T.C. ENERJİ PİYASASI DÜZENLEME KURUMU NÜKLEER GÜÇ SANTRALİNİN EKONOMİSİNİ ETKİLEYEN RİSKLER VE DÜZENLEYİCİ KURUMUN İZLEYECEĞİ POLİTİKALAR

Transkript

1 T.C. ENERJİ PİYASASI DÜZENLEME KURUMU NÜKLEER GÜÇ SANTRALİNİN EKONOMİSİNİ ETKİLEYEN RİSKLER VE DÜZENLEYİCİ KURUMUN İZLEYECEĞİ POLİTİKALAR (Uzmanlık Tezi) Selahattin Murat ŞİRİN Ankara Ekim, 2008

2 T.C. ENERJİ PİYASASI DÜZENLEME KURUMU NÜKLEER GÜÇ SANTRALİNİN EKONOMİSİNİ ETKİLEYEN RİSKLER VE DÜZENLEYİCİ KURUMUN İZLEYECEĞİ POLİTİKALAR Selahattin Murat ŞİRİN Danışman: Fakir Hüseyin ERDOĞAN

3 ÖNSÖZ Bu çalışma, Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu (EPDK) bünyesinde Enerji Uzmanlık Tezi olarak hazırlanmıştır. Bu çalışmada, serbest ve rekabetçi elektrik piyasalarında nükleer güç santrallerinin ekonomisini etkileyen riskler ve bu risklerin etkilerinin azaltılmasında düzenleyici kurumun izlemesi gereken politikalar Birleşik Krallığın nükleer enerji deneyiminden faydalanılarak tespit edilmeye çalışılmıştır. Bu amaçla serbest ve rekabetçi elektrik piyasalarında yatırım kararlarını etkileyen unsurlar, bu unsurların nükleer güç santrallerinin ekonomisini nasıl etkilediği, nükleer güç santrallerinin serbest ve rekabetçi elektrik piyasalarında diğer güç kaynakları ile rekabet edip edemeyeceği ve rekabet edebilmesi için ne gibi uygulamalar gerektiği incelenmiştir. Bu yöntemler ve Birleşik Krallığın nükleer enerji deneyimi irdelenerek Türkiye nin oluşturmayı amaçladığı serbest ve rekabetçi elektrik piyasasında 5710 sayılı Kanun ile kurulması planlanan nükleer güç santrallerinin faaliyet gösterebilmesi için düzenleyici kurumun izlemesi gereken politikalar tartışılmıştır. Bu vesileyle bu çalışmanın hazırlanmasında katkıları bulunanlara teşekkürlerimi sunmak isterim. Öncelikle, yoğun bir çalışma temposu içerisinde olmasına rağmen, sabırla tezime katkıda bulunmaktan geri durmayan ve bana yol gösteren tez danışmanım Sayın Fakir Hüseyin ERDOĞAN a, tezin hazırlanmasında bana her türlü kolaylığı sağlayan Denetim Dairesi Başkanı Sayın Mehmet İBİŞ, Grup Başkanları Sayın Erdal EYÜPOĞLU ve Sayın Taner MUTLU ya ve bu çalışmada görüşleri ile bana yardımcı olan arkadaşlarıma teşekkürü bir borç bilirim. Son olarak bugünlere gelebilmem için maddi, manevi desteklerini benden esirgemeyen anne ve babama ve her zaman yanımda olan biricik eşime sonsuz teşekkürlerimi sunarım. Ankara, Ekim 2008 Selahattin Murat ŞİRİN I

4 İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ... I İÇİNDEKİLER...II TABLOLAR... IV ŞEKİLLER... IV GRAFİKLER...V ÖZET... VI KISALTMALAR... VI GİRİŞ...1 BİRİNCİ BÖLÜM NÜKLEER GÜÇ SANTRALLERİ NÜKLEER GÜÇ SANTRALİ TEKNOLOJİLERİ NÜKLEER YAKIT ÇEVRİMİ NÜKLEER ENERJİNİN EKONOMİSİ NÜKLEER ENERJİ VE ÇEVRE NÜKLEER ENERJİNİN EKONOMİSİNİN VE ÇEVRESEL ETKİLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ NÜKLEER ENERJİ İLE İLGİLİ DİĞER KONULAR KÜRESEL ISINMA, KYOTO PROTOKOLÜ VE NÜKLEER ENERJİ KÜRESEL ISINMA VE KYOTO PROTOKOLÜ KÜRESEL ISINMA VE NÜKLEER ENERJİ ARZ GÜVENLİĞİ VE NÜKLEER ENERJİ ARZ GÜVENLİĞİ NÜKLEER ENERJİ VE ARZ GÜVENLİĞİ SÜRDÜRÜLEBİLİR KALKINMA VE NÜKLEER ENERJİ EKONOMİK BOYUT ÇEVRESEL BOYUT SOSYAL BOYUT...32 İKİNCİ BÖLÜM ELEKTRİK PİYASASINDAKİ DÖNÜŞÜMÜN NÜKLEER SANTRAL YATIRIMLARI ÜZERİNDEKİ ETKİSİ ELEKTRİK PİYASASINDAKİ DÖNÜŞÜMÜN YATIRIMLAR ÜZERİNDEKİ ETKİSİ SERBEST VE REKABETÇİ ELEKTRİK PİYASALARI VE YATIRIM RİSKLERİ SERBEST VE REKABETÇİ ELEKTRİK PİYASALARINDA RİSKLERDEN KAÇINMA NÜKLEER GÜÇ SANTRALLERİNİN MALİYETLERİ SERMAYE MALİYETLERİ TANIM SERMAYE MALİYETLERİNİN AZALTILMASINDA KULLANILABİLECEK YÖNTEMLER İŞLETME VE BAKIM (O&M) MALİYETLERİ TANIM İŞLETME VE BAKIM MALİYETLERİNİN AZALTILMASINDA KULLANILABİLECEK YÖNTEMLER YAKIT MALİYETLERİ TANIM URANYUMUN ELDE EDİLMESİ DÖNÜŞTÜRME VE ZENGİNLEŞTİRME FİYATLAR MALİYETLER İŞLETMEDEN ÇIKARMA MALİYETLERİ TANIM İŞLETMEDEN ÇIKARMA MALİYETLERİNİN KARŞILANMASI FONLAMA YÖNTEMLERİ İŞLETMEDEN ÇIKARMA MALİYETLERİNİN AZALTILMASI İÇİN UYGULANABİLECEK II

5 YÖNTEMLER DIŞSALLIKLAR TANIM NÜKLEER ENERJİ VE DIŞSALLIKLAR NÜKLEER GÜÇ SANTRALLERİNİN EKONOMİSİ...69 ÜÇÜNCÜ BÖLÜM 3.1. BİRLEŞİK KRALLIĞIN ENERJİ POLİTİKASI BİRLEŞİK KRALLIK TA ELEKTRİK ENERJİSİ BİRLEŞİK KRALLIK TA NÜKLEER ENERJİ HUKUKİ VE İDARİ YAPI BİRLEŞİK KRALLIK ELEKTRİK PİYASASI VE NÜKLEER GÜÇ SANTRALLERİ NÜKLEER GÜÇ SANTRALLERİNİN EKONOMİSİ VE BEKLENTİLER...92 DÖRDÜNCÜ BÖLÜM TÜRKİYE VE NÜKLEER ENERJİ TÜRKİYE ELEKTRİK PİYASASININ GELİŞİMİ VE MEVCUT YAPISI TÜRKİYE NİN ENERJİ POLİTİKALARI VE NÜKLEER ENERJİ GENEL ENERJİ POLİTİKALARI TÜRKİYE DE ELEKTRİK ENERJİSİ GELECEĞE İLİŞKİN BEKLENTİLER TÜRKİYE DE NÜKLEER ENERJİ TARİHÇE SAYILI NÜKLEER GÜÇ SANTRALLERİNİN KURULMASI VE İŞLETİLMESİ İLE ENERJİ SATILMASINA İLİŞKİN KANUN VE NÜKLEER GÜÇ SANTRALLERİ SAYILI ELEKTRİK PİYASASI KANUNU, EPDK VE NÜKLEER ENERJİ SONUÇ AÇIKLAMALI SÖZLÜK EKLER BİBLİYOGRAFYA İNDEKS III

