ATOM ENERJİSİ REKABETE DAYANABİLİR Mİ?

UDK : 631.039.003

Atom Enerjisi Rekabete Dayanabilir mi? o

Yazan : Dr. S. BARON

Çeviren :

Korkut ÜNGÜN Y. Müh. E.I.E.

Atom enerjisi ile elde olunan elektriğin kWh maliyetinin günden güne düşürülmekte olduğu bilinmektedir. Fosil yakıtların bol ve ucuz olduğu Amerika Birleşik Devletlerinde atom enerjisinin bu yakıtlarla rekabet etmesinin mümkün olup olmadığı bu yazıda in­ celenmektedir. Burada bildirilen değer ve ölçülerin Amerika ölçülerine göre gözönüne alın­ ması unutulmamalıdır. Her yıl enerji bilançosu açık veren memleketimizin konuyu ayrı bir dikkat ve titizlikle izlemesi yerinde olacaktır.

Eğer bugünkü artış hızı devam ederse atom enerjisi aşağı yukarı 1970 lerde fiat bakımın­ dan kömür yakan santrallarla doğrudan doğru­ ya rekabet edebilecek hale gelmiye başlayacak­ tır. Bu özellik, bilhassa fosil yakıtlarını taşıma ücretlerinin milli ortaİEjmadan yüksek olduğu Amerika Birleşik Devletlerinde doğrudur.

Bugün 168 Kg/Cm,* 565 C de kömür yakan bir üretim santralı yapılırsa, bu santralın ısı harcayışı kWh başına 2268 kcal olabileceğinden yakıt gideri kWh başına yaklaşık olarak 2,78 mili (2,5 kuruşu) bulacaktır. (**) 1990 da ayni santral için kömür fiatının kWh başına en iyi halde 2,7 mile (2,43 kuruşa) düşeceği veya en kötü halde 3,65 mile (3,29 kuruşa) çıkacağını tahmin ediyoruz.

Şekil (1) geçen 25 yıl içinde yakıt «atla­ rının çeşitli değişmelerini büyük bir ayrıntı ile göstermektedir. Şekil (1) geçmiş 25 yılda bir yağ ve kömür fiatının durumunun göstergesidir.

1996 'JV '40 >4t W '41 '4$

» •* w » '«o

Şekil : 1 — Fosil yakıtların geçmişteki fiatı (Neıcyork'ta mavnada teslim şartıyla)

Diğer taraftan, Atom enerjisi yakıt fia­ tının 1990 da şimdikinden daha düşük olacağı anlaşılmaktadır. Bugünkü değeri olan beher kWh başına 2,42 milden (2,18 kuruştan) 2,86 mi le (2,57 kuruşa) ve mümkün en düşük değer

olanı 1,34 mile (1,21 kuruş) düşebilir. Bu sa­ yılar çok iyi tertip edilmiş ve iyimser olarak PWR veya BWR santralları için düşünülebilir. Bunların bugün santral ısı sarfiyatı 2772 Kcal/ kWh olarak kurulmaları mümkündür.

Bir Atom santralı 1967 de başlayacak şekil­ de şimdi planlanırsa bunun1 çekirdek dengesi 1970 de meydana gelir. Gelecek 20 yıl için ortalama Atom enerjisi yakıtı kWh için milli ortalama kömür santralından 0,9 - 1.1 mil (0,81 - 0,99 ku­ ruş) daha az olabilir. (Küçük tasarruflar, 1980 ve 1990 larda kendi sermayesine sahip âmme tesisleri için yüksek kullanma yüklerinde gerek­ lidir,) Şimdi Atom enerjisi yakıtı ve kömür ara­ sındaki mümkün toplam fiat farkmın ortalama­ lar arasındaki dağılmadan çok olduğunu kabul edersek, 1970 den 1990 a kadar Atom enerjjisi yakıtından tasarruf o halde az bir farkla beher kWh için 1,7 mil (1,53) kuruş değişebilir.

Yürürlükte olan kömür fiatı ile hemen he­ men denk Atonj enerjisi yakıtı kullanan iki tip santral bugün bile neden rekabete dayanamaz? Bunun karşılığı sermaye fiatıdır.

