Nükleer Teknoloji Tarihçesi, Gelişimi ve Elektrik Üretimi Dr. Halil DEMİREL
Nükleer Teknoloji Tarihçesi ve Gelişimi (1) Zincirleme reaksiyondan kontrollü olarak enerji üretebilen ilk düzenek CP-1, Chicago Pile-1 (2 Aralık 1942) ½ W güçte 350 ton grafit 36.5 ton UO 2 5.6 ton Metal U 28 dk. 7.6 m genişlik 6.1 m yükseklik SCRAM CHICAGO PILE GADGET 16 Temmuz 1945 19 kiloton TNT gücünde İlk atom bombası 18.05.2011 TAEK - ADHK 2
Nükleer Teknoloji Tarihçesi ve Gelişimi (2) Denizaltı Programı İlk kullanım alanı denizaltılar Karada bir test reaktör (STR) Nautilus denizaltısı (1954-1980) Ticari gelişim Obninsk 5 MWe (1955) Calder Hall 50 MW (1956) Shippingport - 60 MWe (1958) Westinghouse PWR 18.05.2011 TAEK - ADHK 3
Nükleer Teknoloji Tarihçesi ve Gelişimi (3) 18.05.2011 TAEK - ADHK 4
Dünyada Elektrik üretim Kapasitesi 18.05.2011 TAEK - ADHK 5
Nükleer Reaktörler (Avrupa) 18.05.2011 TAEK - ADHK 6
Nükleer Reaktörler (Asya) 18.05.2011 TAEK - ADHK 7
Nükleer Reaktörler (Amerika) 18.05.2011 TAEK - ADHK 8
Dünyadaki Mevcut Durum (1) Yıllık Artış (TW-saat) Toplam Üretim (TW-saat) 32 ülkede 442 Nükleer reaktör % 64 PWR % 23 BWR % 4 GCR % 4 RBMK 375.000 MW Dünya elektrik üretiminin % 14 ü 65 reaktör inşaa halinde (toplam 63.000 MW) 18.05.2011 TAEK - ADHK 9
Dünyadaki Mevcut Durum (2) Dünya da Nükleer Enerjinin Elektrik Üretiminde Payı (2004) 18.05.2011 TAEK - ADHK 10
Nükleer güç santrali bulunan ülkeler (19 Ocak 2011) Ülkeler ABD Fransa Japonya Rusya İngiltere G. Kore Almanya Kanada Hindistan Ukrayna İsveç Dünyadaki Mevcut Durum (3) İşletme Halinde 104 58 54 32 19 21 17 18 20 15 10 İnşa halindeki Nükleer Güç Santralleri (19 Ocak 2011, UAEA/PRIS) Ülke Çin Halk Cumhuriyeti Rusya Federasyonu Hindistan Japonya Kore Cumhuriyeti (Güney) Bulgaristan Slovak Cumhuriyeti Ukrayna Tayvan Toplam: Ünite 18.05.2011 TAEK - ADHK 11 27 11 5 2 5 2 2 2 2 58* *Finlandiya, Fransa, Pakistan, İran, Arjantin, Brezilya, ABD de 1 er ünite ile birlikte
Kurulu Kapasite (GWe) Kurulu Kapasite (GWe) Dünyadaki Mevcut Durum Kurulu Kapasite (GWe) Kurulu Kapasite (GWe) Kuzey Amerika OECD Avrupa 1965 2000 1965 2000 Doğu Avrupa ve BDT Asya 1965 2000 1965 2000 18.05.2011 TAEK - ADHK 12
Dünyadaki Mevcut Durum (4) 18.05.2011 TAEK - ADHK 13
Dünyadaki Mevcut Durum (Batı) Almanya - Sonlandırma Finlandiya - Yeni Tesis İsveç - Referandum Fransa Devlet destekli ABD - Lisans Uzatma Fransa da EDF ye ait nükleer santraller rekabet gücünün temelini oluşturmaktadır. Fransa, elektriğinin fazlasını, İtalya, İsviçre ve Almanya ya satarak, ekonomisine gelir sağlamaktadır. 