|
W publikacji „Jeśli nie węgiel, to co?" – „Biuletyn Górniczy" nr 2/99, nawiązano do prognoz energetycznych, bęących przedmiotem dyskusji ekspertów. W zbiorze prognoz i scenariuszy rozwoju, opracowanych przez liczne instytucje i przedsiębiorstwa, w tym również przez wiodące koncerny naftowe, takie jak: British Petroleum, Shell czy Esso, największe prawdopodobieństwo realizacji przypisywane jest ostatnio tzw. scenariuszowi B – „średniego kryzysu" – wielowariantowemu opracowaniu Światowej Rady Energetycznej (WEC) i Międzynarodowego Instytutu Badań Systemowych (IIASA).
Scenariusz ten zakłada wzrost udziału energii jądrowej w bilansie globalnym: z 6,5% w 1997 roku do – odpowiednio – 7,7% i 16,3% w latach 2000 i 2050.
Dla przypomnienia, na ogół panuje zgodność poglądów odnośnie istnienia silnej korelacji między wielkością zaludnienia globu ziemskiego a poziomem zapotrzebowania na energię. Odchylenia dotyczą z reguły wskaźnika jednostkowego zużycia, którego hipotetyczny zakres waha się od 2,1 do 2,4 tony paliwa umownego na osobę w skali rocznej w perspektywie najbliższego dwudziestolecia. Równocześnie narastać będzie efektywność korzystania z wszelkich form energii; określone potrzeby zaspakajane będą przy zmniejszającym się zaangażowaniu nośników energii pierwotnej.
Aktualną sytuację energetyki jądrowej odzwierciedlają dane ujęte w tabeli 1; udzielają one odpowiedzi na następujące pytania:
- Ile reaktorów jądrowych pracuje w poszczególnych krajach i ile znajduje się w trakcie budowy?
- Jaki jest udział energii jądrowej w procesie wytwarzania energii elektrycznej?
- W jakim wymiarze partycypują poszczególne państwa w zużyciu materiału wsadowego?
Elektrownie jądrowe o łącznej liczbie 429 funkcjonują obecnie w 32 krajach - najwięcej w USA – 106, następnie: we Francji – 58, w Japonii – 53, Wielkiej Brytanii – 35, Rosji – 29. Zauważyć należy, iż najwięcej reaktorów zbudowały mocarstwa atomowe oraz kraje o najwyższym stopniu rozwoju technologicznego. Energetyka jądrowa postrzegana jest w niektórych krajach, szczególnie w mniejszych, jako rozwiązanie optymalne, niwelujące skutki braku własnych surowców. Koszty materiałów rozszczepialnych są relatywnie niskie, stanowią 15-25% ogólnych kosztów produkcji, podczas gdy dla elektrowni opalanych węglem względnie olejem mineralnym – 40do 60%, w elektrowniach opalanych gazem ziemnym udział ten sięga 80% kosztów wytwarzania energii elektrycznej.
Po stronie zaopatrzenia w rudy uranowe występuje zjawisko nadwyżki podaży. W ponad 20 krajach prowadzi się wydobycie tego surowca. Główne jego złoża występują w Australii, Kazachstanie, Kanadzie, Uzbekistanie, w Republice Południowej Afryki i w Rosji. Zasoby uranu szacowane są na 2,7 milionów ton. W grupie producentów przoduje Kanada, kolejne miejsca zajmują Australia i Niger. Zestawienie zasobów i producentów podano w tabeli 2.