6 TABLOLAR TABLO 1.1 NÜKLEER YAKIT ÇEVRİMİNİN AŞAMALARI...7 TABLO 1.2 GÜÇ SANTRALLERİNİN BİR DÜZEYE İNDİRGENMİŞ MALİYETLERİNİN DAĞILIMI...14 TABLO 1.3 GÜÇ SANTRALLERİNİN GECELİK MALİYETLERİ VE BİR DÜZEYE İNDİRGENMİŞ MALİYETLERİ...14 TABLO 1.4 GÜÇ SANTRALLERİNİN ÇEVRESEL ETKİ DEĞERLENDİRMESİ...16 TABLO 1.5 GÜÇ SANTRALLERİNİN ÇEVRESEL ETKİLERİ TOPLAM ŞİDDETİ VE ÖNEMİ...17 TABLO 1.6 TEKNOLOJİYE GÖRE SERAGAZI SALIMI...26 TABLO 2.1 GÜÇ SANTRALLERİNİN RİSK ÖZELLİKLERİ...38 TABLO 2.2 BİRLEŞİK KRALLIK TA DOĞALGAZ SANTRALLERİNİN PAYI...38 TABLO 2.3 SERMAYE MALİYETLERİNİN YAPISI...41 TABLO 2.4 MADENLERDEN ÇIKARTILAN URANYUM...50 TABLO 2.5 ARZ EDİLEN URANYUM MİKTARI...51 TABLO 2.6 MEVCUT URANYUM REZERVLERİ...51 TABLO 2.7 URANYUM KULLANIMI...52 TABLO 2.8 DÖNÜŞTÜRME ARZI VE TALEBİ...53 TABLO 2.9 ZENGİNLEŞTİRME KAPASİTESİ...53 TABLO 2.10 NÜKLEER YAKIT FİYATLARI...54 TABLO 2.11YAKIT ÇEVRİMİ MALİYETLERİ...56 TABLO 2.12 ABD DE ELEKTRİK ÜRETİM MALİYETLERİ VE UNSURLARI TABLO 2.13 ABD DE ELEKTRİK ÜRETİM MALİYETLERİ VE UNSURLARI...58 TABLO 2.14 FRANSA DA NÜKLEER YAKIT ÇEVRİMİNİN DIŞSAL MALİYETLERİ...66 TABLO 2.15 YAKIT ÇEVRİMİNİN DIŞSAL MALİYETİ...67 TABLO 2.16 NÜKLEER GÜÇ SANTRALLERİNİN EKONOMİSİ...70 TABLO 2.17 AB'DE ELEKTRİK ÜRETİMİ DOĞRUDAN MALİYETLER VE DIŞSAL MALİYETLER...74 TABLO 3.1 TOPLAM ENERJİ TÜKETİMİ VE KAYNAKLARIN DAĞILIMI...78 TABLO 3.2 ENERJİ YOĞUNLUĞU...79 TABLO 3.3 ENERJİ BAĞIMLILIĞI...79 TABLO 3.4 ARZ EDİLEN TOPLAM ELEKTRİK MİKTARI...80 TABLO 3.5 BİRLEŞİK KRALLIK TA KURULU KAPASİTE...82 TABLO 3.6 BİRLEŞİK KRALLIKTA FAALİYET GÖSTEREN NÜKLEER GÜÇ SANTRALLERİ...91 TABLO 3.7 BİRLEŞİK KRALLIK TA KURULACAK NÜKLEER GÜÇ SANTRALİNE İLİŞKİN MALİYET HESAPLAMALARI...92 TABLO 3.8 NÜKLEER ENERJİ REFAH DENGESİ...93 TABLO 4.1 TÜRKİYE ENERJİ TÜKETİMİ VE KAYNAKLARI TABLO 4.2 ENERJİ YOĞUNLUĞU VE BAĞIMLILIĞI TABLO 4.3 TÜRKİYE ELEKTRİK ENERJİSİ ÜRETİMİ VE KAYNAKLARI TABLO ELEKTRİK TÜKETİMİ TALEP TAHMİNİ TABLO 4.5 KURULU GÜCÜN YAKIT CİNSLERİNE GÖRE GELİŞİMİ (ÇÖZÜM I) TABLO 4.6 KURULU GÜCÜN YAKIT CİNSLERİNE GÖRE GELİŞİMİ (ÇÖZÜM II) IV

7 GRAFİKLER GRAFİK 1.1- NÜKLEER GÜÇ SANTRALLERİNİN GECELİK MALİYETLERİ...13 GRAFİK 2.1- NÜKLEER YAKIT FİYATLARI...55 GRAFİK 3.1- BİRLEŞİK KRALLIK ELEKTRİK KAYNAKLARININ (%) DAĞILIMI...81 GRAFİK TÜRKİYE ELEKTRİK ENERJİSİ ÜRETİMİ KAYNAKLARININ PAYI ŞEKİLLER ŞEKİL 1.1- NÜKLEER SANTRALİN YAPISI...5 V

8 KISALTMALAR AB ABD AGR BERR Btep BWR CANDU CCGT CO 2 EPDK EPR ETKB EÜAŞ gceq GSYİH GW GWh HSE IAEA IEA NEA kwh : Avrupa Birliği : Amerika Birleşik Devletleri : Advanced Gas Reactor (Gelişmiş Gaz Reaktörü) : Secretary of State for Business, Enterprise and Regulatory Reform, (İşletme, Ticaret ve Düzenleyici Reform Bakanlığı) : Bin Ton Eşdeğer Petrol : Boiling Water Reactor (Kaynar Sulu Reaktör) : Canadian Deuterium Uranium Reactor (Kanada Ağır Su Uranyum Reaktörü) : Combined Circle Gas Turbine (Birleşik Doğal Gaz Çevrim Santrali) : Karbondioksit : Elektrik Piyasası Düzenleme Kurumu : European Pressurised Reactor (Avrupa Basınçlı Su Reaktörü) : Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı : Elektrik Üretim Anonim Şirketi : Gram eşdeğer karbon : Gayri Safi Yurtiçi Hasıla : Gigawatt (10 9 watt) : Gigawatt-saat : Health and Safety Executive (Sağlık ve Güvenlik İdaresi) : International Atomic Energy Agency (Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı) : International Energy Agency (Uluslararası Enerji Ajansı) : Nuclear Energy Agency (Nükleer Enerji Ajansı) : Kilowatt-saat VI

9 kw e Kep Mtep MW MW e MWh NETA NDA NGS O&M OECD : Kilowatt elektrik : kilogram eşdeğer petrol : Milyon Ton Eşdeğer Petrol : Megawatt : Megawatt elektrik : Megawatt-saat : New Electricity Trading Arrangements (Yeni Elektrik Ticaret Düzenlemeleri) : Nuclear Decommissioning Authority (Nükleer Tesisleri Hizmetten Çıkarma Kurumu) : Nükleer güç santrali : İşletme ve bakım : Organisation for Economic Cooperation and Development (Ekonomik İşbirliği ve Kalkınma Örgütü) PPM PWR TAEK TEAŞ TEİAŞ TEK TWh UKAEA WNA : Part Per Million (Milyonda Bir) : Pressurized Water Reactor (Basınçlı Su Reaktörü) : Türkiye Atom Enerjisi Kurumu : Türkiye Elektrik Üretim İletim Anonim Şirketi : Türkiye Elektrik İletim Anonim Şirketi : Türkiye Elektrik Kurumu : Terawatt-saat : United Kingdom Atomic Energy Authority (Birleşik Krallık Atom Enerjisi Kurumu) : World Nuclear Association (Dünya Nükleer Birliği) VII