1979 yılından beri nükleer pek popüler olmasa da Amerika da nükleer elektriğin payı, artan verimlilik nedeniyle 30 yılda % 6 dan % 23 e çıkmıştır. Kapatılmalar nedeniyle oluşacak maliyetin karşılanması problemleri yüzünden, Alman parlamentosunda, nükleer gücün devre dışı bırakılması konusundaki yasal faaliyetlere, 26 Ocak 1999 dan itibaren ara verilmiştir. 2002 deki oylamada Finlandiya halkı, aynı yıl Parlamentonun onayladığı ve yeni bir nükleer santral kurulmasını öngören kararı, %55 oranında desteklemiştir. İsveç te, parlamento, 12 reaktörün 1995 ten itibaren 2010 yılına kadar kapatılmasını ve yenisinin kurulmamasını kararlaştırdı (1980). 1995 de enerji komisyonu bunu ekonomik ve çevresel olarak mümkün olmadığını açıkladı. Aralık 2003 anketinde kapatılmasını isteyenler %14. Kullanılabilirlik Oranları (Dünya Ortalaması-%) Bazı Ülkelerde Yük Faktörü 18.05.2011 TAEK - ADHK 14
Kurulu Kapasite (GWe) Dünyadaki Mevcut Durum (Doğu) Japonya Gelişmiş Reaktörler Çin PWR, CANDU, HTR-10 G. Kore Kendi tasarımı Asya Birincil enerji kaynakları bakımından fakir oluşu, Japonya nın doğrudan nükleer enerji kullanımını gerektirmiştir. Gelişmiş reaktörler kurmaya başlamıştır. (planlanmış 12 ABWR) Çin hem PWR, hem CANDU ile mevcut teknolojiye yatırım yapmakta, hem de HTR-10 çalışmaları ile yenilikçi sistemler üzerine araştırmalar gerçekleştirmektedir. 1965 2000 Bizden çok sonra N. Teknolojiye giren G. Kore planlı ve endüstri ile tümleşik bir çalışmayla kendi santrallarını tasarlar ve kurar haldedir. Tayvan adasında 6 adet santral kurulmuştur (~% 23). 18.05.2011 TAEK - ADHK 15
Dünyadaki Mevcut Durum(5) Her ülke kendi ihtiyacına göre planlama yapmaktadır. Gelişmiş ülkelerde, enerji yatırımları azalmaktadır. Nüfus Sıfıra yakın nüfus artışı düşük enerji talebi Üretim Bilgi-yoğun üretim yapısı (iletişim ve bilişim teknolojisi) enerji yoğun üretim yok Teknoloji Daha az enerji tüketen teknolojilerin kullanımı Hızlı bir sanayileşme sürecindeki ülkelerde enerji talebi artmakta ve buna bağlı olarak çeşitli üretim seçenekleri değerlendirilmektedir. Hızlı sanayileşme süreci çok daha yüksek bir enerji talebi 18.05.2011 TAEK - ADHK 16
T e r m i k Rüzgar Jeotermal Türkiye - Birincil Enerji Kaynakları Toplam Hidrolik toplam Birincil kaynaklar Fuel-oil Motorin Taşkömürü İthal kömür Linyit Doğal gaz Nafta Yenilenebilir+atık+diğerleri Barajlı Doğal göl ve akarsu Türkiye üretim toplamı Üretim GWh 7.208,6 266,2 3.290,8 12.566,8 41.858,1 98.685,4 219,8 164.139,2 846,5 162,4 30.436,1 2.833,8 33.269,8 198.418,0 18.05.2011 TAEK - ADHK 17 43,6 Üretime Katkı (%) 3,6 0,1 1,7 6,3 21,0 49,5 0,0 0,1 82,4 0,4 0,1 15,3 1,4 16,7 100
Türkiye- Kurulu Güç Elektrik Enerjisi Kurulu Gücü Santral Sayısı Kurulu Güç (MW) Toplam Güç (MW) Oran (%) Üretilen Enerji (%) Termik 258 28.923,2 66,5 82,7 Hidrolik Jeotermal 188 4 14.011,4 77,2 43.503,30 32,2 0,2 16,8 0,1 Rüzgar 20 491,6 1,1 0,4 18.05.2011 TAEK - ADHK 18
