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川崎 弘嗣; 安松 直人*; 久保田 貞衣*; 塩谷 洋樹; 小野 清
JAEA-Research 2006-001, 60 Pages, 2006/02
JAEA-Research-2006-001.pdf:4.37MB
FBRサイクル研究開発を将来の実用化に向けて推進していくため、投資に対する便益を評価し、事業計画の妥当性を検討する一つの手段として、FBRサイクル研究開発投資効果の評価を実施した。FBRサイクルの研究開発投資効果を世界規模で評価(世界の評価ケース)するため、将来、世界のエネルギー需給シナリオにおいて原子力エネルギーが一定のシェアを持つことを前提に、そのシェアが徐々に軽水炉発電からFBR発電に置き換わっていくことを想定した。その場合、軽水炉がFBRにリプレースされたことにより得られる効果に加え、リプレースされない軽水炉発電部分にも天然ウラン燃料価格の上昇を抑制する効果が得られる。このような経済性向上効果を将来に渡って得られる効果額として試算するため、割引率を用いて現在価値換算して評価した。「世界の評価ケース」のリファレンスケースとして、例えば、FBRの導入時点を2050年として軽水炉と同等の発電コストを想定した場合は、ウラン燃料価格上昇に伴う発電コスト上昇を回避できることにより、約44兆円の効果が期待できるという試算結果を得た。全世界のFBRサイクル研究開発費(投資額)は、今後の国際共同開発による費用分担の程度にも依存するが、総額で数兆円と見込まれている。よって、FBRサイクルを実現することにより、研究投資を上回る経済効果が期待できるという試算結果が得られた。
塩谷 洋樹; 大滝 明; 小野 清; 平尾 和則; 加藤 篤志; 安松 直人*; 久保田 貞衣*
JNC TN9400 2004-052, 514 Pages, 2004/09
JNC-TN9400-2004-052.pdf:8.85MB
本報告書は、フェーズⅡの中間とりまとめ(平成13年度から15年度の3ヶ年を対象)における、FBRサイクル候補概念の多面的評価、導入シナリオ評価、投資対効果評価に関する手法の開発およびその評価結果について報告するものである。
小野 清; 久保田 貞衣*; 辺田 正則*; 塩谷 洋樹; 平尾 和則
JNC TN9400 2003-061, 135 Pages, 2003/07
JNC-TN9400-2003-061.pdf:6.97MB
本報告書は、平成13年度から14年度にかけて実施したFBRサイクルの導入シナリオ評価に関する成果について報告するものである。サイクル諸量の観点からのFBR導入シナリオの議論においては、従来からの資源有効利用、エネルギー・セキュリティの視点に加えて、環境負荷低減の視点の重要性も年々増している。このため本研究では、国内を対象に、従来の天然ウラン累積需要量などに加えて、使用済燃料貯蔵量、マイナーアクチニド(MA)貯蔵量、廃棄物発生量等のサイクル諸量についてワンススルー、プルサーマルおよび高速増殖炉サイクルの比較を行い、短期的視点からプルサーマルの必要性を検討するとともに、長期的視点からFBRの必要性を検討した。この結果、短期的な視点(今後20
30年間)から見ると、プルサーマルの導入はFBR導入以前における使用済燃料貯蔵量の削減や天然ウラン累積需要量削減の効果があることが分かった。一方、長期的な視点(今後100200年間)から見ると、FBR導入は、ウラン資源有効利用やエネルギー・セキュリティ向上の効果のみならず、高レベル廃棄物(使用済燃料、ガラス固化体)発生量の低減、MA蓄積量の低減など環境負荷低減の観点からも大きな効果があることが明らかになった。
久保田 貞衣*; 大滝 明; 平尾 和則
JNC TN9410 2003-002, 84 Pages, 2003/05
