ต้นทุนทางเศรษฐศาสตร์ ของการผลิตไฟฟ้าด้วยพลังนิวเคลียร์ ตอน 1 :
ต้นทุนการก่อสร้างและการดำเนินการผลิต

โดย ดร.กรรติกา ศิริเสนา

ขณะนี้ประเทศต่างๆ มีความสนใจการใช้พลังงานนิวเคลียร์ในการผลิตไฟฟ้าอีกครั้งหนึ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งประเทศในแถบเอเชียใต้และเอเชียตะวันออก ประเทศไทยเองก็มีการนำโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เข้าพิจารณา เป็นพลังงานทางเลือกหนึ่ง ในร่างแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้าของประเทศ พ.ศ.2550-2564 (PDP 2007) นอกจากต้นทุน (cost) การผลิตไฟฟ้าซึ่งต้องแข่งขันได้กับโรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงประเภทอื่นแล้ว ตัวประกอบสำคัญที่ต้องพิจารณา ในการใช้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ คือ ความพร้อมของประเทศในด้านการควบคุมความปลอดภัยของการใช้งาน นโยบายและแผนรองรับการขจัดกากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้ว และความยอมรับของประชาชน อย่างไรก็ตาม บทความนี้จะกล่าวถึงต้นทุนการผลิตไฟฟ้าด้วยพลังนิวเคลียร์โดยรวมเพียงประการเดียว ส่วนความเหมาะสม ความจำเป็น ความคุ้มทุน และความเป็นไปได้นั้น เป็นหน้าที่ของรัฐและเจ้าของกิจการที่จะพิจารณาเป็นกรณีๆ ไป อนึ่ง โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แยกได้เป็นสี่รุ่นตามช่วงเวลาที่ก่อสร้าง โรงไฟฟ้าที่จะใช้เชิงพาณิชย์ทั่วไปหลังปี ค.ศ.2010 จัดเป็นรุ่นที่สาม ส่วนรุ่นที่สี่นั้น คาดว่าจะมีความพร้อมในทางเทคนิคได้ประมาณ ปี ค.ศ.2030

เราอาจจำแนกต้นทุนการผลิตไฟฟ้าด้วยพลังนิวเคลียร์ออกได้เป็นสี่ส่วนคือ (1) เงินทุนที่ใช้ในการก่อสร้างโรงไฟฟ้า (capital cost) (2) การดำเนินงานผลิตไฟฟ้า (operating cost) (3) การขจัดกากกัมมันตรังสี (radioactive waste disposal cost) และ (4) การปลดโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จากการใช้งาน (decommissioning cost) ทั้งนี้ ไม่รวมค่าการศึกษาและจัดหาสถานที่ที่เหมาะสมในการก่อสร้าง การจัดตั้งหน่วยงานควบคุมทางนิวเคลียร์ของรัฐ (nuclear regulatory body) ที่มีบุคลากรชำนาญการ ที่สามารถควบคุมการบริหารและดำเนินงานของโรงไฟฟ้า ให้มีความปลอดภัยและมั่นคง ตามมาตรฐานสากล ไม่ว่าโรงไฟฟ้านั้นจะเป็นของรัฐหรือของเอกชน และการทำความเข้าใจกับประชาชนให้มีความมั่นใจในความปลอดภัยของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

 
 
(credit: www.doe.gov)

การก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ต้องใช้เงินทุนสูงเนื่องจากอุปกรณ์ควบคุมการทำงาน ต้องประกอบจากวัสดุพิเศษและออกแบบเพื่อใช้งานนี้โดยเฉพาะ อาคารเครื่องปฏิกรณ์ฯ ต้องแข็งแรง สามารถรองรับอุบัติเหตุที่อาจเกิดขึ้น ทั้งจากภายนอกและภายในอาคาร รวมทั้งการก่อวินาศกรรมจากผู้ประสงค์ร้าย ระยะเวลาที่ใช้ในการก่อสร้าง ขั้นตอนการออกใบอนุญาตก่อสร้าง (construction license) และใบอนุญาตประกอบการ (operation license) ใช้เวลานาน เหล่านี้ล้วนมีผลทำให้ราคาโรงไฟฟ้านิวเคลียร์สูงทั้งสิ้น ดังนั้น นอกเหนือจากการพัฒนาเพื่อเพิ่มความปลอดภัยแล้ว การพัฒนาโรงไฟฟ้านิวเคลียร์รุ่นที่สาม จึงมีเป้าหมายรวมถึงการลดเงินทุนก่อสร้าง เพื่อให้การผลิตไฟฟ้าด้วยพลังนิวเคลียร์ แข่งขันกับโรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงประเภทอื่นได้อีกด้วย

ราคาของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขึ้นอยู่กับแบบของเครื่องปฏิกรณ์ฯ ว่ามีการสร้างและใช้แล้วมากน้อยเพียงไร ราคาของเครื่องปฏิกรณ์ฯแบบใหม่ ที่เพิ่งมีการก่อสร้าง และยังไม่คืนทุนของการออกแบบรายละเอียดด้านวิศวกรรม (first-of-a kind) จะสูงกว่าของเครื่องปฏิกรณ์ฯ ที่มีการใช้กันมากแล้ว (nth-of-a-kind) ในกรณีหลังนี้ผู้สร้างได้คืนทุนที่ลงไปในการออกแบบรายละเอียดด้านวิศวกรรมแล้ว ทั้งยังสามารถนำเทคนิคที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น ตลอดจนถึงประสบการณ์ด้านบริหารจัดการจากการก่อสร้างหน่วยแรกๆ มาใช้

โดยปกติแล้ว ประเทศที่มีโครงการโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ จะไม่สร้างโรงไฟฟ้าเพียงหนึ่งโรง เพราะไม่คุ้มกับการลงทุน ในการสร้างปัจจัยพื้นฐาน (infra-structure) รองรับ ในกรณีเช่นนี้ หากใช้เครื่องปฏิกรณ์ฯแบบเดียวกัน (uniform design) จะสามารถลดค่าก่อสร้างได้ เนื่องจากวิศวกรก่อสร้าง มีประสบการณ์สามารถทำงานได้รวดเร็ว และหน่วยควบคุม สามารถออกใบอนุญาตเพียงครั้งเดียวให้แก่แบบ (type licensing) โดยไม่จำเป็นต้องออกใบอนุญาตให้แก่เครื่องปฏิกรณ์ฯแต่ละเครื่อง

ปัจจุบัน วงการอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ตั้งเป้าค่าก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบ "nth-of-a-kind" ไว้ที่ US $ 1,000-1,200 ต่อกิโลวัตต์ นั่นคือ หากต้องการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์กำลัง 1,000 เมกะวัตต์ จะต้องใช้เงินทุนก่อสร้างประมาณ 35,000-42,000 ล้านบาท (คิดจากอัตราแลกเปลี่ยน 35 บาทต่อ US $ 1) ราคาที่ตั้งนี้ เป็นราคาที่เรียกว่า "overnight capital cost" ซึ่งตั้งอยู่บนสมมติฐานว่า โรงไฟฟ้านั้นสร้างแล้วเสร็จภายในหนึ่งคืน กล่าวคือ ไม่ได้รวมค่าดอกเบี้ยเงินกู้ ที่ต้องจ่ายระหว่างก่อสร้างนั่นเอง ราคาเป้าหมายที่ตั้งไว้นี้ อิงจากประสบการณ์ของการก่อสร้างโรงไฟฟ้ารุ่นที่สาม ที่ประเทศญี่ปุ่น เกาหลีใต้ จีน รวมทั้งไต้หวัน อย่างไรก็ตาม ประเทศเหล่านี้ล้วนมีนโยบายพลังงานนิวเคลียร์ที่ชัดเจน และประชาชนโดยรวม ก็ยอมรับการใช้พลังงานนิวเคลียร์แล้วทั้งสิ้น สำหรับประเทศที่ไม่มีนโยบายนิวเคลียร์ที่ชัดเจน และประชาชนยังไม่มั่นใจ ในความปลอดภัยของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ความเสี่ยงย่อมมีมากกว่า ซึ่งมีผลกระทบต่อราคาของโรงไฟฟ้าได้

การผ่อนชำระเงินทุนที่ใช้ในการสร้างโรงไฟฟ้า รวมทั้งดอกเบี้ยเป็นต้นทุนคงที่ (fixed cost) ของการผลิตไฟฟ้า กล่าวคือ ไม่ว่าโรงไฟฟ้าจะผลิตไฟฟ้าหรือไม่ ค่าใช้จ่ายส่วนนี้จะคงที่ ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าส่วนนี้ จะสูงมากน้อยเพียงใด ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเสถียรภาพทางการเงินของประเทศ ความน่าเชื่อถือได้หรือเครดิต ขององค์กรที่ผลิตไฟฟ้า ในกรณีที่ภาคผลิตมีลักษณะเป็นแบบผูกขาด เช่นเป็นของรัฐ ความได้เปรียบทางการเงิน ย่อมมีมากกว่า ในกรณีที่เอกชนเป็นผู้ดำเนินการ เนื่องจากมีความเสี่ยงน้อยกว่า