10 ÖZET Enerjinin, düşük maliyetle ve istikrarlı bir şekilde tüketicilerin kullanımına sunulması zorunluluğu, ülkeleri, giderek çözülmesi zor sorunlarla karşı karşıya bırakmaktadır. Bu sorunların çözümü için giderek daha fazla ülke, enerji sektöründe serbest ve rekabetçi piyasa yapıları oluşturmaya başlamakta ve elektrik sektörü de bu süreçten etkilenmektedir. Daha önceden devlet kontrolünde olan elektrik sektörünün serbestleştirilmesi ve rekabetçi piyasa yapısına geçilmesi ile kaynakların etkin ve verimli kullanılması ve tüketicilere daha ucuza elektrik arz edilmesi hedeflenmektedir. Ancak, serbest piyasa koşulları bünyesinde çeşitli riskleri de barındırmaktadır ve serbest elektrik piyasasına ilişkin uygulamalar, yatırımcıların, daha düşük sermaye maliyeti, daha kısa inşaat süresi olan ve piyasa koşullarındaki değişmelere daha kolay uyum sağlayabilen yatırımları tercih ederek bu risklerin etkisini azaltmaya çalıştıklarını göstermektedir. Nükleer enerji, yüksek sermaye maliyeti, uzun inşaat süresi ve diğer güç kaynaklarından farklı düzenlemelere tabi olması nedeniyle serbest ve rekabetçi elektrik piyasalarında daha dezavantajlı durumdadır. Ancak son dönemde küresel ısınma ve sürdürülebilir kalkınma bağlamında değerlendirildiğinde, nükleer enerji, karşılaşılan sorunların etkisini azaltabilecek kanıtlanmış bir teknoloji olarak enerji politikalarında tekrar gündeme gelmeye başlamıştır. ABD, Birleşik Krallık gibi gelişmiş ülkeler nükleer enerjiyi gündemlerinde yeniden ilk sıralara alırlarken, gelişmekte olan Çin, Hindistan ve Rusya gibi ülkeler önemli nükleer santral yatırımları yapmaya devam etmektedirler. Son dönemde, arz sıkıntıları gündeme gelen ve enerjide dışa bağımlılığı giderek artan Türkiye, enerji politikalarında uzun süredir yer verdiği ancak çeşitli nedenlerle hayata geçiremediği nükleer enerjiye ilişkin 5710 sayılı Nükleer Güç Santrallerinin Kurulması ve İşletilmesi ile Enerji Satılmasına İlişkin Kanun u çıkartarak yeni bir başlangıç yapmıştır. Ancak, çeşitli teşviklerle kurulmaya çalışılan nükleer güç santralinin 2001 yılından itibaren uygulanmaya başlanılan serbest ve rekabetçi piyasa yapısını etkilemesi muhtemeldir. Bu çerçevede, bu çalışmada; serbest ve rekabetçi elektrik piyasalarında nükleer güç santrallerinin ekonomisini etkileyen riskler incelenerek, nükleer güç santrallerini ilk kullanan ve serbest elektrik piyasasına da ilk geçen ülkelerden biri olan Birleşik Krallığın bu konuda deneyimi de göz önünde tutularak, Türkiye de kurulması planlanan nükleer güç santralinin ekonomisini etkileyen risklerin azaltılmasında elektrik piyasasını düzenleyici kurumun izleyebileceği yöntemler tartışılacaktır. Anahtar Kelimeler: nükleer enerji, nükleer güç santrali, serbest ve rekabetçi elektrik piyasası, risk, nükleer enerji ekonomisi VIII

11 GİRİŞ Dünya enerji talebi giderek artmaktadır yılında 4,672 milyon ton eşdeğer petrol olan yıllık dünya enerji talebi 2006 yılında 8,084 milyon ton eşdeğer petrole ulaşmış olup, bu talebin 2030 yılında 15,783 milyon ton eşdeğer petrole ulaşması beklenmekte ve talebin %75 inin, rezervleri giderek azalan kömür, petrol ve doğal gazdan karşılanacağı tahmin edilmektedir. Geleceğe ilişkin senaryolar bu yönde iken özellikle petrol ve doğalgaz ithalatçısı olan ülkelerin enerji ihtiyaçlarını düşük maliyetle ve sürdürülebilir bir şekilde nasıl karşılayacakları enerji politikalarında cevaplamaları gereken zor bir soru olmaya devam edecektir. Ancak enerji talebinin karşılanması çevreye ve doğal kaynaklara zarar vermekte olup yeterli önlemler alınmazsa gelecek nesilleri ciddi sorunlarla karşı karşıya bırakacak hale gelmiştir. Bilim adamları, gerekli önlemlerin alınmaması halinde, 21. yy sonunda dünya sıcaklığının altı derece daha fazla olacağını ve bu sıcaklığın buzulların erimesine, yerleşim bölgelerinin su altında kalmasına, temiz su kaynaklarının önemli ölçüde azalmasına ve felaket olarak değerlendirilebilecek hava olaylarına neden olacağını düşünmektedirler. Geleceğe ilişkin bu beklentiler, ülkelerin enerji politikalarında seçeneklerini azaltmakta ve çevreye daha az zararlı ve sürdürülebilir enerji kaynaklarına yönelmeye zorlamaktadır. Fakat çevreye daha az zararlı ve sürdürülebilir enerji kaynaklarının maliyetleri de diğer kaynaklara göre daha yüksek olmaktadır. Son dönemde, gelişmiş ve gelişmekte olan bazı ülkelerde elektrik ve doğal gaz sektörlerinde serbest ve rekabetçi piyasa yapısına geçilmeye başlanılması, çevreye daha az zararlı enerji kaynakları yatırımlarının tekelci yapıda olduğu gibi devlet tarafından değil de, yatırım kararlarını karlılık esasında değerlendiren özel sektör tarafından yapılmasının nasıl gerçekleştirileceği sorusunu gündeme getirmiştir. Elde edilen deneyimler, özel sektörün, bu yatırımları geleceğe ilişkin güçlü bir beklenti veya ülke tarafından sağlanan açık bir teşvik olmadıkça öncelikle dikkate almadıklarını göstermektedir. Kısaca özetlenmeye çalışılan bu üç olgu ülkelerin enerji politikalarını yeniden şekillendirmektedir. Bu süreçte enerji talebinin karşılanmasında yarım asırdan fazla bir 1

12 süredir kullanılan nükleer enerji, gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerin enerji politikalarında tekrar gündeme gelmeye başlamıştır. Yüksek büyüme hızı ve yüksek elektrik talep artışı olan Türkiye de de enerji politikalarında son dönemde ciddi değişiklikler meydana gelmiştir yılında 4628 sayılı Elektrik Piyasası Kanunu ve 4646 sayılı Doğal Gaz Piyasası Kanunu çıkartılarak elektrik ve doğal gaz sektörlerinde serbest ve rekabetçi piyasaların oluşturulmasına başlanılmıştır. Ayrıca 5710 sayılı Nükleer Güç Santrallerinin Kurulması ve İşletilmesi ile Enerji Satışına İlişkin Kanun çıkartılarak nükleer güç santrallerinin kurulmasında uygulanacak teşvik sisteminin esasları belirlenmiştir. Hazırlanan bu çalışma ile serbest ve rekabetçi elektrik piyasasında kurulacak olan nükleer güç santrallerinin ekonomisini etkileyen risklerin ne olacağı ve bu riskleri azaltılmasında elektrik piyasasının düzenlenmesinden sorumlu olan düzenleyici kurumun nasıl bir yöntem izlemesi gerektiğine yanıt aranacaktır. Bu bağlamda, tezin ilk bölümünde nükleer güç santrallerinin özellikleri ve son dönemde ülkelerin neden nükleer enerjiyi tekrar enerji politikalarında gündeme aldıkları incelenecektir. Tezin ikinci bölümünde, ilk olarak serbest ve rekabetçi elektrik piyasalarının yatırım kararlarını nasıl etkilediği ve tekelci yapıya göre maliyetleri ve yatırım kararlarını etkileyen hangi riskleri ortaya çıkardığı incelenecektir. Risklerin yapısı incelendikten sonra nükleer güç santrallerinin maliyet unsurları ve bu maliyet unsurlarının hangi risklerden etkilendiği incelenecektir. İkinci bölümde son olarak nükleer güç santrallerinin maliyetlerinin yeni piyasa koşullarında nasıl değiştiği incelenecektir. Tezin üçüncü bölümünde serbest ve rekabetçi elektrik piyasasını ilk uygulayan ülkelerden biri olan Birleşik Krallığın nükleer enerjiye ilişkin deneyimi aktarılacak ve düzenleyici kurumların serbest ve rekabetçi elektrik piyasasında nükleer enerjiye ilişkin ne gibi sorunlarla karşılaşılabileceği tartışılacaktır. 2

13 Tezin son bölümünde ise 5710 sayılı Kanun ile Türkiye de kurulması planlanan nükleer güç santrallerinin, 4628 sayılı Kanun ile öngörülen serbest ve rekabetçi elektrik piyasasında hangi risklerle karşılaşabileceği incelenerek düzenleyici kurumun bu riskler karşısında ne yönde hareket etmesi gerektiği tartışılacaktır. Sonuç bölümünde ise tezde anlatılanların genel bir değerlendirilmesi yapılacaktır. 3

