Sawicki: Czy Polska wyciągnęła wnioski z Fukushimy przed budową własnego atomu? (ANALIZA)
Mija 10 lat od katastrofy w elektrowni jądrowej Fukushima Dai-Ichi. Od tego czasu o jej przyczynach można było przeczytać już wiele. Jakie wnioski wyciągnęła Polska, która chce zbudować 6-9 GW energetyki jądrowej? Program polskiej energetyki jądrowej odpowiada na to pytanie – pisze Bartłomiej Sawicki, redaktor BiznesAlert.pl.
Wyniki oceny oddziaływania na środowisko uwzględniają wnioski z katastrofy w Fukushimie
W październiku ubiegłego roku w Monitorze Polskim został opublikowany długo oczekiwany dokument, czyli Program polskiej energetyki jądrowej (PPEJ). Zawiera on haromonogram, kierunki rozwoju, etapy prac, modele finansowania oraz opisy technologiczne związane z budową elektrowni jądrowej w Polsce. Wśród dokumentów, które zostały wówczas opublikowane na stronie ministerstwa klimatu i środowiska jest także pisemne podsumowanie zawierające wyniki strategicznej oceny oddziaływania na środowisko (OOŚ) oraz uzasadnienie wyboru programu polskiej energetyki jądrowej. Dokument ten współgra z PPEJ w wersji z 2014 roku, niemniej komentarze dotyczące wpływu i wniosków z katastrofy w Japonii znalazły odzwierciedlenie w dokumencie z 2020 roku.
W kontekście aktualności tego dokumentu, a więc wyników strategicznej OOŚ, w PPEJ z 2020 roku czytamy, że miejsca prawdopodobnej budowy elektrowni jądrowych są tożsame z lokalizacjami określonymi w PPEJ z 2014 roku. Brak zmian w tym zakresie sprawia, że rodzaj i skala potencjalnego oddziaływania na środowisko pozostają takie same, dlatego nie jest wymagane przeprowadzenie ponownej strategicznej oceny oddziaływania na środowisko.
We wspominanym podsumowaniu zostało podkreślone, że polscy naukowcy brali udział w „peer review” stress testów reaktorów jądrowych, których dokonano po katastrofie w Fukushimie. Wnioski wynikające z analiz stress testów zostały uwzględnione w rozporządzeniu w sprawie wymagań bezpieczeństwa jądrowego i ochrony radiologicznej, jakie ma uwzględniać projekt obiektu jądrowego. Ujęto tam problemy dotyczące sposobu uwzględnienia zagrożeń zewnętrznych, zwiększenia wymaganej autonomii elektrowni jądrowej w odniesieniu do zasilania elektrycznego i zasobów wody do chłodzenia, zastosowania dodatkowych lub alternatywnych systemów i urządzeń do zasilania elektrycznego i odprowadzania ciepła powyłączeniowego.
PPEJ odnosi się także do trzech największych awarii w elektrowniach jądrowych, które zdarzyły się w USA, ZSRR oraz w Japonii. Wagę problemu doceniają autorzy dokumentu, którzy podkreślają, że energetyka jądrowa wymaga szczególnej dbałości o bezpieczeństwo eksploatacji. Zaznaczają oni, że budowane obecnie duże reaktory lekko wodne charakteryzują się wysokimi parametrami bezpieczeństwa uwzględniającymi doświadczenia z awarii w Three Mile Island (1979), Czarnobylu (1986) i Fukushimie (2011). Czytamy, że obecnie budowane reaktory są wyposażone w obudowy bezpieczeństwa odporne na warunki awaryjne, oraz skrajne zagrożenia powodowane przez człowieka, takie jak uderzenie dużego samolotu pasażerskiego lub wybuchy, jak również na różne skrajne zagrożenia naturalne. Z kolei awaria w Fukushimie nastąpiła w starych reaktorach wrzących (BWR) II generacji, ze stosunkowo słabymi obudowami bezpieczeństwa (typu Mark-I).
Błędy w Fukushimie
Trzęsienie ziemi i tsunami, które w marcu 2011 roku nawiedziło Japonię spowodowały olbrzymie straty na dużych obszarach w prefekturach Miyagi i Fukushima, zaginęło lub zginęło ok. 19 tysięcy osób, a 27 tysięcy zostało rannych. Fala tsunami o wysokości szacowanej na 14-15 m, przelała się w elektrowni jądrowej Fukushima Dai-Ichi przez o wiele za niski falochron (obliczony na falę o maksymalnej wysokości 5,7 m), zalewając teren elektrowni na głębokość 4-5 m, jednocześnie niszcząc szereg układów i urządzeń istotnych dla bezpieczeństwa, w tym systemów bezpieczeństwa. W szczególności tsunami zniszczyło ujęcie i pompownię wody chłodzącej (położone za falochronem) i zmyło zbiornik magazynowy oleju napędowego. Zanieczyszczona woda morska wdarła się przez otwarte kanały rurociągów i kabli do budynku maszynowni zalewając awaryjne agregaty dieslowskie (położone poniżej terenu elektrowni), rozdzielnie elektryczne systemów bezpieczeństwa, akumulatornie oraz inne urządzenia ważne dla bezpieczeństwa. Pośrednie przyczyny tej awarii to błędy i zaniechania ludzi i instytucji odpowiedzialnych za zapewnienie bezpieczeństwa elektrowni jądrowych.
