Abstract
The energy economic model has been developed to assess long term socio-economic effects, resulting from the deployment of economic competitive fast reactors (FR) with innovative technologies. The model is comprised of a recursive dynamic Computable General Equilibrium (CGE) model based on GTAP-E, an energy environmental version of the "Global Trade and Analysis Project (GTAP)” model and a dynamic linear optimization type energy system model called “Dynamic New Earth 21 (DNE21)” model. By the coordination of these models, the socio-economic effects on the world could be calculated from needed input data, e.g. population, industrial structure, reference GDP, reference demand of energy, energy technology and fuel cycle cost
In this study, the energy economic model was upgraded to assess the socio-economic effects in the world by dividing into eighteen countries/region including Japan, China, South Korea, and other in Asia. The model also was upgraded to calculate plutonium constrains to derive the FR capacity in detail. Specifically, the function of burnup calculation, using the loading fuel composition and the matrix which indicates the radionuclide transition ratio for each nuclide in the fuel, was added. The matrix was made for forty-seven actinide nuclides composing the loading fuel. The neutron flux and fission reaction of each nuclide were calculated by ORIGEN code to make the matrix, and the normalized value, each nuclide ratio divided by total mass of nuclide, was used as each component of the matrix. Although, the calculated FR capacity by the previous version was increased to the upper limit of input capacity, the calculated capacity by the upgraded model was constrained by plutonium feed. As a result, more accurate FR capacity in the world was assessed in the model
Moreover, based on the assessment results for FR deployment by the energy economic model, the effects of FR exports were assessed. Specifically, it was assumed that the final demand of related industry was increased by the FR exports. Based on the final demand and self-sufficient rate, the domestic demand could be calculated. The domestic demand will spur demand in two ways. One way is the increased intermediate demand of raw materials to fill the domestic demand, other way is the consumption increased effect caused by the increased compensation of employment. As a result of calculating these demands, direct effect of the FR export could be clarified. Also, primary and secondary indirect ripple effects could be calculated from the direct demand. The former is the induced production in related industries to fill the increased intermediate demand of raw materials, the latter is also induced production caused by the increased compensation of employment to fill intermediate demand of raw material and secondary indirect effect. Thus, these indirect ripple effects and direct effect were calculated as the effect of FR exports
چکیده
مدل اقتصادی انرژی، برای ارزیابی آثار اجتماعی اقتصادی بلند مدت، حاصل از توسعه رآکتورهای سریعِ (FR) رقابتی اقتصادی با فن آوری های ابتکاری توسعه یافته است. این مدل، ترکیبی از مدل تعادل عمومی قابل محاسبه (CGE) دینامیکی بازگشتی بر پایه GTAP-E، یک نسخه زیست محیطی انرژی از مدل «پروژه تحلیل تجارت جهانی (GTAP)» و مدل سیستم انرژی نوع بهینه سازی خطی دینامیکی به نام مدل «زمین جدید دینامیکی 21 (DNE21)» است. با هماهنگ سازی این مدل ها، آثار اجتماعی – اقتصادی در جهان را می توان از داده های ورودی مورد نیاز، به عنوان مثال، جمعیت، ساختار صنعتی، GDP مرجع، تقاضای انرژی مرجع فن آوری انرژی و هزینه چرخه سوخت محاسبه کرد.
در این مطالعه، مدل اقتصادی انرژی، برای ارزیابی آثار اجتماعی – اقتصادی در جهان، با تقسیم آن به هجده کشور/منطقه شامل ژاپن، چین، کره جنوبی، و کشورهای دیگر در آسیا ارتقا یافته است. این مدل، برای محاسبه حدود پلوتونیوم برای محاسبه دقیق ظرفیت FR ، ارتقا یافت. به طور ویژه، تابع محاسبه میزان سوختن، با استفاده از ترکیب سوخت در حال بارگذاری و ماتریسی که نسبت انتقال هسته پرتوزا برای هر هسته در سوخت را نشان می دهد، اضافه شد. ماتریس، برای 47 هسته آکتینید تشکیل دهنده سوخت در حال بارگذاری ساخته شد. شار نوترون و واکنش شکافت هر هسته، با کد ORIGEN محاسبه شد تا ماتریس ایجاد شود، و مقدار به هنجار شده، نسبت هر هسته تقسیم بر جرم کل هسته، به عنوان درایه ماتریس به کار رفت. اگرچه، ظرفیت FR محاسبه شده با نسخه پیشین، تا حد بالای ظرفیت ورودی افزایش یافت، ظرفیت محاسبه شده، با مدل ارتقا یافته، توسط تغذیه پلوتونیوم محدود می شد. در نتیجه، ظرفیت FR دقیق تر در جهان، در این مدل ارزیابی شد.
علاوه بر آن، بر اساس نتایج ارزیابی برای توسعه FR با مدل اقتصادی انرژی، آثار صادرات FR ارزیابی شد. به صورت ویژه، فرض شد که تقاضای نهایی صنایع مربوطه، با صادرات FR افزایش می یابد. بر اساس تقاضای نهایی و نرخ خودکفایی، تقاضای داخلی می تواند محاسبه شود. تقاضای داخلی، به دو طریق ایجاد خواهد شد. یک طریق، تقاضای میانی افزایش یافته مواد خام برای براورده کردن تقاضای داخلی است، طریق دیگر، اثر افزایش مصرف حاصل از افزایش جبران خدمات است. در نتیجه محاسبه این تقاضاها، اثر مستقیم صادرات FR را می توان روشن ساخت. مورد اول، تولید القا شده در صنایع مربوطه برای براورده ساختن تقاضای میانی افزایش یافته مواد خام است، مورد بعد نیز، تولید القا شده حاصل از افزایش جبران خدمات برای براورده ساختن تقاضای میانی مواد خام و اثر غیرمستقیم ثانویه است. بنابراین، این آثار موجی غیرمستقیم و آثار مستقیم، به عنوان اثر صادرات FR محاسبه می شوند.
مقدمه
آژانس انرژی اتمی ژاپن و تاسیسات الکتریکی در ژاپن، فن آوری های چرخه سوخت FR را برای استفاده تجاری، با هدف توسعه تصویر تجاری و ایجاد تکنیک آن، از 1 جولای 1999 توسعه داده اند [1،2]. به عنوان بخشی از پروژه توسعه فن آوری چرخه رآکتور سریع (FaCT) در حال پیشرفت، که از سال 2007 آغاز شده است، JAEA روش ارزیابی تاثیر را برای گسترش چرخه سوخت FR در دنیا توسعه داده است، تا اهمیت پروژه و لزوم گسترش چرخه سوخت FR را به طور مناسب، ارزیابی کند [3]. اخیراً، نظر به حادثه نیروگاه اتمی فوکوشیما دایچی، سیاست انرژی هسته ای در ژاپن، شامل تحقیق و توسعه (R&D) چرخه سوخت FR، تحت بازبینی دولت است. بر اساس این موقعیت، اهمیت نشان دادن اثر اجتماعی – اقتصادی دقیق گسترش چرخه سوخت FR بیشتر شده است.مدل ارزیابی موجود، که مدل اقتصادی انرژی نامیده می شود، تابعی برای براورد ساختار تامین انرژی، تقاضای انرژی، رشد GDP و دیگر آثار اجتماعی – اقتصادی وابسته به گسترش، با ترکیب دو مدل قابل محاسبه دارد...