Pompy ciepła | Oświetlenie LED, żarówki LED | Kolektory słoneczne | Certyfikat energetyczny | Podłogówka

Energia nuklearna - czas na nową strategię?... Na świecie wyłania się obecnie 5 wielkich gospodarek (USA, Unia Europejska, Japonia, Chiny i Indie) które w przyszłości jeszcze ostrzej konkurować będą ze sobą o dostęp do wciąż kurczących się tradycyjnych zasobów energetycznych. Tak więc tania energia już była, a obecnie obserwowane tendencje na rynkach nośników energii mają charakter strukturalny, przy czym wahania cen wzmacniane są przez wydarzenia polityczne nie w takim stopniu, aby mogło to zmienić zasadniczy kierunek zmian.

Tu jest miejsce na reklamę. Zobacz cennik

Jeszcze niedawno w prognozach przygotowywanych przez wiodące ośrodki badawcze zakładano, że w energetyce światowej w najbliższych dwudziestu-trzydziestu latach przewidywany kilkudziesięcioprocentowy wzrost zapotrzebowania na energię zostanie dość łatwo pokryty przez rosnący udział gazu i paliw płynnych oraz energii ze źródeł odnawialnych, przy spadku udziału węgla oraz wolniejszym, niemniej zauważalnym zmniejszeniu udziału energii jądrowej. Miała to być struktura odzwierciedlająca nie tylko koszty pozyskania nośników energii, co przede wszystkim potrzeby ochrony środowiska, w tym znaczną redukcję gazów cieplarnianych. Tymczasem w ciągu ostatnich trzech lat narastały zjawiska, których widoczne przejawy lekceważono, a których kumulacja nastąpiła w ciągu ubiegłych miesięcy, windując cenę ropy do niemal 60 dolarów za baryłkę. W ślad za wzrostem cen ropy wzrastały również ceny gazu, aczkolwiek z pewnym opóźnieniem. Szacuje się, że od początku 2004 r. gaz podrożał średnio o ok. 25-30%. Doszło również do dramatycznych zmian w cenach węgla - średni wzrost zbliżony był do wzrostu cen gazu. W tej sytuacji pojawia się pytanie - czy zmiany te mają charakter koniunkturalny i wywołane są przede wszystkim przez wydarzenia na Bliskim Wschodzie, czy też ich podłoże tkwi głębiej i mają one charakter strukturalny. W drugim przypadku należałoby przemyśleć dotychczasowe prognozy energetyczne i sformułować na nowo strategie rozwoju energetyki.

Według prognozy przygotowanej w 2002 r. przez Światową Radę Energii w 2030 r. świat będzie potrzebował około 16 300 mln toe energii pierwotnej. Stanowi to wzrost o ok. 63% w stosunku do roku 2000. Nie przewidziano zasadniczych zmian w strukturze, minimalnie miał spaść udział węgla (z 23,4 do 22,1%), znacznie energii nuklearnej (z obecnych 6,7 do 4,3%), natomiast istotnie wzrósłby udział gazu (z 20,7 do 25,8%). Przewidywano natomiast, co może dziwić, spadek znaczenia energii ze źródeł odnawialnych - odpowiednio z 11 do 10%! Założono utrzymanie dotychczasowego udziału ropy naftowej - ok. 35% i energii wodnej - 2,2%. Nie przewidywano statystycznie znaczącego udziału źródeł energii będących obecnie przedmiotem intensywnych badań, takich jak wodór, co może rozwiewać nadzieje na szybki dostęp do tanich, a jednocześnie czystych i bezpiecznych źródeł energii. Mimo, że większość przyrostu pojawi się w krajach rozwijających, to jednak nie należy zapominać, że wzrost ten, aczkolwiek wolniejszy, dotyczyć będzie również krajów wysokorozwiniętych. Pamiętać należy przy tym, że szybko rozwijające się gospodarki Chin i Indii wciąż zużywają kilkanaście razy mniej energii per capita niż kraje wysokorozwinięte. Jeżeli przyjmiemy, że w krajach wysokorozwiniętych zamieszkuje obecnie około 1 mld ludzi, a tylko w Chinach i Indiach około 2,4 mld, to biorąc pod uwagę tempo rozwoju tych dwóch państw a także rosnące aspiracje konsumpcyjne ich ludności oraz fakt, że będą one, zwłaszcza Indie, wielkimi importerami nośników energii, trudno nie zadać sobie zasadniczego pytania. Czy wobec ograniczoności obecnie wykorzystywanych zasobów źródeł energii i ogromnego wzrostu popytu można mówić o możliwości utrzymania cen jej nośników na obecnym poziomie? Pytanie to wydaje się być retorycznym. Na świecie wyłania się obecnie 5 wielkich gospodarek (USA, Unia Europejska, Japonia, Chiny i Indie) które w przyszłości jeszcze ostrzej konkurować będą ze sobą o dostęp do wciąż kurczących się tradycyjnych zasobów energetycznych. Tak więc tania energia już była, a obecnie obserwowane tendencje na rynkach nośników energii mają charakter strukturalny, przy czym wahania cen wzmacniane są przez wydarzenia polityczne nie w takim stopniu, aby mogło to zmienić zasadniczy kierunek zmian.