14 BİRİNCİ BÖLÜM NÜKLEER GÜÇ SANTRALLERİ 1932 yılında Sir James Chadwick in nötronu keşfetmesinin ve 1939 yılında atomların fisyona 1 uğraması ile enerji ortaya çıktığının keşfedilmesinin ardından 1942 yılında ilk kontrollü zincirleme reaksiyon 2 gerçekleştirilmiş, 1945 yılında ilk atom bombası yapılmış ve 1951 yılında nükleer enerji 3 kullanılarak ilk kez elektrik enerjisi üretilmiştir. Aradan geçen yaklaşık yarım asır sonunda, 2006 yılı itibariyle 11,741 mtep olan dünya birincil enerji arzının %6.2 si nükleer enerji ile karşılanmakta, aynı zamanda 18,930 TWh olan dünya elektrik üretiminin yaklaşık %14 ü nükleer güç santralleri kullanılarak sağlanmaktadır 4. Dünyada toplam 373,247 MW e kapasiteli 439 nükleer reaktörü kurulu olup, ABD 100,599 MW e kapasiteli 104 reaktör ile ilk sırada, Fransa 63,473 MW e kapasiteli 59 reaktörle ikinci sırada ve Japonya 47,577 MW e kapasiteli 55 reaktörle üçüncü sırada yer almaktadır Eylül ayı itibariyle 7 tanesi Rusya da, 7 tanesi Çin de ve 6 tanesi Hindistan da olmak üzere toplam 29,848 MW e kapasiteli 36 reaktör inşa edilmektedir. Ayrıca, 26 sı Çin de, 12 si Rusya da, 11 tanesi Japonya da ve 10 tanesi Hindistan da olmak üzere 105,075 MW e kapasiteli 97 reaktörün inşası planlanmakta olup, 76 sı Çin de, 25 i Rusya da ve 20 tanesi ABD de olmak üzere 198,575 MW e kapasiteli 221 reaktör inşası düşünülmektedir 5. 1 Bir nötronun, uranyum gibi ağır bir element atomunun çekirdeğine çarparak yutulması, bunun sonucunda bu atomun kararsız hale gelerek daha küçük iki ayrı çekirdeğe bölünmesi fisyon reaksiyonudur. Parçalanma sonucunda ortaya çıkan ve bazıları radyoaktif olan atomlara fisyon ürünleri denir. Bir nötron yutulması ile başlayan fisyon tepkimesi sonucunda, büyük miktarda enerji ile birlikte, birden fazla nötron ortaya çıkar. Füzyon ise hafif atom çekirdeklerinin birleşme tepkimeleridir. Kaynak: Türkiye Atom Enerjisi Kurumu, 2 Zincirleme Reaksiyon ; fisyon sonucunda ortaya çıkan nötronların, ortamda bulunan diğer fisyon yapabilen atomların çekirdekleri tarafından yutularak, onları da aynı reaksiyona sokması ve bunun ardışık olarak tekrarlanmasıdır. Kaynak: Türkiye Atom Enerjisi Kurumu, 3 Nükleer enerji, fisyon ve füzyon tepkimeleri ile elde edilen enerjidir. Kaynak: Türkiye Atom Enerjisi Kurumu, yılı itibariyle birincil enerji arzının %34.4 ü petrol, %26 sı kömür, %20 si doğalgaz, %6.2 si nükleer ve yaklaşık %14 ü diğer enerji kaynaklarından sağlanmaktadır. Ayrıca elektrik üretiminin %41 i kömür, %20 si doğalgaz, %16 sı hidroelektrik, %14.8 i nükleer ve yaklaşık %8 i diğer enerji kaynaklarından sağlanmaktadır. IEA, Key World Energy Statistics:2008, International Energy Agency, Paris/France, WNA, World Nuclear Power Reactors, 27/09/

15 Geleceğe ilişkin beklentilere bakıldığında, 2030 yılında, özellikle Japonya, Çin ve Hindistan da yapılacak santraller ile kurulu kapasitenin 416 GW e olmasına rağmen, diğer güç kaynaklarına ağırlık verilmesinden dolayı nükleer enerjinin elektrik üretimi içindeki payının %10 a düşeceği tahmin edilmektedir Nükleer Güç Santrali Teknolojileri Nükleer güç santrali, enerji dönüştürme sürecinin ilk aşaması dışında termik santralin çalışma sistemiyle benzerdir. Nükleer güç santralinde, reaktörde nükleer fisyon sonucunda ortaya çıkan ısı enerjisi, bir akışkan marifetiyle soğurulur, akışkandaki ısı enerjisi ile buhar elde edilir ve buhar ile türbinler hareket ettirilip jeneratör düzenekleri vasıtasıyla elektrik enerjisine çevrilir 7. Şekil 1.1 de nükleer enerjiden elektrik üretilmesine ilişkin günümüzde kullanılan tipik bir nükleer santralin şeması gösterilmektedir. 1.Şekil 1.1- Nükleer Santralin Yapısı Kaynak : Türkiye Atom Enerjisi Kurumu, 6 IEA, World Energy Outlook 2006, OECD/IEA, Paris/France, Nükleer reaktörlerin ayırt edici özelliği olan kullanılan radyoaktif maddelerin enerji üretime kapasiteleri diğer kaynaklara göre kat kat fazladır. Bir kilo uranyumdan sağlanan enerji 45 ton odun, 22 ton kömür, 15 ton petrol veya 14 ton sıvılaştırılmış doğal gazdan elde edilen enerjiye eşittir. Ayrıca uranyum ve kömürü atık bakımından karşılaştırılacak olunursa; kilo uranyum cevherinden 230 gr. U 3 O 8 elde edilir ve bu yakıt ile 8000 kwh elektrik elde edildikten sonra 230 gr atık yakıt çıkar. Aynı miktarda enerji için 3.5 ton kömür kullanılması gereklidir ve bundan 300 kg kül ile 8 ton CO 2 meydana gelir. UIC, Nuclear Electricity, 7th Edition, Uranium Information Centre, Australia,

16 Nükleer güç santrallerinin en önemli parçası olan nükleer reaktörün ana unsurları; 1. Yakıt : Uranyumun bir izotopu olan U 235 doğada bulunan tek fisil (atomik parçalanmaya uygun) madde olduğu için neredeyse nükleer güç santrallerinin tamamında uranyum kullanılmaktadır 8. Ancak doğada bulunan uranyumun %0.7 si U 235, kalanı ise U 238 izotopu formunda olduğundan, bazı nükleer güç santrallerinde kullanılabilmesi için U 235 konsantrasyonunun %3-5 arasına yükseltilmesi gerekir. U 235 konsantrasyonu bir dizi işlem sonucu yükseltilen yakıta zenginleştirilmiş yakıt, bu işlemlere de zenginleştirme denir Yavaşlatıcı (Moderatör): Bazı reaktör tiplerinde nükleer fisyonda oluşan nötronları yavaşlatarak zincirleme reaksiyonun devam etmesini sağlayan maddedir 10. Genel olarak su kullanılmakla birlikte ağır su ve grafit de yavaşlatıcı olarak kullanılmaktadır Soğutucu (Coolant): Nükleer fisyon sonucu oluşan ısının, nükleer fisyonun oluştuğu ortamdan alınarak elektrik enerjisine dönüştürülmek üzere türbinlere ya da buhar üreteçlerine aktarılmasında kullanılan maddedir. Genel olarak hafif sulu reaktörlerde, soğutucu aynı zamanda yavaşlatıcı olarak da kullanılmaktadır. 4. Kontrol Çubukları: Nükleer fisyonun hızını ayarlamak için kontrol çubukları kullanılır Nükleer Yakıt Çevrimi Nükleer yakıt çevrimi, nükleer güç santrallerinde kullanılacak olan yakıtın (uranyum) üretilmesi, kullanılması ve atıkların saklanması süreci olup, cevher çıkartma, öğütme, arıtma, dönüştürme, zenginleştirme, nükleer yakıt elemanı yapımı, kullanımı, kullanılmış yakıt elemanlarının yeniden işlenmesi ve son depolama da dahil olmak üzere radyoaktif atıkların işlenmesi adımlarının bütünü olarak tanımlanabilir. 8 Doğada bulunan uranyumun U 235 ve U 238 olmak üzere iki izotopu bulunmaktadır. 9 Bazı reaktörlerde zenginleştirilmemiş uranyum kullanılabilmektedir. Kanada tarafından üretilen CANDU reaktörleri bu tip reaktörlere örnek olarak gösterilebilir 10 Gelişmiş teknolojili reaktör olan Hızlı Üretken (Fast Breeder) reaktörlerde nötronlar yavaşlatılmadan enerji üretilmektedir. 11 Ağır su; hidrojenin deteryum izotopu ile oluşturulan madde, grafit ise bir tür karbondur. 6

