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Role of Thermal-hydraulics and Safety Research in Sustainable Use of Nuclear Energy
Akira Yamaguchi
The University of Tokyo
1
Background
◼ Sustainable use of nuclear energy is at crossroads
◼ Energy selection
◼ Nuclear or other energies?
◼ Safety concern
◼ Is nuclear power plant safe enough?
◼ How safe is safe enough?
2
Strategic Energy Plan (3E+S)
◼ The quintessence of energy policy is 3E+S:
◼ First of all, to stably supply energy (Energy Security)
◼ to realize low-cost energy supply (Economic efficiency) and
◼ to let the energy compatible with global warming concern (Environment)
◼ on the premise of safety (Safety)
◼ Shortly to supply energy stably to entire nation
◼ The energy is economical, environment compatible and safe.
3
*Strategic Energy Plan, Cabinet Office of Japan, April 2014, (Provisional Translation )
http://www.enecho.meti.go.jp/en/category/others/basic_plan/pdf/4th_strategic_energy_plan.pdf
Role of Nuclear Energy (April, 2014)
◼ Nuclear power is an important base-load power source as a low carbon and quasi-domestic energy source, contributing to stability of energy supply-demand structure, on the major premise of ensuring of its safety, because of the perspectives; 1) superiority in stability of energy supply and efficiency, 2) low and stable operational cost and 3) free from GHG emissions during operation.*
4
*Strategic Energy Plan, Cabinet Office of Japan, April 2014, (Provisional Translation )
http://www.enecho.meti.go.jp/en/category/others/basic_plan/pdf/4th_strategic_energy_plan.pdf
7
日本 「エネルギー安全保障」 変化
第1部第1章 「シェール革命」と世界 エネルギー事情 変化
○ 東日本大震災及びそ 後 東京電力福島第一原子力発電所 事故によって、直近 一次エネルギー自給率、エネルギー源多様化 点数及び評価指数が2000年代に比べ悪化。
○ エネルギー輸入多様化を除く項目全てで評価を下げ、今回 分析対象国中、点数 最低となっている。
○ 米国から LNGについて 、日本企業 、日本 LNG輸入量 2割に相当するLNGについて 引取 契約を締結済み。2016年以降、順次、日本へ 供給が開始される予定。今後、北米から 天然ガス 輸入が増えれ 、供給源 多角化を通じてエネルギー安全保障が強化されることになる。
【日本 各項目 点数・評価数値 変化】
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一次エネル
ギー自給率
エネルギー輸
入先多様化
チョークポイン
トリスク 低減
エネルギー源
多様化 停電時間
エネルギー消
費 GDP原単
位
供給途絶へ
対応
エネ白2010:青色 直近:赤色
点数 評価数値
項目名 00年代 直近 点数 変化 (○:増/×:減)
00年代 直近 評価数値 変化 (○:良化/×:悪化)
一次エネルギー自給率 1.8 0.7 × 19 6 ×
エネルギー輸入先多様化 2.7 4.5 ○ 944/479/705 (原油/ガス/石炭)*1
717/326/886 ○/○/×
チョークポイントリスク 低減 0.2 0.2 - 171.4 160.2 ○
エネルギー源多様化 9.3 8.2 × 2,886/2,228 (一次エネ/電源)*2
3,179/2,836 ×/×
停電時間 7.2 3.0 × 26.50 44.00 ×
エネルギー消費 GDP原単位 8.7 8.2 × 0.115 0.095 ○
供給途絶へ 対応 3.7 3.1 × 175 204 ○
