Temat budowy elektrowni atomowej w Polsce wrócił w ciągu kilkunastu ostatnich miesięcy w związku z potrzebą ograniczania emisji CO2 w naszym kraju. Temat energii atomowej w Polsce i na świecie zgłębiamy razem z dr inż. Pawłem Gajdą z krakowskiej Akademii Górniczo-Hutniczej.
Mateusz Tomanek, Ekoguru.pl: Dlaczego energetyka atomowa jest dla społeczeństwa kontrowersyjna?
Dr inż. Paweł Gajda: Istnieją trzy główne historyczne obawy związane z energią jądrową. Pierwsza wiązała się z łączeniem energetyki jądrowej z bronią jądrową. Pierwsze ruchy przeciwko wykorzystaniu atomu kierowały swój sprzeciw dla jednego i drugiego zastosowania tej technologii. Zresztą do dzisiaj można się spotkać z argumentem mówiącym, że energetyka jądrowa może prowadzić do produkcji broni jądrowej. To jest oczywista nieprawda, ponieważ energetyczny reaktor jądrowy praktycznie nie nadaje się do produkcji plutonu stosowanego do budowy broni jądrowej. Świetnym przykładem na to jest półwysep koreański, gdzie broń jądrową ma Korea Północna, która jednocześnie nie ma energetyki jądrowej. Korea Południowa ma z kolei energetykę jądrową, a nie ma broni. To działa na takiej samej zasadzie jakby powiedzieć, że ktoś kto produkuje samoloty cywilne może też robić międzykontynentalne pociski balistyczne. Istnieją oczywiście pewne wspólne obszary know-how, w których jest związek między energetyką, a bronią jądrową, ale związek ten w żadnym wypadku nie przekłada się jeden do jednego.
Innym przykładem jest Izrael, który najprawdopodobniej posiada broń jądrową, choć oficjalnie się do tego nie przyznał, a energetyki jądrowej również nie ma. Wydaje mi się jednak, że u nas w Polsce to nie jest często słyszany argument.
Druga obawa dotyczy bezpieczeństwa. Niektórzy kojarzą energetykę jądrową z Czarnobylem oraz Fukushimą i to budzi pewien strach. W tym przypadku wydaje mi się, że w powszechnej świadomości argument ten traci na znaczeniu. Nikt już nie buduje takich reaktorów jak te w Czarnobylu. To jest zupełnie inna technologia i wydaje się, że świadomość tej różnicy w społeczeństwie rośnie.
Zostaje nam kwestia związana z odpadami promieniotwórczymi i ich składowaniem. Trzeba także zauważyć, że ostatnio pojawia się także argument ekonomiczny, ponieważ część osób zastanawia się czy budowa elektrowni atomowej nie jest zbyt droga.
Ostatni argument wydaje się najbardziej przytomny. Czy budowa elektrowni atomowej nie jest za droga dla takiego kraju jak Polska?
Trzeba pamiętać o tym, że sama budowa elektrowni jest dosyć kosztowna natomiast jej eksploatacja jest zdecydowanie tańsza. Gdybyśmy kierowali się wyłącznie krótkoterminowymi kosztami to teoretycznie węgiel mógłby być tańszym źródłem energii pod warunkiem, że mamy dostęp do taniego węgla. A pomijając już wszystkie aspekty ekologiczne, tani węgiel zaczyna nam się kończyć i coraz bardziej opłaca się nam sprowadzać go z zagranicy. Patrząc wyłącznie na cenę moglibyśmy sobie postawić elektrownię węglową i powiedzieć: nie instalujmy w niej układu odsiarczania spalin, bo wtedy będzie taniej. To pokazuje, że trzeba też uwzględniać kwestie związane z ochroną środowiska, które oczywiście kosztują, a nie jest to żadna fanaberia, ponieważ jeśli chcielibyśmy pozwolić zakładom na nieregulowaną działalność szkodzącą środowisku, to finalne koszty byłyby jeszcze wyższe. Stąd to co obserwujemy obecnie, czyli wprowadzanie kolejnych regulacji czy opłat za emisje szkodliwych substancji, które mają na celu zapobieganie przerzucaniu kosztów na społeczeństwo.