W dotychczasowych prognozach unijnych dość optymistycznie zakładano, że rosnący popyt na energię w wolno rozwijającej się gospodarce zjednoczonej Europy, a także zmniejszający się udział węgla łatwo będzie można pokryć importem spoza Unii, przede wszystkim gazu. Tymczasem w ostatnich latach okazało się, że zależność energetyczna Unii rośnie, i jeżeli obecna sytuacja pozostanie niezmieniona, to w ciągu najbliższych dwudziestu-dwudziestu pięciu lat zwiększy się z obecnych 50% do 70-75%. W raporcie "Study on Energy Supply Security" sporządzonym przez holenderski Institute for International Relations Clingendael stwierdza się, iż destabilizacyjne procesy zachodzące w krajach eksportujących paliwa, zwłaszcza na Bliskim Wschodzie, mogą się nasilać i będą w stanie zakłócić poziom bezpieczeństwa energetycznego krajów członkowskich. Czy możliwa jest wobec tego propagowana przez organizacje ekologiczne znacząca oszczędność zużycia energii? 

Zakładany w przygotowywanej dyrektywie o efektywności energetycznej spadek konsumpcji energii o 1% rocznie wydaje się bardzo mało realny. W latach 1971 -2000 w krajach OECD zmniejszono energochłonność PKB z 0,33 toe/1 000 USD do 0,22 toe/1 000 USD, a więc o 30%. Wydaje się, że o szybszy postęp w tej dziedzinie trudno, a przecież UE ma zamiar zwiększać PKB, a nie go zmniejszać. Ponadto gospodarka unijna, jeżeli chce dotrzymać kroku pozostałym wielkim, musi jako całość rozwijać się szybciej niż obecnie. W tej sytuacji nie można, w moim przekonaniu, liczyć na znaczące ograniczenie spożycia energii, zwłaszcza elektrycznej, tym bardziej, że przemysł Unii jest mniej energochłonny niż w USA, a więc nie ma tu już prostych, łatwych do wykorzystania rezerw. W dodatku należy uwzględnić znacząco niższe zużycie energii per capita w nowych krajach członkowskich - sięgające 50% średniej unijnej, przy wysokim wzroście gospodarczym tych państw.

Przewiduje się, według różnych prognoz, że wzrost popytu na energię elektryczną w najbliższych 20-25 latach w państwach Unii wywoła konieczność wybudowania nowych mocy na poziomie 200-300 GWe, nie licząc konieczności odtworzenia starych. Czy energetyka oparta na spalaniu paliw węglowych, gazu i ropy jest w stanie poradzić sobie z tak wielkim wzrostem obciążenia - wydaje się, że nie. Ze względu na koszty związane z obostrzeniami przepisów o emisji gazów cieplarnianych, przewidywany wzrost cen węgla, a także wyczerpywanie się jego zasobów w niektórych krajach zachodnioeuropejskich - nie będzie ona w stanie zaspokoić rosnącego popytu. Nie wydaje się również, że energetyka odnawialna zdoła wypełnić tą lukę, zważywszy na nie zawsze uświadamianą konieczność ponoszenia wysokich kosztów utrzymania klasycznych mocy rezerwowych i ograniczone możliwości jej stosowania.

