fot: ARC
Analitycy szacują, że w perspektywie kilku lat cena uranu będzie rosnąć, w związku z rozbudową energetyki jądrowej
fot: ARC
Na świecie produkuje się energię jądrową w 442 instalacjach działających w 30 krajach(1). Jej sumaryczna moc wynosi około 375 gigawatów. W Europie instalacje działają w 17 krajach (łącznie z Rosją i Ukrainą). Jednak zaledwie w sześciu z tych krajów obecnie (2011 r.) buduje się nowe instalacje (Bułgaria - 2, Finlandia - 1, Francja - 1, Rosja - 11, Słowacja - 2, Ukraina - 2).
Natomiast nie ma żadnej instalacji - ani działającej, ani w budowie - w dwunastu krajach europejskich (1). W Austrii i Danii zrezygnowano z EJ już przed wielu laty. Po roku 1986 kolejno rezygnowano (4) z tej energetyki we Włoszech, Holandii, Belgii, Szwecji a ostatnio w Niemczech. W Hiszpanii wprowadzono moratorium. Bez energii jądrowej obywa się także ponad 160 krajów świata. Dodajmy, że w USA (od 1979 roku) zrezygnowano z 2/3 projektów budowy instalacji jądrowych(4).
Zagrożenia, awarie i wypadki
Reaktory nuklearne okazały się wysoce podatne na awarie. Wynika to m.in., z tego, iż są urządzeniami bardzo skomplikowanymi. Niemały wpływ ma także wszechobecna w przemysłowych kręgach presja na maksymalizację zysku poprzez wydłużanie czasu aktywności instalacji. Niebezpieczna jest też tendencja zwiększania mocy elektrowni jądrowych - w latach pięćdziesiątych wynosiła ona kilkaset MW; ostatnio - ponad tysiąc MW.
Rozbieżności dotyczące oceny zagrożenia, częściowo wynikają z tego, że różne środowiska posługują się rożnymi definicjami terminu "awaria nuklearna".
Sovacool (2) posługuje się definicją, zgodnie z którą "wypadek" (ang. nuclear accident) ma miejsce wówczas, gdy traci życie co najmniej jeden człowiek albo gdy szkody materialne wynoszą co najmniej 50 tys. dolarów. Sovacool stosuje tę samą definicję do analizy awaryjności w odrębnych segmentach produkcji energii z różnych surowców energetycznych (z węgla, gazu, ropy lub in.) jak również w ich porównaniach z energetyką jądrową. Natomiast niektórzy autorzy zaliczają do kategorii poważnych wypadków (nuclear accidents) dopiero te, które doprowadziły do utraty życia co najmniej pięciu osób. Stosowanie tej ostatniej definicji oczywiście sprzyja opiniowaniu energetyki jądrowej jako bezpiecznego sektora.
W okresie do 2008 r. w sektorze nuklearnym, miały miejsce wypadki śmiertelne - zginęło w nich blisko 5 tysięcy ludzi. Wypadki śmiertelne w całym sektorze energetyki jądrowej występują częściej niż w poszczególnych sektorach produkcji energii z węgla lub ropy albo gazu ziemnego (2).
Po katastrofie w Czarnobylu w 1986 r, większość różnego rodzaju awarii instalacji jądrowych - 20 awarii spośród 30 - wydarzyła się na terenie USA (3). Fałszywy jest zatem pogląd, że nuklearne awarie zdarzały się głównie w przeszłości, a jeśli zdarzają się obecnie, to w krajach raczej opóźnionych w rozwoju technologicznym i gospodarczym. Katastrofa w Fukushimie jest rzekomo wyjątkiem w tej regule.
Komisja Energii Atomowej USA (US Atomic Energy Commission) w 1975 roku oceniła początkowy trzydziestoletni okres rozwoju elektrowni jądrowych (EJ) w USA, w następujący sposób (3). W owym okresie miało miejsce
• 111 wycieków radioaktywnych;
• 317 osób uległo napromieniowaniu rzędu 80 tysięcy radów (względnie bezpieczny próg to poniżej 10 radów).