W jaki sposób koszty przerzucane są na społeczeństwo?
Mamy w Polsce obecnie duży problem ze smogiem, prawda? Smog wywołuje przecież różnego rodzaju choroby, które są leczone w Polsce. A kto płaci za to leczenie? Pani płaci, pan płaci… społeczeństwo. To nie koniecznie jest tak, że tylko cena i ekonomia jest wyznacznikiem. Powinniśmy też pamiętać, że ze względu na zmiany klimatu cały świat musi przechodzić w stronę źródeł nisko emisyjnych, co oznacza, że będziemy odchodzić od paliw kopalnych, czyli zostaje nam tylko energetyka jądrowa i źródła odnawialne. Trzeba pamiętać o tym, że energetyka jądrowa jest kosztowna w budowie, ale jest to inwestycja, która z czasem się zwraca. Zresztą cała transformacja energetyczna będzie kosztowna, ale dzięki niej unikniemy jeszcze wyższych kosztów katastrofalnych zmian klimatu.
Wspomniał Pan o tym, że elektrownia zwróci się z czasem czyli jest to inwestycja długoterminowa. Nasuwa mi się pytanie dlaczego budowa elektrowni atomowej trwa tak długo?
Wynika to z dwóch rzeczy. Po pierwsze jest to duży i skomplikowany zakład więc sama fizyczna budowa tyle trwa. Po drugie, to elektrownie jądrowe są obwarowane mocno różnego rodzaju przepisami i przez to proces uzyskiwania wszystkich zgód i zezwoleń jest dosyć długi. Poza standardowymi zgodami związanymi z dużymi inwestycjami czyli na przykład raport oddziaływania na środowisko i zgody z tym związane, to dochodzą nam elementy ściśle związane z charakterem jądrowym. Musi być sprawdzana lokalizacja, inwestor budujący elektrownię musi przedstawić wstępny raport bezpieczeństwa, który przedstawia Państwowej Agencji Atomistyki. W tym dokumencie inwestor musi udowodnić, że to co buduje jest bezpieczne. I dopiero po sprawdzeniu tego raportu i jego weryfikacji można wbić pierwszą łopatę pod budowę.
Ile według Pana będzie trwała budowa elektrowni atomowej w Polsce?
Obecnie jesteśmy w momencie, w którym mamy wstępnie wykonane badania lokalizacyjne dla dwóch lokalizacji nadmorskich, z których jedną inwestor wskazał jako preferowaną, a druga pozostaje niejako w rezerwie. Od momentu wybrania dostawcy technologii, w którym będzie mógł zacząć przygotowywać wspólnie z inwestorem projekt elektrowni plus przygotowanie raportów, to mówimy o 4 – 5 latach, a potem o 6-7 latach samej budowy. Gdyby wszystko poszło sprawnie, to elektrownia atomowa mogłaby powstać w ciągu 12 lat. Jakbyśmy się bardzo sprężyli, to można by ją nawet postawić w 10 lat, ale wielką niewiadomą tutaj jest długość procesu budowy.
Skąd się bierze ta niepewność?
Patrząc na doświadczenia innych krajów można wyciągnąć wniosek, że rozbieżności w tym względzie mogą być bardzo duże. Głównie ze względu na to, że w wielu miejscach na świecie budowano bardzo mało i często były to jednostki prototypowe. A to powoduje wydłużenie procesu budowy. Tam gdzie ciągle i „seryjnie” budowano, czyli m.in. w Chinach, Rosji czy Korei Płd., a zatem przemysł utrzymywał i rozwijał kompetencje w tym zakresie, budowy idą zdecydowanie sprawniej.
Chciałbym zwrócić uwagę, że Polska do 2030 roku zobowiązała się zmniejszyć emisję CO2 o połowę, co wiąże się przecież z koniecznością budowy elektrowni atomowej. Pan twierdzi, że nie zdążymy.
