Sustainable and safe energy supply with seawater uranium fueled HTGR and its economy

海水ウランを用いた高温ガス炉による持続的で安全なエネルギー供給とその経済性

深谷 裕司   ; 後藤 実  

Fukaya, Yuji; Goto, Minoru

海水ウランを用いた高温ガス炉による持続的で安全なエネルギー供給について検討した。ウラン資源が無尽蔵に存在すれば、安全な高温ガス炉発電による永続的なエネルギー供給が可能である。海水ウランは大量に海水中に存在するため代替候補となりうる。海水ウランは45億トン存在し、7万2千年のエネルギー消費量に相当する。また、海水ウランは海底表面の岩盤に含まれる4.5兆トンのウランと平衡状態にあるため、これらも回収することができる。この量は7200万年の消費に相当する。現状の技術では海水ウランの回収コストはウランの市場価格よりも高価である。しかし、経済的に成立するか否かの判断はウラン回収コストのみではなく発電原価全体でなされるべきである。本研究では、海水ウランを用いた高温ガス炉による商用発電の発電原価について評価した。高温ガス炉は直接ガスタービンによる簡素なシステムにより、海水ウランを用いても高い経済性が期待できる。結果として、海水ウランを用いた高温ガス炉の発電原価は7.28円/kWhであり、在来型ウランを用いた軽水炉の8.80円/kWhよりも安価と評価された。

Sustainable and safe energy supply with seawater fueled HTGR have been investigated to sustain the nuclear energy safely by electricity generation with HTGR, the uranium resources must be inexhaustible. The seawater uranium is expected to be alternative resources to conventional resources. It is said that 4.5 billion tons of uranium is dissolved in the seawater, which corresponds to a consumption of approximately 72 thousand years. The uranium dissolved in seawater is in an equilibrium state with the uranium on surface of sea floor, which is approximately a thousand times of the amount, that is 72 million years. It can be recoverable. In other words, the uranium from seawater is almost inexhaustible natural resource. The cost of extracting uranium from seawater with current technology is still expensive compared with that of conventional uranium. However, the economy of nuclear power generation fueled by seawater uranium should be assessed for entire electricity generation cost. In the present study, the economy of electricity generation using uranium from seawater is assessed using a commercial HTGR. Compared with ordinary LWR using conventional uranium, HTGR can realize lower cost of electricity owing to small volume of simple direct gas turbine system compared with water and steam systems of LWR, rationalization by modularizing, and high thermal efficiency, even if fueled by seawater uranium. It is concluded that the HTGR fueled by seawater uranium with the current technology enables the energy sustainability to be maintained for a long term approximately 70 million years with superior inherent safety features and low cost of 7.28 yen/kWh, which is lower than the 8.80 yen/kWh cost of LWR using conventional uranium.