Yakıttaki kazanca karşılık, bir Atom sant­ ralının işletme, bakım sigorta ve sermaye gider­ lerinin yüksekliği, denkliği sağlar. Bu dördünün yaklaşık olarak beher kWh için 0,4 mil (0,36 kuruş) tutacağını kabul edersek, yakıt kazancı en fazla (1970-1990) beher kWh. ı 1,3 mil (1,17 kuruşa) İndirir. Bunlar, yılda 8000 saat çalışan bir Atom santralı İçindir. Alışılmış bir santralın (*; Electrlcal World Dergisi'nin 1 Nisan 1963 sa­ yısından çevrilmiştir.

(**) Türkiye ile bir benzetme yapılırsa, 4400 Kcal/ Kg ısı değerindeki Tunçbilek kömürünün bu­ rada düşünülen santralda yakıldığı zaman ay­ ni ısı giderinin olabilmesi için bu santrala kömürün 48,5 TL/Ton fiattan verilmesi gerek­ tir. Halen Tunçbilekte bu kömürün santrala veriliş fiatı ise, 52/TL/Ton'dur. Fark % 7 faz­ ladır. (1 mil — 0,001 dolar).

.sermaye giderinde mazur görülecek eti büyük artış kendi sermayesine sahip bir amine tesisin­ de beher k\V bağına 75 dolar (fi75 TL,) hesap edilen sabit giderler % 14 veya % 8 sabit gider­ lerle bir â m m e tesisi İçin beher kW başına 130 dolar (1170 TL.) dır. Mademki atin znmanlurıla büyUk atom saııtrallarııııu kömür yakan santrallardon yaklaşık olarak beher kW. 40 - 70 do­ l a r (360-G30 T L . ) d a h a yüksek o l a r a k İSO - 200 dolar (1620.-1800 TL.) fiata mal oluyor, kömür flatı milli ortalamadan yüksek olursa atom sant­ ralarının kömür yakan santrallerin 1970 den sonra rekabet edebileceği gÖrünm«kl«dlr.

Raporun yazarı, W. L. Wearly, m ü m k ü n fi­ at artışlarında Uç alternatif varsayar : Verilen fialın 1950-1960 dan 1970 e doğru d ü z orantılı izdüşümü; bugünkü bilinen Teknolojinin esas alınarak 1970 da umulan flatlar; ve uzaktan kumandalı (I'ıısh - buttan) otomatik maden çı­ k a r m a y a dayanan 1070 de umulan flatlar 1980/ 1990 a İzdüşürülürse birincinin çok kötümser olacağı görülür. Sonunda da birçok belirsizlikle­ re dayanır. İkinci seçim, eğer 1980/1900 na Izdüşürülürse İyimser sayılabilir. Her hangi bir halde, çok İyimser ve kötümserleri İlk tahmin tablo 1 de toplanmıştır. Şekil 2, hernekadar değerlerin aşağı yukarı gezindiğini gösteriyorsa da demiryolu İle taşıma fitalarıııın artışı belirli olarak yükselir. Halbuki. 1950 de kömürün be­ her tonunun gemiye yüklenme flatı olarak 3 do­ lar 127 TL.) gösteriliyor, on yıl sonra bu yaldaşık o l a r a k 3,5 dolara 131.5 T L . ) çıkıyor. Bu a r ­ tışlara karşılık Demiryolları, hareket eden Kömü­ rün yeni yollarına uygun şekilde İncelenmekte­ dir. Bunlardan bnzıları Integre edilmiş iren di­ ye adlandırılır. Çekme kapasitesi 25.000 ton - bu­ günkü k a p a s i t e n i n Ikl k a t ı • dizel m o t o r u 1le çabuk doldurma ve boşaltma İmkânı ile ynpılau tesisler müzmin fiat sorunlarının bir karşılığı olabilir.

1949 '50 'S3 '54 'SS '58 '60 ' « Şekil : Z — Demiri/olunda tasıma fiatı.

