Добавить новость
smi24.net
News in English
Ноябрь
2024

Is Nuclear Power's High Cost Justified for Clean Energy?

0

David Kemp

In a November 4 blog, I discussed the economics of nuclear power in light of recent nuclear deals by Google, Amazon, and Microsoft. While optimists envision an important role for nuclear power in a transition to clean energy, historical and recent experience with nuclear power and its continued high cost suggests that a more skeptical view is warranted. 

Of particular importance is the fact that though efforts to reduce the regulatory burden on nuclear power are showing some signs of success, subsidies to nuclear remain high. I argued that both unnecessary regulations and subsidies to nuclear and other energy technologies should be removed.

Given growing concerns about climate change, the key question for nuclear is whether its societal benefit as a zero-carbon electricity source is worth its large construction costs. If the answer is yes, then the benefits may justify subsidies or other government interventions to support the building of new nuclear power plants. A definitive answer to this question, though, requires knowledge of the actual damages of carbon emissions, which continues to be debated. 

In our 2020 working paper on the economics of nuclear power, Peter Van Doren and I ask an alternative question: What level of carbon damages would justify construction of a nuclear power plant instead of an alternative fossil fuel power plant? With the recent flurry of nuclear activity and legal and regulatory changes, it is worthwhile to revisit our calculations.

To do so, I compare the levelized cost of electricity (LCOE) of a new nuclear power plant and a new natural gas combined cycle (NGCC) plant under different assumptions. The LCOE is an estimate of the lifetime costs of a power plant expressed in cents per unit of electricity produced (kilowatt-hours, kWh). The calculation accounts for the construction costs, construction time, financing, fixed and variable operations and maintenance, and fuel costs.[1]

The assumptions for nuclear are based on a recent Department of Energy (DOE) report on nuclear power, though my assumptions differ in a few key ways.[2] In my last blog, I outlined why the DOE report is overly optimistic, which is reflected in its estimates of future nuclear LCOEs (see Figure 3 on page 4). Most importantly, it commits a common error made by many pro-nuclear projections. It describes the high cost of recent projects, outlines vague ways in which these costs will be reduced in the future, and then simply waves its hands and assumes substantially lower costs. 

The DOE estimates that the most recent US nuclear project (at Vogtle in Georgia) had a construction cost of $15,000 per kilowatt of capacity built ($/​kW) and took 11 years to build. It also provides LCOE estimates if construction cost and time are reduced by around 40 percent, to 8,300 $/​kW and 6 years. The most important factors for nuclear LCOE are construction costs and time (which affects the costs of financing), so such a large assumed reduction has a substantial effect.

The DOE also includes the effect of subsidies, including favorable federal loans and investment tax credits created by the Inflation Reduction Act. My calculations ignore these because: 1) the subsidies don’t change the underlying economics of nuclear power, they simply transfer some of the cost to taxpayers; and 2) as long as these subsidies are motivated entirely by climate change, their value is included as a portion of the carbon tax necessary to equate the cost of nuclear and alternative energy sources that I estimate below (i.e., a subsidy to clean energy is a negative carbon tax).

The LCOE of nuclear, at both the cost level seen at Vogtle and after assuming a 40 percent reduction in construction cost and time, are reported in Table 1.[3] Also included are the estimated LCOEs of nuclear’s primary alternative, a natural gas combined cycle plant. While nuclear is dependent on construction costs, the most important variable for NGCC is fuel costs. The LCOE of NGCC is thus evaluated at varying fuel costs based on Energy Information Administration natural gas price projections.[4]

Table 1 also includes estimated LCOEs for NGCC with 95 percent Carbon Capture and Sequestration (CCS). This spring, the Environmental Protection Agency (EPA) enacted a new rule requiring that new natural gas plants operating more than 40 percent of the time must reduce their emissions by at least 90 percent, with the EPA determining that CCS is the best system for reducing emissions. The rule is likely shortsighted and is facing legal challenges. However, if the rule goes into effect as currently envisioned, NGCC without CCS will likely no longer be possible to build. Thus, I also estimate the LCOE of NGCC with 95 percent CCS based on cost estimates from the National Renewable Energy Lab (NREL).

Overall, the picture is clear. Nuclear at either assumed construction cost and time is expensive. NGCC without CCS is much cheaper, and NGCC with CCS is slightly more expensive but still less than nuclear at any assumed fuel cost. How does this picture change if climate damages are considered?

The social cost of carbon necessary to justify building a nuclear power plant instead of the much cheaper NGCC plants is calculated using NREL estimates of the carbon intensity of the modeled NGCC plants.[5] The results, reported in Table 2, make it clear that, at the high-cost level recently seen in the United States, nuclear’s clean energy benefit does not outweigh its large costs. 

For example, for the construction of nuclear at the high assumptions (LCOE of 22.3 cents per kWh) instead of an NGCC with low assumed future natural gas prices (LCOE of 4.1 cents per kWh) to be justified by climate change the estimated damages of carbon emissions would need to be more than $400 per ton.

The estimates of the carbon tax needed to equate the LCOEs of NGCC without CCS and nuclear at the assumed low-cost level are closer and in line with recent federal estimates of the social cost of carbon ($190 per metric ton in 2020 dollars), though the assumptions behind those estimates are up for debate. Of course, whether those construction costs and times are even achievable is also doubtful.

When NGCC with CCS is considered, the required assumed costs of carbon damages are enormous because the modeled natural gas plants are emitting only 5 percent of the carbon emitted by the plant without CCS. Of course, CCS technology is still unproven, so the cost estimates are theoretical (and highly controversial in their own right) and exclude important factors like the transport and storage of the captured carbon emissions. Ironically, prospects for either CCS or nuclear may end up depending on how economically infeasible the other is.

Overall, this analysis highlights two points. First, nuclear will require substantial cost reductions before it is worth investing in, whether its clean energy benefit is considered or not. Second, our current web of subsidies and regulations makes it difficult to evaluate the benefits and costs of various energy sources. The complexity restricts our ability to optimize energy sources considering a range of factors including cost, reliability, and environmental damages. We should stop favoring certain sources through subsidies and punishing others through regulation, and, if necessary, find ways to directly price in unquantified costs and benefits.


[1] For a more detailed explanation of our LCOE methodology, see the appendix of our paper.

[2] An additional key consideration is the discount rate used, which for the sake of simplicity I have omitted here. The DOE uses a lower discount rate, derived from assumed debt-to-equity ratios and interest rates. Following our paper, I instead envision the discount rate as the opportunity cost of investing in the project as opposed to the expected return from investing elsewhere. This results in a higher discount rate (7 percent) than used by the DOE. The assumed discount rate is especially important for nuclear with high upfront costs, and use of a lower discount rate creates lower LCOE estimates. See pp. 43–44 in our working paper for more detail.

[3] The levelized cost is calculated according to my paper with Peter Van Doren with the following assumptions: All technology has a 7 percent cost of capital (discount rate). Otherwise, as in the DOE report, assumptions are based on the National Renewable Energy Lab Annual Technology Baseline. With the exception of the varying overnight costs and construction time described in text, both high and low nuclear estimates are modeled as a power plant with 1000 MW capacity, 93 percent capacity factor, 60-year life, heat rate of 10,500 MMBtu/​MWh, fixed O&M costs of 175 $/kw-yr, variable O&M costs of 2.8 $/​MWh, and fuel cost of 0.97 $/​MMBtu. The natural gas plants modeled are H‑frame 2‑on‑1 combined cycle plants with and without 95 percent CCS. Both are assumed to have capacity factors of 85 percent, 30-year lives, take 3 years to construct, and varying fuel costs as described in the text. The plant without CCS has a capacity of 992 MW, OCC of 1,280 $/​kW, heat rate of 6,200 MMBtu/​MWh, fixed O&M of 34 $/kw-yr, and variable O&M of 2.16 $/​MWh. The plant with CCS has a capacity of 877 MW, OCC of 2,520 $/​kW, heat rate of 7,010 MMBtu/​MWh, fixed O&M of 66 $/kw-yr, and variable O&M of 4.86 $/​MWh.

[4] Natural gas price is calculated based on Annual Energy Outlook 2023 projections for natural gas price delivered to electric power sector (Table 13, “Natural Gas Supply, Disposition, and Prices”). The real price per Mcf is converted to 2022 $/​MMBtu using conversion of 1.034 MMBtu/​Mcf. The prices used are the average price for the reference, high gas supply, and low gas supply scenarios for the full 2022 to 2050 period.