平均 4.8 4.0 × 評価数値・・・各項目を点数化する際 基準となる数値。
*1 原油・天然ガス・石炭それぞれ 寡占度(輸入シェアにカントリーリスクを加味した上で2乗した数値 合計)を評価数値とする
*2 一次エネルギー・電源構成それぞれ 寡占度(各エネルギー源 シェアを2乗した数値 合計)を評価数値とする
Performance of Energy Policy in Japan
METI, 2015 White Paper on Energy
Controllable Risk Uncontrollable Risk
Energy mix
Import region
diversity
Choke point risk
Loss of power
duration time
GDP specific
energy
consumption
Preparedness for
supply disruption
Energy Self-
Sufficiency
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輸入先多様
化
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低減
エネルギー
源多様化 停電時間
エネルギー
消費 GDP
原単位
供給途絶へ
対応
8
【参考】各国別 エネルギー事情 変化 (1) フランス
項目名 00年代 直近
一次エネルギー自給率 4.9 6.2
エネルギー輸入先多様化 5.1 5.3
チョークポイントリスク 低減 0.6 1.4
エネルギー源多様化 5.9 6.2
停電時間 3.7 1.9
エネルギー消費 GDP原単位 7.9 7.0
供給途絶へ 対応 7.7 6.6
平均 5.1 4.9
①シェール関係: 北部に 大量 シェールガス 存在が期待されているが、現在、水圧破砕が禁止されており、早期にシェールガス 生産を開始すること 難しい状況。
②そ 他: 原子力発電に加え、再生可能エネルギー 導入拡大を盛り込んだ「エネルギー移行法案」を、今夏にも制定 見込み。
(2) ドイツ
①シェール関係: 「シェール革命」による増産が進む北米から 天然ガス 輸入が可能になれ、最も点数 低い項目である輸入先多様化 改善となるが、そ ために必要なLNGターミナ
ルついて 、2005年に建設計画が発表されたも 、2008年に撤回。
②そ 他: 2011年に、一部 原子力発電所を停止したことにより、直近で 石炭 消費量が増
加。しかし、再生可能エネルギー 導入をさらに推進し、エネルギー源 多様化を進めようとしている。
項目名 00年代 直近
一次エネルギー自給率 3.9 4.4
エネルギー輸入先多様化 1.9 2.1
チョークポイントリスク 低減 6.4 5.2
エネルギー源多様化 8.2 9.5
停電時間 9.4 8.5
エネルギー消費 GDP原単位 8.1 7.7
供給途絶へ 対応 6.9 5.6
平均 6.4 6.2
項目名 00年代 直近
一次エネルギー自給率 7.0 9.7
エネルギー輸入先多様化 2.5 2.2
チョークポイントリスク 低減 1.4 1.5
エネルギー源多様化 7.9 9.0
停電時間 2.1 1.7
エネルギー消費 GDP原単位 5.4 5.2
供給途絶へ 対応 10.0 10.0
平均 5.2 5.6
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一次エネル
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エネルギー
輸入先多様
化
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低減
エネルギー
源多様化 停電時間
エネルギー
消費 GDP
原単位
供給途絶へ
対応
①シェール関係: シェールオイル・シェールガス 開発がこ まま進め 、エネルギー自給率さらに上昇し、石炭 発電比率が下落することでエネルギー源 多様化が進む。国内需要大きさから、完全自給 難しいと考えられているが、原油輸入量 今後も減少する見通し。
②そ 他: エネルギー源 多様化に関して 、石炭から天然ガスだけでなく、石炭から再生可能エネルギーへ シフトを促す政策を推進。2013年にオバマ大統領が発表した「気候行動計画」で 、火力発電所から 排出量規制を促すとともに、2020年までに再生可能エネルギーによる発電比率を倍増させる(2012年比であれ 約12%)としている。
エネ白2010:青色 直近:赤色
エネ白2010:青色 直近:赤色
エネ白2010:青色 直近:赤色
(3) 英国
項目名 00年代 直近
一次エネルギー自給率 10.0 6.6
エネルギー輸入先多様化 2.6 2.8
チョークポイントリスク 低減 10.0 10.0
エネルギー源多様化 7.6 9.3
停電時間 2.2 1.7
エネルギー消費 GDP原単位 10.0 10.0
供給途絶へ 対応 3.1 2.7
平均 6.5 6.2
エネ白2010:青色 直近:赤色
①シェール関係: エネルギー自給率が低下している中、陸上 シェールオイル・シェールガス
開発を進めようとしているが、付近 住民から 抵抗が強い。
②そ 他: 直近 エネルギー自給率向上策として、北海油田 再開発を推進する一方、再生可能エネルギー 導入拡大にも取り組んでいる。
(4) 米国
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一次エネル
ギー自給率
エネルギー
輸入先多様
化
