Икономика

Разходи, приходи и ефективност

Ядрената енергетика е важен икономически отрасъл, който произвежда 10% от световната електроенергия и се състои от свързани по между си производители на оборудване, оператори, добивни компании, производители на ядрено гориво, изследователски лаборатории, финансови институции, регулатори и национални и международни организации. Те оперират на различни пазари и в различни институционални рамки, което води до огромно разнообразие на факторите, които влияят върху цената на ядрената енергия. Съпоставена с цената на другите видове технологии за производство на електроенергия, ядрената енергия има една от най-ниските LCOE. В същото време, в различните страни, съобразно различните капиталови разходи и нива на заплащане в отрасъла, тази съпоставка води и до сериозни разлики в LCOE на нови ядрени проекти. От друга страна, поради екстремно дългия период на експлоатация на ядрените реактори, има съществена разлика между цената на ядрената енергия от нова централа, която трябва да изплати първоначалните капиталови разходи в рамките на първите 15 до 20 години от своята експлоатация, и цената на електроенергията от същата централа в оставащите 40 до 45 години, когато основен фактор остават само оперативните разходи. С оглед конкурентоспособността на нови ядрени реактори от най-съществено значение се оказват първоначалните капиталови разходи за изграждане на централата. Те влияят и върху сравнението между LCOE на различните енергийни технологии.  

Капиталови разходи

Капиталовите разходи включват разходите за подготовка на площадката, строителство, производство, въвеждане в експлоатация и финансиране на атомната електроцентрала. Изграждането на голям ядрен реактор отнема хиляди работници, огромни количества стомана и бетон, хиляди компоненти и много системи за осигуряване на електричество, охлаждане, вентилация, информация, контрол и комуникация. За да се сравнят различните технологии за производство на енергия, капиталовите разходи трябва да бъдат изразени чрез производствена мощност на централата (например като долари за киловат). Капиталовите разходи могат да бъдат изчислени при включени или изключени финансови разходи. Ако разходите за финансиране са включени, капиталовите разходи се променят съществено във връзка с времето за изграждане на централата и с използвания лихвен процент и/или начин на финансиране.

Овърнайт разходи

Пътната карта на ядрената енергия за 2015 г. на МАЕ-NEA оценява, че средните овърнайт разходи в Китай са около $ 3500/kW и са повече от една трета по-ниски от тези в ЕС където са $ 5500/kW. Разходите в САЩ са с около 10% по-ниски от тези в ЕС, но все пак с 30% по-високи от тези в Китай и Индия и с 25% над Южна Корея. В бъдеще овърнайт разходите в Съединените щати и Европейския съюз се очаква да се намалят до известна степен, достигайки нива, близки до тези в Република Корея, докато се предполага, че разходите в Азия ще останат постоянни. Изчислено е, че изграждането на два идентични 1000 MWe реактора на площадката може да доведе до 15% намаление на цената на kW в сравнение с тази на един реактор. Някои държави, по-специално САЩ, показват нарастващи разходи във времето, други страни показват по-стабилни разходи в дългосрочен план и намаляват разходите си в определени периоди от технологичната си история. Например, Южна Корея, преживява продължително намаляване на разходите за строителство през цялата си история в ядрената енергетика. Разликите в тенденциите показват, че пионерския опит на САЩ или дори Франция не са непременно най-добрите или най-подходящи примери по отношение на динамиката на овърнайт разходите в ядрената енергетика. Динамиката на тези разходи зависи от няколко различни фактора. Фактори като структурата на полезността, размера на реактора, регулаторния режим и международното сътрудничество могат да имат по-голям ефект.

Нарастване на разходите

Овърнайт разходите за ядрени централи в ОИСР нараснаха от около $ 1900/kWe в края на 90-те години до $ 3850/kWe през 2009 г. В доклада за 2015 г. прогнозните овърнайт разходи  варират от $ 2021/kWe в Южна Корея до $ 6215/kWe в Унгария. За Китай две сравними цифри са $ 1807/kWe и $ 2615/kWe. Американската администрация по енергийна информация (EIA) посочва, че овърнайт разходите за атомна електроцентрала, построена в САЩ са се увеличили от $ 1500/kWe в началото на 60-те години до $ 4000/kWe в средата на 70-те години (по цени от 2002). EIA посочва повишени регулаторни изисквания (включително промени в проекта, които изискват инсталациите да бъдат оборудвани с модифицирано оборудване), проблеми с лицензирането, проблеми с управлението на проектите и неправилна оценка на търсенето и разходите като фактори, допринасящи за увеличаването през 70-те години. Доклад на EIA от ноември 2016 г. даде оценка за нова атомна електроцентрала в САЩ от $ 5945/kWe. Има и значителни различия в капиталовите разходи по страни, особено между нововъзникващите индустриални икономики Източна Азия и зрелите пазари в Европа и Северна Америка. Вариациите имат различни обяснения, включително: диференцирани разходи за труд; повече опит в бързото изграждане на реактори; икономии от мащаба при изграждането на множество единици;  рационализиране на лицензирането и опит в управлението на големи проекти в областта на гражданското строителство. 