FBRサイクル実用化戦略調査研究では、原子炉プラント、再処理、燃料製造のそれぞれについてシステム設計を進める一方で、FBRサイクル導入の意義を具体的に明示するためのシナリオ評価、投資対効果評価および多面的評価に取り組んである。後者の各評価では、様々な条件や局面が考えられる将来社会を想定し、FBRサイクルのニーズや社会的効用について調査・分析を行っている。この一連の評価では、システム設計による内生情報の他に、将来のエネルギー利用に係わる国内外の政策・法案、経済予測、資源需給予測、技術開発の現状や実用時期等の外生情報を考慮して、実用化に適った候補概念の提案を目指している。 本報告書で紹介するFBRサイクルデータベース(以下、サイクルDBという)は、前述のシナリオ評価、投資対効果評価および多面的評価に用いる参考情報等を、一元的に管理・検索できるよう平成11年度よりシステム化に着手した。平成12年度には市販のソフトウェアによる試作・試験運用を行い、操作性や機能面での課題を摘出し、平成13年度にはWebを用いた登録・検索機能の整備により試作システムの課題解決を図り、グループ内で運用を開始した。 さらに平成14年度は、検索機能の拡充と管理作業の効率化を図ると共に、機構内イントラネットを利用してサイクルDBの内部公開を開始した。また、サイクルDBの収録データ件数は、平成14年度に約 350件追加登録を行い、平成15年3月末時点で延べ約 7,250件に至る。 今後の計画では、FBRサイクル実用化戦略調査研究フェーズIIにおける各種評価の関連情報の入力を継続する。また、検索機能の利便性の向上や経済性データベースとの連携策の検討に取り組む予定である。
塩谷 洋樹; 久保田 貞衣*; 加藤 篤志; 小野 清
JNC TN9400 2003-042, 72 Pages, 2003/03
JNC-TN9400-2003-042.pdf:2.87MB
炉型等の違いによるサイクル諸量上の差を把握し、得られた知見を平成15年度の高速増殖炉(FBR)サイクル実用化戦略調査研究(FS)のフェーズII中間取りまとめの本評価に反映するため、解析期間200022QO年を想定し、複数のFBRサイクル候補概念について物質収支解析を行った。 検討の結果、原子力の設備容量が70GWeである場合には、2030年にFBRサイクルを導入すれば、水冷却炉以外では2130代年までに軽水炉(LWR)からFBRへのリプレースがほぼ完了するとの結果が得られた。また,原子力設備容量が90GWeとなった場合、FBR導入上は大きな問題が生じないことがわかった。なお、将来、基幹電源用以外に水素製造目的で4050GWe相当のFBRを導入する場合には、サLイクル諸量上に大きな影響が生じるので、必要な対応策(早期リプレースを指向したFBRの導入、LWR使用済燃料再処理容量の拡大等)を講じるべきであることが予見できた。
塩谷 洋樹; 小野 清; 平尾 和則; 佐賀山 豊; 安松 直人*; 久保田 貞衣*
JNC TN9400 2002-044, 42 Pages, 2002/07
JNC-TN9400-2002-044.pdf:1.69MB
FBRサイクルにおける燃焼度と経済性の関係については、過去に幾つかの検討が行われている。いずれも、燃焼度の目標値として、炉心部分の集合体取出平均燃焼度で1520万/MWd/tは妥当であると結論している。その後、 FBRサイクル実用化戦略調査研究(F/S)のフェーズI(平成11年度12年度)が始まり、 FBRサイクルの原子炉建設費、再処理費、燃料製造費などの目標値の大幅な見直しが行われたことに加え、ブランケットを含む原子炉全体の取出平均燃焼度の向上の重要性が認識されたことを受けて、 今回、F/Sで実施中の最新プラント及び炉心設計を基に、燃焼度が経済性(発電原価)に与える影響を再検討した。検討に当たっては、炉心径、炉心圧損条件及び燃料クリープ寿命(Cumulative Damage Fraction:CDF)を変えずに高燃焼度化を図るものとした。検討の結果、増殖費を1.1程度で一定とした場合、原子炉全体の取出平均燃焼度の上昇により装荷燃料重量が減少し、発電原価は減少するものの、燃料製造単価の上昇や設備利用率の減少等により、炉心部燃焼度15万MWd/t(原子炉全体の取出平均燃焼度で約9万MWd/t)付近で発電原価は最小となることが分かった。また、増殖比を上げると原子炉全体の取出平均燃焼度が下がり、発電原価は上昇する。逆に増殖比を1.0近くまで下げて原子炉全体の取出平均燃焼度を上げた場合、発電原価はさらに下がることが確認された。
久保田 貞衣*; 大滝 明; 平尾 和則
JNC TN9400 2002-034, 41 Pages, 2002/06
JNC-TN9400-2002-034.pdf:1.76MB
