Mikulski: Jeszcze jeden reaktor SMR w Polsce (ANALIZA)

5 września 2023, 07:20 Atom

– SMR-y mają przyspieszyć dekarbonizację systemu elektroenergetycznego, ale firmy w Polsce deklarują wykorzystanie wielu rodzajów reaktora. Nie ma się z czego cieszyć, bo sytuacja doprowadzi do chaosu regulacyjnego – pisze Andrzej Mikulski, emerytowany pracownik instytutów w Świerku i Państwowej Agencji Atomistyki.

W lokalnym wydaniu Gazety Wyborczej w Olsztynie w dniu 28 lipca 2023 roku ukazał się intrygująco zatytułowany artykuł pt. „Lidzbark Warmiński ma być uzdrowiskiem z własną elektrownią atomową”.

Chodzi o to, że władze miasta poprzedniego dnia podpisały list intencyjny ze spółką Ekopark z Warszawy dotyczący zbadania możliwości stworzenia koncepcji Pakietu Optymalizacji Energetycznej dla tego miasta z uwzględnieniem technologii małego atomu.  Wyjaśniono, że „koncepcja łączyć będzie zintegrowane w sposób hybrydowy technologie OZE (fotowoltaika, buforowe magazyny energii, wiatraki) oraz mały atom czyli reaktor SMR (Small Modular Reactor)”.

W artykule górnolotnie stwierdzono, że „Planowana integracja w lokalnym mikroregionie energetycznym dostępnych czystych technologii wytwarzania energii jest potencjalnie modelowym rozwiązaniem dywersyfikacji bezpieczeństwa energetycznego do zastosowań globalnych, podnoszącym jednocześnie komfort życia mieszkańców z zachowaniem zasad zrównoważonego rozwoju i ochrony środowiska naturalnego”.

– Podpisałem list intencyjny w sprawie opracowania projektu badawczego systemu energetycznego w oparciu o tak zwany mały atom. Chodzi o technologię SMR, czyli małych modułowych reaktorów atomowych – powiedział burmistrz Jacek Wiśniowski.

Ponadto stwierdził, że miasto może mieć ciekawy projekt na przyszłość i nie ponosi przy tym żadnych kosztów, a mały reaktor mógłby w przyszłości za 10-15 lat zasilać całe miasto w energię elektryczną i wspomoże system ciepłowniczy.

Traktować to należy jako zapowiedź prowadzenia w Polsce prac nad kolejnym małym reaktorem chłodzonym wodą, będący innym rozwiązaniem technicznym.

Idąc tym tropem w mediach społecznościowych można znaleźć więcej informacji na temat tej spółki i samego reaktora.

Historia Spółki Ekopark

Spółka Ekopark powstała w 2014 roku, ale od 2021 roku jej działalność prowadzona jest w trzech zakresach:

• budowa Inteligentnego Terminala Komunikacyjnego (IKT POINT), tj. „nowoczesnego, autonomicznego przystanku, stanowiącego jednocześnie punkt dostaw i odbioru (paczkomaty, foodomaty, bankomat/wpłatomat) oraz lokalne centrum informacyjno-reklamowe zasilane przez OZE i wyposażone w punkt ładowania urządzeń i pojazdów elektrycznych” (pierwszy taki terminal został już oddany do użytku w lipcu br. właśnie w Lidzbarku Warmińskim) ;
• prowadzenie prac badawczo-rozwojowych w ramach własnego Centrum Badawczo-Rozwojowego skupionego na „opracowaniu, doskonaleniu, walidacji, wdrażaniu i komercjalizacji innowacyjnych sposobów na magazynowanie energii ciepła, chłodu i energii elektrycznej w układzie współpracy z systemami OZE” oraz „operatorstwo Programu Certyfikacji Bezpieczeństwa OZE i Nowych Technologii CBOiNT”, a w tym „zdobywanie wiedzy na temat bezpiecznych działań ratowniczo-gaśniczych podczas zdarzeń z udziałem instalacji fotowoltaicznych” ;
• rozbudowę zielonej energii stanowiącą podstawowy zakres działalności, z którego wywodzi się spółka, tj. montaż oraz serwis instalacji fotowoltaicznych, pomp ciepła oraz kolektorów słonecznych.

