Łukasz Madej: Powstanie elektrowni jądrowej w Polsce to dobry pomysł?

Dr inż. Andrzej Strupczewski, prof. nadzw. NCBJ: Tak, Polska potrzebuje więcej energii elektrycznej, bo obecnie nasze zużycie elektryczności na mieszkańca (3700 kWh/rok) jest dwukrotnie mniejsze niż w Niemczech, Austrii, Czechach (7200-7500 kWh/rok) i w innych krajach Unii Europejskiej. A w perspektywie 2030 r. będziemy potrzebowali o 50% więcej energii elektrycznej niż teraz, nawet po uwzględnieniu wyższej efektywności wykorzystania energii elektrycznej (o 50% w stosunku do produktu narodowego brutto). Nie możemy planować zwiększenia mocy naszych elektrowni węglowych, bo i węgiel wydobywany z coraz głębszych pokładów będzie coraz droższy, i regulacje Unii Europejskiej będą coraz bardziej utrudniały jego spalanie. Wprowadzanie na dużą skalę wiatraków i paneli słonecznych nie zapewnia niezawodnego zasilania.

Ł.M. Dlaczego?

A.S.: Okresy ciszy wiatrowej przy jednoczesnym braku słońca sięgają w Niemczech 5 dni i nocy, a w Polsce ich długość jest podobna. Gdyby moc źródeł wiatrowych i słonecznych w Polsce wynosiła 10% średniego zapotrzebowania, tj. 1,75 GW, to nasze elektrownie pompowo-szczytowe mogłyby zastąpić brak wiatru i słońca przez 5 godzin. A potem… czym moglibyśmy zastąpić wiatr i słońce przez 5 dni i nocy, gdybyśmy naprawdę na nie liczyli? A skoro wiatr i słońce nie mogą zapewnić niezawodnego zasilania, to potrzeba nam elektrowni systemowych, to jest pracujących w systemie zgodnie z zapotrzebowaniem. Takimi elektrowniami są, obok węglowych i gazowych, elektrownie jądrowe, mające jednak tę przewagę, że nie produkują zanieczyszczeń atmosfery i nie emitują CO2.

Ł.M.: Ile procent z ogólnego naszego zapotrzebowania na energię powinno pochodzić z elektrowni jądrowej?

A.S.: Zakładając, że produkcję energii elektrycznej w elektrowniach węglowych zdołamy utrzymać na obecnym poziomie dzięki wydobyciu i spalaniu coraz droższego węgla, elektrownie jądrowe powinny przejąć zadanie zaspokojenia wzrostu potrzeb w zakresie energii elektrycznej. Według planów dyskutowanych i przyjętych zarówno za kadencji poprzedniego, jak i obecnego rządu, a więc planów ustalanych przez ekspertów energetycznych, elektrownie jądrowe powinny dostarczać moc około 6000 MWe. Oznacza to albo 4 bloki po 1500 MWe, albo 6 bloków po 1000 MWe. Będą one produkowały łącznie około 48 TWh rocznie. W latach 2035-2040, gdy zapotrzebowanie na energię elektryczną wyniesie około 200 TWh rocznie, energetyka jądrowa będzie więc dostarczała około jednej czwartej energii elektrycznej. Taki udział wydaje się najbardziej pożądanym z punktu widzenia zaspokajania potrzeb naszej gospodarki.

Ł.M.: Mówi się, że w Polsce taka elektrownia mogłaby powstać tylko w pobliżu Morza Bałtyckiego.

A.S.: Morze Bałtyckie ma wielką zaletę – zimną wodę do schładzania pary w skraplaczu turbin elektrowni. Im niższa temperatura tej wody, tym większa różnica maksymalnych i minimalnych wartości temperatury i ciśnienia w układzie parowym, i tym większą sprawność termodynamiczną można osiągnąć w elektrowni jądrowej, podobnie zresztą, jak i w elektrowni opalanej węglem lub gazem. Równolegle występuje inny niezależny powód lokalizowania elektrowni jądrowej nad Bałtykiem – to brak elektrowni konwencjonalnych w północnej części kraju. Obecnie do odbiorców w Trójmieście i w innych ośrodkach zużywających prąd w północnej części kraju, prąd elektryczny dostarcza się z elektrowni położonych daleko od odbiorców, przez długie linie transmisyjne, w których znaczną część prądu traci się na straty przesyłowe. Elektrownie jądrowe można budować nie tylko nad morzem, ale i nad jeziorami lub rzekami, a nawet w głębi lądu z daleka od wody. W tym ostatnim przypadku do usuwania ciepła odpadowego wykorzystuje się chłodnie kominowe, ale oddawanie ciepła do atmosfery nie pozwala osiągnąć tak niskich temperatur i tak wysokiej sprawności, jak chłodzenie wodą morską.

