font_preload
PL / EN
Atom Energetyka Gaz OZE 5 kwietnia, 2018 godz. 9:00   
REDAKCJA

Lipka: Lepszy atom, niż gaz i OZE

Elektrownia atomowa w Temelinie

Im bliżej, mam nadzieję pozytywnej decyzji rządowej dla polskiego atomu, i zarazem skonkretyzowania prac nad Polskim Programem Energetyki Jądrowej tym większy jazgot lobbystów, i wszelkiej maści przeciwników projektu jądrowego. Główny kierunek ich propagandy jest od lat niezmienny, pokazywanie kosztów ile my na to wszystko wydamy jako społeczeństwo, także pokazywanie problemów ze składowaniem odpadów radioaktywnych, w mniejszym też stopniu już teraz kwestie bezpieczeństwa elektrowni jądrowych – pisze mgr inż. Jerzy Lipka – przewodniczący Obywatelskiego Ruchu na Rzecz Energetyki Jądrowej.

Problemy konkurencji

Ten ostatni argument bardzo mocno stracił na znaczeniu w związku z inwestycjami jakie sektor jądrowy na świecie poczynił w kwestii bezpieczeństwa. A chodzi tu głównie o pasywne systemy bezpieczeństwa, działające bez udziału ludzi na zasadzie praw fizyki, niejako z automatu, gdy przekroczone zostałyby wartości poszczególnych parametrów. Reaktor ulega wtedy wygaszaniu. Kwestie bezpieczeństwa to też solidne kopuły z betonu i stali, chroniące reaktor nawet przed uderzeniem samolotu pasażerskiego (atak terrorystyczny). Od strony bezpieczeństwa coraz trudniej więc ugryźć elektrownie atomowe, stąd nieco zmieniona strategia lobbystów przeciwników tego sektora.

Zapędzając się w krytyce energetyki jądrowej, różnego rodzaju publicyści i lobbyści pomijają bardziej lub mniej świadomie zasadnicze wady rozwiązań, które w zamian proponują. A są to problemy których zamiatanie pod dywan i nierozwiązywanie kosztować nas będzie znacznie więcej niż koszt wybudowania elektrowni atomowych.

Zacznijmy od problemu odpadów. Mówiąc o odpadach z elektrowni jądrowych, jakich jest niewiele (przykładowo z bloku jądrowego 1000 MW to kilka metrów sześciennych rocznie – wysoko, średnio i nisko radioaktywnych). Pierwsze 5 do 10 lat przechowywane są w basenach na terenie elektrowni (w celu pewnego wytracenia aktywności) a na składowisko przewożone są dopiero po tym okresie.

Przeciwnicy atomu pomijają całkowicie odpady z którymi trzeba się będzie zmierzyć np. po rozebraniu tysięcy wiatraków zaraz po zakończeniu ich pracy (20 do 25 lat), lub odpadów pochodzących ze starych zużytych ogniw fotowoltaicznych. Dodajmy do tego miliony ton odpadów pochodzących z elektrowni węglowych, zalegających na składach w pobliżu elektrowni z którymi dokładnie nie wiadomo co zrobić. A jest tam cała tablica Mendelejewa, w tym pierwiastki radioaktywne również, w ilości większej niż z elektrowni jądrowej analogicznej mocy. Do tego niezabezpieczone w przeciwieństwie do odpadów jądrowych. Część owszem wykorzysta się przy budowie dróg, czy w budownictwie (gips), ale jednak nie wszystko! Problem więc jest i niemówienie o nim, ale koncentrowanie się na znikomych ilościach odpadów z elektrowni jądrowych w istocie zaciemnia obraz sytuacji z odpadami.

Nawiasem mówiąc ogromna ilość urządzeń solarnych czy niewielkich wiatraków w tzw energetyce rozproszonej, prosumenckiej, stworzy wkrótce, a właściwie już zaczyna się to dziać, gigantyczne problemy z utylizacją toksycznych szkodliwych związków, wchodzących w skład takich urządzeń. Przy czym im bardziej rozproszona i prosumencka energetyka, tym problem odpadów w przeliczeniu na ilość wyprodukowanej energii większy!