Syndrom Czarnobyla postawił pytanie o sens istnienia energetyki jądrowej. Narosło wokół niej wiele mitów i uprzedzeń. Po niemieckich decyzjach o likwidacji energetyki nuklearnej wydawałoby się, że lata jej istnienia, przynajmniej w Europie, są policzone. Tymczasem w wielkich gospodarkach pozaeuropejskich, jak choćby w USA, Chinach czy Indiach nie tylko nie zahamowano rozwoju energetyki nuklearnej, ale doszło do jego przyśpieszenia określanego już jako "nowa fala". W co najmniej 25 krajach buduje się obecnie nowe siłownie. W samych tylko Stanach Zjednoczonych w latach 1997-2004 produkcja energii elektrycznej w energetyce nuklearnej zwiększyła się z 670 do 780 TW, osiągając 20% produkcji krajowej. Przewiduje się, że w latach 2004-2008 już istniejące 103 elektrownie zwiększą swą moc o około 4 000 MW. Obecnie w USA planuje się również wybudowanie około 30 nowych obiektów. W Europie podobne tendencje w tej skali zaobserwować można we Francji, gdzie planuje się wybudowanie siedmiu nowych siłowni. Czy oznacza to, że świat uprzemysłowiony pogodził się z koniecznością rozwoju energetyki nuklearnej?

Czy energetyka nuklearna jest bardziej niebezpieczna od innych rodzajów energii? Wokół tego problemu narosło wiele mitów i sprzecznych opinii - od istnienia zagrożenia na skalę Hiroszimy do stwierdzenia, iż jest ona najbardziej przyjazna dla środowiska. Zacznijmy od możliwości katastrofy na skalę Czarnobyla. Według prof. Niewodniczańskiego, prezesa Państwowej Agencji Atomistyki, prawdopodobieństwo poważnego wypadku w nowo wybudowanej elektrowni jądrowej wynosi 1 do 10 000.

Obecnie pracuje się nad projektami siłowni, w których prawdopodobieństwo to zredukowane zostałoby do 1 na 1 000 000. Skutki nawet najpoważniejszej awarii nie powinny rozszerzyć się poza siłownię. Energetyka jądrowa, z czym zgadza się większość jej przeciwników, praktycznie nie emituje również gazów cieplarnianych. Porównanie poziomu emisji tych gazów w energetyce niemieckiej, w dużej części opartej na spalaniu węgla i gazu, duńskiej - prawie wyłącznie cieplnej, i francuskiej - zdominowanej przez energetykę jądrową i wodną, daje szokujące wyniki. Otóż na 1 KWh energii elektrycznej wyprodukowanej we Francji przypada 17 razy mniej emisji dwutlenku węgla niż w Danii i 13 razy mniej niż w Niemczech. Jak wobec tego wygląda kwestia tzw. kosztów zewnętrznych, tzn. kosztów związanych z wpływem generacji na jej otoczenie, a nie pokrywanych przez producenta? 

Koszty te obejmują straty poniesione na skutek przedwczesnej umieralności, chorób, wypadków, chorób zawodowych, zmniejszenia zbiorów hałasu innych szkód środowiskowych itp. 

Podobne proporcje w strukturze kosztów zewnętrznych zaobserwowano w elektroenergetyce francuskiej. W tabeli 2 pokazano, jak przedstawiały się one w końcu lat 90. (w mECU/kWh). Tytułem komentarza warto dodać, że wszystkie badania dotyczące zewnętrznych kosztów funkcjonowania energetyki opatrzone są dużą dozą niepewności, stąd też otrzymane rezultaty przedstawiane są z reguły w wartościach przybliżonych i wariantowych, niemniej zarówno w cytowanych powyżej badaniach europejskich jak i w badaniach amerykańskich przewaga energii nuklearnej jest bezsporna. Potwierdza to finalne badanie ExternE dotyczące porównania obciążenia środowiska przez energetykę. Wśród europejskiej piętnastki najlepsze rezultaty, poza krajami skandynawskimi, osiągnęła Francja, gdzie energetyka nuklearna wytwarza około 75% energii elektrycznej. W pozostałych państwach wyniki były od 2 razy (Holandia) do 9-12 razy gorsze (Grecja) niż we Francji. Najgorsze dane dotyczyły terenów byłej NRD, gdzie szeroko rozumiane obciążenie środowiska przez energetykę było 37-41 razy większe niż we Francji.

