Energetyka jądrowa - tak, ale... [1/7]

Sytuacja energetyczna świata

Zużywamy dziś więcej energii, niż kiedykolwiek. Nasza cywilizacja wyrosła na łatwo dostępnej i praktycznie darmowej energii z paliw kopalnych, które umożliwiły nam bezprecedensowy rozwój i osiągnięcie obecnego poziomu i długości życia. Ropa, węgiel i gaz dają nam blisko 90 procent zużywanej przez nas energii. Bez nich nie ma energetyki, transportu, budownictwa, ogrzewania, przemysłu ani współczesnego rolnictwa. 

Jednak paliwa kopalne niosą ze sobą wiele problemów: od "klasycznej" degradacji środowiska, takiej jak smog, kwaśne deszcze, pyły czy metale ciężkie – niosące za sobą zanieczyszczenie szkodliwymi związkami powietrza, wody, gleb, jedzenia i nas samych, aż po zmiany klimatu. Ponadto, coraz szybsze zużywanie paliw kopalnych prowadzi do problemu wyczerpywania się tych nieodnawialnych źródeł energii, na których oparliśmy nasze gospodarki. Kraje rozwijające się, z Chinami i Indiami na czele, naśladują nasz sposób życia, a osiągnięcie zachodniego poziomu zużycia energii przez kolejne miliardy ludzi oznaczałoby kilkukrotny wzrost światowego zapotrzebowania na ropę, gaz i węgiel.

Stoimy w obliczu kryzysu energetycznego i klimatycznego, a jego skala jest tak olbrzymia, że aż niewyobrażalna. Wychodzące poza epokę paliw kopanych rozwiązania kierują się w stronę zmniejszenia zużycia energii poprzez poprawę efektywności jej wykorzystania, rozwoju odnawialnych źródeł energii oraz energetyki jądrowej.

Czy ta ostatnia opcja jest realnym rozwiązaniem? A jeśli tak, to jaką energetykę jądrową warto rozwijać – taką, jak dziś, czy zupełnie inną?

Energetyka jądrowa dziś

Poglądy w społeczeństwie na temat energetyki jądrowej są skrajnie spolaryzowane. Mamy z jednej strony ludzi i organizacje, które ostro protestują przeciwko energetyce jądrowej, a z drugiej tych, którzy mówią, że powinniśmy ja rozwijać i traktować jak receptę na wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatu. Merytorycznej dyskusji prawie nie ma, co jest zresztą bardzo typowe dla tematów trudnych, naukowych i wymagających dużej wiedzy.

W latach ’50 i ’60 XX wieku energetyka jądrowa jawiła się jako naturalny kierunek rozwoju. Miała dostarczać taniej, bezpiecznej i obfitej energii. Elektrownie jądrowe mają niewątpliwe zalety:

•    Prosta idea konstrukcji. W standardowej elektrowni węglowej spalamy węgiel, ciepło ogrzewa parę wodną, która napędza turbinę kręcącą wytwarzającym prąd generatorem. W elektrowni jądrowej kluczowa różnica polega na tym, że ciepło zamiast paleniska wytwarza reaktor, reszta jest podobna do instalacji z elektrowni węglowej. Krótki opis działania elektrowni jądrowej PWR (do tej klasy należą najbardziej rozpowszechnione reaktory lekkowodne LWR, znajduje się m.in. w Wikipedii).
•    Wysoka moc elektrowni przy małej powierzchni instalacji.
•    Umiarkowana cena energii (na poziomie 0.05-0.08 €/kWh), niewiele wyższa od ceny energii z elektrowni węglowych.
•    Relatywnie niewielkie w porównaniu z energetyką konwencjonalną dostawy paliwa. Do pracy elektrowni węglowej o mocy 1000 MW potrzeba rocznie około 3 mln ton węgla. Ilości wytwarzanych podczas pracy elektrowni szkodliwych gazów i pyłów również idą w miliony ton. I wszystko to trafia do atmosfery i na hałdy. Elektrowni jądrowej o tej mocy wystarcza rocznie około 30 ton paliwa.
•    Relatywnie niskie koszty wydobycia i transportu, wynikająca z małej ilości paliwa.
•    Mała objętość odpadów. Wytwarzane przez rok pracy wysokoaktywne odpady promieniotwórcze mają objętość kilku m3 i nie są po prostu wyrzucane do otoczenia. Zamienia się je w szklane bloki, te bloki pakuje do pancernych kontenerów, a następnie zakopuje w wybranych pokładach geologicznych setki metrów pod ziemią.
•    Brak emisji gazów cieplarnianych z działającej elektrowni (choć są emisje związane z budową i wydobyciem rud uranu).
•    Nieprzerwane dostawy energii (z czym ma problem wiele odnawialnych źródeł energii)
•    Sprawdzona i bezpieczna technologia. W całej historii energetyki jądrowej jedynym poważnym wypadkiem, niosącym za sobą ofiary śmiertelne, pomijając poparzenia i przygniecenia przez elementy konstrukcyjne, była katastrofa w Czarnobylu. Według różnych szacunków liczba ofiar wyniosła od kilkuset (wg IAEA, WHO i UNDEP) do kilku-kilkunastu tysięcy (wg Lekarzy Przeciw Wojnie Nuklearnej). Nawet, jeśli przyjąć te wyższe oszacowania liczby ofiar Czarnobyla – czyli całej energetyki jądrowej, to w skali świata nie są to wcale wysokie liczby. Na świecie z głodu CODZIENNIE umiera większa liczba ludzi – ponad 20 000, z czego połowa to dzieci. Również na korzyść energetyki jądrowej przemawia porównanie z liczbą ofiar energetyki węglowej. W samych kopalniach w Chinach, według danych oficjalnych, co roku ginie 6000 górników (dane nieoficjalne mówią o 20-35 tysiącach), a zanieczyszczenia produkowane przez energetykę i przemysł węglowy na obszarach zamieszkanych przez miliony ludzi powodują skrócenie ich życia nawet o kilka-kilkanaście lat.
Należy też zauważyć, że nowoczesny, moderowany wodą, reaktor w sytuacji nagłego wzrostu mocy zamiast eksplodować, jak w Czarnobylu, samoczynnie wygasza swoją moc bez żadnych uszkodzeń.

Jednak stopniowo entuzjazm do energetyki jądrowej przygasł. Obecnie zamyka się bloki energetyczne o większej mocy, niż oddaje do użytku nowych – udział energetyki jądrowej w produkcji elektryczności, który jeszcze w roku 1993 wynosił 18%, w roku 2008 spadł do 14%. Biorąc pod uwagę, że elektryczność to około 1/6 zużywanej przez nas energii, stwierdzamy, że udział energetyki jądrowej w całkowitym bilansie energetycznym wynosi obecnie 2.5%, czyli mniej od energii wodnej czy naturalnej biomasy.

Wynika to z szeregu problemów, z którymi boryka się dzisiejsza energetyka jądrowa, bazująca na zasilanych uranem 235U lekkowodnych ciśnieniowych  reaktorach (LWR):

•    Opór społeczny. Dużej części społeczeństwa elektrownie jądrowe kojarzą się z takimi obrazami:

Kominy

Forbidden Area

Reaktor

I nie bez powodu.

•    Obawy przed awarią, wynikające z wypadów w elektrowniach w Czarnobylu i Three Mile Island.
•    Odpady promieniotwórcze. Zanim promieniotwórcze aktynowce, stanowiące część odpadów, staną się nieszkodliwe, miną dziesiątki tysięcy lat. To przerzucanie problemu na przyszłe pokolenia. Po takim czasie nikt nie będzie już wiedział, gdzie znajdują się odpady.