Trzeba sobie wprost powiedzieć, że do roku 2030 nie zdążymy, tylko, że to nie jest argument przeciwko budowie elektrowni. Trzeba pamiętać, że nasze zobowiązania nie kończą się na redukcji o połowę, tylko do 2050 roku musimy zredukować emisję CO2 o 100 proc. Redukcję do 2030 roku trzeba zrobić za pomocą źródeł odnawialnych i ewentualnie przejściem z węgla na gaz, który jest trochę mniej emisyjny. Gaz jednak jest problematyczny, ponieważ ciągle jest to źródło emisyjne, po drugie trzeba mieć ten gaz, a ponadto gaz jest drogi, co widzimy w ostatnim czasie szczególnie. Jeśli do 2050 roku mamy zejść z emisją do zera, to trzeba wyraźnie powiedzieć, że atom będzie potrzebny. A żeby ten atom pojawił się w Polsce w latach 30., to musimy zacząć nad tym pracować już teraz.
Jaki będzie udział atomu w miksie energetycznym w Polsce?
Czysto teoretycznie do 2050 roku atom może mieć nawet połowę udziału w naszym miksie energetycznym. W obecnych planach jest mowa o około 25 proc. udziału. Mi się jednak wydaje, że będziemy potrzebować nieco więcej niż to co zakładają plany rządowe. O ile więcej, to się jeszcze okaże, ponieważ jeśli zdecydujemy się na elektryfikację transportu, to będzie się to wiązało z większym zapotrzebowaniem na energię elektryczną. To jednak jest obecnie teoria, ponieważ nie jesteśmy w stanie w tym momencie powiedzieć jaki będzie udział OZE w miksie energetycznym, jaki będzie udział wodoru czy innych technologii magazynowania energii. To jest największa niepewność i to wyjdzie w praniu. To co najważniejsze, to fakt, że energia atomowa jest źródłem bezemisyjnym, które jest sterowalne czyli pracuje 24/7, a ponadto atom zmniejszy zapotrzebowanie na magazynowanie energii przy założeniu, że przechodzimy na system całkowicie bezemisyjny. W przypadku miksu OZE i magazynowania, to zapotrzebowanie na magazyny energii byłoby olbrzymie. To jest nierealne, żeby w Polsce zbudować tyle magazynów energii w perspektywie roku 2050.
Wielu ekspertów twierdzi też, że atom również przyczyni się do produkcji zielonego wodoru.
Zgadza się. Jeśli mamy produkować zielony wodór, który jest rozważany jak ważny nośnik do magazynowania energii, to atom jest również świetnym źródłem do jego produkcji.
Powiedział Pan o inwestycjach, które musimy przeprowadzić zanim elektrownia zacznie działać. Wyobraźmy sobie, że mamy rok 2035 i elektrownia atomowa jest otwierana. Czy Polska potrzebuje dodatkowych inwestycji np. w sieć przesyłową czy dystrybucyjną?
Oczywiście inwestycje w sieci są konieczne, ale warto zaznaczyć, że my ich potrzebujemy niezależnie od tego czy elektrownia atomowa powstanie czy nie. Warto też zwrócić uwagę na to, że w opcji kiedy mamy elektrownie jądrowe, to konieczne inwestycje w sieć przesyłową będą mniejsze niż jeśli postawilibyśmy wyłącznie na źródła odnawialne.
Domyślam się, że jest to związane z charakterem OZE, które nie produkuje energii w sposób ciągły.
Tak. Dla przykładu popatrzmy na farmę wiatrową na morzu, do której trzeba pociągnąć linię przesyłową. Ponieważ ona nie pracuje zawsze, to musimy mieć źródło rezerwowe, do którego również trzeba pociągnąć linię przesyłową. Co jest bardzo ważne, to żeby skutecznie móc inwestować w OZE – zwłaszcza w to lokalne jak fotowoltaika prosumencka – to nam są potrzebne przede wszystkim duże inwestycje w sieci dystrybucyjne. Nie chodzi o linie wysokiego napięcia, które przesyłają energię na duże odległości, ale w takie, które przesyłają energię bardziej lokalnie na niższych napięciach.