W większości państw świata energetyka atomowa pozostaje w rękach państwa, co może zakłócać relacje wynikające z wolnej gry rynkowej. Inaczej jest w Stanach Zjednoczonych. Tam znajduje się ona w rękach prywatnych, a wartość aktywów nuklearnych jest wyceniana przez rynek, l tak 1 MW w źródłach nuklearnych wart jest ok. 800000 dolarów, natomiast w źródłach cieplnych i hydroenergetycznych 400-600 000 dolarów. W latach 1997-2002 koszt wyprodukowania 1 KWh w źródłach nuklearnych spadł z 3,05 centa do 1,71 centa. W wielu rejonach Stanów Zjednoczonych, zwłaszcza oddalonych od źródeł nośników, jest to w tej chwili najtańszy rodzaj energii. Według amerykańskich ocen energia nuklearna stanie się w latach 2005-2010 zdecydowanie konkurencyjna cenowo wobec innych źródeł. 

Pisząc o kosztach nowych inwestycji wypada podkreślić, że energetyka nuklearna wykazuje zdecydowanie odmienną strukturę od cieplnej. Koszty inwestycji stanowią tu 60-70% całości, zaś koszty paliwa około 20-25% (w energetyce cieplnej proporcje te są odwrotne). Obecnie na świecie konkuruje za sobą 7-8 czołowych producentów wyposażenia elektrowni jądrowych, a jego ceny systematycznie spadają, sięgając obecnie ok. 1 800 000-2 200 000 dolarów za 1 MW mocy w nowopowstałych źródłach. Przykładowo Electricite de France przygotowywuje budowę najnowocześniej konstrukcji w tym zakresie, reaktora EPR 1 600 MW (Euro-pean Pressure Reactor), za około 3 mld Euro. Uważa się, że standardowa siłownia o mocy 1 GW powinien w końcu obecnej dekady kosztować nie więcej niż 1,5-1,6 mld dolarów.

Jeśli chodzi o koszty paliwa nuklearnego i związane z tym ryzyko rynkowe, jest ono zdecydowanie mniejsze niż w wypadku ropy naftowej. Według danych amerykańskiej rządowej agencji Energy Information Administration, popyt na paliwa nuklearne nie powinien zasadniczo zwiększyć się w ciągu najbliższych 15 lat, pomimo przewidywanego wzrostu generacji w źródłach nuklearnych. Przyczynić ma się do tego znaczny wzrost efektywności wykorzystania paliw jądrowych prognozowany na lata 2005-2015. Obecnie rozpoznane zasoby paliw jądrowych przy umiarkowanym wzroście popytu wystarczą na około 100 lat. 

Wypada dodać, że w ramach UE funkcjonuje scentralizowany zakup paliwa nuklearnego w ramach Euroatom Supply Agency, pełniącej funkcję porozumienia nabywców. Paliwa nuklearne występują na wszystkich kontynentach, a ich ceny są stabilne z zaznaczającymi się tendencjami spadkowymi. Sytuacja taka powoduje, że poziom bezpieczeństwa paliwowego energetyki opartej na paliwach nuklearnych jest zasadniczo wyższy od energetyki tradycyjnej. 

Najpoważniejszym problemem budzącym obecnie sprzeciw organizacji proekologicznych jest kwestia utylizacji zużytego paliwa i kwestii związanych z transportem odpadów nuklearnych do miejsc przeznaczenia. Jak się wydaje, w krajach wysokorozwiniętych zostało to dopracowane od strony technologicznej, a producenci zobowiązani są do gromadzenia niezbędnych środków na sfinansowanie bezpiecznej utylizacji odpadów. W krajach uboższych bywa różnie, zwłaszcza tam, gdzie organy kontrolne nie są w stanie wymusić na producentach energii nuklearnej odpowiednich działań w tym zakresie, niemniej i tam zagrożenia wynikające z istnienia odpadów nuklearnych są kilkaset razy niższe od zagrożeń konwencjonalnych. Nawet w krajach najbiedniejszych, po Czarnobylu nie zanotowano znaczniejszych awarii. W tym czasie w energetyce konwencjonalnej i górnictwie zginęło kilkadziesiąt tysięcy ludzi!

