Autor: Paweł Sikora

Redaktor i wydawca serwisu gazetaprawna.pl

Atom daje tanią energię i niskie emisje

Uranu wystarczy na co najmniej 200 lat, a może nawet na dziesiątki tysięcy lat – mówi dr inż. Andrzej Strupczewski, profesor Narodowego Centrum Badań Jądrowych.
Atom daje tanią energię i niskie emisje

Dr inż. Andrzej Strupczewski (Foto: materiały prasowe, DGP)

Paweł Sikora: Czy w przyszłości możemy realnie zrezygnować z węgla i czy powinniśmy?

Andrzej Strupczewski: Odejście od węgla jest konieczne ze względu na ochronę jakości powietrza i zapobieganie zmianom klimatycznym. Jednakże ze względu na częste zaniki wiatru i przerwy w pracy paneli słonecznych w nocy oraz w niekorzystnych warunkach meteorologicznych, konieczne jest utrzymanie elektrowni sterowalnych – po to, by zapewnić ciągłość zasilania odbiorców. Doświadczenie Niemiec pokazuje, że przerwy w zasilaniu systemu energetycznego przez odnawialne źródła energii (OZE) mogą sięgać pięciu dni i nocy.

I co wtedy?

Przed atakiem Rosji na Ukrainę zakładano, że przerwy w wytwarzaniu energii w elektrowniach wiatrowych i słonecznych będą pokrywane przez spalanie gazu, głównie z Rosji. Ale już w studium Narodowego Centrum Analiz Energetycznych z grudnia 2020 r. wykazano, że wśród niskoemisyjnych scenariuszy najkorzystniejsze są warianty z energetyką jądrową, jako podstawowym źródłem energii elektrycznej. Założenia z dużym udziałem energetyki wiatrowej i słonecznej powodują dużo większe koszty inwestycyjne. W obecnej sytuacji, oznaczającej odcięcie importu nośników energetycznych z Rosji, w tym gazu ziemnego, wprowadzenie energetyki jądrowej jest jeszcze bardziej konieczne i powinno być traktowane jako naczelne zadanie strategiczne Polski. Zamykanie elektrowni węglowych będzie następowało w miarę powiększania potencjału energetyki jądrowej, tak by utrzymać niezawodne zasilanie odbiorców w Polsce.

W obecnej sytuacji oznaczającej odcięcie importu nośników energetycznych z Rosji, w tym gazu ziemnego, wprowadzenie energetyki jądrowej jest jeszcze bardziej konieczne i powinno być traktowane jako naczelne zadanie strategiczne Polski.

Jaki model energetyczny jest teraz promowany w Europie?

Energetyka jądrowa w Europie Zachodniej zapewnia powyżej 25 proc. energii elektrycznej. W najważniejszych pod tym względem krajach planowana jest intensywna rozbudowa elektrowni jądrowych. Na przykład Wielka Brytania zamierza do 2050 r. zwiększyć trzykrotnie moc swoich elektrowni, Francja podejmuje decyzję o budowie sześciu ulepszonych reaktorów EPR do 2030 r. i dalszych ośmiu do 2050 r. Finlandia buduje dwie nowe elektrownie jądrowe, a Holandia podjęła decyzję o budowie u siebie dwóch. W USA prezydent Joe Biden przeznaczył 6 mld  dol. na podtrzymanie energetyki jądrowej, jako niezbędnego elementu do powstrzymania zmian klimatycznych. Komisja Europejska umieściła elektrownie jądrowe na liście przedsiębiorstw przyjaznych dla środowiska, co oznacza ułatwienia w uzyskaniu ich finansowania.

Czy taki trend jest dobry w realiach naszego kraju?

Z porównania doświadczeń innych krajów widać, którą drogą powinniśmy pójść. Niemiecki model oparty jest na rozwoju OZE i prowadzi do wysokich cen energii, czyli 31 eurocentów/kWh i wysokich emisji, od 280 do 440 gCO2/kWh, a już francuski, oparty na atomie, daje tanią energię, bo koszt opiewa na 17 eurocentów/kWh i niskie emisje – od 40 do 60 gCO2/kWh. Atom jest lepszy pod każdym względem. Daje tanią i niezawodną energię elektryczną, potrzebuje wielekroć mniej terenu, nie niszczy środowiska, ani zdrowia ludzi.

Atom jest lepszy pod każdym względem. Daje tanią i niezawodną energię elektryczną, potrzebuje wielekroć mniej terenu, nie niszczy środowiska, ani zdrowia ludzi.

