Wady i zalety energetyki jądrowej [P. Paczos]

Paweł Paczos 19 grudnia 2011

W Unii Europejskiej jest 15 państw członkowskich, które wykorzystują energię jądrową do produkcji energii. Na terytorium UE działa 66 elektrowni atomowych ze 152 reaktorami.[1] Produkcja energii z energii atomowej w Unii wzrosła w ostatnich kilkunastu latach o ponad 1/4, pomimo, że nie zainstalowano żadnych nowych mocy wytwórczych w ostatnim okresie. Aktualnie produkcja energii elektrycznej z energii atomowej wynosi 30,2% (ok. 998 TWh) ogólnej produkcji energii elektrycznej w państwach członkowskich UE.[2]

Największym producentem energii jądrowej w Europie i drugim na świecie (po USA) jest Francja, która zaspokaja ponad 75% zapotrzebowania na energię dzięki sile atomu. Rząd francuski, borykający się z problemami bezpieczeństwa energetycznego w związku z niewystarczającym stanem posiadania zasobów konwencjonalnych, już w latach 70. ubiegłego wieku, postawił na rozwój energetyki jądrowej. Na decyzję wpływ miała zasobność w rudy uranu, które ocenia się na około 100 000 ton, co daje aż 3% zasobów uranu na całym świecie. Dzięki przestawieniu się na produkcję energii elektrycznej z energii jądrowej Francja szybko zapewniła sobie samowystarczalność energetyczną oraz stała się największym na świecie eksporterem energii. Ma to wpływ na ogólną politykę energetyczną całej UE. Większość sektora energetycznego tego kraju skupia się w rękach potężnego koncernu (EdF), który w większości jest własnością państwa. Nie dziwi więc twarda postawa kolejnych władz tego kraju, które potrafią wznieść się ponad podziały wewnątrzpaństwowe dla zabezpieczenia interesów EdF na arenie europejskiej. Eksport energii w ramach EdF jest wykorzystywany przez Francję jako środek o znaczeniu politycznym charakteryzujący się możliwościami wpływu na polityki innych państw – importerów.   Jak ważna jest energia jądrowa dla Francji, udowadnia fakt, że jedna elektrownia w Gravelines niedaleko Dunkierki dostarcza 35 TWh rocznie. W 1950 r. tyle energii zostało zużyte w całej Francji. Teraz zużycie energii jest znacznie większe, ale nie wolno zapominać, że elektrownia w Gravelines jest tylko jedną z 20 czynnych we Francji z 59 reaktorami jądrowymi, zaś cały przemysł jądrowy we Francji zatrudnia ponad 100 000 pracowników.[3]

Poza Francją, największe skupiska elektrowni atomowych istnieją w Niemczech, Wielkiej Brytanii, Hiszpanii oraz Szwecji. W pozostałych dziesięciu państwach Unii wykorzystujących energię atomową znajdują się po dwie lub jedna elektrownia.[4] Obok Francji, energia nuklearna stanowi ponad 50% całkowitej energii także w Belgii, Szwecji oraz na Słowacji i Litwie. W przypadku Litwy, produkcja energii atomowej stanowi prawie 80% całkowitej produkcji energii. Dzięki temu Litwa jest w stanie produkować energię także na eksport (do Rosji oraz na Białoruś i Łotwę).[5] Litwa została jednak zobowiązana przez UE do zamknięcia jedynej, przestarzałej elektrowni atomowej w Ignalinie do 2009 roku. W 2007 roku, parlament Litwy zdecydował o utworzeniu nowej elektrowni atomowej przy współudziale Polski, Litwy i Estonii do roku 2015. Także nasi południowi sąsiedzi są dobrze zaopatrzeni w moce wytwórcze w przypadku energii atomowej. Ponad 50% energii wyprodukowanej na Słowacji pochodzi z dwóch elektrowni atomowych. W przypadku Republiki Czeskiej energia nuklearna stanowi 1/4 całkowitej produkcji energii w tym kraju, co stawia Czechy na trzecim miejscu pod względem eksportu energii w Unii Europejskiej
(po Francji i RFN).

Dziesięć państw UE, w tym Polska, w ogóle nie wykorzystuje energii atomowej w produkcji energii elektrycznej. Ciekawym pod tym względem państwem europejskim są Włochy. W 1987 roku po awarii reaktora jądrowego w Czarnobylu, Włosi przeprowadzili referendum w sprawie wykorzystania energii jądrowej w ich kraju. 71% Włochów opowiedziało się przeciw tej energii. W związku z wynikami referendum rząd włoski zdecydował o zamknięciu do 1990 roku wszystkich, czterech elektrowni jądrowych na Półwyspie Apenińskim.