Ł.M.: Co Pan odpowie osobom, które uważają, że to najdroższy sposób powstawania energii?

A.S.: Budowa elektrowni jądrowej kosztuje w przeliczeniu na megawat mocy maksymalnej więcej niż budowa innych elektrowni. Jednak dla oceny kosztu energii nie można brać jako jedynego wskaźnika samego kosztu zbudowania instalacji o pewnej mocy maksymalnej, która czasami osiąga tę moc, ale średnio pracuje na mocy kilka razy mniejszej. Musimy uwzględniać koszty generowania energii elektrycznej, a nie mocy maksymalnej, a więc brać pod uwagę koszty paliwa oraz fakt, że np. wiatraki i instalacje fotowoltaiczne nie pracują na mocy maksymalnej, lecz średnio na mocy 4-5 razy mniejszej od maksymalnej (wiatr) lub 9-10 razy mniejszej od maksymalnej (fotowoltaika). Ponadto trzeba uwzględnić koszty współpracy elektrowni i systemu, który musi utrzymać ciągłość zasilania nawet wtedy, gdy np. wiatraki i instalacje słoneczne nie generują energii. Trzeba też uwzględnić koszty zewnętrzne, to jest koszty strat zdrowia ludzi i zanieczyszczenia środowiska powodowane przez pracę elektrowni i związany z nią cykl paliwowy. Przy takim podejściu okazuje się, że koszty dla elektrowni jądrowej są najniższe, dla węgla większe ze względu na koszt spalania węgla i strat zdrowia ludzi powodowanych przez emisje zanieczyszczeń, a najwyższe dla fotowoltaiki i farm wiatrowych na morzu, ze względu na ich przerywany charakter pracy i koszty ponoszone przez system energetyczny dla utrzymania ciągłości zasilania. Sprawdzenie danych dla Niemiec pokazuje, że instalacje wiatrowe i słoneczne tylko przez 1 godzinę w roku pracują na około 42% mocy maksymalnej, a najczęściej występują moce od zera (!) do 10% mocy nominalnej. Przy przeliczaniu nakładów inwestycyjnych na moc średnią w ciągu roku okazuje się, że nakłady inwestycyjne na jednostkę mocy średniej są dużo wyższe dla wiatru i fotowoltaiki niż dla elektrowni jądrowych.

Ł.M.: Ile tak naprawdę lat mówi się już o powstaniu takiego obiektu w Polsce?

A.S.: Wiele lat, bo już przed 50 laty widać było, że elektrownia jądrowa produkuje czystą i tanią energię elektryczną. Ale początkowo nie mogliśmy kupić od ZSRS elektrowni o wymaganym przez nas poziomie bezpieczeństwa. Dopiero, gdy Finlandia kupiła od ZSRS 2 bloki WWER 440 dla swej elektrowni Loviisa, wyposażone w układy bezpieczeństwa zgodne z wymaganiami światowymi, Polska mogła pójść w jej ślady i zacząć budowę elektrowni jądrowej w Żarnowcu. Niestety, awaria w Czarnobylu – chociaż był to reaktor z gruntu inny niż reaktory WWER 440 – spowodowała falę niepokoju, utratę zaufania do energetyki jądrowej i w efekcie do przerwania budowy w Żarnowcu. Trzeba było czekać na opracowanie elektrowni jądrowych III generacji, by rząd polski w 2009 r. podjął decyzję o wznowieniu programu jądrowego. Następne 8 lat trwało opracowanie przepisów regulujących wszystkie aspekty rozwoju energetyki jądrowej, a przede wszystkim zapewniających pełne bezpieczeństwo dla okolicznej ludności, przeprowadzenie konsultacji krajowych i transgranicznych polskiego programu energetyki jądrowej i opracowanie wymagań, jakie będą musieli spełnić uczestnicy przetargu na pierwszą elektrownię jądrową w Polsce. Dziś widać, że ta elektrownia będzie nam niezbędna.

Ł.M.: Duża część polskiego społeczeństwa dobrze pamięta katastrofę w Czarnobylu, w związku z czym z obawami przyjmuje plany powstania takiej elektrowni. Te dzisiejsze elektrownie są dużo bardziej bezpieczne? Czym różni się ich budowa?

