เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่

เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ใหม่ (อังกฤษ: economics of new nuclear power plants) เป็นเรื่องที่ถกเถียงกัน เนื่องจากมีมุมมองที่ขัดแย้งกันในหัวข้อนี้และเกี่ยวข้องกับเงินหลายพันล้านดอลล่าร์ที่จะใช้ในการลงทุนกับทางเลือกของแหล่งพลังงาน โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์มักจะมีค่าใช้จ่ายด้านต้นทุนที่สูงในการก่อสร้างและการรื้อถอน อีกทั้งค่าใช้จ่ายในการดำเนินการและค่าใช้จ่ายในอนาคตเพื่อการจัดเก็บกากนิวเคลียร์ ข้อดีในปัจจุบันของพลังงานนิวเคลียร์ก็คือมีค่าใช้จ่ายด้านเชื้อเพลิงที่ต่ำและมีการปล่อยแก๊สเรือนกระจกที่ต่ำ หลายปีที่ผ่านมา ได้มีการชะลอตัวของการเติบโตของความต้องการใช้ไฟฟ้า และการจัดหาเงินลงทุนได้กลายเป็นเรื่องยากมากขึ้น ซึ่งมีผลกระทบในโครงการขนาดใหญ่ เช่นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่มีค่าใช้จ่ายเฉพาะหน้าขนาดใหญ่มาก และโครงการมีรอบระยะเวลาดำเนินการที่ยาวมากทำให้ต้องเผชิญกับความเสี่ยงที่หลากหลายอย่างมาก ในยุโรปตะวันออก หลายโครงการที่ดำเนินการมาอย่างยาวนานกำลังดิ้นรนที่จะหาการสนับสนุนด้านการเงิน ที่เห็นได้ชัดคือโครงการ Belene ในประเทศบัลแกเรีย และการติดตั้งเครื่องปฏิกรณ์เพิ่มเติมในโครงการ Cernavodă ในประเทศโรมาเนีย และอีกปัญหาคือผู้อุดหนุนทางการเงินทุนที่มีศักยภาพบางส่วนได้ถอนตัวออกมา ในขณะที่ก๊าซราคาถูกสามารถหามาใช้ได้และการจัดหาในอนาคตก็ค่อนข้างมั่นคง มันยังแสดงให้เห็นภาพของปัญหาขนาดใหญ่สำหรับโครงการนิวเคลียร์ทั้งหลายอีกด้วย การวิเคราะห์เศรษฐศาสตร์ของพลังงานนิวเคลียร์จะต้องคำนึงถึงผู้ที่จะรับความเสี่ยงที่ไม่แน่นอนในอนาคต ณ วันนี้ โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์มีการดำเนินงานทั้งหมดโดยรัฐเป็นเจ้าของหรือผู้ประกอบการสาธารณูปโภคผูกขาด โดยที่หลายของความเสี่ยงจะเกี่ยวข้องกับค่าใช้จ่ายในการก่อสร้าง, ประสิทธิภาพในการดำเนินงาน, ราคาเชื้อเพลิง, และปัจจัยอื่น ๆ ความเสี่ยงเหล่านี้จะถูกแบกรับโดยผู้บริโภคไม่ใช่ซัพพลายเออร์ ในขณะนี้หลายประเทศได้เปิดเสรีตลาดไฟฟ้าที่ทำให้ความเสี่ยงเหล่านี้และความเสี่ยงของคู่แข่งที่ราคาถูกกว่าที่จะเกิดขึ้นก่อนที่ค่าใช้จ่ายด้านต้นทุนจะถูกใช้คืนจะตกเป็นภาระของผู้ผลิตและผู้ประกอบการโรงไฟฟ้ามากกว่าผู้บริโภคที่จะนำไปสู่​​การประเมินผลที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญของเศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ใหม่ สองในสี่ของเครื่องปฏิกรณ์ยุโรปแบบแรงดัน (อังกฤษ: European Pressurized Reactor (EPR)) ที่อยู่ระหว่างการก่อสร้าง (ได้แก่ โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ Olkiluoto ในฟินแลนด์และในฝรั่งเศส) อยู่หลังตารางเวลาอย่างมีนัยสำคัญและมีค่าใช้จ่ายเกินงบประมาณอย่างมาก