Atom na nie, czyli nie ma róży bez ognia

Na samym początku istnienia tego bloga obiecałem poruszyć także temat wad energetyki jądrowej i dziś nadeszła pora aby się temu zagadnieniu przyjrzeć. Nie ulega bowiem wątpliwości, że energetyka jądrowa – jak każde rozwiązanie techniczne – wady posiada. I oczywiście warto o nich także rozmawiać i brać je pod uwagę przy planowaniu polityki energetycznej uwzględniającej tę formę pozyskiwania energii.

 

Co można zatem zapisać po stronie minusów? Oczywiście wielu osobom pod hasłem wad energetyki jądrowej staje przed oczyma hasło "Czarnobyl" (od niedawna i drugie: "Fukushima"), ale ani to największy problem (o czym dalej) ani jedyny. Wśród innych kwestii technicznych i ekonomicznych wymienić można następujące:

• Koszty. To jest argument często podnoszony przez przeciwników energii jądrowej. Jak już pisałem wcześniej (przy okazji omawiania zalet) argument ekonomiczny jest tematem bardzo śliskim i moim zdaniem dyskusja o tym, czy blok o czasie przygotowania i budowy około 10 lat, a czasie eksploatacji 60 lat będzie w ostatecznym rozrachunku rozwiązaniem efektywnym czy nie – nie ma sensu. Zbyt dużo jest tu niewiadomych w kwestii zmienności otoczenia prawnego i gospodarczego (wyjaśnienie mojego poglądu tutaj). Jedną rzecz wiadomo jednak na pewno. Elektrownie jądrowe charakteryzują się wysokim kosztem inwestycyjnym, zarówno w odniesieniu do mocy zainstalowanej, jak i pojedynczej inwestycji (bo w obecnie stosowanym wydaniu małych zakładów tego typu się nie buduje, choć na przyszłość takie koncepcje są rozwijane). Oczywiście to ma pozytywny skutek w postaci uniezależnienia od zakłóceń ekonomicznych w przyszłości, ale ma także jedną prozaiczną wadę. Sprawa banalna – żeby zbudować elektrownię jądrową trzeba mieć pokaźną górę pieniędzy. Nie jest przypadkiem, że energetyka jądrowa do tej pory rozwinęła się (i nadal rozwija) głównie w krajach bogatych (niekoniecznie w przeliczeniu na głowę mieszkańca – vide Chiny i Indie – ale na pewno takich, w których państwu i inwestorom gotówki nie brakuje). Tego problemu przeskoczyć się zasadniczo w przewidywalnej przyszłości z pewnością nie uda.
• Ryzyko polityczne. Branża jądrowa jest w pewnym sensie biznesem specjalnej troski, który wzbudza szczególne emocje społeczne, a co za tym idzie i polityczne. Dlatego nie można absolutnie wykluczyć sytuacji, w której demokratycznie wybrane władze w pewnym momencie mówią energetyce jądrowej "dość". Sama Polska tego doświadczyła w okresie transformacji ustrojowej, gdy podjęto decyzję o nagłym przerwaniu realizacji elektrowni w Żarnowcu, przy tym w sposób uniemożliwiający jej przyszłą reaktywację (a więc gwarantujący, że wszystkie poniesione do tego momentu koszty automatycznie stały się stratami). Bardziej ekstremalny przypadek zdarzył się w Austrii, gdzie po zbudowaniu elektrowni ale przed jej uruchomieniem zorganizowano referendum, wskutek którego zakładu nigdy nie uruchomiono. Decyzje polityczne doprowadziły także do przedwczesnego wyłączenia bloków jądrowych pracujących we Włoszech oraz ostatnio w Niemczech (prowadząc zresztą do sporu jednego z operatorów elektrowni z rządem federalnym). Tego rodzaju ryzyko może mieć konsekwencje zarówno ogólnogospodarcze (nagłe odcięcie dużych źródeł energii od systemu), jak i ekonomiczne (w przypadku przedwczesnego przerwania eksploatacji czy też przerwania budowy inwestor ponosi wymierne straty, przy tym z uwagi na koszty inwestycyjne straty te są niemałe). Wyeliminowanie tego ryzyka z kolei jest trudne, dlatego że nie sposób chyba przewidzieć decyzji podejmowanych przez elektorat (a zatem i polityków) za 5 czy 10 lat, nie mówiąc już o dłuższym horyzoncie. Żeby było jeszcze gorzej, doświadczenie wskazuje, że nawet ci sami politycy potrafią zmienić zdanie o 180 stopni w ciągu bardzo krótkiego czasu, czego najlepszym przykładem rząd kanclerz Merkel.
  