Po zakończeniu zimnej wojny zapotrzebowanie na uran występuje wyłącznie w obszarze energetyki. Aktualny popyt kształtuje się na poziomie 61 000 ton uranu, przy produkcji 35 tysięcy ton. Dotychczasowy proces odprężenia politycznego umożliwiał znaczące ograniczenie zapasów strategicznych oraz stosowanie w celach pokojowych materiałów rozszczepialnych, pozyskiwanych z rozbrojenia głowic atomowych. Zjawisko nadprodukcji doprowadziło do spadku cen - ceny lat 1994-1995 oscylują wokół 50% wielkości notowanych w latach 1983-1985. Do końca XX wieku wielkość zapasów ma być ograniczona do rozmiarów dwuletniego zapotrzebowania. Statystyczna wystarczalność zasobów uranu, z uwzględnieniem granicznego kosztu – 80 USD/kg – szacowana jest na 80 lat; rok wcześniej na 70 lat. Proces odtajniania zasobów oraz możliwość wtórnego stosowania, po wzbogaceniu, materiałów rozszczepialnych niewątpliwie przesuną obecnie definiowany horyzont czasowy. Największym producentem uranu jest kanadyjski koncern Cameco Corporation. Na rzecz tej firmy pozbył się swych udziałów w międzynarodowym górnictwie rud uranu niemiecki koncern energetyczny RWE AG, działający za pośrednictwem Rheinbraun AG. Niemieckie kopalnie rud uranu, znane pod nazwą Wismut, zostały unieruchomione bezpośrednio po zjednoczeniu. Pozostałością są wieże szybowe i hałdy widoczne z autostrady A4 w okolicach miasta Gera.
W tym miejscu postawić można pytanie o rolę energetyki jądrowej w bliższej i dalszej przyszłości.
Aktualnie w budowie znajduje się 30 do 32 reaktorów jądrowych. Najwięcej – po sześć – budowanych jest w Indiach i Korei Południowej, cztery nowe bloki buduje Chińska Republika Ludowa, trzy Rosja, po dwa buduje się w Republice Czeskiej, Słowacji i na Ukrainie (dane za rok 1997). Równocześnie postępuje proces unieruchamiania elektrowni jądrowych. W 1998 roku, ze względów politycznych, ekonomicznych względnie technicznych nie włączono lub wyłączono z sieci 14 elektrowni o łącznej mocy 9 530 MWe, w tym: 7 w Kanadzie, 2 w USA, po jednej – w Armenii, Francji, Japonii, Indiach i w Niemczech.
| Energetyka jądrowa nie jest konkurencyjna w stosunku do elektrowni zasilanych gazem ziemnym lub węglem. Potwierdzeniem tej tezy jest poniższe zestawienie kapitałochłonności inwestycji energetycznych w zależności od stosowanego paliwa: |
| Paliwo |
Kapitałochłonność USD/kW |
Czas realizacji w latach |
| Gaz ziemny |
500 - 700 |
3 |
| Węgiel |
900 - 1300 |
5 - 7 |
| Uran/Pluton |
2000 - 2500 |
8 - 9 |
|
Elektrownie opalane gazem są obecnie inwestycjami preferowanymi gdyż okres zwrotu nakładów zamyka się w dziesięciu latach. Dodatkowym plusem jest relatywnie niski poziom obciążenia środowiska naturalnego. Konsekwencją tego trendu jest rosnący udział gazu ziemnego w prognozach energetycznych sporządzanych w skali światowej i europejskiej. Energia jądrowa pełni w krajach Unii Europejskiej funkcje bardzo zróżnicowane. Szczególnie wysokie są udziały energii elektrycznej, produkowanej na bazie rozpadu atomów we Francji, Belgii i Szwecji. Bez tego źródła energii obywają się następujące kraje: Austria, Dania, Grecja, Irlandia, Luksemburg, Portugalia i Włochy. Dla przypomnienia: Austriacy w powszechnym referendum nie zgodzili się na włączenie do sieci gotowej elektrowni jądrowej w Zeltweg. Dla rekompensaty zbudowano elektrownie zasilane węglem kamiennym dostarczanym przez kopalnię „Powstańców Śląskich"; przez lata funkcjonowało „wahadło" między kopalnią a składowiskami węgla elektrownii austriackich. Odmienny przykład: Szwecja już w połowie lat osiemdziesiątych zapowiedziała krótkoterminowe unieruchomienie elektrowni atomowych i przystąpiła do negocjacji z „Węglokoksem"S.A. w sprawie zabezpieczenia dostaw węgla kamiennego o stosownej jakości. Tabela 3 wykazuje, iż dokonano korekty tych planów.
