Användningen av naturresurser för kärnkraftsproduktion liknar processen för förnybar energi men leder till betydligt lägre miljöpåverkan än termisk kraftproduktion

- Att upprätthålla en cirkulär ekonomi, även för resursanvändning, är viktigt. Våra resultat kan hjälpa beslutsfattare att formulera långsiktig energipolitik som tar hänsyn till el och kraftproduktion med kärnkraft, sammanfattade Dr. Kosai nyligen i samband med ett föredrag på japanska Ritsumeikan-universitetet.

Japanska forskare upptäckte att naturresursanvändningen för kärnkraftsproduktion liknade den för förnybar energi och hade betydligt lägre miljöpåverkan än hos termisk kraftproduktion.

I en ständigt föränderlig värld leder snabbt växande befolkningar i kombination med urbanisering och industrialisering till en ständigt ökande efterfrågan på energi.

Utmaningen idag ligger i att möta dessa energikrav samtidigt som den globala uppvärmningen hålls i schack – ett villkor som fossila bränslen inte uppfyller. I ett försök att mildra den miljöförstöring och utarmning av naturresurser som är kopplade till användningen av fossila bränslen, stöds kärnkraften av allt fler som en lämplig alternativ energikälla.

Hur påverkas miljön

Att göra en livscykelbedömning (LCA) av någon energikälla är viktigt för att förstå hur det påverkar miljön. Många studier har därför bedömt den kumulativa energiförbrukningen under livscykeln och utsläppen av växthusgaser (GHG) relaterade till el som genereras via kärnkraft. De flesta av dessa studier tittade dock på utsläppen av växthusgaser och mängden energi som förbrukas, vilket kan leda till en mindre omfattande bedömning av miljöpåverkan och hållbarhet av el som genereras via kärnkraft. Till exempel har vi ännu inte förstått de totala resurserna som används under denna process.

I ett försök att ge ett mer holistiskt perspektiv analyserade en grupp forskare från Ritsumeikan University, Japan miljöpåverkan av kärnkraftsproduktion genom en mindre övervägd åtgärd - volymen resurser som utvinns från litosfären under livscykeln för denna process.

Deras studie fokuserade på gruvmetoderna, kärnreaktortyperna och typen av uranbränslecykelsystem som används under kärnkraftsproduktion, och hur dessa förändrar processens miljöpåverkan. De bedömde också de olika kvaliteterna av uranmalm som brutits - en mycket varierande enhet - och dess effekt på det totala materialbehovet (TMR).

TMR varierade avsevärt med olika brytningsmetoder

- En LCA av resursanvändningen för 1kilowattimme kärnkraftsproduktion baserad på uran gjordes genom att analysera TMR, säger docent Shoki Kosai, författaren till studien.

- Vi tittade på både öppna och slutna bränslecykler och tre typer av uranbrytningsmetoder: dagbrottsbrytning, underjordsbrytning och in situ urlakning (ISL), bortsett från andra variabler inom kärnkraftsproduktion, för en grundlig LCA.

Utsläpp av växthusgaser och naturresursanvändning utvärderades därefter för dessa variabler.

Forskarna fann att TMR-koefficienten (som indikerar brytningsintensiteten) för anrikat uranbränsle var den högsta, följt av kärnbränsle, upparbetat uranbränsle, blandat oxid (MOX) bränsle och slutligen gul kaka. Kvaliteten på uranmalm hade en enorm inverkan på TMR-koefficienten också, vilket gjorde att TMR varierade avsevärt med olika brytningsmetoder.

In situ urlakning hade den lägsta TMR. Gruvmetoden hade dock en mer betydande inverkan på resursutnyttjandet jämfört med dess inverkan på utsläppen av växthusgaser.

Professor Eiji Yamasue, som diskuterar effekterna av bränslecykler, säger:

- Vi fann att en sluten cykel som upparbetar uranbränsle använder 26 procent lägre resurser än en öppen cykel som inte återanvänder sina biprodukter.

Liknade den för förnybar energi

Dessutom fann man att naturresursanvändningen för kärnkraftsproduktion liknade den för förnybar energi och hade betydligt lägre miljöpåverkan än hos termisk kraftproduktion.

Dessutom visade den globala uppvärmningspotentialen och TMR för kärnkraftsproduktion mycket olika trender. Tillsammans med lägre utsläpp av växthusgaser använde kärnkraftsproduktion också färre naturresurser, vilket gör den till en miljövänlig källa för kraftproduktion.

Källa: Japanska Ritsumeikan University.