Sweden has long had the goal of phasing out its nuclear power. However, both public opinion and politics have shifted in response to the climate and energy crisis, which demands fossil-free energy production. At the same time, small modular reactors (SMRs) have begun to be developed, and several players in Sweden have started exploring this technology. SMRs are smaller versions of conventional nuclear reactors but built in a modular fashion. The advantage of modularity is that the reactors can be produced in series, easily maintained, and their smaller size allows for more flexible placement and lower initial investment. Based on the above, this study examines how current nuclear power actors in Sweden view the development of SMRs.  To answer this question, semi-structured interviews were conducted with representatives from Fortum, Sydkraft Sverige (Uniper), and Kärnfull Next, all of which are active in nuclear power in Sweden. The study shows that the actors see the biggest advantages of SMRs as their modularity, relatively low investment requirements, and more flexible placement, which enables more efficient utilization. However, they believe that the development of SMRs is heavily constrained by current legislation and licensing processes. These are designed to promote the limitation and decommissioning of conventional nuclear power, and according to the respondents, they make successful SMR development impossible. The consequence is that the regulatory framework is more restrictive towards SMRs and hampers the ability to leverage the advantages of SMRs over conventional nuclear power. Furthermore, the respondents believe that there is a skills shortage in nuclear power that will need to be addressed in order to successfully develop SMRs in Sweden. / Sverige har länge haft målet att avveckla sin kärnkraft. Däremot har både opinionen och politiken vänt i frågan och ändrat uppfattning i spåren av klimat- och energikrisen som efterfrågar fossilfri energiproduktion. Samtidigt har små modulära reaktorer (SMR) börjat utvecklas och ett flertal aktörer i Sverige har börjat utforska tekniken. SMR är en mindre version av en konventionell kärnkraftsreaktor men modulärt uppbyggd. Fördelen med modulariteten är att reaktorerna kan serieproducerads, lättare underhållas och dess mindre storlek möjliggör friare placering och mindre initial investering. Med bakgrund i ovanstående undersöker arbetet hur ser nuvarande aktörer inom kärnkraft på utvecklingen av SMR i Sverige? För att besvara frågeställningen genomfördes semistrukturerade intervjuer med representanter från Fortum, Sydkraft Sverige (Uniper) och Kärnfull Next. Samtliga företag är aktiva inom kärnkraft i Sverige. Arbetet visar att aktörerna ser de största fördelarna med SMR som dess modularitet, relativt låga investeringskrav samt dess friare placering, vilket möjliggör mer effektiv användande. Däremot anser de att utvecklingen av SMR kraftigt begränsas av dagens lagstiftning och licensieringsprocesser. Dessa är designade för att främja begränsning och avveckling av konventionell kärnkraft och enligt respondenterna omöjliggör det framgångsrik utveckling av SMR. Konsekvensen blir att den är mer restriktiv mot SMR:er och försvårar möjligheten att utnyttja de fördelar SMR har gentemot konventionell kärnkraft. Vidare anser respondenterna att det råder en kompetensbrist inom kärnkraft vilket kommer behöva hanteras för att framgångsrikt utveckla SMR i Sverige.

This report conducts an in-depth examination of the potential for Small Modular Reactor (SMR)-based hydrogen production in Sweden's emerging nuclear market. Aligned with Sweden's ambitious targets of achieving carbon dioxide neutrality by 2045 and transitioning its steel and industry sectors to fossil-free production by 2035, the report explores the unique value proposition that a focal company can offer. This strategic positioning centres on supplying large volumes of hydrogen to the steel and iron industry while ensuring reliability and stability in production. To safeguard its competitive edge, the focal company leverages lock-in effects, capitalizing on the geographical placement of its facility and the establishment of a long-term Hydrogen Purchase Agreement (HPA) with its customers. Key findings highlight the levelized cost of hydrogen (LCOH) of 3.46 €/kg to 8.27 €/kg in the SMR-based production process. It reveals that transitioning from natural gas-based hydrogen is cost-intensive, resulting in a green premium (GP) ranging from 257% to 1134%. However, when compared to renewable energy sources and other fossil-free competitors, the LCOH proves competitive in every case except for HYBRIT’s, which is relying on low grid electricity prices in Sweden. When stipulating a HPA with a customer and using a real discount rate (RDR) of 3 % and a profit margin (PM) of 50 % over a 20-year analysis period, the project can reach a net present value (NPV) of 920 MEUR and discounted payback time (DPB) of 12 years in the most profitable case. In a more realistic scenario with a RDR of 7% and a PM of 30% the NPV becomes 497 MEUR with a DPB of 13 years. The economic feasibility is in general given at