Sedan incidenter på Three Mile Island, Tjernobyl, och Fukushima, många länder har gått över från kärnkraft till elproduktion som eldas med fossila bränslen, trots miljökonsekvenserna av förbränning av bränslen som kol. En ny studie använde data från USA för att analysera kostnaderna och fördelarna med elproduktion från koleldade kontra kärnkraftskällor. Studiens författare drar slutsatsen att beslutsfattare bör se på kärnkraft som en koldioxidsnål elkälla, men att verktyg kommer att behöva ha incitament för att göra det.

Studien, av forskare vid Carnegie Mellon University (CMU) och IZA Institute of Labor Economics, dyker upp i Resurs- och energiekonomi .

"Genom att beräkna de ekonomiska och miljömässiga kostnaderna för att producera el med hjälp av koleldade kraftverk snarare än kärnkraftskällor, vår studie informerar den pågående politiska debatten om huruvida man ska subventionera befintlig kärnkraftsproduktion, " förklarar Akshaya Jha, biträdande professor i ekonomi och offentlig politik vid CMU:s Heinz College, som var medförfattare till studien.

Forskare använde månatliga driftsdata från Energy Information Administration på nästan alla kraftverk i USA från 1970 till 2014 för att uppskatta i vilken utsträckning utbyggnaden av kärnkraft ersatte elproduktion från fossilbränsle. De uppskattade också i vilken utsträckning kraftproduktionen från fossila bränslen ökade under oplanerade kärnkraftsavbrott från 1999 till 2014, och de undersökte varför en minskande andel av USA:s elproduktion kom från kärnkraftskällor trots att användningen av konventionella fossila bränslen resulterade i betydande ökningar av luftföroreningarna.

Installationen av kärnkraftverk ledde till en genomsnittlig minskning av den månatliga koleldade produktionen på cirka 200 GWh (gigawattimmar, en energienhet som representerar en miljard wattimmar) under det första året. Enbart genom att ersätta produktionen av koleldad el, den genomsnittliga öppningen av ett kärnkraftverk resulterade i nästan 2 miljoner ton mindre koldioxidutsläpp, 5, 200 ton mindre svaveldioxid, och 2, 200 ton mindre kväveoxider det första året, drog forskarna slutsatsen.

Studien fann också att tvångsavbrott vid kärnkraftverk ledde till en ökning av den månatliga koleldade produktionen på cirka 200 GWh. Förändringar på grund av ökad användning av naturgas eller eldningsolja (snarare än kol) var varken statistiskt eller ekonomiskt signifikanta, forskarna fann; detta beror sannolikt på att både kärnkrafts- och kolkraftverk är utformade för att drivas kontinuerligt under hela året medan naturgasanläggningar oftare är avsedda att öka eller minska produktionen snabbt för att svara på förändringar i efterfrågan.

Produktionskostnaderna per MWh koleldad kontra kärnkraft är likartade:Även om bränslepriserna är högre för kol kontra kärnkraft, kärnkraft är förknippat med högre drift- och underhållskostnader. Dock, Förbränning av kol släpper ut betydande mängder globala föroreningar som ökar klimatrisken och lokala föroreningar som skadar utsatta befolkningars hälsa. Miljökostnaderna för dessa utsläpp är betydande. Följaktligen, kostnaderna för deponering av kärnavfall eller de förväntade kostnaderna för en kärnkraftsolycka (d.v.s. sannolikheten för en olycka multiplicerad med dess kostnader) måste vara avsevärd för att motivera användningen av koleldade källor snarare kärnkraftskällor.

"Baserat på resultaten av vår studie, vi tycker att beslutsfattare bör överväga fördelarna med kärnkraftsproduktion som en koldioxidsnål elkälla, " säger Edson Severnini, biträdande professor i ekonomi och offentlig politik vid CMU:s Heinz College, som var medförfattare till studien. "Men en betydande mängd regleringstryck på fossila bränslen - till exempel, i form av en utsläppsskatt eller regionala utsläppsstandarder – skulle behövas för att ge ett incitament för kraftverk att ställa om mot ökad kärnkraftsproduktion."