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源多様化 停電時間
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供給途絶へ
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エネルギー
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化
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源多様化 停電時間
エネルギー
消費 GDP
原単位
供給途絶へ
対応
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エネルギー
輸入先多様
化
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低減
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源多様化 停電時間
エネルギー
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原単位
供給途絶へ
対応
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一次エネル
ギー自給率
エネルギー
輸入先多様
化
チョークポ
イントリスク
低減
エネルギー
源多様化
エネルギー
消費 GDP
原単位
供給途絶へ
対応
9
【参考】各国別 エネルギー事情 変化(続き)
(5) 中国
項目名 00年代 直近
一次エネルギー自給率 9.2 10.0
エネルギー輸入先多様化 6.8 7.0
チョークポイントリスク 低減 0.3 0.3
エネルギー源多様化 4.5 4.5
エネルギー消費 GDP原単位 1.4 1.2
供給途絶へ 対応 4.1 2.1
平均 4.4 4.2
①シェール関係: 既にシェールガス 生産が進められているが、技術不足から生産量 伸びておらず、天然ガス 国内生産量 1%程度にとどまっている。シェールオイルについて埋蔵が確認されているも 、地理的条件等から開発に 時間がかかる見通し。
②そ 他: ロシアと 間で 天然ガスパイプライン建設等により、エネルギー輸入先 多様化
を進めることを計画。また、原油 国家備蓄基地を増設し、直近 約2倍 石油備蓄量を保有することで供給途絶へ 対応を図ろうとしている。
①シェール関係:北米から 天然ガス 輸入が実施されれ 、中東依存度 低下やチョークポイントリスク 低減につながる。
②そ 他: サハリンから LNG輸入でロシアと合意済で、エネルギー輸入先多様化が進む見通し。
項目名 00年代 直近
一次エネルギー自給率 1.8 1.9
エネルギー輸入先多様化 3.1 4.3
チョークポイントリスク 低減 0.2 0.2
エネルギー源多様化 7.1 7.9
停電時間 10.0 10.0
エネルギー消費 GDP原単位 3.9 3.3
供給途絶へ 対応 1.6 1.3
平均 3.9 4.1
エネ白2010:青色 直近:赤色
(6) 韓国
エネ白2010:青色 直近:赤色
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一次エネル
ギー自給率
エネルギー
輸入先多様
化
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源多様化 停電時間
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消費 GDP
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供給途絶へ
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ギー自給率
エネルギー
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化
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源多様化
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消費 GDP
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供給途絶へ
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【参考】各国別 エネルギー事情 変化(続き)
(5) 中国
項目名 00年代 直近
一次エネルギー自給率 9.2 10.0
エネルギー輸入先多様化 6.8 7.0
チョークポイントリスク 低減 0.3 0.3
エネルギー源多様化 4.5 4.5
エネルギー消費 GDP原単位 1.4 1.2
供給途絶へ 対応 4.1 2.1
平均 4.4 4.2
①シェール関係: 既にシェールガス 生産が進められているが、技術不足から生産量 伸びておらず、天然ガス 国内生産量 1%程度にとどまっている。シェールオイルについて埋蔵が確認されているも 、地理的条件等から開発に 時間がかかる見通し。
②そ 他: ロシアと 間で 天然ガスパイプライン建設等により、エネルギー輸入先 多様化を進めることを計画。また、原油 国家備蓄基地を増設し、直近 約2倍 石油備蓄量を保有することで供給途絶へ 対応を図ろうとしている。
①シェール関係:北米から 天然ガス 輸入が実施されれ 、中東依存度 低下やチョークポイントリスク 低減につながる。
