Kärnkraftsrenässansen?

För trettio år sedan, i mars 1979, konfronterade en grupp dåligt utbildade operatörer i kontrollrummet på Three Mile Islands enhet 2 ett mindre fel. Problemet, en enkel pumpavstängning, förvärrades snabbt av en instrumentpanel som misslyckades med att informera operatörerna om en fast ventil och av ett larmsystem som överbelastas efter det första felet. Operatörerna missade ett försök att lösa det snabbt eskalerande problemet, vilket gjorde att en liten läcka kunde tömma det mesta av kylvattnet ur reaktorn på 700 miljoner dollar. På ungefär två timmar omvandlade de USA:s nyaste kärnkraftverk, som hade börjat komma i drift bara tre månader tidigare, till en skuld på 1 miljard dollar.

Registrerar dig: Ett år efter olyckan på Three Mile Island samlades demonstranter på platsen för att uppmärksamma årsdagen och för att kräva att kärnkraftverket skulle stängas. Industrin slutade planera och bygga nya reaktorer i decennier, men intresset har återuppstått på sistone.

Händelsen vid reaktorn, nära Harrisburg, PA, framkallade nästan panik, och även om regeringsrapporter sa att den maximala möjliga strålningsexponeringen var för liten för att ha stor effekt på människors hälsa, var en stor olycka utsikterna för själva kärnkraftsindustrin. Nedsmältningen avslutade inte den första omgången av kärnkraftskonstruktion i detta land; 50 reaktorer som redan var under uppbyggnad färdigställdes efter olyckan och beställningar på nya anläggningar hade i praktiken ändå upphört. (Den sista beställningen av ett kärnkraftverk som faktiskt byggdes kom 1973.) Men under många år framöver förblev det otänkbart att planera nya reaktorer som en del av landets energiportfölj.

Den här historien var en del av vårt novembernummer 2009

• Se resten av frågan
• Prenumerera

Med tanke på trycket för att minska koldioxidutsläppen från fossilbränslekraftverk kan dock byggandet av kärnkraftverk vara redo att börja om på nytt. Tekniken har blivit mer tillförlitlig och effektivare. Reaktorer går nu 90 procent av timmarna på ett år, jämfört med mindre än 60 procent 1979, vilket effektivt minskar kapitalkostnaden för en kilowattimme med ungefär en tredjedel. Samtidigt har andra kraftkällor börjat se mycket värre ut. Kongressen verkar troligen sätta någon slags prislapp på koldioxidutsläppen, så priset på kolproducerad el kan stiga med 30 till 50 procent. Priset på naturgas är lågt just nu men har varit mer volatilt än oljepriset under de senaste månaderna eftersom stigande tillgångar och svag efterfrågan spelar ett språng. Sådan volatilitet gör att elbolagen är ovilliga att förlita sig mycket på gas.

Ändå står kärnkraftsindustrin inför enorma risker, även om deras natur har förändrats sedan 1979. Eftersom möjligheten för en olycka som får panik eller skadar grannarna har minskat, har sannolikheten ökat att även en väl fungerande ny reaktor inte kommer att kunna betala för sig själv. Och förändringar i allmännyttan sedan 1979 gör att den här gången kan de pengar som ett företag slösar vara sina egna.

Huruvida nya kärnkraftverk är en bra satsning ekonomiskt beror på tre faktorer, alla i förändring. Först är kostnaden för en ny reaktor. 2005 sa några blivande reaktorbyggare att de kunde bygga en anläggning som genererar 1,2 till 1,6 gigawatt för 2 000 dollar per kilowatt kapacitet. Nu sätter de kostnaden på $4 000 per kilowatt. Inget av priset inkluderar räntekostnader som uppstått under byggandet, vilket kan bli betydande om jobbet tar mer än de fem år eller så som byggarna förutspår – eller om räntorna stiger, som de förväntas göra. Electric Power Research Institute, ett allmännyttigt konsortium baserat i Palo Alto, Kalifornien, satte nyligen kapitalkostnaden för en ny kolanläggning till under 3 000 USD per kilowatt och för en naturgasanläggning till 800 USD per kilowatt.

Den andra faktorn är osäkerhet om möjliga framtida konkurrenter. Om 10 år från nu vind- eller solkraftverk, eller kolanläggningar som fångar upp deras koldioxidutsläpp, kan leverera enorma mängder billig kraft, kommer marknadspriset på el att falla och anläggningsägare kanske aldrig ser tillräckligt med intäkter för att klara sina kostnader.