Po wybuchu elektrowni atomowej w japońskiej Fukushimie zarówno w Europie jak i na całym świecie prowadzona jest ożywiona debata na temat bezpieczeństwa użycia oraz przyszłości energetyki atomowej. Część krajów UE, takich jak Niemcy, Belgia czy też Szwecja planuje w najbliższym okresie ograniczyć produkcję energii jądrowej. Niemcy do końca 2022 roku zamkną wszystkie elektrownie atomowe.[6] Jednak zdecydowana większość państw z Francją na czele oraz przy wsparciu Komisji Europejskiej opowiadającej się za wzrostem wykorzystania energii jądrowej w ogólnym bilansie energetycznym Unii, jest zdecydowana zwiększać swoje moce wytwórcze i budować nowe reaktory. Także państwa dotychczas nie posiadające elektrowni nuklearnych mają w planach jej budowę w przyszłości, czego doskonałym przykładem jest Polska.

Za wykorzystaniem energii jądrowej przemawia kilka argumentów. Przede wszystkim jest to doskonały środek dla uzyskania samowystarczalności energetycznej. Głównym surowcem potrzebnym do wyprodukowania tej energii jest uran. Jest on szeroko dostępny na całym świecie, także w Europie. Największe złoża uranu posiada Australia (prawie 24% potencjału światowego). Znaczne ilości produkuje także Kanada (aktualnie światowy lider pod względem produkcji uranu), USA i Kazachstan. Do głównych producentów uranu w UE należą Czechy (posiadają najstarszą kopalnię uranową na świecie – Jáchymov), Niemcy (prawie wszystkie kopalnie uranu znajdują się na terytorium dawnego NRD) oraz Rumunia. Także Polska posiada niewielkie zasoby tego surowca w Sudetach oraz w rejonie Gór Świętokrzyskich. W latach 1954 – 1973 działała największa w Polsce kopalnia uranu „Wolność” (Kowary w Sudetach). Według różnych źródeł wydobyto w niej podczas eksploatacji kopalni od 650 do 850 ton uranu (głównie na eksport) . Uran jest surowcem wysoko efektywnym   energetycznie.   Aktualnie   do  wytworzenia   1   TWh  potrzeba jedynie 23 ton uranu naturalnego.[7] Dla porównania, dla wytworzenia takiej samej ilości energii potrzeba około 100 mln. litrów ropy naftowej. Światowe zasoby uranu wystarczą na dłuższy okres eksploatacji niż gazu ziemnego i ropy naftowej. Energetyka jądrowa jest znacznie mniej narażona na problemy z dostawą surowców niż w przypadku energetyki konwencjonalnej. Reaktory nuklearne potrafią działać ponad rok bez konieczności uzupełniania paliwa, co w przypadku kryzysów energetycznych daje cenny czas władzom państwa dotkniętego takim kryzysem na skuteczne przeciwdziałanie.

Inną zaletą energetyki jądrowej jest jej wbrew pozorom, niski wpływ na środowisko naturalne i praktycznie zerowa emisja CO2 do atmosfery, co idealnie wpisuje się w aktualną politykę energetyczną całej UE. Elektrownie jądrowe są znacznie mniej radioaktywne niż elektrownie opalane węglem. Według niektórych badań, prawdopodobieństwo śmierci w wyniku napromieniowania w przypadku awarii elektrowni jądrowej dla ludności mieszkającej w jej okolicach jest 10-krotnie mniejsze niż możliwość śmierci od pioruna, powodzi lub trzęsienia ziemi . Gdyby całą produkcję energii na świecie oprzeć o energię atomową, roczna dawka napromieniowania na jaką byłby narażony pojedynczy człowiek nie mogłaby spowodować żadnych wykrywalnych zmian w jego organizmie.[8]

W związku ze środowiskiem pozostają także główne argumenty przeciwników wykorzystania energii z atomu. W pamięci pozostają dwie duże awarie elektrowni atomowych. W marcu 1979 roku nastąpiło stopienie rdzenia reaktora w elektrowni Three Mile Island w Pensylwanii. Na szczęście nie doszło do wybuchu i substancja promieniotwórcza nie wyciekła do atmosfery. Niestety siedem lat później doszło do, często niesłusznie określanej mianem największej w historii spowodowanej przez człowieka, katastrofy ekologicznej. W nocy z 25 na 26 kwietnia 1986 roku, w elektrowni Czarnobyl na Ukrainie nastąpiły dwie potężne eksplozje, których skutkiem było rozerwanie pokrywy reaktora (blok nr 4) i wydostanie się do atmosfery potężnych ilości substancji radioaktywnych . Obszar w okolicach elektrowni został w różnym stopniu skażony na setki a nawet tysiące lat, zaś skutki awarii dało się odczuć na całej północnej półkuli naszego globu. Apokaliptyczna wizja potężnego zagrożenia ze strony awarii reaktorów jądrowych, często wykorzystywana jest przez przeciwników energii nuklearnej.[9]

