Prof. dr hab. inż. Jan Taler jest kierownikiem Katedry Energetyki na Politechnice Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki. Jest autorem ok. 450 artykułów naukowych i 11 książek. Członek korespondent Polskiej Akademii Nauk, Centralnej Komisji ds. Stopni i Tytułów oraz Rady Doskonałości Naukowej.

Nauka w Polsce: Coraz więcej inwestuje się w odnawialne źródła energii. Jakie, według Pana, będzie w tym otoczeniu miejsce dla energetyki jądrowej?

Prof. dr hab. inż. Jan Taler: Odnawialne źródła energii prężnie się rozwijają, ale mają swoje ograniczenia. W Polsce, z powodu klimatu, tego typu elektrownie raczej nie zaspokoją zapotrzebowania na energię w większym stopniu niż ok. 30 proc. Do tego bez subsydiów państwowych taka energia jest naprawdę droga. Co więcej, źródła te są niestabilne – jeśli np. prędkość wiatru spada dwukrotnie, to moc elektrowni wiatrowej maleje ośmiokrotnie.

Mamy trudne zadanie, bo oprócz dbania o środowisko, potrzebujemy źródeł niedrogiej energii. W obecnej technologii, wbrew powszechnej opinii, elektrownie węglowe wcale nie zagrażają mocno środowisku, jednak wydobycie węgla w kraju z pokładów na głębokości 900-1100 m pod ziemią jest trudne, a przez to także bardzo drogie. Rozwiązaniem może być właśnie energetyka jądrowa, która dostarcza naprawdę taniego prądu w dużych ilościach.

NwP: Czy na pewno jest to "tani prąd"?

J.T.: Moim zdaniem to określenie w pełni oddaje rzeczywistość. Elektrownie jądrowe ze względu na swoją specyfikę muszą pracować w podstawie obciążenia systemu elektroenergetycznego. Jednostkowy koszty budowy elektrowni jądrowej jest porównywalny z kosztami budowy dużej elektrowni węglowej wyposażonej w instalację do wychwytu ze spalin wylotowych dwutlenku węgla (CO2), oraz jego transportu i składowania (sekwestracja CO2) czy dużej wodnej elektrowni zbiornikowej. Potwierdzają to również ostatnie planowane inwestycje takich krajów jak Ukraina, która zamówiła w USA 9 bloków jądrowych o mocy 1000 MW każdy oraz Bułgaria 1 blok 1000 MW. Poza tym, koszty paliwa dla elektrowni jądrowej są najniższe w porównaniu z elektrowniami węglowymi czy turbinami gazowymi. Należy przy tym dodać, że przy dużym udziale odnawialnych źródeł energii w systemie energetycznym bloki energetyczne z turbinami gazowymi są niezbędne dla zapewnienia stabilności pracy całego systemu. Obecnie w Niemczech znajdują się w budowie 4 bloki gazowe o mocy 300 MW każdy, które będą zlokalizowane na południu Niemiec.

Uwzględniając opłaty za emisję CO2 w elektrowniach węglowych oraz konieczność budowy bloków gazowych współpracujących z OZE, stwierdzenie „tani prąd” w odniesieniu do elektrowni jądrowych jest prawidłowe

NwP: Jednak ludzie często boją się energetyki jądrowej.

J.T.: W Fukushimie uderzyło tsunami, a w Czarnobylu prawdopodobnie nie byłoby katastrofy, gdyby nie prowadzone tam nietypowe eksperymenty. Dawniej w niektórych krajach, np. w Niemczech, po protestach przeciwko energetyce jądrowej niesłusznie zakorzeniła się niechęć do niej. Jednak wiele krajów intensywnie teraz inwestuje w tego typu elektrownie. Można wymienić np. Wielką Brytanie, czy właśnie Niemcy. W USA pracuje 98 bloków, które mają moc 98 tys. megawatów i zaspokajają 20 proc. zapotrzebowania na energię. Elektrownie jądrowe mają Czesi, Słowacy, Węgrzy, Bułgarzy…

NwP: A co z ekologią? Czy to prawda, że elektrownie jądrowe potrzebują ogromnych ilości wody?

