W związku z ostatnim szczytem klimatycznym w Katowicach sporo ostatnio pisano na temat niezbędnej redukcji emisji zanieczyszczeń pochodzących z sektora energetycznego. Organizacje ekologiczne biły na alarm, starając się skłonić polityków do dużo bardziej zdecydowanych posunięć, zmierzających w kierunku gospodarki zeroemisyjnej, ci zaś po części ociągali się z decyzjami, nie chcąc zrażać do siebie potężnego lobby i koncernów paliwowych, opierających swoją działalność głównie na ropie naftowej czy węglu kamiennym – pisze Jerzy Lipka, przewodniczący Obywatelskiego Ruchu na Rzecz Energetyki Jądrowej.
Pojawiły się przy tym dwie koncepcje redukcji emisji. Pierwsza bardziej wypromowana i popierana przez większość delegatów na szczycie lansowała źródła „odnawialne” wiatrowe i słoneczne, jako główne panaceum na zmiany klimatu. Ich rozpowszechnienie na świecie zdaniem tej części delegatów umożliwi dojście w dającej się przewidzieć perspektywie do gospodarki zeroemisyjnej.
Inna część delegatów, w tym w dużej mierze przedstawiciele Polski próbowała promować czyste spalanie węgla (składowanie CO2 pod ziemią), w tym jego zgazowanie jako źródło niskoemisyjnej energii elektrycznej. Koncepcja ta uwzględniała także zalesianie jako istotny czynnik neutralizujący CO2, a będący autorskim pomysłem Jana Szyszki, byłego ministra środowiska.
Wreszcie trzecia grupa delegatów, w tym niektórzy z Francji będący reprezentantami przemysłu nuklearnego, jako najskuteczniejsze narzędzie proponowała budowę nowych elektrowni jądrowych. Grupa ta miała poparcie jednego z odłamów polskich ekologów, którzy próbowali włączyć się do międzynarodowej demonstracji organizowanej w czasie szczytu, a domagającej się od polityków radykalniejszych niż dotąd działań na rzecz ochrony klimatu. Zostali jednak wyproszeni z demonstracji przez grupy fanatycznych zwolenników energii wiatrowej, a przeciwników atomu.
Przyjrzyjmy się zatem, jak wyglądają prawdziwe skutki wprowadzenia w życie każdej z wyżej wymienionych technologii.
Elektrownia jądrowa na etapie budowy wymaga zużycia dużej ilości stali oraz betonu. Jej produkcja jest owszem emisyjna, lecz do zbudowania elektrowni o danej mocy potrzeba jednak znacznie mniej betonu i stali niż w przypadku zastąpienia tej mocy tą zainstalowaną w elektrowniach wiatrowych. Jeszcze lepiej to porównanie wypada dla atomu, gdy uwzględni się średni czas wykorzystania tej mocy w ciągu roku – która dla elektrowni jądrowej wynosi 90%, wiatrowej na lądzie w warunkach polskich 15% do 25%, zależnie od lokalizacji i dla morskich farm wiatrowych na Bałtyku rzędu od 35% do 40%. Na południowym i północnym wybrzeżu Wielkiej Brytanii można osiągnąć do 50%.
Tak więc blok jądrowy zaraz po wybudowaniu i podłączeniu do sieci w pełni zastępuje bloki węglowe, gazowe czy też na mazut o podobnej mocy. Z kolei przeciętny blok węglowy pracuje przez 80% czasu w ciągu roku. Tak więc skoro blok jądrowy go zastępuje, tym samym redukuje emisję nie tylko CO2, lecz i innych znacznie groźniejszych dla zdrowia skutków substancji wytwarzanych w wyniku spalania paliw kopalnych. W dodatku pracuje znacznie dłużej od bloków węglowych, gazowych bądź na mazut. W porównaniu z blokiem węglowym, blok jądrowy osiąga 150% wydajności czasu pracy tego pierwszego. Tak więc w okresie około 80 lat w przypadku elektrowni lll generacji, blok jądrowy o 1000 MW mocy nie dopuszcza do wyemitowania aż 620 mln ton CO2 (7,5 mln ton rocznie).
W przypadku kolektorów słonecznych czy wiatraków lądowych i morskich rachunek już nie jest tak jasny i oczywisty. Kolektory słoneczne wytwarzają 10% do 12% mocy na naszej szerokości geograficznej. Przyjmując więc, że energia pozyskiwana z OZE jeśli chodzi o moc zainstalowaną, składa się ze 1000 MW pochodzących z takich kolektorów i paneli słonecznych, to będzie ona potrzebować aż przez 88% czasu w ciągu roku wsparcia emisyjną energią gazową, bowiem właśnie ona nadaje się najbardziej do wspierania niestabilnych źródeł OZE, jako w największym stopniu elastyczna. Taka elektrownia gazowa musi mieć moc przynajmniej równą mocy zainstalowanej w OZE, a emituje przy bardzo stabilnej pracy połowę tej ilości CO2, co elektrownia węglowa o podobnej mocy. Jednak przy zmianach kilka razy w ciągu doby ta emisja wzrośnie. W najlepszym razie układ złożony ze 1000 MW mocy w panelach fotowoltaicznych i 1000 MW mocy szczytowej gazowej wyemituje o połowę mniej CO2 niż elektrownia węglowa mająca też 1000 MW. Czyli rocznie zredukuje ok 3,8 mln ton CO2.