Her nekudar gaz ve yağ kullanılıyor İse de, enerji üreten santrallarda fosil yalcıt kullanma miktarı hesabında bitUınlfl k'jmUr oranı % 70 dir. Bu sebeple aşağıdaki görüşlerle bu önem­ li yakıt sınırlanmıştır.

Santralda teslim kömür flatınm Madencilik ve nakliye gibi İki bileşeni vardır. Madencilik giderleri muhtemelen yükseliyor, nakliye gider­ leri düşüyor görünmektedir.

Çıkarılan bitümlü kömürün ortalama flatı

1W6 ya kadar uşağı yukan yılda % 10 yüksel­

mekte. 1048 e kadar yıılda % 20 oranında a r t ­

makta. sonra bir seviyede kalmış olup o zaman­

dan beri sabit olarak durmaktadır. Diğer fosil

•

yakıtlarla rekabet etmek üzere1 Kömür Endüst­

Demiryolları, herzaman büyük imkî.nlı ve

risi tarafından yapdan modernleştirme ve mekaçok elıouomlk olan mavnaların ve çok yeni bir

nlze etme programları değişmeyen fiat İçin İki

metod. kaygan boru hatlarının, rekabet; ile de

önemli sebep olarak görünmektedir. Sonraları

karşılaşmaktadır. Sonuncu, özellikle boru İçin­

maden çıkarılması 1048 den borl iki k a t olmuş­

deki kısım c; G0 - 70 kadar kömürden ve suyu

tu. Hernekadar mekanlze etmenin tesiri bugün

alınmadan doğrudan doğruya kazanı besleyebilir

son sınıra varmış ve yavaşlamış ise de, cihazla­

ise, çok İlgi uyandırmakladır. Elbette, yüksek

rın çok yüksek flatı kendi kendini tesirsiz bı­

nem .bulunması yüzünden verimde azalmalar

rakmaktadır. Bir araştırma raporu, (New Horlolur. Bir boru haltı Cndlz, Ohlo'daltİ madenden

zon kömürleri) 1970 de çıkarılacak k ö m ü r Ha­

Clcvi'lnnd'daki s n n t r a l a k a d a r 177 kilometrelik

tmin yeniden % Ö nrtacağtnı göstermektedir.

aralığı demir yolundan beher tonunu yaklaşık

Elektrik MUhcndiBltgl 100

olarak 1 dolar (9 TL.) daha aşağı taşıyabilmek­ tedir. Bazı yeni tahminler tasarrufun beher ton başına 2 dolara (18 TL. sına) kadar yükselece­ ğine işaret etmektedir. Bununla beraber boru hatları memleketler arası hatlar haline geldiği zaman bazı kanuni problemlerde çözülecektir.

Başka bir yol «tel ile kömür» dür. Yani ma­ den yatağında üretim santralı kurmak, çok yük­ sek gerilimli hatlarla enerjiyi nakletmek böyle santrallar gerçek tasarruflar sağlarlar takat hem elektrik kayıpları hemde uzak mesafeler üzerinde enerji nakil imkânları içindeki yüksek yatırımlar karşısında denkleştirilmelidirler.

Şekil 1 in ekstrapolasyonu bizim her on yıl­ lık periyot için beher ton başına 0,55 dolar (4,95 TL.) veya 1980 de 1.10 dolar (9,9 TL.) fazla bir ortalama artışla karşılaşacağımızı göstermekte­ dir. tntegre edilmiş tren veya kömür kay­ dırma sisteminin optimum kazanç olarak beher ton başına 2 dolar (18 TL.) sağladığını varsaya­ lım, nakil giderleri şimdikinden beher ton başı­ na 0,90 dolar (8,1 TL.) veya 2,52 dolar (22,68 TL.) kadar daha aşağî olacaktır. Çok muhte­ meldir ki, tablo 1 de dağılmanın merkezine ya­ kın mesafede bir fiat bulunacaktır. Bu halde, 1970 de kömür teslimatının fiatı beher tonu 8 dolardan (72 TL.) biraz yüksek olacaktır.