W całym tym okresie udokumentowano
• 321 wypadków śmiertelnych oraz
• ponad 19 tysięcy rannych.
Wypadki miały miejsce w czasie budowy lub działania reaktorów. Okazało się, że w USA, sektor energetyki jądrowej cechuje bardzo wysoka wypadkowość w porównaniu z innymi sektorami produkcji energii.
Z latami sytuacja nie ulegała poprawie - taki wniosek wynika z kilku raportów GAO z lat 2006-2008 (GAO - US Government Accountability Office). Opisano w nich 156 poważnych awarii (użyto terminu: serious incidents) o różnym charakterze, w tym także - radioaktywne wycieki (2).
Nie lepiej przedstawia się sytuacja we Francji (3) na terenie której znajduje się 200 zakładów, związanych z EJ (reaktory jądrowe w elektrowniach, instalacje wzbogacania rudy uranowej, fabryki produkujące paliwo uranowe, zakłady recyklingu zużytego paliwa, składowiska radioaktywnych odpadów). Do roku 2008 zdarzyło się na ich terenie ponad 700 awarii.
Poniżej wymieniono dwa czynniki wpływające na wciąż rosnące ryzyko niebezpiecznych awarii w energetyce jądrowej:
• nasila się tendencja do budowy reaktorów o większej mocy, co prowadzi do wzrostu ilości materiału rozszczepialnego w rdzeniach paliwowych;
• rosną naciski właścicieli elektrowni jądrowych, aby maksymalizować zyski z EJ, kosztem bezpieczeństwa np., poprzez wydłużanie okresu żywotności instalacji.
Wątpliwe zalety energetyki jądrowej
Pozornie EJ może produkować elektryczność w sposób niemal ciągły, bo teoretycznie reaktor produkuje ją przez ok. 12 miesięcy tzn., aż do czasu w którym wymaga załadowania nową porcją paliwa. W istocie jednak, ta ciągłość produkcji jest iluzoryczna. Jak dowodzą dane obejmujące okres do 1998 r., dla sześciu krajów (USA, Francja, Belgia, Niemcy, Szwecja, Szwajcaria), częste awarie urządzeń EJ, są powodem przestojów. W ich wyniku średni okres ciągłego działania instalacji w poszczególnych krajach wynosił zaledwie od 35 do 88 dni (3).
W 2008 r całkowita moc wszystkich generatorów EJ. na świecie wynosiła 370 GW. Wymagało to zużycia 65 tysięcy ton uranu 3 (natural uranium).
W kręgach przemysłu nuklearnego wyrażany jest pogląd, iż działające teraz kopalnie rudy zaspokoją potrzeby obecnie działających reaktorów. Natomiast złoża dotąd nie eksploatowane i nowe kopalnie pokryją zapotrzebowanie na uran dla rosnącej ilości reaktorów w okresie, co najmniej dziesięciu lat. Ponadto postęp w zakresie recyklingu zużytego paliwa zwiększy o 30-50 proc. ilość energii uzyskiwanej dotąd z uranu. Natomiast ewentualne wprowadzenie reaktorów dalszych generacji, w których będzie produkowany pluton z izotopów uranu, umożliwi uzyskanie 60 razy większej (niż dotąd) ilości energii z tej samej ilości uranu.
Jednak całkowicie odmienna jest opinia Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (IAEA - International Atomic Energy Agency). Światowa produkcja uranu w 2025 pokryje zaledwie 4-6 proc. globalnego zapotrzebowania na to paliwo. W 2001 roku Agencja ostrzegała, że łatwo dostępne i tanie złoża rudy uranowej są na wyczerpaniu i coraz częściej kraje wydobywające rudę muszą sięgać do złóż trudnodostępnych i dlatego kosztownych w eksploatacji. Badania dwóch renomowanych instytutów w dziedzinie fizyki jądrowej (ETH Zurich i CERN - 2001 r) prowadzą do wniosku, że wydobycie rudy i zaspokojenie zapotrzebowania na nią, stanie się krytyczne w okresie kilku lat. Na podstawie szczegółowych studiów, dotyczących 93 lokalizacji w 15 krajach, przewiduje się także, że eksploatacja nowych złóż rudy nie nastąpi odpowiednio szybko w relacji do wzrostu zapotrzebowania.