Według danych z USA, dla wytworzenia – zgodnie z planami polskiego rządu – energii 40 TWh rocznie, potrzeba elektrowni jądrowych zajmujących 20 km kw. Natomiast teren elektrowni wiatrowych lub słonecznych w warunkach polskich byłby 300 razy większy! Na ogromnym terenie odczuwa się skutki pracy wiatraków, takie jak hałas i dudnienie, problemy ze snem, śmierć nietoperzy, owadów i ptaków. A po wzięciu pod uwagę przerw w zasilaniu, konieczności rozbudowy rezerwowych źródeł energii i sieci przesyłowej, okazuje się, że najmniejsze koszty w Polsce do roku 2050, wystąpią przy energetyce jądrowej – ok. 250 mld zł. Większe będą dla energetyki wiatrowej na lądzie wspomaganej gazem, ok. 350 mld zł, a największe dla fotowoltaiki, bo ok. 1800 mld zł.

Energia jądrowa ciągle w grze

Atom zatem jest bardziej efektywny niż inne źródła energii, ale czy nie mniej bezpieczny?

Porównania publikowane przez szwajcarski Instytut Paula Scherrera wykazują, że liczba zgonów przypadająca na ciężkie awarie w odniesieniu do ilości produkowanej energii elektrycznej jest najmniejsza dla elektrowni jądrowych, a przy normalnej eksploatacji energia jądrowa jest najkorzystniejsza dla zdrowia ludzi i środowiska. Wyniki szwajcarskie są zgodne z wynikami międzynarodowych programów oceny wpływu różnych źródeł energii na zdrowie człowieka i na środowisko, jak np. programu ExternE Unii Europejskiej, prowadzonego od 1995 do 2005 r. i następnych wielkich programów unijnych.

To dlaczego Niemcy zamykają swoje elektrownie?

Niemcy podjęli decyzję o zamykaniu elektrowni  jądrowych ze względów politycznych. W sytuacji równowagi między socjalistyczną partią SPD, a konserwatywną CDU, partia Zielonych, mająca początkowo nikłe poparcie wyborców, doszła do władzy poprzez koalicję z SPD i spowodowała podjęcie decyzji o ograniczeniu czasu pracy elektrowni jądrowych. W 2008 r., jeszcze przed objęciem władzy w Niemczech, Angela Merkel piętnowała na zjeździe swojej partii politykę zamykania elektrowni jądrowych. Gdy objęła władzę w 2009 r. próbowała ją odwrócić. Nowy rząd CDU/CSU/FPD zadecydował, że elektrownie jądrowe nie będą zamykane, bo same OZE nie wystarczą. Niestety w 2011 r. awaria w Fukushimie dala przeciwnikom powód do straszenia Niemców. Chociaż awaria była spowodowana tsunami, które jest w Niemczech fizycznie niemożliwe, to strach był skutecznym argumentem przeciw energetyce jądrowej. Tysiące Niemców wyszły na ulice, by protestować. Merkel, bojąc się utraty władzy, ustąpiła i zdecydowała o odejściu Niemiec od energetyki jądrowej. W efekcie Niemcy płacą dziś za prąd najwięcej w Europie. Dla pokrycia okresów braku wiatru i słońca uruchamiają spalanie węgla brunatnego i importują gaz z Rosji, ale nie zmieniają decyzji o zamknięciu swych elektrowni jądrowych.

Niemcy płacą dziś za prąd najwięcej w Europie. Dla pokrycia okresów braku wiatru i słońca uruchamiają spalanie węgla brunatnego i importują gaz z Rosji – ale nie zmieniają decyzji o zamknięciu swych elektrowni jądrowych.

Rada Ministrów ostatnio przyjęła uchwałę w zakresie rozwoju bezpieczeństwa jądrowego i ochrony radiologicznej. Widać poważnie bierzemy pod uwagę budowę elektrowni…

Zakończono ocenę lokalizacji pierwszej elektrowni jądrowej, a Korea Południowa złożyła już ofertę techniczną i finansową budowy, z terminem uruchomienia w 2033 r.

Sprawa klimatyczna – obowiązki Zachodu, powrót do energii atomowej

W Polityce Energetycznej Polski do 2040 r. zakłada się, że w 2033 r. zostanie uruchomiony pierwszy blok elektrowni jądrowej o mocy ok. 1-1,6 GW. Kolejne bloki mają być wdrażane co 2-3 lata, a cały program zakłada budowę sześciu bloków o mocy do 9 GW. Czy to realna perspektywa?

Oferta koreańska złożona w końcu kwietnia potwierdza, że tak, jest to możliwe. Przewiduje budowę sześciu reaktorów APR1400 o łącznej mocy 8,4 GW, z których pierwszy mógłby zacząć działać zgodnie z harmonogramem przyjętym w Programie polskiej energetyki jądrowej. Jeszcze nie otrzymaliśmy propozycji z Francji i USA, więc z ostateczną odpowiedzią trzeba poczekać. Pod względem technicznym reaktory z tych trzech krajów są równoważne. Różnice występują, gdy rozpatrujemy aktualne doświadczenie firm oferujących reaktory. Koreańczycy mogą pochwalić się, że w Zjednoczonych Emiratach Arabskich budują elektrownię jądrową z czterema blokami AP1400. Dwa już zaczęły pracę. Pozostałe dwa są bliskie ukończenia. Wszystkie w terminie i zgodnie z planami finansowymi. Francuzi – o ile ich wybierzemy – będą mieli doświadczenie z budowy sześciu  lub więcej bloków z reaktorami EPR. Dwa w Chinach już pracują, jeden w Finlandii. We Francji jeden jest bliski ukończenia, a w Wielkiej Brytanii dwa są w budowie.

Budowa kolejnych bloków w Polsce, co 2-3 lata jest w pełni możliwa i stanowi optymalny wariant wykorzystania sił i środków naszego przemysłu.

Reaktory amerykańskiej firmy Westinghouse też już pracują pomyślnie w Chinach i budowane są w USA. W Polsce największych trudności można oczekiwać przy budowie pierwszego bloku. Trzeba będzie uzyskać zezwolenia i zorganizować dostawy. Budowa kolejnych bloków w Polsce, co 2-3 lata jest w pełni możliwa i stanowi optymalny wariant wykorzystania sił i środków naszego przemysłu.

Czy Polska sama zbudowałaby elektrownię? Jaki jest model biznesowy przy tego rodzaju inwestycji?

Ani Polska, ani inne państwa o podobnym do naszego potencjale przemysłowym nie budują same nowych elektrowni jądrowych. Modele biznesowe są różne. Na przykład w Słowacji elektrownię jądrową Mochowce budują firmy włoskie, w celu komercyjnej sprzedaży prądu. W Finlandii finansowanie budowy zapewnia wielki przemysł, a w zamian będzie otrzymywał prąd z elektrowni Olkiluoto 3, po cenie równej kosztom własnym. W Wielkiej Brytanii budowę finansuje EDF, a za to rząd zapewnia gwarantowaną cenę odbieranej z elektrowni energii elektrycznej. Ostatnio zainteresowaniem cieszy się model SaHo, opracowany w Polsce, według którego w początkowym stadium  budowy finanse zapewnia skarb państwa, a w miarę zbliżania się budowy do końca, akcje elektrowni wykupują inwestorzy prywatni.

Kto sprzedaje reaktory i technologie?

Głównymi producentami elektrowni jądrowych są USA – firma Westinghouse, Francja – Électricité de France, Korea Południowa – Korea Hydro & Nuclear Power, Chiny ze swoją State Nuclear Power Technology Corporation oraz Rosja z AtomEnergoExport.

Ile krajów jest chętnych na atom?

Około 50 krajów wykorzystuje energię jądrową w 220 reaktorach badawczych, a 440 elektrowni jądrowych dostarcza 10 proc. energii elektrycznej na świecie. W 19 krajach  budowane jest 55 reaktorów energetycznych. 100 reaktorów o łącznej mocy 100 tys. MWe zostało zamówionych lub zaplanowanych, a dalsze 300 jest proponowanych,

Jakie są koszty budowy?

Koszty budowy zależą od państwa budującego elektrownię, modelu elektrowni i sposobu finansowania. Nie znamy jeszcze koreańskiej oferty finansowej, ale według wcześniejszych zapowiedzi ma być ona tańsza od propozycji francuskiej. Ofertę francuską zapowiedział w październiku 2021 r. prezes EDF, w rozmowie z rządem polskim, podając, że budowa czterech reaktorów kosztowałaby 33 mld euro, czyli ok. 150 mld zł. Natomiast sześciu – 48,5 mld euro, czyli ok. 222 mld zł. To oznacza cenę jednostkową 5 mld euro za 1000 MWe.

A jakie są koszty utrzymania elektrowni?

Koszty utrzymania ruchu elektrowni jądrowej, wraz z kosztami paliwa są niskie, bo paliwo jądrowe jest bardzo tanie. Według ocen USA, wynoszą one 20-25 euro/MWh, w tym koszty paliwa. Według oświadczenia prezesa EDF, elektrownia z reaktorem EPR w Polsce może dostarczać prąd po cenie 57 euro/MWh.

Ile to miejsc pracy, plus łańcuchy dostaw?