Atom enerjisi yakıt fiatını meydana getiren esas faktörler fabrikasyon, özel işleme bağlı tutma, .değişme kullanma doldurması, taşıma ve plütonyum kredisidir. Uygun aşırı birleşik­ lerden İleri gelen aşağıdaki görüşler tutulmalı, bu altı nokta yalnız bir özel yakıt için analiz edilmelidir. Az zenginleştirilmiş silindir şeklinde üzerine paslanmaz çelik geçirilmiş uranyum, bu usul çok esaslı araştırma ve işletme özellikleri sağlamaktadır. Zirkeloy geçirilmiş yakıt eleman­ ları aşağı yukarı ayni fiat için kullanılabilir.

Bugün az zenginleştirilmiş paslanmaz çelik geçirilmiş uranyum için çekirdek fabrikasyon fiat seviyesi uranyumun beher kilogramı 80 - 150 dolardan (720 - 1350 TL. dan) ve serbest durabi­ lecek kalınlıkta zirkeloy geçirilmiş elemanlar için 110 - 160 dolardan (990 - 1440 TL.) dir. Fi­ at farkı yakıtın umulan yanışı ile doğrudan doğ­ ruya ilgilidir. Uzun çekirdek ömrüne bağlı olan bu yanış yüksek derecede yoklama ve üretimin kontrolü gibi giderlerin başlıca sebeplerini teş­ kil eder. Bugün için paslanmaz çelik geçirilmiş yakıt elemanının fabrikasyon fiat seviyesi Uran­ yumun beher kilogramı 100 -125 dolardan (900-1125 TL.) ve yanma, beher metrik ton uranyumda 15.000 MW - gündür. Yakıtın fab­ rikasyon fiatmda daha önemli olan bir noktada yoklama, montaj, ölçme ve bir ameliyede mey­ dana gelen miktarın iş görmesi için olan ihti­ yaçtır.

Mekanize edilmiş üretim düşük maliyete gö- . türür. Beher kilogramın 80 dolara (720 TL.) olabileceği bir yakıt fabrikatörü tarafından bil. dirilmektedir. İyimser bir görüşle bunun biraz daha azalacağı söylenebilir. Bu azalma 1970 de yaklaşık olarak beher kilogram uranyum için 64 dolara (576) TL. ve belki 1980 de 50 dolara (450 TL.) ulaşabilir. 1990 da fakrikasyon fiatı yeniden kilogramı 60 dolar (540 TL.) olabilir. Çünkü diğer tam mekanizasyon ile işçilik yük­ selir. Hattâ çok kötümser bir tahmin ve yılda en az % 10 bir düşüşle fabrikasyon fiatının 1970; 1980 ve 1990 da sırasiyle 115 dolar (1035 TL.) 103 dolar (927 TL.) ve 93 dolara (837 TL.) ka­ dar azalacağı görülmektedir.

Yakıtın radyosyonla azalması, ayrılma ve parçalanma ürünlerinin biriktirilmesi ile uran­ yum ve plütonyum nitrat üretimi dahil ola­ rak, AEC tarafından özel bir işleme bağlı tutul­ ması yolu uygulanmaktadır.

Günde 1000 Kg. Uranyumun % 3 ten az zen­ ginleştirme işleminin tutarı 17.600 dolar (158.400 TL.)\dır. Ek olarak AEC her bir kilogram Uran­ yum I nitratın Uranyum heksaflurorite (% 5 in altında zenginleştirme) çevrilmesi için 5,60 do­ lar (50,40 TL.) plütonyum nitratın madene çev­ rilmesi için beher gr. bâşma 1,5 dolar (13,5 TL.) ve Uranyum ve plütonyum kayıplarına karşılık­ lı olarak % 1,3 ve 2 kabul edilmektedir.