Wróćmy na chwilę do gazu. Obecnie na szczeblu unijnym toczy się dyskusja czy atom ma być podstawowym źródłem czy lansowany przez Republikę Federalną Niemiec gaz. Czy gaz jest realną alternatywą dla atomu?
Jasno trzeba powiedzieć, że nie jest. Gaz ma oczywiście niższą emisję niż węgiel, ale cały czas jest źródłem emisyjnym. Jeśli chcemy osiągnąć neutralność klimatyczną, to gaz nie jest żadnym rozwiązaniem. Może w jakiejś mniejszej skali jako biogaz albo gaz syntetyzowany. To w jaki sposób została teraz postawiona alternatywa w taksonomii unijnej, to wynika z pewnego celu politycznego. Obecna propozycja działa trochę na zasadzie, że jeśli chcecie mieć atom, to gaz jest z nim w pakiecie. Ale pod kątem polityki klimatycznej, to z tej pary tylko atom jest rozwiązaniem odpowiednim. Gaz będzie potrzebny wyłącznie przejściowo do momentu, w którym nie rozwiniemy technologii magazynowania energii, ponieważ stawiając na OZE będziemy musieli stworzyć dla nich rezerwy w postaci właśnie gazu ziemnego. Tutaj warto dodać, że bardzo często mówi się w debacie polskiej czy europejskiej o odejściu od węgla. Według mnie jest to błędne podejście, ponieważ nas powinno bardziej interesować odejście od wszystkich paliw kopalnych czyli od węgla, gazu i ropy naftowej.
Ostatnio mogliśmy przeczytać informacje o planach budowy prywatnych reaktorów atomowych. Czy uważa Pan, że takie reaktory kiedyś powstaną?
Jako pierwszy mówił o tym Michał Sołowow i Zygmunt Solorz-Żak, a ostatnio Orlen się do tego dołączył. Pojawiają się tego typu plany na świecie, ale na ile są one skonkretyzowane i jak się skończą, to oczywiście przyszłość pokaże. Na rynku niedługo pojawią się tzw. małe reaktory, których zaletą jest to, że dzięki temu, że są mniejsze, to jednostkowa cena elektrowni będzie niższa. Według mnie jest to ciekawa perspektywa, która wpuści na rynek dodatkowych inwestorów. Problem polega na tym, że małe reaktory są póki co niedostępne komercyjnie więc wszystkie daty o których słyszymy są na razie nierealne. W kontekście Polski i małych reaktorów mówi się o amerykańskim General Electric i reaktorze BWRX 300 w przypadku Synthosu i Orlenu. Druga firma, to NuScale, z którą memorandum podpisał KGHM. Pierwszy z nich ma 300 MW, a drugi 77. W umowie Z KGHM jest mowa o 4 takich reaktorach wstępnie, ale to daje nam około 300 MW. Z punktu widzenia zapotrzebowania naszego kraju jest to kropla w morzu potrzeb, więc one bynajmniej nie załatwią nam sprawy choć bardzo dobrze jeśli się pojawią.
Trzeba pamiętać, że zanim te małe reaktory pojawią się na szersza skalę, to najpierw musi gdzieś powstać prototypowa jednostka, która pokaże czy to faktycznie ma sens. Na dzisiaj ciężko powiedzieć coś choćby o kosztach itd. Idea jest fajna, ale trzeba ją jeszcze wprowadzić w życie.
Skoro już mowa o reaktorach, to obecnie toczymy dyskusje nad tym kto ma dostarczyć nam reaktory. Mamy opcje francuską, amerykańską, a ostatnio także koreańską. Jakie są różnice między nimi?
Pod wieloma względami te trzy reaktory są bardzo podobne do siebie. Wszystkie z nich są reaktorami wodnymi ciśnieniowymi i jest to najpopularniejsze rozwiązanie stosowane na świecie. Wszystkie należą również do trzeciej generacji, czyli są to nowoczesne reaktory, które powstały na bazie wieloletniego doświadczenia. Także wszystkie z nich mają już gdzieś działające jednostki, co jest dosyć istotne. Różnice pojawiają się w szczegółowych rozwiązaniach jak na przykład ilość wytwornic pary, rodzaj stosowanych układów bezpieczeństwa, itd. Efekt końcowy i poziom bezpieczeństwa jest w nich bardzo zbliżony. Różnią się nieco mocą, ale we wszystkich przypadkach mówimy o blokach o mocy elektrycznej ponad 1 GW. Dlatego, według mnie, decydującym aspektem będzie finansowy, a także offset, który będzie dodany do oferty.