②そ 他: サハリンから LNG輸入でロシアと合意済で、エネルギー輸入先多様化が進む見通し。
項目名 00年代 直近
一次エネルギー自給率 1.8 1.9
エネルギー輸入先多様化 3.1 4.3
チョークポイントリスク 低減 0.2 0.2
エネルギー源多様化 7.1 7.9
停電時間 10.0 10.0
エネルギー消費 GDP原単位 3.9 3.3
供給途絶へ 対応 1.6 1.3
平均 3.9 4.1
エネ白2010:青色 直近:赤色
(6) 韓国
エネ白2010:青色 直近:赤色
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日本 「エネルギー安全保障」 変化
第1部第1章 「シェール革命」と世界 エネルギー事情 変化
○ 東日本大震災及びそ 後 東京電力福島第一原子力発電所 事故によって、直近 一次エネルギー自給率、エネルギー源多様化 点数及び評価指数が2000年代に比べ悪化。
○ エネルギー輸入多様化を除く項目全てで評価を下げ、今回 分析対象国中、点数 最低となっている。
○ 米国から LNGについて 、日本企業 、日本 LNG輸入量 2割に相当するLNGについて 引取 契約を締結済み。2016年以降、順次、日本へ 供給が開始される予定。今後、北米から 天然ガス 輸入が増えれ 、供給源 多角化を通じてエネルギー安全保障が強化されることになる。
【日本 各項目 点数・評価数値 変化】
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一次エネル
ギー自給率
エネルギー輸
入先多様化
チョークポイン
トリスク 低減
エネルギー源
多様化 停電時間
エネルギー消
費 GDP原単
位
供給途絶へ
対応
エネ白2010:青色 直近:赤色
点数 評価数値
項目名 00年代 直近 点数 変化 (○:増/×:減)
00年代 直近 評価数値 変化 (○:良化/×:悪化)
一次エネルギー自給率 1.8 0.7 × 19 6 ×
エネルギー輸入先多様化 2.7 4.5 ○ 944/479/705 (原油/ガス/石炭)*1
717/326/886 ○/○/×
チョークポイントリスク 低減 0.2 0.2 - 171.4 160.2 ○
エネルギー源多様化 9.3 8.2 × 2,886/2,228 (一次エネ/電源)*2
3,179/2,836 ×/×
停電時間 7.2 3.0 × 26.50 44.00 ×
エネルギー消費 GDP原単位 8.7 8.2 × 0.115 0.095 ○
供給途絶へ 対応 3.7 3.1 × 175 204 ○
平均 4.8 4.0 × 評価数値・・・各項目を点数化する際 基準となる数値。
*1 原油・天然ガス・石炭それぞれ 寡占度(輸入シェアにカントリーリスクを加味した上で2乗した数値 合計)を評価数値とする
*2 一次エネルギー・電源構成それぞれ 寡占度(各エネルギー源 シェアを2乗した数値 合計)を評価数値とする
Performance of Energy Policy in World
Controllable risk
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輸入先多様
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源多様化 停電時間
エネルギー
消費 GDP
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供給途絶へ
対応
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【参考】各国別 エネルギー事情 変化 (1) フランス
項目名 00年代 直近
一次エネルギー自給率 4.9 6.2
エネルギー輸入先多様化 5.1 5.3
チョークポイントリスク 低減 0.6 1.4
エネルギー源多様化 5.9 6.2
停電時間 3.7 1.9
エネルギー消費 GDP原単位 7.9 7.0
供給途絶へ 対応 7.7 6.6
平均 5.1 4.9
①シェール関係: 北部に 大量 シェールガス 存在が期待されているが、現在、水圧破砕が禁止されており、早期にシェールガス 生産を開始すること 難しい状況。
②そ 他: 原子力発電に加え、再生可能エネルギー 導入拡大を盛り込んだ「エネルギー移行法案」を、今夏にも制定 見込み。
(2) ドイツ
①シェール関係: 「シェール革命」による増産が進む北米から 天然ガス 輸入が可能になれ、最も点数 低い項目である輸入先多様化 改善となるが、そ ために必要なLNGターミナ
ルついて 、2005年に建設計画が発表されたも 、2008年に撤回。
②そ 他: 2011年に、一部 原子力発電所を停止したことにより、直近で 石炭 消費量が増
加。しかし、再生可能エネルギー 導入をさらに推進し、エネルギー源 多様化を進めようとしている。
項目名 00年代 直近
一次エネルギー自給率 3.9 4.4
エネルギー輸入先多様化 1.9 2.1
チョークポイントリスク 低減 6.4 5.2
エネルギー源多様化 8.2 9.5
停電時間 9.4 8.5
エネルギー消費 GDP原単位 8.1 7.7
供給途絶へ 対応 6.9 5.6
平均 6.4 6.2
項目名 00年代 直近
一次エネルギー自給率 7.0 9.7
エネルギー輸入先多様化 2.5 2.2
チョークポイントリスク 低減 1.4 1.5
エネルギー源多様化 7.9 9.0
停電時間 2.1 1.7