J.T.: Chodzi o wodę potrzebną do chłodzenia kondensatorów turbin parowych. Do chłodzenia reaktora używa się systemów z obiegiem zamkniętym, więc praktycznie nie można mówić o zużyciu wody. Dodatkowego chłodzenia wymaga kondensator turbiny, ale podobne układy chłodzenia kondensatorów turbin parowych działają także w innych elektrowniach, np. węglowych. Tutaj zużycie wody w elektrowniach jądrowych może być ok. 2 razy większe, niż w węglowych o tej samej mocy elektrycznej. Wynika to z niższego ciśnienia i temperatury pary wytwarzanej w elektrowniach jądrowych.

NwP: Zwrócił Pan uwagę, że elektrownie jądrowe działają od ok. 60 lat. Czy mocno się w tym czasie zmieniły?

J.T.: Cały czas są ulepszane. Dotyczy to na przykład całej automatyki. Od kilkudziesięciu lat analizowane są też różne warianty potencjalnych awarii i systemy zabezpieczeń naprawdę są bardzo dobrze opanowane.

NwP: A co z odpadami radioaktywnymi?

J.T.: Po pierwsze, przy wytworzeniu energii potrzebnej jednemu człowiekowi przez całe życie, powstaje ilość odpadów, która mieści się na jednej dłoni. Znamy już do tego dobrze dopracowane metody ich utylizacji. Istnieją przy tym przepisy mówiące, że podmiot dostarczający paliwo musi się zająć jego utylizacją. Głębokość składowania odpadów może być różna w zależności od ich radioaktywności. Szwecja ma składowisko dla krótkożyciowych odpadów radioaktywnych w Forsmark, gdzie głębokość obiektu wynosi 50 m pod dnem Bałtyku - obsługiwane przez Szwedzkie Przedsiębiorstwo Zarządzania Paliwem Jądrowym i Odpadami (SKB). Finlandia - podziemne składowisko odpadów nisko i średnio radioaktywnych odpadów ma w Olkiluoto, które działa od 1992 roku. Podobny obiekt w Loviisa został oddany do użytku w 1997 roku. Ich głębokość wynosi około 100 metrów.

NwP: Niedawno jedna ze znanych polskich firm ogłosiła chęć budowy w kraju małych, tzw. modułowych reaktorów. Jak one działają?

J.T.: Potężne bloki typowych elektrowni jądrowych zapewniają naprawdę dużą moc, która może mieć np. 2 tys. megawatów. Stanowią one w wielu miejscach główne źródła zasilania. Natomiast reaktor modułowy może mieć np. moc 100 MW i jego zastosowania są najczęściej inne.

NwP: Jakie?

J.T.: Jak wspomniałem wcześniej, na przykład przy spadku siły wiatru moc elektrowni wiatrowej spada gwałtownie – do 3. potęgi. Ogniwa fotowoltaiczne też nie działają stabilnie. Trzeba mieć więc zapasowe źródło zasilania, które można szybko uruchomić. Duża elektrownia się do tego nie nadaje – ma zbyt dużą moc, a do tego nie można jej tak po prostu od razu włączyć czy wyłączyć. Tymczasem reaktory modułowe są małe, relatywnie niedrogie, można łatwo zmieniać ich moc i szybko uruchamiać. To więc idealne rozwiązanie do wspomagania elektrowni bazujących na odnawialnych źródłach energii.

NwP: Ale to chyba dopiero nowość?

J.T.: Są one dopiero testowane, ale właściwie gotowe do wprowadzania. Na ich wykorzystanie stawiają na przykład Amerykanie i Brytyjczycy.

NwP: Jak wygląda sprawa bezpieczeństwa takich reaktorów?