A.S.: Elektrownia jądrowa w Czarnobylu była skonstruowana w oparciu o rozwiązania reaktorów militarnych, służących do produkcji plutonu do bomb atomowych. Również z reaktorów w Czarnobylu można było otrzymywać pluton klasy militarnej. To wiązało się z takim zaprojektowaniem reaktora, że w pewnych sytuacjach był niestabilny, mógł samoczynnie powiększać swą moc. Reaktor ten nie miał obudowy bezpieczeństwa, tak że w razie zniszczenia rdzenia radioaktywność wydostawała się bezpośrednio do atmosfery. Tych wad nie miały reaktory II generacji, budowane w krajach zachodnich, ani reaktor budowany w Polsce w Żarnowcu. Obecnie budowane są reaktory III generacji, w których wykluczona jest nie tylko awaria, taka jak w Czarnobylu, ale i zniszczenie reaktora wskutek trzęsienia ziemi lub tsunami, jak w Fukushimie. Mają też one potężne obudowy bezpieczeństwa, odporne nawet na uderzenie największego samolotu. Analizy sprawdzone przez dozory jądrowe w Finlandii, Francji, Wielkiej Brytanii, USA, w Chinach, w Korei i w Zjednoczonych Emiratach Arabskich (gdzie dozór jądrowy złożony jest z najlepszych ekspertów międzynarodowych) potwierdziły, że nawet w razie awarii tych reaktorów ludność wokoło elektrowni będzie bezpieczna.

Ł.M.: Da się obliczyć, porównać prawdopodobieństwo podobnej ewentualnej awarii w ewentualnej polskiej elektrowni?

A.S.: W polskiej elektrowni z reaktorem III generacji prawdopodobieństwo awarii ze zniszczeniem rdzenia będzie mniejsze niż raz na 100 000 lat, a awarii z dużym uwolnieniem produktów rozszczepienia mniejsze niż raz na milion lat. Te oceny są wykonywane przez doświadczone firmy produkujące reaktory, sprawdzane przez niezależnych ekspertów i przedkładane do sprawdzenia urzędom dozoru jądrowego. Również eksperci Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej sprawdzają te oceny. Można na nich polegać.

ŁM: W niektórych lokalizacjach na terenie elektrowni atomowej w Fukushimie mają wstęp niemal wyłącznie roboty. Ale pracują tam też ludzie...

A.S.: Na terenie byłej elektrowni w Fukushimie Daiichi poziom promieniowania jest obecnie tak niski, że prawie wszyscy z pracujących tam 6000 ludzi nie potrzebują nosić niczego poza normalnym wyposażeniem robotników budowlanych. Tylko w bezpośredniej bliskości trzech uszkodzonych reaktorów występuje podwyższone promieniowanie. Moce dawki wewnątrz obudowy bezpieczeństwa reaktora są wysokie i dla ich obniżenia trzeba będzie usunąć fragmenty stopionego rdzenia. Operację tę zaplanowano na 30 lat, nie dlatego, że jest ona aż tak trudna, ale również dlatego, że z każdym rokiem promieniowanie maleje i dawki, które otrzymają pracownicy, stają się mniejsze. A powierzchnia zajmowana przez budynki reaktorowe jest bardzo mała i nie ma powodu spieszyć się z jej odzyskaniem. Jak oświadczył Naohiro Masuda, człowiek, który pomyślnie przeprowadził przez kataklizm trzęsienia ziemi i tsunami sąsiednią elektrownię jądrową Fukushima Dainii, w pracach dekontaminacyjnych w Fukushima Daiichi dokonano już wielkich postępów. Promieniowanie z uszkodzonych reaktorów nie powoduje żadnego zagrożenia poza elektrownią, ludzie ewakuowani mogą wracać do swoich domów, a skażenia wody w oceanie są poniżej poziomu aktywności dla wody pitnej, ustalonego przez Międzynarodową Organizację Zdrowia. Warto zdać sobie sprawę, jak wielkie zniszczenia powodują powodzie wywołane trzęsieniami ziemi i tsunami. W ciągu ostatnich 100 lat 58 tsunami zabiło ponad 260 000 ludzi. W wyniku wielkiego trzęsienia ziemi i tsunami w marcu 2011 r. w Japonii wał czarnej wody o wysokości 5 pięter przetoczył się nad wybrzeżem Japonii na długości 400 km. Prawie 500 000 ludzi uciekło przed kolosalną powodzią. Wzdłuż wybrzeża 200 barier zbudowanych przeciwko tsunami uległo ziszczeniu, o czym media wcale nie informowały. Ponad 20 000 ludzi zginęło. Ponad 300 000 mieszkańców straciło wszystko – domy i cały dobytek – porwane przez szalejące fale. I to wcale nie wskutek awarii w Fukushimie. Awarie w elektrowni jądrowej Fukushima Daiichi trzeba rozpatrywać na tle tych zniszczeń.

Pierwsza część rozmowy: 50 lat temu pił wodę wypływającą z elektrowni jądrowej