Problem awaryjnego zasilania
Jedną z przyczyn awarii w elektrowni w Fukushimie był niesprawny system zasilania awaryjnego. W efekcie trzęsienia ziemi i tsunami elektrownia była w tym czasie odcięta od krajowego systemu elektrycznego z powodu uszkodzenia sieci przesyłowej. Systemy bezpieczeństwa były więc zasilane przez wewnętrzne awaryjne siłownie dieslowskie. Woda wdarła się jednak do maszynowni i zalała niezabezpieczone i nisko położone pomieszczenia z agregatami diesla, doprowadzając do całkowitej utraty zasilania awaryjnego i unieruchomienia prawie wszystkich układów bezpieczeństwa. We wspominanym dokumencie zawierającym wyniki strategicznej oceny oddziaływania na środowisko, podkreślono, że awarii uległy jednostki mające wówczas 40 lat. Autorzy opracowania podkreślają, że nowoczesne reaktory są wyposażone w pasywne jak i aktywne systemy bezpieczeństwa, które w razie awarii zapewniają chłodzenie rdzenia reaktora.
Co więcej, zaraz po tej awarii zalecono przeprowadzenie testów bezpieczeństwa w elektrowniach jądrowych. Wyniki przeprowadzonych stress testów europejskich elektrowni jądrowych, w tym nowobudowanych jądrowych bloków energetycznych z reaktorami EPR w Finlandii i Francji oraz wykonane w USA analizy odporności bloku AP1000 na ekstremalne zagrożenia zewnętrzne, nie wykazały konieczności poniesienia znaczących nakładów na zwiększenie bezpieczeństwa reaktorów generacji III+. Jednak jak czytamy dalej w tym dokumencie, w celu zwiększenia autonomii elektrowni jądrowych w odniesieniu do zasilania elektrycznego, do mającej powstać w Polsce elektrowni dodane zostaną dodatkowe zbiorniki oleju napędowego do generatorów dieslowskich. Zapis ten został uwzględniony w przyjętym w 2012 roku przez Radę Ministrów rozporządzeniu w sprawie wymagań bezpieczeństwa jądrowego i ochrony radiologicznej, jakie ma uwzględniać projekt obiektu jądrowego.
System chłodzenia
Wracając do przebiegu samej katastrofy, w efekcie odcięcia od zasilania i zalania silników dieslowskich, generatory elektryczne przestały działać. Chłodzenie elektrowni okazało się niemożliwe, nastąpiło stopienie rdzeni reaktorów i uwolnienie radioaktywności. Jakie są wnioski dla Polski ze wspominanych zdarzeń? W PPEJ czytamy, że nowoczesne reaktory (generacji III i III+ – takie mają być budowane w Polsce), posiadają pasywne jak i aktywne systemy bezpieczeństwa, które w razie awarii zapewniają chłodzenie rdzenia reaktora lub w razie ciężkiej awarii schładzanie stopionego rdzenia i obudowy bezpieczeństwa, nawet w przypadku braku zasilania energią elektryczną. Wykorzystują one bowiem prawa fizyki, np. grawitację lub różnicę ciśnień.
We wspominanym wcześniej rozporządzeniu w sprawie wymagań bezpieczeństwa jądrowego i ochrony radiologicznej, które ma uwzględniać projekt obiektu jądrowego, zostały ujęte wnioski wynikające ze stress testów elektrowni jądrowych, które przeprowadzono po katastrofie w Japonii, w zakresie zasilania systemów chłodzenia. W rozporządzeniu z 2012 roku czytamy, że w celu spełnienia wymagań przez system awaryjnego chłodzenia rdzenia reaktora, mają zostać zastosowane odpowiednie rozwiązania projektowe, takie jak: wykrywanie przecieków, odpowiednie połączenia wzajemne i możliwości odcinania, a także zapewnienie zasilania elektrycznego tego systemu ze źródeł wewnętrznych w razie zaniku zasilania elektrycznego z sieci zewnętrznej. W celu prawidłowego funkcjonowania systemów oraz elementów konstrukcji i wyposażenia obiektu jądrowego mających istotne znaczenie z punktu widzenia zapewnienia bezpieczeństwa jądrowego i ochrony radiologicznej na terenie obiektu, powinno być zapewnione zasilanie elektryczne ze źródeł wewnętrznych obiektu jądrowego i z zewnętrznej sieci elektroenergetycznej.