[5] As described in the working paper, we calculated a static average carbon tax over the lifetime of the power plant. If the carbon tax is assumed to escalate over time, the tax amount in 2024 will be smaller than this average. Table 2 here reports the approximate carbon tax in 2024 assuming a real escalation rate of 2 percent. See pp. 54 and 96–97 of our paper.








Custom Clinic - это клиника в центре Санкт-Петербурга, где решают проблему выпадения волос комплексно и эффективно

Семейное приключение на «Кораблике Детского радио»

Грачья Погосян: достойный пример гуманизма и патриотизма (к 55-летию известного благотворителя)

Яблоня Сиверса: как скромный аптекарь открыл прародительницу всех яблок


Cameroon star has said yes to Man Utd transfer but Red Devils face hurdle

Exclusive: Fintech giant Stripe building ‘Tempo’ blockchain with crypto VC Paradigm

Palestinian envoy urges action at UN: “History will judge us all”

Report: Liverpool decision hands advantage to Man United in midfielder pursuit


Nexign Interconnect получила сертификат совместимости с российской Java-платформой Axiom JDK

В приложении BelkaCar появилась функция поиска авто по фото

В Петербурге центр города и Лахтинскую гавань связали водными круизами

В Курске суд постановил возместить расходы, которые инвалид понёс на покупку дорогостоящего лекарства


The US Air Force wants to test blowing up Cybertrucks because 'it is likely the type of vehicles used by the enemy may transition to Tesla Cyber trucks'

New study shows that Gen Z is spending way less money on videogames than older gamers

Steam for Chromebooks is getting axed in 2026 instead of exiting its 4-year beta

Modders are trying their hardest to add an NVMe SSD to the Switch 2, which is both impressive and something I'm not going to do


Овочі можусть стати розкішшю для українців


Побывавший в космосе объектив «Швабе» стал частью коллекции Политехнического музея

Клинический психолог Юлия Тарибо: психологические последствия удаленной работы и способы их преодоления

Платформа «DатаРу Облако» аттестована для работы с государственными данными и информацией повышенной категории

Nexign Interconnect получила сертификат совместимости с российской Java-платформой Axiom JDK


Семейное приключение на «Кораблике Детского радио»

Грачья Погосян: достойный пример гуманизма и патриотизма (к 55-летию известного благотворителя)

Новые детские смарт-часы Elari Go 4G уже в продаже

Сотрудники Росгвардии пришли на помощь пенсионеру, внезапно потерявшему сознание в кафе на востоке столицы


С местными не складывается // Wildberries пока не подтверждает строительство логистического центра в Новинках

В доме цыганских баронов вы не найдете туалет: даже у самых богатых они отсутствуют и вот почему

Бесплатные ветеринарные консультации ждут гостей фестиваля «Моспитомец»

Рябков: встреча Путина и Трампа придаст новый импульс отношениям РФ и США


Павлюченкова уступила во втором круге турнира WTA 1000 в Цинциннати

Фриц достиг третьего раунда на турнире в Цинциннати

Теннисист Медведев проиграл австралийцу Уолтону и выбыл из турнира Цинциннати

Вероника Кудерметова в третьем круге турнира WTA: победа в Цинциннати!


В Кузбассе инспекторы Россельхознадзора досмотрели более 55 тыс. т животноводческой продукции при внутрироссийских ж/д перевозках

С местными не складывается // Wildberries пока не подтверждает строительство логистического центра в Новинках

Бесплатные ветеринарные консультации ждут гостей фестиваля «Моспитомец»

Подмосковные аграрии ввели в оборот 191 тысячу гектаров сельхозземель за 5 лет


Музыкальные новости

Экстрасенс объяснила, как у Тимати возник «венец безбрачия» и чем это чревато

В Курске на улице Ленина восстановили фонтан возле памятника Георгию Свиридову

Продвижение Песни. Раскрутка Песни. Продвижение Музыки. Раскрутка Музыки.