Den tredje faktorn är osäkerhet om priset på fossila bränslen, särskilt naturgas. Under det senaste året har bränslekostnaden för en kilowattimme genererad från naturgas varierat från cirka 2,3 cent till cirka 9 cent. Om ett federalt cap-and-trade-system eller en skatt på koldioxidutsläpp införs, kommer det sannolikt att lägga till 0,5 till 1,5 cent per kilowattimme. Lägg till 2 cent eller mer för att få tillbaka kostnaden för att bygga anläggningen, och priset på gaseldad kraft kan få kärnkraften att se väldigt attraktiv ut – eller verkligen överprissatt.

Ett kraftproducerande företag som satsar på naturgas kan välja storleken på sin satsning: en 100 megawatts anläggning, eller en 500 megawatt eller 1 500 megawatt. Konventionella kärnkraftverk finns i bara en storlek: jumbo. Vissa kraftbolag har föreslagit mindre anläggningar, men kostnaderna för faktorer som arbetskraft och säkerhet är för det mesta okänsliga för storlek, så dessa kostnader per kilowattimme ökar när anläggningen krymper. Kostnaderna för teknik och material är också större per kilowattimme ju mindre anläggningen är.

Alla dessa ekonomiska risker har betydelse för kärnkraften nu, eftersom elmarknaden har förändrats dramatiskt sedan industrin avreglerades på 1990-talet. Innan dess betalades varje anläggnings produktion av konsumenterna, oavsett kostnaden. Som ett resultat fastnade miljontals konsumenter och betalade mer än de borde ha gjort, eftersom deras lokala kraftverk oklokt valde kärnkraft istället för kol eller naturgas. De finansiella reglerna skilde sig från stat till stat, men i allmänhet, när en anläggning väl var i drift, kunde ett företag samla in en specificerad avkastning på sin investering, och om en anläggning som beräknades kosta 1 miljard dollar slutade kosta 2 miljarder dollar, betalade kunderna.

På dagens elmarknad får producenter i många stater dock betalt enligt marknadspris. Företag bygger en anläggning för vilket pris de kan hantera och säljer el till vilket pris de kan få. Om en reaktor producerar ström till 10 cent per kilowattimme och en naturgasanläggning producerar den till 12 cent, gör reaktorbyggaren ett dödande. Vänd om siffrorna och reaktorbyggaren dödas.

Elindustrin kommer inte att bygga mycket av någonting i dessa dagar utan statlig hjälp, i form av lånegarantier, produktionsskatteavdrag, garanterade marknader, eller helst alla tre. Vind får nu större produktionssubventioner än kärnkraft för varje genererad kilowattimme, proportionellt fler lånegarantier och en garanterad marknad: många stater insisterar på en viss kvot av förnybar energi, ibland oavsett kostnad. Däremot får kärnkraft produktionssubventioner på endast de första 6 000 megawatts kapacitet (fyra eller fem reaktorers produktion), och dess pool av lånegarantier krymper i förhållande till byggpriset.

Just nu är de federala incitamenten mycket mer gynnsamma för att driva framåt förnybar energi, sa Jim Miller, verkställande direktör för energibolaget PPL, i juni. Hans företag, baserat i Allentown, PA, skulle vilja bygga en reaktor men kommer inte att göra det utan federala lånegarantier. Det kommer inte att få dem, åtminstone inte under 2005 års energipolitiska lag, där kongressen bara godkände tillräckligt för att hjälpa en handfull anläggningar: 18,5 miljarder dollar. Ingenting finns för närvarande på plats för att flytta kärnkraftsindustrin i den takt som folk uppfattade att den skulle röra sig när 2005 års lag antogs, säger Miller.

Tanken med lagstiftningen var att kongressen skulle skedmata ekonomiskt stöd till det första halvdussinet eller så nya kärnkraftverk, och andra skulle följa efter på egen hand när nya konstruktioner demonstrerades och en reformerad licensprocess var på plats. Nu ser det ut som om dessa halvdussin nya reaktorer kommer att vara gränsen för renässansen, om inte mer hjälp kommer. Branschen saknar röster i kongressen för att utöka lånegarantiprogrammet. Subventioner för vind- och solenergi är populära, delvis för att de kan motiveras som stöd till framväxande teknologier. Men många lagstiftare anser att kärnkraft är mindre förtjänt av skattebetalarnas stöd.

Redan nu har kärnkraft potential att bli ekonomiskt attraktiv om kostnaderna och konkurrensen är gynnsamma – och om den totala efterfrågan på kraft förblir stark, med hög industriell användning och begränsade effektivitetsförbättringar.

Allt detta är möjligt. Men oddsen är nog inte tillräckligt bra för att kärnkraftsindustrin ska kunna lägga en satsning med egna pengar. Endast regeringen kan gå med på att backa upp den satsningen, och den har ännu inte gjort det.

Matthew L. Wald är reporter på The New York Times . Hans film The Best Nuclear Option dök upp i juli/augusti 2006-numret av Teknikgranskning .

Dölj