System zabezpieczeń aktualnie działających reaktorów jądrowych na świecie jest zdecydowanie bardziej sprawniejszy i bezpieczniejszy niż 20 lat temu, nie wspominając już o nowych reaktorach, w przypadku których prawdopodobieństwo jakiejkolwiek awarii jest bliskie zeru. Postulatem obrońców środowiska przeciwko energetyce atomowej, z którym można się zgodzić, jest problem utylizacji i składowania odpadów radioaktywnych. Na dzień dzisiejszy nie udało się jeszcze skutecznie rozwiązać tego problemu. Wypalone paliwo jądrowe jest niestety dużo bardziej niebezpieczne niż sam uran. Dotychczas najpopularniejszą metodą składowania odpadów radioaktywnych było wykorzystywanie komór podziemnych np. wyeksploatowanych kopalni soli, ale wciąż trwają badania nad skutecznym i bezpiecznym pozbywaniem się zużytych materiałów radioaktywnych.[10]

Za wykorzystaniem energii jądrowej przemawiają kwestie ekonomiczne. Energetyka jądrowa charakteryzuje się dużymi kosztami budowy reaktorów, ale za to tańszą od tradycyjnych elektrowni eksploatacją. W związku ze znaczną bazą surowcową, dużą konkurencją na rynku uranu oraz niewielkim wpływem cen surowca na cenę energii elektrycznej wyprodukowanej z energii atomowej, stabilność kosztów produkcji energii jest duża. Ważnym czynnikiem jest wysokie bezpieczeństwo dostaw surowców oraz rozmieszczenie rud uranu w dość stabilnych regionach świata (w porównaniu do złóż ropy naftowej czy gazu). Blokadą dla rozwoju tego rodzaju energetyki może być nierozwiązany problem z odpadami powstającymi podczas produkcji energii jądrowej oraz istniejąca społeczna niechęć do inwestycji w ten rodzaj energii.

Pozytywną przesłanką dla rozwoju energetyki jądrowej w Europie jest tendencja do zmian poglądów na temat tejże energetyki w społeczeństwach państw członkowskich UE. Najwięcej zwolenników energetyka jądrowa ma w państwach, które korzystają z jej dobrodziejstw, takich jak Węgry, Czechy, Słowacja, Litwa, Finlandia i Szwecja. Najwięcej oponentów można znaleźć w Austrii, Grecji, Danii oraz na Cyprze, gdzie poparcie dla energetyki nuklearne nie przekracza 20%. Aż 39% spośród oponentów energetyki jądrowej byłoby skłonnych zmienić zdanie jeśliby zaistniało skuteczne rozwiązanie problemu odpadów radioaktywnych. Dane te pozwalają stwierdzić, że energetyka jądrowa w Europie ma dobre szanse rozwoju i przy wsparciu ze strony organów UE jest w stanie w przyszłości odpowiednio zabezpieczyć państwa członkowskie Unii przed kryzysami energetycznymi.


[1] Komunikat KE do RUE i PE pt. „Ramowy program energetyki jądrowej” z dnia 10.01.2011 r.

[2]Eurostat statistical book, Energy. Yearly statistics 2007, s. 12

[3] www.gigawat.net.pl dnia 02.12.2011 r.

[4] Są to Belgia, Bułgaria, Czechy, Finlandia, Holandia, Litwa, Rumunia, Słowacja, Słowenia i Węgry.

[5]W. Wróblewski, Bezpieczeństwo energetyczne krajów bałtyckich, „Wokół energetyki” 2005r. , nr 3, s. 10

[6] www.portalpoint.info dnia 03.12.2011 r.

[7] www.ien.com.pl dnia 04.12.2011 r.

[8] M. Tatarzyński, Uran jako szansa na zmniejszenie zależności od dostaw innych surowców

energetycznych, „Bezpieczeństwo Narodowe” 2007, nr. 3-4, s. 318-319

[9] Przyczyną awarii był źle przeprowadzony eksperyment, który miał na celu sprawdzenie jak długo w sytuacji kryzysowej, po ustaniu napędzania turbin generatorów parą z reaktora, energia przez nie wytwarzana jest w stanie wyprodukować energię elektryczną dla potrzeb awaryjnego sterowania reaktorem. Miało się to odbyć poprzez znaczne zmniejszenie mocy reaktora, wyłączenie systemów zabezpieczających, następnie wyłączenie dopływu pary do turbin i zmierzenie długości pracy reaktora po wyłączeniu dopływu. Wobec dużej iestabilności reaktora, nastąpił niekontrolowany wzrost mocy, który w konsekwencji doprowadził do dwóch potężnych eksplozji oraz pożaru materiałów promieniotwórczych, który udało się ugasić dopiero po 10 dniach od wybuchu.

[10] H. Rechul, Energetyka jądrowa – zło konieczne?, „Wokół energetyki” 2002r., nr 6