Балерина Волочкова матом послала депутатов за идею запретить нецензурную брань


Платформа «DатаРу Облако» аттестована для работы с государственными данными и информацией повышенной категории

Клинический психолог Юлия Тарибо: психологические последствия удаленной работы и способы их преодоления

Всё об операциях на почках: показания, какие бывают и как проходят

Директор Росгвардии Герой России генерал армии Виктор Золотов принял участие в заседании Национального антитеррористического комитета


В Пулково 10 августа задержали десяток рейсов – есть отмены

Рок-фестиваль «Окна Открой» в Петербурге: возвращение звезд и открытие новых талантов

В регионах центральной России росгвардейцы отметили День физкультурника

Южной транспортной прокуратурой организована проверка по факту происшествия с парапланеристкой в Чегемском ущелье Кабардино-Балкарской Республики


Выяснились детали смертельной аварии с участием 16-летних самокатчиков на западе Москвы

Хуснуллин по видеосвязи поприветствовал участников автопробега БРИКС

В Сети появились кадры ДТП с подростками на самокате, которые врезались в столб

В Москве на видео попало, как подростка на электросамокате отбросило под автобус


Почему Трамп сказал, что едет в Россию, если встреча назначена в Аляске

Bloomberg: встреча Путина и Трампа сама по себе представляет победу Москвы

В России объяснили скорую организацию встречи Путина и Трампа

Bloomberg: встреча Путина и Трампа означает победу России




Подмосковный травматолог дал советы по выбору рюкзака для первоклассника

Главный врач клиники микрохирургии глаза АйМед Элина Санторо: что делать если лопнул сосуд в глазу

Здоровье Бориса Щербакова: обновленные сведения от научно-исследовательского центра имени Склифосовского

В регионах центральной России росгвардейцы отметили День физкультурника


Политолог: Алиев пересек красную линию и столкнется с ответом Москвы

«Будет обмен землей»: Трамп поставил Зеленского на место, вызвав панику в Киеве


В регионах центральной России росгвардейцы отметили День физкультурника

«Лето в Москве» в Южном округе объединит спорт, искусство и технологии в ближайшие выходные

На пенсии отоспишься. 13 идей для ночного досуга в Москве — от тенниса до парилки

Соревнования по многоборью кинологов-росгвардейцев завершились в Грозном


Лукашенко получил первую золотую монету из белорусского сырья


Собянин рассказал, как проект «Город героев» укрепляет связь времен и поколений

Собянин рассказал о строительстве нового путепровода на северо-востоке Москвы

Собянин оценил вклад проектов "Город героев" и "Герой моего района

Собянин объявил об открытии новой детской поликлиники в районе Крюково


В Крыму потушили угрожавший двум селам природный пожар

Площадь возгорания на горе Куцай достигла 650 тысяч квадратных метров

Орловская область планирует войти в число национальных туристических маршрутов с проектом «Бирюзовое кольцо России»

Хватит морщиться: ученые назвали пользу от участившихся московских ливней


S7 Airlines на 43% увеличила пассажиропоток в бизнес-классе

Билайн в Татарстане увеличивает емкость сети более чем в 2 раза

С местными не складывается // Wildberries пока не подтверждает строительство логистического центра в Новинках

В доме цыганских баронов вы не найдете туалет: даже у самых богатых они отсутствуют и вот почему


без заголовка

Сотрудниками полиции и Росгвардии задержан гражданин, причастный к поджогу релейного шкафа в Архангельской области

Полицейский погиб при задержании поджигателя релейного шкафа под Архангельском

Здание морского речного вокзала в Архангельске будет обновлено к концу 2026 года


Прогноз погоды в Крыму на 10 августа

Историко-краеведческая выставка «Древности земли крымской»

Прогноз погоды в Крыму на понедельник

Прогноз погоды в Крыму на 11 августа


Футуристический кластер в парке 50-летия Октября представляет уникальную научную программу в рамках «Москва 2030»

В Кузбассе инспекторы Россельхознадзора досмотрели более 55 тыс. т животноводческой продукции при внутрироссийских ж/д перевозках

С местными не складывается // Wildberries пока не подтверждает строительство логистического центра в Новинках

Лучшая лодка, лучший экипаж: хроника гибели атомной подводной лодки "Курск"














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *