Dlaczego energia jądrowa ?
Plan budowy pierwszej elektrowni jądrowej w Polsce to wynik wielu czynników spośród których najbardziej istotne to rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną oraz nowe wymagania środowiskowe.
Ministerstwo Gospodarki szacuje, że do 2030 r. zapotrzebowanie na energię elektryczną wzrośnie o 36%, z poziomu 119,1 TWh w 2010 do poziomu 161,4 TWh. Ponadto, przyjęty w grudniu 2008 r. pakiet energetyczno – klimatyczny, ambitne cele polityki klimatycznej Unii Europejskiej oraz wzrastające zapotrzebowanie na import surowców energetycznych w połączeniu ze spekulacyjnymi zmianami cen ropy naftowej i gazu oraz węgla sprawiają, że energia pochodząca z elektrowni jądrowej staje się rozwiązaniem stanowiącym odpowiedź na wspomniane zagadnienia. Nie należy zapominać również o wpływie przyszłej elektrowni jądrowej na bezpieczeństwo energetyczne Polski, zwłaszcza biorąc pod uwagę brak pewności co do przyszłych dostaw gazu z kierunków wschodnich.
Hanna Trojanowska, była podsekretarz stanu w Ministerstwie Gospodarki i Pełnomocnik Rządu ds. Polskiej Energetyki Jądrowej słusznie stwierdziła, że „Dla zaspokojenia zapotrzebowania na energię po racjonalnych kosztach i z uwzględnieniem wymogów ochrony środowiska, musimy myśleć o synergii wszystkich technologii wytwórczych, w tym technologii jądrowych.“
Energetyka jądrowa to również stabilne źródło tańszej i czystej energii nie tylko dla gospodarstw domowych, ale i sektora przemysłowego. Tańsza energia pochodząca ze źródła jądrowego stanowić może kolejny element stabilizujący i wspomagajacy rozwój np. sektora produkcji w Polsce.
Energetyka jądrowa to także korzyść z punktu widzenia społeczeństwa:
|
Wdrażanie energetyki jądrowej w naszym kraju będzie przebiegało w 7 etapach, obejmujących: opracowanie Programu Polskiej Energetyki Jądrowej, stworzenie infrastruktury prawnej i instytucjonalnej, przygotowania do budowy pierwszej elektrowni jądrowej, realizację inwestycji, bezpieczną eksploatację elektrowni, następnie jej likwidację oraz wdrożenie docelowych rozwiązań związanych z gospodarką wypalonym paliwem.
Rozbudowa źródeł jadrowych to odpowiedź na nowe warunki ekonomiczne i środowiskowe nie tylko w Polsce. Obecnie na świecie działa 438 reaktorów jądrowych, a w najbliższych latach powstaną kolejne co najmniej 69 tego typu jednostki.
Bardzo rzeczowej analizy możliwości rozwoju energetyki jądrowej w Polsce dokonał Rafał Zasuń w artykule w Gazecie Wyborczej pod tytułem „Energia jądrowa na świecie” z dnia 22 lipca 2008 roku. Poniżej znajduje się treść artykułu:
„Świat wraca do energetyki jądrowej, bo rosną ceny gazu i ropy, a węgiel jest niepopularny jako główny sprawca globalnego ocieplenia. W połowie lat 80. wydawało się, że energetyka atomowa najlepsze lata ma za sobą. Ropa naftowa była tania, oscylowała w granicach 20 dol. za baryłkę. W Europie odkrywano coraz to nowe złoża gazu, który dawał tani prąd. W dodatku elektrownię na gaz można postawić w ciągu dwóch lat, a siłownię jądrową buduje się kilkanaście. Swoje zrobiła też katastrofa w Czarnobylu w ZSRR – to za jej sprawą elektrownie jądrowe zaczęły się kojarzyć ludziom bardziej z niebezpieczeństwem niż z energią. Dwa lata po katastrofie – w 1986 r. – Włosi zdecydowali w referendum o wyłączeniu swoich dwóch elektrowni atomowych. Stagnacja w sektorze trwała przez całe lata 90.
Ale od kilku lat ceny ropy i gazu zaczęły stopniowo rosnąć. Od dwóch miesięcy cena baryłki ropy nie schodzi poniżej 100 dol. W ślad za nią idą zawsze ceny gazu ziemnego, który jako paliwo do elektrowni dla wielu krajów stał się mało atrakcyjny. Wówczas przypomniano sobie o atomie.
Dodatkowym impulsem jest globalne ocieplenie, zdaniem większości naukowców spowodowane nadmierną emisją dwutlenku węgla. Z ociepleniem walczy zwłaszcza Unia Europejska, która chce, aby elektrownie płaciły coraz więcej za emisję dwutlenku węgla. Węgiel brunatny i kamienny jako paliwo nagle stał się znacznie mniej konkurencyjny. Energetyka jądrowa nie emituje CO2, ale mimo to nie zyskała przychylności ekologów. Niepokój budzi zwłaszcza kwestia składowania odpadów radioaktywnych.
Na wzrost cen surowców nałożył się szybki rozwój gospodarczy niemal na całym świecie. Żeby móc produkować i używać naszych produktów, potrzebujemy energii, najlepiej taniej. Kraje, które już mają elektrownie atomowe, stawiają lub będą stawiać nowe bloki. Rumuni skończyli swój w zeszłym roku. Nowe bloki powstają we Francji, w Finlandii, Rosji, Chinach, Bułgarii, USA i Armenii. Nowe elektrownie, które zastąpią stare, zużyte już bloki, mają postawić Litwini i Słowacy. Z Litwą współpracować ma także Polska.
Do klubu państw atomowych chcą dołączyć też nowe kraje. Gwałtowny rozwój gospodarczy krajów śródziemnomorskich spowodował głód energii. O elektrowni jądrowej myślą w Maroku i Tunezji, Egipt już zdecydował, że wybuduje ją niedaleko Aleksandrii. Kilka miesięcy temu przetarg na budowę siłowni jądrowej rozpisała Turcja. Na atom stawia też Białoruś, która chce się uniezależnić od rosyjskiego gazu. Pod prąd ogólnemu trendowi idą tylko Niemcy – poprzedni rząd zdecydował tam, że wyłączy wszystkie elektrownie atomowe do 2021. Ale obecna kanclerz Angela Merkel chce, żeby rząd i parlament zmieniły tę decyzję.
Dziś na całym świecie działają 442 reaktory o mocy 370 gigawatów (dla porównania – największa w Polsce elektrownia węglowa Bełchatów ma moc 4,4 gigawata). Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej w opublikowanym w zeszłym roku raporcie przewiduje, że w 2030 r. moc wzrośnie do 447 gigawatów, i to w wariancie pesymistycznym. Jeśli bowiem wszystkie zapowiadane przez państwa projekty zostaną zrealizowane, to moc siłowni jądrowych w 2030 r. wyniesie aż 679 gigawatów. W 2020 r. prąd wytworzony w siłowniach jądrowych będzie wart od 80 do 100 mld dol.
Większość elektrowni powstaje w gwałtownie rozwijającej się Azji – aż 15 z 29 reaktorów w budowie przypada na ten kontynent. Najwięcej energii potrzebują oczywiście dwa azjatyckie kolosy – Chiny i Indie. Skala planowanych inwestycji jest imponująca, dziś zaledwie 3 proc. energii w Indiach pochodzi z atomu. Ale powstaje tam siedem nowych reaktorów – w 2022 będą produkować 10 proc. energii, w 2052 r. aż 26 proc. W tyle nie pozostają też Chiny, buduje się tam cztery nowe reaktory, a władze zapowiadają przetargi na kilka kolejnych.”
Ceny prądu
W odległości 300 km od polskich granic eksploatowanych jest 10 elektrowni jądrowych – w sumie 26 reaktorów. Narażając się na takie samo ryzyko katastrofy jądrowej jak kraje, które wybudowały elektrownie, korzystamy z nich jednak w bardzo ograniczonym zakresie. Wymiana prądu między Polską a krajami ościennymi może odbywać się na małą skalę, bo niewielką moc mają kable łączące nas z sąsiadami.
Tymczasem Polska stoi przed wielkim dylematem – z czego będziemy czerpać energię w ciągu najbliższych kilkudziesięciu lat. Nasza pędząca gospodarka potrzebuje jej coraz więcej. Do niedawna wydawało się, że nie ma alternatywy dla węgla, którego mamy pod dostatkiem. Unijna strategia energetyczna sprawiła jednak, że węgiel jako paliwo stał się dużo mniej konkurencyjny. Za prawo do emisji dwutlenku węgla elektrownie muszą bowiem słono płacić. Bruksela rozdaje każdemu krajowi darmowe limity CO2 ale tak, aby nakłonić państwa do ograniczenia emisji. Limit dla Polski na lata 2008-2012 jest mniejszy o 30 proc. od naszych potrzeb. Brakujące limity elektrownie będą musiały dokupić. Zdaniem większości fachowców energetyce potrzebne będzie 20-30 mln ton rocznie. Dziś prawo do emisji tony CO2 kosztuje ok. 25 euro, ale cena może wzrosnąć. W sumie elektrownie wydadzą na limity CO2 od kilkuset milionów do miliarda euro rocznie – rachunek ten dostaniemy w cenie prądu. Jeśli Bruksela postawi na swoim i od 2013 r. znikną darmowe limity, a elektrownie za wszystkie uprawnienia będą musiały płacić, to cena prądu w Polsce wzrośnie aż o 70 do 90 proc. Polska energetyka jest bowiem w 95 proc. uzależniona od węgla. Takiego bilansu energetycznego nie ma żaden kraj w Europie. Firma Energomontaż obliczyła w zeszłym roku, jakie będą hurtowe ceny jednej megawatogodziny energii elektrycznej z różnych źródeł w 2020 r. Dziś kosztuje ona ok. 160-180 zł. Ceny wzrosły w ciągu tego roku o niemal 20 proc. Powodem jest obawa przed deficytem energii elektrycznej oraz strach przed problemem z CO2.
Dodatkowo naszą sytuację pogarsza to, że znaczną część starych bloków energetycznych trzeba będzie wyłączyć. Żeby gospodarka nie ucierpiała, potrzebujemy co roku 1000 MW nowych mocy. Na razie nie powstaje w Polsce nowy blok o takiej mocy.
Ceny surowców
Żeby światowa gospodarka mogła się rozwijać, potrzebna jest energia. Potrzebują jej zwłaszcza kraje rozwijające się – Chiny i Indie. Był taki okres, że w Chinach nowa elektrownia węglowa powstawała co kilka dni. „Fabryka świata” pożera także gigantyczne ilości ropy zużywanej w generatorach dieslowskich, w które zaopatrzonych jest wiele fabryk. Chcą one uniknąć wyłączeń prądu, które w Chinach czy Indiach nie są rzadkością.
Boom w RPA połączony z brakiem budowy nowych elektrowni spowodował, że prądu brakuje permanentnie, a blackouty są na porządku dziennym. Krajowi grozi spowolnienie rozwoju gospodarczego. Także kłopoty z energią elektryczną odpowiedzialne są za marny stan przygotowań do piłkarskich mistrzostw świata w 2010 r. Popyt na energię wywindował ceny surowców do niebotycznych rozmiarów. Ropa powyżej 100 dol. za baryłkę nikogo już nie dziwi, z ropą powiązane są ceny gazu ziemnego. Wedle niektórych, raczej ponurych, prognoz w przyszłym roku cena baryłki ropy przekroczy 200 dol. Drożeje także węgiel i uran. Wysokie ceny surowców spowodowały także boom na odnawialne źródła energii. Wiatr, woda, słońce biomasa, biopaliwa cieszą się wielkim powodzeniem, ale po części zawdzięczają to ogromnemu wsparciu państw. Według unijnej strategii udział odnawialnych źródeł w bilansie energetycznym UE w 2020 r. ma wynieść 20 proc. Oznacza to ogromny wysiłek także dla Polski, która ma się „poprawić” z 7 do 15 proc. Kłopot z energią odnawialną polega na tym, że z wyjątkiem energetyki wodnej jest ona droższa niż konwencjonalna.
Atomowi giganci
Możliwości budowy elektrowni jądrowych ma kilkanaście krajów, ale tak naprawdę na świecie liczy się pięciu potentantów – z Francji, Rosji, USA, Japonii i Kanady. To oni startują w przetargach na całym świecie i to oni dostarczają do większości elektrowni uranowe paliwo. W walce o gigantyczne, warte miliardy dolarów kontrakty ekonomia miesza się z geopolityką, a za „swoimi” firmami wstawiają się przywódcy państw, a dyplomaci pilnie obserwują, który kraj zamierza budować elektrownię atomową.
Francuska firma Areva należąca w większości do państwa. Jej najnowszy produkt – reaktor EPR – reklamowany jest jako najnowocześniejszy model na świecie. Areva cieszy się od lat wsparciem francuskich polityków. Niedawno prezydent Francji Nicolas Sarkozy odbył prawdziwą pielgrzymkę do krajów arabskich, przedstawiając im zalety francuskiej technologii. Areva wybudowała bądź buduje elektrownie w Chinach, RPA i Finlandii. W samej Francji siłownie buduje inny gigant francuskiej energetyki – Electricite de France (EdF). Francuzom depczą po piętach Rosjanie. Ich państwowa korporacja Rosatom sprzedaje reaktor WWER – produkt wprawdzie leciwy, bo ponad 20-letni, ale za to sprawdzony, tani i ulepszony. Żeby walczyć o kontrakty w Europie, Rosjanie postarali się o certyfikat Unii Europejskiej na swoje elektrownie. W 2006 połączyli siły z Francuzami i wygrali przetarg na budowę siłowni w Belene w Bułgarii, wygrywając z amerykańsko-japońskim Westinghouse. Oprócz Rosji i Bułgarii budują elektrownie także w Chinach, Indiach oraz najbardziej kontrowersyjną – w Iranie. Zachód obawia się, że instalacja pomoże ajatollahom uzyskać broń jądrową.
Kolejny atomowy gigant nazywa się Westinghouse i w przeciwieństwie do pierwszych dwóch jest prywatny. Firma pochodzi z USA, ale większość udziałów ma japońska Toshiba. Budowali bądź budują elektrownie w USA, Chinach i Korei Płd. W Europie Amerykanie nie mają ostatnio szczęścia w walce z Rosjanami i Francuzami. Nie tylko przegrali przetarg na budowę elektrowni jądrowej w Bułgarii, ale nie udało im się także dostać kontraktu na dostawę paliwa do elektrowni słowackich. Pokonali ich tam również Rosjanie.
Westinghouse odniósł za to sukces na Ukrainie – podpisał lukratywny kontrakt na dostawę paliwa do tamtejszych elektrowni, co bardzo poirytowało Moskwę.
Druga amerykańska firma, która walczy o kontrakty głównie w USA i Azji, to General Electric, współpracująca z japońskim Hitachi. Ich reaktory działają w USA i Japonii.
W cieniu gigantów działają mniej znani Kanadyjczycy z firmy Atomic Energy of Canada. Ta państwowa firma sprzedała reaktory do Chin, Argentyny, Indii, Korei Płd. W Europie kanadyjskie reaktory działają w rumuńskiej elektrowni Cernavoda. Kanadyjczycy oferują szybką i terminową budowę oraz prostą technologię.
Reaktor
Elektrownia jądrowa to elektrownia cieplna, w której woda podgrzewana jest nie przez ciepło wyzwalane w czasie spalania węgla lub węglowodorów, lecz przez ciepło wytwarzane w czasie zachodzenia łańcuchowej reakcji rozszczepiania jąder. Ciężkie jądro ulega rozszczepieniu – samorzutnie bądź na skutek zewnętrznego bodźca – na dwa fragmenty lżejsze jądra i kilka neutronów, uwalniając znaczną energię. Neutrony te z kolei powodują dalsze rozszczepienia, powodując łańcuchowy przebieg procesu.
W elektrowniach jądrowych reakcja łańcuchowa jest sterowana – nie może wymknąć się spod kontroli.
Paliwem jest izotop uranu U-235 – sam lub zmieszany z izotopem plutonu Pu-239.
Inne elementy, np. turbina czy generator prądu, są takie same jak we wszystkich elektrowniach cieplnych.
Elektrownie jądrowe mają wiele zalet – pierwsza z nich to niski udział cen paliwa w koszcie produkcji energii elektrycznej. W elektrowni atomowej wynosi zaledwie 10 proc., w węglowej – 30 proc., a w gazowej – 75 proc. Udział kosztów samego niewzbogaconego uranu jest jeszcze mniejszy – wynosi zaledwie 3-5 proc. To sprawia, że nawet dwukrotny wzrost cen uranu powoduje, że cena prądu rośnie zaledwie o kilka procent. Najważniejszy problem to składowanie odpadów radioaktywnych. Trzyma się je pod ziemią w specjalnych magazynach.”
Rafał Zasuń