ค่าดำเนินงานผลิตไฟฟ้าในที่นี้หมายถึงค่าเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ และค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานทั่วไป เช่น ค่าวัสดุที่ใช้ในการเดินเครื่องผลิตไฟฟ้า การซ่อมบำรุงโรงงาน ค่าจ้างแรงงาน การบริหารจัดการด้านความปลอดภัยทางรังสีแก่ผู้ปฏิบัติงาน ชุมชนรอบบริเวณโรงไฟฟ้า และสิ่งแวดล้อม

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ส่วนใหญ่ใช้ยูเรเนียมออกไซด์เป็นเชื้อเพลิง ยูเรเนียมที่สกัดได้จากแร่ในธรรมชาติ ต้องผ่านกระบวนการทางเคมีและฟิสิกส์หลายขั้นตอน จึงจะนำไปใช้ประกอบเป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ได้ ขั้นตอนที่มีค่าใช้จ่ายมากที่สุด คือขั้นตอนของการเสริมสมรรถนะ (enrichment) การเสริมสมรรถนะยูเรเนียม ก็คือ การเพิ่มความเข้มข้นของยูเรเนียม-235 ที่มีอยู่ในธรรมชาติ (0.7%) ให้สูงขึ้น ในกรณีของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เชื้อเพลิงที่ใช้มีความเข้มข้นของยูเรเนียม-235 เฉลี่ยประมาณ 3.5% และมีราคาประมาณ US $ 1,787 ต่อกิโลกรัม (ที่มา : The economics of Nuclear Power, Briefing Paper 8, Uranium Information Center, January 2007) เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่มีกำลังผลิตไฟฟ้า 1,000 เมกะวัตต์ใช้เชื้อเพลิงยูเรเนียมเริ่มต้นประมาณ 75 ตัน และต้องมีการใส่แท่งเชื้อเพลิงใหม่ประมาณ 25 ตันทุก ๆ 18-24 เดือน อย่างไรก็ตาม ค่าเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ เป็นเพียงปริมาณส่วนน้อยของต้นทุนการผลิตไฟฟ้า ดังนั้น ในกรณีที่เชื้อเพลิงยูเรเนียมมีราคาสูงขึ้น ก็ไม่ทำให้ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ

ต้นทุนของการดำเนินการผลิต และซ่อมบำรุงโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพทางเทคนิค ของโรงไฟฟ้า อายุของโรงไฟฟ้า ข้อกำหนดของหน่วยควบคุมความปลอดภัยทางนิวเคลียร์ของรัฐ และค่าแรงงาน ซึ่งแต่ละประเทศจะแตกต่างกัน ในกรณีที่ผู้ปฏิบัติงานมีความชำนาญ วิธีการควบคุมดูแลความปลอดภัยของการปฏิบัติงาน มีประสิทธิภาพและคล่องตัว ค่าใช้จ่ายในด้านนี้ก็จะลดลงได้ อนึ่ง ประเทศที่มีโครงการโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ส่วนใหญ่จะมีกฎหมายบังคับ ให้เจ้าของกิจการทำกรมธรรม์ประกันความเสียหาย ที่อาจเกิดขึ้นต่อทรัพย์สินและต่อบุคคลที่สาม (third party liability) นอกจากนี้ ประเทศที่ได้ลงนามในอนุสัญญาระหว่างประเทศ เกี่ยวกับการคุ้มครองบุคคลที่สาม ในกิจกรรมด้านพลังงานงานนิวเคลียร์เช่น อนุสัญญากรุงปารีส (Paris Convention on Third Party Liability in the Field of Nuclear Energy) และอนุสัญญากรุงเวียนนา (Vienna Convention on Civil Liability for Nuclear Damage) เจ้าของกิจการยังต้องปฏิบัติตามข้อตกลงต่างๆ ที่ระบุไว้ในอนุสัญญาด้วย ค่าใช้จ่ายเหล่านี้จัดรวมอยู่ในต้นทุนที่ใช้ในการดำเนินงานผลิต