J.T.: Są jeszcze bezpieczniejsze od zwykłych elektrowni jądrowych. Między innymi jest tak dlatego, że można je w całości umieścić pod ziemią. Nawet gdyby, co mało prawdopodobne, doszło do jakiegoś wycieku, to skażenie byłoby mocno ograniczone. Poza tym są mniejsze i zawierają mniej paliwa. Stwarzają przy tym mniejsze zagrożenie na wypadek ewentualnego konfliktu zbrojnego.

NwP: W jaki sposób?

J.T.: Elektrownie jądrowe są tak budowane i chronione, że w ogóle jest je bardzo trudno zniszczyć, ale jeśli już, to łatwiej jest zniszczyć jedną dużą elektrownię, niż wiele małych obiektów rozproszonych w różnych lokalizacjach.

NwP: Jakie są wady reaktorów modułowych? Zapewne jakiś istnieją.

J.T.: Choć sam reaktor modułowy jest dużo tańszy od zwykłego, to w przeliczeniu na ilość produkowanej energii, budowa dużej, typowej elektrowni bardziej się opłaca. Jeśli coś się robi w dużej skali, zwykle produkt jest tańszy.

NwP: Ostatnio coraz częściej się mówi o jeszcze jednym rodzaju elektrowni – opartych na reaktorach torowych. Czy to wynalazek, który rzeczywiście może odmienić energetykę jądrową, jak niektórzy twierdzą?

J.T.: Praktycznie nie powstają w nich odpady radioaktywne. Co więcej, jako paliwa można też używać odpadów z typowych elektrowni jądrowych. Działanie tych reaktorów teoretycznie byłoby więc jeszcze tańsze niż zwykłych. Pomysł nie jest jednak nowy. Badano go już w latach 60. w USA, tylko prace wtedy zarzucono.

NwP: Teraz Chiny donoszą o sporych postępach tej technologii.

J.T.: Tak, ale problemy mogą być różne. Może się na przykład okazać, że samo paliwo będzie naprawdę tanie, ale bardzo kosztowne okażą się wspomniane potrzebne do jego działania sole i sumarycznie technologia nie będzie się wcale opłacała. Gdyby była ona tak dobra i opłacalna, wiele przodujących w energetyce krajów by nad nią intensywnie pracowało. Chiny znane są tymczasem z głośnych akcji propagandowych.

NwP: Czy na jakieś inne technologie jądrowe warto jeszcze zwrócić uwagę?

J.T.: Bada się też reaktory, w których wykorzystuje się ciekłe metale zarówno do chłodzenia reaktora, jak i modulowania odpowiadających za reakcje jądrowe neutronów. Mają one także produkować wyjątkowo niedrogi prąd. Pracują nad nimi np. Indie, Chiny czy Francja. Trudno w tej chwili mi ocenić, jaka będzie ich przyszłość. Już 40 lat temu, gdy byłem na stypendium w Niemczech, mówiło się, że takie reaktory mają niedługo powstać.

NwP: Jak, biorąc to wszystko pod uwagę, widzi Pan perspektywy energetyki jądrowej w Polsce?

J.T.: Na pewno potrzebujemy dużych elektrowni, ale nie za dużych. Jeśli kupilibyśmy największe reaktory, np. o mocy 2,5 tys. MW, powstanie problem, jeśli trzeba będzie taką elektrownię wyłączyć, np. z powodu remontu czy awarii. Byłoby to ogromne zaburzenie dla całego systemu energetycznego.

Najbardziej popularne są reaktory o mocy 1000 MW. Stosowana w nich technologia jest przy tym szczególnie bezpieczna, ponieważ mają zdolność do samoregulacji. Jako kraj potrzebowalibyśmy kilkunastu takich reaktorów, bo ze względu na przyjęte plany i zobowiązania odnośnie emisji CO2, będziemy musieli, do 2040 roku zamknąć praktycznie wszystkie elektrownie węglowe. Trzeba więc zacząć prace już teraz, bo elektrownię jądrową buduje się co najmniej 10 lat.

Dobrą opcją dla Polski byłyby też liczniejsze elektrownie modułowe, które uzupełniałyby inne źródła energii.

Nauka w Polsce, Marek Matacz

mat/ agt/