Jedna elektrownia jądrowa 1000 MWe oznacza podczas budowy 2600 miejsc pracy, a  podczas eksploatacji 500 miejsc pracy bezpośrednio w elektrowni. Dalsze miejsca zatrudnienia będą związane z projektowaniem i analizami bezpieczeństwa, cyklem paliwowym, unieszkodliwianiem odpadów, dozorem jądrowym i szkoleniem. Dla realizacji polskiego programu jądrowego, mającego dawać 6000 MWe, liczba miejsc pracy bezpośrednio związanych z elektrowniami jądrowymi i gospodarką paliwową to od 18 do 25 tys., a liczba dalszych miejsc pracy, pośrednio związanych z energetyką jądrową, to drugie tyle.

Dla realizacji polskiego programu jądrowego, mającego dawać 6000 MWe, liczba miejsc pracy bezpośrednio związanych z elektrowniami jądrowymi i gospodarką paliwową to od 18 do 25 tys., a liczba dalszych miejsc pracy, pośrednio związanych z energetyką jądrową, to drugie tyle. 

Gdzie realnie mogłaby powstać elektrownia jądrowa?

Pierwsza ma powstać nad morzem, bo tam są najkorzystniejsze warunki odbioru ciepła odpadowego. Obecnie zakończono badania dla nadmorskiej lokalizacji Lubiatowo-Kopalino w gminie Choczewo i tam zapewne powstanie pierwsza elektrownia jądrowa. W następnej kolejności rozważa się lokalizację w Bełchatowie, bo istnieje tam już potężna sieć przesyłowa i ogromna załoga o dobrym przygotowaniu technicznym. Węgiel brunatny kończy się i zapewne koło 2036 r. ulegnie wyczerpaniu.

A co z protestami? Czy wciąż trzeba przekonywać ludzi do elektrowni?

Opozycja wobec elektrowni jądrowych w Polsce znacznie zmalała, obecnie ok. 64 proc. ludności popiera budowę elektrowni jądrowych.

Co to są kieszonkowe elektrownie atomowe. Czy taka elektrownia wystarcza, czy musi być ich kilka?

Budowane w elektrowniach jądrowych reaktory to bloki energetyczne dużej mocy. Od 900 do 1650 MWe. Elektrownie jądrowe małej i średniej mocy od 30 do 300 MWe (SMR) jeszcze nie są budowane, ale badania trwają i możliwe jest ich uruchamianie w latach 30.

Pamiętamy Czarnobyl, czy obecne technologie budowy i te dotyczące składowych reaktora dają gwarancję bezpieczeństwa?

Tak. Awaria taka jak w Czarnobylu jest wykluczona dzięki wbudowanym systemom  bezpieczeństwa w nowej generacji reaktorów.

Kto ma najnowocześniejsze i najbezpieczniejsze reaktory? Czy nowe znaczy bezpieczne?

Najnowsze są reaktor EPR produkowany przez Francję i AP1000 produkowany przez USA. Są tak bezpieczne, że nawet po największej możliwej awarii nie potrzeba ewakuacji ludności poza terenem elektrowni, ani ochrony tarczycy przed wchłanianiem radioaktywnego jodu. Analizy bezpieczeństwa dla reaktora EPR zostały szczegółowo sprawdzone przez brytyjski dozór jądrowy. Okazało się, że po maksymalnej możliwej awarii obejmującej stopienie rdzenia w reaktorze EPR, już w odległości 500 metrów od reaktora dawki dla ludności są tak małe, że nie wymagają żadnych zabezpieczeń ludzi ani ograniczeń w spożywaniu płodów rolnych.

Okazało się, że po maksymalnej możliwej awarii obejmującej stopienie rdzenia w reaktorze EPR, już w odległości 500 metrów od reaktora dawki dla ludności są tak małe, że nie wymagają żadnych zabezpieczeń ludzi ani ograniczeń w spożywaniu płodów rolnych.

A co z odpadami promieniotwórczymi?

Odpady promieniotwórcze muszą być odseparowane do środowiska człowieka i bezpiecznie składowane, dopóki ich radioaktywność nie spadnie poniżej radioaktywności w naturalnych złożach uranu. Obecnie budowane są składowiska odpadów wysokoaktywnych w skałach granitowych lub pokładach solnych, stabilnych geologicznie.

Francuska energetyka wezwała na pomoc Herkulesa

Czy potrzeba specjalnych regulacji prawnych dotyczących powstania oraz eksploatacji takiej elektrowni?