Źródło awaryjnego zasilania elektrycznego obiektu jądrowego oraz warunki zasilania systemów i elementów wyposażenia istotnych dla zapewnienia bezpieczeństwa jądrowego i ochrony radiologicznej obiektu jądrowego, powinny odznaczać się niezawodnością, mocą, czasem trwania i ciągłością zasilania, tak, żeby zapewnić niezawodne działanie po wystąpieniu przewidywanych zdarzeń eksploatacyjnych systemów i elementów wyposażenia, istotnych dla zapewnienia bezpieczeństwa jądrowego i ochrony radiologicznej.
W projekcie obiektu jądrowego przewidziano alternatywne źródła zasilania obiektu prądem przemiennym do wykorzystania w razie niedyspozycyjności wewnętrznych źródeł zasilania, w szczególności przewoźne lub przenośne agregaty prądotwórcze lub kombinowane systemy awaryjnego zasilania elektrycznego obiektu jądrowego. Docieramy do kluczowej treści rozporządzenia, które w treści nawiązuje do awarii w Fukushimie.
Założenia projektowe dla silników diesla (a więc tych, które zostały zalane) oraz innych urządzeń poruszających, które zasilają w energię elektryczną lub napędzają systemy lub elementy wyposażenia mające istotne znaczenie dla zapewnienia bezpieczeństwa jądrowego i ochrony radiologicznej, obejmują określenie:
- pojemności zbiorników magazynowych oleju napędowego i wydajności systemów zasilających w paliwo, wystarczających do zapewnienia pracy przez określony czas;
- zdolności urządzenia poruszającego do uruchomienia i skutecznego działania w określonych warunkach i przez wymagany czas;
- rodzajów systemów pomocniczych wymaganych dla ich działania.
To szczególnie ważne w kontekście tego, co stało się w Fukushimie. Rozwiązania, które miały zasilać system chłodzenia, nie spełniały powyższych wymagań.
Lokalizacja
Pośrednie przyczyny awarii w Fukushimie to błędy i zaniechania ludzi oraz instytucji odpowiedzialnych za zapewnienie bezpieczeństwa elektrowni jądrowych. Lokalizacja tej elektrowni została źle wybrana, w rejonie dużych zagrożeń sejsmicznych ale przede wszystkim zagrożeń tsunami. Szacunki maksymalnej wysokości fali tsunami były błędne. Nie zostały wprowadzone niezbędne ulepszenia i środki bezpieczeństwa, takich jak zabezpieczenia przeciwpowodziowe chroniące przed zalaniem – w tym przez falę tsunami – teren elektrowni, jak również określone obiekty mające istotne znaczenie dla zapewnienia bezpieczeństwa.
Wnioski dla Polski
W Polsce nie występują duże zagrożenia sejsmiczne. W północnej części kraju, w której mają być lokalizowane elektrownie jądrowe, maksymalne poziome przyspieszenie gruntu (PGA – Peak Ground Acceleration) przy naturalnym wstrząsie sejsmicznym o czasie powrotu raz na 10 000 lat może osiągnąć ok. 0,05g, podczas gdy elektrownie jądrowe generacji III+ projektuje się na obciążenia sejsmiczne odpowiadające PGA = 0,3g. Na wybrzeżu bałtyckim nie ma także znaczącego zagrożenia tsunami – ze względu na relatywnie niską sejsmiczność w rejonie Morza Bałtyckiego oraz faktu, że to morze jest płytkie.
Na podstawie wniosków z awarii w Fukushimie oraz ze stress testów europejskich elektrowni jądrowych w PPEJ zostało przewidziane podwyższenie wymagań dotyczących określenia projektowej wartości rzędnej fali powodziowej (ang. design basis flood), z wody powodziowej o czasie powrotu 1000 lat na 10 000 lat. Przy szacowaniu rzędnej wód powodziowych w fazie projektowej elektrowni mają być uwzględnione wszelkie czynniki i zjawiska – naturalne i powodowane działalnością człowieka. Dokument mówi o zagrożeniach, jak tsunami, nagon sztormowy, zbiorniki powierzchniowe, obszary zalewowe, fale, prądy, strefy prędkości, ekstremalne gwałtowne wichury, burze zimowe, oblodzenie, opady, obiekty hydrotechniczne i ich możliwe uszkodzenia lub nieprawidłowa eksploatacja oraz procesy erozji.