Są jeszcze reaktory rosyjskie.
Tak, i z punktu widzenia inżyniera są to znów bardzo podobne reaktory, ale z innych przyczyn nie są przez nas rozpatrywane. Co ciekawe, to między innymi w Finlandii trwają przygotowania do budowy elektrowni atomowej wykorzystującej właśnie reaktory rosyjskie.
Mówiąc o produkcji energii trudno nie zapytać się o dostępność paliwa. Jakie są zasoby paliwa atomowego?
Nas jako przyszłego operatora elektrowni interesuje przede wszystkim dostawa gotowego paliwa, a nie uranu jako takiego. Istotne jest to, że dostawy na pierwsze kilka lat będą elementem umowy na budowę elektrowni. Warto też pamiętać, że różne firmy zajmujące się produkcją i dostarczaniem paliwa produkują je nie tylko do swoich reaktorów. Na przykład Westinghouse, który ma też swój zakład produkcyjny w Europie, dokładnie w Vasteras w Szwecji, produkuje paliwo nie tylko do swoich reaktorów. Dostarczał paliwo między innymi Czechom do ich elektrowni, gdzie są reaktory rosyjskiej konstrukcji.
W długoterminowej perspektywie istotna jest wielkość zasobów uranu. Patrząc na raporty mogę powiedzieć jako ciekawostkę, że zasobów zwykle z roku na roku przybywa, gdyż póki co my je szybciej odkrywamy niż zużywamy. Rozpoznane, opłacalne zasoby przy obecnym zużyciu wystarczą nam na około 200 lat. Warto też pamiętać, że na to ile dostępnych jest zasobów uranu wpływ ma cena. Uranu jest dużo, ale często występuje w złożach, w których jego zawartość jest niska, a przez to wydobycie kilograma uranu robi się droższe. Im więcej będziemy w stanie zapłacić za kilogram uranu tym jego zasoby będą większe.
Musimy także powiedzieć o słabych stronach energetyki jądrowej.
Według mnie największą słabością jest to, żeby elektrownia atomowa powstała, to trzeba dużej determinacji i konsekwencji. W przypadku źródeł odnawialnych, to jeśli stworzymy odpowiednie przepisy umożliwiające inwestowanie nawet małym podmiotom, to one zaczynają nam powstawać „same”. Atom jednak wymaga wysiłku bardziej scentralizowanego. A to jak w Polsce to wychodziło to niestety wiemy.
Pewnym minusem jest kwestia ekonomiczna, ponieważ atom wymaga dużych nakładów finansowych już na samym początku. Choć reaktory, które będziemy stawiać w latach 30. są projektowane na 60 lat działania, to ich budowa wymaga sprawnego podejmowania decyzji i pokonywaniach pewnych barier administracyjnych. Biorąc pod uwagę fakt, że elektrownia atomowa budowana jest przez kilka kadencji sejmu, to jej powstanie uzależnione jest od zawirowań politycznych, co również jest nie bez znaczenia.
A co z odpadami promieniotwórczymi?
Odpady są rzeczą, którą oczywiście trzeba się zająć i co ciekawe już teraz istnieją odpowiednie przepisy. Powstanie fundusz, w którym operator elektrowni płaci odpowiednią kwotę od sprzedanej kilowatogodziny. Te pieniądze są przeznaczane przez państwo na zabezpieczenie odpadów. A takich wysokoaktywnych odpadów powstaje około 30 ton rocznie z jednego reaktora. Ze względu na dużą gęstość to jest kilka metrów sześciennych więc jest tego na tyle niewiele, że możemy bez problemu je przechowywać. Świetnym przykładem jest składowisko Zwilag w Szwajcarii. Jest to duża hala, w której przechowywane są pojemniki z odpadami, a które są na bieżąco monitorowane. Ostateczne składowisko, tzw. głębokie, powstaje już w Finlandii. Więc pod kątem technicznym mamy środki, żeby te odpady zabezpieczyć w odpowiedni sposób.