W ramach Programu CBONiT spółka deklaruje wspieranie rozwoju nowych technologii w obszarze OZE i uznała, że jednym z nich mogą być właśnie małe reaktory jądrowe.

W tym celu w dniu 14 marca tego roku zarząd spółki „działając w imieniu własnym oraz jako Operator Programu CBOiNT zawarł trójstronną umowę z dwoma czeskimi spółkami Witkowitz Atomica i Bresson Power.

W ramach tej umowy potwierdzono „decyzję o powołaniu CENEP (Central European Nuclear Energy Platform) – Środkowoeuropejskiej Platformy Energii Jądrowej), która będzie częścią programu rozwoju projektów” w kilku obszarach, a w tym „rozwoju technologii SMR i jej komercyjnego wykorzystania”.

W opublikowany komunikacie spółki Ekopark stwierdzono, że firmy Witkowitz i Bresson są współautorami i współwłaścicielami technologii jako „źródło energii wykorzystujące nisko-wzbogacone paliwo jądrowe do produkcji ciepła”, zarejestrowanej w Czeskim Urzędzie Własności Przemysłowej, opartej na małym reaktorze modułowym DAVID SMR, opracowanym przez własne biuro projektowe Czechatom.

Poza tym strony postanawiają uczestniczyć w tworzeniu wspólnych projektów i programów w oparciu o Ukraiński Międzynarodowy Park Innowacyjno-Technologiczny (UIITP) CESTA SYNERGOATOM.

Działając dalej w tym kierunku spółka Ekopark 29 maja w Pradze zawarła porozumienie o współpracy w ramach międzynarodowego Centrum Stabilności Energetycznej CESTA SYNERGOATOM. Ośrodek ten powstał na mocy „międzynarodowego porozumienia organizacji prywatnych i państwowych, którego celem jest współpraca i wspólna realizacja projektów, rozwój innowacyjnych technologii i ich praktyczne wdrażanie z naciskiem na bezpieczeństwo energetyczne, informacyjne i technologiczne”.

Stronami niniejszej umowy obok spółki Ekopark jest pięć instytucji z Ukrainy oraz trzy podmioty z Czech. W porozumieniu wyszczególniono jedenaści priorytetowych obszarów działalności, z czego cztery, określone bardzo ogólnie dotyczą energetyki jądrowej, a mianowicie:

• elektrownie jądrowe i infrastruktura jądrowa ;
• cykl życia elektrowni jądrowych ;
• systemy małych reaktorów modułowych (SMR);
• reaktory IV generacji.

Z okazji podpisania tego porozumienia odbyła się w Pradze konferencja CESTA SYNERGOATOM z udziałem zarówno zdalnym jak i bezpośrednim wybitnych specjalistów ds. atomistyki, energetyki, nowoczesnych technologii oraz przedstawicieli odpowiednich resortów poszczególnych krajów sygnatariuszy. Ze strony polskiej obecna była Jadwiga Emilewicz, pełnomocnik rządu ds. polsko-ukraińskiej współpracy rozwojowej, Mateusz Berger, pełnomocnik sekretarza stanu ds. strategicznej infrastruktury energetycznej Daniel Ozon, założyciel Fundacji UKR POWER INFRA, działającej pod nadzorem Ministra Spraw Zagranicznych RP i Prezydenta Warszawy.  Ze strony polskich przedsiębiorstw obecny był tylko Robert Olejnik, prezes spółki Ekopark, która jest operatorem programu CBOiNT i partnerem Centrum Badawczego KEZO Polskiej Akademii Nauk.

Kolejnymi etapami działania spółki Ekopark było podpisanie w dniu 27 lipca listu intencyjnego z miastem Lidzbark Warmiński o współpracy celem zbadania możliwości stworzenia koncepcji Pakietu Optymalizacji Energetycznej z uwzględnieniem technologii małego atomu. Koncepcja powstanie we współpracy z udziałem wyspecjalizowanych instytucji naukowych i podmiotów branżowych z Polski, Czech i Ukrainy, a jej cele już wcześniej zostały zacytowane.

Celem realizacji wymienionego listu intencyjnego spółka Ekopark kilka dni później, w dniu 2 sierpnia br. podpisała z LLC SYNERGOATOM UKRAINA umowę o wykorzystaniu zasobów i doświadczenia ukraińskiego partnera w realizacji pracy na rzecz miasta Lidzbark Warmiński.

