Noell
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
DECOMMISSIONING AND WASTE MANAGEMENT 28<br />
| | Abb. 1.<br />
Volumenreduktion von Abfällen aus Einrichtungen der öffentlichen Hand.<br />
sie wieder abgebaut. Da sich so zu<br />
jedem Zeitpunkt nur die tatsächlich<br />
genutzten Maschinen im Gebäude<br />
befinden, können Arbeitswege optimiert<br />
und eine Behinderung durch im<br />
Weg befindliche Anlagenteile minimiert<br />
werden. Zudem kann speziell<br />
ausgebildetes Personal die Bearbeitung<br />
von Reststoffen auf effektive<br />
Weise unterstützen.<br />
Die Module bestehen aus den Vorrichtungen<br />
für sämtliche notwendigen<br />
Arbeitsschritte – von einem<br />
Zerlegewerkzeug für Großkomponenten,<br />
der Betonoberflächenbearbeitung<br />
und Betonzerkleinerung bis<br />
hin zur Kabelbearbeitung, Dekontaminationsanlagen<br />
wie PHADEC,<br />
Hochdruckpressen und Verladeanlagen<br />
sowie Zementierungsanlagen<br />
für Konrad-Container.<br />
Der bedarfsgerechte Einsatz der<br />
HERMINE-Module birgt mehrere<br />
Vorteile:<br />
pp<br />
Die Reststoffbearbeitung erfolgt<br />
flexibel und bedarfsgerecht<br />
pp<br />
Die dauerhafte Installation neuer<br />
Anlagen am Standort ist nicht<br />
mehr erforderlich<br />
pp<br />
Hochwertige Aggregate und eingearbeitetes<br />
Personal sorgen dafür,<br />
dass ein Minimum radioaktiver<br />
Abfälle entsteht. Somit kann<br />
ein hoher Anteil von Reststoffen<br />
einer Wiederverwertung zugeführt<br />
werden.<br />
pp<br />
Der Einsatz von HERMINE-<br />
Modulen an mehreren Standorten<br />
ist möglich.<br />
pp<br />
Die Breite der verfügbaren Bearbeitungseinrichtungen<br />
kann am<br />
Standort genutzt werden. Transporte<br />
radioaktiven Materials,<br />
insbesondere über das Kraftwerksgelände<br />
hinaus, sind somit<br />
unnötig. Dies kann sich positiv auf<br />
die öffentliche Akzeptanz des<br />
Rückbauprozesses auswirken.<br />
pp<br />
Bereits zu Beginn des Rückbaus<br />
kann eine schnellere Betriebsbereitschaft<br />
erzielt werden, da<br />
aufwendige Umbauten innerhalb<br />
des Kraftwerks entfallen.<br />
Fazit<br />
Neue Herausforderungen verlangen<br />
nach neuen Lösungen: Dass einst<br />
nahezu zeitgleich mit dem Rückbau<br />
der verbliebenen deutschen Kernkraftwerke<br />
würde begonnen werden<br />
müssen, war in dieser Form<br />
noch vor wenigen Jahren nicht<br />
absehbar. Allerdings wird bei genauer<br />
Analyse deutlich, dass Transportund<br />
Lagerkosten der dabei vermehrt<br />
anfallenden Reststoffe bereits durch<br />
eine Volumenreduktion des Materials<br />
signifikant gesenkt werden können.<br />
Für den Bund, der die Verantwortung<br />
für die Endlagerung der Abfälle<br />
übernommen hat, ergibt sich in<br />
der Modellrechnung eine Kostenreduktion<br />
im niedrigen zweistelligen<br />
Prozentbereich.<br />
Gleichzeitig lenkt der verstärkte<br />
Kraftwerksrückbau den Blick auf<br />
Prozesse, für die eine deutliche<br />
Effizienzsteigerung dringend geboten<br />
ist: Das Problem der räumlichen<br />
Beschränkungen im Kraftwerk, durch<br />
die die Bearbeitung von Reststoffen<br />
oft ins Stocken gerät, wird durch den<br />
bedarfsgerechten Einsatz von Reststoffbehandlungsanlagen<br />
behoben.<br />
Wie gezeigt wurde, tragen auch hier<br />
die erzielbaren Volumenreduktionen<br />
zur Aufwands- und Kostensenkung<br />
aufseiten der Kraftwerksbetreiber<br />
bei. Letztlich profitieren sowohl die<br />
Betreiber als auch der Bund davon,<br />
Materialien soweit wie möglich<br />
wieder dem konventionellen Wertstoffkreislauf<br />
zuzuführen und die<br />
einzulagernden Abfallmengen während<br />
des Rückbaus konsequent zu<br />
reduzieren.<br />
Author<br />
Bilfinger Noell<br />
Würzburg, Deutschland<br />
Decommissioning and Waste Management<br />
Conditioning and Storage of Radioactive Waste: Potential Savings and New Processes ı Bilfinger Noell
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
Experimental Study on<br />
Sub-cooled Boiling of Natural Circulation<br />
in Narrow Rectangular Channels<br />
Zhou Tao, Li Zichao, Li Bing, Qi Shi and Huang Yanping<br />
Sub-cooled boiling of natural circulation has been experimentally investigated based on a natural circulation<br />
device with narrow rectangular channels. When the heating power is increased to a certain level, the phenomenon of<br />
sub-cooled boiling and bubbles movement can be observed through the visual channel. The results show that the heat<br />
transfer coefficient of sub-cooled boiling increases with the increasing of heating power and decreases with the<br />
increasing of inlet sub-cooling and size of narrow rectangular channels. The heat transfer process of sub-cooled boiling<br />
is mainly affected by the generation and departure of bubbles, accompanied with flow oscillation. It is discovered that<br />
there are 3 stages of sub-cooled boiling in the narrow rectangular channels. Finally, an empirical correlation has been<br />
proposed for the heat transfer coefficient of natural circulation sub-cooled boiling in narrow rectangular channels,<br />
based on dimensionless analysis method and the errors fall in the range of ±15 %.<br />
1 Introduction<br />
The usage of narrow channels is a new<br />
technique for enhancing heat transfer,<br />
having high heat transfer coefficients<br />
at low heat flux [1]. This direction is<br />
being adopted in the heat transfer<br />
systems of new-type reactor design.<br />
Therefore, it is necessary to study<br />
heat transfer characteristics of narrow<br />
channels. By investigating the saturated<br />
boiling phenomenon in vertical<br />
narrow channels, Ishibashi [2] found<br />
that there is an obvious improvement<br />
in the heat transfer coefficient, accompanied<br />
with periodic change of<br />
bubbles. Sun Licheng [3] evaluated<br />
thirteen different prediction methods<br />
of saturated boiling by a database and<br />
proposed a modified correlation by<br />
introducing the Weber number. The<br />
above studies placed much focus on<br />
saturated boiling, whereas the flow<br />
and heat transfer region [4] of pressurized<br />
water reactors (PWR) is at<br />
sub-cooled boiling. As for sub-cooled<br />
boiling in narrow channels, Chen [5]<br />
investigated the effect of channel size<br />
on sub-cooled flow boiling and associated<br />
bubble characteristics. Wang<br />
[6] investigated the onset of nucleate<br />
boiling (ONB) in narrow channels at<br />
1.0-4.5 MPa pressure range and a<br />
new correlation was obtained by considering<br />
the bilateral heating factor.<br />
For narrow rectangular channels,<br />
the heat transfer capacity is 1.3-2.1<br />
times of that in conventional channels<br />
[7]. Due to above characteristic,<br />
the advanced reactors and research<br />
reactors [8] have adopted this kind of<br />
channel. As for sub-cooled boiling in<br />
narrow rectangular channels, Pan<br />
[9][10] investigated the effect of<br />
mass flux, sub-cooled temperature of<br />
heated section, pressure and heating<br />
modes on the heat transfer coefficient<br />
and the behavior of bubbles. Al-Yahia<br />
O S [11] investigated the effect of<br />
transverse power distribution on ONB<br />
and developed a sub-cooled boiling<br />
model with uniform and non-uniform<br />
heat flux distribution for narrow<br />
vertical rectangular channels. Xu [12]<br />
established a physical model which<br />
can explain the mechanism of bubbles<br />
movement in narrow rectangular<br />
channels. Natural circulation [13][14]<br />
does well in mitigating reactor accidents,<br />
which can improve the inherent<br />
safety of the nuclear reactors. Such a<br />
heat transfer mode can be used as<br />
the main cooling method for small<br />
modular reactors [15]. It [16]-[19]<br />
has been investigated in theory and<br />
experiment.<br />
For sub-cooled boiling of natural<br />
circulation in narrow rectangular<br />
channels, some preliminary research<br />
has already been presented [20]<br />
[21]. However, sub-cooled boiling of<br />
natural circulation in narrow rectangular<br />
channel which can be<br />
influenced by size of channel and<br />
bubbles is complex. Hence, it is necessary<br />
to further investigate the characteristics<br />
of sub-cooled boiling in<br />
narrow rectangular channels during<br />
natural circulation based on experiments.<br />
2 Experiment system<br />
2.1 Experiment facility<br />
Figure 1 shows the experiment facility,<br />
which is used to investigate the subcooled<br />
boiling of natural circulation. It<br />
consists of a preheater channel, a rectangular<br />
heater channel with a visible<br />
window, a condenser and a descending<br />
channel. The deionized water is used<br />
| | Fig. 1.<br />
Experiment facility of natural circulation system.<br />
1-Tank of deionized water 2-Nitrogen gas bottle 3-Pressure regulator<br />
4-Cooling tank 5-Preheater 6-Rectangular heater with visible window<br />
7-Thermocouples 8-Condenser 9-Pressure sensors<br />
as fluid medium, which is driven<br />
through the preheater channel, rectangular<br />
heater channel and condenser<br />
channel by density difference. For<br />
this natural circulation system, the<br />
flow rate is measured by a turbine<br />
flowmeter with a tolerance of<br />
±0.0<strong>01</strong> L/min and the pressure is<br />
balanced by a pressure regulator.<br />
2.2 Visual experiment channel<br />
with a narrow rectangular<br />
slit<br />
Figure 2 (a) shows the cross-sectional<br />
view of the visual experiment channel.<br />
Figure 2 (b) shows its three-dimensional<br />
view. It has a size of 2 to 5 mm<br />
× 40 mm with a length of 1,000 mm.<br />
One side consists of a heating surface<br />
made of stainless steel, and the other<br />
side is the visual window made of<br />
quartz glass.<br />
The flow pattern is well-observable<br />
through the quartz glass. The effective<br />
heating power can be adjusted continuously,<br />
in the range of 0 to 30 kW.<br />
29<br />
RESEARCH AND INNOVATION<br />
Research and Innovation<br />
Experimental Study on Sub-cooled Boiling of Natural Circulation in Narrow Rectangular Channels ı Zhou Tao, Li Zichao, Li Bing, Qi Shi and Huang Yanping
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
Parameter Name Model Range Errors<br />
RESEARCH AND INNOVATION 30<br />
| | Fig. 2a.<br />
Cross-section of experiment channel.<br />
1-cover plate 2-2-5mm mica 3-gasket<br />
4-glass 5-thin gasket 6-heating panel<br />
| | Fig. 2b.<br />
Three-dimension<br />
view of the<br />
experiment channel.<br />
2.3 Measurement device<br />
Figure 3 shows the measurement<br />
device, used alongside the experiment<br />
channel. The temperature is measured<br />
by sheathed thermocouples, and the<br />
measurement accuracy is ±0.25 %.<br />
From the inlet to the outlet of the<br />
experiment channel, 20 temperature<br />
thermocouples which are used to<br />
transfer the collected temperature<br />
signals to the data acquisition unit,<br />
are installed on the side of the metal<br />
heat surface. There are 2 additional<br />
temperature test points installed at<br />
the inlet and outlet of the experiment<br />
channel, in order to measure the fluid<br />
temperature.<br />
The flow pattern in experiment<br />
channel is recorded by using high<br />
speed camera (1,000 fps). It allows<br />
the behavior of bubbles to be captured<br />
easily within the experiment channel.<br />
All instruments have been shown in<br />
Table 1, alongside their maximum<br />
errors.<br />
3 Experiment parameters<br />
and procedure<br />
3.1 Experiment parameters<br />
The experiment parameters of the<br />
natural circulation system are shown<br />
in Table 2.<br />
| | Fig. 3.<br />
Measure device of experiment channel.<br />
1-experiment channel 2-thermal insulation<br />
material 3-high speed camera<br />
4-thermocouples 5-photography lamp<br />
Pressure Pressure transmitter HSLT-P 0 to 6.0 MPa 0.25 %<br />
Temperature Thermocouple WRNK1<strong>01</strong> 0 to 600 °C 0.25 %<br />
Volume flow Turbine flowmeter LW-10 0 to 600 L/H 0.2 %<br />
Voltage Voltmeter HC-300/C 0 ~ 380 V 0.2 %<br />
Current Ammeter T23-A 0 ~ 5 A 0.2 %<br />
Data Data acquisition instrument KPCI-1813 0.1 %<br />
| | Tab. 1.<br />
Instruments and errors.<br />
Inlet<br />
sub-cooling<br />
Preheater<br />
power<br />
| | Tab. 2.<br />
Experiment parameters.<br />
Heater<br />
power<br />
3.2 Experiment procedure<br />
The following procedure has been followed<br />
in this experiment.<br />
(1) At the beginning of the experiments,<br />
deionized water is added<br />
into the whole loop, and the pressure<br />
is regulated using a pressure<br />
stabilizer.<br />
(2) A preheater and a rectangular<br />
heater are used to heat the fluid<br />
medium. The power of preheater is<br />
maintained so that the fluid enters<br />
the rectangular heater at a certain<br />
temperature.<br />
(3) Once natural circulation begins,<br />
the power of rectangular heater is<br />
increased by a certain amount of<br />
time step. In fact, the power should<br />
be added gradually, in order to<br />
allow the system to balance itself.<br />
(4) All requisite operational parameters<br />
are recorded. The above procedure<br />
is repeated by changing the<br />
fluid temperature at the inlet of the<br />
rectangular heater, the heat flux<br />
and size of experiment channel.<br />
In practice, the heating power is lost<br />
due to the glass wall of the experiment<br />
channel and a heat transfer efficiency<br />
of 0.75 is used. This is calculated using<br />
a heat balance experiment.<br />
3.3 Experiment calculations<br />
3.3.1 Wall temperature<br />
calculation<br />
The effective heating power of the<br />
experiment channel is defined as<br />
equation (1).<br />
(1)<br />
In this equation, q is the effective<br />
heating power of experiment channel<br />
measured in kW/m 2 . U is the voltage<br />
of experiment channel measured in V.<br />
Gap size<br />
Device<br />
height<br />
Device<br />
width<br />
60 to 15 °C 0 to 30 kW 0 to 10 kW 2 mm to 5 mm 3.3 m 2 m<br />
I is the electric current of experiment<br />
channel measured in A. η eff is the heat<br />
transfer efficiency. b is the width of<br />
rectangular heating surface measured<br />
in m. L is the length of rectangular<br />
heating surface measured in m.<br />
In addition, there is an offset<br />
between the position of thermocouples<br />
and the inner wall surface of<br />
the experiment channel. Because the<br />
offset is small, it can be assumed that<br />
the temperature varies linearly along<br />
the thickness of inner wall. This temperature<br />
can be calculated by Fourier<br />
heat conduction law, which is showed<br />
as equation (2).<br />
(2)<br />
In the above equation, T wi is the inner<br />
wall temperature of test position i<br />
measured in K. T i is the thermocouple<br />
measuring temperature of i test<br />
position measured in K. λ w is thermal<br />
conductivity of heating plate measured<br />
in kW/(m K). δ w is the gap between<br />
the thermocouple and inner<br />
wall of experimental channel measured<br />
in m.<br />
3.3.2 Heat transfer coefficient<br />
of sub-cooled boiling<br />
calculation<br />
Through observation and experiment<br />
data analysis, it is found that the ONB<br />
occurs at the lower part in the midsection<br />
of experiment channel. Hence,<br />
the average heat transfer coefficient of<br />
9-12 test positions which are in the<br />
mid-section of experiment channel is<br />
regard as the standard heat transfer<br />
coefficient of sub-cooled boiling<br />
shown as equation (3).<br />
(3)<br />
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| | Fig. 4.<br />
The influence of heat flux on heat transfer coefficient.<br />
In the above equation, h is the heat<br />
transfer coefficient of sub-cooled<br />
boiling measured in kW/(m 2 K). T fi is<br />
the temperature of fluid at i th test<br />
position measured in K. It has been<br />
assumed [22] that the fluid’s temperature<br />
varies linearly along the axial<br />
direction from inlet to the outlet of the<br />
experiment channel.<br />
4 Experiment results<br />
and analysis<br />
4.1 The influence of heat flux<br />
on heat transfer coefficient<br />
Figure 4 shows the influence of heat<br />
flux on heat transfer coefficient in a<br />
3 mm experiment channel. The inlet<br />
sub-cooling is 50 °C.<br />
As it is depicted in Figure 4, the<br />
heat transfer coefficient of sub-cooled<br />
boiling in natural circulation is<br />
1.9 kW/(m 2 K) when the heat flux is<br />
at 80 kW/m 2 , and which increases to<br />
3.9 kW/(m 2 K) when heat flux is<br />
increased to 138 kW/m 2 . It is observed<br />
that as the heat flux is increased,<br />
the heat transfer coefficient has a<br />
corresponding increase. For natural<br />
circulation system, more bubbles are<br />
produced in the sub-cooled boiling<br />
zone when the heat flux is increased.<br />
The generation and detachment of<br />
bubbles creates a disturbance in the<br />
liquid membrane, hence enhancing<br />
the heat transfer coefficient. Moreover,<br />
there is a corresponding increase<br />
in the void fraction of experiment<br />
channel. This increases the difference<br />
in the fluid density, thus causing<br />
the volume flow to increase. This<br />
enhances the heat transfer process<br />
even more.<br />
It is difficult for bubbles to be<br />
generated and get detached at low<br />
values of heat flux. In such a case,<br />
there is a high level of undercooling<br />
and the variation of heat transfer<br />
coefficient is small. When the heat<br />
flux is increased to a certain value, a<br />
strong disturbance is generated by<br />
the bubbles and there is an apparent<br />
increase in the heat transfer coefficient.<br />
4.2 The influence of<br />
experiment channel size<br />
on heat transfer coefficient<br />
Figure 5 shows the influence of<br />
experiment channel size on heat<br />
transfer coefficient. The heat flux is<br />
kept at 100 kW/m 2 with the inlet subcooling<br />
maintained at 50 °C.<br />
As it is depicted in Figure 5, the<br />
heat transfer coefficient of natural<br />
circulation sub-cooled boiling attains<br />
a value of 2.55 kW/(m 2 K) with a<br />
2 mm gap size in the rectangular<br />
channel. The heat transfer coefficient<br />
decreases to 1.9 kW/(m 2 K) when the<br />
gap size is increased to 5 mm. For the<br />
sub-cooled boiling in natural circulation,<br />
it is observable that the heat<br />
transfer coefficient tends to decrease<br />
with increasing channel gap sizes. For<br />
smaller sizes, the narrow rectangular<br />
channel forces the bubbles to squeeze<br />
together and coalesce. This creates a<br />
strong disturbance in the liquid<br />
membrane, thus enhancing the heat<br />
transfer process.<br />
4.3 The influence of inlet<br />
sub-cooling on heat<br />
transfer coefficient<br />
Figure 6 shows the influence of inlet<br />
sub-cooling on heat transfer coefficient<br />
in a 3 mm experiment channel.<br />
The heat flux is maintained at<br />
80 kW/m 2 .<br />
As it is depicted in Figure 6, the<br />
heat transfer coefficient of natural<br />
circulation sub-cooled boiling is<br />
3.4 kW/(m 2 K) when the inlet subcooling<br />
is 15 °C. For an inlet sub-<br />
cooling of 50 °C, the heat transfer<br />
coefficient decreases to 1.9 kW/<br />
(m 2 K). Obviously, the heat transfer<br />
| | Fig. 5.<br />
The influence of experiment channel on heat transfer coefficient.<br />
coefficient is observed to decrease<br />
when the inlet sub-cooling is increased.<br />
On one hand, a high degree<br />
of inlet sub-cooling leads to an<br />
increase in the single phase part,<br />
resulting in a lower heat transfer<br />
coefficient in the experiment channel.<br />
On the other hand, the void fraction<br />
of experiment channel also tends to<br />
decrease at the same time. A corresponding<br />
decrease in the density<br />
difference between the ascending and<br />
descending pipe tends to decrease the<br />
flow rate of natural circulation, thus<br />
having an opposing effect on the heat<br />
transfer coefficient.<br />
5 Mechanism analysis and<br />
empirical correlation<br />
5.1 Experiment phenomena<br />
Based on the natural circulation<br />
experiment device shown in Figure 1,<br />
it is possible to change the volume<br />
flow rate as well as the flow pattern in<br />
experiment channel by increasing the<br />
heating power. The inlet sub-cooling<br />
remains constant at an atmospheric<br />
pressure, and a gap size of 3 mm<br />
experiment channel is used. Figure<br />
7a shows the trend of volume flow<br />
| | Fig. 6.<br />
The influence of inlet sub-cooling on heat transfer coefficient.<br />
RESEARCH AND INNOVATION 31<br />
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RESEARCH AND INNOVATION 32<br />
| | Fig. 7a.<br />
Volume flow with heating power.<br />
rate with the heating power and<br />
Figure 7b shows the flow pattern in<br />
the experiment channel.<br />
As seen from Figure 7a, an increase<br />
in the heating power leads to a<br />
corresponding increase in the average<br />
volume flow rate, accompanied with<br />
oscillation. In the beginning, the<br />
volume flow rate increases with slight<br />
oscillation. This is a direct result of<br />
small bubbles adhering to the heating<br />
surface. As the power is further<br />
increased, the bubbles combine together<br />
and detach from the heating<br />
surface. The bubbles are quickly<br />
compensated by the main fluid which<br />
is in a sub-cooled state. At this time,<br />
the volume flow tends to grow with<br />
drastic oscillation. When the heating<br />
power reaches a certain range, the<br />
main fluid becomes saturated. At this<br />
time, it is difficult to make bubbles<br />
condensation. Hence, the volume<br />
flow rate grows slowly with slight<br />
oscillation.<br />
As observed from Figure 7b, the<br />
bubbles are mostly generated on side<br />
of the rectangular channel. It reveals<br />
that the heat transfer coefficient is<br />
| | Fig. 7b.<br />
Fluid phenomenon in channel.<br />
higher near the edges of the channel,<br />
than in the middle of experiment<br />
channel. The bubbles attach themselves<br />
to the heating wall, and then<br />
slip along with the flow direction.<br />
During this process, the bubbles are<br />
gradually compensated. The main<br />
fluid is highly sub-cooled near the<br />
entrance of the experiment channel,<br />
where the bubbles adhere themselves<br />
to the heating wall and initiate a slight<br />
disturbance in the thermal boundary<br />
layer. Hence, there is a lower heat<br />
transfer coefficient at this location.<br />
The main fluid is sub-cooled to a lower<br />
level in the upper section of the<br />
rectangular channel. At this location,<br />
the bubbles begin to polymerization<br />
and break away from the boundary<br />
layer, creating a drastic disturbance<br />
on thermal boundary layer. This<br />
results in a higher value of heat<br />
transfer coefficient.<br />
5.2 Mechanism analysis<br />
By analyzing the effects of inlet<br />
sub- cooling and heating power, observing<br />
motion characteristic of<br />
bubbles in experiment channel, this<br />
paper proposes three stages about<br />
sub-cooled boiling of natural circulation<br />
in a narrow rectangular channel.<br />
Figure 8 (a) (b) (c) show the characteristics<br />
of bubbles in different stages<br />