Wypada tutaj wspomnieć również o kwestii pomocy publicznej dla energetyki jądrowej. Zjawisko to występuje w większości państw dysponujących tym rodzajem energetyki, przy czym pomoc publiczna ma dwoisty charakter. Z reguły chodzi o wspieranie badań naukowych, zwłaszcza w dziedzinie bezpieczeństwa nuklearnego, jak również wspieranie lokalizacji nowobudowanych obiektów przez inwestycje infrastrukturalne władz lokalnych, liczących na aktywizację ekonomiczną. Chciałbym tu przywołać przykład omawianej już budowanej siłowni w Flamanville we Francji, gdzie miejscowe władze zadeklarowały inwestycje strukturalne wokół budowy na sumę 70 mln Euro. 

Energetyka jądrowa a wyzwania regulacyjne

Energetyka jądrowa należy do tych dziedzin gospodarki, które poddane są bardzo szczegółowemu nadzorowi administracyjnemu. Po pierwsze, kontrola ta dotyczy przestrzegania bardzo surowych wymogów bezpieczeństwa począwszy od lokalizacji, a kończąc na likwidacji. Po drugie, obejmuje ona monitorowanie procesu gromadzenia środków niezbędnych do likwidacji siłowni po zakończeniu działalności, co ma istotne znaczenie zważywszy, że koszty te mogą sięgać 30% nakładów inwestycyjnych. Pierwszy cel jest najczęściej realizowany przez wyspecjalizowane agendy administracji państwowej zajmujące się atomistyką, drugi zaś często przez regulatorów energetyki. Możliwe jest także rozwiązanie polegające na stworzeniu osobnego regulatora energetyki jądrowej wypełniającego obie funkcje.

Wspomniany już prof. Niewodniczański stwierdza jasno: "Nasz kraj jest otoczony przez elektrownie atomowe a my nie mamy z tego faktu żadnych korzyści". Warto się zastanowić, czy nie może dojść w perspektywie 20-25 lat do sytuacji, w której okaże się, że będziemy zmuszeni importować energię elektryczną od sąsiadów, w tym pochodzącą ze źródeł nuklearnych?

W przygotowywanych celach Polityki Energetycznej Polski do 2025 r. założono, że Polska potrzebować będzie co najmniej 270-275 TWh energii elektrycznej. Według zbliżonych założeń przedstawionych przez dr. Jana Solińskiego z Polskiego Komitetu Światowej Rady Energii, przy założonym tempie wzrostu PKB 4,0-5,0%, w 2030 r. Polska potrzebować będzie ok. 340 TWh. Przy tempie wzrostu rzędu 3,0-3,8% - w 2030 r. potrzebne będzie około 280 TWh. Według obliczeń niżej podpisanego i dr T. Kowalaka, przy założeniu tempa wzrostu popytu na energię 2,5% - w 2025 r. potrzebne będzie ok. 279 TWh, zaś w 2030 r. - 325 TWh (przyjęte tempo wzrostu może wydać się niskie, ale zaktada ono oddziaływanie kroków proefektywnościowych, ograniczających zużycie energii). Według dr. Solińskiego w 2030 r. potrzebne będzie ok. 62 GW mocy, zaś według naszej oceny niewiele mniej, bo nieco poniżej 60 GW (uwzględniając racjonalny poziom rezerw). Zważywszy, że co najmniej 10 GW obecnie istniejących mocy musi zostać całkowicie odnowionych, należy liczyć się z koniecznością stworzenia ok. 35-40 GW całkowicie nowych źródeł. Jakie mogą być źródła zasilania tych mocy? Według prognozy dr. Solińskiego 7-8 GW może być oparte na węglu kamiennym (przy założeniu, że jego zużycie na cele energetyczne zwiększy się z 45 mln ton do około 67 mln ton; należy w tej sytuacji utrzymać obecny poziom wydobycia, a zwiększone zużycie w elektroenergetyce może zostać pokryte przez zmianę struktury wykorzystania węgla). Dalsze 5-6 GW opalane byłoby gazem, a około 6 GW wykorzystywałoby źródła odnawialne. Pojawia się luka w wysokości około 8 GW, która może być wypełniona przez źródła nuklearne, co wymagałoby budowy 5-6 nowych siłowni. Aczkolwiek zasadniczo zgadzamy się z wywodami dr. Solińskiego, uważamy jednak, że szacunek dotyczący źródeł odnawialnych jest chyba zbyt optymistyczny. Chodzi tu zwłaszcza o energię wiatrową, która wymaga istnienia klasycznych mocy rezerwowych, i naszym zdaniem, nie może być oceniana bez uwzględnienia tego bardzo istotnego ograniczenia. Nowe źródła energii, będące obecnie przedmiotem badań (wodór) nie będą odgrywały statystycznie istotnej roli w latach 2025-2030.

