Energetyka jądrowa

Energetyka jądrowa, zespół zagadnień związanych z uzyskiwaniem na skalę przemysłową energii z rozszczepienia ciężkich jąder pierwiastków ( głównie uranu 235). Energię tę pozyskuje się w elektrowniach jądrowych (reaktor jądrowy), w reaktorach służących do napędu okrętów, w zasilaczach izotopowych (SNAP) itd.
Energetyka jądrowa obejmuje również problemy związane z wydobyciem uranu, przeróbką paliwa jądrowego oraz składowaniem odpadów jądrowych. Pierwsze elektrownie jądrowe pojawiły się w latach pięćdziesiątych, dynamiczny rozwój tej dziedziny rozpoczął się w 2. poł. lat sześćdziesiątych, w związku z wzrostem kosztów energii uzyskiwanej ze spalania kopalin. Rozwój ten został prawie wstrzymany po katastrofie w Czarnobylu.

Na świecie zainstalowane są elektrownie jądrowe o łącznej mocy 274,5 GW, wytwarzanej przez 429 bloków energetycznych. (Dla porównania: energetyka węglowa posiada moc zainstalowaną równą 1614,1 GW, elektrownie wodne 566,8 GW, dane z końca lat osiemdziesiątych).
Wielkości rocznej produkcji energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych wskazuje na większe w nich wykorzystanie zainstalowanej mocy (kolejno: jądrowe: 1560, węglowe 6350, wodne 2030 TWh).
Najwięcej energii elektrycznej uzyskuje się z energetyki jądrowej w USA (rocznie 527 TWh, 108 reaktorów) i Francji (260 TWh, 55 reaktorów). Potęgami są tu również Japonia, Rosja, Ukraina i RFN. Największy procentowo udział energetyki jądrowej w produkowanej energii elektrycznej ma obecnie Litwa (ok. 80%), Francja (69,9%) i Belgia (65,5%).
Największe kontrowersje wokół energetyki jądrowej związane są z problemem powstawania, transportu i składowania odpadów promieniotwórczych.

Energetyka jądrowa nie jest tak groźna, jak to się czasami wydaje. Jednak wciąż budzi ona ogromne społeczne emocje.
Kraje europejskie są w stanie wyprodukować więcej energii elektrycznej niż same potrzebują. Także w Polsce od jakiegoś czasu nie możemy narzekać na brak energii. Elektrownie nie pracują pełną parą. Zapas mocy polskich elektrowni ocenia się na ok. 30 %. Wydaje się zatem, że nie warto wracać do problemu budowy elektrowni jądrowych. W Europie Zachodniej i USA nastąpił odwrót od programów energetycznych opartych na energii jądrowej.

Jednak nie wszyscy myślą w ten sposób. Na energie jądrową postawiły kraje Dalekiego Wschodu. Dynamicznie rozwija się energetyka jardowa w Korei Południowej oraz Japonii. Swój potencjał rozbudowują Chiny. Nowe elektrownie budują także kraje rozwijające się: Indie, Pakistan, Iran
Zdarzenia, które miały miejsce u naszych południowych sąsiadów – uruchomienie elektrowni jądrowej na Słowacji oraz decyzja rządu czeskiego o kontynuacji budowy elektrowni atomowej – świadczą o tym, że kraje europejskie liczą się z możliwością znacznego wzrostu zapotrzebowania na energie elektryczną. Spośród bliskich nam krajów także Federacja Rosyjska, Ukraina i Rumunia budują kolejne reaktory jądrowe. Węgry zamierzają swój potencjał energetyczny rozbudować właśnie o elektrownię atomową. W energetykę jądrową angażują się kraje Ameryki Południowej: Argentyna, Brazylia. Także Francja buduje kolejną elektrownię atomową. Łącznie na świecie buduje się 14 nowych obiektów tego rodzaju.