about sub-cooled boiling of natural<br />
circulation in a narrow rectangular<br />
channel.<br />
First stage: As shown in Figure<br />
8(a), the main fluid is in the early<br />
sub-cooled boiling stage, where the<br />
small bubbles are adhered to the<br />
heating surface. These bubbles remain<br />
stationary when the power is kept<br />
constant. On one hand, the bubbles<br />
are condensed by the main fluid which<br />
is in a sub-cooled state, hence decreasing<br />
their size. On the other hand,<br />
the external heat tends to increase the<br />
size of bubbles. The actual size of the<br />
bubbles is determined by the balance<br />
of such opposing effects. There is a<br />
relatively small heat transfer coefficient<br />
at this stage, and the volume<br />
flow presents an increase with slight<br />
oscillation.<br />
Second stage: As shown in Figure<br />
8(b), the main fluid is sub-cooled to a<br />
lesser degree along the flow direction<br />
as the heating power is increased.<br />
Bubbles begin to grow and break away<br />
from the heating wall. Some bubbles<br />
begin to coalesce, due to the squeezing<br />
effect of rectangular narrow<br />
channel. However, the bubbles gradually<br />
become smaller as they slip along<br />
the flow direction since the main fluid<br />
is in a sub-cooled state. The bubbles<br />
are periodically generated, separated<br />
and then condensed. In this stage,<br />
there is a relatively high heat transfer<br />
coefficient due to a higher disturbance<br />
effect. The volume flow increases with<br />
dramatic oscillation.<br />
Third stage: As shown in Figure<br />
8(c), it presents a reduction in the<br />
single phase and sub-cooled boiling<br />
| | Fig. 8 (a). | | Fig. 8 (b). | | Fig. 8 (c).<br />
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sections, as the heating power is<br />
increased in the experiment channel.<br />
The upper part of the channel shows<br />
saturated boiling with the occurrence<br />
of mixing flow. In this stage, the main<br />
fluid has a lower degree of sub-<br />
cooling, and the generation rate of<br />
bubbles is much higher than the rate<br />
of their compensation. The disturbance<br />
caused by the bubbles generation<br />
and detachment enhances<br />
the turbulent kinetic energy of the<br />
boundary layer, which increases the<br />
heat transfer coefficient. At this time,<br />
the sub-cooled boiling begins to<br />
exhibit a transition towards the<br />
saturated boiling phenomenon.<br />
5.3 Empirical correlation<br />
At present, Rohsenow correlation<br />
[23] shown as equation (4) is usually<br />
used to calculate heat transfer coefficient<br />
of sub-cooled boiling at small<br />
flow rate. As for natural circulation,<br />
Cao correlation [24] shown as equation<br />
(5) and Hong correlation [25]<br />
shown as equation (6) are used to<br />
calculate heat transfer coefficient of<br />
sub-cooled boiling.<br />
(4)<br />
In the above equations, C pl is specific<br />
heat measured in J/(kg K). Δt is the<br />
wall superheat measured in °C. r is<br />
latent heat of vaporization measured<br />
in J/kg. C wl is Rohsenow’s constant.<br />
q is the heat flux measured in kW/m 2 .<br />
η i is the kinetic viscosity of saturated<br />
liquid measured in Pa˙s. σ is the<br />
surface tension measured in N˙m.<br />
g is the gravitational acceleration<br />
measured in m/s 2 . ρ l is the density of<br />
saturated liquid measured in kg/m 3 .<br />
ρ v is the density of saturated steam<br />
measured in kg/m 3 . Pr l is the Prandtl<br />
number of saturated liquid.<br />
<br />
(5)<br />
These equations (Eq. 4-6) are used<br />
to obtain the theoretical calculation<br />
results. Figure 9 shows a comparison<br />
between theoretical calculations and<br />
the experiment results of the natural<br />
circulation system.<br />
As depicted in Figure 9, the calculations<br />
of Cao and Hong correlations<br />
fit well with the experiment results.<br />
The relative errors between theoretical<br />
calculations and the experiment<br />
results are less than 30 %. However,<br />
the theoretical calculations of<br />
Rohsenow correlation exhibit a large<br />
error. This is because the Rohsenow<br />
correlation only considers the effect of<br />
heat flux whereas the experiment<br />
considers the influence of channel size<br />
as well as inlet sub-cooling on the heat<br />
transfer coefficient, apart from just<br />
the heat flux. In addition, as seen from<br />
Figure 7, the generation and disappearance<br />
of bubbles which has a<br />
great influence on the volume flow<br />
rate leads to a instability in the process<br />
of sub-cooled boiling. This decreases<br />
the heat transfer coefficient. Although<br />
Cao and Hong correlations fit well<br />
with the experiment results, they can’t<br />
reflect the process of sub-cooled<br />
boiling. In this paper, dimensional<br />
analysis method has been performed<br />
in order to realize an empirical correlation<br />
for the heat transfer coefficient<br />
of sub-cooled boiling in natural<br />
circulation.<br />
According to the results of previous<br />
studies [10] [21] [25] and experiment<br />
results based on Figure 1, the governing<br />
factors which influence the heat<br />
transfer coefficient for natural circulation<br />
sub-cooled boiling phenomenon<br />
have been identified. Table 3 gives a<br />
comprehensive list of such factors.<br />
According to the π theorem [26],<br />
are selected as the fundamental variables<br />
to be analyzed and the equation<br />
| | Fig. 9.<br />
Comparison between calculation and experiment results.<br />
(7) describing the heat transfer coefficient<br />
of sub-cooled boiling in natural<br />
circulation can be obtained.<br />
(7)<br />
The equation (7) is fitted based on<br />
the experiment results of the natural<br />
circulation system. The resulting empirical<br />
correlation is shown as Equation<br />
(8)-(9).<br />
(8)<br />
(9)<br />
Figure 10 shows the calculation<br />
results using above correlation, as<br />
compared with the experiment results<br />
for the natural circulation system.<br />
As depicted in Figure 10, the calculation<br />
results show a good fit with the<br />
experiment results within an accuracy<br />
of ±15 %. In contrast to the previous<br />
Nomenclature Meaning of Nomenclature Unit Dimension<br />
h Heat transfer coefficient kW(/m 2 K) MT -3 θ -1<br />
D e Hydraulic diameter of heating channel m L<br />
λ Liquid thermal conductivity kW/(m K) MLT -3 θ -1<br />
a v Thermal expansion coefficient K -1 θ -1<br />
RESEARCH AND INNOVATION 33<br />
<br />
(6)<br />
In the above equations, h is the heat<br />
transfer coefficient of sub-cooled<br />
boiling measured in kW/(m K). q is<br />
the effective heating power of the<br />
experiment channel measured in<br />
kW/m 2 . DT sub is the sub-cooled degree<br />
measured in °C. b is the narrow gap of<br />
experiment channel measured in m.<br />
g Gravitational acceleration m/s 2 LT -2<br />
ΔT Sub-cooling degree K θ<br />
q Heat flux kW/m 2 MT -3<br />
C p Constant specific heat capacity kJ/(kg K) L 2 T -2 θ -1<br />
ρ Fluid density Kg/m 3 ML -3<br />
η f Dynamic viscosity of fluid Pa˙s ML -1 T -1<br />
η w Dynamic viscosity of fluid near wall Pa˙s ML -1 T -1<br />
γ Length-width ratio of experiment cross-section Dimensionless N/A<br />
| | Tab. 3.<br />
Dimensional parameters.<br />
Research and Innovation<br />
Experimental Study on Sub-cooled Boiling of Natural Circulation in Narrow Rectangular Channels ı Zhou Tao, Li Zichao, Li Bing, Qi Shi and Huang Yanping
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
RESEARCH AND INNOVATION 34<br />
| | Fig. 10.<br />
Comparison between calculation and experiment results.<br />
studies, dimensional analysis method<br />
has been used to formulate the empirical<br />
correlation, which can describe<br />
the physical process about sub-cooled<br />
boiling of natural circulation in narrow<br />
rectangular channels.<br />
6 Conclusions<br />
Based on the experiments of subcooled<br />
boiling in natural circulation,<br />
different factors have been identified<br />
and investigated, which have an effect<br />
on heat transfer coefficient. The<br />
following conclusions have been<br />
drawn from this study:<br />
(1) For sub-cooled boiling, the heat<br />
transfer coefficient increases with<br />
an increase in the heating power<br />
and decreases with an increase in<br />
the inlet sub-cooling temperature,<br />
as well as the size of narrow rectangular<br />
channels.<br />
(2) For natural circulation systems, the<br />
generation and detachment of<br />
bubbles have an influence on heat<br />
transfer coefficient during subcooled<br />
boiling. This process is<br />
accompanied by flow oscillation. It<br />
is discovered that there are 3 stages<br />
during the sub-cooled boiling<br />
phenomenon.<br />
(3) The empirical correlation has been<br />
proposed for the heat transfer<br />
coefficient of sub-cooled boiling,<br />
during natural circulation through<br />
narrow rectangular channels. It<br />
has been derived using dimensionless<br />
analysis method. All experiment<br />
results fall within ±15 % of<br />
the proposed correlation.<br />
Acknowledgments<br />
The research was funded by National<br />
Natural Science Foundation of<br />
China (No.50976033), Beijing Natural<br />
Science Foundation (No.3172032)<br />
and Fundamental Research Funds for<br />
Central Universities (No.2<strong>01</strong>7XS086).<br />
Finally, the authors would also like to<br />
thank the researchers of Institute of<br />
Nuclear Thermal Safety and Standardization<br />
for their contribution.<br />
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Authors<br />
Zhou Tao,<br />
Li Zichao,<br />
Li Bing,<br />
Qi Shi,<br />
School of Nuclear science and<br />
Engineering, North China Electric<br />
Power University, Beijing, 102206,<br />
China;<br />
Institute of nuclear thermalhydraulic<br />
safety and standardization,<br />
North China Electric Power<br />
University, Beijing, 102206, China;<br />
Beijing Key Laboratory of Passive<br />
Safety Technology for Nuclear<br />
Energy, Beijing, 102206, China;<br />
Huang Yanping<br />
CNNC Key Laboratory on Nuclear<br />
Reactor Thermal Hydraulics Technology,<br />
Chengdu, 610041, China<br />
Research and Innovation<br />
Experimental Study on Sub-cooled Boiling of Natural Circulation in Narrow Rectangular Channels ı Zhou Tao, Li Zichao, Li Bing, Qi Shi and Huang Yanping
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
Special Topic | A Journey Through 50 Years AMNT<br />
35<br />
Reaktortagung 1969 in Frankfurt –<br />
Kurzbericht<br />
<strong>atw</strong> – atomwirtschaft, Mai 1969<br />
Die vom 15. bis 18. April 69 in Frankfurt durchgeführte Reaktortagung hat ein überaus großes Interesse gefunden und<br />
sich als Treffpunkt praktisch aller mit der friedlichen Nutzung der Kernenergie befaßten Kreise aus Wissenschaft und<br />
Wirtschaft erwiesen. Während sich bisherige Tagungen mit speziellen Fragen wie etwa der Reaktortheorie befaßten,<br />
wurde die diesjährige Veranstaltung in folgerichtiger Weiterentwicklung zu einer größeren wissenschaftlichen<br />
Fachtagung erheblich erweitert, die auch die technologischen Probleme in gebührender Weise berücksichtigte.<br />
Es hat sich gezeigt, daß die Themenwahl des Programmhauptausschusses<br />
und die Aufgliederung in die 4<br />
Sektionen „Reaktoranalysis“, „Reaktortechnik“, „Reaktorwerkstoffe“<br />
und „Äußerer Brennstoffkreislauf“ bei der<br />
Wissenschaft wie auch bei der Wirtschaft Zustimmung<br />
fand. Die Zahl der Teilnehmer aus dem In- und Ausland an<br />
den wissenschaftlichen Veranstaltungen des DAtF ist von<br />
Jahr zu Jahr gestiegen. Zu der Reaktortagung in Frankfurt<br />
waren allein über 1100 Besucher aus 15 verschiedenen<br />
Ländern gekommen.<br />
Sie war nicht nur aus fachlicher Sicht ein Erfolg,<br />
sondern bot auch eine gute Gelegenheit zu wissenschaftlich-technischem<br />
Informationsaustausch, zu persönlichen<br />
Gesprächen und Kontakten.<br />
Die wissenschaftliche Leitung der Tagung hatte der<br />
Vorsitzende des Arbeitskreises I „Wissenschaft und Technik“<br />
des Deutschen Atomforums, Dr. F. Hämmerling. Bei<br />
seiner Begrüßungs- und Eröffnungsansprache führte er<br />
unter anderem aus, daß bedeutsame Erkenntnisse der<br />
modernen Physik über den Aufbau des Atoms und die in<br />
ihm wirkenden Kräfte zu einer neuartigen Technologie<br />
der friedlichen Nutzung der Kernenergie geführt haben.<br />
Diesen kann man sich nicht verschließen, wenn man zu<br />
den führenden Industrienationen der Welt rechnen will.<br />
Es ging zunächst darum, den technologischen Vorsprung<br />
gegenüber den großen Industrienationen der Welt<br />
aufzuholen. So war eine enge Zusammenarbeit zwischen<br />
Wissenschaftlern, Technikern und Wirtschaftlern mit<br />
den Vertretern aus Parlament und Verwaltung dringend<br />
erforderlich.<br />
Das Deutsche Atomforum hat sich seit Bestehen stets<br />
um die Förderung der friedlichen Nutzung der Kernenergie<br />
in Deutschland bemüht und sich auch in steigendem<br />
Maße unter anderem den speziellen Problemen des<br />
wissenschaftlichen Informationsaustausches zugewandt.<br />
Durch den Mut und das Können deutscher Wissenschaftler<br />
in den großen kerntechnischen Zentren und Laboratorien,<br />
durch die Weitsicht und die Initiative der sich formierenden<br />
kerntechnischen Industrie fanden immer mehr Fachleute<br />
ein neues großes Betätigungsfeld. Wenn auch der<br />
schnelle Fortschritt der Kerntechnik durch zahlreiche<br />
Veröffentlichungen wesentlich erleichtert wurde, so<br />
wächst doch daneben die Bedeutung der wissenschaftlichen<br />
Tagungen als Stätte des umfassenden Informationsaustausches<br />
zusehends. Sie haben sich bisher stets als<br />
eine geeignete Form der Unterrichtung und Fortbildung<br />
erwiesen.<br />
Nicht zuletzt dient diesen Zielen und Interessen auch<br />
die Neugründung der Kerntechnischen Gesellschaft im<br />
Rahmen des Deutschen Atomforums, die anläßlich der<br />
Reaktortagung in der Aula der Frankfurter Universität<br />
erfolgte. Dabei wurden für die zukünftige Arbeit folgende<br />
Leitsätze vereinbart:<br />
1. Das Deutsche Atomforum und die Kerntechnische<br />
Gesellschaft stimmen darin überein, daß die KTG voll<br />
in das Deutsche Atomforum eingegliedert werden soll;<br />
2. Dies soll in der Weise geschehen, daß die neugegründete<br />
KTG mit dem Arbeitskreise „Wissenschaft und<br />
Technik“ des Deutschen Atomforums zusammengefaßt<br />
wird;<br />
3. Die Form der Eingliederung muß dem Gewicht der<br />
neuen Gesellschaft entsprechen und setzt eine<br />
Abänderung der Satzung des Deutschen Atomforums<br />
im Hinblick auf seine innere Organisation voraus. Auch<br />
die Kerntechnische Gesellschaft wird ihre jetzigen<br />
Statuten im Einvernehmen mit den Organen des<br />
Deutschen Atomforums entsprechend ändern.<br />
Die Tagung in Frankfurt war nicht nur durch die Erweiterung<br />
des Themenkreises über Fragen der technologischen<br />
Probleme bestimmt; sie bot auch eine Ergänzung von<br />
Wissenschaft und Technik sowie wirtschaftlicher Aspekte<br />
bei der Beurteilung von Reaktorkonzepten, Komponenten<br />
und des Brennstoffkreislaufes. In den Plenar- und<br />
| | Siedewasserreaktor der Baulinie 69 in Bau.<br />
Am 7. und 8. Mai<br />
<strong>2<strong>01</strong>9</strong> begehen wir<br />
das 50. Jubiläum<br />
unserer Jahrestagung<br />
Kerntechnik. Zu<br />
diesem Anlass öffnen<br />
wir unser <strong>atw</strong>-Archiv<br />
für Sie und präsentieren<br />
Ihnen ab dieser<br />
Ausgabe historische<br />
Artikel. Den Anfang<br />
macht eine Berichterstattung<br />
zur<br />
9. Reaktortagung<br />
1969. Diese Veranstaltung<br />
war<br />
zugleich unsere erste<br />
Jahrestagung, wie wir<br />
sie heute kennen: das<br />
Annual Meeting on<br />
Nuclear Technology.<br />
SPECIAL TOPIC | A JOURNEY THROUGH 50 YEARS AMNT<br />
<br />
Special Topic | A Journey Through 50 Years AMNT<br />
Annual Reactor Meeting 1969 in Frankfurt – Short Report ı Zhou Tao, Li Zichao, Li Bing, Qi Shi and Huang Yanping
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
36<br />
SPECIAL TOPIC | A JOURNEY THROUGH 50 YEARS AMNT<br />
Hauptvorträgen sowie in vier parallel laufenden Sektionen<br />
wurde das breite Feld der Reaktoranalysis, der Reaktortechnik,<br />
der Reaktorwerkstoffe und des äußeren Brennstoffkreislaufes<br />
behandelt, über 160 Vorträge bzw.<br />
Referate wurden von Wissenschaftlern und Technikern<br />
gehalten. Besonders jüngeren Physikern, Chemikern und<br />
Ingenieuren war Gelegenheit gegeben, sich mit ihren<br />
Arbeiten und Untersuchungen persönlich vorzustellen.<br />
Mit dieser Veranstaltung wollte das Deutsche Atomforum<br />
zum Ausdruck bringen, daß die Förderung junger<br />
Wissenschaftler und Techniker auch zu den wesentlichen<br />
Aufgaben des Forums gehört.<br />
Das Deutsche Atomforum war schon bisher gern den<br />
Anregungen aus Wissenschaft und Technik gefolgt. Auch<br />
in der Zukunft ist eine Anpassung an die Vorschläge aus<br />
dem Bereich der Wissenschaft und ihre Erfordernisse<br />
vorgesehen. So wird für die nächste Reaktortagung zu<br />
überlegen sein, ob trotz der Vielzahl der Vorträge und<br />
Themen nicht der Fachdiskussion ein noch breiterer Raum<br />
gegeben werden soll.<br />
Neben der eigentlichen Fachtagung fanden auch die<br />
verschiedenen Rahmenveranstaltungen rege Beachtung.<br />
So erlebten die Besucher bei dem Filmabend am 15. April<br />
im „Theater am Turm“ die Uraufführung des Filmes „Jülich<br />
entwickelt den Hochtemperaturreaktor“ und konnten<br />
weitere Filme wie „Am Netz – Atomstrom“, ein Bericht<br />
über die Errichtung des Kernkraftwerkes Lingen sowie<br />
„N. S. Otto Hahn“ sehen.<br />
Besondere Beachtung fand der Empfang, den<br />
der Präsident des Deutschen Atomforums, Prof. Dr.<br />
K. Winnacker, am 16. April 1969 in der Jahrhunderthalle<br />
der Farbwerke Hoechst AG. gab. Vor über 1100 Besuchern<br />
konnte Prof. Winnacker unter den zahlreichen Ehrengästen<br />
auch Bundesminister Dr. G. Stoltenberg begrüßen.<br />
In seiner Ansprache hob der Präsident des Deutschen<br />
Atomforums unter anderem hervor, daß die Sicherung<br />
einer ausreichenden und kostengünstigen Energieversorgung<br />
auf der Grundlage der Kernenergie eine unabdingbare<br />
Voraussetzung für die Entwicklung des deutschen<br />
Wirtschafts- und Industriepotentials ist. In der<br />
anschließenden Pressekonferenz unterstrich Prof.<br />
Winnacker zur Frage des Atomwaffensperrvertrages, daß<br />
nach Auffassung des Deutschen Atomforums hier noch<br />
mehrere Punkte zu klären seien. Ob eine Klärung noch vor<br />
der Unterschrift oder erst vor der Ratifizierung erfolgen<br />
soll, sei eine politische Frage, zu der das Forum nicht<br />
Stellung nehmen könne.<br />
Die Überlegungen des Deutschen Atomforums zum<br />
Atomwaffensperrvertrag beziehen sich auf die vorrangige<br />
Anwendung der im Sperrvertrag vorgesehenen Spaltstoffflußkontrolle<br />
durch Instrumente an strategisch wichtigen<br />
Punkten. Weiterhin erachten es die deutschen Wissenschaftler<br />
und Wirtschaftler für notwendig, daß die Euratom-<br />
Kontrolle auch zukünftig bestehen bleibt. Die Überwachung<br />
dieser Kontrolle durch die IAEO in Wien dürfe die politischen,<br />
wissenschaftlichen und technischen Aufgaben von<br />
Euratom nicht beeinträchtigen. Auch die noch immer offene<br />
Frage der Kontrollkosten bedürfe einer gerechten Regelung.<br />
Auf keinen Fall dürften diese Kosten allein den kontrollierten<br />
Ländern aufgebürdet werden. In der Erklärung des<br />
Deutschen Atomforums hieß es weiter, daß auch die<br />
Nuklearmächte alle ihre zivilen nuklearen Anlagen im<br />
Interesse der wissenschaftlichen und wirtschaftlichen<br />
Chancengleichheit ebenfalls der Kontrolle nach dem Atomwaffensperrvertrag<br />
unterstellen sollen. Schließlich hält<br />
es das Deutsche Atomforum für erforderlich, daß die<br />
Lieferabkommen nach Inkrafttreten des Vertrages von<br />
allen zusätzlichen politischen und administrativen<br />
Beschränkungen befreit werden. Den Nichtnuklearstaaten<br />
würde dadurch zugleich größere Sicherheit hinsichtlich<br />
ihrer Kernbrennstoffversorgung gegeben werden.<br />
Nach der Ansprache von Prof. Winnacker nahm<br />
Bundesminister Dr. Stoltenberg zu aktuellen Problemen<br />
der Kernenergie und der Kerntechnik Stellung. Hierbei<br />
ging er insbesondere auf die Aufgaben und Ziele des<br />
dritten Deutschen Atomprogrammes ein.<br />
Im Rahmen der Reaktortagung sprach am dritten<br />
Abend Prof. Dr. W. Hallstein über das Thema „Technologiepolitik“.<br />
Die Reaktortagung<br />
des Deutschen Atomforums<br />
Eine Fachtagung wird Treffpunkt<br />
der Reaktorexperten<br />
Die 9. Reaktortagung des Deutschen Atomforums e. V., die vom 15. bis 18. April 1969 im Palmengarten in <br />
Frankfurt/Main stattfand, war eine bedeutende Fachveranstaltung, die gleichzeitig den aktuellen Wünschen nach<br />
interdisziplinären Kontakten entgegenkam und so zu einem Familientreffen der deutschen Reaktorfachleute und<br />
-Interessenten mit Gästen aus 15 Ländern wurde. Mit der Erweiterung der Themenkreise auf das gesamte Kernreaktorgebiet<br />
– von der Physik, der Technologie, den Werkstoffen und dem Brennstoffzyklus bis zur Typenstrategie und<br />
der Wirtschaftlichkeit von Kernkraftwerken – hat diese seit acht Jahren traditionelle Veranstaltung des DAtF, die früher<br />
ganz der Reaktortheorie gewidmet war, die folgerichtige Anpassung an den Stand des fachlichen Geschehens vollzogen<br />
und vermehrte in- und ausländische Geltung gewonnen.<br />
Die Zustimmung zur neuen Form zeigte sich bereits in<br />
der Teilnehmerzahl: An Stelle von erwarteten 400 bis 600<br />
fanden sich 1100 Physiker, Chemiker, Ingenieure, Juristen<br />
und Kaufleute aus den Hochschulen, Kernforschungszentren,<br />
der Industrie, den zuständigen Behörden,<br />
aus Energieversorgungsunternehmen, Technischen Überwachungs-Vereinen,<br />
Versicherungsgesellschaften und<br />
weiteren einschlägigen Institutionen und Unternehmen ein.<br />
Die wissenschaftliche Tagung, über deren wichtigste<br />
Tendenzen und Ergebnisse nachfolgend sektionsweise<br />
Special Topic | A Journey Through 50 Years AMNT<br />
German Atomic Forum’s Annual Reactor Meeting ı Zhou Tao, Li Zichao, Li Bing, Qi Shi and Huang Yanping
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
berichtet wird, stand unter der Leitung von Dr. F.<br />
Hämmerling, Vorsitzender des Arbeitskreises I „Wissenschaft<br />
und Technik“ des DAtF. über 160 Vorträge, die aus<br />
235 eingereichten ausgewählt bzw. durch Zusammenlegung<br />
mehrerer Arbeiten entstanden waren, wurden<br />
gehalten. Bei künftigen Reaktortagungen sollte das Niveau<br />
und die Art der Referate stärker vereinheitlicht und mehr<br />
Zeit zur Diskussion eingeräumt werden. Der Grundsatz,<br />
möglichst vielen jüngeren Wissenschaftlern Gelegenheit<br />
zu geben, auf einer solchen Veranstaltung über ihre Arbeit<br />
zu berichten, sollte jedoch auch auf den künftigen<br />
Reaktortagungen als wesentlicher Aspekt Geltung behalten.<br />
Das wachsende Interesse an Kontakten über den eigenen<br />
engeren Fachbereich hinaus zeigte auch die Gründung<br />
der Kerntechnischen Gesellschaft (KTG) im Rahmen des<br />
Deutschen Atomforums, die am Vorabend der Reaktortagung<br />
in der Aula der Frankfurter Universität erfolgte.<br />