Przykładowo, w przypadku ogniw fotowoltaicznych dane Greenpeace na przykładzie Francji mówią, że na każde 500 MW mocy zainstalowanej w fotowoltaice przypada po zakończeniu pracy ok 50 tysięcy ton odpadów w tym głównie szkło, aluminium, krzem krystaliczny czy też materiały przewodzące prąd. Mówimy oczywiście o tradycyjnych ogniwach krzemowych, bo nowe ich odmiany nie oparte na krzemie będą generować zupełnie innego typu odpady. Fotoogniwa oparte na półprzewodnikach np. generują takie odpady jak arsenek galu, fosforek indu, siarczek kadmu. Dodajmy, że problemy z tymi odpadami pojawiają się dużo wcześniej niż w przypadku odpadów z elektrowni jądrowych, gdyż okres działania tych ogniw to ok 20 do 30 lat najwyżej.

Czy można je utylizować? W większości tak, ale to są koszty (już z uwagi na ich ilości) i trzeba o tym mówić, a nie milczeć!  Podobnie zresztą odpady z elektrowni jądrowych wykorzystać można jako paliwo dla reaktorów  IV generacji np. sodowych na neutrony prędkie. Taki nowego typu reaktor posiadają już Chińczycy i Rosjanie.

Te 500 MW zainstalowane w fotowoltaice, gdzie efektywność wykorzystania mocy w ciągu roku jest na poziomie 10 do 12%, znaczy dla energetyki i zaspokojenia potrzeb społeczeństwa dużo mniej niż 500 MW reaktor jądrowy o stopniu wykorzystania mocy w ciągu roku na poziomie 85 – 90%. Czyli innymi słowy energii elektrycznej z 500 MW ogniw fotowoltaicznych jest wielokrotnie mniej w ciągu roku, niż z analogicznej mocy reaktora jądrowego.

Jeszcze większe problemy z odpadami generuje energetyka wiatrowa. Powstają one w wyniku zużycia wiatraków, w szczególności zaś problem zagospodarowania polimerów zbrojonych włóknami (ang. FRP), a zatem nieprzetwarzalnego plastiku, z którego tworzone są kluczowe elementy konstrukcji – łopatki turbin wiatrowych. Jest to grupa kompozytów powstała z zatopienia materiału włóknistego (najczęściej są to włókna szklane, węglowe, aramidowe i bazaltowe) w polimerowej matrycy. Dzięki takiemu procesowi, powstały materiał jest bardzo lekki i bardzo wytrzymały, ale nie daje się utylizować i ponownie wykorzystać.

Od 1991 roku do 2015 roku ilość tego typu tworzyw wzrosła w Unii Europejskiej z 5 tysięcy ton aż do 346 tysięcy ton! Tyle też odpadów będzie wkrótce generować. Ale przeciwnicy atomu wolą tu milczeć!

Mity o atomie

Przejdźmy do kosztów. W przypadku elektrowni jądrowych na wzrost kosztów budowy w stosunku do reaktorów poprzednich generacji wpływ miały czynniki bezpieczeństwa, w co mocno zainwestowano. Ale też wymogi sztucznie rozdęte, że np. promieniowanie w takiej elektrowni i wokół niej stanowić ma bardzo drobny ułamek tła naturalnego, które przecież dostajemy codziennie z przestrzeni kosmicznej i nasze organizmy musiały nauczyć się w takich warunkach żyć i egzystować. Dodajmy, że mówimy tu o promieniowaniu rzędu tysięcznych części Siverta (jednostka pochłaniania promieniowania przez organizm ludzki), tymczasem wielkości naprawdę groźne dla człowieka są to np. 1 Sivert lub więcej. Jest to więc sztuczny problem wymyślony by utrudnić rozwój energetyki jądrowej.