17 Nükleer yakıt çevrimi açık ve kapalı yakıt çevrimi olarak ikiye ayrılmaktadır. Söz konusu yakıt çevrimlerinin detayları Tablo 1.1 de gösterilmektedir. Tabloda görüldüğü üzere açık ve kapalı yakıt çevrimi arasındaki tek fark nükleer reaktörde kullanıldıktan sonra atıkların tekrar işlenerek yakıt üretiminde kullanılmasıdır. Ön Aşama (Front End) Son veya Nihai Aşama (Back End) 1Tablo 1.1- Nükleer Yakıt Çevriminin Aşamaları Açık Yakıt Çevrimi Uranyumun cevherinin çıkarılması Dönüştürme Zenginleştirme Yakıt üretimi Yakıtın kullanılması Kullanılmış yakıtların geçici olarak depolanması Atıkların nihai olarak saklanması Kapalı Yakıt Çevrimi Uranyumun cevherinin çıkarılması Dönüştürme Zenginleştirme Yakıt üretimi Yakıtın kullanılması Kullanılmış yakıtların geçici olarak depolanması {Yeniden İşleme sonucu tekrar yakıt üretilmesi} Atıkların nihai olarak saklanması Tabloda belirtilen aşamalar incelenecek olunursa ; Uranyum cevherinin çıkarılması (Madencilik ve Öğütme): Uranyum cevherinin çıkarılması da diğer minerallerin çıkarılması gibidir ve uranyumun %70 inden fazlası geleneksel kuyu ve yeraltı madencilik yöntemleri ile çıkartılmaktadır 12. Çıkartılan bu cevher öğütme yöntemi ile kimyasal işleme tabi tutulur ve saflaştırılarak daha istikrarlı olan U 3 O 8 e dönüştürülerek yakıt çevriminin diğer aşamasına hazırlanır 13. Dönüştürme ve zenginleştirme: Sarı pasta (U 3 O 8 ) uranyum hekzafloride (UF 6 ) dönüştürülür ve UF 6, santrifüj, gazlı difüzyon, vb. yöntemler ile U 235 izotopunun oranı arttırılarak zenginleştirme yapılır. Ancak, bu işlemlerin yüksek miktarda enerji ve büyük tesisler gerektirmesi nedeniyle dünyada az sayıda zenginleştirme tesisi bulunmaktadır NEA, Nuclear Energy Today, OECD/NEA, Paris/ France, 2005, sy Uranyumun öğütme işlemi ile işlenmiş hali (U 3 O 8 ) rengi nedeniyle sarı pasta olarak adlandırılmaktadır. 14 ibid, sy.25 7

18 Yakıt üretimi: Doğal ya da zenginleştirilmiş uranyumun nükleer reaktörde kullanılabilecek hale getirilmesidir. Örneğin zenginleştirme işleminden geçen UF 6, uranyum dioksite çevrilerek 2 cm uzunluğunda ve 1.5 cm çapında silindir şeklinde pellet ler yapılarak 4 metre uzunluğunda çelik tüplere doldurulur ve bu tüpler birleştirilerek reaktörde kullanılacak yakıt demeti oluşturulur. Tipik bir BWR reaktöründe yakıt çubuğu ve 730 yakıt demeti bulunmaktadır 15. Yakıtın kullanılması: MW e kapasiteli PWR santralinde yaklaşık olarak 75 ton yakıt bulunmaktadır ve yakıt her üç yılda bir yenilenmektedir. Reaktörden çıkan kullanılmış yakıtın %1 ini plütonyum, %96 sını uranyum ve %3 ünü yüksek seviyeli atıklar oluşturmaktadır. Ancak kullanıldıktan sonra uranyumun U 235 konsantrasyonu %1 in altına düşmektedir. Yukarıda kısaca belirtilen süreç nükleer yakıt çevriminin ön aşamasını oluşturmaktadır. Nükleer yakıt çevriminin son veya nihai aşaması ise üretimde kullanılan uranyumun reaktörden alınarak 5-10 yıl arasında bir sürede ısının azaltılması ve yarı ömrü az olan izotopların tükenmesi için santralde bekletilmesi ile başlar. İlk başta su dolu havuzlarda bekletilerek ısısı azaltılan yakıt çubukları, daha sonra tutulmak üzere ya başka bir havuza alınır ya da kaplara konularak havuz dışında bekletilir. Burada bekleyen yakıtlar yeniden işlemede değerlendirilebileceği gibi, nihai depolama için uzun yıllar boyunca bekletilebilir. Yeniden işleme: Kullanılmış yakıtta değerlendirilebilecek radyoaktif izotoplar bulunmaktadır ve kapalı yakıt çevriminde yer alan yeniden işleme ile uranyum ve plütonyum kullanılmış yakıttan ayrıştırılarak plütonyum veya karma oksit yakıtı 16 üretilir ve bu üretilen yakıt nükleer güç santrallerinde tekrar kullanılabilir. Atıkların nihai depolanması: Nükleer güç santrallerinin sökümü ve işletmeden çıkarılması 17, nükleer santralin ekonomik ömrünü tamamlaması veya çeşitli nedenlerden 15 ibid, sy Mixed oxide fuel-mox, karma oksit yakıtı olarak tercüme edilmiştir tarihli ve sayılı Resmi Gazetede yayımlanarak yürürlüğe giren Nükleer Tanımlar Yönetmeliğinde, hizmetten çıkarma, bir nükleer tesisin bir daha çalışmamak üzere işletmeden çıkarılmasını, temizlenmesini, sökülmesini ve radyoaktif malzemelerin son depolama işlemi için ayrılmasını içeren işlemlerin tümü olarak tanımlanmıştır sayılı Kanunda, hizmetten çıkarma yerine işletmeden çıkarma terimi kullanıldığından, çalışmanın devamında işletmeden çıkartma terimi kullanılacaktır. 8

19 dolayı faaliyetine son verilmesi halinde santralin bulunduğu alanın yeşil alan veya belirlenmiş bir hale getirilmesidir. Nükleer atıkların nihai olarak depolanması ise, nükleer güç santralinin işletmeden çıkarılması ile gerek geçici olarak depolanan atıkların gerekse santral işletmeden çıkarılınca reaktörde bulunan yakıtın nihai ve çevreye zarar vermeyecek şekilde depolanmasıdır. Nükleer atıklar 18, içerdikleri maddelerin radyoaktivite seviyesine göre düşükdüzeyli atık (DDA), orta-düzeyli atık (ODA) ve yüksek-düzeyli atık (YDA) olarak nitelendirilmektedir. Yüksek-düzeyli atıklar da iki kategoriye ayrılır. Yeniden işlemenin yan ürünü olarak ortaya çıkan yüksek düzeyli atıklar ve işlenmeyecek düzeyde olan yüksek düzeyli atıklar. İkincisi harcanmış nükleer yakıt (SNF) olarak da adlandırılmaktadır. Düşük-düzeyli atıklar ve orta-düzeyli atıklar, yalnızca nükleer güç santrallerinin faaliyetleri ile değil aynı zamanda tıp, kimya vb. endüstrilerin faaliyetleri neticesinde de ortaya çıktığı için bu atıkların yok edilmesi önem taşımakla birlikte esas olarak radyoaktif izotoplarının yarı ömrü binlerce yılı bulabilen yüksek-düzeyli atıkların dikkatli bir şekilde değerlendirilmesi gerekmektedir. Bu konuda IAEA nın Radyoaktif Yakıt Yönetimi Prensipleri çalışması, nükleer atıkların yönetimi konusunda temel prensipler oluşturmaktadır. Söz konusu prensipler şunlardır ; Nükleer atık yönetiminde çevre ve insan sağlığı için yeterli düzeyde koruma sağlanmalıdır, Bu faaliyetin gelecek nesillere etkisi bugün kabul edilen düzeyden daha fazla olmamalıdır, Sorumlulukların açıkça belirlendiği yasal çerçeve oluşturulmalıdır ve bağımsız düzenleme yapılmalıdır, Atık ile ilgili tesislerin güvenliği sağlanmalıdır. Atıkların bertaraf edilmesinde ise kısaca şu aşamalar izlenmektedir ; tarihli ve sayılı Resmi Gazetede yayımlanarak yürürlüğe giren Nükleer Tanımlar Yönetmeliğinde artık, sıvılar için aktivite seviyeleri 37 mbq/ml (10-6 uci/ml), gazlar için aktivite seviyeleri 3,7 Bq/m 3 (10-10 Ci/m 3 ), katılar için ise yüzeylerindeki doz şiddeti 0,2 R/saat değerine, eşit veya daha yüksek olan, tekrar kullanılması düşünülmeyen ve özel tekniklerle işlenerek zararsız hale getirilmeleri gereken radyoaktif maddeler olarak tanımlanmış ve nükleer artık nükleer yakıt çevriminden oluşan, radyoaktif artıklar olarak tanımlanmıştır. Ancak, 5710 sayılı Kanunda atık ifadesi kullanıldığından çalışmada artık ifadesi atık ifadesi ile aynı anlamda kullanılacaktır. 9