Diese neue wissenschaftlich-technische Vereinigung will<br />
in Ergänzung zu den bestehenden, nach Disziplinen ausgerichteten<br />
wissenschaftlichen Gesellschaften besonders<br />
die Diskussion unter den verschiedenen Fachgebieten im<br />
Bereich der Kernforschung und Kerntechnik fördern. Zu<br />
ihrem Vorsitzenden wurde Prof. W. Häfele (Kernforschungszentrum<br />
Karlsruhe) gewählt.<br />
Die Fachtagung war von einigen Veranstaltungen umrahmt,<br />
die gleichfalls stark beachtet wurden. Bei einem<br />
Filmabend wurden der Kurzfilm „Jülich entwickelt den<br />
Hochtemperaturreaktor“ uraufgeführt und weitere Filme<br />
über das Kernkraftwerk Lingen und das Atomschiff „Otto<br />
Hahn“ gezeigt. Auf einem Empfang in der Jahrhunderthalle<br />
der Farbwerke Hoechst AG nahmen der Präsident des<br />
Deutschen Atomforums, Prof. K. Winnacker, und der<br />
Bundesminister für wissenschaftliche Forschung, Dr. G.<br />
Stoltenberg, Stellung zu aktuellen Fragen aus dem Gebiet<br />
der Kernenergie: zum Atomwaffensperrvertrag, zur Uranversorgung<br />
im allgemeinen und zur staatlichen Vorratsbildung<br />
im Rahmen des Devisenausgleichs, zur Frage der<br />
Errichtung einer D2O-Produktionsanlage, zur Urananreicherung<br />
mit der Gaszentrifuge, zur Sicherung der<br />
benötigten Wiederaufarbeitungskapazität und zur Reaktorentwicklung<br />
im Rahmen des 3. deutschen Atomprogramms.<br />
Auf einer weiteren Abendveranstaltung sprach<br />
Prof. W. Hallstein über das Thema „Technologiepolitik“.<br />
Eine lückenlose Berichterstattung über die gesamte<br />
Breite der behandelten Gebiete ist wegen der gebotenen<br />
Raumbeschränkung unmöglich. Die Redaktion hat die Berichterstatter<br />
daher gebeten, in persönlicher Bewertung<br />
Höhepunkte und interessante Aussagen aus Vorträgen,<br />
Diskussionen und Gesprächen in kürzester Form zusammenzufassen.<br />
Sektion 1: Reaktoranalysis<br />
Die Sektion Reaktoranalysis war mit 54 Kurzvorträgen<br />
und drei Übersichtsreferaten unter den insgesamt vier<br />
Hauptthemen am stärksten vertreten.<br />
In diesem kurzen Bericht werden folgende Punkte<br />
angesprochen (im einzelnen werden die vielen Vorträge<br />
nicht behandelt, dazu sehe man die vom Atomforum<br />
zusammengestellten Kurzfassungen ein):<br />
1. Schwerpunkte der Tagung Anschrift der Verfasser;<br />
2. Heutige Bedeutung der Reaktoranalysis im Vergleich<br />
zu den weiteren Hauptthemen<br />
3. Vergleich mit anderen großen Reaktortagungen im<br />
Ausland<br />
Im Bereich der Reaktorphysik kommt heute den Fragen<br />
der Dynamik, der mehrdimensionalen Großprogramme<br />
und der experimentellen und theoretischen Analyse<br />
| | Hauptschaltwarte des Heißdampfreaktors Großwelzheim.<br />
von schnellen kritischen Anordnungen ein besonderes<br />
Gewicht zu. Es ist allerdings festzustellen, daß zumindest<br />
in den Vorträgen nicht deutlich zum Ausdruck kam, ob der<br />
Behandlung von Störfällen mit Hilfe ortsabhängiger<br />
Dynamik eine entscheidende Bedeutung beigemessen<br />
werden muß im Vergleich zu punktkinetischen Betrachtungen.<br />
Bisher wurden nämlich nur Beispiele vorgeführt,<br />
die einer denkbaren Störmöglichkeit nicht adäquat sind.<br />
Jede weitergehende Untersuchung, besonders im Hinblick<br />
auf den Störfallablauf bis zur eventuellen Reaktorkerndeformation<br />
samt allen Rückwirkungen, hat sich stark<br />
an den jeweiligen Reaktorkonzepten zu orientieren. Pauschale<br />
Aussagen sind beim heutigen Stand der Reaktorentwicklung<br />
kaum mehr interessant, über dieses mehr<br />
Grundsätzliche hinaus ist ein direkter Vergleich der<br />
Leistungsfähigkeit der nach verschiedenen Verfahren<br />
entwickelten Programme wünschenswert. Dies scheint<br />
besonders wichtig im Hinblick auf eine Beurteilung von<br />
Syntheseverfahren im Vergleich zu totalnumerischen<br />
Methoden.<br />
Durch das rasche Fortschreiten der Entwicklung von<br />
Großrechnern gewinnen die mehrdimensionalen Großprogramme<br />
und Programmsysteme immer mehr an<br />
Bedeutung. Programmsysteme wurden zwar auf der<br />
diesjährigen Reaktortagung nicht diskutiert, jedoch ist das<br />
Verfolgen dieses Weges eine unbedingte Notwendigkeit.<br />
Zweidimensionale Abbrandprogramme und dreidimensionale<br />
Diffusionsprogramme werden mit Erfolg bereits<br />
eingesetzt. Die Verwendung moderner Verfahren der<br />
Blockinversion mit Rebalancing sowie Vielgruppensynthesemethoden<br />
sind in Zukunft weiter zu verfolgen und zu<br />
vertiefen. Diese Programme, besonders wenn mehrere<br />
Energiegruppen zur Behandlung des Problems erforderlich<br />
sind, können zwar nicht routinemäßig verwendet<br />
werden wegen der dabei auftretenden großen Rechenzeiten,<br />
jedoch sind sie von großem Wert bei endgültigen<br />
nuklearen Auslegungsrechnungen und bei der genauen<br />
Analyse von Experimenten.<br />
Die beiden Übersichtsvorträge aus dem Bereich der<br />
schnellen Reaktoren ließen erkennen, daß die augenblickliche<br />
Unsicherheit der Kerndaten eine sichere Vorbestimmung<br />
von wichtigen integralen Reaktorparametern<br />
noch nicht im gewünschten Maße gestattet. Deshalb sind<br />
integrale Experimente weiterhin notwendig, um zu extrapolierbaren<br />
Ergebnissen für große Leistungsreaktoren zu<br />
gelangen und um Aufschlüsse über die vorhandenen<br />
Datenunsicherheiten und verwendeten Rechenmethoden<br />
zu gewinnen. Da letzteres nur kurz gestreift wurde, wäre<br />
ein zusammenfassender Bericht auf der nächsten Tagung<br />
sicher wünschenswert. Das Plutonium-α-Problem ist<br />
noch immer nicht vollständig geklärt. Die grundsätzliche<br />
Erklärung für die Struktur der α-Kurve scheint zwar<br />
gelungen, jedoch oberhalb 4 keV liegen noch diskrepante<br />
37<br />
SPECIAL TOPIC | A JOURNEY THROUGH 50 YEARS AMNT<br />
Special Topic | A Journey Through 50 Years AMNT<br />
German Atomic Forum’s Annual Reactor Meeting ı Zhou Tao, Li Zichao, Li Bing, Qi Shi and Huang Yanping
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Meßergebnisse vor. Diese Unsicherheiten sind allerdings<br />
wesentlich kleiner als vor etwa einem Jahr. Integrale<br />
Messungen in der schnellen Nullenergieanordnung<br />
SNEAK (Karlsruhe) stützen die neuen, höheren a-Werte.<br />
Von den anderen, z. T. wesentlichen Beiträgen zur Verfeinerung<br />
von Berechnungs- und Meßmethoden sei auf<br />
den Einsatz der Methoden der Rauschanalyse hingewiesen.<br />
Bei Leistungsreaktoren ist noch ein großes Stück<br />
Arbeit im Hinblick auf Identifizierung und Lokalisierung<br />
von Störungen zu leisten, jedoch ist hier ein weiteres<br />
brauchbares Verfahren zur Reaktorüberwachung in Sicht.<br />
Von den diskutierten Problemen der Thermohydraulik<br />
sind vor allem die recht überzeugenden theoretischen<br />
Beiträge zur Belastbarkeit von Brennelementen hervorzuheben.<br />
Hier erreicht man bereits eine hohe Aussagequalität<br />
für die Bestimmung von Heißkanalfaktoren, für<br />
Schwingungs-, Ausdehnungs-, Verbiegungseffekte. Die<br />
mehr hydrodynamischen Probleme im Zusammenhang<br />
mit der Wärmeübertragung bedürfen allerdings noch<br />
einer tiefergehenden mathematischen Behandlung.<br />
Zur Frage, welches Gewicht der Reaktoranalysis neben<br />
den weiteren Hauptthemen zukommt, sei folgendes bemerkt.<br />
Zunächst war es von großer Bedeutung, daß jeder<br />
Konferenzteilnehmer in den Übersichtsvorträgen die Gelegenheit<br />
hatte, sich über sein eigenes Fachgebiet hinaus<br />
über die Gesamtproblematik der Reaktorentwicklung informieren<br />
zu können. Die grundlegenden Methoden der<br />
Reaktoranalysis sind bereitgestellt, die weiteren Untersuchungen<br />
gehen in die Richtung der Erstellung verfeinerter,<br />
stark am jeweiligen Konzept oder Experiment orientierter<br />
Methoden und deren Automatisierung im Rechen- und<br />
Meßablauf. Hierin liegt die Bedeutung der Sektion Reaktoranalysis<br />
z. B. im Vergleich zu dem noch weitgehend ungeklärten<br />
Problem des Verhaltens von Brennstoff- und<br />
Strukturmaterialien unter Neutronenbestrahlung.<br />
Zum Abschluß sei ein Vergleich der deutschen Reaktortagung<br />
mit den Veranstaltungen der American Nuclear Society<br />
angestellt. Obwohl das Spektrum der amerikanischen<br />
Tagungen breiter ist als das der Konferenz in Frankfurt, so<br />
ist doch festzustellen, daß eine Vielzahl der Beiträge einen<br />
internationalen Vergleich nicht zu scheuen braucht. Der<br />
Gesamteindruck bleibt allerdings doch etwas hinter den<br />
amerikanischen Tagungen zurück, und das liegt z. T. wohl<br />
daran, daß die Zusammenstellung der Vorträge zu Untergruppen<br />
doch oft, zumindest im Bereich der Reaktoranalysis,<br />
einen vermeidbaren heterogenen Programmablauf<br />
innerhalb solcher Gruppen zur Folge hatte. Dadurch wurde<br />
eine zusammenfassende Diskussion wesentlich erschwert.<br />
Für die nächste Tagung ist unbedingt zu empfehlen,<br />
die schriftlichen Kurzfassungen ausführlicher und vor<br />
allem die Aufnahme von Ergebnissen zur Bedingung für<br />
die Annahme des Beitrages zu machen. Denn nur so<br />
können Kurzvorträge auch zu einem unmittelbaren<br />
Gewinn für alle Zuhörer werden.<br />
Sektion 2: Reaktortechnik<br />
In der reaktortechnischen Sitzungsreihe wurden neben<br />
dem Plenar- und den beiden Hauptvorträgen 30 Referate<br />
gehalten. Die Schwerpunkte lagen überwiegend bei<br />
Problemen und Komponenten der Natriumtechnologie,<br />
der gasgekühlten Hochtemperaturreaktoren und in<br />
geringerem Umfang bei Betriebserfahrungen und Fortschritten<br />
mit Leichtwasserreaktoren.<br />
Den Entwicklungsstand und Probleme der Natriumtechnologie<br />
in der deutschen Reaktorentwicklung<br />
behandelte H. Mausbeck im Plenarvortrag. Für alle<br />
typischen Natriumkomponenten liegen gesicherte<br />
Kenntnisse für die Baugröße der KNK-Anlage (20 MW,.|)<br />
vor. Das Problem der Entwicklung der nächsten Jahre ist<br />
die Übertragung dieser Erfahrungen auf die Baugröße des<br />
SNR, dessen Prototyp eine Leistung von 300 MWel haben<br />
soll. Im Vordergrund steht die Erprobung von Großkomponenten,<br />
für die Teststände zum Teil in Betrieb, zum Teil<br />
noch im Bau sind. Von den Hauptkomponenten sind zwei<br />
SNR-Pumpen für eine Fördermenge von 5000 m 3 /h<br />
nahezu fertiggestellt und sollen ab Ende 1969 der Langzeiterprobung<br />
unterworfen werden. Für die Hauptwärmeübertragungskomponenten,<br />
die auf der Grundlage der<br />
KNK-Erfahrung entwickelt wurden, beginnt die Erprobung<br />
ab Mitte 1970. Die Sicherheitsfragen bezüglich der<br />
zu untersuchenden Natrium/Wasser-Reaktionen gelten<br />
durch die Ergebnisse des mehrjährigen Versuchsprogramms<br />
von INTERATOM als gelöst. Auf dem Werkstoffsektor<br />
muß noch Detailarbeit geleistet werden, doch sind<br />
die Probleme im wesentlichen erfaßt.<br />
Über Wirtschaftlichkeit, Betriebs- und Störverhalten<br />
als Gesichtspunkte für die Auslegung und Bauweise von<br />
Kernkraftwerken mit Gasturbine referierte G. Dibelius<br />
in seinem anschließenden Hauptvortrag. Hier wurde<br />
deutlich, daß für den Aufbau eines Kernkraftwerks mit<br />
Gasturbine eine Reihe von technischen Kombinationen<br />
sowohl auf der Primär- als auch auf der Sekundärseite<br />
möglich sind, für deren optimales Zusammenspiel vorab<br />
einige Bedingungen zu untersuchen sind, wie z. B. der<br />
Zusammenhang zwischen Gastemperatur, Kontamination<br />
und Korrosion. Von der Beantwortung dieser Fragen<br />
hängen die Auslegungsprinzipien der einzelnen Kreislaufkomponenten<br />
ab, deren Konstruktion insbesondere von<br />
ihrer Temperaturbeaufschlagung bestimmt wird. In<br />
diesem Zusammenhang wurde auch das Entwicklungsprogramm<br />
für Hochtemperaturreaktoren mit Heliumturbine<br />
erläutert.<br />
Im zweiten Hauptvortrag behandelte E. Schrüfer die<br />
Kernflußinstrumentierung großer Leistungsreaktoren.<br />
Hervorstechende Merkmale neuerer Großkernkraftwerke<br />
sind die wesentlich erhöhte Leistungsdichte und der hohe<br />
Abbrand. Diese Erfolge beruhen überwiegend auf der<br />
meßtechnischen Erfassung der Leistungsverteilung, durch<br />
welche die thermischen Auslegungsgrenzen wesentlich<br />
besser ausgenützt werden können. Durch die Incore-<br />
Messung, deren Ergebnisse mit Prozeßrechnern die<br />
örtliche Leistungsdichte ermitteln lassen, kann ein Kern<br />
mit hoher Leistungsdichte sicherer betrieben werden als<br />
ein sehr konservativ ausgelegter Kern ohne Messung des<br />
örtlichen Neutronenflusses. Die relativ hohen Kosten<br />
dieser Messung werden durch Wirtschaftlichkeits- und<br />
Sicherheitsgewinn mehr als ausgeglichen.<br />
Die Kurzreferate der Sektion 2 waren in den Gruppen<br />
Sicherheit und Betriebsverhalten, Reaktorwerkstoffe,<br />
Strömungs- und Wärmeübergangsprobleme, Dampferzeuger<br />
und Reaktorkessel und sonstige Primärkreiskomponenten<br />
zusammengefaßt.<br />
Das Betriebsverhalten wurde durch Erfahrungsberichte<br />
über das erste Betriebsjahr des AVR-Reaktors und Kontaminationsuntersuchungen<br />
an der direkt mit Primärdampf<br />
beaufschlagten Turbine des Kernkraftwerks Gundremmingen<br />
behandelt. Beim AVR traten 19 Störungen auf, die<br />
ein sofortiges Abfahren oder Abschalten des Reaktors zur<br />
Folge hatten, von denen jedoch 12 nach den jetzt vorliegenden<br />
Erfahrungen vermeidbar gewesen wären. Bei<br />
der Untersuchung der Ablagerungen an der KRB- Turbine<br />
wurde festgestellt, daß nur ein Anteil von 10 -9 bis 10 -10<br />
der vom Sattdampf angebotenen Aktivität sich nach<br />
einer Betriebszeit von ca. 10.000 h ablagern. Fragen der<br />
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Reaktorsicherheit wurden in Vorträgen über neuere<br />
Gesichtspunkte bei der Auslegung der Sicherheitsumschließung<br />
für Siedewasserreaktoren, die Berechnung<br />
des dynamischen Druckaufbaus in Sicherheitsbehältern<br />
großer wassergekühlter Leistungsreaktoren und die festigkeitsmäßige<br />
Auslegung der Brennstabhüllrohre beim<br />
natriumgekühlten schnellen Brüter behandelt. Die Fortschritte<br />
hinsichtlich Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit<br />
der Systeme zur Beherrschung von Leistungsbrüchen<br />
im Primärkreis ergaben in den praktisch behandelten<br />
Fällen eine zufriedenstellende Sicherheitsreserve. Ein Vortrag<br />
über Erfahrungen und Entwicklungsmöglichkeiten<br />
bei zerstörungsfreien Prüfungen an Reaktordruckbehältern<br />
zeigte den großen Prüfaufwand und die<br />
Schwierigkeiten, die sich auf Grund uneinheitlicher Beurteilungsschemata<br />
für die Fehlereinstufung ergeben.<br />
Eine Reihe von Vorträgen der ersten Gruppe war den<br />
Anfahr- und Notkühlungseinrichtungen gewidmet.<br />
Betrachtet wurden u. a. die Ausfallwahrscheinlichkeit von<br />
Kernnotkühlanlagen für Leichtwasserreaktoren, für einen<br />
dampfgekühlten schnellen Reaktor und für ein Kernkraftwerk<br />
mit Gasturbine. Dabei ging es überwiegend um<br />
konstruktive Maßnahmen wie z. B. die Anordnung der<br />
dampfführenden Rohrleitungen, die Trennung der HD-<br />
Aggregate von den ND-Aggregaten, die Einrichtung von<br />
Notkühlreserven usw. Eine weitere Arbeit diente der rechnerischen<br />
Sicherheitsanalyse wassergekühlter Leistungsreaktoren<br />
bei einem Störfall mit Kühlmittelverlust. Hierfür<br />
wurde das Rechenmodell BRUCH entwickelt, mit dem die<br />
thermo- und hydrodynamischen Auswirkungen eines<br />
Umwälzleitungsbruchs auf das gesamte Primärsystem erfaßt<br />
werden können.<br />
In der Gruppe Reaktorwerkstoffe, deren Vorträge überwiegend<br />
in der Sektion 3 gleichen Namens gehalten<br />
wurden, waren die Themen Graphit als tragendes Bauelement<br />
und Vergütungsstähle für Druckbehälter größerer<br />
Wanddicke. Obwohl Graphit ein bewährter Reaktorwerkstoff<br />
ist, fehlen noch ausreichende Bestrahlungsergebnisse.<br />
Ein weiteres Problem ist die Korrosion. Die Ausführungen<br />
über den Einsatz von Vergütungsstählen ließen<br />
erkennen, daß die aufgetretenen Schadensfälle an Druckbehältern,<br />
die einen der schwierigsten Problemkreise der<br />
Schwerkomponentenfertigung für Kernreaktoren darstellen,<br />
nur unter Beachtung mechanisch-technologischer,<br />
konstruktiver und werkstoffkundlicher Voraussetzungen,<br />
die in langwierigen Untersuchungen aufeinander abgestimmt<br />
werden müssen, vermieden werden können.<br />
Die in der nächsten Gruppe behandelten Strömungsund<br />
Wärmeübergangsfragen bezogen sich auf Natriumund<br />
Gaskühlung. In Ispra wurden Strömungsformen beim<br />
Sieden von Alkalimetallen in Rohren untersucht, die etwa<br />
den hydraulischen Durchmessern der Kühlkanäle in<br />
schnellen Brütern entsprechen, in Karlsruhe wird ein<br />
umfangreiches experimentelles Versuchsprogramm abgewickelt,<br />
das Natrium-Siedestoßexperimente in einem<br />
größeren Kreislauf zum Inhalt hat. In Jülich werden die<br />
wärme- und strömungstechnischen Verhältnisse in Dampferzeugern<br />
von gasgekühlten Kernkraftwerken, die sich<br />
von denen in fossil beheizten Dampfkesseln völlig unterscheiden,<br />
in einer großen Versuchsanlage untersucht.<br />
Fragen dieser Art für Siedewasserreaktoren und<br />
Experimente mit einem vertikalen U-Rohr-Dampferzeuger<br />
wurden auch als erste Vorträge der Gruppe Dampferzeuger<br />
und Reaktorkessel behandelt. Weitere thermodynamische<br />
Themen galten Überlegungen zur Dimensionierung<br />
und Konstruktion des Rekuperators für<br />
einen gasgekühlten schnellen Reaktor mit direktem<br />
Gasturbinenkreislauf, wärmeübertragenden Apparaten<br />
für Hochtemperaturreaktoranlagen mit Heliumturbine<br />
und dem Einfluß des Betriebsdruckes auf die Wärmeübertragung<br />
in Siedewasserreaktoren. Dem Begriff „Reaktorkessel“<br />
waren zwei Vorträge über Reaktordruckgefäße aus<br />
Spannbeton zugeordnet. Im ersten wurde die Sicherheitstechnik<br />
bei Leichtwasserreaktoren mit Spannbetondruckgefäß<br />
beleuchtet, wobei ein Vergleich zwischen dickwandigen<br />
Stahldruckbehältern und Spannbetonbehältern<br />
zeigte, daß die Sicherheitsmerkmale der letzteren zu einer<br />
einfacheren und kostengünstigeren Gesamtanlage führen<br />
könnten. Inwieweit solche Spannbetondruckbehälter für<br />
große Kernkraftwerke jetzt schon realisierbar sind, ließ<br />
sich aus den Prinzipkonstruktionen nicht entnehmen. Der<br />
zweite Vortrag galt dem Spannbetondruckbehälter für den<br />
THTR-Prototyp, dessen Konzeption weitgehend festliegt,<br />
wobei die konstruktiven Lösungen noch in der Ausführung<br />
begriffen sind.<br />
Bis auf die Vorträge über die Entwicklung der Steuerstabantriebe<br />
für den FDR und über Kerngerüste für große<br />
Druckwasserreaktoren behandelten die Referate über<br />
Primärkreiskomponenten zu gleichen Teilen Komponenten<br />
für Natrium- und Hochtemperaturreaktoren. Auch<br />
hier zeigte sich für die Natriumseite wieder die Problemstellung,<br />
konstruktive Entwicklungen für geringe Leistungen<br />
in Großkomponenten für zum Teil höhere Temperaturen,<br />
als sie bisher durch Betriebserfahrungen belegt<br />
sind, weiterzuentwickeln. Bei den Hochtemperaturreaktoren<br />
beeindruckten besonders die Entwicklungen<br />
spezieller Komponenten, die den erschwerenden Bedingungen<br />
unter Heliumatmosphäre standhalten müssen.<br />
In den Beispielen wurden insbesondere Maßnahmen für<br />
die Dichtigkeit erläutert.<br />
Sektion 3: Reaktorwerkstoffe<br />
Im Themenkreis der Sektion 3: Reaktorwerkstoffe (Brennund<br />
Baustoffe) wurden neben einem Plenar- und zwei<br />
Hauptvorträgen die 49 vorgetragenen Arbeiten in sechs<br />
Gruppen zusammengefaßt:<br />
1. Schweißen und Prüfen<br />
2. Natriumtechnologie<br />
3. Brennelemente mit Metallhülle<br />
4. Kernbrennstoffe<br />
5. Brennelemente für gasgekühlte Hochtemperaturreaktoren<br />
6. Materialien für Reaktorkomponenten<br />
Der Plenarvortrag von B. Liebmann gab einen Überblick<br />
über den technologischen Stand und die Entwicklungstendenzen<br />
für Kernbrennstoffe und Brennelemente in<br />
der BRD. Neben der teilweise schon zur Geschichte gehörenden<br />
Situation wurden die Möglichkeiten der Brennstoffaufbereitung,<br />
der metallischen und keramischen<br />
Formgebung und der wirtschaftlichen Aspekte der Brennelemente<br />
für die kommende Zeit kritisch betrachtet.<br />
H. Böhm stellte in seinem Hauptvortrag über Hüllwerkstoffe<br />
für Brennelemente schneller Reaktoren die zur<br />
Zeit wissenschaftlich und technisch vorliegende Situation<br />
dar. Sehr anschaulich wurden die verschiedenen Mechanismen<br />
der Strahlenschädigung des Hüllwerkstoffes geschildert.<br />
Fortschritte bei der Entwicklung verbesserter<br />
Hüllwerkstoffe können nur sehr langsam und in zäher<br />
Kleinarbeit erzielt werden.<br />
Der dritte Hauptvortrag (W. Stoll) widmete sich der<br />
Rückführung von Plutonium in thermische Reaktoren.<br />
Hier wurde dargelegt, daß das in den nächsten Jahren sich<br />
ansammelnde Plutonium aus den thermischen Reaktoren<br />
in diesen wieder verbraucht werden kann, solange die<br />
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| | Luftbild des Kernforschungszentrum Karlsruhe.<br />
schnellen Brüter noch nicht großtechnisch auf dem Markt<br />
sind.<br />
Allerdings müssen die Elemente für etwa 700 DM/kg<br />
Brennstoff fertig angeboten werden können, um Interesse<br />
zu wecken; noch kosten sie etwa dreimal so viel. Erste<br />
Anstrengungen zur Verringerung der Herstellungskosten<br />
sind durch versuchte Automatisierung des Fertigungsprozesses<br />
begonnen worden.<br />
Im folgenden sollen stichpunktartig wichtige Informationen<br />
wiedergegeben werden.<br />
Die vom DVS mitbestimmten Themen der Gruppe<br />
Schweißen und Prüfen behandelten Besonderheiten aus<br />
der Reaktordruck- und Sicherheitsbehälterfertigung und<br />
-prüfung sowie der Brennstabherstellung. Die Problematik<br />
der zerstörungsfreien Bestimmung von Ferritanteilen im<br />
austenitischen Auftragsschweißgut wurde dargestellt.<br />
Beim Schweißen dickwandiger Druckbehälter auf der<br />
Baustelle scheint das Kanalschweißen Vorteile zu bieten,<br />
jedoch müssen insbesondere von der Gefahr des Verzugs<br />
her noch wesentliche Versuchsarbeiten vorgenommen<br />
werden. Es wurden die besonderen Beanspruchungen<br />
und Anforderungen an Schweißplattierungen der Druckbehälter<br />
für Wasserreaktoren kritisch mit den technischen<br />
Gegebenheiten verglichen und Prüf- bzw. Gütevorschriften<br />
diskutiert. Neben dem Schweißplattieren scheint das<br />
Sprengplattieren in Sonderfällen immer mehr Eingang in<br />
die Plattierungstechnik zu finden, insbesondere wenn<br />
intermetallische spröde Phasen beim Schmelzschweißen<br />
auftreten können. An Hand der Arbeiten für den Sicherheitsbehälter<br />
des Kernkraftwerks Würgassen wurde auf<br />
die Bedeutung der gleichmäßig niedrigen Vorwärmtemperatur<br />
hingewiesen und die Ultraschallprüfung abermals<br />
gegenüber dem Röntgen als besseres Verfahren dargestellt.<br />
Die besonderen Vorkehrungen bei der Verschweißung von<br />
Brennstäben mit plutoniumhaltigem Brennstoff wurden<br />
am Beispiel der Herstellung von Versuchselementen in den<br />
Kernenergielabors von AEG-Telefunken für den Dounreay<br />
Fast Reactor geschildert.<br />
In der Themengruppe Natriumtechnologie wurden die<br />
Thermodynamik des Kühlnatriums und theoretische Überlegungen<br />
zur Verbesserung des Korrosionsverhaltens eingesetzter<br />
Komponenten und Massentransporte in Abhängigkeit<br />
vom Reinheitsgrad des Kühlmittels dargelegt. Neue<br />
Probleme des Verschleißverhaltens der Werkstoffe unter<br />