Teorie mówiące o tym, że każda, nawet najmniejsza dawka promieniowania jest szkodliwa dla organizmu są w świetle faktów fałszywe. Przykładowo mieszkańcy Finlandii otrzymują najwyższe w Europie naturalne dawki promieniowania z kosmosu, ale żyją najdłużej i są najzdrowsi.

Tak więc po spełnieniu już najbardziej skrajnych rygorystycznych wymagań jak grube na kilka metrów kopuły wokół reaktora chroniące go przed uderzeniem samolotu pasażerskiego, czy zmniejszeniu dawek promieniowania do pomijalnie małych, nawet w porównaniu z tłem naturalnym, czy też wreszcie pasywnymi systemami bezpieczeństwa będącymi w stanie wyłączyć automatycznie i schłodzić reaktor w ciągu 72 godzin od wyłączenia, koszty budowy reaktorów współczesnych wahają się od 3,2 mld euro (Chiny, Korea)  do nawet ok 6,5 mld euro (Węgry, W. Brytania) na każde 1000 MW mocy zainstalowanej. Dane dotyczą pierwszych bloków w danej elektrowni. Bloki nr 2 oraz 3 są tańsze o około 15 do 20%. Ze względu na istniejącą infrastrukturę. Najkosztowniejszy jest zatem początek. Koszty te są rozłożone w czasie w okresie ok 10 letnim.

Sama budowa elektrowni trwa od 4,5 roku do około 7 lat. Najdłużej zawsze buduje się prototypy (Olkuioto w Finlandii czy Flamanville we Francji to takie prototypy). Ale już np. bloki tego typu nr 7 czy 8 buduje się dużo szybciej i sprawniej. W Polsce niezależnie jaką technologię wybierzemy, nie ma mowy o budowie prototypów, będą to kolejne bloki, jakie gdzie indziej już zbudowano i jest konkretne doświadczenie z tym związane.

Wspomniany przeze mnie koszt budowy w przeliczeniu na 1000 MW mocy zainstalowanej jest bardzo mylący. Elektrownia jądrowa III generacji pracuje teoretycznie 60 lat, ale w praktyce będzie możliwa ich praca nawet przez 90 do 100 lat. Zauważmy, że elektrownie II generacji zbudowane w latach 70 tych z gorszych niż dziś materiałów, które miały pracować maksimum 35 lat, ale niektóre pracują już nawet 50 lat. Tym samym elektrownie jądrowe mają dużo dłuższą żywotność niż jakiekolwiek inne, poza wodnymi. Tak więc koszt wyprodukowania energii w nich jest rzędu 35 euro / MWh bez spłaty kredytu na budowę, a z tą spłatą ok 75 – 80 euro/MWh. We Francji jest to 38-45 euro/MWh w zamortyzowanych już elektrowniach.

Dla porównania koszt energii z nowobudowanej w Polsce elektrowni Opole, blok 5 i 6 będzie oscylował wokół 320 do 360 zł/ MWh, jest więc z elektrownią jądrową porównywalny. Ale tylko wtedy, gdy nie uwzględniamy kosztów zewnętrznych, bardzo wysokich dla energetyki węglowej. Przekładać się one będą na zwiększone wydatki na leczenie chorych na pylicę, choroby układu krążenia, nowotwory. Ale też przejawem tych kosztów zewnętrznych będzie dla Opola i innych elektrowni węglowych,  dopłata do emisji każdej tony CO2, sięgająca nawet w roku 2030 ok 30 euro! Dziś jest to 7 do 8 euro.

O tym należy pamiętać i przy emisji z elektrowni gazowych, albo na biomasę będących niezbędnym wsparciem dla systemu opartemu o rozwój OZE. Elektrownia gazowa emituje bowiem 70% tej ilości dwutlenku węgla, co analogicznej mocy węglowa.