  To jest niestety ryzyko trudne do przecenienia. Najnowsza historia uczy raczej, że w polityce regulacyjnej dotyczącej energetyki decyzje są absolutnie nieprzewidywalne. Dość odwołać się do handlu emisjami dwutlenkiem węgla, którego nikt się jeszcze parę dekad temu nie spodziewał. Albo niespodziewanej (i przeczącej wcześniejszym deklaracjom) decyzji o przyspieszonym odstawieniu niemieckich bloków wskutek japońskiego tsunami (najwyraźniej rząd federalny nagle zdał sobie sprawę z zagrażającego np. Bawarii tsunami...). Moim zdaniem jest to absolutnie największe i najpoważniejsze ryzyko związane z energetyką jądrową, wystarczające do tego, by starać się unikać tej technologii, jeśli istnieje rozsądne i bezpieczne dla państwa rozwiązanie alternatywne.
• Konieczność angażowania państwa w przedsięwzięcie. Połączenie obu powyższych punktów powoduje, że dla realizacji elektrowni jądrowej niezbędne jest zaangażowanie ekonomiczne państwa – w postaci udziału państwowego inwestora lub udzielenia państwowych gwarancji dla inwestora prywatnego. A mówimy o niemałych kwotach liczonych w miliardach euro.
• Konieczność utrzymywania różnorodnych państwowych służb pomocniczych, których użyteczność dla innych branż gospodarki jest ograniczona. Pełnią one zasadniczo tylko rolę służebną wobec energetyki jądrowej, która sama w sobie też jest tylko narzędziem realizacji polityki energetycznej i szerzej rozumianej polityki gospodarczej. Z naszego punktu widzenia oznacza to wydłużenie programu i konieczność złożonych przygotowań do jego realizacji, choć pokonanie problemu nie jest szczególnie trudne, po prostu czasochłonne.
• Złożoność przedsięwzięcia. Proces budowy elektrowni jądrowej jest niebywale skomplikowany i wymaga sprawnej współpracy setek podmiotów gospodarczych oraz wielu instytucji państwowych oraz międzynarodowych. Problem dodatkowo komplikuje się w kraju, w którym elektrowni jądrowych jeszcze nie ma. Najnowsze doświadczenie natomiast uczy, że w XXI wieku, mimo całego postępu technicznego, zdolność ludzkości do realizacji złożonych projektów paradoksalnie spada. W ostatnich latach niemało widzieliśmy przykładów dużych przedsięwzięć technicznych i infrastrukturalnych, które doświadczają problemów i opóźnień graniczących z kompromitacją (i wcale nie mówię o naszym kraju). Obok oczywistych w tym kontekście opóźnień budowy nowych bloków jądrowych (Flamanville, Olkiluoto) można wymienić także przypadki z innych branż: port lotniczy Berlin-Brandenburg International (ostatnio znowu ogłoszono kolejne opóźnienie, to już w sumie ponad 2 lata...), Boeing 787 Dreamliner (coś koło 4 lat do tyłu), problemy z pękaniem nowoczesnych gatunków stali w budowie nowych kotłów energetycznych w Niemczech... Przyczyny tutaj mogą być różne, choć w moim przekonaniu sporo zawdzięczamy sposobowi zarządzania dużymi przedsięwzięciami we współczesnych korporacjach (komunikacja elektroniczna, maksymalny outsourcing, brak oglądu całego projektu przez małą grupę nim kierującą). Przykładem symptomatycznym mogą być tu problemy z montażem pierwszego Airbusa A380 (skutkujące oczywiście opóźnieniami) wywołane... wykorzystywaniem różnych wersji tego samego programu do projektowania różnych jego podzespołów (!), albo niezgodne z projektem wykonanie fundamentu maszynowni (czyli elementu niezwiązanego w ogóle z reaktorem) na budowie bloku w Olkiluoto. Zwracam przy tym uwagę, że we wszystkich wymienionych sytuacjach mamy do czynienia z firmami będącymi światowymi liderami w swoich dziedzinach i projektami realizowanymi w krajach wysokorozwiniętych.