Obecnie w 31 krajach działa 437 reaktorów jądrowych. Wytwarzają one ok. 17 % energii. Elektrycznej. Pozwala to uniknąć emisji do atmosfery 2,3 miliarda ton dwutlenku węgla- podstawowego gazu cieplarnianego, odpowiedzialnego za zmiany klimatyczne. Przewiduje się, że w kolejnych latach udział energetyki jądrowej w światowej produkcji energii będzie malał, choć produkcja energii atomowej wzrośnie.
Czy zatem zaniechanie programu budowy elektrowni w Żarnowcu należy traktować jako rozdział zamknięty? Czy Polska porzuciła raz na zawsze („nigdy nie mów nigdy”) myśl o budowie elektrowni atomowych? Awaria reaktora w Czarnobylu zastraszyła polskie społeczeństwo. Także działalność ekologów, która doprowadziła do wstrzymania budowy elektrowni w Żarnowcu, znacznie przyczyniła się do utrwalenia w społeczeństwie negatywnego wizerunku energetyki jądrowej. Dziś większość z nas postrzega elektrownie jądrowe jako źródło zagrożenia. Problemu nie ośmiela się podejmować ani rząd, ani parlament. Tylko naukowcy zastanawiają się, czy i kiedy Polska będzie zmuszona sięgnąć po energie atomową w celu zaspokojenia potrzeb energetycznych kraju.

Myśl o tym, że elektrownie jądrowe będą nam potrzebne, pojawiła się kilka lat temu podczas posiedzenia Prezydium Polskiej Akademii Nauk poświęconego sytuacji energetycznej kraju. Obok przeciwników energii atomowej jest w kraju garstka jej zwolenników. To oni przypominają o potrzebie uwzględnienia budowy energetyki jądrowej w perspektywie 10-20 lat. Wzmianki o potrzebie jej wprowadzenia do krajowego systemu energetycznego pojawiły się w analizach Biura Rozwoju Polskich Sieci Elektroenergetycznych oraz Instytutu Energetyki. Szacuje się, że zapotrzebowanie na energię wzrośnie do 2020 r. Od 60 do 120 %. To więcej niż są w stanie wyprodukować obecnie działające elektrownie. Z pewnością będziemy musieli wybudować nowe obiekty albo zdecydować się na znacznie większy niż obecnie import energii.
„Tragedią Polski jest to, że dostarczamy konsumentom niewłaściwą postać energii końcowej”- mówi profesor Andrzej Hrynkiewicz, jeden z najbardziej zagorzałych zwolenników i propagatorów rozwoju energetyki atomowej w Polsce.–Na całym świecie energia elektryczna jest uważana za najlepsza postać energii końcowej, czyli tej, która powinna dotrzeć do konsumentów. Jest ona czysta ekologicznie, łatwa w obsłudze, bezpieczna, o dużej wydajności przetwarzania na światło, ciepło, energię mechaniczną. Tymczasem w naszym kraju tylko niewielka część energii dociera do odbiorców pod tą postacią. Aż 27% energii dostarczanej odbiorcom to węgiel. Ale to nie koniec problemu – aż 97 % energii elektrycznej w Polsce produkowana jest z węgla kamiennego lub brunatnego. Sytuacja taka budzi niepokój, gdyż energia z węgla jest bardzo szkodliwa dla środowiska.

Oczywiście węgiel nie jest jedynym źródłem energii w naszym kraju. Ciepło produkowane jest także w sporym stopniu z gazu. Nieznaczne ilości prądu otrzymujemy z elektrowni wodnych i nielicznych prywatnych wiatraków. Na Podhalu eksperymentalnie wdrożono system ogrzewania mieszkań wodami geotermalnymi. Jednak najwięcej energii uzyskujemy ze spalania paliw kopalnych: węgla i gazu. Ze względu na bezpieczeństwo energetyczne kraju należałoby doprowadzić do znacznie większej dywersyfikacji źródeł pozyskiwania energii. I tu wprowadzenie energetyki jądrowej byłoby korzystne. Chodzi jednak także o geograficzne zróżnicowanie źródeł pozyskiwania surowców energetycznych. Właśnie bezpieczeństwo energetyczne oraz potrzeba dywersyfikacji źródeł pozyskiwania energii skłoniły do rozwoju energetyki atomowej naszych południowych sąsiadów oraz Węgrów i Rumunów. Czy nie powinniśmy iść ich śladem?
Podczas Konferencji Klimatycznej w Kioto przyjęliśmy na siebie zobowiązania redukcji emisji szkodliwych substancji, w tym gazów cieplarnianych, zwłaszcza CO2. Energia z tzw. Źródeł odnawialnych stanowi, niestety, niewielką część i w naszym kraju nie ma w najbliższych latach odegrać znacznej roli w zaspokajaniu potrzeb energetycznych. Jedyną czysta postacią energii, nie emitującą żadnych szkodliwych zanieczyszczeń – tlenków siarki, azotu, metali ciężkich, pyłów, a przede wszystkim gazów cieplarnianych – jest energetyka atomowa. Zdaniem wielu analityków, przy obecnej strukturze pozyskiwania energii możliwe jest spełnienie zobowiązań ekologicznych mniej więcej do 2010 r. Potem, przy wzroście produkcji energii elektrycznej, dalsze ograniczenie emisji zanieczyszczeń może się okazać zbyt kosztowne. Wtedy jedna z opcji rozwoju polskiej energetyki stanie się budowa elektrowni atomowych. Panują różne opinie na temat okresu, kiedy przed taką koniecznością staniemy. Zdaniem jednych będzie to rok 2010, inni skłonni są przesunąć tę datę o kolejne 10 lat. Szwajcarzy już dziś zastanawiają się, czy bez szerszego wykorzystania energetyki tomowej będą w stanie zredukować emisję dwutlenku węgla o 8 % w stosunku do 1990 r. , do czego zobowiązali się podczas Konferencji Klimatycznej w Kioto. A przecież jest to kraj , gdzie znaczną ilość energii pozyskuje się z elektrowni wodnych.
Czy energia atomowa jest warta zawodu? Wszak koszty inwestycyjne są szalenie wysokie. Wybudowanie elektrowni atomowej jest o połowę droższe od wybudowania nowoczesnej elektrowni węglowej, a kilkakrotnie droższej od uruchomienia elektrowni parowo-gazowej . Także cykl inwestycyjny – a więc zamrożenie kapitału – jest w tym przypadku znacznie dłuższy. Jednak nie tylko koszty kapitałowe wchodzą w grę w opłacalności produkcji. Okazuje się, że najdroższym paliwem energetycznym jest obecnie gaz ziemny. Przewiduje się także, że będzie on najbardziej drożał w przyszłości. Najbardziej stabilna sytuacja panuje natomiast na rynku paliwa jądrowego. Jest ono stosunkowo tanie i łatwo dostępne w wielu różnych źródłach. Ponieważ potrzeba go niewiele ( poniżej 30 ton na 1000 MW rocznie), łatwo można zgromadzić strategiczne zapasy tego paliwa na wiele lat. Tymczasem paliwa kopalne są nie tylko kosztowne, ich zasoby szybko się wyczerpują. Przy okazji łatwo zauważyć, że transport, który jest niesłychanie drogi i wciąż stanowi jedno z najpoważniejszych źródeł emisji zanieczyszczeń atmosfery, w przypadku elektrowni atomowych ogranicza się praktycznie do cyklu inwestycyjnego. Tymczasem do pracy elektrowni węglowych potrzeba na 1000 MW ok. 2,6 mln ton węgla. A dochodzą tu jeszcze ogromne ilości odpadów. Do pracy elektrowni gzowych trzeba miliardów metrów sześciennych gazu ziemnego, przesyłanego ogromnymi kosztownymi rurociągami.

Ostatnio specjaliści zaczęli zastanawiać się nad oszacowaniem pełnych kosztów wytwarzania energii, doszli bowiem do wniosku, że należy w nich uwzględnić nie tylko brane dotychczas pod uwagę koszty paliwa, budowy i eksploatacji elektrowni. Trzeba do nich dodać koszty, które od chwili wydobycia paliwa aż do zamknięcia wyeksploatowanej elektrowni i zagospodarowania odpadów, ponosi środowisko naturalne i społeczeństwo. W latach 90 kraje zachodnie zrealizowały dwa programy – wzięło w nich udział 18 państw – na podstawie, których ustalono, że koszty produkcji energii z gazu są o rząd wielkości ( dziesięć razy) wyższe od kosztów energii uzyskanej w elektrowni atomowej, a koszty energii z węgla – stukrotnie wyższe. Największa i najbardziej dramatyczna część tych strat to skrócone życie ludzkie. Ile istnień ludzkich kosztuje produkcja energii, ile lat życia tracimy wskutek zanieczyszczenia środowiska przez proces wytwarzania energii z różnych surowców. – Okazało się – mówi Andrzej Strupczewski z Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej z Wiednia – że praca elektrowni węglowej wyposażonej we wszystkie nowoczesne zabezpieczenia, urządzenia ochrony środowiska, kosztuje ok. 130 istnień ludzkich (przedwczesnych zgonów) przy produkcji jednego gigawata energii rocznie. Tymczasem wytworzenie w ciągu roku tej samej ilości energii w elektrowni atomowej pochłania tylko dwa istnienia, przy czym oddziaływanie elektrowni węglowej liczy się tylko do dziesięciu lat po jej zamknięciu, natomiast oddziaływanie energii atomowej – do 100 tyś. Lat po zamknięciu. Wyprodukowana dotychczas w elektrowniach atomowych energia ocaliła 1,25 mln istnień ludzkich.
Strupczewski porównuje porcję napromieniowania, na którą narażeni są ludzie przez okres 100 tyś. lat w wyniku działania elektrowni atomowych, do dawki, jaką dodatkowo otrzymuje kobieta nosząca przez osiem godzin dziennie buty na wysokim obcasie ( wraz ze wzrostem wysokości nad poziomem morza, wzrasta dawka promieniowania naturalnego).

Elektrownia atomowa zamiast poprawiać – pogarsza problemy energetyczne kraju, to stwarza zagrożenia dla życia. Awarie w elektrowniach maja zasięg lokalny a ich skutki odczuwalne są przez ograniczony czas. Z elektrowniami atomowymi jest niestety inaczej. Radioaktywne pary, które przedostają się do środowiska nawet podczas bezawaryjnej pracy, zawierają pierwiastki promieniotwórcze, krążące w przyrodzie przez tysiące lat i zabijające wielokrotnie. Do tego należy dodać wycieki radioaktywne z innych ogniw łańcucha obiegu paliwa jądrowego, bez którego elektrownia działać nie może.
Awarie w elektrowniach atomowych są nieuniknione. Według raportów Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej od początku lat 70- tych zdarzyło się na świecie ok. 400 wypadków tzw. Poważnych.
Dokładnie ile ich było – nie wiadomo, gdyż nie ma obowiązku informowania MAEA i opinii publicznej o awariach. Informacje na ten temat są ukrywane, aby nie straszyć ludzi i nie hamować rozwoju energetyki atomowej. Chmura radioaktywna ma tę zaletę, że jest niewidoczna. Nikt jednak nie zliczy ilu ludzi i innych żywych istot dotąd zabiły i ilu jeszcze uśmiercą.
Energetyka jądrowa niesie ze sobą jeszcze jeden nierozwiązywalny problem – pozbywanie się odpadów. Kto da gwarancję, że jakiekolwiek miejsce na Ziemi oraz jakikolwiek pojemnik wytrzymają w nienaruszonym stanie pół miliona lat? Bo tyle właśnie pluton – 239- najbardziej śmiercionośna substancja stworzona przez człowieka – powinien być odizolowany od środowiska.
Aby nie unicestwić ludzkości energetyka jądrowa wymaga absolutnie niezawodnych technologii oraz doskonale perfekcyjnego człowieka. Są to marzenia nierealne i groźne. Normalnie jest, że maszyna czasem się psuje a człowieka nieomylnego próżno by szukać. Każda technologia powinna to uwzględnić.