O ile roczne wykorzystanie mocy jest w elektrowni jądrowej i węglowej na zbliżonym poziomie, o tyle w przypadku wiatraków to dużo mniej. Bo od 17% (w warunkach polskich) dla wiatraków na lądzie do ok 35% (morskie farmy wiatrowe), niektóre źródła podają współczynnik 50%. Te różnice wynikają jak sądzę z położenia farm wiatrowych. W wietrznych rejonach Atlantyku czy Morza Północnego współczynnik ten będzie na pewno wyższy niż na mniej wietrznym Morzu Bałtyckim.

Na Pomorzu nie wchodzi w grę (mam nadzieję) budowa jakiejkolwiek emisyjnej dużej elektrowni z uwagi na walory turystyczne tego regionu. Także by nie robić z polskiego Pomorza rynku zbytu dla obcego węgla bądź gazu.  Ale niektórzy podają jako alternatywę dla elektrowni jądrowej morskie farmy wiatrowe. Przyjrzyjmy się zatem ich kosztom.

By zbudować farmę wiatrową działającą na morzu konieczne jest postawienie wież z betonu i stali umocowanych na dnie morza, wytrzymałych na sztormy. To wymaga specjalistycznych robót budowlanych pod wodą, dużo droższych niż na lądzie. Koszt budowy takich obiektów na morzu szacowany jest jako 50% do 100% wyższy niż na lądzie. Utrudniona jest też ich konserwacja, a także późniejsza rozbiórka.

W publikacji NCBJ, ale której materiałem źródłowym jest  wyliczenie dokonane przez firmę Ernst & Young  we współpracy z Polskim Stowarzyszeniem Energetyki Wiatrowej, koszt budowy morskich farm wiatrowych to 13,6 mln PLN / MW . Czyli innymi słowy 3,2 mln euro/MW. Dla  farmy 1000 MW będzie to 3,2 mld euro. Jest więc porównywalny z elektrownią jądrową budowaną w Azji.

Ale żywotność tego typu instalacji jest trzykrotnie mniejsza niż energetyki jądrowej. Jeśli więc zainwestujemy raz w elektrownię jądrową na powiedzmy 60 lat jej działalności, to w farmy wiatrowe analogicznej mocy musimy już zainwestować w tym czasie trzykrotnie (żywotność 20 lat)!

Zatem jeśli mielibyśmy uwzględnić ten fakt, koszt zainstalowania w przeliczeniu na 1000 MW mocy jest już dla atomu o wiele korzystniejszy niż dla morskiej energetyki wiatrowej bo to w najgorszym razie 6,5 mld euro do ponad 9,6 mld euro w przypadku wiatru na morzu! Nawet jeśli koszty inwestycyjne energetyki wiatrowej na morzu spadają  to i tak jest to znacznie więcej niż dla elektrowni jądrowych.

To jednak nie wszystko. Bo 1000 MW zainstalowanych w morskich farmach wiatrowych, choćby w najlepszych lokalizacjach, gdzie współczynnik wykorzystania mocy w ciągu roku to (niech będzie) 50%, nie odpowiada 1000 MW mocy jądrowej. Bo tu współczynnik wykorzystania mocy wynosi 90%.

Łatwo więc przeliczyć, że elektrownia jądrowa przy stabilnej pracy w ciągu roku może społeczeństwu dostarczyć niemal dwa razy tyle energii co morskie farmy wiatrowe tej samej mocy.

Uzupełnieniem pracy energetyki wiatrowej na morzu musiałaby być zatem (w przypadku braku elektrowni jądrowej) praca elektrowni szczytowych gazowych, które musiałyby wyprodukować prawie tyle samo energii (dokładnie rzecz biorąc 80%) co morska energetyka wiatrowa, po to, by łącznie dać tyle prądu, co w tym czasie elektrownia jądrowa. Należy zatem przy rozwoju morskiej energetyki wiatrowej brać również pod uwagę koszt wybudowania i eksploatacji właśnie elektrowni gazowych. I należy ten koszt dodać do kosztów związanych z morską czy też lądową energetyką wiatrową.