Najwięcej uranu produkuje się w Kanadzie. Produkcja w USA nie zaspokaja nawet 10 proc. zapotrzebowania kraju na uran. Na Ukrainie i Francji produkuje się po 5 ton (1, 3). Wszystkie te kraje mają już za sobą tzw. pik produkcji czyli najwyższą roczną produkcję w całym dotychczasowym okres.
Kazachstan, Australia, Niger eksportują uran, bo nie produkują energii jądrowej u siebie. Eksporterem jest również Kanada, bowiem produkuje znacznie więcej niż zużywa. Rosja jest samowystarczalna - wydobycie rudy pokrywa zapotrzebowanie kraju, z małą nadwyżką. Na import skazane są: USA, Francja, Japonia, Niemcy, Południowa Korea, UK, Ukraina, Szwecja.
Opisana sytuacja jest powodem tego, że od kilku lat cena uranu szybko rośnie - od około 10 dolarów (za 1 funt tlenku uranu U3O8) w 1994 r., do 42 dolary w 2007 i 60 dolarów w 2008 (3). Taka dynamika zmian ceny paliwa, czynią całkowicie niepewnymi prognozy przyszłych kosztów operacyjnych instalacji nuklearnej.
Z punktu widzenia zużycia energii i redukcji emisji dwutlenku węgla, na uwagę zasługuje analiza pełnego cyklu pracy instalacji nuklearnej. W tym celu należy zsumować ilość energii zużytej na budowę instalacji oraz jej działanie (w tym - na proces uzyskiwania paliwa), następnie uwzględnić ilość energii, która będzie musiała być zużyta na likwidację instalacji oraz na składowanie odpadów radioaktywnych. Ostatecznie okazuje się, że dopiero po 10 - 18 latach działania instalacji, uzyskuje się nadwyżkę energii w stosunku do zużytej, pochodzącej z reguły z wysokoemisyjnych surowców energetycznych. A zatem, dopiero po kilkunastu latach działania elektrowni jądrowej można powiedzieć, że produkuje ona energię "czystą" tzn., nie obciążoną emisją cieplarnianych gazów. Pod tym względem energia nuklearna jest znacznie mniej efektywna od hydroelektrowni i energii wiatrowej.
Odpadów wcale niemało
Często zwolennicy energii jądrowej posługują się argumentem, że instalacje EJ produkują znikome ilości odpadów w porównaniu z siłowniami produkującymi energię z paliw kopalnych.
Elektrownia węglowa o mocy 1 MW wytwarza rocznie około 6-7 milionów ton szkodliwych gazów (tlenki azotu, siarki i dwutlenek węgla) oraz pyłów. Elektrownia jądrowa o takiej samej mocy generuje rocznie, "tylko" 35 ton odpadów w postaci wysoce radioaktywnego zużytego paliwa. Mimo tego, iż odpady radioaktywne stanowią wielokrotnie mniejszą masę, są bardzo dużym zagrożeniem i choćby z tego powodu nie ma uzasadnienia opinia, że EJ jest "przyjazna ludziom i środowisku".
Wszystkie instalacje EJ na świecie generują rocznie 10 tysięcy ton zużytego paliwa jądrowego. Zaledwie 15 proc. z tej ilości jest poddawana ponownemu przetworzenia na paliwo (reprocessing). Średnio każda instalacja EJ produkuje rocznie około 30 ton wysoce radioaktywnych odpadów, które mogą zachować radioaktywność przez 250 tysięcy lat.