エネルギー消費 GDP原単位 5.4 5.2
供給途絶へ 対応 10.0 10.0
平均 5.2 5.6
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供給途絶へ
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①シェール関係: シェールオイル・シェールガス 開発がこ まま進め 、エネルギー自給率さらに上昇し、石炭 発電比率が下落することでエネルギー源 多様化が進む。国内需要大きさから、完全自給 難しいと考えられているが、原油輸入量 今後も減少する見通し。
②そ 他: エネルギー源 多様化に関して 、石炭から天然ガスだけでなく、石炭から再生可能エネルギーへ シフトを促す政策を推進。2013年にオバマ大統領が発表した「気候行動計画」で 、火力発電所から 排出量規制を促すとともに、2020年までに再生可能エネルギーによる発電比率を倍増させる(2012年比であれ 約12%)としている。
エネ白2010:青色 直近:赤色
エネ白2010:青色 直近:赤色
エネ白2010:青色 直近:赤色
(3) 英国
項目名 00年代 直近
一次エネルギー自給率 10.0 6.6
エネルギー輸入先多様化 2.6 2.8
チョークポイントリスク 低減 10.0 10.0
エネルギー源多様化 7.6 9.3
停電時間 2.2 1.7
エネルギー消費 GDP原単位 10.0 10.0
供給途絶へ 対応 3.1 2.7
平均 6.5 6.2
エネ白2010:青色 直近:赤色
①シェール関係: エネルギー自給率が低下している中、陸上 シェールオイル・シェールガス
開発を進めようとしているが、付近 住民から 抵抗が強い。
②そ 他: 直近 エネルギー自給率向上策として、北海油田 再開発を推進する一方、再生可能エネルギー 導入拡大にも取り組んでいる。
(4) 米国
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ギー自給率
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源多様化 停電時間
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源多様化 停電時間
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源多様化 停電時間
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消費 GDP
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【参考】各国別 エネルギー事情 変化 (1) フランス
項目名 00年代 直近
一次エネルギー自給率 4.9 6.2
エネルギー輸入先多様化 5.1 5.3
チョークポイントリスク 低減 0.6 1.4
エネルギー源多様化 5.9 6.2
停電時間 3.7 1.9
エネルギー消費 GDP原単位 7.9 7.0
供給途絶へ 対応 7.7 6.6
平均 5.1 4.9
①シェール関係: 北部に 大量 シェールガス 存在が期待されているが、現在、水圧破砕が禁止されており、早期にシェールガス 生産を開始すること 難しい状況。
②そ 他: 原子力発電に加え、再生可能エネルギー 導入拡大を盛り込んだ「エネルギー移行法案」を、今夏にも制定 見込み。
(2) ドイツ
①シェール関係: 「シェール革命」による増産が進む北米から 天然ガス 輸入が可能になれ、最も点数 低い項目である輸入先多様化 改善となるが、そ ために必要なLNGターミナ
ルついて 、2005年に建設計画が発表されたも 、2008年に撤回。
②そ 他: 2011年に、一部 原子力発電所を停止したことにより、直近で 石炭 消費量が増加。しかし、再生可能エネルギー 導入をさらに推進し、エネルギー源 多様化を進めようとしている。
項目名 00年代 直近
一次エネルギー自給率 3.9 4.4
エネルギー輸入先多様化 1.9 2.1
チョークポイントリスク 低減 6.4 5.2
エネルギー源多様化 8.2 9.5
停電時間 9.4 8.5
エネルギー消費 GDP原単位 8.1 7.7
供給途絶へ 対応 6.9 5.6
平均 6.4 6.2
項目名 00年代 直近
一次エネルギー自給率 7.0 9.7
エネルギー輸入先多様化 2.5 2.2
チョークポイントリスク 低減 1.4 1.5
エネルギー源多様化 7.9 9.0
停電時間 2.1 1.7
エネルギー消費 GDP原単位 5.4 5.2
供給途絶へ 対応 10.0 10.0
平均 5.2 5.6
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源多様化 停電時間
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消費 GDP
原単位
供給途絶へ
対応
①シェール関係: シェールオイル・シェールガス 開発がこ まま進め 、エネルギー自給率さらに上昇し、石炭 発電比率が下落することでエネルギー源 多様化が進む。国内需要大きさから、完全自給 難しいと考えられているが、原油輸入量 今後も減少する見通し。
②そ 他: エネルギー源 多様化に関して 、石炭から天然ガスだけでなく、石炭から再生可能エネルギーへ シフトを促す政策を推進。2013年にオバマ大統領が発表した「気候行動計画」で 、火力発電所から 排出量規制を促すとともに、2020年までに再生可能エネルギーによる発電比率を倍増させる(2012年比であれ 約12%)としている。