W krajach Unii, mimo pierwotnych ustaleń Europejskiej Wspólnoty Węgla i Stali, a także, wbrew założeniom formułowanym w przeszłości przez komisje – jeszcze wówczas – EWG, realizuje się bardzo zróżnicowane koncepcje w obszarze polityki energetycznej i gospodarki nośnikami energii. Uczestnicy „szczytu" w Maastricht nie włączyli rozdziału o wspólnej polityce energetycznej do fundamentalnego układu o powołaniu Unii Europejskiej. Zatem, polityka energetyczna jest sprawą poszczególnych państw, które kształtują własne strategie na tle będących w ich dyspozycji zasobów, infrastruktury oraz przyjętych priorytetów. Republika Federalna Niemiec, realizując nadrzędną zasadę bezpieczeństwa w zakresie zasilania energetycznego, bazuje na zróżnicowanym, szerokim wachlarzu nośników energii pierwotnej, obejmującym również widoczne udziały rodzimego węgla kamiennego i brunatnego oraz energię jądrową; jest tzw. Energiemix. Podobną politykę prowadzi Hiszpania. Partie polityczne będące obecnie u władzy w Niemczech, SPD i Zieloni, zapisały w programie rządowym zamiar doprowadzenia do unieruchomienia wszystkich elektrowni atomowych. Przedmiotem pertraktacji z koncernami energetycznymi jest forma i czas realizacji tych postulatów. Warianty rozwiązań obejmują zakres: od natychmiastowego zamknięcia po „łagodne" procesy wyłączania kolejnych bloków w miarę ich technicznego starzenia się. Radykalne podejście napotyka nie tylko – co jest naturalne – na opór właścicieli. Zaprotestowały również rządy Francji i Wielkiej Brytanii, gdyż zakłady wzbogacania materiałów rozszczepialnych w La Hague (F) i Sellafield (GB) poniosłyby straty liczone w miliardach marek. Społeczeństwo niemieckie jest w swej większości przeciwne nieograniczonej eksploatacji elektrowni atomowych. Ankieta z lutego 1999 roku wykazała, iż za unieruchomieniem tych zakładów w ciągu 5 lat optuje 36% respondentów; w ciągu 20 lat kolejnych 30%; zaś 4 % ankietowanych dopuszcza eksploatację na 40 lat.
Elektrownie niemieckie postrzegane są jako instalacje relatywnie bezpieczne; obecnie czynne zbudowane zostały w latach 1968-1989. Procedury dopuszczeniowe wloką się przez lata. Drastycznym przykładem jest elektrownia w Mülheim-Kärlich koło Koblencji. Zakład ten, o mocy 1227 MW, budowano od 1976 do 1986r. W trakcie budowy awarii uległ, przyjęty za wzorzec, reaktor Three Mile Island koło Harrisburga w Stanach Zjednoczonych, co wywołało konieczność wprowadzenia dodatkowych zabezpieczeń. Następnie okazało się, że środki profilaktyczne zapobiegające oddziaływaniu możliwego trzęsienia ziemi są niewystarczające. Z czasem zaostrzono rygory i sądy kilku instalacji cofnęły zezwolenie na eksploatację. Właściciel – koncern RWE – walczy teraz o odszkodowanie. Elektrownie udostępniono do zwiedzania. Poziom techniki i technologii przekonywać ma o braku szkodliwości dla otoczenia.
Głównym problemem energetyki jądrowej jest zagospodarowanie odpadów. Dotąd nie zostało ostatecznie uzgodnione miejsce końcowej lokalizacji odpadów silnie promieniujących. Mimo zaawansowania robót, stawia się wciąż znaki zapytania przy koncepcji składowania przepalonych rdzeni w podziemnych wyrobiskach wykonanych w złożu soli w Gorleben. Każdy transport materiałów promieniotwórczych wywołuje sprzeciw społeczeństwa; demonstracje i blokady torów oraz obiektów stały się normą. Podobne zjawiska, choć mniej spektakularne w formie, występują w innych krajach europejskich. Czy ostatni reaktor niemiecki przetrwa rok 2020?
Faktem jest, iż nie przewiduje się budowy nowych elektrownii atomowych w krajach „piętnastki" UE. Stąd wynika spadek udziału tego rodzaju energii w prognozach Unii Europejskiej.