AEC tarafından bugün düşünüldüğü şekilde 1970 de özel endüstriyel muamelenin her bir kiligramı için özel bir işleme bağlı tutma fiatının 57 dolara (513 TL. na) çıkabileceğinin bir ger­ çek olduğudur. Bu yeniden özel bir işleme bağlı tutma fiatının yıllık artmasının % 3 olması de­ mektir. 1980 de, denk fiat 69 dolar (612 TL.) ve 1990 da 83 dolar (747 TL.) olabilir. İyimser bir görüşle, eğer AEC yeniden özel bir işleme bağ­ lı tutma işine devam ederse herbir kilogram için 30 dolar (270 TL.) fiatı 1990 a kadar tutabilir.

AEC tarafından yerleştirilen zenginleştiril­ miş uranyum değeri, kısmen tabii uranyumun AEC fiatının kilogramda 17,6 dolar (158,4 TL) azaltılmış olması sebebiyle düzgün olarak düşü­ rülmüştür. Ayni zamanda her bir kilogram uranyum için izotop ayırma fiatı da 37,5 dolardan (337,5 TL. dan),-30 dolara (270 TL.) sına düş­ müştür. Bu suretle, herbir metrik ton için 15000 MW günlük yanma Hatlarında, uranyum de­ ğişme değeri şimdi her bir kilogram için 125 dolardan (1125 TL. dan) 160 dolara (1440 TL. sına) doğru değişmektedir.

Yayma kurumlarının işletmesinin çok iyi ku­ rulmasından dolayı, izotop ayırma işinin çok pahalı olmayacağı umulur. Bununla beraber, besleme malzemesi bugünkü sözleşmelerin sona ermesinden sonra 6 dolara (54 TL. sına) düşe-

bilir. Başka % 10 düzeltme Fabrika işletmesi dışında sıkıştırılabilir. Meydana çıkan mümkün yakıt değişme fiatı herbir kilogram için 1970 de 100 dolardır. (900 TL.) 1980 ve 1990 için denk değerler yaklaşık olarak herbir kilogram İçin 85 dolar (765 TL.) ve 77 dolardır. (693 TL.)

Çok küçük deneylere dayandığından taşıma

için şekil verme giderine güvenilemez. Bereket

versin, taşıma giderleri toplam giderlerin küçük

bir kısmını teşkil eder, böylece tahminlerdeki

herhangi bir hata bütün tahminleri zincirleme

bozmaz. AECnin tahmin için tavsiyeleri yeni

uranyumda herbir kilogram için 3 dolar (27) TL.

taOaaümıj yııkıLın her bir kilogramı için 16 dolar

(144 TUt YO özel bir işleme bağlı tutulmuş ya-

Jflün her bir kilogramı için 1 dolar (9 TL.) iş-

Tenme ferlerinden AECnin stok noktalarına

kadar götürülmesi giderleridir. Bu değerler yük­

sek görünmektedir, «ama en fena halde bile 1970

ve 1990 İçin taşıma gideri herbir kilogram için

20 doları (180 TL.) geçmiyecektir. Sigorta ta­

rifelerinin indirilmesi ile büyük veriller ve taşı­

ma hacimlerinin büyütülmesi yoluyla toplam ta­

şıma giderleri 1970 - 80 - 90 da herbir kilogram

uranyum İçin 16, 13, 12 dolar (144, 117, 108 TL.)

olabilir.

-.

Az zenginleştirilmiş uranyumun plütonyuma dünüşümü, reaktörün cinsine, yanmaya, yakıt muhafazasının tip ve kalınlığına, zenginleştirme­ ye, maden - su oranına, sıcaklığa ve boşaltma yüzdesine bağlıdır. Bu suretle, reaktör projesin­ de önem verilen esneklik, geniş ölçüde plüton­ yum üretimi ayırmaya verilen değere bağlıdır. Paslanmaz çelik geçirilmiş Yankee reaktörü ve Zlrkaloy geçirilmiş elemanlı Dresden reaktörü­ nün herbir kilogram uranyum başına 4,5 - 4,6 gm. plütonyum veren plütonyum dönüştürgeci vardır. Şimdi büyük güç reaktörleri dönüştürme derecesi herbir kilogram uranyum başına 7 gm. plütonyum olacak şekilde projelendirilmektedir.