エネ白2010:青色 直近:赤色
エネ白2010:青色 直近:赤色
エネ白2010:青色 直近:赤色
(3) 英国
項目名 00年代 直近
一次エネルギー自給率 10.0 6.6
エネルギー輸入先多様化 2.6 2.8
チョークポイントリスク 低減 10.0 10.0
エネルギー源多様化 7.6 9.3
停電時間 2.2 1.7
エネルギー消費 GDP原単位 10.0 10.0
供給途絶へ 対応 3.1 2.7
平均 6.5 6.2
エネ白2010:青色 直近:赤色
①シェール関係: エネルギー自給率が低下している中、陸上 シェールオイル・シェールガス
開発を進めようとしているが、付近 住民から 抵抗が強い。
②そ 他: 直近 エネルギー自給率向上策として、北海油田 再開発を推進する一方、再生可能エネルギー 導入拡大にも取り組んでいる。
(4) 米国
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輸入先多様
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源多様化 停電時間
エネルギー
消費 GDP
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供給途絶へ
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ギー自給率
エネルギー
輸入先多様
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源多様化 停電時間
エネルギー
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輸入先多様
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源多様化 停電時間
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消費 GDP
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供給途絶へ
対応
8
【参考】各国別 エネルギー事情 変化 (1) フランス
項目名 00年代 直近
一次エネルギー自給率 4.9 6.2
エネルギー輸入先多様化 5.1 5.3
チョークポイントリスク 低減 0.6 1.4
エネルギー源多様化 5.9 6.2
停電時間 3.7 1.9
エネルギー消費 GDP原単位 7.9 7.0
供給途絶へ 対応 7.7 6.6
平均 5.1 4.9
①シェール関係: 北部に 大量 シェールガス 存在が期待されているが、現在、水圧破砕が禁止されており、早期にシェールガス 生産を開始すること 難しい状況。
②そ 他: 原子力発電に加え、再生可能エネルギー 導入拡大を盛り込んだ「エネルギー移行法案」を、今夏にも制定 見込み。
(2) ドイツ
①シェール関係: 「シェール革命」による増産が進む北米から 天然ガス 輸入が可能になれ、最も点数 低い項目である輸入先多様化 改善となるが、そ ために必要なLNGターミナ
ルついて 、2005年に建設計画が発表されたも 、2008年に撤回。
②そ 他: 2011年に、一部 原子力発電所を停止したことにより、直近で 石炭 消費量が増
加。しかし、再生可能エネルギー 導入をさらに推進し、エネルギー源 多様化を進めようとしている。
項目名 00年代 直近
一次エネルギー自給率 3.9 4.4
エネルギー輸入先多様化 1.9 2.1
チョークポイントリスク 低減 6.4 5.2
エネルギー源多様化 8.2 9.5
停電時間 9.4 8.5
エネルギー消費 GDP原単位 8.1 7.7
供給途絶へ 対応 6.9 5.6
平均 6.4 6.2
項目名 00年代 直近
一次エネルギー自給率 7.0 9.7
エネルギー輸入先多様化 2.5 2.2
チョークポイントリスク 低減 1.4 1.5
エネルギー源多様化 7.9 9.0
停電時間 2.1 1.7
エネルギー消費 GDP原単位 5.4 5.2
供給途絶へ 対応 10.0 10.0
平均 5.2 5.6
0
2
4
6
8
10
一次エネル
ギー自給率
エネルギー
輸入先多様
化
チョークポイ
ントリスク
低減
エネルギー
源多様化 停電時間
エネルギー
消費 GDP
原単位
供給途絶へ
対応
①シェール関係: シェールオイル・シェールガス 開発がこ まま進め 、エネルギー自給率さらに上昇し、石炭 発電比率が下落することでエネルギー源 多様化が進む。国内需要大きさから、完全自給 難しいと考えられているが、原油輸入量 今後も減少する見通し。
②そ 他: エネルギー源 多様化に関して 、石炭から天然ガスだけでなく、石炭から再生可能エネルギーへ シフトを促す政策を推進。2013年にオバマ大統領が発表した「気候行動計画」で 、火力発電所から 排出量規制を促すとともに、2020年までに再生可能エネルギーによる発電比率を倍増させる(2012年比であれ 約12%)としている。
エネ白2010:青色 直近:赤色
エネ白2010:青色 直近:赤色
エネ白2010:青色 直近:赤色
(3) 英国
項目名 00年代 直近
一次エネルギー自給率 10.0 6.6
エネルギー輸入先多様化 2.6 2.8
チョークポイントリスク 低減 10.0 10.0
エネルギー源多様化 7.6 9.3
停電時間 2.2 1.7
エネルギー消費 GDP原単位 10.0 10.0
供給途絶へ 対応 3.1 2.7