20 1. Taşımaya uygun hale getirme: Gerek DDA gerek ODA lar çok küçük hacimlere sıkıştırılabilirler. Bu atıklar filtreleme yapıldıktan sonra çimentoda katılaştırılırlar ve geçici depolama için çelik kutularda saklanırlar. Yüksek düzeyli atıklar ise camlaştırma (vitrification) olarak adlandırılan özel işleme tabi tutularak katılaştırılırlar ve özel olarak imal edilmiş kutularda saklanırlar. 2. Geçici depolama 19 : Bu depolamada, nükleer atıklar, radyoaktivitelerinin azalması için güvenliği sağlanmış ve genelde yer üstünde olan alanlarda belirli bir dönem bekletilirler. Bu süre 50 yıla kadar uzayabilir. 3. Nihai depolama 20 : Nihai depolama ise radyoaktif maddelerin bir daha geri kullanılmamak üzere çevreye etkisinin olmadığı ve ulaşılmayacak şekilde depolanmasıdır. Nihai depolama için mevcut teknolojik koşullarda en iyi yöntem olarak nükleer atıkların uygun jeolojik koşullara sahip yerlerde çok derinlere gömülmesi düşünülmektedir. Bu, uzun süreli, çevreye radyasyon yaymayan ve gelecek nesilleri yüksek maliyetlere maruz bırakmayan bir nihai depolama şekli olarak başta ABD ve Finlandiya olmak üzere nükleer enerjiden faydalanan ülkeler tarafından düşünülmektedir 21. Ancak, şu ana kadar, nükleer atıkların nihai depolanması sorununa kesin bir çözüm bulunabilmiş değildir. Nükleer güç santrallerinin sökümü ve işletmeden çıkarılması ise birden fazla aşamadan oluşmaktadır. Bu aşamalar kısaca özetlenecek olunursa ; 1. Kapatma : Bu aşamada kullanılan yakıt reaktörden çıkartılır, yönetim sistemleri sökülür ve tesis bir sonraki aşamaya hazırlanır. 2. Temizleme ve söküm : Tüm yüzeylerin radyoaktif maddelerden arındırılması yapılır. Reaktör haricinde türbin, jeneratör vb. teçhizat sökülür. Bu süreç santralin faaliyetinin sona ermesinin ardından yaklaşık 20 yıl kadar sürebilir Interim Disposal, geçici depolama olarak çevrilmiştir. 20 Final Disposal, nihai depolama olarak çevrilmiştir. 21 ABD de Yuca dağı ve Finlandiya da Eurajoki nihai depolama olarak jeolojik nihai depolama tesislerinin kurulacağı alanlar olarak tespit edilmiş olup, burada çalışmalar devam etmektedir. 22 NEA, Nuclear Energy Today, sy 28 10

21 3. Yıkım ve alanın temizlenmesi : Bu aşamada kalan parçalar sökülür, tesislere ilişkin binalar yıkılır ve tesisin kurulduğu bölge yeşil alan olarak veya belirlenen hale getirilir. Bu aşama santralin faaliyetinin sona ermesinin ardından yaklaşık 100 yıla kadar uzayabilir. Son olarak nükleer yakıt çevriminin sosyal ve siyasi boyutuna bakıldığında, özellikle nükleer atıklar önemli sorun oluşturmakta olup, kamuoyu yoklamalarında da nükleer enerjiye karşı çıkılmasındaki en büyük neden olarak nükleer atık sorununa kesin çözüm bulunamaması gösterilmektedir. Her ne kadar teknik uzmanlar jeolojik depolamanın çevreye ve insan sağlığına herhangi bir zararının olmadığını ve güvenilir şekilde binlerce yıl koruma sağlayabileceğini ifade etseler de, bu konuda kesin bir çözüm bulunamaması kamuoyunda nükleer enerjiye olan karşıtlığın devam etmesine neden olmaktadır Nükleer Enerjinin Ekonomisi Nükleer enerjinin ekonomisi, nükleer güç santrallerinin elektrik üretme maliyetleri ve belirsizliklerinin incelenerek bu maliyetler ve belirsizliklerin diğer güç kaynakları ile karşılaştırılması olarak tanımlanabilir 23. Genel olarak elektrik üretim tesisi yatırımcıları, yapılacak yatırım için genelde şu hususları göz önünde bulundurmaktadırlar 24 ; 1. Yatırımın toplam tutarı : Santralin inşaatı süresince gelir elde edilemeyeceğinden yatırım için harcanan para arttıkça bunun maliyeti ve riski daha fazla olacaktır. 2. İnşaat süresi : Yatırımda kullanılan sermayenin finansman maliyetleri inşaat süresi uzadıkça artmaktadır. 3. Ortalama sabit maliyetlerin elektrik fiyatlarına oranı: Sabit maliyetler, bir santral faaliyette olsun olmasın tahakkuk eden maliyetlerdir. Buna örnek olarak yatırım maliyetleri gösterilebilir. Eğer ortalama sabit maliyetlerin (toplam sabit 23 Rothwell, G., Nuclear Power Economics, Encyclopedia of Energy, Volume 4, Stanford University, 2004, sy.1 24 ibid 11

22 maliyetler / üretilen toplam elektrik miktarı) elektrik fiyatlarına oranı yüksekse, firma finansal sıkıntı yaşayabilir. 4. Ortalama değişken maliyetlerin elektrik fiyatlarına oranı: Değişken maliyetler, santralin faaliyeti nedeniyle tahakkuk eden işgücü, yakıt, bakım gibi maliyetlerdir. Ortalama değişken maliyetlerin (toplam değişken maliyetler / üretilen toplam elektrik miktarı) elektrik fiyatlarına oranı firmaların serbest piyasalarda faaliyetini ve fiyat tekliflerini etkilemektedir. 5. Ortalama toplam maliyetler ile elektrik fiyatları arasındaki fark: Ortalama toplam maliyetlerin (ortalama sabit maliyet + ortalama değişken maliyet) elektrik fiyatına oranı yatırımın karlılığını ve yatırımın net bugünkü değerini belirleyecektir. Bu değerlerin hesaplanabilmesi için yapılacak yatırımın toplam tutarının hesaplanması gerekmektedir. Bu tutarın hesaplanmasında temel iki yöntem kullanılmaktadır: (1) Gecelik maliyet hesaplaması ve (2) Bir düzeye indirgenmiş maliyet hesaplaması. Gecelik maliyetler, bir güç santrali bir günde yapılırsa yani santralin finansman maliyetleri sıfır olursa santralin maliyetinin ne kadar olacağını göstermektedir. Bir düzeye indirgenmiş maliyet ise, güç santralinin, inşaatının başlangıcından işletmeden çıkarılmasına kadar olan tüm maliyetlerinin paranın zaman değeri 25 kullanılarak hesaplanmasıyla bulunan maliyetlerdir. Kısaca, bir düzeye indirgenmiş maliyet, Gecelik Maliyet + Finansman Maliyeti 26 + Olasılık Maliyeti 27 + Hizmetten Çıkarma Maliyetleri olarak formüle edilebilir. IEA/NEA tarafından hazırlanan Projected Costs of Generating Electricity-2005 Update çalışmasında nükleer güç santrallerinin yenileme ve işletmeden çıkarma maliyetleri olmaksızın hesaplanan gecelik maliyetleri Grafik 1.1 de gösterilmektedir. Grafikte görüldüğü üzere gecelik maliyetler, 1000$/ kw e (Güney Kore) ile 2500 $/ kw e 25 Paranın zaman değeri, paranın başka bir dönemde sahip olduğu satın alma gücünü göstermektedir. 26 Finansman Maliyeti ; inşaat süresince, sermayenin karşılanmasında kullanılan borca tahakkuk eden faiz giderlerini göstermektedir. 27 Olasılık maliyeti maliyetlerin hesaplanmasındaki belirsizliği ifade eder ve gecelik maliyet ve finansman maliyetinin toplamının belli bir oranı olarak alınır. Bu değer, maliyete ilişkin basit tahminlerde %50 ye kadar çıkabilirken detaylı çalışmalar sonucu nihai tahminlerde %5-10 arasında olabilmektedir. 12

23 (Japonya) arasında değişmektedir. Genel olarak da maliyetler 1500 $/ kw e den yüksek düzeyde seyretmektedir. 1. Grafik 1.1- Nükleer Güç Santrallerinin Gecelik Maliyetleri $/ kw e Yine söz konusu çalışmada yer alan ve Tablo 1.2 ve Tablo 1.3 de gösterilen bir düzeye indirgenmiş maliyetlerin dağılımı incelendiğinde; %5 iskonto oranı 28 ile nükleer güç santrallerinde elde edilen elektriğin fiyatının 21 $/MWh ve 31 $/MWh arasında değiştiği görülmektedir. Sermaye maliyetleri, toplam bir düzeye indirgenmiş maliyetin yaklaşık %50 sini oluştururken, işletme ve bakım maliyetleri (O&M) yaklaşık %30 unu ve yakıt çevrim maliyetleri yaklaşık %20 sini oluşturmaktadır. İskonto oranı %10 a çıkartıldığında, bir düzeye indirgenmiş maliyetinin 30 $/MWh ile 50 $/MWh arasında değiştiği görülmektedir. Bu iskonto oranında sermaye maliyetleri, toplam bir düzeye indirgenmiş maliyetin %70 ini oluşturmakta, işletme ve bakım maliyetleri %20 ve yakıt çevrimi maliyetleri %10 unu oluşturmaktadır. 28 İskonto oranı yatırımcıların benzer projelerden elde edebileceği getirinin bir göstergesi olup, genelde sermaye maliyetine eşittir ve bu oranın artması tüm yatırım projelerinde maliyetlerin artmasına neden olmaktadır. Sürdürülebilir kalkınma çerçevesinde, iskonto oranı bugün ile gelecek dönem arasında seçim yapmanın göstergesidir. Eğer yüksek iskonto oranı uygulanıyor ise yatırımcı için kısa sürede elde edilecek gelir daha önemlidir. Eğer düşük oranlı iskonto oranı uygulanıyor ise gelecek dönemde elde edilecek gelirlere önem verilmektedir ve sosyal politikalar açısından düşük iskonto oranı gelecek nesillerin refah düzeyine önem verildiğini göstermektedir. 13