Natrium wurden geschildert und Anregungen für verbesserte<br />
Materialpaarungen gegeben. Ein Referat war der<br />
Löslichkeit von Edelgasen in Flüssigmetall gewidmet, was<br />
im Zusammenhang mit evtl. Burnout-Überlegungen von<br />
Bedeutung sein kann.<br />
Die Themengruppe Brennelemente mit Metallhülle<br />
enthielt einige neue und interessante Referate. So wurden<br />
Überlegungen und erste Versuche angestellt, um mit<br />
Yttrium als Wasserstoffsenke in Zircaloy-Brennstäben die<br />
Versprödung des Hüllrohres zu verringern und die<br />
Standzeit der Elemente zu erhöhen. Die Methode scheint<br />
entwicklungsfähig, wenn auch noch keine technologischen<br />
Untersuchungen im Bestrahlungstest vorgenommen<br />
worden sind. Bisher noch nicht befriedigend erklärbare<br />
Erhöhungen der Hochtemperatur-Zeitstandfestigkeit von<br />
rostfreiem Stahl nach Niedrigtemperaturbestrahlungen im<br />
schnellen Fluß wurden vorgetragen. Die Brennelemente<br />
für den KKN- Reaktor wurden in mehreren Referaten<br />
vorgestellt, so die technologischen Stabherstellungsfragen,<br />
Hüllwerkstoffuntersuchungen, Bestrahlungsverhalten<br />
und Komponentenherstellung mit Hilfe des<br />
Funkenerosionsverfahrens. Das gute Verhalten von Testbrennelementen<br />
für einen dampfgekühlten schnellen<br />
Reaktor wurde an Hand von Bestrahlungsversuchen im<br />
Versuchskreislauf Kahl gezeigt. Ein Brennelement hat<br />
einen Abbrand von mehr als 75.000 MWd/t gut überstanden.<br />
In zwei Referaten wurden theoretische Aspekte<br />
der Brennstabauslegung mit Hilfe von Rechenprogrammen<br />
behandelt. Ergebnisse von Untersuchungen mit modernsten<br />
Methoden in Heißen Zellen zur Bestimmung des<br />
Ausmaßes von Schmelzkavernen in bestrahltem Brennstoff<br />
wurden vorgelegt.<br />
Aus dem Kernforschungszentrum Karlsruhe wurde<br />
eine gedrängte Übersicht über Art und Möglichkeiten für<br />
Bestrahlungsexperimente zur Brennelemententwicklung<br />
für schnelle Brutreaktoren gegeben.<br />
Zum Thema Kernbrennstoffe waren insbesondere die<br />
Berichte über neue Ergebnisse auf dem Gebiet der Dispersions-<br />
und Cermet-Brennstoffe sowie die Resultate von<br />
Herstellungs- und Bestrahlungsversuchen an Urannitrit<br />
herausragend. Die diskutierten Cermets zeigen günstige<br />
Möglichkeiten zur Verwendung als Treiberelemente in<br />
Hochflußtestreaktoren.<br />
Sehr gut aufeinander abgestimmt waren die Referate<br />
zum Thema Brennelemente für gasgekühlte Hochtemperaturreaktoren.<br />
Die kugelförmigen Brennelemente<br />
des AVR-Reaktors wurden von der großtechnischen<br />
Fertigungsseite her und aus der Sicht des Bestrahlungsverhaltens<br />
diskutiert. Zur Abrundung wurde über spezielle<br />
Fragen des Kohlenstoffverhaltens unter Bestrahlung,<br />
seiner Fähigkeit zur Spaltproduktrückhaltung und über<br />
die festigkeitstheoretische Auslegung dieser Elemente<br />
vorgetragen.<br />
Die Themengruppe Materialien für Reaktorkomponenten<br />
enthielt Referate über das Verhalten verschiedener<br />
Kesselstähle unter Bestrahlung, insbesondere zur Frage<br />
der Sprödbruchneigung, sowie die Betrachtung von<br />
Moderatoren für Hochtemperaturreaktoren aus Graphit<br />
und Berylliumoxid.<br />
Sektion 4: Äußerer Brennstoffkreislauf<br />
und Wirtschaftlichkeitsfragen<br />
Zum Themenkreis ,,Äußerer Brennstoffkreislauf und<br />
Wirtschaftlichkeitsfragen“ wurden insgesamt 23 Referate<br />
gehalten, die sich auf sechs Sitzungen verteilten.<br />
Der Plenarvortrag war der Wiederaufarbeitung gewidmet.<br />
Im ersten Teil ging F. Baumgärtner auf das Purex-<br />
Verfahren ein, dessen Bevorzugung gegenüber dem<br />
Aquafluor-Verfahren für die Wahl der deutschen Wiederaufarbeitungsanlage<br />
WAK seinerzeit als konservativ<br />
kritisiert wurde. Die Richtigkeit dieser Entscheidung steht<br />
heute jedoch außer Frage; sie wird auch dadurch unterstrichen,<br />
daß die in den USA geplante 1500-jato-Anlage<br />
nach dem Purex-Verfahren arbeiten soll. Die derzeitigen<br />
Entwicklungen in der BRD laufen darauf hinaus, nach<br />
diesem Verfahren auch Brennstäbe höherer Leistung<br />
aufzubereiten und die Abklingzeiten zu verkürzen.<br />
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Im zweiten Teil berichtete E, Merz über die Wiederaufarbeitung<br />
thoriumhaltiger Brennstoffe, für die z. Z. der<br />
Tributylphosphat- Solvent-Extraktionsprozeß am aussichtsreichsten<br />
erscheint. Parallel dazu wird an Chlorierungs-<br />
und Fluorierungsverfahren gearbeitet. Im Rahmen<br />
eines gemeinsamen Projektes zwischen der KFA Jülich und<br />
deutschen Industriefirmen soll 1969 in den Heißen Zellen<br />
der KFA eine kleine Anlage mit einer Kapazität von 1 bis<br />
2 kg pro Tag in Betrieb gehen. Die Festlegung für das<br />
Verfahren einer größeren Aufarbeitungsanlage soll Ende<br />
1970 erfolgen.<br />
H. Schenk ging in einem Hauptvortrag auf die Wechselwirkungen<br />
zwischen Kernkraftwerksbetrieb und Brennstoffkreislauf<br />
ein. Besonders notwendig erscheint hier eine<br />
genaue Planung des Umsetzzeitpunktes, der möglichst<br />
zwei Jahre im voraus bekannt sein sollte. Bei auftretenden<br />
Verschiebungen ist zwar eine Einflußnahme über den<br />
Lastfaktor möglich, aber sehr unwirtschaftlich. Bessere<br />
Steuerungsmaßnahmen sind die Anreicherungsänderung<br />
bei Nachbeladung (besonders im Störfall) und Teilwechsel<br />
der Brennelemente, durch den bei Vorverlegung des<br />
Umsetzzeitpunktes der Abbrandverlust bis zu einem<br />
Vollastmonat kompensiert werden kann.<br />
In einem weiteren Hauptvortrag behandelte H. Bianchi<br />
Wirtschaftlichkeitsfragen bei nuklear angetriebenen<br />
Handelsschiffen. Die technische Grundkonzeption und die<br />
Kostenstruktur sind bei Schiffsreaktoren ähnlich wie bei<br />
Landreaktoren. Die Anlagekosten sind mit zunehmender<br />
Blockgröße stark depressiv. Dem Vorteil der Unabhängigkeit<br />
von Standortfragen üblicher Art stehen besondere<br />
Probleme beim Anlaufen von Häfen gegenüber.<br />
Zwei Kurzvorträge zum Thema Reprocessing befaßten<br />
sich mit der Aufarbeitung von HTGR-Brennstoffen. In<br />
einem Referat wurde eine Verbrennungs-Head-End-Stufe<br />
mit anschließender naßchemischer Aufarbeitung des<br />
Brennstoffs in Kaliumpyrosulfatschmelzen und adsorptiver<br />
Abbrennung des Pa-233 an Vycorglassäulen diskutiert.<br />
In einem anderen Referat wurde über die Aufarbeitung<br />
von HTGR-Brennelementen durch Hochtemperaturaufschluß<br />
und anschließende Chlorierung berichtet.<br />
Probleme der Lagerung hochaktiver Abfälle und der Kritikalitätskontrolle<br />
von Spaltstofflösungen wurden in zwei<br />
weiteren Referaten behandelt.<br />
In einem Beitrag zum Thema Wirtschaftlichkeit wurde<br />
über ein Rechenprogramm zur Ermittlung der Anlagekosten<br />
von Kernkraftwerken berichtet. Die Autoren wiesen<br />
darauf hin, daß der Aufbau einer zuverlässigen und umfassenden<br />
Datenbank für alle Kraftwerkskomponenten ein<br />
zentrales Problem darstellt, da die Beschaffung geeigneter<br />
Daten mit großen Schwierigkeiten verbunden ist.<br />
Das Gebiet Uranvorräte und Anreicherung wurde in<br />
fünf Kurzreferaten behandelt. Der Einsatz von Computern<br />
bedeutet eine wesentliche Entscheidungshilfe bei der<br />
Beurteilung der Wirtschaftlichkeit von Uranbergwerksprojekten,<br />
da er eine genaue und ständige Kontrolle der<br />
Kosten-/Erlössituation ermöglicht. Weiterhin wurde über<br />
neuere Methoden zur Auffindung von Uranlagerstätten<br />
berichtet. Durch Speicherung der bei der Aero-Prospektion<br />
gewonnenen Daten auf Tonbändern und anschließende<br />
Auswertung in Computern können in kurzer Zeit große<br />
Gebiete auf ihre Uranvorkommen untersucht werden.<br />
In einem Beitrag von W. Etzel wurde die Kostenstruktur<br />
von Anreicherungsanlagen analysiert und ein Vergleich<br />
der verschiedenen Verfahren durchgeführt. Eine Untersuchung<br />
der Abhängigkeit der Brennstoffzykluskosten für<br />
Leichtwasserreaktoren von den Trennarbeitskosten ergab<br />
einen Unterschied von 0,055 Pf/kWh bei einer Änderung<br />
der Trennarbeitskosten um 10 $/TAE. P. Jansen legte<br />
Untersuchungen über den zukünftigen Trennarbeitsbedarf<br />
der BRD vor, die auf „Normstrategien“ basieren.<br />
In der Sitzung Strategien und Prognosen standen, wie<br />
der Diskussionsleiter H. Grümm bemerkte, nicht die<br />
Prognosen selbst, sondern mehr eine Beurteilung derselben,<br />
also ,,Prognostik über Prognosen“ im Vordergrund.<br />
J. Seetzen nahm in seinem Referat eine Klassifizierung der<br />
bisher durchgeführten Untersuchungen in Prognoserechnungen,<br />
Strategieberechnungen und Optimierungsrechnungen<br />
vor. Er gab einen Rückblick über die bisher<br />
durchgeführten Untersuchungen und betonte, daß die<br />
Kriterien der Betreiberfirmen noch nicht in ausreichendem<br />
Maße berücksichtigt worden seien. H. Märkl zeigte<br />
den Einfluß verschiedener Systemparameter auf langfristige<br />
Optimalisierungsrechnungen, während H. Wellmann<br />
in seinem Referat die Ergebnisse kurzfristiger und<br />
langfristiger Optimalisierungsmodelle gegenüberstellte.<br />
Zum Thema Innerer Brennstoffkreislauf wurden drei<br />
Referate über einen schwerwassermoderierten Thoriumkonverter<br />
gehalten. J. Darvas untersuchte den Einbrennvorgang<br />
unter Berücksichtigung eines 3-Zonen-Umladeschemas<br />
und seine Auswirkungen auf das Verhalten<br />
im Gleichgewicht. C. Steinert legte eine Konzeptstudie<br />
für einen 600-MW-D2O-Thoriumreaktor mit quasihomogenem<br />
Gitter vor. U. Hansen untersuchte in einer<br />
Parameterstudie den Einsatz von Plutonium für diesen<br />
Reaktor und berechnete einen Äquivalenzpreis von<br />
9,5 $/g. H. Huber diskutierte optimale Beladungsstrategien<br />
für die Einlaufperiode eines 300-MWel-<br />
Thorium-Hochtemperaturreaktors.<br />
Berichterstatter<br />
Sektion 1: H. Küsters, Karlsruhe<br />
Sektion 2: R. Hossner, Düsseldorf<br />
Sektion 3: J. Höchel, Großwelzheim<br />
Sektion 4: K. Wagemann, Jülich<br />
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AMNT <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
www.amnt<strong>2<strong>01</strong>9</strong>.com<br />
#50AMNT<br />
Preliminary<br />
Programme<br />
7 – 8 May <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Estrel Convention Center Berlin, Germany<br />
Media Partner<br />
December 17, 2<strong>01</strong>8<br />
Subject to change.
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
»»<br />
Plenary Session<br />
Tuesday, May 7 th <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Welcome<br />
››<br />
President of DAtF, Germany<br />
The First 50 Years<br />
››<br />
Film<br />
Opening Address<br />
››<br />
President of DAtF, Germany<br />
Policy<br />
Keynote<br />
››<br />
Thomas Bareiß, Parliamentary State Secretary<br />
at the Federal Ministry for Economic Affairs and<br />
Energy, Germany<br />
Research Location Germany –<br />
How Can Nuclear Technology Knowledge<br />
Be Developed in the Future<br />
››<br />
Prof. Martin Neumann MdB, Speaker on Energy<br />
Policy of the FDP Parliamentary Group, German<br />
Bundestag, Germany<br />
Economy<br />
Outlook on Global Future Prospect<br />
of the Nuclear Energy<br />
››<br />
William D. Magwood IV, Director-General, Nuclear<br />
Energy Agency (NEA), France<br />
Nuclear New Build – German Safety<br />
& Supplier Landscape After 2022<br />
››<br />
Thorsten Kammerzell, Vice President Large<br />
Projects Germany, Framatome GmbH, Germany<br />
Competence<br />
Securing of Competence in Germany<br />
and International Cooperation on<br />
Plant Safety<br />
››<br />
Uwe Stoll, Scientific and Technical Director,<br />
Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit<br />
(GRS) gGmbH, Germany<br />
Self-Conception and Perspectives<br />
of the Young Generation<br />
››<br />
Florian Gremme, Chairperson of the KTG Young<br />
Generation, Germany<br />
Communications<br />
Speech<br />
››<br />
Prof. Dr. Renate Köcher, CEO, Institut für<br />
Demoskopie Allensbach, Germany<br />
Waste Management<br />
Intermediate Storage in Germany<br />
Panel<br />
››<br />
Henry Cordes, CEO, EWN Entsorgungswerk<br />
für Nuklearanlagen GmbH, Germany<br />
››<br />
Bernd Kaiser, Technical Manager, NPP<br />
Grafenrheinfeld, PreussenElektra GmbH, Germany<br />
››<br />
Felix Kusicka, Mayor of Biblis (CDU) and Deputy<br />
Chairperson of ASKETA, Germany<br />
››<br />
Tba, BGZ Gesellschaft für Zwischenlagerung<br />
mbH, Germany<br />
Award Ceremony<br />
Award of the Honorary Membership<br />
of KTG<br />
››<br />
Presented by Frank Apel, Chairperson of KTG,<br />
Germany<br />
Outside the Box<br />
Technolution – The Co-Evolution<br />
Between Techology and Humankind<br />
››<br />
Matthias Horx, Trend Researcher and<br />
Futurologist, Austria<br />
Social Evening<br />
DAtF-Reception and Social Evening<br />
in the Exhibition Area<br />
Outstanding Know-How &<br />
Sustainable Innovations<br />
»»<br />
Focus Session<br />
Tuesday, May 7 th <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Small Modular Reactors (SMRs):<br />
a Major Element of the Future<br />
of Nuclear?<br />
››<br />
Coordinator:<br />
Dr. Christian Raetzke, CONLAR Consulting on<br />
Nuclear Law, Licensing and Regulation, Germany<br />
SMRs – Overview on International<br />
Developments and Safety Features<br />
››<br />
Dr. Andreas Schaffrath, Head of Reactor Safety<br />
Research Division, Gesellschaft für Anlagen- und<br />
Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH<br />
SMRs – It's all about<br />
the economics…!<br />
››<br />
Dr. Helmut Engelbrecht, former CEO of Urenco,<br />
former Chairman of World Nuclear Association<br />
Flexible, Innovative Regulation of<br />
SMRs and Other New Technologies<br />
››<br />
Susan H. Vrahoretis, Assistant General Counsel,<br />
United States Nuclear Regulatory Commission,<br />
USA<br />
Tba<br />
››<br />
Tba,<br />
World Nuclear Association, UK<br />
Discussion with the Panel<br />
and the Audience.<br />
»»<br />
Technical Sessions<br />
Wednesday, May 8 th <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Outstanding Know-How,<br />
New Build and Innovations<br />
››<br />
Chair & Keynote Coordinator:<br />
Dr. Matthias Lamm, Framatome GmbH, Germany<br />
Keynote<br />
First AP1000 Connected to the Grid<br />
››<br />
Tba, Westinghouse Electric Germany GmbH,<br />
Germany<br />
Keynote<br />
Nuclear Technology and the Radiation<br />
Processing Industry – The Impact on<br />
Life Sciences<br />
››<br />
Paul Wynne, Director and General Manager, International<br />
Irradiation Association, United Kingdom<br />
Herausforderungen bei der Einführung<br />
der Digitalisierung im Umfeld<br />
eines kerntechnischen Unternehmens<br />
››<br />
Matthias Habelt, Framatome GmbH, Germany<br />
Commissioning the Barakah Nuclear<br />
Power Plant<br />
››<br />
Dr. Rolf Janke, Nawah Energy Company, UAE<br />
Detection of Unexploded Ordnances<br />
by Neutron Activation Analysis<br />
››<br />
Dr. John Kettler, AiNT GmbH, Germany<br />
R&D Activities in Support of the UK<br />
Advanced Reactor Programme<br />
››<br />
Dr. John Lillington, Wood, United Kingdom<br />
Safety-related Studies on Heavyliquid<br />
Metal Technology for Advanced<br />
Reactors in Europe<br />
››<br />
Dr. Julio Pacio, Karlsruhe Institute of Technology,<br />
Germany<br />
The Central radiological Computer<br />
System (CRCS)<br />
››<br />
Dr. Markus Schindewolf, Framatome GmbH,<br />
Germany<br />
Reactor Physics, Thermo and<br />
Fluid Dynamics<br />
››<br />
Chair:<br />
Dr. Andreas Wielenberg Gesellschaft für Anlagenund<br />
Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH, Germany<br />
››<br />
Keynote Coordinator:<br />
Dr. Tatiana Salnikova, Framatome GmbH,<br />
Germany<br />
Keynote<br />
Actual Challenges for Core-Design<br />
››<br />
Uwe Stoll, Scientific and Technical Director,<br />
Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit<br />
(GRS) gGmbH, Germany<br />
Keynote<br />
Anomaly Detection in Operation<br />
Nuclear Reactors: Overview of the<br />
Recent Advances in the CORETEX<br />
Project<br />
› › Prof. Christoph Demaziere, Subatomic and<br />
Plasma Physics, Department of Physics, Chalmers<br />
University of Technology, Sweden<br />
43<br />
AMNT <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
AMNT <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Preliminary Programme
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
44<br />
AMNT <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Validation for CFD Thermalhydraulic<br />
Simulation for Liquid Metal Cooled<br />
Blocked 19-Pin Hexagonal Wire<br />
Wrapped Rod Bundle Experiment<br />
Carried out at KIT-KALLA Validation<br />
for CFD Thermalhydraulic Simulation<br />
for Liquid Metal Cooled Blocked<br />
19-Pin Hexagonal Wire Wrapped rod<br />
Bundle Experiment Carried out at<br />
KIT-KALLA<br />
››<br />
Dr. Abdalla Batta, Karlsruhe Institute for<br />
Technology (KIT), Germany<br />
Analysis of Moderately and Strongly<br />
Swirling Flows at Pump Intakes in<br />
Order to Develop Efficient Computational<br />
Methods for the Determination<br />
of the Required Submergence<br />
››<br />
Dr. Frank Blömeling, TÜV NORD EnSys GmbH &<br />
Co. KG, Germany<br />
A brief Comparison of the ATHLET-CD<br />
Lower Plenum Modules AIDA and<br />
LHEAD Regarding the Late Phase<br />
Simulation of 1F3<br />
››<br />
Christoph Bratfisch, Ruhr-Universität Bochum,<br />
Germany<br />
LOCA Scenario-related Zinc Borate<br />
Precipitation Studies at Lab Scale<br />
››<br />
Dr. Ulrich Harm, TU Dresden, Germany<br />
Simulation of Light Gas and<br />
Condensing Steam Interaction Test<br />
TH-29.1 with COCOSYS<br />
››<br />
Johannes Hoffrichter, Ruhr-Universität Bochum,<br />
Germany<br />
Simulation of Multi-compartment<br />
Hydrogen Deflagration Test HD-36<br />
with COCOSYS<br />
››<br />
Tobias Jankowski, Ruhr-Universität Bochum,<br />
Germany<br />
LOCA Scenario-Related Zinc Borate<br />
Precipitation Studies at Semi-<br />
Technical Scale<br />
››<br />
Dr. André Seeliger, Hochschule Zittau/Görlitz,<br />
Germany<br />
Analysis of the Accuracy<br />
of the Modeling of a Heated Pool<br />
››<br />
Jorge Yanez, Karlsruher Institut für Technologie,<br />
Germany<br />
Implementation of the System<br />
Thermal-hydraulic Code TRACE into<br />
SALOME Platform for Multi-Scale<br />
Coupling<br />
››<br />
Kanglong Zhang, Karlsruher Institut<br />
für Technologie, Germany<br />
Jury:<br />
››<br />
Prof. Dr. Marco K. Koch,<br />
Ruhr-Universität Bochum, German<br />
››<br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Starflinger,<br />
University of Stuttgart, Germany<br />
››<br />
Dr. Wolfgang Steinwarz, Germany<br />
››<br />
Dr. Katharina Stummeyer, Gesellschaft für<br />
Anlagen-und Reaktorsicherheit gGmbH, Germany<br />
Prize awarded by:<br />
››<br />
GNS Gesellschaft für Nuklear-Service mbH and<br />
Forschungsinstitut für Kerntechnik und Energieumwandlung<br />
e. V.<br />
Detailed session programme<br />
to be announced.<br />
»»<br />
Campus<br />
Nuclear Energy Campus<br />
Wednesday, 8 th May <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
››<br />
Coordinators:<br />
Florian Gremme, KTG Young Generation Network,<br />
Germany<br />
Sebastian Hahn, KTG Young Generation Network,<br />
Germany<br />
The Nuclear Energy CAMPUS leads through<br />
the world of radioactivity, nuclear technology<br />
and radiation protection with different<br />
presentations and individual stations. There<br />
will be contact persons available at all of<br />
the themed booths to offer information in<br />
form of short talks, movies, demonstrations<br />
or experiments. Besides, information<br />
on study options and career perspectives<br />
within nuclear industry are provided. The<br />
CAMPUS language will be German.<br />
Welcome and Introducing<br />
of the Young Generation Network<br />
››<br />
Florian Gremme, KTG Young Generation Network,<br />
Germany<br />
Nuclear Technology in and<br />
Beyond our Daily Lifes<br />
››<br />
N.N.<br />
The Nuclear Fission Table<br />
in the Deutsches Museum<br />
››<br />
Dr. Susanne Rehn-Taube, Deutsches Museum<br />
Munich, Germany<br />
Working in NPPs<br />
››<br />
Sebastian Hahn, KTG Young Generation Network,<br />
Germany<br />
Experiment: Radioactivity and<br />
Radiation Protection<br />
››<br />
N.N.<br />
Enhanced Safety &<br />
Operation Excellence<br />
»»<br />
Focus Sessions<br />
Tuesday, May 7 th <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
50 Years of Protection Against<br />
Ionizing Radiation – What Has Been<br />
Achieved?<br />
››<br />
Coordinators:<br />
Erik Baumann, Framatome GmbH, Germany<br />
Dr. Angelika Bohnstedt, Karlsruhe Institute of<br />
Technology (KIT), Germany<br />
Freimessungen im Kräftefeld<br />
zwischen Entsorgung, Behörden<br />
und Umweltschutz<br />
››<br />
Dr. Jürgen Müller, Referat Grundsatzfragen und<br />
Koordination atomrechtlicher Genehmigungsund<br />
Aufsichtsverfahren, Anlagensicherung,<br />
Strahlenschutz und Umgebungsüberwachung<br />
kerntechnischer Anlagen, Zwischenlagerung,<br />
Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft,<br />
Umwelt, Natur und Digitalisierung des Landes<br />
Schleswig-Holstein, Germany<br />
Freimessung von radioaktiven<br />
Abfällen aus methodischer und technischer<br />
Sicht: Trends und Grenzen<br />
››<br />
Dr. Marina Sokcic-Kostic, Principal Engineer,<br />
Safety Engineering & Assessment, Radiation<br />
Monitoring Systems, NUKEM Technologies<br />
Engineering Services GmbH, Germany<br />
Freigabe in Baden-Württemberg –<br />
Erfahrungen beim Rückbau aus der<br />
Sicht des Gutachters<br />
››<br />
Dr. Thomas Wilhelm, Radiation Protection and<br />
Filter Technology, TÜV SÜD Energietechnik GmbH<br />
Baden-Württemberg, Germany<br />
Strahlenschutztechnik:<br />
Entwicklungen in der Dosimetrie und<br />
Fortschritte in der Messtechnik<br />
››<br />
Dr. Rüdiger Collatz, Business Unit Manager<br />
Radiation Protection, Berthold Technologies<br />
GmbH & Co.KG, Germany<br />
Strahlenschutz bei der ABC-Abwehr<br />
››<br />
Dr. Friedrich Groß-Alltag, Regierungsdirektor,<br />
Leiter Dezernat Physik, Schule ABC-Abwehr und<br />
Gesetzliche Schutzaufgaben, Bereich Wissenschaften<br />
Operation and Safety:<br />
Learning from the Past for the Future<br />
››<br />
Coordinators:<br />
Dr. Tatiana Salnikova, Framatome GmbH,<br />
Germany<br />
Dr. Ludger Mohrbach,<br />
VGB PowerTech e. V., Germany<br />
»»<br />
Workshop<br />
Young Scientists‘ Workshop<br />
Tuesday, 7 th May <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Wednesday, 8 th May <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
››<br />
Coordinator:<br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Starflinger,<br />
University of Stuttgart, Germany<br />
Stations of Nuclear Energy Campus<br />
1. Nuclear Power Plants & Decommissioning<br />
2. Electricity Market – Composition<br />
of the Electricity Price<br />
3. Packaging, Casks & Conditioning of Waste<br />
4. Beyond Generation of Electricity –<br />
Nuclear Medicine Applications<br />
5. Final Disposal of Radioactive Waste<br />
6. Nuclear Fusion<br />
Detailed session programme<br />
to be announced.<br />
AMNT <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Preliminary Programme
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
»»<br />
Technical Session<br />
Wednesday, May 8 th <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Operation and Safety<br />
of Nuclear Installations<br />
››<br />
Chair:<br />
Dr. Thorsten Hollands, Geselllschaft<br />
für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH<br />
››<br />
Keynote Coordinator:<br />
Dr. Erwin Fischer, PreussenElektra, Germany<br />
Keynote<br />
Operational Experience Exchange<br />
– Relevant Source for Safety<br />
Improvements<br />
››<br />
Ulrich Sander, Head of Event Analysis and Nuclear<br />
Safety Commissioner, EnBW Kernkraft GmbH,<br />
Germany<br />
Keynote<br />
From Operations to Decommis sioning<br />
– Well Prepared Saves Time and<br />
Money<br />
››<br />
Thomas Hanisch, Head of Nuclear Safety and<br />
Security<br />
››<br />
Andreas Dinter, Head of CoC Decommissioning<br />
and Disposal, PreussenElektra GmbH, Germany<br />
Keynote<br />
Operational Excellence –<br />
from Mission to Reality<br />
››<br />
Norbert Goschler, Head of Operational Excellence,<br />
Nuclear Power Plant Isar, Germany<br />
Warum die Energiewende-Ziele<br />
revidiert werden sollten?<br />
››<br />
Prof. Dr. Helmut Alt, FH Aachen, Germany<br />
Vapor Compression within Coolant<br />
Treatment System<br />
››<br />
Christine Bürger, Framatome GmbH, Germany<br />
Analysis of the Impact of Severe<br />
Accident Management Measures on<br />
the Core Coolability during a Station<br />
Black Out Transient in a Generic<br />
KONVOI Type Reactor<br />
››<br />
Florian Gremme, Ruhr University Bochum,<br />
Germany<br />
Analysis of the Melt Behaviour in the<br />
Lower Plenum with Simulations of<br />
LIVE-L10 and -L11 Experiments Using<br />
the Severe Accident Analysis Code<br />
AC² – ATHLET-CD<br />
››<br />
Florian Krist, Ruhr University Bochum, Germany<br />
Evolution of Reactor Core Design<br />
››<br />
Dr. Elina Oberlander, TÜV NORD EnSys GmbH &<br />
Co. KG, Germany<br />
PROtect: The Leading EATF Program<br />
of Framatome<br />
››<br />
Dr. E. W. Schweitzer, Framatome GmbH, Germany<br />
PAS and PLEPS Studies Applied for<br />
Evaluation of Neutron and Hydrogen<br />
Ions Treated German Reactor<br />
Pressure Vessel Steels.<br />
››<br />
Prof. Vladimir Slugen, Slovak University<br />
of Technology, Slovakia<br />
International Standards as Precondition<br />
for Prevention of Cyber<br />
Attacks on Nuclear Power Plants<br />
››<br />
Asmaa Tellabi, Framatome GmbH, Germany<br />
Evolution Angra 3 – a State-of-the Art<br />
Transformation from Analog to Digital<br />
I&C with Hybrid Operating Control<br />
Methodologies<br />
››<br />
Dr. Andreas Teufel, Framatome GmbH, Germany<br />
Fortschrittliche Brennstoffkonzepte<br />
››<br />
Dr. Nico Vollmer, Framatome GmbH, Germany<br />
Decommissioning Experience &<br />
Waste Management Solutions<br />
»»<br />
Focus Sessions<br />
Tuesday, May 7 th <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Wednesday, May 8 th <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Post-operation and Decommissioning<br />
››<br />
Coordinators:<br />
Dr. Erich Gerhards, PreussenElektra GmbH,<br />
Germany<br />
Dr. Ralf Versemann, RWE Nuclear GmbH,<br />
Germany<br />
Rückbau der EnBW-Kernkraftwerke:<br />
Mit klarer Strategie, konsequenter<br />
Umsetzung und dialogorientierter<br />
Kommunikation zum Erfolg<br />
››<br />
Jörg Michels, Geschäftsführer, EnBW Kernkraft<br />
GmbH, Germany<br />
Stand und Perspektiven des<br />
Rückbaus im EWN‐Konzern<br />
››<br />
Henry Cordes, Vorsitzender der Geschäftsführung,<br />
EWN Entsorgungswerk für Nuklearanlagen<br />
GmbH, Germany<br />
Flottenansatz der PEL im Rückbau<br />
››<br />
Stephan Krüger, Bereichsleiter Rückbau,<br />
PreussenElektra GmbH, Germany<br />
Erreichen der Brennstofffreiheit und<br />
Abschluss der Primärkreisdekontaminationen<br />
– zwei wichtige Meilensteine<br />
im Bibliser Abbauprojekt<br />
››<br />
Horst Kemmeter, Leiter KKW Biblis, RWE Power<br />
AG, Germany<br />
Erste Ergebnisse von Nachbestrahlungsuntersuchungen<br />
an<br />
Sonderbrennstäben<br />
››<br />
Ingo Neuhaus, Technischer Geschäftsführer,<br />
Vattenfall Europe Nuclear Energy GmbH, Germany<br />
Stilllegung Kernkraftwerk Mühleberg<br />
– Pionierrolle der BKW in der Schweiz<br />
››<br />
Stefan Klute, Gesamtprojektleiter Stilllegung<br />
KKM. BKW, Switzerland<br />
››<br />
Dr. Philipp Hänggi,<br />
››<br />
Dr. Patrick Miazza,<br />
››<br />
Joachim Dux<br />
Challenges of Safe Interim Storage<br />
Pending Readiness of the HLW<br />
Repository<br />
››<br />
Coordinator:<br />
Dr. Wilhelm Hund, Head of R&D/ Knowledge<br />
Management, Bundesgesellschaft für<br />
Endlagerung mbH (BGE), Germany<br />
Welcome and Keynote<br />
››<br />
Dr. Wilhelm Hund, Head of R&D/ Knowledge<br />
Management, Bundesgesellschaft für<br />
Endlagerung mbH (BGE), Germany<br />
Interim Storage of Radioactive Waste<br />
in Germany<br />
››<br />
Dr. Michael Hoffmann, Head of Department<br />
Interim Storage, BGZ Gesellschaft für Zwischenlagerung<br />
mbH, Germany<br />
Ageing Management for HLW<br />
››<br />
Dr. Heinz-Walter Drotleff, Nuclear Waste<br />
Management Commission (ESK), Germany<br />
Updating Safety Requirements<br />
››<br />
Dr. Lukas Schulte, Federal Ministry for the<br />
Environment, Nature Conservation and Nuclear<br />
Safety (BMU), Germany<br />
Status of the Site Selection Process<br />
for the HLW Repository: Geological<br />
Data and Methodology to Implement<br />
Criteria and Requirements<br />
››<br />
Steffen Kanitz, Managing Director, Bundesgesellschaft<br />
für Endlagerung mbH (BGE), Germany<br />
Vehicles of Public Participation.<br />
Finding Solutions in the Realm<br />
Between Acceptance and Consensus<br />
››<br />
Prof. Dr. Miranda Schreurs, Chair of the National<br />
Citizens’ Oversight Committee, Germany<br />
Discussion<br />
»»<br />
Technical Sessions<br />
Wednesday, May 8 th <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Decommissioning of Nuclear<br />
Installations<br />
››<br />
Chair:<br />
Dr. Martin Brandauer, Karlsruhe Institute<br />
of Technology (KIT), Germany<br />
››<br />
Keynote Coordinator:<br />
Thomas Seipolt, NUKEM Technologies<br />
Engineering Services GmbH, Germany<br />
Keynote<br />
Japanese Status on Decommissioning<br />
››<br />
Prof. Satoshi Yanagihara, Professor for Nuclear<br />
Decommissioning, University of Fukui, Japan<br />
Keynote<br />
Overview on Decommissioning and<br />
Related R&D<br />
››<br />
Christine Georges, Head of Prospective and<br />
International Development, French Alternative<br />
Energies and Atomic Energy Commission (CEA),<br />
France<br />
Herausforderungen beim Transport<br />
von Großkomponenten<br />
› › Helmut Alborn, August Alborn GmbH & Co. KG,<br />
Germany<br />
45<br />
AMNT <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
AMNT <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Preliminary Programme
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
46<br />
AMNT <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Contracting Innovation in Nuclear<br />
Decommissioning<br />
››<br />
Graham Alty, Pinsent Masons LLP, United<br />
Kingdom<br />
Removal of Non-Radioactive Residues<br />
from Supervision<br />
››<br />
Dr. Bernhard Bugenhagen, TÜV NORD<br />
EnSys GmbH & Co. KG, Germany<br />
Investigation of Process Emissions<br />
during Thermal Cutting of Clad Metals<br />
from the Nuclear Sector<br />
››<br />
Klaus Büttner, NUKEM Technologies Engineering<br />
Services GmbH, Germany<br />
Einsatz der eignungsgeprüften<br />
Rohrkupplung STRAUB MGK3<br />
mit Endkappe beim Rückbau von<br />
Rohrleitungssystemen in deutschen<br />
Kernkraftwerken<br />
››<br />
Arno Hentschel, PreussenElektra GmbH, Germany<br />
Vorstellung eines Separations systems<br />
zur Behandlung von Sekundär abfällen<br />
der Wasser-Abrasiv-Suspensions-<br />
Schneidtechnik<br />
››<br />
Carla-Olivia Krauß, Karlsruhe Institute of<br />
Technology (KIT), Germany<br />
QUIVERS FOR NON STANDARD FUEL<br />
RODS – First Dispatch Campaign<br />
Completed<br />
››<br />
Bernhard Kühne, GNS Gesellschaft für<br />
Nuklear-Service mbH, Germany<br />
Arc Saw Segmentation of Nuclear<br />
Components<br />
››<br />
Thomas S. LaGuardia, LaGuardia & Associates,<br />
LLC, USA<br />
Untersuchungen zum Abtrag<br />
asbesthaltiger Spachtelmasse<br />
mittels Feucht-Sandstrahlen<br />
››<br />
Simone Müller, Karlsruhe Institute of Technology<br />
(KIT), Germany, Germany<br />
The Decommissioning and Waste<br />
Management Programme of the<br />
European Commission Joint Research<br />
Centre<br />
››<br />
Dr. Vincenzo Rondinella, European Commission –<br />
Joint Research Center, Germany<br />
Radiological Characterization<br />
of a Large Component as Basis<br />
for its Decommissioning<br />
››<br />
Dr. L. Schlömer, WTI Wissenschaftlich<br />
Technische-Ingenieurberatung GmbH, Germany<br />
Dose Assesment for the Workers<br />
Performing the Dismantling of a<br />
VVR-S Nuclear Research Reactor Block<br />
››<br />
Dr. C. Tuca, Horia Hulubei National Institute<br />
for Physics and Nuclear Engineering, IFIN-HH,<br />
Romania<br />
Radioactive Waste Management,<br />
Storage and Disposal<br />
››<br />
Chair: Dr. Alexander Zulauf, NUKEM Technologies<br />
Engineering Services GmbH, Germany<br />
››<br />
Keynote Coordinator: Dr. Anke Traichel, EWN<br />
Entsorgungswerk für Nuklearanlagen GmbH,<br />
Germany<br />
Keynote<br />
Waste Treatment/Immobilization and<br />
Management at a Glance<br />
››<br />
Prof Michael I. Ojovan, Imperial College London,<br />
Visiting Professor, United Kingdom (Tbc)<br />
Keynote<br />
Optimierte Behälter- und<br />
Verpackungs planung für schwachund<br />
mittelradioaktive Abfälle<br />
››<br />
Dr. Anton Philipp Anthofer, Group Manager<br />
Nuclear Services, VPC GmbH, Germany (Tbc)<br />
Keynote<br />
Experiences from a Decommission<br />
Project Regarding Packaging and<br />
Optimization<br />
››<br />
Karsten Beier, Head of Department Project<br />
Management/Disposal, EWN Entsorgungswerk<br />
für Nuklearanlagen GmbH, Germany (Tbc)<br />
››<br />
Ralf Borchardt, Director Projects, EWN<br />
Entsorgungswerk für Nuklear anlagen GmbH,<br />
Germany (Tbc)<br />
Handling, Transport and First Results<br />
from Post-Irradiation Examination of<br />
Special Fuel Rods<br />
››<br />
Dr. Arno Benen, Vattenfall Europe Nuclear Energy<br />
GmbH, Germany<br />
CASTOR ® geo and the GNS CLU<br />
System – Customized High Capacity<br />
Dry Storage Solutions<br />
››<br />
Dr. Linus Bettermann, GNS Gesellschaft für<br />
Nuklear-Service mbH, Germany<br />
KTA 3604 – A New Guideline for<br />
Inspections on Radioactive Waste<br />
Packages in Storage Facilities<br />
››<br />
Dr. Wolfgang Botsch, TÜV NORD EnSys GmbH &<br />
Co. KG., Germany<br />
Heterogeneous Activity Distributions<br />
– The Crisis in Radiological<br />
Characterization and its Solution<br />
››<br />
Dr. Martin Dürr, AiNT GmbH, Germany<br />
QUANTOM – Non-destructive<br />
Scanning of Waste Packages<br />
for Material Description and<br />
Plausibility Check<br />
››<br />
Dr. Andreas Havenith, AiNT GmbH, Germany<br />
Westinghouse Mobile Cementation<br />
Unit CURE for Liquid Low-level and<br />
Intermediate-level Active Waste<br />
››<br />
Andreas Kalk, Westinghouse Electric Germany<br />
GmbH, Germany<br />
Research at BAM for Evaluating Long<br />
Term Safety of Container Systems<br />
and Components<br />
››<br />
Dr. Anja Kömmling, Bundesanstalt für Materialforschung<br />
und -prüfung (BAM), Germany<br />
Transmutation of Nuclear Waste<br />
Isotopes<br />
››<br />
Dr. Gerhard Langmüller, Germany<br />
Leading German Technologies<br />
for Fuel Service<br />
››<br />
Dr. Céline Lascar, Framatome GmbH, Germany<br />
Application of 3D Thermal Analyses<br />
for Loading and Unloading Procedures<br />
of Spent Fuel Casks to Ensure<br />
Admissible Temperatures in Fuel Rods<br />
››<br />
Dr. Thorsten Neuhaus, TÜV NORD EnSys GmbH &<br />
Co. KG, Germany<br />
Intermediate Storage Evaluation<br />
for Graphite and Aluminum Wastes<br />
Resulted from a VVR-S Type Research<br />
Reactor Decommissioning<br />
››<br />
Dr. Alexandru Octavian Pavelescu, “Horia<br />
Hulubei” National Institute for R&D in Physics and<br />
Nuclear Engineering (IFIN-HH), Romania<br />
Reduction of Radioactive Waste<br />
Volumes by Recovery of Usable<br />
Materials and Refeeding of Nuclear<br />
Materials into the Fuel Cycle<br />
››<br />
Dr. Wolfgang Schmid, Framatome GmbH,<br />
Germany<br />
Material Flow Management during the<br />
Dismantling of Nuclear Power Plants<br />
››<br />
Johannes Schubert, VPC GmbH, Germany<br />
Radiological Characterization<br />
of Waste: From Free Release<br />
Measurements up to the<br />
Measurement of High Active Waste<br />
››<br />
Dr. M. Sokcic-Kostic, NUKEM Technologies<br />
Engineering Services GmbH, Germany<br />
CASTOR ® MTR3: Development of<br />
a Dual Purpose Cask for Research<br />
Reactors<br />
› › Leonard Synder, GNS Gesellschaft für<br />
Nuklear-Service mbH, Germany<br />
40 Years of CASTOR ® – A Success<br />
Story from the First Commissioning<br />
to Final Defueling<br />
››<br />
Michael Köbl, GNS Gesellschaft für Nuklear-<br />
Service mbH, Germany<br />
AMNT <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Preliminary Programme
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
Inside<br />
47<br />
Nuclear4Climate auf der<br />
UN-Klimakonferenz COP24<br />
Vom 2. bis 14. Dezember 2<strong>01</strong>8 fand im polnischen<br />
Kattowitz die 24. UN-Klimakonferenz (Conference of the<br />
Parties, COP24) statt. Die diesjährige Konferenz ist die<br />
wichtigste seit der COP21 im Jahr 2<strong>01</strong>5, bei der das<br />
Übereinkommen von Paris verabschiedet wurde.<br />
Die Grassroots-Initiative Nuclear4Climate (N4C) war<br />
während der gesamten Dauer mit zahlreichen jungen<br />
Mitgliedern aus unterschiedlichen Ländern und einem<br />
eigenen Stand vertreten.<br />
Nuclear4Climate wurde anlässlich der COP21 in Paris<br />
gegründet und ist ein Zusammenschluss von über 160<br />
internationalen kerntechnischen Organisationen mit dem<br />
Ziel, die Kernenergie ins Gespräch zum Klimaschutz<br />
einzubringen. Neben der Europäischen Kerntechnischen<br />
Gesellschaft ENS ist unter anderem auch die KTG Mitglied.<br />
Zum Erreichen des Ziels, die Kernenergie als Teil der<br />
Lösung im Kampf gegen den Klimawandel anzuerkennen,<br />
haben N4C-Mitglieder neben der Ausrichtung einer<br />
eigenen Diskussionsrunde auch an anderen Diskussionen<br />
als Gastredner teilgenommen und weitere zahlreiche<br />
öffentlichkeitswirksame und sympathische Aktivitäten<br />
unternommen.<br />
An der von Nuclear4Climate organisierten Podiumsdiskussion<br />
unter dem Titel „Ganzheitlicher Energiemix –<br />
der einzige Weg um wirksam Kohlendioxid-Emissionen zu<br />
reduzieren“ nahmen unter anderem Vertreter internationaler<br />
Organisationen wie der International Atomic<br />
Energy Agency (IAEA), Generation Atomic und Energy for<br />
Humanity teil.<br />
Während N4C in seiner Argumentation eher auf<br />
den Aspekt der CO 2 -Freiheit der Stromerzeugung aus<br />
Kernenergie hinweist, geht Kirsty Gogan (Energy for<br />
Humanity) auch auf den Aspekt der Wohlstandssicherung<br />
und Verbesserung der Lebensumstände in Schwellen- und<br />
„Dritte Welt“-Ländern ein, der die gesamte Menschheit zur<br />
Nutzung der Kernkraft geradezu verpflichte.<br />
Ihrer Ansicht nach sei es unverantwortlich Schwellenländern<br />
den Zugang zu sauberer, bezahlbarer und<br />
CO 2 -freier Energie vorzuenthalten, was bei den Kernkraftgegnern,<br />
insbesondere den „klassischen“ Umweltschutzverbänden,<br />
jedoch ein enormes Umdenken erfordere.<br />
Dass solches Umdenken nicht unmöglich sei, zeigte der<br />
Moderator des Podiums, Tuomo Huttunen, aus Finnland<br />
auf: Die finnische Partei Grüner Bund befürworte dort die<br />
Nutzung der sauberen Kernenergie und könne ein Vorbild<br />
für eine hoffentlich weltweite Entwicklung sein.<br />
Als Gastredner fungierten Helge Gottschling (KTG) bei<br />
einer Podiumsdiskussion der UN zum Thema „Saubere<br />
und bezahlbare Energie für eine nachhaltige Urbanisierung<br />
und Entwicklung“ und Emilia Janisz (ENS) bei<br />
einem Side Event des DOE (U.S. Department of Energy)<br />
zum Thema „Innovation in der Kerntechnik: Zukunft<br />
umweltfreundlicher Energien“.<br />
Dies ist ein enormer Fortschritt und eine positive<br />
Entwicklung seit der ersten Teilnahme von Befürwortern<br />
der Kernkraft bei COP21 in Paris 2<strong>01</strong>5. Damals bot sich<br />
keine Möglichkeit, eine eigene Veranstaltung durchzuführen<br />
und zudem wurde der Infostand von N4C von<br />
Kernkraftgegnern beschädigt.<br />
Demgegenüber konnte dieses Jahr in Kattowitz die<br />
Wahrnehmung der Rolle der Kernkraft auch auf<br />
emotionaler Ebene erheblich verbessert werden. So haben<br />
die jungen Teilnehmer von N4C mehrmals zehnminütige<br />
bis halbstündige spontane Vorstellungen mit Kurzvorträgen<br />
und Singen eigens gedichteter fröhlicher Pro-<br />
Kernkraft-Lieder dargeboten – dies wurde von den<br />
allermeisten Delegierten mit Applaus bedacht. Lieder wie<br />
„We can’t help falling in love with U“ (das U steht für das<br />
chemische Symbol Uran und bedeutet auch „u“ = „you“)<br />
oder „Power for the People“ basieren auf bekannten<br />
Melodien.<br />
Mit ihren über zwei Meter großen Eisbärkostümen<br />
nahmen die Kernkraft-Befürworter auch am „March for<br />
Climate“ durch Kattowitz teil. Die weithin sichtbaren<br />
Bären brachten auch zahlreiche Erwähnungen der<br />
N4C-Botschaft in der internationalen Presse ein. Leider<br />
wurden die N4C-Mitglieder mit ihren Bären während des<br />
Marschs vom Veranstalter aus den Reihen der Klimaschützer<br />
verwiesen.<br />
Dieser offene Ausschluss eines Protagonisten des<br />
Klimaschutzes wurde von den Passanten und der Presse<br />
sehr wohl wahrgenommen und zahlreich aufgegriffen –<br />
nicht nur in den polnischen Medien, sondern auch international.<br />
Aus Protest gegen die Voreingenommenheit des<br />
Veranstalters verließen neben den N4C-Aktivisten auch<br />
einige Passanten den Marsch. Während des weiteren<br />
KTG INSIDE<br />
KTG Inside
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
48<br />
KTG INSIDE<br />
Verlaufs baten dann polnische Medien die jungen Kerntechnikbegeisterten<br />
von N4C zu einem Interview.<br />
An einem eigenen Stand haben die N4C-Teilnehmer mit<br />
vorbeikommenden Delegierten über den Nutzen der Kernenergie<br />
diskutiert. Teils waren auch Kernkraftgegner zum<br />
Gedanken- und Meinungsaustausch erschienen. Etliche<br />
der Vorbeikommenden haben sich für ein Photo mit einer<br />
der vielen Botschaften entschieden, die N4C seit einigen<br />
Jahren nutzt und die auf zahlreichen Photos zu sehen sind.<br />
Dabei ließ sich feststellen, dass Delegierte aus sogenannten<br />
„westlichen“ Ländern stark an Themen wie<br />
„ radioaktiver Abfall“ und „kerntechnische Sicherheit“<br />
interessiert sind. Die übrigen Vertreter interessierten sich<br />
eher für Fragestellungen der Zugänglichkeit zur Nutzung<br />
von Kernenergie auch in Schwellenländern – insbesondere<br />
mit Blick auf den hohen Kapitalbedarf und die finanziellen<br />
Risiken, die mit dem Neubau großer Kraftwerke verbunden<br />
sind. Ferner interessierte die Vertreter der<br />
Schwellenländer auch der Zugang zur Technologie, um in<br />
ihren Ländern eigenes Wissen und Grundlagen für die<br />
Nutzung der Kerntechnik aufzubauen.<br />
Aus Sicht der Kernenergiebefürworter sind SMR (Small<br />
Medium Reactor – auch: Small Modular Reactor), also<br />
Anlagen mit Leistungen zwischen 50 und 300 MW (small)<br />
und bis zu 700 MW (medium) eine sehr gute Lösung für<br />
viele Fragestellungen in Schwellenländern. Sowohl was<br />
die Stromerzeugung, als auch die Nutzung zur Wärmeauskopplung<br />
und Verknüpfung mit anderen industriellen<br />
Prozessen betrifft, wie auch bezüglich des Aspekts der<br />
Integrierbarkeit in urbane Umgebungen. Die weltweiten<br />
Anstrengungen zur Entwicklung von SMR werden nicht<br />
nur staatlicherseits vorangetrieben, sondern auch von<br />
zahlreichen privaten Initiativen und Investoren, unter<br />
denen der bekannteste wohl Bill Gates ist.<br />
Während der gesamten COP24 wurden zudem zahlreiche<br />
Unterschriften für eine Petition gesammelt, um den<br />
Ausrichter der UN-Klimakonferenz aufzufordern, Vertretern<br />
der Kernenergiebranche zukünftig einen „Platz am<br />
Tisch“ einzuräumen. Denn im Gremium der COP-<br />
Veranstalter ist Kernenergie als Baustein zur Bekämpfung<br />
des Klimawandels – trotz ihres unleugbaren Nutzens – bis<br />
heute noch nicht repräsentiert.<br />
Helge Gottschling<br />
Kerntechnische Gesellschaft e. V. (KTG)<br />
Herzlichen Glückwunsch!<br />
Die KTG gratuliert ihren Mitgliedern sehr herzlich zum Geburtstag<br />
und wünscht ihnen weiterhin alles Gute!<br />
Wenn Sie künftig eine<br />
Erwähnung Ihres<br />
Geburtstages in der<br />
<strong>atw</strong> wünschen, teilen<br />
Sie dies bitte der KTG<br />
Geschäftsstelle mit.<br />
KTG Inside<br />
Verantwortlich<br />
für den Inhalt:<br />
Die Autoren.<br />
Lektorat:<br />
Natalija Cobanov,<br />
Kerntechnische<br />
Gesellschaft e. V.<br />
(KTG)<br />
Robert-Koch-Platz 4<br />
1<strong>01</strong>15 Berlin<br />
T: +49 30 498555-50<br />
F: +49 30 498555-51<br />
E-Mail:<br />
natalija.cobanov@<br />
ktg.org<br />
www.ktg.org<br />
Februar <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
90 Jahre | 1929<br />
20. Dr. Helmut Hübel, Bensberg<br />
85 Jahre | 1934<br />
9. Dr. Horst Keese, Rodenbach<br />
12. Dipl.-Ing. Horst Krause, Radebeul<br />
83 Jahre | 1936<br />
6. Dr. Ashu-Tosh Bhattacharyya,<br />
Erkelenz<br />
17. Dr. Helfrid Lahr, Wedemark<br />
82 Jahre | 1937<br />
6. Dipl.-Ing. Heinrich Moers,<br />
Florida/USA<br />
11. Dr. Günter Keil, Sankt Augustin<br />
18. Dipl.-Ing. Hans Wölfel, Heidelberg<br />
80 Jahre | 1939<br />
3. Dr. Roland Bieselt, Kürten<br />
22. Dr. Manfred Schwarz, Dresden<br />
79 Jahre | 1940<br />
9. Dr. Gerhard Preusche,<br />
Herzogenaurach<br />
13. Dr. Hans-Ulrich Fabian, Gehrden<br />
76 Jahre | 1943<br />
5. Dr. Joachim Banck, Heusenstamm<br />
20. Ing. Leonhard Irion, Rückersdorf<br />
28. Dr. Klaus Tägder, Sankt Augustin<br />
70 Jahre | 1949<br />
10. Ulrich Braun, Essen<br />
29. Dr. Anton von Gunten,<br />
Oberdiessbach/CH<br />
65 Jahre | 1953<br />
3. Dr. Reinhard Knappik, Dresden<br />
60 Jahre | 1958<br />
3. Dipl.-Ing. Siegfried Wegerer,<br />
Tiefenbach<br />
55 Jahre |1964<br />
5. Dipl.-Ing. Lutz Föllner, Altdorf<br />
40 Jahre |1979<br />
12. Stephanie Gottstein, München<br />
KTG Inside
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
World Report<br />
Nuclear Power 2<strong>01</strong>7<br />
Editorial office<br />
At the end of the year 2<strong>01</strong>7, there were 449 nuclear power plant units in 31 countries in operation* worldwide. This<br />
means that the number of units dropped by 1 unit to the key date of the previous year (31 December 2<strong>01</strong>6: 450, -1 unit,<br />
-0.25 %) (compare Figure 1) due to the commissioning of 4 new plants, and the final decommissioning of 5 plants. One<br />
power plant unit which have been in long-term shutdown was declared permanently shutdown in 2<strong>01</strong>3. In the following<br />
are the values given on 31 December 2<strong>01</strong>7 and change compared to the previous year as a percentage in brackets. There<br />
were 55 (58, -5.0 %) nuclear power plant units under construction in 16 (15) countries, in other words, 1 less than on<br />
the previous year‘s key date. The available total gross capacity 1)<br />
of the nuclear plants operating amounted to<br />