Ролята на финансовите разходи

Удължаването на сроковете за строителство, заедно с условията и начините за финансиране на нови ядрени проекти, оказват значително влияние както върху LCOE, така и на цената, която новата мощност може да реализира на пазара в момента на пускането й в експлоатация. Стойностите на LCOE при 3% лихва варират от $ 29/MWh в Корея до $ 64/MWh в Обединеното кралство, при 7% лихва от $ 40/MWh (Корея) до $ 101/MWh (Великобритания). Докладът за NEA за 2015 г. посочва, че „при 3% лихва върху капитала, ядрената енергетика е с най-ниската цена за всички страни. Въпреки това, в съответствие с факта, че ядрените технологии са много по-капиталоемки в сравнение с природния газ или въглищата, цената на ядрената енергия нараства сравнително бързо с повишаването на лихвения процент. В резултат на това, при лихвен процент от 7%, LCOE на ядрената енергия е близка до тази на въглища, но по-ниска от природния газ, а при 10% лихва LCOE на ядрената енергия е по-висока от тази на природния газ и въглищата. Тези стойности включват разходи за СО2 от $ 30/t. В същото време, френската ядрена програма показа, че стандартизацията на производството и процедурите за изграждане на нови ядрени мощности могат значително да намалят овърнайт разходите, което пък се отразява и в ниски LCOE. Общата стойност на изграждането на 63 GW ядрени мощности във Франция е 83 млрд. €, с което се постигат овърнайт разходи от 1335 €/kW, което е значително по-ниска стойност от средната за Европа днес. 

Оперативни разходи

Оперативните разходи включват разходите за гориво, експлоатаци и поддръжката (O&M). Данните за разходите за гориво включват управление на използваното гориво и окончателно обезвреждане на отпадъците. Ниските разходи за гориво от самото начало дадоха предимство на ядрената енергия в сравнение с въглищните и газовите централи. Уранът обаче трябва да бъде обработен, обогатен и вложен в горивни елементи, което представлява около половината от общите разходи за гориво. При оценката на икономиката на ядрената енергия трябва да се вземат предвид и управлението на използваното радиоактивно гориво и крайното обезвреждане на използваното гориво или отделените от него отпадъци.

Разходите за извеждане от експлоатация са около 9-15% от първоначалните капиталови разходи на атомната електроцентрала. В САЩ те възлизат на 0.1-0.2 цента/kWh, което е не повече от 5% от цената на произведената електроенергия.

Съхранението и/или дългосрочното депозиране на ОЯГ, допринася до 10% от общите разходи за kWh, или дори по-малко, ако има директно изгаряне на ОЯГ, а не преработка в MOX гориво. Програмата за управление на ОЯГ, използвана в САЩ се финансира от такса от 0,1 цент/кВтч. Но дори и с тези включени, общите разходи за гориво на атомната електроцентрала в ОИСР обикновено са около една трета до една половината от тези за въглищна централа и между една четвърт и една пета от тези за газ комбиниран цикъл. Американският институт за ядрена енергетика предполага, че цената на горивото за въглищна централа е 78% от общите разходи, за газовата централа тази цифра е 87%, а за ядрените уранът е около 14% (или 34%, ако включени са всички разходи за управление и управление на отпадъците).

Системни разходи

Системните разходи са външни за инсталацията и експлоатацията на която и да е електроцентрала, но трябва да бъдат платени от потребителя на електроенергия, обикновено като част от разходите за пренос и разпределение. Всяка нова електроцентрала обикновено се нуждае от промени в мрежата и следователно води до значителни разходи за електрозахранването, които трябва да се отчитат. Но тези разходи за големи инсталации с базово натоварване обикновено са малки в сравнение с интегрирането на променливи възобновяеми енергийни източници към мрежата. За централи на ядрени и изкопаеми горива разходите за системата се отнасят главно до необходимостта от резервен капацитет за покриване на периодични прекъсвания, независимо дали са планирани или непланирани. Системните разходи, свързани с производството на възобновяеми източници, се отнасят до тяхната невъзможност да произвеждат електроенергия без необходимите метеорологични условия и техните разпръснати локации, отдалечени от центровете на потреблението. Системните разходи на мрежата за променливи възобновяеми енергийни източници са големи ($ 15-80/MWh), но зависят от страната, контекста и технологиите (вятър на сушата <вятър в открито море <слънчева PV). Системните разходите за ядрената енергетика са $ 1-3/ MWh. Макар и относително малки, тези разходи трябва също да се вземат предвид при оценката на различните ядрени проекти. Например, по ниските системни разходи на нова мощност в АЕЦ Козлодуй е едно от големите предимства на Проекта.

Външни разходи

Външните разходи не са включени в изграждането и експлоатацията на която и да е електроцентрала и не се заплащат от потребителя на електроенергия, а от общността като цяло. Външните разходи се дефинират като действително направени във връзка със здравето и околната среда и които са количествено измерими, но не са включени в цената на електроенергията.

Проучване, поръчано от Европейската комисия през 2014 г. и проведено от консултантската фирма Ecofys, изчислява външните разходи за ядрена енергия като 18-22 EUR/MWh, включително около 5 €/MWh за въздействие върху здравето, 4 /MWh за аварии и 12 / MWh за т.нар. „Изчерпване на ресурсите“, свързано с „разходите за обществото на потреблението на ограничени горивни ресурси сега, а не в бъдеще“. В същото време, разходите за изчерпване на ресурсите е трудно да се изчислят, тъй като недостигът на ограничен природен ресурс вече е отразен в неговата пазарна цена и следователно могат да бъдат приети за нулеви. Друг доклад за Европейската комисия, направен от професор Уилям Д’аселеер от Университета в Льовен, през ноември 2013 г., изчислява, че разходите за потенциална ядрена авария ще бъдат в диапазона от 0,3-3 /MWh. 

 От особена важност за обществото е икономическия ефект от ядрените аварии. Според оценките на Японската комисия за ядрена енергия (JAEC), щетите от аварията във Фукушима ще се отразят като 0.5 йени (0.004 $) на всеки киловатчас произведен от ядрените реактори в Япония през следващите 40 години.