Economic analysis of nuclear safety investments: reactor cavity flooding system
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Author
Date
2015-03-23
Department
Major/Subject
Energiatekniikka
Mcode
K3007
Degree programme
Energia- ja LVI-tekniikan koulutusohjelma
Language
en
Pages
80 + 8
Series
Abstract
Nuclear safety is the key to justification of nuclear energy. All practical measures to prevent and mitigate nuclear accidents must be taken in order to ensure that the benefits of nuclear energy outweigh its costs. This calls for economic optimization of safety investments. However, the method currently used for the economic analyses of safety investments at Fortum is limited. One of the safety investment options the current method suits poorly for is the reactor cavity flooding system. The purpose of this thesis is to find a method suitable for realistic assessment of the economic benefits of all kinds of nuclear safety improvements as well as to evaluate the reactor cavity flooding system. We look at different methods that have been used for the economic evaluation of safety investments and at the method currently being used at Fortum. Based on the findings, we develop a new method to evaluate the benefit of a nuclear safety investment as the present value of averted expected accident costs. The method is based on the Level 1, 2, and 3 probabilistic risk assessment results. We also make a preliminary design of the reactor cavity flooding system and estimate the costs of the project. Using the current and the new method, we evaluate the economic benefits of the system. Not surprisingly, given the risk averse nature of the nuclear industry, both methods suggest that the reactor cavity flooding system is economically not profitable, even though large uncertainties are related to both results. The problem is that reliable data about the costs of nuclear accidents is difficult to obtain and some of the estimates are very speculative. Although the absolute values of the benefits of safety investments are interesting, the real benefit of the analyses is the comparisons that can be made between different safety improvement suggestions. Using the method developed in this thesis, the safety investments can be optimized by comparing the marginal benefits and marginal costs of different safety improvement projects.Ydinturvallisuuden varmistaminen on edellytys ydinvoiman käytölle. Kaikkia kohtuullisia keinoja käyttäen on varmistettava, että ydinvoimasta saatavat hyödyt ovat suuremmat kuin siitä seuraavat haitat. Tässä auttaa turvallisuusinvestointien taloudellinen optimointi. Tällä hetkellä Fortumilla käytössä oleva taloudellisen arvioinnin menetelmä on kuitenkin suppea. Reaktorikuopan tulvitusjärjestelmä yksi on turvallisuusparannuksista, joiden arviointiin nykyinen menetelmä soveltuu huonosti. Tämän diplomityön tarkoituksena on kehittää arviointitapa, joka antaa kattavan kuvan turvallisuusparannuksilla saavutettavista hyödyistä, sekä tehdä taloudellinen arvio reaktorikuopan tulvitusjärjestelmästä. Työssä käydään läpi turvallisuusparannusten taloudelliseen arviointiin käytettyjä menetelmiä sekä esitellään Fortumilla tällä hetkellä käytössä oleva menetelmä. Näihin pohjautuen kehitetään uusi ydinturvallisuusparannusten taloudellisen arvioinnin malli, joka laskee oletusarvoisten onnettomuuskustannusten nykyarvon pienentämisestä saatavan hyödyn. Uusi malli perustuu tasojen 1, 2 ja 3 todennäköisyyspohjaisen turvallisuusarvioinnin tuloksiin. Työ sisältää myös reaktorikuopan tulvitusjärjestelmän esisuunnittelun ja projektin kustannusarvion. Reaktorikuopan tulvitusjärjestelmästä saatava hyöty arvioidaan sekä uutta että tällä hetkellä käytössä olevaa menetelmää käyttäen. Kuten ydinvoima-alan turvallisuushakuisen ajattelun perusteella on oletettavissa, ei reaktorikuopan tulvitusjärjestelmä ole kummallakaan menetelmällä arvioituna taloudellisesti kannattava. Molempien menetelmien epävarmuudet ovat kuitenkin suuret. Arviointien ongelmana on, että luotettavaa tietoa ydinonnettomuuksien kustannuksista on vaikea saada ja useimmat arviot perustuvat epävarmoihin olettamiin. Arvioinneilla saadut turvallisuusparannusten laskennallisten hyötyjen absoluuttiset arvot ovat kiinnostavia, mutta todellinen hyöty arvioista saadaan eri turvallisuusparannuksia vertailtaessa. Työssä kehitettyä menetelmää käyttäen turvallisuusinvestointeja voidaan optimoida vertailemalla eri vaihtoehtojen rajahyötyjä ja rajakustannuksia.Description
Supervisor
Syri, SannaThesis advisor
Sipola, SatuKeywords
safety investment, benefit-cost, reactor cavity flooding, nuclear safety, economic analysis