Dokument PPEJ podkreśla wagę wzmocnienia instytucji nadzoru jądrowego. Realizująca te zadania Polska Agencja Atomistyki (PAA) będzie działać na wszystkich etapach cyklu życiowego obiektów jądrowych, począwszy od etapu oceny środowiskowej i lokalizacji, przez projektowanie, budowę, rozruch, eksploatację, aż do ich likwidacji. Prezes PAA i inspektorzy dozoru jądrowego będą również prowadzić kontrole obiektu jądrowego w trakcie jego budowy, rozruchu i eksploatacji. Prezes PAA musi posiadać odpowiednie uprawnienia zagwarantowane prawnie, niezależność w podejmowaniu decyzji dotyczących bezpieczeństwa jądrowego, zasoby finansowe i organizacyjne oraz personel ekspercki wspomagającego go urzędu. Prawne wzmocnienie tego urzędu, zwiększenie jego niezależności, kadr i budżetu wymagają zmian legislacyjnych.
Autorzy dokumentu podkreślają, że brak odpowiednich finansów będzie wiązać się z ryzykiem odpływu kadry do prywatnego sektora oferującego atrakcyjne wynagrodzenie. Analiza wynagrodzeń pracowników instytucji dozoru jądrowego w wybranych krajach europejskich, realizujących programy jądrowe o podobnych celach do programu polskiego, wskazuje, że średnie wynagrodzenie jest tam wyższe o ok. 50 do 150 procent w stosunku do aktualnych wynagrodzeń w PAA. Komplementarne zwiększenie zakresu uprawień, działań, podejmowania niezależnych decyzji, zwielokrotnienie kadr, szkolenie ich i wreszcie dokapitalizowanie samej agencji jest podstawą, aby zminimalizować wszelkie ryzyka do zera, w sytuacji, w której obiekt już powstanie. Jak pokazuje przykład japoński, nawet najlepsze procedury, nie uchronią przed awarią w sytuacji, której nie będą one przestrzegane. W Polsce poza tą koniecznością dochodzi fakt, że najpierw taką kadrę kontrolną należy stworzyć. Procedury w Polsce już mamy, także te będące odpowiedzią na wnioski z katastrofy w Fukushimie. Potrzebny jest nadal personel, który będzie ich pilnował, a zatem konieczne są uzupełnienia kadrowe PAA.
Stan prac nad polskim atomem
Zgodnie z planami rządu oraz zapisami PPEJ i Polityki Energetycznej Polski do 2040 roku (tzw. strategia energetyczna, mają powstać dwie lub trzy elektrownie jądrowe o łącznej liczbie sześciu reaktorów o mocy od 6 do 9 GW. Pierwszy reaktor ma powstać na Pomorzu w 2033 roku, a ostatni w 2043. Rząd szacuje, że program będzie kosztować około 80 miliardów złotych do 2040 roku. Model biznesowy przewidziany w PPEJ zakłada wybranie jednej wspólnej technologii reaktorowej dla wszystkich elektrowni, wybór jednego współinwestora strategicznego powiązanego z dostawcą technologii oraz nabycie przez Skarb Państwa 100 procent udziałów w spółce celowej realizującej inwestycje w energetykę jądrową w Polsce. Polska Grupa Energetyczna podpisała w październiku 2020 roku ze stroną rządową list intencyjny dotyczący nabycia przez Skarb Państwa 100 procent udziałów w PGE EJ1. Po wyborze jednego współinwestora strategicznego powiązanego z dostawcą technologii, Skarb Państwa ma utrzymać przynajmniej 51 procent udziałów w tej spółce.
Obecna działalność PGE EJ1 obejmuje opracowanie Raportu o oddziaływaniu przedsięwzięcia na środowisko oraz Raportu lokalizacyjnego. Badania lokalizacyjne i środowiskowe prowadzone w dwóch rozważanych wariantach lokalizacyjnych „Lubiatowo-Kopalino” oraz „Żarnowiec” na Pomorzu. Zakończenie prac nad raportami zaplanowano na drugą połowę 2021 roku. Wówczas PGE ma zakończyć zaangażowanie w tym projekcie. Najbardziej zaawansowane rozmowy dotyczące pozyskania partnera finansowego i dostawcy technologii toczą się z USA, Francją i Korea Południową. Faworytami w wyścigu są Amerykanie. W październiku 2020 została zawarta polsko-amerykańska międzyrządowa umowa o współpracy w celu rozwoju Programu Polskiej Energetyki Jądrowej oraz cywilnego przemysłu jądrowego w Polsce. 24 lutego rozpoczął bieg czas porozumienia z Amerykanami, które zakłada przygotowanie w ciągu 18 miesięcy propozycji technologicznej i finansowej dotyczącej budowy elektrowni jądrowej w Polsce.
