Nuclear Energy in the Marine Industry

Abstract

I denne bacheloren skal det redegjøres for hvordan et kjernefysisk fremdriftssystem kan påvirke et fartøy økonomisk, og om kjernekraft kan bidra med kostnadseffektiv produksjon av syntetisk drivstoff. For fartøysoperasjoner er fokuset å se om en «Thorium Molten Salt Reactor» (TMSR) kan være et kostnadseffektivt alternativ sammenlignet med dagens fartøy, ved å sammenligne reiseeffektivitet og livssykluskostnad. For produksjon av syntetisk drivstoff er det å undersøke om TMSR kan gi konkurransedyktig produksjon av grønt syntetisk drivstoff. Teorien som er brukt er basert på litteraturanalyser, rapporter og forskningsartikler om skipsfartsnæringens nåværende situasjon, kjernekraft og drivstoffproduksjon. Studien presenterer konkrete prosjekter som er under utvikling for kjernekraft og fornybar drivstoff produksjon, og potensialet for disse diskuteres.

Det er gjennomført en kvantitativ undersøkelse og to kvalitative intervjuer. Den kvantitative metoden ble brukt for å innhente en generell mening om de kjernefysiske løsningene, og den kvalitative metoden ble brukt for å finne ut hvordan en atomreaktor kan påvirke et fartøy økonomisk. Deltakerne i den kvantitativ undersøkelsen jobber i ulike avdelinger innen to rederier, som skipsservice, skipsdrift og energi-innhenting. Ved å inkludere ulike avdelinger og selskaper får studien en bedre forståelse av hvordan industrien muligens vil se på kjernefysiske løsninger, og hvilke løsninger industrien kan foretrekke.

For de to personene som ble intervjuet, var en av dem en tidligere atomubåtoffiser og den andre jobber med å skape et sivilt marked for moderne atomreaktorer. Ved å kombinere deres svar og erfaring ble det etablert en estimert kostnad for et atomdrevet fartøy, både på kort og lang sikt. Dette presenteres som OPEX, CAPEX og livssykluskostnader, som sammenlignes med kostander for et tradisjonelt fartøy.

Videre diskuteres det om TMSR kan være et alternativ for den maritime fremtiden. Denne studien indikerer at det kan være et betydelig potensiale for TMSR-teknologien både for fartøysoperasjoner og for grønn drivstoffproduksjon. Den totale livssyklusen og CAPEX for et atomdrevet fartøy er høyere enn for et tradisjonelt fartøy. Imidlertid indikerer OPEX- og reiseeffektivitet for et atomdrevet fartøy at det er et potensial bedre kostnadseffektivitet som kan generere økte inntekt. Denne studien presenterer bare noen få aspekter ved teknologien. Derfor må teknologien studeres videre, forbedres og industrialiseres for å få ned kostnadene og en bedre oversikt over kostnadsbildet

In this bachelor it will be accounted for how a nuclear propulsion system may affect a vessel financially, and whether nuclear energy could contribute with cost-effective production of synthetic fuel. For vessel operations the focus is to see whether a Thorium Molten Salt Reactor (TMSR) could be a cost-efficient alternative compared to current vessels, by comparing voyage performance and lifecycle cost. For the synthetic fuel production, it is to investigate if the TMSR could provide production of competitive green synthetic fuels. The theory that has been used is based on literature analyses, reports and research articles regarding shipping industry’s current situation, nuclear and the fuel industry. The study presents specific projects that are under development for nuclear energy and renewable fuel production, and the potential for these are discussed.

It has been conducted one quantitative survey and two qualitative interviews. The quantitative method was used for gathering a general opinion towards the nuclear solutions, and the qualitative method was used to find out how a nuclear reactor may affect a vessel financially. The participants in the survey work in different departments within two shipping companies, like ship service, ship management and energy sourcing. By including different departments and companies the study gets a better understanding of how the industry may look upon nuclear solutions, and which solutions they would prefer.

For the two persons interviewed, one of them was a previous nuclear submarine officer and the other one is working with creating a civil market for modern nuclear reactors. By combining their answers and experience it have been created a potential cost for a nuclear vessel, both short and long termly. This is presented as OPEX, CAPEX and lifecycle costs, to be compared with traditional vessel.

Furthermore, there are discussed whether the TMSR could be an alternative for the maritime future. This study indicates that there is a significant potential and belief in the TMSR technology both for vessel operations and for green fuel production. The total lifecycle and CAPEX for a nuclear vessel is higher than a traditional vessel. However, the OPEX and voyage performance for nuclear vessel indicates a potential for cost efficiency that could generate more income. This study presents only a few aspects of the technology. Therefore, the technology needs to be further studied, enhanced and industrialised to get more accurate understanding on the actual costs.