Francja w okresie 1967-69 wyrzuciła 12 tys. m sześc. odpadów do morza. Identycznie postępowała Anglia topiąc swoje odpady a także - pochodzące z Belgii, Szwajcarii i Holandii - w północno-wschodnim Atlantyku. Dopiero w 1983 r zostało to zabronione prawem. W USA budowano przez ponad dwadzieścia lat centralne składowisko kosztem ponad 20 miliardów USD (ok. 20 km podziemnych korytarzy), pod górą Yucca w Newadzie.
Rząd prezydenta Obamy zrezygnował ostatecznie z ukończenia tej budowy i centralnego składowania odpadów promieniotwórczych. Pojawiły się bowiem wątpliwości, czy nagromadzenie tysięcy ton materiału radioaktywnego na terenie tego składowiska, nie doprowadzi do jego zniszczenia. Obecnie w USA, około 70 tysięcy ton odpadów jest po części zlokalizowanych niemal w każdym stanie.
Zamieszkiwanie w pobliżu instalacji i składowisk nie jest bezpieczne (przykłady z terenu USA).
Stront-90 obecny w odpadach, jest radioaktywny przez 600 lat. Przedostaje się do łańcucha pokarmowego. Jego obecność stwierdzono w zębach małych dzieci, żyjących w pobliżu instalacji EJ.
Pluton - składnik zużytego paliwa, radioaktywny przez kilkaset tysięcy lat - jest niezwykle toksyczny. W 2009 r. udokumentowano w USA liczne przypadki leukemii i raka mózgu wśród mieszkańców żyjących w pobliżu instalacji EJ. W ciągu 20 lat instalacje okazały się przyczyną 18 tysięcy zgonów wśród niemowląt oraz 6 tysięcy przypadków raka wśród dzieci. (3) (dane zamieszczone na stronie 115 publikacji 3).
Koszty budowy wcale niemałe
Budowa siłowni jądrowej najczęściej trwa kilka do dwunastu lat, głównie z uwagi na wysoką kapitałochłonność. Rozciągnięta w czasie budowa, jest jednym z powodów wzrostu kosztów z uwagi na różnorodne okoliczności, nie dające się przewidzieć w początkowej fazie budowy.
Aktualne analizy kosztów budowy instalacji EJ przeprowadzono w Kanadzie, Chinach, Japonii, Anglii, Korei i USA (3). Koszt elektrowni jądrowych o mocy 1 MW budowanych w latach 2005-2009, wynosił od 3,6 do 8 miliardów dolarów. Kwoty te często nie uwzględniały kosztów zakończenia eksploatacji i zabezpieczenia promieniotwórczych pozostałości po rozbiórce instalacji, które przecież w przyszłości muszą być poniesione. Koszty inwestycyjne były więc wyraźnie zaniżone.
Wniosek - cechą charakterystyczną EJ jest wysoka kapitałochłonność, długi okres budowy i skłonności do przekraczania początkowo przewidywanych kosztów oraz z reguły - pomijanie kosztów związanych z zakończeniem eksploatacji instalacji oraz składowania odpadów.
Znacząco wzrosły tez koszty produkcji energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych. W porównaniu z kosztami w latach 2000-2001 (liczonymi w centach US/kWh), obecne wzrosły czterokrotnie (3).
Czy w takiej sytuacji, można traktować katastrofę w Fukushimie (w marcu 2011 r.), tylko jako następstwo tsunami? I żywić nadzieję, że nic innego prócz tsunami nie zagraża naszemu bezpieczeństwu ze strony energetyki jądrowej?
Źródła:
1. European Nuclear Society. Nuclear power plants world-wide. 2011 r.; http: //www. euronuclear. org/info/encyclopedia/" www.euronuclear.org/info/encyclopedia/
2. Sovacool B. K, " The cost of failure: A preliminary assessment of major energy accidents, 1907- 2007". Energy Policy, 2008, vol 36.
3. Sovacool B K, "Critically weighing the costs and benefits of nuclear renaissance". Journal of Integrative Environmental Sciences. 2010, vol 7.
4. Lutz Mez., "Nuclear energy - Any solution for sustainability and climate protection? ". Energy Policy. Available on line 7 May 2012.