Aktywność odpadów z elektrowni PWR

Rys. 1. Aktywność odpadów z elektrowni PWR względem aktywności naturalnej rudy uranu. Kolor czerwony pokazuje aktywność odpadów pochodzących z elektrowni – są one wysokoaktywne przez dziesiątki tysięcy lat. Kolor niebieski pokazuje aktywność odpadów po usunięciu z nich uranu i plutonu. Kolor zielony to aktywność odpadów, w których nie ma aktynowców (co odpowiada cyklowi paliwowemu opartego o 232Th i reaktory LFTR) – po 300 latach aktywność spada do poziomu tła. Źródło: Energy From Thorium

•    Możliwość rozpowszechnienia broni nuklearnej. Gdyby wszystkie kraje na świecie zaczęły budować elektrownie jądrowe wraz z zakładami wzbogacania uranu, wiele z tych państw mogłoby nie oprzeć się pokusie wzmocnienia swojej pozycji z pomocą bomb atomowych. Możliwość dostania się materiałów rozszczepialnych (lub nawet głowic atomowych) w ręce terrorystów stanowi dodatkowe poważne ryzyko.
•    Wysoki koszt energii przy obecnych standardach bezpieczeństwa. Koszt wybudowania elektrowni jądrowej jest bardzo wysoki, głównie ze względu na wyśrubowane przepisy bezpieczeństwa. Kosztowne są także demontaż i neutralizacja starej elektrowni.
•    Niska wydajność wynikająca z niskiej temperatury pracy – jedynie 1/3 energii cieplnej wytwarzanej w reaktorze jest zamieniana w elektryczność.

Marcin Popkiewicz

Czytaj odcinek [2/7]: Na ile wystarczy uranu

Komentarze

24.08.2010 11:34 Kto przetrwa ?

1.Para wodna to gaz cieplarniany !(http://pl.wikipedia.org/wiki/Gaz_cieplarniany)
2.Energia atomowa nie występuje w przyrodzie !(występuje energia wody wiatru słońca)
Reakcje jądrowe podgrzewają ziemię w piekielny sposób

09.03.2012 19:31 Polak :-)

Kto Przetrwa? no mam nadzieje, że jednostki myślące.
@1 para to gaz cieplarniany, ale specyficzny. Jako jedyny samoistnie "wypada" z obiegu pod postacią deszczu :-) wytwarzana przez człowieka para wodna jest bez znaczenia w globalnym bilansie.
@2 podgrzewają w piekielny sposób :-) - w taki sam jak kocioł na węgiel a energia cieplna wprowadzana do środowiska również jest pomijalna (tak jak energia ciepła ziemi, która globalnie jest o rzędy wielkości większa).

03.06.2012 13:19 jeanlatom

@1 para to gaz cieplarniany, ale specyficzny. Jako jedyny samoistnie "wypada" z obiegu pod postacią deszczu :-) wytwarzana przez człowieka para wodna jest bez znaczenia w globalnym bilansie.
Nie jest pomijalny i ma największe znaczenie jako gaz cieplarniany w dodatku jest uzależniony od temperatury,(zobacz wykres I-X pary wodnej)
@2 podgrzewają w piekielny sposób .Każda energia uzyskana ze paliw zmienia bilans cieplny z ziemi,Są to małe wartości,
CO2 tak samo jak para wodna znika

03.06.2012 23:03 jeanlatom

1-Umiarkowana cena energii , dali napisano Wysoki koszt energii przy obecnych standardach bezpieczeństwa. Co autor chce powiedzieć?
2- Niska wydajność wynikająca z niskiej temperatury pracy ,żadna elektrownia klasyczna nie ma wyższy sprawności przy wytwarzaniu tylko energii elektryczny .(termodynamika się kłania)
3-Brak emisji gazów cieplarnianych,Para wodna jest gazem cieplarnianym o najwyższej aktywności
4-Sprawdzona i bezpieczna technologia
W elektrowniach w Czarnobylu i Three Mile Island.
oraz Fukushima jaka to jest ta bezpieczna technologia.
5- Mała objętość odpadów.-300ton odpadów
wysokoaktywne na1000 MW na rok
Autor coś wie ,ale nie zna energetykę jądrową

Dodaj komentarz

Kod
grakalkulator kalkulator zuzycia ciepla

Informacje

Linkownia

Wykonanie PONG, grafika GFX RedFrosch.



logowanie | nowe konto