Portal „GramwZielone” podaje dla energetyki wiatrowej na morzu koszt 1 MWh energii elektrycznej 192 USD, czyli prawie 156 euro/MWh. To znacznie więcej niż w przypadku elektrowni jądrowych. Niemal dwa razy więcej. Przy założeniu średniej prędkości wiatru 9 metrów na sekundę.

W przypadku gazu koszt wybudowania elektrowni gazowej 1000 MW (dane z NCBJ) to 3,9 mld zł. W przypadku 1000 MW mocy w energetyce wiatrowej wymagana jest analogiczna moc w energetyce konwencjonalnej – w tym wypadku gazowej, która szybko zastąpi wiatraki w sytuacji gdy wiatr ustanie. Więc te 3,9 mld zł (ok 900 mln euro) trzeba doliczyć do kosztów systemu z morską energetyką wiatrową. Łączne koszty inwestycyjne farm na morzu 1000 MW i elektrowni gazowej szczytowej też 1000 MW wyniosą 10,5 mld euro. Koszt produkcji energii z gazu to 164 euro/MWh. Oczywiście ten koszt może się zmieniać w dużym zakresie, będąc w 80% zależny od ceny gazu. Ale nawet mimo istnienia gazoportu, trudno oczekiwać by gaz sprowadzany do Polski tą drogą był znacząco tańszy od rosyjskiego. Po prostu każdy będzie chciał na nas zarobić!

Atom będzie tańszy od wiatraków

Reasumując, układ odnawialno – gazowy na Pomorzu 1000 MW w morskich farmach i 1000 MW szczytowej mocy gazowej, to koszty inwestycyjne rzędu 10,5 mld euro, a cena energii ok 150 – 160 euro/MWh. Wybudowanie elektrowni jądrowej 1000 MW to koszt (w najgorszym razie) ok 6,5 mld euro, przy koszcie energii 75 – 80 euro/MWh. Nawet jeśli doliczymy koszt likwidacji elektrowni jądrowej po zakończeniu pracy ok 9 mld zł czyli 2,2 mld euro (wg opracowania Kamili Kołacińskiej i Roberta Sasina „Analiza kosztów i korzyści z wdrożenia energetyki jądrowej w Polsce), to nadal łączne koszty dla atomu są niższe, niecałe 9 mld euro. Tym bardziej, że doliczyć musimy po drugiej stronie koszt likwidacji wiatraków na morzu, elektrowni gazowej bądź małych elektrowni na biomasę. Oczywiście zakładając taki sam czas działania obydwu układów  60 lat. Jeśli wybudujemy większą moc, to proszę pamiętać ze kolejne bloki tej samej elektrowni jądrowej są tańsze o ok 15 do 20%,

Tak więc wyliczenia przeciwników polskiego atomu, udowadniających że można elektrownię jądrową na Pomorzu zastąpić morskimi wiatrakami wyglądają ładnie na papierze, gdy o szeregu spraw się po prostu nie mówi. W rzeczywistości to już zupełnie inna sprawa! A społeczeństwo ma za to zapłacić, prawda? Oby tylko wąskie wybrane grupy interesu na tym zarobiły!

Dodatkowo układ odnawialno – gazowy jest emisyjny. Tak samo jak wtedy, gdyby zamiast elektrowni gazowej zastosować szereg małych elektrowni na biomasę. Emisja CO2 i tak będzie. Układ z elektrownią jądrową nie powoduje żadnej emisji. A problemy z odpadami i to duże problemy są także w przypadku energetyki prosumenckiej i dużych farm wiatrowych. Może to wreszcie dojdzie do głów tych spośród ekologów, którzy są ludźmi ideowymi i tego co robią, nie robią dla pieniędzy wysługując się grupom interesu. Czyli są tymi, którzy naprawdę walczą o czyste środowisko, i nic innego!