24 2. Tablo 1.2- Güç Santrallerinin Bir Düzeye İndirgenmiş Maliyetlerinin Dağılımı Nükleer (%Pay) Kömür (%Pay) Doğal gaz (%Pay) Toplam Bir Düzeye İndirgenmiş Maliyetler (%5) Toplam Bir Düzeye İndirgenmiş Maliyetler (%10) Sermaye : 50 O&M : 30 Yakıt :20 Sermaye : 70 O&M : 20 Yakıt : 10 Sermaye :35 O&M : 20 Yakıt : 45 Sermaye :50 O&M : 15 Yakıt : 35 Sermaye : 15 O&M : 10 Yakıt : 75 Sermaye : 20 O&M : 7 Yakıt : 73 Kaynak : IEA/NEA, Projected Costs Of Generating Electricity Update, International Energy Agency, Tablo 1.3- Güç Santrallerinin Gecelik Maliyetleri ve Bir Düzeye İndirgenmiş Maliyetleri Nükleer Doğal gaz Kömür En Düşük En Yüksek En Düşük En Yüksek En Düşük En Yüksek Gecelik Maliyetler 1000 $/kw e 2500 $/ kw e 400 $/ kw e 1300 $/ kw e 800 $/ kw e 2400 $/ kw e Toplam Bir Düzeye İndirgenmiş Maliyetler (%5) Toplam Bir Düzeye İndirgenmiş Maliyetler (%10) ~20 $/MWh 30 $/MWh ~50 $/MWh ~40 $/MWh 60 $/MWh 18 $ /MWh 58 $/MWh ~70 $/MWh 40 $/MWh 63 $/MWh 28 $/MWh ~70 $/MWh Kaynak : IEA/NEA, Projected Costs Of Generating Electricity Update, International Energy Agency, 2005 Nükleer güç santrallerinde maliyetler bu şekilde iken baz santral olarak kullanılabilecek diğer iki güç santrali (kömür ve doğal gaz santralleri) ile bu maliyetler karşılaştırıldığında doğal gaz santrallerinin gecelik maliyetlerinin, gerek nükleer gerekse kömür santrallerinden daha az olduğu görülmektedir. Nükleer ve kömür santrallerinin 14

25 gecelik maliyetleri ise yaklaşık aynı düzeyde seyretmektedir. Bir düzeye indirgenmiş maliyetler incelendiğinde, düşük iskonto oranında nükleer ve kömür santrallerinin maliyetlerinin daha ekonomik olduğu görülmektedir ancak iskonto oranı arttırıldığında doğal gazın bir düzeye indirgenmiş maliyeti fazla değişmezken kömür ve nükleer güç santrallerinin maliyeti 70 $/MWh e kadar yükselebilmektedir Nükleer Enerji ve Çevre Tüm enerji kaynakları çevreyi mutlaka etkilemektedir. Enerji kaynaklarının çevreye olan etkilerini değerlendirmede genel olarak, 1971 de ABD Jeolojik Araştırmalar Merkezinde görevli Leopold tarafından geliştirilen ve bir projenin çevreye olan etkisinin değerlendirilmesinde kullanılan matristen faydalanılmaktadır. Bu matriste, projenin faaliyetleri ve bu faaliyetlerin çevreye olan muhtemel etkileri gösterilmektedir. Matriste, değerlendirmede şiddet ve önem tanımları kullanılmaktadır. Şiddet, proje ile ne kadar büyüklükte bir alanın ne kadar kötü etkilendiğini, önem ise olayın kamuoyu nezdinde nasıl değerlendirildiğini göstermektedir. Şiddetin büyüklüğü -10 ve +10 aralığında, önem ise 0 ile 10 arasında değerlendirilmektedir. Şiddet ve önem ilişkili olsa da pozitif korelasyon olmayabilir. Leopold, bu konuda verdiği erozyon örneğinde, erozyon şiddeti yüksek olsa da kamuoyu açısından fazla önem taşımadığını belirtmektedir. Söz konusu matris, enerji projelerinde fosil veya nükleer yakıtların çıkartılması, nakliyesi, enerjiye dönüştürülmesi ve bu nedenle oluşan katı, sıvı ve gaz atıkların yok edilmesinin çevreye etkisini ve bu etkinin önemini değerlendirmede kullanılır. Tablo 1.4 te kömür, doğal gaz ve nükleer güç santrallerinin çevreye olan etkisinin Leopold matrisi ile değerlendirilmesi gösterilmektedir. Tabloda yer alan ilk rakamlar etkinin şiddetini, ikinci rakamlar ise etkinin önemini göstermektedir. Burada 1 ile 10 arasında değişen rakamlarda 1 en az şiddet ve önemi ifade ederken 10 en yüksek önem ve şiddeti ifade etmektedir. 15

26 4Tablo 1.4- Güç Santrallerinin Çevresel Etki Değerlendirmesi Kömür Santrallerinin Çevresel Etki Değerlendirmesi (Şiddet-Önem) Etki \ Faaliyet Hava Kirliliği Su Kirliliği Katı Atıklar Kaynak Çıkartılması Yakıt İşlenmesi Taşıma (Nakliye) Enerji Dönüşümü Enerji Nakli Arazi Kullanımı Flora Fauna Doğal Gaz Santrallerinin Çevresel Etki Değerlendirmesi (Şiddet-Önem) Etki \ Faaliyet Hava Kirliliği Su Kirliliği Katı Atıklar Kaynak Çıkartılması Yakıt İşlenmesi Taşıma (Nakliye) Enerji Dönüşümü Enerji Nakli Arazi Kullanımı Flora Fauna Nükleer Güç Santrallerinin Çevresel Etki Değerlendirmesi (Şiddet-Önem) Etki \ Faaliyet Hava Kirliliği Su Kirliliği Katı Atıklar Kaynak Çıkartılması Yakıt İşlenmesi Taşıma (Nakliye) Enerji Dönüşümü Enerji Nakli Arazi Kullanımı Flora Fauna Kaynak : TASAM, Sürdürülebilir Kalkınma için Nükleer Enerjinin Önemi, Tasam Yayınları, İstanbul, Ağustos

27 Söz konusu şiddet ve önemi gösteren rakamların toplanması ise söz konusu kaynağın çevresel etkisinin toplam şiddetini ve önemini ifade etmektedir ve rakamların toplamı Tablo 1.5 te gösterilmektedir. Söz konusu değerler incelendiğinde, kömür santrallerinin çevresel etkilerinin toplam şiddeti ve toplam önemi fosil yakıtlı diğer santraller ve nükleer güç santralinden daha fazla olduğu görülmektedir. Nükleer güç santralinin çevresel etkisi ise fosil yakıtlı santrallere göre gerek şiddet gerekse önem bakımından daha azdır. 5. Tablo 1.5-Güç Santrallerinin Çevresel Etkileri Toplam Şiddeti ve Önemi Santral Tipi Çevresel Etkilerin Toplam Şiddeti Çevresel Etkilerin Toplam Önemi Kömür Fuel-Oil Doğal gaz Nükleer Kaynak : TASAM, Sürdürülebilir Kalkınma için Nükleer Enerjinin Önemi, Tasam Yayınları, İstanbul, Ağustos Nükleer Enerjinin Ekonomisinin ve Çevresel Etkilerinin Değerlendirilmesi Nükleer güç santrallerinin yukarıda belirtilen özellikleri kısaca değerlendirilecek olunursa; Nükleer güç santralinin inşasını, büyük yenileme maliyetlerini ve işletmeden çıkarma maliyetlerini içeren sermaye maliyetleri, bir düzeye indirgenmiş toplam maliyetlerin yarısından fazlasını oluşturmaktadır ve baz yük santral olarak kullanılabilecek doğal gaz ve kömür santrallerine göre nispeten daha yüksektir. Nükleer güç santrallerinin sermaye maliyetleri ülkeden ülkeye değişiklik gösterebilmektedir. Aynı teknoloji ve aynı kapasite santrallerde bile sermaye maliyeti işgücü maliyetleri, teçhizat ve materyal maliyetleri, kurumsal çerçeve, altyapı, santralin kurulduğu alan, iskonto oranı ve ölçek ekonomilerinden 17