平均 6.5 6.2
エネ白2010:青色 直近:赤色
①シェール関係: エネルギー自給率が低下している中、陸上 シェールオイル・シェールガス
開発を進めようとしているが、付近 住民から 抵抗が強い。
②そ 他: 直近 エネルギー自給率向上策として、北海油田 再開発を推進する一方、再生可能エネルギー 導入拡大にも取り組んでいる。
(4) 米国
0
2
4
6
8
10
一次エネル
ギー自給率
エネルギー
輸入先多様
化
チョークポイ
ントリスク
低減
エネルギー
源多様化 停電時間
エネルギー
消費 GDP
原単位
供給途絶へ
対応
0
2
4
6
8
10
一次エネル
ギー自給率
エネルギー
輸入先多様
化
チョークポイ
ントリスク
低減
エネルギー
源多様化 停電時間
エネルギー
消費 GDP
原単位
供給途絶へ
対応
FranceGermanyKorea
UK USA China
Japan
6
(◯ score is 5 or more)
METI, 2015 White Paper on Energy
Strategic Energy Plan (April 2014)
◼ Nuclear power is an important base-load power sourceon the major premise of ensuring safety
◼ Restart nuclear power plants only if they are in conformity with the new regulatory requirements
◼ Dependence on nuclear power generation will be lessened to the lowest possible. The dependence on nuclear energy will be carefully examined
7
Agency for Natural Resources and Energy, Cabinet
Decision on the New Strategic Energy Plan,
http://www.meti.go.jp/english/press/2014/0411_02.html
Explanation of Safety (Frequency vs. Consequence)
8
Fre
quency (
event/
year)
Fatalities
爆発
ダム決壊
火災航空機合計
人的要因合計
塩化物放出
航空機(地上)
原子力発電所100基
WASH-1400 (1975)
Messages from the Reactor Safety Study
◼ Very low frequency
◼ Consequence is not significant
◼ TMI-2◼ No early fatality
◼ Fukushima◼ No early fatality but long-term evacuation
◼ Cost a lot: more than 100 B dollars
◼ Risk of nuclear power plants seems to be low
◼ At least 100 times lower than air crash
◼ Which do you prefer, nuclear or airplane?
9
Probability vs. Profit
10Profit
Pro
babili
ty
C
1
B
2
3
A
End-Year Public Lottery
11
Annual sales of over 80B JPY
Return Ratio 22% for 1st Prize, 50% in Total
Prize(JY) Probability return
1st Prize 700 M 5E-8 35/300
Adjacent Num. 150 M 1E-7 15/300
Differ. Letter 100 K 9.9E-6 1/300
2nd Prize 10 M 1E-6 10/300
3rd Prize 1 M 1E-5 10/300
4th Prize 50 K 1E-4 5/300
5th Prize 3 K 0.01 30/300
6th Prize 300 0.1 30/300
Memorial Prize 700 K 2E-5 14/30012
Scenario – Accepted But May Be Irrational
13Profit (JPY)
Pro
babili
ty
1E-08
1E-07
1E-06
1E-05
1E-04
1E-03
1E-02
1E-01
1E+00
1E+02 1E+04 1E+06 1E+08 1E+10
Tolerable
Unacceptable
1st
2nd
3rd
Adj. Num
4th
5th
6th
Memorial
Diff. letter
Lottery Reduction RateLine (Loss is 1500JPY)
Even Line (No Loss, No profit)
High Consequence Low Frequency Scenario
14
Fre
quency (
event/
year)
Fatalities
爆発
ダム決壊
火災航空機合計
人的要因合計
塩化物放出
航空機(地上)
原子力発電所100基
WASH-1400 (1975)
Unknown Danger and Decision Making
◼ What is the risk?
