日本原子力学会 新型炉部会セッション
GIF 第4 世代炉国際フォーラムの現状と今後について(４) EM-WG活動
2013年9月4日

小野 清
原子力機構 次世代原子力システム研究開発部門
日本原子力学会 新型炉部会セッション 2013年9月4日 八戸工大

目次

本日の報告内容

1.

経済性モデルWG（EMWG）について

2.

G4-ECONSコードの概要

3.

G4-ECONSコードを用いた試算例

4.

今後の予定

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EMWGについて

技術的検討に関する各種GIF委員会の構成
プロジェト管理委員会

システム運営委員会

システム統合･評価＊

横断的グループ（評価手法）

安全・運転性
先進燃料ワーキンググループ
経済性モデルナトリウム冷却高速炉 (SFR)
機器・ BOP
包括的アクチニドサイク
ル国際実証（GACID)

核拡散抵抗性・核物質防護

水素製造
超高温ガス冷却炉 (VHTR)

計算手法検証＊

超臨界水冷却炉 (SCWR)

材料

リスク・安全性

燃料適性＊

燃料・燃料サイクル
鉛冷却高速炉 (LFR)

設計・統合＊
SIA, コンポーネント＊

水化学・材料

ガス冷却高速炉 (GFR)
燃料・炉心材料＊

溶融塩炉 (MSR)

概念設計・安全日本原子力学会 新型炉部会セッション 2013年9月4日 八戸工大

熱流動・安全（＊は設置準備中）
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EMWGについて

経済性モデルWG（EMWG）の目的

GIFの立てた目標に沿って、Gen-IV（第4世代原子力システム）の対象とする原子力システムの経済性評価を行う ために必要な『統合経済性評価モデル』を開発する
完成したモデル、マニュアル、サンプル計算結果をGIFの政策グル－プ、システム運営委員会などに提供する
最終的に各Gen-IV候補概念（SFR、VHTR、SCWR、・・・）の設計評価グループが、本モデルを用いて一貫性があり透明性の高い経済性評価を行う（各候補概念間の正当な比較評価のため）日本原子力学会 新型炉部会セッション 2013年9月4日 八戸工大

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経済性モデルWGの活動状況

EMWGについて2002年10月に活動を開始
2003年2月に第1回ワーキンググループを開催。年に2～4回程度の頻度で実施し、これまでに28回開催
現在の参加国は、EU、IAEA、カナダ、フランス、日本、韓国、米国
事務局はOECD/NEA
毎年、活動計画および成果をGIFの「専門家グループ」に報告
2004年5月に大洗で行われた第7回WGの様子
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経済性モデルWGの活動スケジュール
2003年

2005年

2007年

2009年

2011年

EMWGについて2013年▲
2002年10月活動開始
・資本費、発電ｺｽﾄ、燃料ｻｲｸﾙｺｽﾄの各計算の既存ﾓﾃﾞﾙの改良
・資本費/発電ｺｽﾄ評価ﾓﾃﾞﾙ、燃料ｻｲｸﾙｺｽﾄ評価ﾓﾃﾞﾙ、ﾌﾟﾗﾝﾄｻｲｽﾞ評価ﾓﾃﾞﾙ、非電力ｴﾈﾙｷﾞｰ生産ｺｽﾄ評価ﾓﾃﾞﾙの開発
・G4-ECONSｺｰﾄﾞの構築および試計算の実施▲
G4-ECONSコードの公開
・G4-ECONSｺｰﾄﾞの改良、高度化
・利用者向けのﾜｰｸｼｮｯﾌﾟの開催
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EMWGについて

経済性モデルWGの成果物
ユーザーマニュアル及びG4-ECONSコード(Ver.2.0) はNEAより一般公開中 (www.gen-4.org)

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G4-ECONS

G4-ECONSの機能と概要（1/2）
エクセル表を用いた計算システム
発電コストの計算においては、現在価値換算手法を採用
資本費や運転費の算出においては、網羅性および透明性の高い「Code of Account」 法を採用
資本費の計算方法には、その候補概念の設計レベルに応じて、以下の2通りがある
・ボトムアップ法 （施設設計に基づいた積み上げ計算方式）
・トップダウン法 （既知の設備費等のコストデータに基づく概算計算方式）
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G4-ECONS