Spółka Ekopark na swojej stronie internetowej chwali się, że „jest współzałożycielem międzynarodowej platformy CESTA SYNERGOATOM, która specjalizuje się w badaniach i rozwoju technologii dla energetyki i inżynierii jądrowej oraz posiada kompetencje i technologie energetyki jądrowej, w tym dostęp do technologii reaktora DAVID SMR”.

Ponadto informuje, że platforma ta „współpracuje z Państwowym Inspektoratem Regulacji Jądrowej Ukrainy, Czeskim Państwowym Urzędem Bezpieczeństwa Jądrowego, instytutami Czeskiej i Ukraińskiej Akademii Nauk, ośrodkami naukowo-technicznymi, w tym Kijowskim Instytutem Energii Jądrowej Narodowej Akademii Nauk Ukrainy, Instytutem Problemów Bezpieczeństwa Jądrowego Narodowej Akademii Fizyki Jądrowej Czeskiej Akademii Nauk, Instytutem Termomechaniki Czeskiej Akademii Nauk, Instytutem Badań Jądrowych (ÚJV) Řež pod Pragą i wieloma innymi podmiotami zaangażowanymi w badania w dziedzinie energii jądrowej”.

Podsumowując, informacje o działaniach spółki w interesującym nas zakresie działań proekologicznych niestety nie znaleziono informacji o nawiązaniu kontaktu z instytucjami bądź wyższymi uczelniami w Polsce zajmującymi się reaktorami jądrowymi, ale to może nastąpi wkrótce, a na razie kilka informacji o rozpatrywanym reaktorze.

Reaktor DAVID SMR

Na stronie internetowej firmy Czechatom można zapoznać się z najważniejszymi informacjami o tej firmie i reaktorze DAVID SMR.

Firma Czechatom została założona w 2019 roku jako wniosek z działań rozpoczętych w 2007 roku wskazujących na możliwość zbudowania rodzimego czeskiego małego reaktora w oparciu o własne, doświadczone kadry i rodzimy przemysł. Prace koncepcyjne nad tym reaktorem rozpoczęto w 2018 roku, a prace projektowe w roku następnym.  Projekt koncepcyjny ukończono w 2022 roku, a w bieżącym roku przewidywane jest zakończenie podstawowego projektowania i w następnym 2024 roku przejście do projektu szczegółowego.

Reaktor DAVID SMR jest reaktorem wodnym ciśnieniowym o mocy termicznej 175 MWt, co odpowiada mocy elektrycznej 50 MWe.  Oparty jest na sprawdzonej technologii chłodzonych wodą, ciśnieniowych reaktorów typu PWR, które w wersji o zmniejszonej mocy i w nowych modułowych konstrukcjach skracających czas budowy są znane jako reaktory zintegrowane reaktory wodne ciśnieniowe (iPWR) z umieszczeniem rdzenia reaktora i wytwornicy pary w jednym zbiorniku oraz zastosowaniem wymuszonego bądź naturalnego (grawitacyjnego) obiegu chłodzenia.

W obu rozwiązaniach przeładunek paliwa odbywa się po otwarciu zbiornika ciśnieniowego i polega na dostawianiu nowych, usuwaniu wypalonych i przemieszczaniu już znajdujących się w rdzeniu kaset paliwowych.  W tym reaktorze zaproponowano i opatentowano inne rozwiązanie określone mianem „zbiornik-w-zbiorniku” i nazwano je pół-zintegrowane reaktory PWR.

Działanie jego polega na tym, że paliwo znajduje się w wewnętrznym zbiorniku, który usuwany jest w całości po osiągnięciu określonego wypalenia i przenoszony do miejsca przechowywania.  Na zbiorniku tym, u góry zainstalowane są cztery pompy wymuszające przepływ wody przez wewnętrzy pionowy wymiennik ciepła umieszczony wokół wewnętrznego zbiornika w przestrzeni aż do zewnętrznego zbiornika.  Woda z tego wymiennika opuszcza zbiornik zewnętrzny i kierowana jest do klasycznych wytwornic pary i dalej na turbinę.