หลังจากภัยพิบัตินิวเคลียร์ที่ฟุกุชิมะไดอิจิ ปี 2011 ค่าใช้จ่ายต่างๆมีแนวโน้มที่จะสูงขึ้นสำหรับการดำเนินงานโรงไฟฟ้​​าพลังงานนิวเคลียร์ในปัจจุบันและโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ที่สร้างขึ้นใหม่ เนื่องจากกฏระเบียบที่เพิ่มขึ้นสำหรับการจัดการกับเชื้อเพลิงในสถานที่ใช้งาน (อังกฤษ: on-site spent fuel management) และภัยคุกคามที่มีต่อพื้นฐานการออกแบบที่มีสูงขึ้น จอห์น Quiggin ศาสตราจารย์ด้านเศรษฐศาสตร์กล่าวว่าปัญหาหลักของตัวเลือกนิวเคลียร์ก็คือว่ามันไม่ได้มีศักยภาพทางเศรษฐกิจ[ต้องการอ้างอิง] Ian Lowe ศาสตราจารย์ด้านว​​ิทยาศาสตร์และเทคโนโลยียังได้ท้าทายเศรษฐศาสตร์ของพลังงานนิวเคลียร์อีกด้วย อย่างไรก็ตามผู้สนับสนุนนิวเคลียร์ยังคงให้เครดิตกับเครื่องปฏิกรณ์ โดยมักจะมีการนำเสนอการออกแบบใหม่ที่ยังไม่ผ่านการทดลองเป็นส่วนใหญ่เพื่อเป็นแหล่งจ่ายพลังงานใหม่ ความคิดเห็นอิสระไม่ค่อยแสดงให้เห็นว่าโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์มีความจำเป็นต้องมีราคาแพงมาก แต่กลุ่มต่อต้านนิวเคลียร์ทำการผลิตรายงานบ่อยที่บอกว่าค่าใช้จ่ายของการใช้พลังงานนิวเคลียร์จะสูงอย่างจำกัด แม้จะมีความจริงที่ว่าค่าใช้จ่ายในการผลิตไฟฟ้านิวเคลียร์ในฝรั่งเศสจะเป็นประมาณครึ่งหนึ่งของที่ใช้ในประเทศเยอรมนีและเดนมาร์ก ในออนตาริโอ ไฟฟ้าจากพลังน้ำ (อังกฤษ: hydroelectricity) และจากนิวเคลียร์มีค่าใช้จ่ายทิ้งห่างในการผลิตที่ถูกที่สุดที่ 4.3c/kWh และ 5.9c/kWh ตามลำดับในขณะที่ค่าใช้จ่ายพลังงานแสงอาทิตย์มีราคาสูงถึง 50.4c/kWh ค่าใช้จ่ายของพลังงานนิวเคลียร์ยังต้องมีการเปรียบเทียบกับของทางเลือก ถ้ามันพิสูจน์ว่ามันเป็นไปได้ที่จะย้ายไปสู่​​เศรษฐกิจคาร์บอน ชุมชนจะต้องตอบสนองต่อค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนแหล่งพลังงาน หลายประเทศรวมทั้งรัสเซีย, เกาหลีใต้, อินเดีย, และจีนได้ทำอย่างต่อเนื่องที่จะไล่ตามการสร้างโรงไฟฟ้าใหม่ ทั่วโลก ณ เดือนมกราคมปี 2015 มีโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ 71 โรงอยู่ระหว่างการก่อสร้างใน 15 ประเทศ อ้างอิงตาม IAEA จีนมี 25 เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ระหว่างการก่อสร้างและมีแผนที่จะสร้างมากขึ้น อย่างไรก็ตาม อ้างอิงถึงหน่วยวิจัยของรัฐบาล จีนต้องไม่สร้าง "เครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์มากเกินไปอย่างเร็วเกินไป" เพื่อหลีกเลี่ยงการขาดแคลนเชื้อเพลิง อีกทั้งอุปกรณ์และคนงานโรงงานที่มีคุณภาพ ในประเทศสหรัฐอเมริกา, พลังงานนิวเคลียร์เผชิญกับการแข่งขันจากราคาก๊าซธรรมชาติที่ต่ำในทวีปอเมริกาเหนือ อดีตซีอีโอของ Exelon จอห์น Rowe กล่าวในปี 2012 ว่าโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์แห่งใหม่ในสหรัฐอเมริกา "ไม่เข้าท่าแต่อย่างใดตอนนี้" และจะไม่ประหยัดตราบใดที่ราคาก๊าซยังค​​งอยู่ในระดับต่ำ "กฎของหัวแม่มือปกติสำหรับพลังงานนิวเคลียร์ก็คือว่าประมาณสองในสามของค่าใช้จ่ายในการผลิตจะเป็นค่าใช้จ่ายคงที่ ตัวหลักเป็นค่าใช้จ่ายสำหรับดอกเบี้ยเงินกู้และการจ่ายคืนส่วนทุน ... "  ค่าใช้จ่ายส่วนทุน (อังกฤษ: capital cost) หมายถึงการสร้างและการจัดหาเงินทุนของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ มีมูลค่าเป็นเปอร์เซนต์ขนาดใหญ่ของค่ากระแสไฟฟ้า ในปี 2014 'การบริหารงานสารสนเทศด้านการพลังงานของสหรัฐ'คาดว่าโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์แห่งใหม่ที่จะออนไลน์ในปี 2019 ค่าใช้จ่ายส่วนทุนจะมีส่วนถึง 74% ของค่ากระแสไฟฟ้าที่ปรับระดับแล้ว (อังกฤษ: levelized cost of electricity ซึ่งสูงกว่าของโรงไฟฟ้​​าพลังงานฟอสซิล (63% สำหรับถ่านหิน และ 22% สำหรับก๊าซธรรมชาติ) แต่ต่ำกว่าของแหล่งเชื้อเพลิงที่ไม่ใช่ฟอสซิลอื่น ๆ บางชนิด (80% สำหรับลม และ 88% สำหรับเซลล์แสงอาทิตย์) Areva ซึ่งเป็นผู้ประกอบการโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ฝรั่งเศส เสนอว่า 70% ของค่ากระแสไฟฟ้าหนึ่งกิโลวัตต์ของไฟฟ้านิวเคลียร์คิดเป็นค่าใช้จ่ายคงที่จากขบวนการก่อสร้าง นักวิเคราะห์บางคน (ตัวอย่างเช่นสตีฟโทมัส ศาสตราจารย์การศึกษาพลังงานที่มหาวิทยาลัยกรีนิชในสหราชอาณาจักรที่กล่าวในหนังสือ'เครื่องจักรหายนะ' (อังกฤษ: Doomsday Machine) เขียนโดยมาร์ตินโคเฮนและแอนดรู McKillop) แย้งว่าสิ่งที่มักจะไม่เป็นที่พอใจในการอภิปรายเกี่ยวกับเศรษฐศาสตร์พลังงานนิวเคลียร์ก็คือว่าค่าใช้จ่ายของผู้ถือหุ้น(ที่บริษัทใช้เงินของตัวเองเพื่อจ่ายสำหรับโรงไฟฟ้าแห่งใหม่)โดยทั่วไปจะสูงกว่าค่าใช้จ่ายส่วนหนี้ ประโยชน์ของการกู้ยืมเงินอีกอย่างหนึ่งอาจเป็นว่า "ทันทีที่ได้เงินกู้ขนาดใหญ่ที่อัตราดอกเบี้ยต่ำ - อาจจะได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาล - เงินนั้นจะสามารถปล่อยให้ยืมออกได้ที่อัตราผลตอบแทนที่สูงกว่า" "หนึ่งในปัญหาใหญ่ที่มีกับพลังงานนิวเคลียร์เป็นค่าใช้จ่ายเฉพาะหน้าที่มหาศาล เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้มีราคาแพงมากในการสร้าง ในขณะที่ผลตอบแทนอาจจะดีมาก แต่ก็ช้ามาก มันอาจจะใช้เวลาหลายทศวรรษที่จะได้คืนค่าใช้จ่ายเริ่มต้นนั้น เนื่องจากนักลงทุนจะมีสมาธิสั้น พวกเขาไม่ชอบที่จะรอนานขนาดนั้นเพื่อผลตอบแทนการลงทุนของพวกเขา" เพราะค่าใช้จ่ายส่วนทุนมีขนาดใหญ่สำหรับพลังงานนิวเคลียร์และระยะเวลาการก่อสร้างค่อนข้างยาวก่อนที่จะมีรายได้กลับเข้ามา การดูแลค่าใช้จ่ายส่วนทุนของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์เป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการพิจารณาความสามารถในการแข่งขันด้านเศรษฐกิจของพลังงานนิวเคลียร์ การลงทุนสามารถมีส่วนร่วมประมาณ 70%  ถึง 80%  ของค่ากระแสไฟฟ้า อัตราคิดลดของกระแสเงินสด (อังกฤษ: cash flow discounyed