Do zbudowania elektrowni jądrowej trzeba mieć specjalne zezwolenie, a proces uzyskiwania zezwoleń obejmuje kilka etapów. Pierwszy to uzgodnienie programu budowy energetyki jądrowej. Drugi to zatwierdzenie proponowanej lokalizacji. Trzeci to wybór i zatwierdzenie typu i dostawcy elektrowni jądrowej. Czwarty obejmuje zezwolenie na budowę, a piąty zezwolenie na eksploatację. Na każdym etapie są wszechstronnie analizowane cechy bezpieczeństwa proponowanej elektrowni, a zezwolenia wydawane są dopiero po sprawdzeniu, czy żadna awaria nie zagrozi okolicznej ludności.

Czy elektrownia atomowa może stać się bronią?

Nie. Elektrownia jądrowa nie może wybuchnąć jak bomba atomowa.

Czy uranu wystarczy dla wszystkich?

Uranu wystarczy. Według ocen eksperckich zaakceptowanych przez Parlament Europejski, zidentyfikowane zasoby uranu przy stosowaniu obecnej techniki wydobycia i wykorzystaniu ich w reaktorach III generacji wystarczą na ponad 200 lat, a po wprowadzeniu cyklu zamkniętego z wielokrotnym wykorzystaniem paliwa jądrowego w reaktorach IV generacji – na dziesiątki tysięcy lat.

W Polsce wydobywano uran. Czy będziemy go wydobywać sami, czy też koszty kopalń i wydobycia przemówią jednak za jego zakupem? Skąd go pozyskać i jaki?

Uran jest tani. Koszty paliwa jądrowego stanowią tylko ok. 10 proc. kosztu energii z elektrowni jądrowych, w tym koszt samego uranu to ok. 5 proc. To paliwo można kupować tanio z krajów stabilnych politycznie, nie grożących nam odcięciem dostaw w razie konfliktów politycznych, takich jak Australia, Kanada, USA, Namibia  i wiele innych. Obecnie nie opłaca się uruchamianie wydobycia uranu w Polsce.

Jest alternatywa dla tego paliwa?

Można uzyskać materiał rozszczepialny, napromieniowując tor, którego jest dużo więcej niż uranu lub powielając paliwo w prędkich reaktorach powielających. Obecnie jednak wykorzystujemy jako paliwo uran, bo jest to najtańsze i dobrze wypróbowane rozwiązanie.

Rozmawiał Paweł Sikora

 

Dr inż. Andrzej Strupczewski, prof. nadzw. Narodowego Centrum Badań Jądrowych, wiceprezes Stowarzyszenia Ekologów na Rzecz Energii Nuklearnej SEREN, przewodniczący Komisji Bezpieczeństwa Jądrowego i rzecznik energetyki jądrowej w NCBJ, ekspert ds. bezpieczeństwa jądrowego Komisji Europejskiej i Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (MAEA). Przez 50 lat pracował w Instytucie Energii Atomowej, w tym 6 lat w MAEA w Wiedniu. Projektował reaktor badawczy Maria i kierował jego rozruchem technologicznym. Prowadził pionierskie badania cieplno-przepływowe w rdzeniu reaktora Ewa. Jest autorem czterech książek i 250 prac na temat energetyki jądrowej, uzyskał sześć patentów.

 

Dr inż. Andrzej Strupczewski (Foto: materiały prasowe, DGP)

Otwarta licencja


Tagi


Artykuły powiązane

Francuska energetyka jądrowa walczy o przetrwanie

Kategoria: Analizy
W czerwcu 2020 r. Francja zamknęła swoją najstarszą elektrownię atomową. Energia jądrowa przez dziesięciolecia była chlubą Francji. Jednak siła zielonego lobby, starzejąca się infrastruktura i trudności finansowe sektora energetyki jądrowej stawiają pod znakiem zapytania jego przyszłość.
Francuska energetyka jądrowa walczy o przetrwanie

Francuska energetyka wezwała na pomoc Herkulesa

Kategoria: Analizy
Quasi-monopolista rynku energii – EDF znajduje się w impasie. Restrukturyzacja jest nieuchronna, ale opór przeciw niej ogromny. Chodzi o wiele rzeczy: transformację w kierunku OZE, przyszłość atomu, a nawet suwerenność energetyczną kraju.
Francuska energetyka wezwała na pomoc Herkulesa

Energia jądrowa ciągle w grze

Kategoria: Trendy gospodarcze
Energia atomowa nie jest traktowana jako odnawialna, ale może być paliwem przejściowym w drodze do gospodarki bezemisyjnej. Obecnie na świecie buduje się około 50 elektrowni jądrowych, a nadzieją sektora są reaktory modułowe i tor, który mógłby zastąpić uran.
Energia jądrowa ciągle w grze