1962 yılının Temmuz ayı içinde plütonyum için AECnin geri alma değeri herbir gm. başına 30 dolar (270 TL.) dır. Arkasından gelen değer gm. başına 9,50 dolar (85.50 TL.) olacaktır. Bu değer uranyumun eş değeri madenin enerjisine dayanmaktadır. Bu sayıların 1970 e kadar tu­ tulacağı umulmaktadır.; Böylece plütonyum kredisi uranyumun kilogramı başına 40 - 60 dolar (360-540» TL.) olacaktır. 1970 den sonra, Plü­ tonyumun değeri gm. başına en az 3,50 dolar (31,50 TL.) kadar değişebilecektir. Çünkü eş değer enerji esasına göre gm. başına 9,50 dolar (85,50 TL.) zehirli maddelerin işlenmesi için bir gider eklenecektir. Bu sebepten, 1980 ve 1990 da, yüksek ölçüde plütonyum dönüştürülmesi için

kilogram başına 16 ile 60 dolara (144 İle 540 TL.) kadar plütonyum kredisinin değişeceği tahmin edilmektedir.

Gelecek 10 yıl içinde yavaş yavaş bir değiş­ me olacağından ajanstan özel malzemenin ta­ mamen satın alınması yerine kiralnmasını AEC tasviye etmektedir. Bugünkü kiralama oranı re­ aktöre yakıt doldurmaya karşı, biriktirme yeri boşaltmadan sonra soğutma, taşıma ve işlem için % 4,75 dir. Fabrikasyonda yakıt İçin kullan­ ma doldurması normal olarak fabrikasyon gider­ lerinin bir parçasıdır.

Yukarıdaki orana dayanan kullanma doldur­ ması Dresden istasyonunda Zlrkaloy geçirilmiş yakıt için kwh başına 0,20 mil(0,18 kuruş) Yenkee fabrikasında paslanmaz çelik geçirilmiş ya­ kıt için kwh başına 0,40 mil (0,36 kuruş) dir. Paslanmaz çelik geçirilmiş elemanlı 300 MW ka­ pasiteli santralda kullanma doldurması kwh ba­ şına 0,30 mil (0,27 kuruş), eşdeğeri gelecek on yıl için uranyumun kilogramı başına 30 - 40 do­ lar (270-360 TL.) olacaktır.

1980 den 1990 kadar bir kendi sermayesine sahip tesis ve bir amme tesisinin (Belediyeler ve Kooperatifler) finansman farkı kullanma dol­ durmasına tesir edecektir. Kendi sermayesine sahpi tesisler İçin kullanma* doldurması % 4,75 den % 10 a veya paslanmaz çelik geçirilmiş ya­ kıtın kilogramı başına 30-85-dolara (270-765) TL. değişebilecektir. Kooperatifler ve Belediye­ ler için faiz oranı % 2,5 dan % 4,75 e çıkacak­ tır. Bu değer Uranyumun kilogramı başına 1640 dolara (144 - 360 TL.) varacaktır.

Eğer birçok etkenler hesaba katılırsa 1962 ve 1990 arasındaki yıllar için atom yakıtı glderlenin önceden tahmin edilen ve tablo 2 de gösteri­ len değerlere ulaşabiliriz. Her iki iyimser ve kö­ tümser tahmin, 1970 den sonra kullanma doldur­ masının değişmesini olduğu kadar karıştırma tesislerinin tipine bağlılığı da göstermektedir.

Şekil 3 te 1962 ile 1990 yılları arasında atom yakıtı fiatı ile kömür fiatı karşılaştırılmakta­ dır. Ortalama değerden başka, tablo muhtemel iki takım değerleri de içine almaktadır. Biri % 98 İhtimalle (iki standart sapma) değeri % 68 ih­ timal (bir standart sapma) üzerine oturtulmuş­ tur. Bunlar bugünden 10 veya 20 yılın düşünül­ mesi suretiyle, ilgilenen herhangi bir kimsenin karar vermesini sağlayacak oldukça yakın tah­ minlerdir.

Electrical World Dergisi'nin 1 Nisan 1963 sayısın­ dan çevrilmiştir.

EleKtrtk Mülıcnrtlsliaı *D0