28 faydalanma süresi gibi ülkeden ülkeye değişiklik gösteren unsurlardan etkilenmektedir. Sermaye maliyetlerinin yüksek olması hem finansman maliyetlerinin yüksek olmasına hem de iskonto oranının santralin toplam maliyetini önemli ölçüde etkilemesine neden olmaktadır. Nükleer güç santrali ve hidroelektrik santralleri gibi sermaye maliyetlerinin nispeten daha fazla olduğu yatırımlarda, iskonto oranındaki artışlar maliyetleri daha fazla arttırmaktadır 29. Ayrıca, sermaye maliyetlerinin yüksek olması nedeniyle finansman kaynakları diğer güç kaynaklarına göre daha yüksek risk primi içermekte olup, finansal piyasalardaki dalgalanmalar finansman maliyetini ve toplam maliyetleri ciddi bir şekilde etkileyebilmektedir 30. Nükleer güç santrallerinin işletme ve bakım maliyeti ile yakıt maliyeti, kömür ve doğal gaz santrallerine göre nispeten daha azdır. Ayrıca yakıt maliyetleri toplam maliyetlerin yaklaşık %20 sini oluşturduğundan yakıt maliyetlerindeki değişiklikler, toplam maliyetleri diğer güç kaynaklarında olduğu gibi etkilememektedir. Ancak uranyumun dönüştürme ve zenginleştirme faaliyetleri devlet kuruluşları tarafından yapıldığından siyasi kararların bu maliyetleri etkileme imkanı olup, bu, nükleer yakıtın elde edilmesinde siyasi risk oluşturabilmektedir 31. Nükleer santrallerin inşaat süresinin diğer güç kaynaklarına göre daha uzun sürmesi nedeniyle elektrik piyasalarında meydana gelen değişmelerin santralin maliyetleri ve karlılığına etkisi daha fazla olmaktadır OECD ülkeleri için elektrik üretim maliyetleri hakkında yapılan çalışmalarda, iskonto oranının %5 ten %10 a çıkarılması nükleer güç santralleri için bir düzeye indirilmiş üretim maliyetlerini %40 ile %70 arasında, ortalama olarak da %50 oranında arttırmakta iken kömür santrallerinde %28 ve doğalgaz santrallerinde %12 oranında artış gösterdiği hesaplanmıştır. IEA, Nuclear Power in the OECD Countries, OECD/IEA, Paris/ France, 2001, sy Nükleer güç santralleri için Tolley G. ve D.Jones, The Economic Future Of Nuclear Power çalışmasında risk primlerinin diğer güç santrallerine göre %3 daha fazla olduğu belirtilmektedir. 31 IEA, Nuclear Power in the OECD Countries, sy lı yıllarda ortalama santral inşaatı 5 yıl sürerken özellikle yaşanan iki kazanın ardından güvenlik önlemlerinin arttırılması ve incelemelerin daha uzun sürmesi nedeniyle inşaat süresinin dünya ortalaması yaklaşık 8 yıla yükselmiştir. Günümüzde Japonya ve Güney Kore de ortalama inşaat süresi 5 yıl iken Almanya da 9 yıl, Meksika da 15 yıl ve Birleşik Krallık ta 11 yılda tamamlanan santral inşaatları bulunmaktadır. ibid, sy

29 Santralin faaliyeti süresince kaza veya kaza harici nedenlerden dolayı radyoaktif maddelerin çevreye yayılma olasılığının asgari düzeye indirilmesini hedefleyen güvenlik önlemleri ve düzenleyici ve denetleyici kurumların gerek tasarım, gerek inşaat süresince yaptıkları denetimler ve değerlendirmeler santralin maliyetlerini arttırıcı bir unsurdur. Nükleer maddelere ilişkin daha sıkı tedbirler alınması gerektiğinden, güvenlik maliyetleri diğer güç santrallerinden daha fazla olmaktadır ve yapılan bazı çalışmalarda nükleer güç santrallerinin sermaye maliyetlerinin %60 ının sağlık, güvenlik ve çevre ile ilgili olduğu hesaplanmaktadır 33. Ülkelerin, güvenliğe ilişkin mevzuat farklılıkları da maliyetlerin farklılık göstermesine neden olabilmektedir. Güvenliğe ilişkin daha katı tedbirler ve daha sık inceleme yapılması maliyetleri arttırmaktadır. Özellikle, inşaata başlanılmasının ardından güvenlik nedeniyle yapılacak tasarım değişiklikleri, diğer güç santrallerine oranla maliyetleri çok önemli bir şekilde etkileyebilmektedir. Faaliyet gösteren santrallerde ise güvenlik önlemleri işletme ve bakım maliyetlerini etkilemektedir. İsveç ve Fransa ile Almanya nın işletme ve bakım maliyetleri karşılaştırıldığında, Almanya da güvenliğe ilişkin düzenlemelerin daha sıkı olması nedeniyle işletme ve bakım maliyetlerinin daha yüksek olduğu sonucuna ulaşılmıştır 34. Nükleer güç santralleri ortalama 40 yıllık ekonomik ömre sahiptirler, ancak santralde düzenli bakımların yapılması ve önemli parçaların yenilenmesi santralin ekonomik ömrünü 60 yıla çıkarabilmektedir. Buna karşılık baz yük santral olarak kullanılabilecek doğal gaz santralleri ortalama 25 yıl ve kömür santralleri ise ortalama 35 yıl ekonomik ömre sahiptirler. Nükleer güç santrallerinin işletmeden çıkarılması ve nükleer atıkların nihai depolanması nükleer güç santrallerinin maliyetlerinde önemli yer tutmakla birlikte nükleer güç santralinin ekonomik ömrünü tamamlamasının ardından bu maliyetlerin tahakkuk etmeye başlamasından dolayı net bugünkü değer hesaplaması kullanılarak yapılan hesaplamalarda, bu maliyetler toplam maliyetin ufak bir kısmını oluşturmaktadır. Ancak belirsizlikler ve teknik ve 33 ibid, sy ibid, sy

30 düzenleyici yaptırımlar dolayısıyla bu maliyetlerin de göz önünde tutulması gerekmektedir MW e kapasiteli bir santralin hizmetten çıkarılma maliyetlerinin atık yönetimi hariç gecelik maliyetin %10 ile %20 sini oluşturduğu hesaplanmaktadır. Ancak yapılan hesaplamalar, hizmetten çıkarmanın kapsamı ve santralde kullanılan teknoloji, işgücü vb. maliyetler ile yasal düzenlemelerden dolayı farklılıklar gösterebilmektedir 35. Atıkların bertaraf edilmesinin maliyetleri ise düşük ve orta düzeyli atıklar ile yüksek düzeyli atıklarda farklılık göstermektedir. Düşük ve orta düzeyli atıkların bertaraf edilme maliyetleri yüksek düzeyli atıklara göre önemli ölçüde azdır. Bu atıkların yok edilmesi için gereken tesislerin toplam maliyetleri 1,000$/m 3 ile 8,000$/m 3 arasında değişmekte iken yüksek düzeyli atıklarda bu maliyetin 100,000$/m 3 ile 630,000$/m 3 arasında değiştiği hesaplanmıştır 36. Yapılan hesaplamalardaki bu farklılıklar teknoloji, ülkenin jeolojik özelikleri ve finansman yönteminden kaynaklanmaktadır. Nükleer güç santrallerinin, baz yük santral olarak kullanılabilecek kömür ve doğal gaz santralleri ile karşılaştırıldığında, çevreye etkisi daha azdır. Nükleer teknoloji, yaklaşık yarım asırlık süre içinde güvenilir olduğu kanıtlanmış bir teknolojidir. Ancak özellikle Çernobil faciası halen tartışmalarda gündeme getirilmekte ve nükleer güç santrallerinin çevreye verebileceği zararın boyutunu göstermede örnek olarak verilmektedir. Bu nedenle, kamuoyu beklentileri diğer güç kaynaklarına göre nükleer güç santrallerinin maliyetlerini önemli bir şekilde etkileyebilmektedir. Özellikle kamuoyunda düşük ihtimalli olan ancak gerçekleşmesi halinde önemli zarar verebilecek olaylar, yüksek ihtimalli ancak düşük hasarlı olaylara nazaran daha fazla dikkat çekmekte ve daha fazla tartışma konusu olmaktadır 37. Kamuoyunun endişelerinin giderilmesi açısından inşaatın ertelenmesi veya durdurulması santralin toplam maliyetlerini önemli ölçüde arttırabilir. Nükleer atıklar ve santralin hizmetten çıkarılmasına 35 ibid, sy ibid, sy NEA, Nuclear Energy in a Sustainable Development Perspective, OECD/NEA, Paris/ France, 2000a. 20