Smartare underhåll och investeringar sänker kärnkraftens kostnader rejält

Smartare underhåll och investeringar sänker kärnkraftens kostnader rejält

Turbinunderhåll Ringhals 1.

Genom att underhålla och byta utrustning när det faktiskt behövs snarare än vid förutbestämda tider kan kärnkraften spara enorma belopp. Tricket är bara att veta när en komponent behöver ses över. Här ger ny teknik i form av sensorer, nätverk och dataanalys nya möjligheter.

Amerikanskt initiativ ger viktiga erfarenheter

Den amerikanska kärnkraftsindustrin inledde 2016 ett industrigemensamt program för att få ner kärnkraftens kostnader. Inspirationen kom från oljeindustrin som när oljepriset föll gick igenom ett stålbad vilket ledde till att man lyckades mer än halvera sina kostnader. Målet för kärnkraftsindustrins program är mer modest då man siktar på att sänka kostnaderna med 30 procent. Man har identifierat drygt 40 specifika initiativ där man i stort som smått arbetar för att kunna driva reaktorerna effektivare. Dels ska man göra saker smartare, men man ska också sluta göra sådant som inte är värdeskapande. Det visar sig att den riktigt stora potentialen ligger i att förändra underhållet av reaktorerna och i att planera investeringar smartare.

Ett så kallat tillståndsbaserat underhåll bygger på att man systematiskt analyserar stora mängder information om sina komponenter och system. Mycket av informationen finns redan, men i viss mån behöver man samla in mer information genom att installera nya givare som övervakar komponenter och system. Det behövs också en förbättrad förståelse för vilken signalbild som indikerar att det är dags att underhålla eller byta ut en komponent. Den amerikanska kraftbranschens Electric Power Research Institute (EPRI) har aktivt arbetat med frågan sedan 2016 och resultaten så här långt ser mycket lovande ut.

Kostnadsminskningar runt 30 procent i sikte

När man nu har kommit en bit på väg bedömer man att det går att nå större besparingar än de 30 procent man från början siktade mot. Däremot kommer det att ta längre tid än man först trodde att nå hela vägen. En del menar att det är realistiskt att halvera kostnaderna för underhåll och komponentutbyten till 2025. Under de tre första åren 2016-2018 ser man ut att – i branschen som helhet - minska sina kostnader med runt 15 procent.

Vid sidan av det tillståndsbaserade underhållet finns potentialen i tillgångsförvaltningen. På samma sätt som för underhållsinsatserna handlar det här om att samla in och analysera stora mängder information om komponenter för att få en god bild av när de behöver bytas ut. Om utbytet av en transformator eller en generator kan senareläggas är mycket vunnet, men det finns också stora pengar i att inte byta ut till exempel motorer eller ventiler för tidigt. Det här möjliggörs genom systematiska analyser av den mätdata man har redan idag för olika komponenter. Man kompletterar med nya mätningar som möjliggörs av att till exempel akustiska sensorer blivit billiga och enkla att montera in. Typiskt arbetar man med sensorer som kommunicerar trådlöst i lågfrekvensnätverk som billigt och snabbt kan sättas upp i anläggningarna. Lågfrekvent kommunikation fungerar i kärnkraftverken trots all betong som effektivt skärmar av högfrekventa signaler.

De mätdata man samlar in jämförs med mätningar för komponenter för vilka tillståndet är känt. Genom spelteoretisk modellering tar man fram en förväntad kvarvarande livslängd för respektive komponent. Det finns en del arbete gjort inom petroleum- och flygbranscherna, men EPRI genomför också en hel del egen utveckling.

Den amerikanska branschen försöker också att sänka underhålls- och investeringskostnaderna ytterligare genom att införa standardkomponenter. Dels vill man kunna använda komponenter som används i andra branscher. Dels vill man att en komponent som godkänts för en reaktor automatiskt ska vara godkänd för andra.

Man ser också över sina rutiner för att minska det pappersarbete som krävs för att genomföra underhållsinsatser.

Intressant för svensk kärnkraft

Alexander Lindqvist vid Vattenfalls stab för kärnkraften följer vad som görs i USA. Han berättar att Exelon som är USA:s största kärnkraftsbolag kommit långt i att införa ett tillståndsbaserat underhåll. Man är på väg att skapa ett kontrollrum centralt i koncernen vars uppgift är att övervaka komponenter och system i företagets alla 23 reaktorer. Kontrollrummet blir hjärtat i planeringen och styrningen av underhållet av anläggningarna.

Alexander berättar också att Exelon har kunnat dra ner kraftigt på det förebyggande underhållet för att istället - för en stor majoritet av komponenterna och systemen i anläggningarna - göra underhållet först när behovet verkligen uppstår. Det visar sig när man analyserar insatserna att det mervärde man skapar genom ett förebyggande underhåll inte alltid är så stort som man tidigare förutsatt.

Enklare, billigare och säkerhetshöjande

En viktig fördel med att underbygga underhållsåtgärder och investeringar med stora mängder data och trendanalyser är att beslutsfattandet blir enklare. De underhållsåtgärder och investeringar som föreslås kommer att vara nödvändiga och behöver inte vägas mot andra behov. Det blir också tydligt när i tiden åtgärderna behöver genomföras. Man blir av med sin back-logg. Allt görs när det behövs.

Det är också säkerhetshöjande att låta bli att underhålla eller byta ut komponenter som man genom dataanalysen vet fungerar väl. Allt underhåll och alla komponentutbyten medför en risk för att någon har gjort något fel och att den nya eller nyservade komponenten inte kommer att fungera som avsett.

Det som framförallt krävs för att åstadkomma de stora positiva effekter som man har börjat se i USA är en kulturell förändring inom kraftverkens organisationer. Alexander menar att man dels behöver skapa en acceptans för att genomföra betydligt mindre underhåll än idag. Men man behöver också införa synsättet att de underhållsåtgärder som flaggas upp verkligen måste genomföras. Om organisationen kan börja arbeta så här så finns stora effektiviseringar runt hörnet.

Den amerikanska kärnkraftsindustrin har tvingats ta till sig nya arbetssätt. De låga elpriserna har redan tvingat flera reaktorer att stänga och många fler är i riskzonen. I USA har det blivit uppenbart att det är helt nödvändigt att ifrågasätta invanda sätt att arbeta och att ta till sig nya tekniska hjälpmedel för att bli effektivare. De kraftverk som inte klarar av det kommer inte att kunna drivas vidare.

Mer om amerikanska Exelons och franska EdF:s arbete med digitalisering och smart underhåll finns i dokumentationen från Energiforsks konferens som hölls den 24 januari 2018.