rate) ที่ถูกเลือกมาเพื่อคิดค่าใช้จ่ายส่วนทุนของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ตลอดช่วงอายุการใช้งานของมันเป็นพารามิเตอร์ที่อาจขัดแย้งกันและมีความอ่อนไหวมากที่สุดที่มีต่อค่าใช้จ่ายโดยรวม การเปิดเสรีตลาดไฟฟ้าเมื่อเร็ว ๆ นี้ในหลายประเทศได้ทำให้เศรษฐศาสตร์ของการผลิตพลังงานจากนิวเคลียร์มีความน่าสนใจน้อยลง และไม่มีโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์แห่งใหม่ถูกสร้างขึ้นในตลาดไฟฟ้าเสรี ก่อนหน้านี้ผู้ให้บริการที่ผูกขาดสามารถรับประกันความต้องการพลังงานส่งออกจากโรงไฟฟ้าเป็นทศวรรษจนถึงในอนาคต บริษัทผู้ผลิตภาคเอกชนในขณะนี้ต้องยอมรับสัญญาการส่งออกที่สั้นลงและยอมรับความเสี่ยงของการแข่งขันที่มีต้นทุนต่ำกว่าในอนาคต ดังนั้นพวกเขาต้องการผลตอบแทนในระยะเวลาการลงทุนที่สั้นลง แบบนี้เป็นที่โปรดปรานของโรงไฟฟ้าชนิดที่มีค่าใช้จ่ายส่วนทุนที่ต่ำกว่าแม้ว่าค่าใช้จ่ายของเชื้อเพลิงที่เกี่ยวข้องจะสูงขึ้น ความยากลำบากต่อไปก็คือว่าเนื่องจากต้นทุนจม (อังกฤษ: sunk cost) (ต้นทุนที่ไม่ก่อให้เกิดรายได้)ที่มีขนาดใหญ่จมอยู่ และรายได้ในอนาคตที่ไม่อาจคาดการณ์ได้จากการเปิดเสรีตลาดไฟฟ้า เงินทุนภาคเอกชนไม่น่าจะมีใช้ในเงื่อนไขที่น่าพอใจซึ่งมีความสำคัญเป็นการเฉพาะสำหรับนิวเคลียร์เนื่องจากนิวเคลียร์เป็นอุตสาหกรรมที่ใช้เงินทุนมาก ฉันทามติในภาคส่วนอุตสาหกรรมก็คืออัตราคิดลดที่ 5% มีความเหมาะสมสำหรับโรงไฟฟ้าที่ดำเนินงานในสภาพแวดล้อมของสาธารณูปโภคที่มีการควบคุมในที่ซึ่งรายได้มีการรับประกันโดยตลาดในอาณัติ และอัตราคิดลดที่ 10% มีความเหมาะสมสำหรับสภาพแวดล้อมของโรงไฟฟ้าที่มีการแข่งขันและไม่มีการควบคุมหรือแบบการค้า อย่างไรก็ตามการศึกษาอย่างอิสระของเอ็มไอที (ปี 2003) ซึ่งใช้รูปแบบทางการเงินที่แยกแยะทุนของผู้ถือหุ้นและตราสารหนี้อย่างซับซ้อนจะมีอัตราคิดลดเฉลี่ยที่สูงกว่า 11.5% เมื่อหลายรัฐบาลกำลังลดการอุดหนุนด้านเงินทุนสำหรับโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ ภาคอุตสาหกรรมในขณะนี้จึงต้องพึ่งพาภาคการธนาคารในเชิงพาณิชย์มากขึ้น อ้างถึงการวิจัยที่ทำโดยกลุ่มการวิจัยภาคธนาคารดัตช์ชื่อ Profundo เรียบเรียงโดย BankTrack ในปี 2008 ธนาคารเอกชนลงทุนเกือบ €176 พันล้าน ในภาคนิวเคลียร์ แชมเปียนได้แก่ BNP Paribas ที่ลงทุนมากกว่า €13.5 พันล้านในการลงทุนด้านนิวเคลียร์และซิตี้กรุ๊ปและบาร์เคลย์ที่ €11.4 พันล้านในการลงทุนราคาพาร์ทั้งคู่. Profundo เพิ่มการลงทุนในบริษัทกว่า 80 แห่งในมากกว่า 800 แห่งความสัมพันธ์ทางการเงิน กับธนาคารอีก 124 แห่งในภาคต่อไปนี้: ก่อสร้าง, ไฟฟ้า, เหมืองแร่ยูเรเนียม, วัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ และ "อื่น ๆ " ความล่าช้าในการก่อสร้างสามารถเพิ่มค่าใช้จ่ายของโรงไฟฟ้าอย่างมีนัยสำคัญ เพราะโรงไฟฟ้​​าที่ไม่มีรายได้และกระแสเงินสดสามารถขยายตัวในระหว่างการก่อสร้าง, ระยะเวลาการก่อสร้างที่ยาวขึ้นแปลโดยตรงได้ว่าค่าใช้จ่ายทางการเงินจะต้องสูงขึ้น โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์สมัยใหม่มีการวางแผนสำหรับการก่อสร้างในห้าปีหรือน้อยกว่า (42 เดือนสำหรับรุ่น CANDU ACR-1000, 60 เดือนนับจากสั่งของจนถึงดำเนินงานสำหรับรุ่น AP1000, 48 เดือนนับจากเทคอนกรีตแรกจนถีงดำเนินงานสำหรับรุ่น EPR และ 45 เดือนสำหรับรุ่น ESBWR) ซึ่งตรงข้ามกับที่มากกว่าหนึ่งทศวรรษสำหรับบางโรงก่อนหน้านี้ อย่างไรก็ตามแม้จะประสบความสำเร็จในญี่ปุ่นที่ใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบ ABWR สองในสี่เครื่องของรุ่น EPRs ที่อยู่ระหว่างการก่อสร้าง (ในฟินแลนด์และฝรั่งเศส) ช้ากว่ากำหนดอย่างมีนัยสำคัญ ในสหรัฐอเมริกามีการออกกฎระเบียบใหม่ ๆ ในช่วงหลายปีก่อนและอีกครั้งทันทีหลังจากการล่มสลายบางส่วนของอุบัติเหตุที่เกาะทรีไมล์ ส่งผลให้เกิดความล่าช้าในการสตาร์ทเครื่องปฏิกรณ์โรงไฟฟ้าไปอีกหลายปี คณะกรรมการนิวเคลียร์แห่งชาติ (NRC) ออกกฎระเบียบใหม่ในขณะนี้ (ดู'ใบอนุญาตการก่อสร้างและปฏิบัติการร่วม') และโรงไฟฟ้าแห่งต่อไปจะต้องได้รับการอนุมัติการออกแบบขั้นสุดท้ายจาก NRC ก่อนที่ลูกค้าจะซื้อพวกมันและใบอนุญาตการก่อสร้างและปฏิบัติการร่วมจะถูกออกก่อนที่จะเริ่มการก่อสร้าง เพื่อเป็นการรับประกันว่าถ้าโรงไฟฟ้ามีการสร้างขึ้นตามที่ออกแบบไว้ มันจะได้รับอนุญาตให้ดำเนินการได้-จึงหลีกเลี่ยงการพิจารณาคดีที่ยืดเยื้อหลังจากงานเสร็จสิ้น ในประเทศญี่ปุ่นและฝรั่งเศส ต้นทุนการก่อสร้างและความล่าช้าได้ลดน้อยลงอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากการออกใบอนุญาตและขั้นตอนการรับรองของรัฐบาลที่มีความคล่องตัว ในประเทศฝรั่งเศส หนึ่งในรูปแบบของเครื่องปฏิกรณ์ได้รับการรับรองแบบประเภท (อังกฤษ: type-certified) โดยใช้กระบวนการวิศวกรรมความปลอดภัยคล้ายกับกระบวนการที่ใช้ในการรับรองรุ่นของเครื่องบินเพื่อความปลอดภัย นั่นคือ แทนที่จะออกใบอนุญาตสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ทีละหนึ่ง หน่วยงานกำกับดูแลได้ให้การรับรองการออกแบบเฉพาะเพียงแบบเดียวและกระบวนการก่อสร้างของมันในการผลิตเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ปลอดภัยได้หลายตัว กฎหมายของสหรัฐฯอนุญาตให้มีการรับใบอนุญาตแบบประเภท (อังกฤษ: type-licensing)ของเครื่องปฏิกรณ์ซึ่งเป็นกระบวนการหนึ่งที่จะถูกใช้ในรุ่น AP1000 และ ESBWR ในแคนาดา งบค่าใช้จ่ายสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ดาร์ลิงตันมีมากเกิน ส่วนใหญ่เนื่องจากความล่าช้าและการเปลี่ยนแปลงนโยบาย ส่วนที่เกินมักจะถูกอ้างถึงโดยฝ่ายตรงข้ามของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใหม่ การก่อสร้างเริ่มขึ้นในปี 1981 ด้วยค่าใช้จ่ายประมาณ $ 7.4 พันล้าน และดำเนินการเสร็จสิ้นในปี 1993 ด้วยค่าใช้จ่ายที่ $ 14