Rozwój naszego kraju nie może być oparty na nieodnawialnych paliwach kopalnych. Trzeba się zacząć przestawiać na czerpanie energii ze źródeł, które są odnawialne, bądź niewyczerpywalne.
Najprostszym, najtańszym i najwydajniejszym sposobem zwiększenia podaży energii jest jej oszczędzanie. Każda złotówka przeznaczona na zmniejszenie energochłonności przynosi kilkakrotnie więcej energii niż złotówka włożona w budowę nowej elektrowni. W latach 1973-1978 95 % całkowitej dodatkowej podaży energii w Europie pochodziło z jej oszczędniejszego wykorzystania. Tym sposobem miliony zabiegów oszczędzających energię w skali indywidualnej przyczyniły się do uzyskania niemal 20 razy więcej energii, niż w tym czasie dały wszystkie nowe elektrownie europejskie razem wzięte, z elektrowniami jądrowymi włącznie.
Energia słoneczna dociera na Ziemię w ilościach prawie nieograniczonych w stosunku do potrzeb człowieka. Dlaczego nie wykorzystać tego? Energetyka geotermalna polegająca na wykorzystaniu ciepła Ziemi jest obiecująca. Według obliczeń krakowskich profesora Romana Neya i Juliusza Sokołowskiego, tą drogą można pokryć 23 % krajowego bilansu energii pierwotnej.
Energetyka jądrowa nie jest tak groźna, jak to się czasami wydaje. Jednak wciąż budzi ona ogromne społeczne emocje. Od kilku lat bada je przy pomocy sondaży opinii publicznej Państwowa Agencja Atomistyki. Dr Stanisław Latek, omawiając wyniki tych badań stwierdził, że polskie społeczeństwo wciąż w energetyce atomowej upatruje zagrożenia, a nie dostrzega korzyści z niej płynących. Nadal przeważająca jego część nie akceptuje energii atomowej. Jest w tym wszystkim promyk nadziei: akceptację dla energii jądrowej wyrażają ludzie młodzi, uczniowie i studenci oraz ludzie prowadzący samodzielną działalność gospodarczą, czyli najbardziej aktywni. I drugi optymistyczny wątek: choć nie akceptujemy energetyki jądrowej, nie mamy nic przeciwko wykorzystaniu energii atomowej (w postaci promieniowania jonizującego) w medycynie, kontroli jakości wyrobów przemysłowych, budowie czujników dymu. Teraz trzeba tylko powiązać w świadomości społecznej te dwie sfery – energetykę z innymi zastosowaniami energii atomowej. W USA zyski płynące z pozaenergetycznego wykorzystania energii atomowej są trzykrotnie większe niż zyski z produkcji energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych. W Polsce wartość rynku usług z wykorzystaniem promieniowania jonizującego nie jest znana.

Jest w naszym kraju garstka entuzjastów budowy energetyki atomowej. Czy jednak przed wyznaczoną w teoretycznych datą będziemy w stanie zbudować pierwszą elektrownię atomową? Największą stratą, jaką ponieśliśmy w wyniku zaniechania budowy elektrowni w Żarnowcu jest rozproszenie kadry. Do uruchomienia elektrowni trzeba ok. 100 wykwalifikowanych specjalistów. Należy zacząć ich kształcić natychmiast, gdyż budowa obiektu wraz z czynnościami przygotowawczymi może zając od 17 do 20 lat. Zdaniem entuzjastów, uruchomienie programu energetyki atomowej zależy od akceptacji społecznej i politycznej woli władz. Argumenty racjonalne s bowiem wyraźnie „za”.


BIBLIOGRAFIA:
1. Zbigniew Cieliński – „Energetyka jądrowa a społeczeństwo”.
2. Multimedialna Encyklopedia Powszechna PWN
3. Internet