Türkiye- Birincil Enerji Kaynakları Hidrolik Kapasite : 35000 MWe 2008 de % 40 Linyit + Kömür Kapasite : 17000 MWe 2008 de % 50 Doğalgaz İTHAL 2008 de elektrik üretiminin % 49,5 i (AB de % 26) 18.05.2011 TAEK - ADHK 19
Türkiye için Nükleer Santral Gerekli mi? Sürdürülebilir kalkınma anlayışı içinde; Dışa bağımlılığımızı azaltmak, Güvenilir baz-yük enerji sağlamak, CO 2 emisyonunu azaltmak, Nükleer teknolojiyi ülkeye kazandırmak için, Nükleer enerji, diğer üretim türleriyle beraber, elektrik enerjisi üretim kompozisyonumuzda yer alabilecek bir seçenektir. 18.05.2011 TAEK - ADHK 20
Değerlendirme Enerjiden vazgeçilemez ancak üretim seçenekleri farklılık gösterebilir Yerli kaynak potansiyeli Enerji kaynağının devamlılığı (süreklilik) Ekonomiklik Kaynak çeşitliliği Dünyada elektriğin % 14 ü nükleerden elde edilmektedir. Dünya nüfusunun 2/3 kadarı, nükleer santrallerin elektrik üretimi ve sanayi altyapısının önemli bir parçası olduğu ülkelerde yaşamaktadır Dünyadaki insanların yarısı, yeni nükleer enerji reaktörleri yapılması planlanan veya yapılmakta olan ülkelerde yaşıyor. Dünyada nükleer teknoloji alanında çalışmalar devam etmektedir (INPRO, GIF). 18.05.2011 TAEK - ADHK 21
Değerlendirme Türkiye gelişmekte olan bir ülkedir ve enerji talebi gelişen ekonomiye paralel olarak hızla artacaktır. Türkiye hidrolik potansiyel açısından zengindir. Önümüzdeki onlu yıllar için mevcut tüm potansiyelin kullanılmış olması planlanmıştır. Türkiye kömür, petrol ve gaz ithal eden bir ülkedir. Bu dışa bağımlılığı azaltacak alternatifler düşünülmek zorundadır. Halihazırda birincil enerji kaynaklarındaki dışa bağımlılık % 65 oranındadır. İthalata bu kadar dayanan bir sistemde, kaynak çeşitliliği ön planda tutulmalıdır. Nükleer enerji diğer seçenekler içinde kararlı ve güvenilir bir kaynaktır. 18.05.2011 TAEK - ADHK 22
TR-1 (1 MW, ÇNAEM, 1960-1977) TR-2 (5 MW, ÇNAEM 1981) Yakıt Pilot Tesisi (ÇNAEM, Lisans) TRIGA (250 kw, İTÜ, 1979) Ülkemizde Nükleer Teknoloji Radyoizotop üretimi Nötron Aktivasyon Analizi Nötron Radyografisi Malzeme yapısının incelenmesi Jeokronoloji Dönüştürme Etkisi Malzeme ve Cihaz Testi Eğitim TR-2 TR-1 18.05.2011 TAEK - ADHK 23
Uranyum Köprübaşı : % 0.04-0.05 U 3 O 8 ortalama tenörlü, 2852 ton Fakılı : % 0.05 U 3 O 8 ortalama tenörlü, 490 ton Küçükçavdar : % 0.05 U 3 O 8 ortalama tenörlü, 208 ton Demirtepe : % 0.08 U 3 O 8 ortalama tenörlü, 1729 ton Sorgun : % 0.1 U 3 O 8 ortalama tenörlü, 3850 ton Toryum Eskişehir-Sivrihisar-Kızılcaören : % 0.2 ortalama tenörlü, 380 000 ton 18.05.2011 TAEK - ADHK 24
teşekkürler sorularınız? 18.05.2011 TAEK - ADHK 25