FBRサイクル実用化戦略調査研究では、FBRサイクル導入の意義を具体的に提示すするためのシナリオ評価、投資対効果評価および多面的評価が、原子炉プラント、再処理、燃料製造のシステム設計と並行的に行われている。これらの評価では、システム設計で得られた設計データに加えて、将来のエネルギー利用に関連する経済予測、資源需給予測、技術開発の現状や実用見通し等の内外の情報を考慮して、実用化に適した FBR候補概念のイメージを提案する。本報告書で紹介する FBRサイクルデータベースは、さまざまな設計情報や内外の情報を一元的に管理・検索できるようシステム化したものである。この FBRサイクルデータベースは、平成12年度にプロトタイプを試作し、平成13年度にはプロトタイプが有していた利用者が常時一人に限定される等の課題を Web化により改善した。このデータベースの情報登録数は、設計データ、各種の内部検討結果、外部情報を含め約7,000件(平成14年3月末時点)に達する。今後の計画では、 FBRサイクル実用化戦略調査研究フェーズIIにおける各種評価の関連情報の入力を継続すると共に、利用範囲の拡大等について検討する。
小野 清; 大滝 明; 平尾 和則; 久保田 貞衣*; 辺田 正則*
JNC TN9400 2001-028, 51 Pages, 2000/12
JNC-TN9400-2001-028.pdf:1.96MB
本研究では、世界全体を対象に、将来のエネルギー供給において原子力にどこまで期待できるのかを探るため、天然ウラン資源を可能な限り利用するという観点から原子力の最大導入可能量を試算した。試算にあたり、立地問題、財政問題等の社会的な条件は、今回の試算では無視し、純粋にサイクル諸量上の観点から原子力の可能性を捉えることに専念した。原子力の導入シナリオとして以下の3つを想定した。1)軽水炉ワンススルー体系2)軽水炉とプルサーマル体系3)軽水炉とFBR体系試算の結果、以下の成果が得られた。軽水炉ワンススルー体系あるいは軽水炉とプルサーマル体系では、IIASA/WECのエネルギー供給見通し(基準Bケース)が達成できないばかりでなく、原子力発電設備容量は21世紀中葉頃から徐々に減少し、22世紀初頭には天然ウラン資源を消費し尽くしフェーズアウトしてしまう。一方、FBRによるプルトニウム利用を積極的に進めた場合、原子力発電設備容量はFBRの導入開始時期や増殖性能により異なるものの、原子力が来世紀以降も持続可能な重要なエネルギー・オプションの一つとなる。
大滝 明; 小野 清; 篠田 佳彦; 辺田 正則*; 久保田 貞衣*; 平尾 和則
JNC TN9410 2000-006, 74 Pages, 2000/04
JNC-TN9410-2000-006.pdf:3.01MB
核燃料サイクルにおける物質収支を迅速かつ定量的に評価する目的で、サイクル諸量評価コード「FAMILY」の機能拡張、ならびに廃棄物中に含まれるTRUとLLFP(長寿命FP)の蓄積量計算コードの開発などを行った。実施内容は次の通り。(1)MAの収支計算が可能な「FAMILY-MA」を作成した。(2)FAMILYコードのポスト処理ツールを作成した。(3)汎用表計算ソフトを用いてサイクル諸量簡易計算ツールを作成した。(4)廃棄物中のTRU,LLFP蓄積量計算コードを開発した。
加藤 篤志; 向井田 恭子; 大滝 明; 塩谷 洋樹; 小野 清; 安松 直人*; 久保田 貞衣*
no journal, ,
炉及び燃料サイクルの各々のシステムから複数のFBRサイクル候補概念を構成し、実用化戦略調査研究フェーズ2最終評価における概念設計に基づき、経済性及び資源有効利用性の観点から開発目標の達成度を評価し、これらの評価視点における各候補概念の開発目標への達成度を定量的に明らかにした。
大滝 明; 小野 清; 久保田 貞衣*
no journal, ,
実用化戦略調査研究で検討されたFBRサイクル概念のうち多面的評価で総合的な目標適合度が高いとされた代表的な候補概念を対象として、軽水炉サイクルからFBRサイクルへの移行特性をシナリオ解析により評価した。
塩谷 洋樹; 辺田 正則*; 大滝 明; 久保田 貞衣*; 川崎 弘嗣; 小野 清
no journal, ,
FBRサイクルの実用化戦略調査研究において、現状のLWRサイクルからFBRサイクルに置換されるまでの時系列評価手法を開発している。時系列評価の役割や今後の展望について示し、環境負荷低減性の評価手法開発の状況と試算結果について報告する。