Czy jest możliwe, aby Polska dysponowała energią nuklearną w najbliższych 20-25 latach? Ze ściśle technicznego punktu widzenia - tak. W chwili obecnej potrzeba ok. 10 lat na rozpoczęcie generacji od chwili podjęcia decyzji administracyjnej. W krajach o wysokim poziomie energetyki nuklearnej okres ten może uleć skróceniu o dalsze 1-2 lata.

W polskich warunkach rozwój energetyki jądrowej natrafiłby na wiele przeszkód, z których do najważniejszych należą:

• - brak akceptacji społecznej, a co za tym idzie trudności z podjęciem odpowiedniej decyzji administracyjno-politycznej,
• - bardzo prawdopodobne problemy z uzyskaniem akceptacji lokalizacji,
• - brak wystarczającej ilości kadry - uległa ona rozproszeniu po 1990 r., nie szkolono następców w odpowiedniej skali, 
• - brak odpowiedniego zaplecza naukowo-technicznego, - niechybny kontratak ze strony grup nacisku powiązanych z węglem i gazem, 
• - energetyka atomowa nie tworzy dużej ilości miejsc pracy, elektrownia o mocy 1 GW może być obsługiwana przez ok. 700 pracowników, z tym, że są to w 70-80% osoby z wyższym wykształceniem o wysokich dochodach, co powoduje z reguły wzrost aktywizacji ekonomicznej na obszarze inwestycji.

Wszystkie bariery wymienione wyżej wymagają czasu i znacznych środków na ich usunięcie. Należałoby rozpocząć od zainicjowania szerokiej dyskusji na ten temat. Istniejące uprzedzenia są bardzo trudne do usunięcia, a argument, że ponad 2 600 podmiotów w Polsce posługuje się techniką nuklearną, nie każdego przekona. Po uzyskaniu takiego consensusu powinno nastąpić podjęcie decyzji na szczeblu rządowym o rozwoju tego rodzaju energetyki, a następnie podjęcie decyzji lokalizacyjnej. Należałoby po tym dokonać wyboru inwestora i operatora przyszłej siłowni. Zważywszy na skalę wymagań dotyczących ilości kapitału doświadczenia i wielkości niezbędnej do utrzymania takiego operatora na rynku, należałoby wybrać jednego z wiodących gigantów energetycznych w tej dziedzinie.

Czy wobec tego energia nuklearna potrzebna jest Polsce? Zważywszy, że może ona: dostarczyć Polsce brakującej energii, zdywersyfikować źródła zaopatrzenia w paliwo zwiększając przy tym bezpieczeństwo energetyczne państwa, zapewnić kontakt z najnowocześniejszymi technologiami i być decydującym impulsem dla rozwoju krajowej atomistyki, ułatwić wywiązanie się z obowiązku redukcji emisji gazów cieplarnianych, zaktywizować niektóre obszary kraju wydaje się, że nadszedł czas na poważne rozważenie tej opcji, tym bardziej, że skutki decyzji podjętych dzisiaj pojawiłyby się dopiero po kilkunastu latach.

Autor: dr Marian Ślifierz (doradca Prezesa URE) (Biuletyn URE - 1/2005)

Źródłó: Cire.pl

Energia nuklearna - czas na nową strategię?