Co w zamian? Oszczędzać energię, decentralizować zaopatrzenie, rozwijać alternatywne metody zasilania – słyszy się w odpowiedzi. Utrzymywanie stanu gotowości urządzeń elektronicznych w Niemczech tzw. standby wymaga ruchu czterech elektrownii; to jeden z argumentów zwolenników „wyjścia" z energetyki jądrowej. „Wyjście" jednego kraju nie oznacza jednak bezpieczeństwa. Skażenia nie zatrzymują się na granicach państw.
Zaniepokojenie fachowców budzi stan reaktorów w Rosji i na Ukrainie. Kolejna awaria w rozmiarach katastrofy w Czarnobylu oznaczałaby koniec energetyki jądrowej w Europie. Stąd dążenia do przedsięwzięć modernizacyjno-zabezpieczających w Europie Środkowo-Wschodniej.
Co dalej? To pytanie trapi również producentów urządzeń energetyki jądrowej. Przedsiębiorstwa łączą się, by przetrwać okres zmniejszonego zapotrzebowania na ich pracę i produkty. Niemieckie przedsiębiorstwo KWU, „córka" koncernu Siemensa, zatrudnia 80 – 100 pracowników przy pracach projektowo-konstrukcyjnych, ukierunkowanych na europejski reaktor typu SWR 1000. Czy zostanie kiedykolwiek zbudowany?
Być albo nie być? Żadnej opcji nie można wykluczyć. W miarę wyczerpywania się zasobów gazu ziemnego i ropy naftowej wprowadzać się będzie korekty do długookresowych prognoz energetycznych. Poprawki wniesie również postępująca liberalizacja rynków w obszarze zasilania regionów gospodarczych w energię.
Gerard Fabian
Struktura zużycia surowców energetycznych w procesie produkcji energii elektrycznej w krajach Unii Europejskiej w 1997 roku.
| Kraj |
Struktura zużycia - udziały w (%) |
| Węgiel kam. |
Węgiel brunat. |
Oleje min.. |
Gaz ziemny |
Energia jądrowa |
Pozostałe nośniki |
| Austria |
4,4 |
3,0 |
3,2 |
17,5 |
- |
71,9 |
| Belgia |
20,0 |
- |
1,6 |
14,4 |
57,2 |
6,8 |
| Dania |
75,8 |
- |
9,5 |
9,8 |
- |
4,9 |
| Finlandia |
18,4 |
9,9 |
2,4 |
12,4 |
28,1 |
28,8 |
| Francja |
4,3 |
0,4 |
1,5 |
1,2 |
77,4 |
15,2 |
| Grecja |
0,6 |
66,8 |
20,8 |
0,2 |
- |
11,6 |
| Hiszpania |
30,2 |
7,8 |
8,4 |
2,8 |
32,0 |
18,8 |
| Holandia |
33,0 |
- |
4,9 |
56,8 |
4,8 |
0,5 |
| Irlandia |
36,7 |
10,5 |
14,0 |
26,9 |
- |
11,9 |
| Luksemburg |
- |
- |
0,2 |
15,2 |
- |
84,6 |
| Niemcy |
26,1 |
25,2 |
1,1 |
8,7 |
30,3 |
8,6 |
| Portugalia |
30,9 |
- |
23,7 |
0,1 |
- |
45,3 |
| Szwecja |
1,5 |
0,1 |
2,3 |
0,9 |
52,4 |
42,8 |
| Wlk. Brytnia |
48,2 |
- |
5,1 |
16,9 |
26,0 |
3,8 |
| Włochy |
9,6 |
0,1 |
48,5 |
20,2 |
- |
21,6 |
| Unia Europ. |
21,8 |
8,0 |
8,4 |
10,6 |
35,4 |
15,8 |
Źródło: Statistik der Kohlenwirtschaft: Zahlen zur Kohlenwirtschaft, Heft nr 145, Essen i Kolonia, czerwiec 1998.