G4-ECONSの機能と概要（2/2）

統合経済性評価モデルは以下の構成要素から成る

・資本費/発電コスト評価モデル
・燃料サイクルコスト評価モデル
・プラントサイズ評価モデル
・非電力エネルギー生産コスト評価モデル
JSFR（Na冷却型高速炉、日本）、System80+（軽水炉、米国）、GTMHR（ｶﾞｽ冷却型高速炉、仏国）を対象に試計算を実施

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G4-ECONS

統合経済性評価モデル(G4-ECONS)の構成

資本費/発電コスト
評価モデル

燃料サイクルコスト評価モデル

統合経済性評価モデル（G4-ECONSコード）

プラントサイズ
評価モデル

非電力エネルギー生産
コスト評価モデル
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G4-ECONS

G4-ECONSの各評価モデルの相互関係

G4-ECONSコード バージョン2.0（2007年10月時点）

原子炉入力ﾃﾞｰﾀ
運転性能ﾃﾞｰﾀ
建設費ﾃﾞｰﾀ
運転費ﾃﾞｰﾀ
燃料ｻｲｸﾙ費ﾃﾞｰﾀ*
廃止措置費ﾃﾞｰﾀ

施設入力ﾃﾞｰﾀ
資本費/発電ｺｽﾄ
評価ﾓﾃﾞﾙｴﾈﾙｷﾞｰ(熱、電力、両方)（G4-ECONS-R）＊各燃料ｻｲｸﾙ単価(G4-ECONS-APP)

製品単価＊＊単位生産物当りの投入ｴﾈﾙｷﾞｰﾃﾞｰﾀも含む

燃料ｻｲｸﾙ施設入力ﾃﾞｰﾀ
運転性能ﾃﾞｰﾀ
建設費ﾃﾞｰﾀ
運転費ﾃﾞｰﾀおよびｴﾈﾙｷﾞｰ単価

非電力ｴﾈﾙｷﾞｰ
生産ｺｽﾄ評価ﾓﾃﾞﾙ

運転性能ﾃﾞｰﾀ**
建設費ﾃﾞｰﾀ
運転費ﾃﾞｰﾀ
廃止措置費ﾃﾞｰﾀ

各燃料ｻｲｸﾙ単価

燃料ｻｲｸﾙｺｽﾄ
評価ﾓﾃﾞﾙ(G4-ECONS-FCF)

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一般的な発電コストの構成
建設費(ｵｰﾊﾞｰﾅｲﾄｺｽﾄ)(建中利子)

耐用年平均
発電原価

減価償却費

土地代
償却期間

（円/kWh）

G4-ECONS

建屋、建物、構築物
設備、機器、ユーティリティ
建設期間
建中利率
土地単価
敷地面積
建屋、建物、構築物
設備、機器、ユーティリティ

設備更新
残存価額割合割引率
運転期間
運転開始年に
現在価値換算Σ現在価値資本費
Σ現在価値発電量

資本費

発電量（年あたり）
直接費（kWh/年）

プラント規模（発電端出力）
運転期間
設備利用率
定検期間
所内電力利用率

Σ現在価値運転費
Σ現在価値発電量

固定資産税

固定資産税率

廃止措置費

解体、処理処分費
積立期間
積立利率

事業報酬

償却中利率（事業報酬率）

人件費
修繕費
消耗品費
委託費等

人件費単価
要員数
修繕費率
消耗品費率
委託費等率

業務分担費
事業税

業務分担費率税率

（円/年）

運転費
（円/年）

関連費

燃料単価
Σ現在価値燃料費
発電量（サイクルあたり）

Σ現在価値発電量

燃料費（円/サイクル）

リード・ラグタイム（kWh/サイクル）

天然ウラン(鉱石調達・精鉱)
転換濃縮
燃料製造(UO2）
燃料製造(MOX)
新燃料輸送
使用済燃料輸送
再処理
中間貯蔵
HLW貯蔵
HLW処分
低レベル廃棄物（地層処分）
低レベル廃棄物（余裕深度処分）
その他廃棄物
低レベル廃棄物（浅地中処分）
処理・貯蔵・処分
極低レベル廃棄物
非放射性廃棄物
原子炉燃料収支

炉内滞在時間

初装荷
HM (U,Pu-f,U濃度)
平衡装荷 HM (U,Pu-f,U濃度)

運転期間
定検期間
バッチ数
各プロセスのロス率（転換・濃縮・加工・再処理）

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G4-ECONS

Code of Account の例

G4-ECONS (Generation IV Excel-based Calculation of Nuclear Systems)