other, less favourable terms as well. This proves that the focal company’s business strategy is feasible. In conclusion, this report offers a strategic pathway for SMR-based hydrogen production in Sweden's evolving nuclear landscape. While feasibility is theoretically established, the presence of uncertainties cannot be overlooked. The report provides valuable insights for influential stakeholders in their decision-making processes and recognizes the substantial challenges and promising opportunities that lie ahead. / Denna rapport genomför en djupgående undersökning av potentialen för vätgasproduktion baserad på små modulära reaktorer (SMR) på den framväxande kärnkraftsmarknaden i Sverige. I linje med Sveriges ambitiösa mål att uppnå koldioxidneutralitet år 2045 och övergå sina stål- och industrisektorer till fossilfri produktion år 2035 utforskar rapporten det unika värdeerbjudandet som ett fokalföretag kan erbjuda. Denna strategiska positionering fokuserar på att leverera stora volymer av vätgas till stål- och järnindustrin samtidigt som tillförlitlighet och stabilitet i produktionen säkerställs. För att skydda sin konkurrensfördel utnyttjar det fokala företaget inlåsningseffekter genom att dra nytta av den geografiska placeringen av sin anläggning och etableringen av ett långsiktigt avtal om vätgasköp (HPA) med sina kunder. De viktigaste resultaten lyfter fram den utjämnade kostnaden för vätgas (LCOH) från 3.46 €/kg till 8.27 €/kg i produktionsprocessen baserad på SMR. Det visar att övergången från naturgasbaserad vätgas är kostnadsintensiv och resulterar i en grön premie (GP) som varierar från 257% till 1134%. Men när den jämförs med förnybara energikällor och andra fossilfria konkurrenter visar LCOH sig vara konkurrenskraftig i varje fall förutom i HYBRIT’s fall, vilket är beroende av låga elnätspriser i Sverige. När ett HPA stipuleras med kunden och man använder en verklig diskonteringsränta (RDR) på 3 % och en vinstmarginal (PM) på 50 % över en 20-års analysperiod, kan projektet nå ett nettonuvärde (NPV) på 920 MEUR och en diskonterad återbetalningstid (DPB) på 12 år i det mest lönsamma fallet. I ett mer realistiskt scenario med en RDR på 7 % och en PM på 30 % blir NPV 497 MEUR med en DPB på 13 år. Den ekonomiska genomförbarheten ges i allmänhet även på andra mindre förmånliga villkor. Det bevisar att det fokala företagets affärsstrategi är genomförbar. Sammanfattningsvis erbjuder denna rapport en strategisk väg för vätgasproduktion baserad på SMR i det svenska utvecklande kärnkraftslandskapet. Även om genomförbarheten teoretiskt är fastställd kan närvaron av osäkerheter inte bortses från. Rapporten ger värdefulla insikter för inflytelserika intressenter i deras beslutsprocesser och erkänner de betydande utmaningar och lovande möjligheter som ligger framöver.

The demand for fossil-free energy production is rising due to electrification and increased consumption in the energy system. There are also multiple climate goals to reach, to preserve the possibilities of a sustainable future. A response to this is the BWRX-300, a natural circulation boiling water small modular reactor (SMR) concept developed by GE Hitachi Nuclear Energy. It is currently at the forefront of study for many power utility companies around the world. For decision making it is of interest to investigate the capabilities of new facilities. This Master Thesis work's aim is to study the BWRX-300 reactor's feasibility together with evaluating and optimizing its performance using the core simulation softwares Casmo5 and Simulate5. This is carried out by first verifying Simulate5's natural circulation capabilities by modifying an existing forced-circulation reactor to natural circulation, then comparing simulation results to real world data.  Next a comprehensive model of the BWRX-300 reactor pressure vessel is modelled and validated. Equilibrium cores for 12- and 24-month cycle lengths are then simulated where key reactor performance metrics such as fuel economy, safety margins, axial profiles (of voids and pressure drop) and reactor characteristics are extracted. The effect of different fuel assembly designs in the BWRX-300 reactor core is investigated to find first core design optimums. Furthermore the decay heat removal system in the BWRX-300 is investigated. Lastly the results are used to evaluate the optimal operating mode given the current and future more dynamic projected state of the energy system.  The results show that there are no real technical difficulties while operating the BWRX-300 reactor for 12 or 24 months. The decay heat removal system and core flow characteristics provide abundant coolant flow to maintain long term fuel integrity during both normal and abnormal operation modes. More or less routine core design optimization work is required to obtain sufficient safety margins and improve fuel economy. It is observed that the smaller reactor core requires an increase in average fuel enrichment to maintain criticality throughout the cycle, potentially creating an incentive to raise the current licensing limit. However it is deemed possible to avoid this by conducting further fuel design optimization work.