Zasoby i produkcja uranu na świecie w 1996 roku
| Kraj |
Zasoby (tys. ton) |
Produkcja (tony) |
Udział w produkcji św. (%)1 |
| Australia |
633 |
4 974 |
14,1 |
| Kazachstan |
440 |
1 320 |
3,7 |
| Kanada |
270 |
11 788 |
33,4 |
| Uzbekistan |
225 |
1 500 |
4,2 |
| Brazylia |
162 |
125 |
0,4 |
| Niger |
57 |
3 320 |
9,4 |
| R P A |
205 |
1 440 |
4,1 |
| Rosja |
215 |
2 000 |
5,7 |
| USA |
113 |
2 420 |
6,8 |
| Namibia |
161 |
2 452 |
6,9 |
| Ukraina |
43 |
500 |
1,4 |
| Chiny |
64 |
500 |
1,4 |
| Indie |
52 |
200 |
0,6 |
| Francja |
16 |
930 |
2,6 |
| Rumunia |
18 |
100 |
0,3 |
| Czechy |
12 |
600 |
1,7 |
| Gabon |
10 |
565 |
1,6 |
| Hiszpania |
9 |
255 |
0,7 |
| Bułgaria |
8 |
|
0,0 |
| Portugalia |
7 |
15 |
0,0 |
| Argentyna |
3 |
29 |
0,1 |
| Węgry |
1 |
200 |
0,6 |
| Pozostałe |
|
91 |
0,3 |
| Ogółem |
2 724 |
35 324 |
100,0 |
Uwaga: W tabeli ujęto zasoby, których koszty pozyskania nie przekraczają 80,- USD/kg uranu.
Źródło: The Uranium Institute
Elektrownie jądrowe na świecie
| Kraj |
Liczba reaktorów |
Udział w prod. ener. elekt. danego kraju (%) |
Udział w zużyciu ogólnym U3O8 (%) |
| w ruchu |
w budowie |
| Argentyna |
2 |
1 |
11,4 |
0,20 |
| Armenia |
1 |
0 |
36,7 |
0,09 |
| Belgia |
7 |
0 |
57,2 |
1,66 |
| Brazylia |
1 |
1 |
0,7 |
0,11 |
| Bułgaria |
6 |
0 |
42,2 |
0,79 |
| Chiny |
3 |
4 |
1,3 |
0,59 |
| Finlandia |
4 |
0 |
28,1 |
0,78 |
| Francja |
58 |
1 |
77,4 |
18,58 |
| Hiszpania |
9 |
0 |
32,0 |
2,18 |
| Holandia |
1 |
0 |
4,8 |
0,18 |
| Indie |
9 |
6 |
2,2 |
0,41 |
| Japonia |
53 |
1 |
33,4 |
11,19 |
| Kanada |
15 |
0 |
16,0 |
2,77 |
| Kazachstan |
1 |
0 |
0,2 |
- |
| Korea Płd. |
12 |
6 |
36,3 |
3,52 |
| Litwa |
2 |
0 |
83,4 |
0,60 |
| Meksyk |
2 |
0 |
5,1 |
0,34 |
| Niemcy |
19 |
0 |
30,3 |
5,76 |
| Pakistan |
1 |
1 |
0,6 |
- |
| Czechy |
4 |
2 |
20,0 |
1,45 |
| RPA |
2 |
0 |
6,3 |
0,46 |
| Rumunia |
1 |
0 |
1,8 |
0,13 |
| Rosja |
29 |
3 |
13,1 |
6,00 |
| Szwajcaria |
5 |
0 |
44,5 |
0,95 |
| Szwecja |
12 |
0 |
52,4 |
2,41 |
| Słowacja |
4 |
2 |
44,5 |
0,51 |
| Słowenia |
1 |
0 |
37,9 |
0,20 |
| Tajwan |
6 |
0 |
29,0 |
1,45 |
| Ukraina |
14 |
2 |
43,8 |
2,76 |
| USA |
106 |
0 |
21,9 |
29,49 |
| Węgry |
4 |
0 |
40,8 |
0,55 |
| Wlk. Bryt. |
35 |
0 |
26,0 |
3,89 |
| Ogółem |
429 |
30 |
881,30 |
100,00 |
Uwaga: Liczba reaktorów w ruchu wg stanu na dzień 31.12.1997r.; dane odnośnie reaktorów budowanych dotyczą roku 1996.
Źródło: Miesięcznik „Bergbau" nr 2, Essen, luty 1999.
|