420,383 MWe (419,793 MWe, +0.15 %) and the total net capacity to 397,009 MWe (396,423 MWe, +0.15 %). This<br />
equates to an increase of 510 MWe gross and 586 MWe net. The additional capacity results mainly from newly defined<br />
nominal capacities of operating plants (compare Table 1 and Figures 1 to 3). As of the year 2<strong>01</strong>6 the base for all<br />
capacities, in particular for the U.S. nuclear power plant units, are the nameplate data. Due to cooling water conditions<br />
(higher or lower cooling water temperatures with respect to design capacity) actual gross and net capacities may vary<br />
by plus or minus 3 % of the nameplate (design) capacity. In some countries the lower capacity value is used for capacity<br />
data due to its relevance for system services.<br />
In the year 2<strong>01</strong>7, the nuclear power plant units Fuqing 4<br />
(PWR, type: Chinese Power Reactor CPR-1000, 1,089 MWe<br />
gross and 1,000 MWe net capacity), Tianwan 3 (PWR,<br />
type: Russian VVER V-428M, 1,126 MWe gross and<br />
1,060 MWe net capacity) in China, and Chasnupp 4 (PWR,<br />
type: PWR, 340 MWe gross and 313 MWe net capacity) in<br />
Pakistan reached first criticality, were connected to the<br />
grid for the first time and put into commercial operation.<br />
In Russia the power plant unit Rostov 4 (VVER-PWR, 1,070<br />
MWe gross, 1,<strong>01</strong>1 MWe net) also reached first criticality<br />
and was connected to the grid for the first time. The<br />
commissioning program followed. Commercial takeover<br />
by the operator is planned for all units in the first half of<br />
2<strong>01</strong>8. Likewise in China the power plant units Yangjiang 4<br />
(PWR, type: Chinese Power Reactor CPR-1000, 1,089 MWe<br />
gross and 1,000 MWe net capacity) was connected to the<br />
grid for the first time and put into commercial operation;<br />
date of first criticality was 30 December 2<strong>01</strong>6.<br />
In 2<strong>01</strong>7 two additional nuclear power plant unit<br />
resumed operations after long-term shutdown. In Japan<br />
the units Takahama 3 and Takahama 4 (both units<br />
870 MWe gross and 830 MWe net capacity respectively)<br />
were restarted after about 5 years of lay-up operations<br />
respectively after the Tohoku earthquake and tsunami in<br />
2<strong>01</strong>1. In 2<strong>01</strong>7 in total five NPPs have been restarted since<br />
2<strong>01</strong>1, when all 51 nuclear power plants in operation in<br />
Japan have been shupt down for lay-up-operation and<br />
safety checks. E.g. in Canada in total 6 units were restarted<br />
after more than 10 years of lay-up operations respectively.<br />
In the course of the liberalisation of the Canadian<br />
electricity market in the mid-1990s, the operator at the<br />
time Ontario Hydro ascertained insufficient competitive<br />
capacity in the market environment for 4 units at the site<br />
Bruce with around 3,100 MW as well as for 4 others at the<br />
site Pickering with approximately 1,850 MW. That is the<br />
reason why the 8 CANDU units Bruce A1 to Bruce A4 and<br />
Pickering 1 to Pickering 4 were disconnected from the<br />
grid and removed from commercial operations between<br />
1995 and 1997. Pickering 1 and Pickering 4 were re-<br />
commissioned in 2003 and 2005 by the new operator<br />
Ontario Power Generation due to changes in the market<br />
| | Fig. 1.<br />
World map nuclear power plants in operation and under construction at the end of 2<strong>01</strong>7.<br />
* The <strong>atw</strong> lists nuclear<br />
power plants as<br />
“ operating” as the<br />
time when first<br />
criticality was<br />
attained as a<br />
“nuclear” criterion.<br />
Other sources refer<br />
to the 1 st power<br />
generation or the<br />
start of commercial<br />
operation. Nuclear<br />
power plants are no<br />
longer listed as<br />
“ operating” when a<br />
long-term<br />
cessation, i.e. over<br />
several years, has<br />
been decided.<br />
Should the operator<br />
possess a valid<br />
framework<br />
operating approval<br />
or no application for<br />
the definitive<br />
cessation of the<br />
operating plant has<br />
been submitted,<br />
then the operating<br />
status is listed as<br />
“ lay-up”. (cf. Spain<br />
and Japan).<br />
49<br />
WORLD REPORT<br />
| | Fig. 2.<br />
Development of the number of nuclear power plants in operations<br />
from 1956 to 2<strong>01</strong>7.<br />
| | Fig. 3.<br />
Development of the gross nuclear power plant capacity in operation<br />
from 1956 to 2<strong>01</strong>7.<br />
1) The data for gross<br />
and net capacities<br />
have been revised<br />
with reference to<br />
“nameplate” data<br />
as from 2<strong>01</strong>7<br />
(in particular data<br />
for U.S: nuclear<br />
power plant units,<br />
source: U.S. EIA)<br />
World Report<br />
Nuclear Power 2<strong>01</strong>7
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
50<br />
WORLD REPORT<br />
Country In operation<br />
Capacity<br />
Under construction<br />
Capacity<br />
Net nuclear<br />
electricity<br />
Number gross net Number gross net<br />
production<br />
Nuclear<br />
share<br />
total<br />
[MWe] [MWe] [MWe] [MWe] [TWh] [%]<br />
Argentina 3 1,750 1,627 1 29 25 6.20 4.50<br />
Armenia 1 408 376 0 0 0 2.40 32.50<br />
Bangladesh 1) - 0 0 1 1,200 1,080 - -<br />
Belarus - 0 0 2 2,388 2,218 - -<br />
Belgium 7 6,220 5,937 0 0 0 40.00 49.90<br />
Brazil 2 1,990 1,884 1 1,300 1,245 15.70 2.70<br />
Bulgaria 2 2,000 1,906 0 0 0 15.50 34.30<br />
Canada 19 14,385 13,517 0 0 0 96.00 14.60<br />
China 2) 39 36,586 34,124 18 20,251 18,890 247.50 3.90<br />
Czech Republic 6 4,133 3,925 0 0 0 26.80 33.10<br />
Finland 4 2,860 2,752 1 1,600 1,600 21.60 33.20<br />
France 58 65,880 63,130 1 1,600 1,600 379.10 71.60<br />
Germany 3) 7 10,<strong>01</strong>3 9,515 0 0 0 72.20 11.60<br />
Hungary 4 2,000 1,889 0 0 0 15.20 50.00<br />
India 22 6,780 6,219 6 4,300 3,927 34.90 3.20<br />
Iran, Islamic Republic of 1 1,000 915 0 0 0 6.40 2.20<br />
Japan 4) 42 41,682 40,004 2 2,760 2,760 29.10 3.60<br />
Korea, Republic of 5) 24 23,495 22,474 4 5,655 5,350 141.10 27.10<br />
Mexico 2 1,640 1,560 0 0 0 10.60 6.00<br />
Netherlands, The 1 515 482 0 0 0 3.30 2.90<br />
Pakistan 6) 5 1,467 1,355 2 2,200 2,028 7.90 6.20<br />
Romania 2 1,412 1,305 0 0 0 10.60 17.70<br />
Russia 36 29,089 27,217 6 4,790 4,435 187.50 17.80<br />
Slovak Republic 4 1,950 1,816 2 942 942 14.00 54.00<br />
Slovenia 1 727 696 0 0 0 6.00 39.10<br />
South Africa 2 1,940 1,860 0 0 0 15.10 6.70<br />
Spain 7) 7 7,398 7,121 0 0 0 55.60 21.20<br />
Sweden 8) 8 8,706 8,350 0 0 0 63.10 39.60<br />
Switzerland 5 3,485 3,333 0 0 0 19.50 33.40<br />
Taiwan, China 6 5,213 5,028 2 2,712 2,712 21.60 9.30<br />
Ukraine 15 13,818 13,090 0 0 0 81.00 55.00<br />
United Arab Emirates - 0 0 4 5,600 5,600 - -<br />
United Kingdom 15 10,366 9,361 0 0 0 63.90 19.30<br />
United States of America 9) 99 111,475 104,241 2 2,500 2,230 805.00 20.00<br />
Total 449 420,383 397,009 55 59,827 56,642 2,519.00 11.60<br />
1) Bangladesh: 1 unit,<br />
construction start<br />
2) China: 3 units, start<br />
of operation<br />
3) Germany: 1 unit<br />
permanently<br />
shut-down<br />
4) Japan: 2 units<br />
restart; 1 unit<br />
permanently<br />
shut-down<br />
5) Korea, Republic of:<br />
1 unit, start of<br />
operation; 1 unit<br />
permanently<br />
shut-down<br />
6) Pakistan: 1 unit,<br />
start of operation<br />
7) Spain: 1 unit<br />
permanently<br />
shut-down<br />
8) Sweden: 1 unit<br />
permanently<br />
shut-down<br />
9) United States of<br />
America: 2 units,<br />
project finally<br />
suspended<br />
| | Tab. 1.<br />
Nuclear power plant units worldwide in operation and under construction (set date: 31 December 2<strong>01</strong>7), nuclear electricity production and<br />
share of nuclear power of total electricity production in 2<strong>01</strong>7 [Source: plant operators, IAEO, <strong>atw</strong>].<br />
and after a retrofitting program. Bruce 3 and Bruce 4 were<br />
re-commissioned at the end of 2003/beginning of 2004.<br />
With the re-commissioning of both units Bruce A-1 and<br />
Bruce A-2 in 2<strong>01</strong>2, the operator of the site BrucePower has<br />
completed his investment program successfully. The site is<br />
intended to secure the power supply in the region in the<br />
long-term during the coming decades. With a gross<br />
capacity of approximately von 6,740 MWe Bruce is also the<br />
nuclear power site with highest output worldwide.<br />
Worldwide 5 nuclear power units were definitively<br />
taken out of commission in 2<strong>01</strong>7. In Germany, the BWR<br />
unit Gundremmingen B (1,344 MWe gross, 1,244 MWe net<br />
capacity, first criticality 1984) definitively terminated<br />
operation. The unit Kori 1 (PWR, 542 MWe gross and<br />
515 MWe net) in the Republic of Korea has been<br />
permanently shutdown by the operator Korea Hydro and<br />
Nuclear Corp. The prototype natrium cooled breeder<br />
ractor Monju (FBR, 280 MWe gross and 246 MWe net) has<br />
been shut down in Japan by the operator Japan Atomic<br />
Energy Agency. The further development of the fast<br />
breeder technology was postponed. In Spain the nuclear<br />
power plant operator Nuclenor decided to permanently<br />
shut-down the unit Santa Maria de Garoña (SWR,<br />
466 MWe gross and 446 MWe net capacity). The plant<br />
was in long-term shutdown operation since July 2<strong>01</strong>3.<br />
Uncertainties regarding the further operational approval,<br />
granted in Spain for limited periods and a potential<br />
unprofitable operation of the plant due to new electricity<br />
taxes introduced by the Spanish government at the<br />
beginning of 2<strong>01</strong>3 were the reasons for this step. The<br />
nuclear power plant started nuclear operations in<br />
November 1970 and was the oldest operating reactor in<br />
Spain. In contrast to the usual legal practice, the former<br />
socialist government had only extended the operational<br />
permit for 4 years in July 2009. The responsible Spanish<br />
supervisory and approving authority Consejo de Seguridad<br />
Nuclear (CSN) had recommended a 10-year extension of<br />
the operating approval with requirements for retrofitting.<br />
After the new elections in Spain in 2<strong>01</strong>2, the conservative<br />
government announced an extension of the operating<br />
World Report<br />
Nuclear Power 2<strong>01</strong>7
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
approval of 5 years. Nuclenor decided to – temporary –<br />
terminate operations already in 2<strong>01</strong>2 also in the light of<br />
the unfavourable tax climate, in order to avoid the tax<br />
burdens and so possibly unprofitable operations, due to<br />
the tax that would take effect as of the beginning of 2<strong>01</strong>3.<br />
The Swedish operator OKG Aktiebolag decided to finally<br />
shut-down the power plant unit Oskarshamn 1 (PWR,<br />
492 MWe gross and 440 MWe net).<br />
There were 55 (58, -5 %) plants with 59,827 MWe gross<br />
and 56,642 MWe net capacity under construction worldwide<br />
at the end of the last year 2<strong>01</strong>7. That means that in<br />
comparison to the figure of the previous year, there were<br />
3 nuclear power units less under construction worldwide,<br />
since 3 projects have been newly started and 4 plants have<br />
attained first criticality. Two projects were suspended in<br />
2<strong>01</strong>7. Due to the delay in construction. South Carolina<br />
Public Service Authority (minority partner of the project,<br />
40 %) decided to stop the new build project Virgil C.<br />
Summer 2 and 3. Construction of two advanced pressurized<br />
water reactors (APR 1000, 1080 MW) by Westinghouse<br />
started in 2<strong>01</strong>3. In March 2<strong>01</strong>7, Westinghouse Electric<br />
Company filed for Chapter 11 bankruptcy because of<br />
$9 billion of losses from its two U.S. nuclear construction<br />
projects. SCANA (share in project: 60 %) considered its<br />
options for the project, and ultimately decided to abandon<br />
the project in July 2<strong>01</strong>7 after the decision of its minority<br />
partner.<br />
Work started for the first unit Rooppur 1 (PWR VVER<br />
V-491, 1,194 MWe gross and 1,109 MWe net capacity) in<br />
Bangladesh by the supplier Atomstroyexport last year.<br />
In India construction started of the Kudankulam 3 unit<br />
(PWR VVER V-428M, 1,000 MWe gross and 917 MWe<br />
net capacity) by the supplier Atomstroyexport. In the<br />
Republic of Korea construction of the Shin-Kori 5 unit<br />
(PWR ACPR-1000, 1,087 MWe gross and 1,000 MWe net<br />
capacity) started.<br />
Active construction projects (numbers in brackets)<br />
listed are: Argentina (1), Bangladesh (1), Belarus (2),<br />
Brazil (1), China (18), Finland (1), France (1), India (7),<br />
Japan (2), Republic of Korea (4), Pakistan (2), Russia (6),<br />
Slovak Republic (2), Taiwan (2), the USA (2) and the<br />
United Arab Emirates (4).<br />
Worldwide there were about 200 projects (175, +25 %)<br />
in the concrete planning or application phase at the turn<br />
of the year 2<strong>01</strong>7/2<strong>01</strong>8. In addition, there are a further<br />
approx. 100 (100, 0 %) declarations of intent by companies<br />
or government offices in other countries. Looking at the<br />
structural impact of the incidents in Japan and Fukushima<br />
on 11 March 2<strong>01</strong>1, it can be ascertained that, in the<br />
meantime, they do not have an effect on the number of<br />
new construction project and plans worldwide, with the<br />
exception of political reactions in Germany, Italy and<br />
Switzerland.<br />
The development of the number of the commercially<br />
operated nuclear power plants worldwide, in addition to<br />
the available gross nuclear power plant capacity is depicted<br />
in Figure 2 and Figure 3 for the years 1956 to 2<strong>01</strong>7 (1956:<br />
year of commissioning the first commercial nuclear power<br />
plant, Calder Hall 1, in Great Britain. The first nuclear-<br />
generated electricity occurred on 20 December 1951 in the<br />
US-American Experimental Breeder Reactor EBR-1.) Also<br />
worth noting is the continued capacity increase (Figure 3)<br />
in the 1980s, as the nuclear power plants, ordered due the<br />
impact of the first oil crisis at the beginning and end of the<br />
1970s, started operations with high capacities per plant<br />
averaging 1,000 MWe. Worldwide and in Germany, the<br />
commissioning of the nuclear power unit Biblis A in 1974<br />
| | Fig. 4.<br />
Development of the nuclear electricity production and plant availability<br />
from 1956 to 2<strong>01</strong>7.<br />
with 1,225 MWe gross represented an important milestone<br />
in the development of high-capacity plants, which were<br />
from the beginning designed also technically for a longer<br />
operating period of several decades – previously, the pilot<br />
plants were also built with the focus on technical feasibility<br />
and practicability. Since about 1993, a developmental<br />
stagnation can be observed with the number of nuclear<br />
power plants and capacity and this is due, on the one hand<br />
to the decommissioning of older, prototypical and no<br />
longer profitable plants in the USA, Europe and the GUS<br />
states and, on the other, the compensatory expansion of<br />
capacities in the Asian region and capacity increases of operating<br />
plants. Since the mid 1990s, remarkable increases<br />
in capacity have been achieved. With further optimised<br />
turbines alone, an increase in capacity of around 5 % can<br />
be gained without increasing the reactor capacity. If a<br />
construction measure also makes increasing the thermal<br />
reactor capacity possible, then the generating capacity in<br />
countries such as Mexico, Sweden, the Slovak Republic,<br />
the USA and Hungary that are already approved<br />
and realised would increase by around 20 %. Until the<br />
end of this decade, a cumulated capacity increase<br />
totalling 7,500 MW is estimated. This equates to the new<br />
construction of about 4 large nuclear power units. In<br />
the USA alone, capacity increases totalling approx.<br />
10,000 MWe net have been realised or approved, a further<br />
500 MWe currently to be realised until 2020 have been<br />
applied for. In Sweden, the operators estimate a capacity<br />
increase program totalling 1,050 MWe net. In Mexico the<br />
nuclear power plant units Laguna Verde 1 and Laguna<br />
Verde 2 have been upgraded from 700 MWe gross to<br />
840 MWe gross each; this is an capacity increase of about<br />
20 %.<br />
With the 449 operating plants at the end of 2<strong>01</strong>7, there<br />
was only one unit in operation than in the hitherto record<br />
year 2<strong>01</strong>6 with 450 nuclear power plants.<br />
The nuclear power plants worldwide have achieved a<br />
approx. 2 % higher result in 2<strong>01</strong>3 compared to the previous<br />
year in the net electricity generation with approx.<br />
2,519 billion (109) kWh (2,477.2 billion kWh, provision<br />
details and calculations, cf. Table 1 and Figure 4). In<br />
Japan, with the exception of five reactor units, all other<br />
37 plants were not connected to the grid for the whole<br />
year. The previous best result of nuclear electricity<br />
production accounted for 2,658 billion kWh in 2006. Good<br />
operating results were reported from the power plants in<br />
Belgium, China, Finland, Germany, Russia, Switzerland<br />
and the USA.<br />
The overall operational reliability of the plants is<br />
underlined by the average mean availability for work of all<br />
51<br />
WORLD REPORT<br />
World Report<br />
Nuclear Power 2<strong>01</strong>7
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
52<br />
WORLD REPORT<br />
Station name Country Reactor type Capacity<br />
gross<br />
[MWe]<br />
Capacity<br />
net<br />
[MWe]<br />
Operator/<br />
Owner<br />
Supplier<br />
Construction start/<br />
First criticality/<br />
Long-term shutdown<br />
1 st Criticality, 1st Grid connection and Start of commercial operation in 2<strong>01</strong>7 Construction date<br />
Fuqing 4 China PWR/CNP-1000 1,089 1,000 CNNCF CNNC 2<strong>01</strong>2<br />
Tianwan 3 China PWR/VVER V-428M 1,126 1,060 JNPC CNNC 2<strong>01</strong>2<br />
Chasnupp 4 Pakistan CNP-300 340 313 PAEC PAEC 2<strong>01</strong>1<br />
1 st Grid connection and Start of commercial operation in 2<strong>01</strong>7<br />
Yangjiang 4 China CPR-1000 1,086 1,000 YNPC CNNC 2<strong>01</strong>2<br />
1 st Criticality and 1st Grid connection in 2<strong>01</strong>7 Construction date<br />
Rostov 4 Russia VVER V-320 1,070 1,<strong>01</strong>1 JSC CR JCS CR 2<strong>01</strong>0<br />
1 st Criticality in 2<strong>01</strong>7, only Construction date<br />
- - - - - - - -<br />
Restart after long-term shutdown in 2<strong>01</strong>7<br />
Long-term shutdown<br />
Takahama 3 Japan PWR 870 830 KEP West 2<strong>01</strong>1<br />
Takahama 4 Japan PWR 870 830 KEP West 2<strong>01</strong>1<br />
Construction starts (first concrete in 2<strong>01</strong>7)<br />
Construction start<br />
Rooppur 1 Bangladesh PWR/VVER V-491 1,194 1,109 NPPCB JCS CR 2<strong>01</strong>7<br />
Kudankulam 3 India PWR/VVER V-428M 1,000 917 NPCIL JCS CR 2<strong>01</strong>7<br />
Shin-Kori 5 Korea, Rep. PWR/ACPR-1000 1,087 1,000 KHNP KHNP 2<strong>01</strong>7<br />
Permanent shutdowns in 2<strong>01</strong>7<br />
First criticality<br />
Gundremmingen B Germany BWR 1,344 1,244 KRB KWU 1984<br />
Kori 1 Korea, Rep. PWR 542 515 KHNP West 1977<br />
Monju Japan FBR 280 246 JAEA JAEA 1994<br />
Oskarshamn 1 Sweden BWR 492 440 OKG ASEA 1970<br />
St. Maria de Garoña Spain BWR 466 440 Nuclenor GE 1970<br />
Long-term shutdowns in 2<strong>01</strong>7<br />
First criticality<br />
St. Maria de Garoña Spain BWR 466 446 Nuclenor GE 1970<br />
Project finally suspended in 2<strong>01</strong>7<br />
Construction start<br />
Virgil C. Summer 2 USA PWR 1,080 1,000 SCE West 2<strong>01</strong>3<br />
Virgil C. Summer 3 USA PWR 1,080 1,000 SCE West 2<strong>01</strong>3<br />
| | Tab. 2.<br />
Nuclear power plant units commissioned in 2<strong>01</strong>7 (first criticality, first grid connection, and start of commercial operation), restart after long-term shutdown, start of construction,<br />
permanent shutdowns, long-term shutdowns and cancellation of projects (in brackets: original start of construction if project was suspended for a longer period).<br />
ASEA: Asea Atom CNNC: China National Nuclear Corporation CNNCF: China National Nuclear Corporation - Fuqing Nuclear Power Co., LTD JAEA: Japan Atomic Energy Agency<br />
JNPC: Jiangsu Nuclear Power Corporation JCS CR: Joint Stock Company, Concern Rosenergoatom KEP: Kansai Electric Power Co. KHNP: Korea Hydro and Nuclear Power Co.<br />
KRB: Kernkraftwerk Gundremmingen GmbH KWU: Siemens KWU NPCIL: Nuclear Power Corporation Of India, LTD. NPPCB: Nuclear Power Plant Company Bangladesh Limited<br />
Nucleanor: Nuclenor, S.A. OKG: OKG Aktiebolag PAEC: Pakistan Atomic Energy Commission YNPC: Yangjiang Nuclear Power Company SCE: South Carolina Electric & Gas Co.<br />
West: Westinghouse Nuclear<br />
2) The CO 2 reduction<br />
factor is based on<br />
the average worldwide<br />
CO 2 emissions<br />
of fossile-fired<br />
power plants in<br />
countries with NPPS<br />
in operation.<br />
nuclear power plants worldwide (cf. Figure 4). Their<br />
average had increased since the mid 1990s. The strong<br />
decrease in availability at the beginning of the 1990s is due<br />
to the large drop in the availability of plants in the East<br />
European states and the GUS states, whose operating data<br />
were included consistently in the statistics for the first<br />
time. The long-term cessation of individual profitable<br />
nuclear power plant, and the quasi whole nuclear power<br />
park of Japan as of 2<strong>01</strong>1, also influence the lower average<br />
availability in the years 2006 to 2009. Since 2<strong>01</strong>1 the<br />
availability is slightly increasing with the commissioning<br />
of nuclear power plants in lay-up operation.<br />
The Top Ten nuclear power plants in power generation<br />
(gross) 2<strong>01</strong>7 are: (1) Shin-Kori-3, Korea, 12.921 TWh;<br />
(2) South Texas-2, USA, 11.994 TWh; (3) Palo Verde-3<br />
11.912 TWh; (4) Civaux-2, 11.893 TWh; (5) Peach<br />
Bottom-2, 11.877 TWh; (6) Nine Mile Point-2, USA,<br />
11.723 TWh; (7) Susquehanna-1, USA, 11.631 TWh;<br />
(8) Angra-2, Brazil, 11.535 TWh; (8) Isar-2, Germany,<br />
11.523 TWh; (10) Emsland, Germany, 11.323 TWh.<br />
Worldwide around 78,810 billion (10 9 ) kWh net<br />
electricity have cumulatively been produced in nuclear<br />
power plants since electricity was first generated from nuclear<br />
power. The experience in the nuclear power plant<br />
operations amount to approx. 16,900 reactor years.<br />
Regarding climate protection, nuclear power plants<br />
have avoided about 2.40 billion (10 9 ) t carbon dioxide<br />
emisisons 2)<br />
in 2<strong>01</strong>3. The emissions avoided through<br />
nuclear energy correspond to some 6 % of the current<br />
annual emissions worldwide of CO 2 , in the meanwhile<br />
over, approx. 33 billion tons. The emissions avoided each<br />
year through nuclear power are distinctly higher than the<br />
worldwide reduction targets contained in the existing<br />
international protocols and agreements on climate<br />
protection (Kyoto protocol) for the period 2008 to 2<strong>01</strong>2!<br />
World Report<br />
Nuclear Power 2<strong>01</strong>7
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
Top<br />
Ministers adopt declaration at<br />
IAEA conference underscoring<br />
growing importance of nuclear<br />
science and technology<br />
(iaea) Nuclear science and technology<br />
have the potential to help countries<br />
meet a wide variety of socio-economic<br />
and human development needs, states<br />
a declaration adopted today by over<br />
60 Ministers and other high-level<br />
Government representatives during a<br />
major International Atomic Energy<br />
Agency (IAEA) conference.<br />
The document highlights the contribution<br />
peaceful uses of these techniques<br />
can make in energy generation,<br />
industry, food and agriculture, human<br />
health and natural resources management.<br />
Recognizing the important role<br />
of science, technology and innovation<br />
in achieving sustainable development<br />
and protecting the environment, the<br />
declaration underscores “the growing<br />
need and demand for further utilization<br />
of nuclear applications worldwide.”<br />
From sterilizing insects that threaten<br />
humans and crops to destroying<br />
tumours and measuring pollutants in<br />
water, the use of nuclear science and<br />
technology is widespread. This role,<br />
however, is not always recognized:<br />
“There is often a lack of awareness of<br />
the major contribution nuclear science<br />
and technology make to development.<br />
As a result, the full potential of peaceful<br />
nuclear science and technology is<br />
not being realised,” IAEA Director<br />
General Yukiya Amano said during<br />
the opening of the conference. “I<br />
therefore believe it is time to mainstream<br />
the use of peaceful nuclear<br />
technology at the highest level. That<br />
means raising public awareness about<br />
nuclear technology, incorporating it<br />
explicitly into national development<br />
plans, and stressing its importance to<br />
aid agencies and donors.”<br />
The 28-30 November IAEA Ministerial<br />
Conference on Nuclear Science and<br />
Technology: Addressing Current and<br />
Emerging Development Challenges,<br />
brings together over 1 000 participants<br />
from more than 135 IAEA Member<br />
States. High-level delegates, scientists<br />
and other experts are discussing innovations<br />
that could help countries face a<br />
changing climate, growing food insecurity,<br />
rapid industrialization and a<br />
rise in chronic and infectious diseases.<br />
“The discussions in the next days<br />
are about topics that may not first<br />
come to mind when speaking about<br />
the IAEA, but which are undoubtedly<br />
the ones with the most direct impact<br />
in the lives of people,” said Epsy<br />
Campbell Barr, Vice-President and<br />
Minister of Foreign Affairs of Costa<br />
Rica in her opening statement as cochair<br />
of the conference. “I am pleased<br />
to see in this room people coming<br />
from all corners of the world, committed<br />
to science and knowledge for the<br />
development of their people.”<br />
Techniques discussed at the threeday<br />
conference include, among others,<br />
advances in nuclear and radiation<br />
medicine, industrial applications, ways<br />
to better monitor ocean acidification<br />
and techniques to adapt to and mitigate<br />
the impact of climate change. The<br />
conference is also reviewing means to<br />
boost education and training in nuclear<br />
sciences, with a particular focus on<br />
women.<br />
“Nuclear science and technology are<br />
not only about energy use,” said Kiyoto<br />
Tsuji, Parliamentary Vice-Minister for<br />
Foreign Affairs of Japan and co-chair of<br />
the conference. “They are also about<br />
the improvement of quality of life in a<br />
wide range of fields,” he said.<br />
| | www.iaea.org<br />
World<br />
Nuclear industry welcomes<br />
European Commission’s<br />
recognition of nuclear in 2050<br />
Energy Plan<br />
(NucNet) The nuclear energy industry<br />
in Europe has welcomed the European<br />
Commission’s 2050 energy plan saying<br />
it is “delighted” that the EU recognises<br />
nuclear as a low-carbon source of<br />
electricity capable of reducing Europe’s<br />
dependence on fossil fuel imports and<br />
ensuring security of supply.<br />
Foratom, the Brussels-based group<br />
which represents nearly 3,000 European<br />
companies working in the industry,<br />
said nuclear can contribute to an<br />
ambitious decarbonisation of the<br />
European economy. “By taking a step<br />
in the right direction, the commission<br />
| | Nuclear Power in the EU<br />
has demonstrated a real commitment<br />
to reducing CO 2 emissions across<br />
Europe,” the group’s director-general<br />
Yves Desbazeille said.<br />
Foratom said the energy plan,<br />
published on Wednesday, confirmed<br />
that nuclear will form “the backbone”<br />
of a carbon-free European power<br />
system, together with renewables. With<br />
each member state free to choose its<br />
own energy mix, the commission underlined<br />
that those investing in nuclear<br />
agree that it can contribute to security<br />
of energy supply, competitiveness and<br />
cleaner electricity production.<br />
Foratom noted that the commission’s<br />
energy plan was published a day<br />
after International Energy Agency<br />
executive director Fatih Birol warned<br />
the EU that current policies are discouraging<br />
investments in new nuclear<br />
power plants and the long-term operation<br />
of existing reactors.<br />
He called on the EU to bear in mind<br />
that nuclear is a low-carbon source of<br />
baseload electricity capable of ensuring<br />
security of supply – important<br />
attributes when dealing with the variability<br />
of renewable energy sources.<br />
Mr Desbazeille said Europe is seeing<br />
a shift in opinion. “Poland has<br />
informally taken the decision to invest<br />
in nuclear to reduce its CO 2 emissions<br />
whilst ensuring it has access to the<br />
electricity it needs,” he said. “France<br />
has decided to delay any decisions on<br />
cutting nuclear capacity due to the<br />
challenges which this would pose.”<br />
“We hope to see, in the near future,<br />
more such decisions and declarations<br />
that will contribute to the overall EU<br />
efforts of decarbonising its 2050<br />
economy with the help of nuclear.”<br />
| | www.foratom.org<br />
Experts tell COP24 nuclear<br />
energy has an important role<br />
to play in tackling climate<br />
change<br />
(wna) A panel of energy experts have<br />
highlighted the important role nuclear<br />
energy has to play in combating<br />
53<br />
NEWS<br />
News
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
Operating Results September 2<strong>01</strong>8<br />
54<br />
NEWS<br />
Plant name Country Nominal<br />
capacity<br />
Type<br />
gross<br />
[MW]<br />
net<br />
[MW]<br />
Operating<br />
time<br />
generator<br />
[h]<br />
Energy generated, gross<br />
[MWh]<br />
Month Year Since<br />
commissioning<br />
Time availability<br />
[%]<br />
Energy availability<br />
[%] *) Energy utilisation<br />
[%] *)<br />
Month Year Month Year Month Year<br />
OL1 Olkiluoto BWR FI 910 880 720 655 892 5 0<strong>01</strong> 089 259 655 276 100.00 84.64 100.00 83.56 100.11 83.89<br />
OL2 Olkiluoto BWR FI 910 880 720 653 916 5 578 788 249 877 969 100.00 93.89 99.82 93.03 98.72 92.56<br />
KCB Borssele PWR NL 512 484 367 178 950 2 393 164 160 600 083 50.54 72.50 50.39 72.08 48.50 71.46<br />
KKB 1 Beznau 7) PWR CH 380 365 720 270 625 1 741 <strong>01</strong>7 126 487 104 100.00 71.56 100.00 70.92 98.88 69.83<br />
KKB 2 Beznau 7) PWR CH 380 365 720 269 372 2 342 824 133 507 697 100.00 95.19 100.00 95.02 98.39 94.<strong>01</strong><br />
KKG Gösgen 7) PWR CH 1060 1<strong>01</strong>0 720 755 426 6 330 589 311 525 176 100.00 92.12 100.00 95.72 10.33 46.91<br />
KKM Mühleberg 1,2) BWR CH 390 373 424 150 120 2 219 860 126 558 005 58.89 90.43 54.54 89.53 53.46 86.89<br />
CNT-I Trillo PWR ES 1066 1003 720 762 208 5 922 773 244 947 197 100.00 85.97 100.00 85.64 98.52 84.27<br />
Dukovany B1 PWR CZ 500 473 720 353 <strong>01</strong>5 2 579 238 111 209 721 100.00 80.13 100.00 79.58 98.06 78.74<br />
Dukovany B2 PWR CZ 500 473 720 350 356 2 516 988 107 139 525 100.00 78.61 100.00 78.02 97.32 76.84<br />
Dukovany B3 PWR CZ 500 473 720 355 721 3 089 745 105 712 172 100.00 96.49 99.87 96.19 98.81 94.33<br />
Dukovany B4 2) PWR CZ 500 473 0 0 2 649 692 105 921 433 0 82.23 0 81.85 0 80.89<br />
Temelin B1 PWR CZ 1080 1030 720 775 410 5 489 125 111 970 419 100.00 78.05 99.74 77.74 99.53 77.49<br />
Temelin B2 PWR CZ 1080 1030 674 714 754 5 413 107 106 903 053 93.61 76.89 92.25 76.71 91.75 76.49<br />
Doel 1 2) PWR BE 454 433 0 0 1 229 715 135 444 462 0 41.22 0 41.20 0 41.33<br />
Doel 2 2) PWR BE 454 433 0 0 1 549 672 133 8<strong>01</strong> 939 0 51.91 0 51.75 0 52.<strong>01</strong><br />
Doel 3 PWR BE 1056 1006 720 767 038 1 581 324 252 750 546 100.00 23.54 100.00 22.70 100.48 22.73<br />
Doel 4 2) PWR BE 1084 1033 0 0 5 638 809 260 184 650 0 79.17 0 79.02 0 78.57<br />
Tihange 1 PWR BE 1009 962 720 703 362 6 533 269 297 372 145 100.00 99.74 99.98 99.50 96.84 99.04<br />
Tihange 2 2) PWR BE 1055 1008 0 0 5 702 393 254 651 930 0 83.35 0 82.46 0 82.96<br />
Tihange 3 2) PWR BE 1089 1038 0 0 2 332 443 271 227 273 0 32.63 0 32.59 0 32.67<br />
Operating Results September 2<strong>01</strong>8<br />
Plant name<br />
Type<br />
Nominal<br />
capacity<br />
gross<br />
[MW]<br />
net<br />
[MW]<br />
Operating<br />
time<br />
generator<br />
[h]<br />
Energy generated, gross<br />
[MWh]<br />
Time availability<br />
[%]<br />
Energy availability<br />
[%] *) Energy utilisation<br />
[%] *)<br />
Month Year Since Month Year Month Year Month Year<br />
commissioning<br />
GKN-II Neckar 1,2) DWR 1400 1310 0 0 7 914 800 328 037 934 0 88.94 0 88.63 0 86.45<br />
KBR Brokdorf DWR 1480 1410 720 921 214 7 538 928 347 730 986 100.00 87.43 91.86 82.32 85.87 77.39<br />
KKE Emsland DWR 1406 1335 720 1 006 915 8 424 516 343 747 799 100.00 93.02 99.96 92.88 99.45 91.45<br />
KKI-2 Isar DWR 1485 1410 720 1 036 311 8 886 093 350 484 416 100.00 93.93 100.00 93.64 96.58 91.02<br />
KKP-2 Philippsburg DWR 1468 1402 720 1 <strong>01</strong>9 883 7 912 669 363 080 185 100.00 87.47 100.00 87.28 94.98 80.89<br />
KRB C Gundremmingen SWR 1344 1288 720 955 516 7 405 911 327 985 804 100.00 87.17 100.00 86.65 98.30 83.64<br />
KWG Grohnde DWR 1430 1360 720 979 975 7 956 929 374 584 508 100.00 90.39 100.00 88.79 94.45 84.35<br />
GKN-II Neckarwestheim DWR 1400 1310 743 1 025 800 3 029 450 3<strong>01</strong> 220 <strong>01</strong>4 100.00 100.00 98.48 99.27 98.93 99.46<br />
*)<br />
Net-based values<br />
(Czech and Swiss<br />
nuclear power<br />
plants gross-based)<br />
1)<br />
Refueling<br />
2)<br />
Inspection<br />
3)<br />
Repair<br />
4)<br />
Stretch-out-operation<br />
5)<br />
Stretch-in-operation<br />
6)<br />
Hereof traction supply<br />
7)<br />
Incl. steam supply<br />
8)<br />
New nominal<br />
capacity since<br />
January 2<strong>01</strong>6<br />
9)<br />
Data for the Leibstadt<br />
(CH) NPP will<br />
be published in a<br />
further issue of <strong>atw</strong><br />
BWR: Boiling<br />
Water Reactor<br />
PWR: Pressurised<br />
Water Reactor<br />
Source: VGB<br />
climate change and have called<br />
on negotiators to enable all low<br />
carbon technologies to fulfil their full<br />
potential.<br />
Agneta Rising, Director General,<br />
World Nuclear Association said<br />
“The future decarbonization of the<br />
electricity sector is central to tackling<br />
climate change. We have the solutions,<br />
but we are lacking the decisions.<br />
Those decision makers here at<br />
COP24 have the most immediate<br />
goal to achieve, to ensure the Paris<br />
Agreement rulebook encourage and<br />
enables all low carbon technologies,<br />
including nuclear energy.”Dr Fatih<br />
Birol, Executive Director, International<br />
Energy Agency (IEA) told<br />
the COP 24 delegates via video<br />
link that “We need a secure and<br />
sustainable energy supply and I<br />
believe nuclear has an important role<br />
to play.”Cosmin Ghita, CEO, Nuclear<br />
Electrica spoke about Romania’s<br />
success in decarbonizing its generation<br />
mix using nuclear energy –<br />
“Romania’s energy mix should include<br />
clean sources, which nuclear delivers<br />
on. We don’t see our targets<br />
being achieved without the use<br />
of nuclear power”.Delegates were also<br />
told of Poland’s plans to make greater<br />
use of nuclear energy. “Poland’s first<br />
power plant will be built by 2033<br />
with five more by 2043. Nuclear<br />
power will be the main tool for energy<br />
supply.” said Dr Józef Sobolewski,<br />
on behalf of Polish Minister of Energy<br />
Krzysztof Tchórzewski. These comments<br />
were made at an event on the<br />
new Clean Energy Ministerial (CEM)<br />
NICE Future initiative, which looks<br />
at how nuclear and renewables<br />
can be combined to enable both forms<br />
of technologies.Dr. Jill Engel-Cox,<br />
NICE Future Operating Agent,<br />
Program Director, U.S. National<br />
Renewable Energy Laboratory said<br />
that “ Together, nuclear and renewable<br />
energy could reduce emissions<br />
of carbon and help meet this<br />
century’s global low- emission energy<br />
goals” Sarah Lennon, Associate<br />
Deputy Assistant Secretary, Office<br />
of Nuclear Energy, U.S. Department<br />
of Energy said that “The NICE Future<br />
initiative puts nuclear at the heart<br />
of the discussions about a clean<br />
energy future.”.<br />
| | www.world-nuclear.org<br />
News
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
World Energy Outlook sees<br />
‘Geographical Shift’ in nuclear<br />
growth<br />
(NucNet) Strong government policies<br />
to electrify the energy sector could see<br />
nuclear capacity increase moderately<br />
until 2040, but with a significant geographical<br />
shift towards China, India<br />
and Russia, the International Energy<br />
Agency’s World Energy Outlook 2<strong>01</strong>8<br />
said.<br />
The report said China could add<br />
111 GW of capacity by 2040, with<br />
India adding 32 GW and Russia<br />
adding 11 GW. China’s current<br />
capacity is 37 GW, India’s is 7 GW and<br />
Russia’s is 28 GW.<br />
However, there could be a wave of<br />
retirements to 2040 as the industry<br />
faces challenges in the leading<br />
markets of the US, Europe and Japan.<br />
Retirements of 61 GW could take<br />
installed nuclear capacity in the US to<br />
44 GW. In the EU, retirements of<br />
102 GW could see capacity fall to<br />
22 GW, and in Japan retirements of<br />
33 GW could result in a drop in<br />
capacity to 8 GW.<br />
| | www.iea.org<br />
Reactors<br />
Taiwan votes to reject<br />
government phaseout<br />
of nuclear power<br />
(NucNet) Taiwanese voters on Saturday<br />
decisively rejected the government’s<br />
phaseout of nuclear power,<br />
59% to 41%.<br />
The result was confirmed by the<br />
election commission, which said<br />
5,895,560 people ballots had been<br />
cast in favour of a pro-nuclear<br />
resolution, meeting the required five<br />
million votes to pass a referendum<br />
ending the phaseout.<br />
According to the commission,<br />
4,<strong>01</strong>4,215 votes were cast against the<br />
resolution.<br />
In the same referendum Taiwanese<br />
voted in favour of maintaining a<br />
ban on food from Fukushima Prefecture,<br />
the scene of the Fukushima<br />
Daiichi nuclear disaster in 2<strong>01</strong>1.<br />
According to the question on the<br />
ballot, the ban covers “Fukushima<br />
proper and the four surrounding<br />
districts and cities of Ibaraki, Tochigi,<br />
Gunma, and Chiba”.<br />
Voters also approved plans to<br />
reduce energy from coal by 1% a year<br />
and to stop the construction and<br />
expansion of coal plants, including<br />
one that is already under construction<br />
at Shen Ao in northern Taiwan.<br />
The pro-nuclear resolution was put<br />
forward by pro-nuclear activists and<br />
asked voters if they agreed to repeal<br />
Article 95 paragraph 1 of The<br />
Electricity Act: ‘The nuclear-energybased<br />
power-generating facilities<br />
shall wholly stop running by 2025’?<br />
“We will immediately ask the<br />
government to start-up non-operating<br />
reactors and extend the lives of the<br />
others,” said Shih-Hsiu Huang, a ‘Go<br />
Green With Nuclear’ referendum<br />
organiser.<br />
The referendum was initially<br />
turned down by the government-run<br />
election commission, which said<br />
organisers lacked the 281,745 valid<br />
signatures needed.<br />
The pro-nuclear campaigners went<br />
to court, which ruled in October that<br />
the commission must count a second<br />
batch of 23,251 signatures. After the<br />
commission did so, it qualified the<br />
initiative for the ballot.<br />
Proposers of the referendum<br />
argued that nuclear energy is a safe,<br />
clean source of electricity that can<br />
allow time for the development of<br />
other sources of green energy without<br />
damaging the environment or<br />
contributing to global warming.<br />
Taiwan has four commercially<br />
operational nuclear power reactors at<br />
two sites – Kuosheng and Maanshan.<br />
According to data by the International<br />
Atomic Energy Agency, nuclear power<br />
provided about 9 % of Taiwan’s<br />
electricity output in 2<strong>01</strong>7.<br />
Chinshan, Taiwan’s third nuclear<br />
power station, has two units which<br />
were permanently shut down earlier<br />
this month, according to the IAEA.<br />
Construction of a fourth nuclear<br />
power station at Lungmen was<br />
suspended following the March 2<strong>01</strong>1<br />
Fukushima-Daiichi accident in Japan.<br />
Two of four planned units were almost<br />
completed at the time the project was<br />
discontinued.<br />
Performance of Belgian<br />
reactors better than<br />
international average<br />
(NucNet) Belgian nuclear power<br />
plants perform better than the international<br />
average in terms of availability<br />
with figures showing they were<br />
online for a combined 78.2% of the<br />
time in 2<strong>01</strong>7, the Brussels-based<br />
Nuclear Forum said.<br />
For most units, this figure was<br />
above 90%, the forum said. Over the<br />
past 10 years, Belgian nuclear power<br />
plants have been operational 77% of<br />
the time.<br />
The global average in 2<strong>01</strong>7 was<br />
75.2%, the forum said, quoting figures<br />
from the International Atomic Energy<br />
Agency.<br />
With unplanned outages at 6.1%,<br />
Belgium is at the same level as the international<br />
average of 5.9% and better<br />
than some neighbouring countries<br />
like France (8.2%), the UK (11.5%)<br />
and Sweden (8.6%).<br />
Seven Belgian nuclear reactors<br />
produce around half of the country’s<br />
electricity – three at Tihange in Liege<br />
and four at Doel near Antwerp – but<br />
erlier this month six of the seven were<br />
offline for maintenance. This led to<br />
concerns in Belgium about the possibility<br />
of blackouts this winter should<br />
temperatures drop and demand<br />
outstrip the now limited electricity<br />
supply.<br />
Tihange-1 has since been restarted<br />
after work related to a long-term operation<br />
programme, bringing the number<br />
of units remaining offline to five.<br />
The status of Belgium’s seven<br />
reactors is: Tihange-2, Tihange-3 and<br />
Doel-4 offline due to concrete degradation<br />
issues; Doel-1 and Doel-2<br />
offline due to discovery of leak at<br />
Doel-1; Doel-3 and Tihange-1 online.<br />
| | www.nucleairforum.be<br />
Research<br />
Successful second round of<br />
experiments with Wendelstein<br />
7-X<br />
(ipp) The experiments conducted<br />
from July until November at the Wendelstein<br />
7-X fusion device at the Max<br />
Planck Institute for Plasma Physics<br />
(IPP) in Greifswald have achieved<br />
higher values for the density and the<br />
energy content of the plasma and long<br />
discharge times of up to 100 seconds<br />
– record results for devices of the stellarator<br />
type. Meanwhile, the next<br />
round of the step-by-step upgrading<br />
of Wendelstein 7-X has begun. It<br />
is to equip the device for greater<br />
| | View inside the plasma vessel of the Wendelstein 7-X fusion device<br />
Photo: IPP, Jan Michael Hosan<br />
55<br />
NEWS<br />
News
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
56<br />
NEWS<br />
Uranium<br />
Prize range: Spot market [USD*/lb(US) U 3O 8]<br />
140.00<br />
120.00<br />
100.00<br />
80.00<br />
60.00<br />
40.00<br />
20.00<br />
0.00<br />
Yearly average prices in real USD, base: US prices (1982 to1984) *<br />
heating power and longer discharges.<br />
Wendelstein 7-X, the world’s<br />
largest fusion device of the stellarator<br />
type, is to investigate the suitability of<br />
this configuration for use in a power<br />
plant.<br />
During the course of the step-bystep<br />
upgrading of Wendelstein 7-X,<br />
the plasma vessel was fitted with inner<br />
cladding since September of last<br />
year. Graphite tiles are now protecting<br />
the vessel walls. In addition, the socalled<br />
“divertor” is used to regulate<br />
the purity and density of the plasma.<br />
In ten broad strips on the wall of the<br />
plasma vessel, the divertor tiles follow<br />
the contour of the plasma edge.<br />
Specifically, they cover the wall areas<br />
on which the particles from the edge<br />
of the plasma are diverted in a<br />
targeted way. After three months of<br />
experiments with the new equipment,<br />
the next round of upgrades began at<br />
the end of 2<strong>01</strong>7; among other things,<br />
new measuring devices and heating<br />
systems were installed. The experiments<br />
were resumed from July 2<strong>01</strong>8<br />
onwards.<br />
While the divertor had already<br />
demonstrated its good impact in the<br />
past (see PI 4/2<strong>01</strong>8), the plasma<br />
values with help of the extended<br />
plasma heating in combination with<br />
purified vessel walls could now be<br />
significantly increased. The newly<br />
installed neutral particle heating<br />
injects fast hydrogen atoms into the<br />
plasma, which transfer their energy to<br />
Year<br />
* Actual nominal USD prices, not real prices referring to a base year. Sources: Energy Intelligence, Nukem; Bild/Figure: <strong>atw</strong> 2<strong>01</strong>8<br />
Separative work: Spot market price range [USD*/kg UTA]<br />
180.00<br />
160.00<br />
140.00<br />
120.00<br />
100.00<br />
80.00<br />
60.00<br />
40.00<br />
20.00<br />
0.00<br />
Jan. 2<strong>01</strong>2<br />
* Actual nominal USD prices, not real prices referring to a base year.<br />
Jan. 2<strong>01</strong>3<br />
Year<br />
Jan. 2<strong>01</strong>4<br />
Jan. 2<strong>01</strong>5<br />
Jan. 2<strong>01</strong>6<br />
) 1<br />
Jan. 2<strong>01</strong>7<br />
Jan. 2<strong>01</strong>8<br />
2<strong>01</strong>5<br />
Jan. <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Source: Energy Intelligence, Nukem; Bild/Figure: <strong>atw</strong> 2<strong>01</strong>8<br />
2<strong>01</strong>8<br />
the plasma particles via collisions. The<br />