◼ Do you put your hand in the box and take it?
15
Something in the box
Hole to put your hand in
From Unknown to Known
16
Known Danger and Decision Making
◼ What is the risk?
◼ Do you put your hand in the box and take it?
17
Something in the
box
Hole to put your hand
in
Scientific and Technological Knowledge
◼ What can go wrong? (Scenario)
◼ How likely is it? (Likelihood)
◼ What are the consequences? (Consequences)
◼ Decision making depends on the contemporary state of knowledge
◼ The more knowledge, the more rational decision
18
S. Kaplan and J. Garrick (1981)
Thermal-hydraulic and safety research
provides scientific/technological knowledge
in terms of risk insight
Risk Triplet
Thermal-Hydraulic Roadmap by TH-Division of AESJ
19
Academic Society
Standard, Guideline
NRA Regulatory Issues
METI/ANRE
Safety Improvement
MEXT Human Resource, Safety
Industry Continuous Safety Improve
Results Reporting
Planning & Implementation
Revision Regularly TH-Division Rolling
Thermal-Hydraulics RM
Continuous Safety
Improvement Work • Conference • Journals
• HPs Reporting
Opinion
Reflection
Content Explain
Opinion
Comments
Public
Announcement
incl. Matching Fund
Opinion
• Conference • Seminar • Journals
• Committee
① Whole View
(Major Subjects)
② Chronological RM
(Group of Subjects)
…… ……… ……
① Chronological Diagram of Whole RM with Major Milestones
② Milestone, Goal, Yearly Progress
③ Current Status (Achievement + Refs), Remaining Issues, Expected Results, Ranking
Technology Development for Highest Level
Safety based on Lessons-Learned from
Fukushima Daiichi Nuclear Reactor Accident Goal
Refer
Evaluation
Safety and Basic Research
Developmental Research
Test Facility Preparation
Human Resource Development
Preparation of Standards & Guidelines
Social Needs
Latest Knowledge Progress in
R&D
R&D Proposals
Budget
③ Technology Map
(Subject Description)
Technical Subjects of ROSA-SA project
◼ Hydrogen risk
◼ Overheating
◼ Aerosol behavior
◼ Outcomes
◼ TH phenomena in RCS and CV
◼ Analytical tool validation
◼ Regulatory technical support
◼ Development of BE code
20
CIGMA(2015)
Water canon
Pool scrubbing
Gaseous behavior◼ density
stratification◼ Natural circulation◼ Steam
condensation
sedimentation
deposition
evaporation
Aerosol removal
External cooling
Over-temperature CV failure
Aerosol behavior
H2 accumulation
Preliminary Simulation of PLANDTL-2
(sodium temperature)
Numerical Simulation by CFD
Flow Visualization Test
core catcher
DHX
Dipped DHX
Penetrated DHX
Thermal-Hydraulic R&D on Sodium Fast Reactor
◼ R&Ds on the decay heat removal systems (DHRSs) including situation in CDAs
◼ Water experiment of whole system (PHEASANT)
◼ Component-base Sodium experiment (PLANDTL-2)
Severe accident in SFR is very likely
to be retained and contained in RV
Conclusions
◼ Thermal-hydraulics and safety research is the knowledge basis of sustainable use of nuclear energy
◼ Figure out scenarios
◼ Identify phenomena
◼ Quantify consequences
◼ Evaluate and manage risk
◼ High consequence critical scenarios are to be practically eliminated and continuously verified with most recent insights
◼ Challenge to technology innovation in terms of safety and next generation nuclear system development
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Thank you for your attention
The author is thankful to Dr. Nakamura, Dr. Maruyama
and Dr. Kamide of JAEA for their help in preparing the
presentation material
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