• Ograniczenia lokalizacyjne. Nie wszędzie można zbudować elektrownię jądrową. Ograniczeń jest wiele. Teren nie może być zbyt gęsto zaludniony z uwagi na bezpieczeństwo (nie tyle rzeczywiste zagrożenie, co samą konieczność opracowania planów ewakuacyjnych możliwych do realizacji). Do placu budowy musi dać się dowieźć niezwykle ciężkie elementy o masie rzędu 400-500 ton. Musi być dostępna woda chłodząca dla bardzo dużego bloku. Musi być możliwość wyprowadzenia bardzo dużej mocy. Wszystko to sprawia, że dogodnych lokalizacji wcale nie jest wiele. Może to utrudnić pozyskanie ziemi, poza tym w przypadkach wielu krajów (choć akurat nie Polski) dogodna lokalizacja do budowy elektrowni może mieć się nijak do mapy zapotrzebowania na energię.
• Kwestie społeczne. Elektrownia jądrowa jest i pewnie pozostanie już tematem kontrowersyjnym. Oznacza to, że państwo decydujące się na posiadanie takich zakładów musi włożyć sporo wysiłków w zagadnienie komunikacji społecznej. Oczywiście wysiłki oznaczają tu także koszty, choć w kontekście całego projektu pewnie niewielkie. Większym wyzwaniem może być tu zaplanowanie odpowiednich działań i ich kompetentna realizacja...
• Mała elastyczność. Współczesne elektrownie jądrowe bez wyjątku wykorzystują obieg parowy, który z definicji nie jest przesadnie elastyczny. Elektrownie parowe (niezależnie od tego, czy zasilane energią jądrową, czy spalaniem węgla) nie są zdolne do szybkich rozruchów i odstawień albo bardzo szybkich i dynamicznych zmian mocy. Choć nie jest prawdą rozpowszechniony (także w środowisku technicznym) pogląd, że elektrownie takie mogą pracować tylko z pełnym obciążeniem (czego dowodzi praca energetyki jądrowej we Francji, Niemczech czy Japonii), nie zmienia to faktu, że dynamice zmian mocy instalacji jądrowej daleko do np. energetyki gazowej. Poza tym nawet techniczna możliwość eksploatacji z obciążeniami 60-100% (co jest zakresem typowym) nie zmienia faktu, że w przypadku instalacji drogiej w budowie o tanim paliwie eksploatowanie jej przy obciążeniu częściowym jest nieefektywne ekonomicznie (niezależnie od "konkurencji" jest to pewnego rodzaju marnowanie potencjału, za który już przecież zapłacono). Taka charakterystyka bloków jądrowych ogranicza ich stosowalność do zaspokajania stałego obciążenia podstawowego lub względnie podszczytowego.
• Rozmiar. Oferowane dziś bloki jądrowe są jednostkami dużymi albo nawet bardzo dużymi (typowo od 1200 do nawet 1750 MW). Oznacza to wzrost ryzyka zakłóceń dla krajowego systemu elektroenergetycznego w wypadku nagłego wyjścia z pracy pojedynczego bloku (a to się zdarzać będzie czasami na pewno). W praktyce operator systemu przesyłowego będzie zmuszony utrzymywać większą ilość zdolnych do natychmiastowej interwencji rezerw mocy wirującej – oznacza to utrzymywanie pracujących bloków w pracy z obciążeniem niepełnym w gotowości do nagłego przyrostu mocy (a co za tym idzie pracujących przy pogorszonej sprawności z gorszymi parametrami emisyjnymi). Warto przy tym zauważyć, że do niedawna największe polskie bloki energetyczne miały moc zainstalowaną po 500 MW (w Elektrowni Kozienice), obecnie jest to 858 MW (Bełchatów II), w planach są kolejne bloki klasy 900-1000 MW. Widać zatem, że budowa bloków o mocy 1600 MW może skomplikować życie operatorowi systemu przesyłowego i to w czasach, gdy zagadnienie stabilizacji pracy systemu jest "atakowane" także od drugiej strony przez rozwój niestabilnie pracującej energetyki wiatrowej.
  
  Oczywiście kwestia wielkości wiąże się także z wartością jednorazowej inwestycji, o której była już mowa.

Lista ta z pewnością nie jest kompletna, jednak każdy zaznajomiony choć z grubsza z tematem Czytelnik z pewnością zauważy, że brakuje na niej paru "oczywistych oczywistości": przede wszystkim zagrożenia awarią, czy konieczności pozyskiwania paliwa zza granicy. To akurat jednak nie wynika z przeoczenia. W moim odczuciu bowiem rola tych czynników jest niezwykle wyolbrzymiana, a związane z nimi zagrożenia nie wykraczają poza te wynikające z rozwoju innych branż przemysłu lub innych technologii energetycznych. O takich zagadnieniach napiszę jednak w osobnym poście.