result was high plasma densities of up<br />
to 2 x 1020 particles per cubic meter –<br />
values that are sufficient for a future<br />
power station. At the same time,<br />
the ions and electrons of the hydro -<br />
gen plasma reached an impressive<br />
temperature of 20 million degrees<br />
Celsius.<br />
Record stellarator values achieved<br />
Wendelstein 7-X for the energy stored<br />
in the plasma. By strong microwave<br />
heating, the energy content of the<br />
plasma exceeded one megajoule for<br />
the first time, without the vessel wall<br />
becoming too hot. With good plasma<br />
values, long lasting plasmas over<br />
durations of 100 seconds have been<br />
obtained – also one of the best<br />
stellarator values to date.<br />
These highly satisfying results<br />
attracted a great deal of attention at<br />
this year’s international conferences.<br />
Federal Research minister Anja<br />
Karliczek also commented on the<br />
results: “Congratulations to the<br />
Wendelstein 7-X team on the new<br />
world record. The approach is the<br />
right one – in this way, important<br />
new findings have been made for the<br />
future use of fusion power stations.<br />
Alongside renewables, fusion energy<br />
could be THE energy source of the<br />
future. The researchers in Greifswald<br />
have taken an important step in this<br />
direction with their work. I wish the<br />
team every success with their future<br />
work.”<br />
Uranium prize range: Spot market [USD*/lb(US) U 3O 8]<br />
140.00<br />
) 1<br />
| | Uranium spot market prices from 1980 to 2<strong>01</strong>8 and from 2008 to 2<strong>01</strong>8. The price range is shown.<br />
In years with U.S. trade restrictions the unrestricted uranium spot market price is shown.<br />
120.00<br />
100.00<br />
80.00<br />
60.00<br />
40.00<br />
20.00<br />
0.00<br />
Jan. 2<strong>01</strong>2<br />
* Actual nominal USD prices, not real prices referring to a base year. Year<br />
Sources: Energy Intelligence, Nukem; Bild/Figure: <strong>atw</strong> 2<strong>01</strong>8<br />
Conversion: Spot conversion price range [USD*/kgU]<br />
14.00<br />
12.00<br />
10.00<br />
8.00<br />
6.00<br />
4.00<br />
2.00<br />
0.00<br />
Jan. 2<strong>01</strong>3<br />
* Actual nominal USD prices, not real prices referring to a base year. Year<br />
Source: Energy Intelligence, Nukem; Bild/Figure: <strong>atw</strong> 2<strong>01</strong>8<br />
| | Separative work and conversion market price ranges from 2008 to 2<strong>01</strong>8. The price range is shown.<br />
)1<br />
In December 2009 Energy Intelligence changed the method of calculation for spot market prices. The change results in virtual price leaps.<br />
) 1<br />
Jan. 2<strong>01</strong>2<br />
Jan. 2<strong>01</strong>3<br />
Jan. 2<strong>01</strong>4<br />
Jan. 2<strong>01</strong>4<br />
Jan. 2<strong>01</strong>5<br />
Jan. 2<strong>01</strong>5<br />
Jan. 2<strong>01</strong>6<br />
Jan. 2<strong>01</strong>6<br />
Jan. 2<strong>01</strong>7<br />
Jan. 2<strong>01</strong>7<br />
Jan. 2<strong>01</strong>8<br />
Jan. 2<strong>01</strong>8<br />
Jan. <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Jan. <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
The final experiments were conducted<br />
in mid-October; in the meantime,<br />
the next round of upgrades on<br />
Wendelstein 7-X has begun. In order<br />
to be able to further increase the<br />
heating energy without overloading<br />
the vessel wall, the current graphite<br />
tiles of the divertor will be replaced<br />
over the next two years by watercooled<br />
elements made of carbon fibre-<br />
reinforced carbon. With this equipment,<br />
work will be conducted on a<br />
step by step basis with the aim of<br />
achieving plasmas that last for 30<br />
minutes. Then, it will remain to be<br />
seen whether Wendelstein 7-X can<br />
also fulfil its optimisation goals during<br />
continuous operation – the essential<br />
advantage of stellarators.<br />
| | www.ipp.mpg.de<br />
Company News<br />
Bernard Fontana's statement<br />
– EPR: the first Generation<br />
III+ nuclear reactor enters<br />
commercial operation<br />
(framatome) The Taishan 1 EPR<br />
reactor in China has now entered the<br />
commercial operation phase. Following<br />
the first chain reaction which took<br />
place on June 6, 2<strong>01</strong>8, then successful<br />
connection to the power grid on June<br />
29 and the achievement of 100%<br />
power on October 30, this new milestone<br />
marks the final step of this major<br />
project.<br />
As designer of the EPR, Framatome,<br />
now part of the EDF group, is delighted<br />
to witness the commercial<br />
start-up of the Taishan 1 project, a<br />
milestone that rewards the teams'<br />
sustained efforts over recent years.<br />
I especially thank our employees<br />
around the world for their unwavering<br />
commitment through this great<br />
adventure. I also want to state how<br />
proud I am that we can count among<br />
the people of Framatome, professionals<br />
with such proven expertise in<br />
the design and manufacture of reactor<br />
components, I&C and nuclear fuel<br />
systems, as well as in reactor construction,<br />
commissioning, test and<br />
maintenance. For six decades now,<br />
we have been capitalizing on this<br />
experience for the safe and reliable<br />
operation of our customers' nuclear<br />
reactors around the world.<br />
Today, Framatome is involved in<br />
the construction and commissioning<br />
of six EPR reactors worldwide: 2 units<br />
in China at Taishan, 1 unit in Finland<br />
at Olkiluoto, 1 unit in France at<br />
Flamanville, and 2 units in the United<br />
News
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
Kingdom at Hinkley Point. The<br />
company will be contributing all its<br />
expertise as NSSS specialist to serve<br />
future new build EPR reactor projects<br />
alongside EDF.<br />
| | www.framatome.com<br />
Market data<br />
(All information is supplied without<br />
guarantee.)<br />
Nuclear Fuel Supply<br />
Market Data<br />
Information in current (nominal)<br />
U.S.-$. No inflation adjustment of<br />
prices on a base year. Separative work<br />
data for the formerly “secondary<br />
market”. Uranium prices [US-$/lb<br />
U 3 O 8 ; 1 lb = 453.53 g; 1 lb U 3 O 8 =<br />
0.385 kg U]. Conversion prices [US-$/<br />
kg U], Separative work [US-$/SWU<br />
(Separative work unit)].<br />
2<strong>01</strong>4<br />
pp<br />
Uranium: 28.10–42.00<br />
pp<br />
Conversion: 7.25–11.00<br />
pp<br />
Separative work: 86.00–98.00<br />
2<strong>01</strong>5<br />
pp<br />
Uranium: 35.00–39.75<br />
pp<br />
Conversion: 6.25–9.50<br />
pp<br />
Separative work: 58.00–92.00<br />
2<strong>01</strong>6<br />
pp<br />
Uranium: 18.75–35.25<br />
pp<br />
Conversion: 5.50–6.75<br />
pp<br />
Separative work: 47.00–62.00<br />
2<strong>01</strong>7<br />
pp<br />
Uranium: 19.25–26.50<br />
pp<br />
Conversion: 4.50–6.75<br />
pp<br />
Separative work: 39.00–50.00<br />
2<strong>01</strong>8<br />
January 2<strong>01</strong>8<br />
pp<br />
Uranium: 21.75–24.00<br />
pp<br />
Conversion: 6.00–7.00<br />
pp<br />
Separative work: 38.00–42.00<br />
February 2<strong>01</strong>8<br />
pp<br />
Uranium: 21.25–22.50<br />
pp<br />
Conversion: 6.25–7.25<br />
pp<br />
Separative work: 37.00–40.00<br />
March 2<strong>01</strong>8<br />
pp<br />
Uranium: 20.50–22.25<br />
pp<br />
Conversion: 6.50–7.50<br />
pp<br />
Separative work: 36.00–39.00<br />
April 2<strong>01</strong>8<br />
pp<br />
Uranium: 20.00–21.75<br />
pp<br />
Conversion: 7.50–8.50<br />
pp<br />
Separative work: 36.00–39.00<br />
May 2<strong>01</strong>8<br />
pp<br />
Uranium: 21.75–22.80<br />
pp<br />
Conversion: 8.00–8.75<br />
pp<br />
Separative work: 36.00–39.00<br />
June 2<strong>01</strong>8<br />
pp<br />
Uranium: 22.50–23.75<br />
pp<br />
Conversion: 8.50–9.50<br />
pp<br />
Separative work: 35.00–38.00<br />
July 2<strong>01</strong>8<br />
pp<br />
Uranium: 23.00–25.90<br />
pp<br />
Conversion: 9.00–10.50<br />
pp<br />
Separative work: 34.00–38.00<br />
August 2<strong>01</strong>8<br />
pp<br />
Uranium: 25.50–26.50<br />
pp<br />
Conversion: 11.00–14.00<br />
pp<br />
Separative work: 34.00–38.00<br />
September 2<strong>01</strong>8<br />
pp<br />
Uranium: 26.00–26.70<br />
pp<br />
Conversion: 12.50–14.00<br />
pp<br />
Separative work: 34.00–38.00<br />
| | Source: Energy Intelligence<br />
www.energyintel.com<br />
Editorial Programme <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Issue<br />
Focal Topics<br />
Cross-border Price<br />
for Hard Coal<br />
Cross-border price for hard coal in<br />
[€/t TCE] and orders in [t TCE] for<br />
use in power plants (TCE: tonnes of<br />
coal equivalent, German border):<br />
pp<br />
2<strong>01</strong>2: 93.02; 27,453,635<br />
pp<br />
2<strong>01</strong>3: 79.12, 31,637,166<br />
pp<br />
2<strong>01</strong>4: 72.94, 30,591,663<br />
pp<br />
2<strong>01</strong>5: 67.90; 28,919,230<br />
pp<br />
2<strong>01</strong>6: 67.07; 29,787,178<br />
pp<br />
2<strong>01</strong>7: 91.28, 25,739,<strong>01</strong>0<br />
2<strong>01</strong>8<br />
pp<br />
I. quarter: 89.88; 5,838,003<br />
pp<br />
II. quarter: 88.8258; 4,341,359<br />
| | Source: BAFA,<br />
some data provisional<br />
www.bafa.de<br />
1 pp<br />
Current technical developments in nuclear power plant<br />
operation<br />
pp<br />
New construction worldwide<br />
pp<br />
Future of nuclear fusion<br />
33<br />
Serial (continued) | Major Trends in Energy Policy and Nuclear Power<br />
33<br />
Special Topic (Issues 1– 5) | A Journey Through 50 Years AMNT<br />
2 pp<br />
Vocational and ongoing training, know-how development<br />
pp<br />
Control, guidance and safety technology, digitalisation<br />
pp<br />
Focus on Asia<br />
3 pp<br />
Decommissioning and dismantling<br />
pp<br />
Treatment of residual material and interim storage<br />
pp<br />
Focus on America<br />
4 pp<br />
Service and maintenance<br />
pp<br />
Optimisation of nuclear power plant operation:<br />
organisation and technology<br />
33<br />
World Report 2<strong>01</strong>8 – Preview<br />
5 pp<br />
Research reactors<br />
pp<br />
Other nuclear technology applications<br />
33<br />
Operating results in Germany 2<strong>01</strong>8<br />
6/7 pp<br />
International reactor development and safety research<br />
pp<br />
Nuclear law and regulatory codes<br />
pp<br />
Nuclear power plants – Top Ten World 2<strong>01</strong>8<br />
pp<br />
Highlights of the 50 th Annual Meeting on Nuclear Technology<br />
(AMNT <strong>2<strong>01</strong>9</strong>)<br />
33<br />
Conference report: European Research Reactor Conference<br />
(RRFM <strong>2<strong>01</strong>9</strong>)<br />
8/9 pp<br />
Developments in final storage<br />
pp<br />
Safeguards<br />
pp<br />
Focus on Europe<br />
33<br />
Operating results in Europe 2<strong>01</strong>8<br />
10 pp<br />
Environment and climate protection<br />
pp<br />
Radiation protection and radioactivity<br />
pp<br />
Robotics and automation<br />
33<br />
World Report 2<strong>01</strong>8<br />
AMNT <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Programme<br />
AMNT <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Edition<br />
[Schedule of Topics 2020]<br />
11/12 pp<br />
Nuclear fuel supply: uranium mining, enrichment, fuel elements<br />
pp<br />
Quality assurance management<br />
pp<br />
Nuclear technology research: programmes, cooperative ventures, trends<br />
[Annual Directory <strong>2<strong>01</strong>9</strong>]<br />
57<br />
NEWS<br />
News
<strong>atw</strong> Vol. 64 (<strong>2<strong>01</strong>9</strong>) | Issue 1 ı January<br />
58<br />
NUCLEAR TODAY<br />
John Shepherd is a<br />
journalist who has<br />
covered the nuclear<br />
industry for the past<br />
20 years and is<br />
currently editor-inchief<br />
of UK-based Energy<br />
Storage Publishing.<br />
Links to<br />
reference sources:<br />
IAEA spent fuel<br />
conference<br />
https://bit.ly/2ruMCYN<br />
NEI blog<br />
https://bit.ly/2RO09Gv<br />
Sun Sets on UK’s Thorp, but Recycling<br />
and Sustainability Still a Burning Issue<br />
John Shepherd<br />
In the final weeks of 2<strong>01</strong>8, work began on the last batch of fuel to be reprocessed at the UK’s Thermal Oxide Reprocessing<br />
Plant, better known as Thorp, on the Sellafield nuclear complex.<br />
Since being opened in 1994, the plant processed more<br />
than 9,000 tonnes of fuel from 30 customers across<br />
nine countries. According to Sellafield and the Nuclear<br />
Decommissioning Authority (NDA), the plant generated<br />
an estimated £ 9 billion (€ 10 bn) in revenue. Now Thorp<br />
will become a storage facility for UK spent fuel until the<br />
2070s, while the Sellafield site is “reinvented as a centre of<br />
expertise for nuclear clean-up”.<br />
The decision to cease reprocessing was taken in 2<strong>01</strong>2 in<br />
response to what Sellafield bosses said was “a significant<br />
downturn in demand”. The international market for<br />
reprocessing had “shifted significantly” since Thorp’s<br />
construction, with the majority of customers opting to<br />
store rather than reprocess their fuel.<br />
The NDA said it would have taken billions of pounds to<br />
upgrade Thorp and its support plants to allow it to continue<br />
running beyond 2<strong>01</strong>8, which was “not a viable option”.<br />
Instead, funding is being directed towards work to<br />
decommission and remediate the site. In fact, Thorp had<br />
completed nearly 95 % of its overseas order book by 2<strong>01</strong>5<br />
and was then reported to have only about 300 tonnes of<br />
overseas origin fuel remaining to be managed.<br />
Another UK reprocessing facility, the Magnox<br />
Reprocessing Plant, is scheduled to close in 2020 after<br />
completing its operations. This plant was established in<br />
1964 to reprocess fuel from Britain’s early nuclear reactors.<br />
Thorp did not operate without controversy. The plant<br />
was shut down in 2005 for a few years after the discovery<br />
of an incident that led to 83 cubic metres of dissolver liquor<br />
(fuel dissolved in nitric acid) leaking from a fractured<br />
primary containment pipe into the secondary containment<br />
of the feed clarification cell.<br />
It transpired that the leak had gone undetected for<br />
several months, which sparked concern not only in the UK,<br />
but also in countries where Thorp had its customers. The<br />
impact on the ever-fragile public perceptions of standards<br />
within the nuclear industry as a whole was significant,<br />
even though the leak was contained by design and did not<br />
put workers or the public at risk. Nevertheless, health and<br />
safety chiefs in the UK concluded the failure to promptly<br />
detect the leak was down to “inadequate monitoring<br />
arrangements and management oversight”.<br />
However, as these facilities are consigned to the history<br />
books, we should not lose sight of the fact that ‘recycling’<br />
must still be part of nuclear’s future. Recycling can still<br />
enhance the sustainability of nuclear energy, preserving<br />
natural resources and minimising the generation of wastes.<br />
Meanwhile, industry can look ahead to future advanced<br />
fuel cycles based on next generation reactors, which<br />
will seek to make nuclear energy almost independent of<br />
uranium natural resources and dramatically reduce<br />
generated wastes.<br />
In looking to the future, I was pleased to see the International<br />
Atomic Energy Agency (IAEA) is to feature a<br />
‘Spent Fuel Management Challenge’ – which will be open<br />
for students, graduates and young professionals to submit<br />
a paper at this year’s International Conference on the<br />
Management of Spent Fuel from Nuclear Power Reactors,<br />
to be held in Vienna in June.<br />
It’s vital to encourage and nurture the talent and foresight<br />
of those who will lead the nuclear industry through<br />
the technological advances and challenges in the decades<br />
that lie ahead.<br />
All opportunities that have the potential to expand the<br />
benefits of nuclear in future should be embraced. As many<br />
of you will be aware, my journalistic work has recently seen<br />
me expand my own horizons in coverage of the nuclear<br />
energy sector, to now also include energy storage. And my<br />
attention was drawn to comments made by Mark Peters,<br />
the director of the US Idaho National Laboratory (INL).<br />
“I like to say that the future energy system is going to be<br />
a lot of nuclear and a lot of renewables,” Mr. Peters said.<br />
“When I talk about a lot of nuclear and a lot of renewables,<br />
that would [mean] a lot of batteries – a lot of storage on the<br />
grid.”<br />
Peter’s remarks were highlighted in a blog post by Mr.<br />
Robbie Hayunga for the US Nuclear Energy Institute (NEI).<br />
As Mr. Hayunga rightly points out: “Energy storage benefits<br />
renewable energy sources, since it will be able to take the<br />
excess electricity from wind and solar during times of peak<br />
production and low demand – during the day for solar and<br />
in the evening for wind – and push it back onto the grid<br />
when the sun isn’t shining and wind isn’t blowing.”<br />
Once storage technologies are large enough scale,<br />
cost-effective and efficient, they will benefit variable<br />
renewables in addition to baseload nuclear. On top of that,<br />
as Hayunga notes, keeping supply and demand in balance<br />
is good for the grid.<br />
According to the NEI, US utility Duke Energy Corp is<br />
currently looking into whether it might be feasible to use<br />
battery technology in nuclear plants to replace diesel<br />
generators used for maintenance and potentially reduce<br />
the duration of maintenance outages.<br />
Battery technology, like nuclear, is not immune from<br />
critics who cite concerns over the environment, safety and<br />
sustainability. For example, a recent study compiled for the<br />
European Commission criticised European Union regulations<br />
on batteries for lacking “a target or provisions for a<br />
monitoring system” to keep track of uncollected batteries,<br />
which were said to be fuelling health and safety fears by<br />
being dumped with household waste.<br />
In the US, transportation secretary Ms. Elaine Chao<br />
government is forming groups of experts to study lithiumion<br />
battery safety issues in manufacturing and transportation.<br />
Work will include assessing ways to decrease the risk<br />
of fires and explosions from lithium batteries and cells –<br />
and consider additional ways “to ensure uniform transportation<br />
requirements for both bulk and individual batteries<br />
and new or existing technologies that may reduce the fire<br />
and explosion risk of lithium batteries and cells”.<br />
Safety and other concerns must always be addressed.<br />
But we must not let technology naysayers attack any<br />
technology advances without challenge. A ‘marriage’ of<br />
nuclear and battery technologies for specific services or<br />
tasks is worth considering. Not least because lead-acid<br />
batteries have an enviable recycling record of close to<br />
100 % – an eminently sensible partner in the sustainability<br />
stakes, perhaps.<br />
Nuclear Today<br />
Sun Sets on UK’s Thorp, but Recycling and Sustainability Still a Burning Issue ı John Shepherd
Kommunikation und<br />
Training für Kerntechnik<br />
International sicher agieren<br />
Seminar:<br />
Advancing Your Nuclear English (Aufbaukurs)<br />
Im internationalen Dialog ist Englisch die universelle Sprache. Dies gilt für Geschäfts beziehungen<br />
im Allgemeinen ebenso wie für die Branche der Kerntechnik im Speziellen. In Deutschland gewinnen<br />
der internationale Austausch und damit das Englische zudem durch die auf das Jahr 2022 politisch<br />
begrenzte Stromerzeugung aus Kernenergie eine noch größere Bedeutung.<br />
Seminarinhalte<br />
ı<br />
ı<br />
Participating in an international conference for nuclear experts on “New products and processes”<br />
ı Before and during the conference<br />
Holding a town hall meeting in an international setting on “Safety issues at nuclear power facilities”<br />
ı Planning and conducting a town hall meeting<br />
ı After a town hall meeting<br />
Den Teilnehmerinnen und Teilnehmern wird über eine praxisorientierte Didaktik und unter der<br />
Verwendung „kerntechnischen Vokabulars“ das notwendige Know-how für den beruflichen Alltag<br />
vermittelt. Dabei gilt es sprachlich bedingte Kommunikationsbarrieren mit internationalem Kollegium<br />
und Kunden zu überwinden.<br />
Zielgruppe<br />
Diese 2-tägige Schulung richtet sich an Führungskräfte, Projektverantwortliche sowie Mitarbeiterinnen<br />
und Mitarbeiter aus allen Fachbereichen, bei denen Englisch für die organisationsinterne und/oder<br />
externe Kommunikation von Bedeutung ist.<br />
Maximale Teilnehmerzahl: 12 Personen<br />
Voraussetzungen<br />
Teilnehmerinnen und Teilnehmer sollten grundsätzliche Englischkenntnisse, in Form der Fähigkeit<br />
der allgemeinen Konversation in Wort und Schrift, mitbringen. Hierbei kann es sich um Kenntnisse<br />
handeln, die entweder während der Schulzeit bzw. während der Ausbildung/des Studiums oder<br />
aber berufs begleitend erworben wurden. (CEFR: etwa Niveau B1/B2).<br />
Referentin<br />
Devika Kataja<br />
Konferenzdolmetscherin, Fachübersetzerin und Sprachtrainerin (English Native Speaker)<br />
Wir freuen uns auf Ihre Teilnahme!<br />
Termin<br />
2 Tage<br />
10. bis 11. April <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
18. bis 19. September <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Tag 1: 10:30 bis 17:30 Uhr<br />
Tag 2: 09:00 bis 16:30 Uhr<br />
Veranstaltungsort<br />
Geschäftsstelle der INFORUM<br />
Robert-Koch-Platz 4<br />
1<strong>01</strong>15 Berlin<br />
Teilnahmegebühr<br />
898,– € ı zzgl. 19 % USt.<br />
Im Preis inbegriffen sind:<br />
ı Seminarunterlagen<br />
ı Teilnahmebescheinigung<br />
ı Pausenverpflegung<br />
inkl. Mittagessen<br />
Kontakt<br />
INFORUM<br />
Verlags- und Verwaltungsgesellschaft<br />
mbH<br />
Robert-Koch-Platz 4<br />
1<strong>01</strong>15 Berlin<br />
Petra Dinter-Tumtzak<br />
Fon +49 30 498555-30<br />
Fax +49 30 498555-18<br />
seminare@kernenergie.de<br />
Bei Fragen zur Anmeldung<br />
rufen Sie uns bitte an oder<br />
senden uns eine E-Mail.
Early Bird Discount!<br />
Register by 31 January and<br />
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7 – 8 May <strong>2<strong>01</strong>9</strong><br />
Estrel Convention Center Berlin, Germany<br />
www.amnt<strong>2<strong>01</strong>9</strong>.com<br />
#50AMNT<br />
Decommissioning Experience &<br />
Waste Management Solutions<br />
The 50th AMNT <strong>2<strong>01</strong>9</strong> offers a great variety of high level sessions in the fields<br />
of decommissioning and waste management. International speakers will discuss<br />
current issues and relevant developments.<br />
Expand your professional network in meetings with experts and decision-makers<br />
working in industry, utilities, research and development as well as politics and<br />
administration.<br />
Celebrate with us our 50 th anniversary<br />
Key Topics<br />
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Enhanced Safety & Operation Excellence<br />
Decommissioning Experience & Waste Management Solutions<br />
Media Partner<br />
The International Expert Conference on Nuclear Technology