[論文レビュー] The Future of Nuclear Energy: Facts and Fiction Chapter I: Nuclear Fission Energy Today

Michael Dittmar|ArXiv.org|Aug 5, 2009

Nuclear and radioactivity studies参考文献 1被引用数 4

ひとこと要約

この論文はIAEA、WNA、NEAのデータを用いて、世界的な原子力発電の現状と近い将来の見通しを分析し、原子力ブームの主張とは対照的に、ウラン供給制限と老朽化した発電所の影響により、原子力発電出力はゆっくりと減少傾向にあり、燃料不足の影響で3〜5年以内に5〜20 GWeの容量削減が生じる可能性があると結論している。

ABSTRACT

Nuclear fission energy is considered to be somewhere between the holy grail, required to solve all energy worries of the human industrialized civilization, and a fast path directly to hell. Discussions about future energy sources and the possible contribution from nuclear energy are often dominated by variations of fundamentalists and often irrational approaches. As a result, very little is known by the general public and even by decision makers about the contribution of nuclear energy today, about uranium supplies, uranium resources and current and future technological challenges and limitations. This analysis about nuclear energy and its contribution for tomorrow tries to shed light on the nuclear reality and its limitations in the near and long term future. The report, presented in four chapters, is based essentially on the data provided in the documents from the IAEA (International Atomic Energy Administration) and the NEA (the Nuclear Energy Agency from the OECD countries, the WNA (World Nuclear Association) and the IEA (International Energy Agency).

研究の動機と目的

• 2009年現在における原子力発電の実態を明確にし、広く一般的に誤解されている事実を是正すること。
• 主な鉱業と二次的資源（再処理燃料、核兵器用プルトニウムなど）を含めた現在のウラン供給の持続可能性を評価すること。
• ウラン生産の減少と発電所の退役増加を踏まえた上で、原子力発電の長期的持続可能性を検討すること。
• 公式の鉱業データ、設備容量、燃料供給状況を分析することで、広く信じられている「原子力ブーム」の主張を検証すること。
• 現在の動向を前提とした将来の原子力エネルギー出力の予測を行い、とりわけ非生産国におけるウラン不足に起因する強制的容量削減のリスクを強調すること。

提案手法

• IAEA、WNA、NEA、および2007年版レッドブックから入手可能な公的データを統合し、ウラン鉱業、発電所運用、燃料供給に関する分析を行う。
• 過去10年間のウラン鉱業生産平均（年間約40,000トン）と、370 GWeの発電所を運転させるために必要な需要（年間約65,000トン）を比較する。
• 再処理燃料や核兵器用素材を含む二次的ウラン資源の役割を評価し、数年以内に枯渇する可能性を検討する。
• WNA 2009年の予測を用いて将来のウラン供給を予測し、実際の鉱業生産結果と照らし合わせて供給圧力の程度を評価する。
• 新規発電所の建設と廃止の動向を分析し、48基の新規発電所の建設中と、100基の老朽化した発電所の退役に近い状況を検討する。
• 供給と需要のバランスモデルを用いて、とりわけ非生産国における燃料不足に起因する原子力設備容量の削減リスクを評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 現在のデータに基づくと、世界的に原子力発電分野は、一般的に主張されているようにブームに見舞われていると言えるか？
• RQ2 再処理燃料や核兵器用素材を含む二次的ウラン資源は、現在の発電所運転をどの程度維持しているのか？
• RQ3 ウラン鉱業生産の将来の持続可能性は、増加する発電所容量と需要に対してどの程度確保可能なのか？
• RQ4 新規発電所の建設速度と発電所の廃止速度はそれぞれどの程度で、そのネット効果は世界的な原子力発電出力にどのような影響を与えるか？
• RQ5 今後3〜5年以内に、ウラン供給不足に起因する強制的原子力出力の削減リスクはどの程度か？

主な発見

• 世界の電力総供給に占める原子力発電の割合は、1993年の18％から2008年には14％未満に低下し、世界のエネルギー総消費量に占める原子力の貢献度は2.5％未満にとどまっている。
• 原子力電力の生産量は2006年のピーク時2,658 TWheから2008年には2％減少し、2,601 TWheにまで低下し、2005年水準を下回ったまま推移している。
• 世界のウラン鉱業生産は過去10年間で年間平均40,000トンにとどまり、370 GWeの発電所を運転させるために必要な年間65,000トンに満たない。
• 二次的ウラン資源（再処理燃料や核兵器用素材など）は現在、天然ウラン換算で年間約21,000トンを供給しているが、数年以内に枯渇する見通しである。
• WNA 2009年の予測では、2009年のウラン供給に1,200トンの不足が生じるとされており、年間50,000トン未満の鉱業生産が続くと深刻なウラン不足に陥る。
• 核兵器用素材を大規模に発電用燃料に転用しない限り、3〜5年以内に10〜20 GWeの運用原子力設備容量が削減される可能性があり、世界の発電所の5％程度に影響を及ぼす可能性がある。特に非生産国に深刻な影響が出る。