Zaproponowane rozwiązanie techniczne jest dosyć skomplikowane, ale zapewnia dodatkowe zabezpieczenie w przypadku rozszczelnienia się elementów paliwowych oraz eliminuje zawsze trudną, czasochłonną i niosącą zagrożenie uszkodzenia kasety paliwowej procedurę przeładunku poszczególnych kaset.

Pomysłodawcy tego reaktor wymieniają trzy korzyści odnoszące się do zagadnień operacyjnych, bezpieczeństwa i finansowania z takiego rozwiązania:

• pośredni obieg chłodzenia wodnego pomiędzy pierwotnym (wewnętrzny zbiornik zintegrowany z wymiennikiem ciepła) a wtórnym obiegiem w klasycznych reaktorach PWR jest kompletnie nowym zabezpieczeniem ;
• wewnętrzny zbiornik reaktora wraz z paliwem wewnątrz może być transportowany do specjalnego pomieszczenia wykorzystywanego przez wiele reaktorów zlokalizowanych w jednym miejscu np. do prowadzenia wymiany paliwa, co spowoduje skrócenie czasu wyłączenia reaktora ;
• wewnętrzny zbiornik jest jedynym elementem konstrukcyjnym narażonym na promieniowania, co przyczyni się do zwiększenia dopuszczalnego czasu eksploatacji całej elektrowni.

Reaktor ten może znaleźć zastosowania w warunkach sieci ciepłowniczych i jest dobrym rozwiązaniem dla zero-emisyjnego ogrzewania. Poza tym możliwość skalowania i umieszczenia większej liczby, do ośmiu reaktorów w jednym miejscu pozwala dostosować jego zastosowanie do lokalnych potrzeb.

Projektodawcy zapewniają, że konstrukcja reaktora została zweryfikowana przez niezależnych ekspertów z Politechniki w Pradze i Instytutu Termomechaniki Czeskiej Akademii Nauk.  Poza tym inne czeskie i zagraniczne instytucje (w tym ukraińskie) współpracują przy projekcie w wielu aspektach naukowych, projektowych, konstrukcyjnych i rozwiązaniu wyzwań technicznych stojących przed projektem. Termin ukończenia projektu zależy od rozwiązania aktualnych problemów legislacyjnych i wsparcia czeskich czynników rządowych, a jest to, jak piszą projekt o znaczeniu strategicznym dla Republiki Czeskiej.

Wnioski

Wszelkie działania na rzecz gospodarki nisko-emisyjnej w Polsce zasługują na rzetelne poparcie, ale powinno ono brać pod uwagę wszystkie okoliczności sprawy.

Rzeczywiście zastosowanie reaktorów jądrowych jest tu właściwym kierunkiem i nie można tu ograniczać liczby przedmiotów podejmujących działania na tym polu, gdyż nie wiemy które rozwiązanie techniczne okaże się najbardziej korzystne.

W Polsce zainteresowanie małymi reaktorami, w kolejności historycznej wyraziły następujące firmy lub spółki:

• Narodowe Centrum Badań Jądrowych z reaktorem HTGR-POLA ;
• Orlen Synthos Green Energy z reaktorem BWRX-300 ;
• KGHM Polska Miedź z reaktorem VOYGR ;
• Last Energy Polska z reaktorem POWER-20 ;
• Respect Energy z reaktorem NUWARD ;
• Świętokrzyska Grupa Przemysłowa INDUSTRIA z reaktorem Rolls-Royce SMR ;
• Grupa Azoty Police z reaktorem USNC MMR ;
• Ekopark S.A z reaktorem DAVID SMR ;

Trudno uwierzyć, że dla nich wszystkich znajdzie się miejsce zarówno pod względem uzyskania odpowiednich zezwoleń środowiskowych i regulacyjnych oraz możliwości finansowania.

Poza tym za kilkoma z nich stoją politycy z obozu rządzącego (nie chcę wymieniać tu nazwisk) ale zwykły obywatel może zapytać: kto to kontroluje, jaki to przyniesie efekt i do czego to prowadzi?

PS: Początkowo planowałem zatytułować tą analizę „Jeszcze jeden eSeMeR dzisiaj” nawiązując do znanego tytułu piosenki biesiadnej „Jeszcze jeden mazur dzisiaj”, ale sytuacja wcale nie jest wesoła i chyba trochę wymyka się spod kontroli.

Mikulski: Reaktory jądrowe w USA, czyli jak to robi Westinghouse