Bezpieczeństwo przechowywania odpadów promieniotwórczych, to jedno. A jaki wpływ na środowisko naturalne może mieć sama elektrownia?
Ja zajmuję się kwestiami technicznymi jeśli o funkcjonowanie takiej elektrowni, więc zdecydowanie więcej mogliby powiedzieć specjaliści od oddziaływania na środowisko. Oczywiście każda budowa dużego zakładu, czy nawet dużego budynku, ma wpływ na środowisko, ale mocno zależy on od tego w jakim miejscu on powstaje. Po to właśnie tworzy się odpowiednie raporty oddziaływania na środowisko w procesie uzyskiwania zezwoleń na budowę. W przypadku elektrowni jądrowej dużo mówi się o wpływie chłodzenia elektrowni na środowisko wodne, gdyż jak każda elektrownia cieplna wymaga ona odprowadzania znaczących ilości ciepła ze skraplacza turbiny. W Polsce bardzo często stosuje się otwarty obieg chłodzenia, czyli elektrownia pobiera znaczące ilości wody, na przykład z rzeki, a następnie zrzuca ja w nieco wyższej temperaturze. Stąd właśnie częste lokalizowanie elektrowni przy rzekach czy zbiornikach wodnych. Wbrew powszechnym opiniom woda ta nie jest w żaden sposób „zużywana”, ale oczywiście rozwiązanie to ma pewien negatywny wpływ na ekosystem, z którego ta woda pochodzi i do którego jest zrzucana. W celu jego minimalizacji wydaje się odpowiednie pozwolenia wodno-prawne, które określają między innymi ile wody może taki zakład pobrać, jaką temperaturę może mieć zrzucona woda i wiele innych. Warto pamiętać, że o ile możliwe jest zaprojektowanie takiego otwartego układu chłodzenia tak aby spełniał dość rygorystyczne wymagania, to jego zmiana w trakcie eksploatacji byłaby bardzo trudna i kosztowna.
Otwarty układ chłodzenia, choć zwykle jest najtańszym rozwiązaniem, to nie jest jedyna możliwością. Często stosowaną alternatywą są chłodnie kominowe, które nie wymagają dostępu do tak dużych ilości wody. Technicznie możliwe jest nawet zastosowanie chłodzenia powietrznego, ale to rozwiązanie najbardziej kosztowne i stąd bardzo rzadko stosowane. Ja osobiście skłaniałbym się ku zastosowaniu chłodni kominowych, ale ostateczna decyzja powinna być oparta na odpowiedniej analizie wpływu na środowisku poszczególnych opcji oraz ich kosztów. Trzeba powiedzieć jasno, że pewien negatywny wpływ na środowisko będzie – tak jak przy każdej działalności człowieka. Ważne aby on był możliwie jak najmniejszy, w szczególności mniejszy niż możliwych alternatyw.
Dziękuję Panu za rozmowę
Dziękuję bardzo.
Dr inż. Paweł Gajda – Pracownik Katedry Zrównoważonego Rozwoju Energetycznego na Wydziale Energetyki i Paliw Akademii Górniczo-Hutniczej im. St. Staszica w Krakowie. Naukowo zajmuje się głównie fizyką reaktorową, technologiami reaktorów nowej generacji oraz rolą energetyki jądrowej w niskoemisyjnych systemach energetycznych. Pracował w wielu międzynarodowych projektach badawczych z zakresu nowych technologii reaktorowych, zwłaszcza układów podkrytycznych (ADS) oraz reaktorów wysokotemperaturowych (HTR). Zajmuje się również polaryzacją wiedzy z zakresu klimatu i energetyki, zwłaszcza jądrowej. Jest również sekretarzem generalnym Polskiego Towarzystwa Nukleonicznego, członkiem zarządu European Nuclear Society oraz członkiem Rady Klimatycznej przy UN Global Compact Network Poland.