12345678910111213141516171819202122232425262728
2930
31

Strategy\/

REACTOR
COST DATAOld EEDB
Acct #WORKSHEET NAME: COA and Capital Input Summary (Used for all FC Codes 1, 2, or 3)
Case:
Sys80+ PWR using LEUO2 (repository disp of spent fuel) 2001$ BASE

1Mod IAEA
Acct #New
EMWG
Acct

Jan 1987 to Jan 2001 escalation factor:
All Costs in $M

not used for this "Burdened" Craft
case
labor

Description

Factoryequipment
costs ($M)

Site labor
hours (personhours)

not used$/hr (Jan 2001 $)Site laborcost ($M)

Sitematerial/commodity cost($M)

Sys80+ PWR using LEUO2 (repository disp of spent fuel) 2001$ BASE

202022122232426252122232425262728

1
Capitalized Pre-construction Costs (subtotal accts 11-19)
10 series
11
Land and land rights
12Site permits
13
Plant licensing
14
Plant permits
15
Plant studies
16
Plant reports
17
Reserved for other activity as needed
18
Reserved for other activity as needed
19
Contingency on 11-18 above
2
Capitalized Direct Costs (subtotal accts 21-29)
20 series21
Buildings, Structures, & Improvements on Site
22
Reactor Plant equipment
23
Turbine/Generator Plant equipment
24
Electrical equipment
25
Water intake and heat rejection plant
26
Miscellaneous plant equipment
27
Special materials
28
Simulator
29
Direct Cost Contingency

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非電力エネルギー生産モデルの対象
廃熱

原材料

高温熱利用

非電力ｴﾈﾙｷﾞｰ生産

冷却材ループと熱交換システム>>

原子炉(核分裂の熱)G4-ECONS

送電
熱ｴﾈﾙｷﾞｰ

電力
発電機
開閉所

タービン

廃熱
プロセスヒート
原材料
非電力ｴﾈﾙｷﾞｰ生産

低温熱+電力利用

電力

廃熱
原材料
非電力ｴﾈﾙｷﾞｰ生
産

電力利用

電力

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水素製造について・水電気分解法
・熱化学法など
淡水化について・逆浸透法
・多段フラッシュ法など

13日本のJSFRを対象とした試算結果

試算例

Mills/kWh or $/MWhG4-ECONS
CodeFCC-EX*1

Final Report of
the FS Phase-2

Estimated year (year)

2005

2005

2005

Capital Cost incl. Financing

6.11

5.94

6.44

D&D Cost

0.43

0.43

0.43

Operations Cost

7.46

7.33

7.31

Front-end Fuel cycle

1.42

1.46

1.50

Back-end Fuel Cycle

4.85

5.09

2.99

0.23

0.23

0.41

0.78

0.81

0.88

21.27

21.30

19.96

Component
22First core fuel front-end Cost*2
First core back-end Cost

*2Totals

NANANANA*1 Each cost is individually indicated for comparison.
*2 “FCC-EX” and “Final Report of the FS Phase-2” count the cost of initial core fuel as a part of fuelcycle cost. “G4-ECONS Code” has a option to select whether it is included in the capital cost or in
the fuel cycle cost. It is considered as a part of fuel cycle cost in this table.

初装荷燃料の取扱い等に違いがあるものの、同じ前提条件下では、 G4-ECONSとJAEA所有のFCC-EXコードの発電コストの試算結果は概ね一致している
G4-ECONS は妥当なコスト評価を行っている

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６つのGen Ⅳ炉型を対象とした試算結果

試算例

2012年11月GIFシンポジウム
において紹介されたEMWGメン
バーによる予備的な試算結果••••

Gen IV reactor concepts– Higher construction costs– Increased front-end fuel cycle costs
Cogeneration not taken into account (HTR)
Influence of increased uranium prices not assessed (FR)
Large uncertainties (ranges)
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今後の予定今後の予定【今後数年間】
G4-ECONSの改良、高度化、試計算（不確実性評価機能、経済分析機能の追加、ユーザーフレンドリ化など）
公開バージョンに対するユーザーコメントのモニター及び対応
IAEA/INPROとの共同開発
ユーザーマニュアル、コスト評価ガイドラインの改訂
ユーザーを対象とした使用説明会（ワークショップ）の開催【今後10年間】
引き続きGIFの各システムの開発、設計の進捗をモニターし、それらの設計に合致する評価手法の改良
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ご清聴、どうも有難うございました！

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