W przypadku energetyki wiatrowej o wyższym współczynniku wykorzystania mocy sytuacja wcale nie przedstawia się lepiej. Tu zmiany mocy są bowiem nieregularne, często bardzo gwałtowne. W takiej sytuacji oczywiście rośnie emisja z wspierających te źródła mocy gazowych, nawet do 70% emisji, w porównaniu do pracującej w sposób stabilny elektrowni węglowej. Gdy w przypadku lądowych farm wiatrowych aż 3/4 energii w ciągu roku musi pochodzić ze spalania gazu, rachunek jest prosty. Zyskujemy bowiem układ emitujący w ciągu roku 52,5% tego, co analogiczna elektrownia węglowa i to przy najlepszych na lądzie lokalizacjach, bo przy średnich i gorszych rachunek wygląda mniej optymistycznie. Będzie to oszczędność rzędu redukcji 3,6 mln ton CO2 rocznie, przy założeniu, że elektrownie wiatrowe o mocy 1000 MW pracują przez 1/4 czasu w roku. To i tak jeszcze nie jest pełen rachunek, bo żywotność energetyki jądrowej to ok od 60 do 80 lat (w praktyce niektóre reaktory nawet te stare ll generacji pracują ponad 50 lat), czas eksploatacji wiatraków na lądzie nie przekracza 25 lat. Po tym okresie trzeba wyprodukować nowe turbiny, co oczywiście oznacza dodatkową emisję.
W przypadku morskich turbin wiatrowych rachunek wygląda nieco lepiej, choć i tu trzeba się liczyć z częstymi zmianami mocy w przypadku wspierających je źródeł gazowych. Dla Bałtyku więc, gdzie praca wiatru wytwarza energię przez 40% czasu w ciągu roku, zyskujemy układ redukujący emisję CO2 do ok 40% tej, która pochodziłaby ze spalania węgla. Zamiast więc 7,5 mln ton CO2 rocznie z mocy 1000 MW zredukowaliśmy tę emisję do 3 mln ton CO2 rocznie. To jeszcze daleko do emisji zerowej jak w przypadku atomu.
A co ze zgazowaniem węgla, pochłanianiem CO2 przez lasy, czy też podziemnym magazynowaniem?
Wiceprezes KIG i były Prezes PKN Orlen Janusz Wiśniewski, udzielając półtora roku temu wywiadu portalowi Wysokie Napięcie o zgazowaniu węgla powiedział, że takie projekty na świecie opłacalne są tylko tam, gdzie jest względnie tani surowiec i nie trzeba się liczyć z zanieczyszczeniem ziemi i powietrza. Tak dzieje się na przykład w Chinach, ale w przypadku Polski żaden z tych warunków nie jest spełniony. W polskich warunkach nie zaistnieje proces spalania eliminujący emisję CO2, a takiemu procesowi poddany byłby i tak wyprodukowany gaz. Oczywiście w procesie zgazowania węgla otrzymujemy cenny pierwiastek, czyli wodór, mogący służyć do redukcji emisji pochodzącej z silników aut. Jednak wodór możemy też otrzymać w wyniku reakcji chemicznych, zachodzących w wysokotemperaturowych reaktorach jądrowych, nad którymi trwają prace w Narodowym Centrum Badań i Rozwoju. Który z tych procesów będzie miał szersze zastosowanie, przekonamy się w przyszłości.
Przykładem inwestycji na wielką skalę, która pozwala na składowanie CO2 pod ziemią jest elektrownia na węgiel brunatny Kemper w USA. Koszt jej wybudowania był równy kosztom powstania elektrowni jądrowej o porównywalnej mocy. CO2 było natomiast sprzedawane firmie naftowej, która używała tego gazu do procesu wydobycia ropy. Tak więc patrząc na całościową emisję, zysk był praktycznie żaden. Cały proces byłby kompletnie nieopłacalny, gdyby ktoś nie odkupował choć części CO2.
Jeśli chodzi o pochłanianie dwutlenku węgla przez polskie lasy to trzeba wziąć pod uwagę, że w większości w naszym kraju występują lasy iglaste, a te mają stosunkowo małą powierzchnię zieloną, pochłaniająca za dnia dwutlenek węgla. Gdyby nawet obsadzić lasami całą Polskę, a nie tylko 30% jej powierzchni jak teraz, to i tak pochłaniałyby one zaledwie 1/5 tej emisji CO2, która pochodzi dziś z kominów fabryk, elektrowni czy rur wydechowych aut. Przypomnę przy tym, że energetyka zawodowa to aż 70% krajowej emisji CO2.
Trudno więc eliminować energetykę jądrową, jeśli poważnie myśli się o redukcji emisji CO2, a nie tylko o tym mówi. Żaden inny sposób nie prowadzi bowiem w praktyce do zeroemisyjności. A przekonali się o tym i Niemcy, którzy swoje rozbudowane OZE wspierać muszą nie tylko masowo importowanym z Rosji gazem, lecz i wysoce emisyjnym spalaniem węgla brunatnego. Dogmatyzm nigdy nie prowadzi do osiągnięcia celu, wręcz przeciwnie, skrajnie to utrudnia.
