Reaktory wrzące w ofensywie

W ostatnich dniach miały miejsce dwa wydarzenia przybliżające zastosowanie reaktorów wodnych wrzacych w nowych blokach energetycznych. Technologia reaktorów wrzących, znanych też jako reaktory BWR (od ang. Boiling Water Reactor), jest drugą najpopularniejszą technologią reaktorową na świecie: obecnie wykorzystuje ją 58 z 390 eksploatowanych na świecie bloków (oraz 26 spośród 48 długoterminowo odstawionych - jak niedawno zaklasyfikowano niepracujące bloki japońskie). Zasadnicza różnica pomiędzy reaktorami wrzącymi a najpopularniejszymi na świecie reaktorami wodnymi ciśnieniowymi (PWR) polega na tym, że reaktory wrzące bezpośrednio wytwarzają parę kierowaną następnie do turbiny parowej bloku. Bardziej szczegółowy polskojęzyczny opis tej technologii można znaleźć tutaj.

 

Historycznie technologia BWR została opracowana w Stanach Zjednoczonych przez firmę General Electric – w bezpośredniej konkurencji do rozwijanej przez firmę Westinghouse technologii PWR. Konstrukcje tej klasy, w oparciu o technologię amerykańską, rozwijały później także firmy niemieckie, szwedzkie i japońskie. Obecnie oferowane są one głównie przez firmy powiązane z grupami GE, Hitachi i Toshiba. W ostatnich dekadach nowe reaktory wrzące powstawały głównie w Japonii i to tam skupiały się prace badawczo-rozwojowe nad urządzeniami tej klasy, teraz jednak planowana jest instalacja nowych jednostek w Wlk. Brytanii i USA.

W Wlk. Brytanii budowę nowych bloków spółka Horizon Nuclear Power, przejęta niedawno przez japoński koncern Hitachi (patrz wcześniejszy wpis). Nowe jednostki mają powstać przy istniejących elektrowniach jądrowych Wylfa oraz Oldbury i wykorzystywać reaktory typu ABWR (ang. Advanced Boiling Water Reactor) dostarczone przez Hitachi-GE Nuclear Energy Ltd. Konstrukcja ta została opracowana na przełomie lat 80. i 90. ubiegłego stulecia w wyniku współpracy firm GE, Hitachi, Toshiba oraz TEPCO. Do chwili obecnej powstały cztery bloki z tego typu reaktorami (wszystkie w Japonii). Rozpoczęto także budowę kolejnych czterech: dwóch w Japonii oraz dwóch na Tajwanie. Przyszłość tych inwestycji jest obecnie niepewna, choć nie ma to związku z wybraną dla nich technologią.

 

W Europie reaktory ABWR są obecnie oferowane przez Toshibę dla fińskich bloków Hanhikivi-1 oraz Olkiluoto-4 (choć w przypadku żadnej z tych inwestycji nie dokonano jeszcze ostatecznego wyboru dostawcy i technologii). Reaktor tego typu był także planowany dla litewskiej EJ Visaginas, jednak w wyniku przeprowadzonego w ubiegłym roku na Litwie referendum ten projekt zapewne nie doczeka się realizacji.

 

Choć w wypadku inwestycji realizowanej przez zależny od Hitachi Horizon kwestia wyboru technologii wydaje się oczywista, w celu zastosowania reaktora typu ABWR w Wlk. Brytanii jego projekt (w wariancie dostosowanym do warunków brytyjskich i nieco zmodernizowanym) musi zostać wcześniej zatwierdzony przez odpowiednie władze w procesie tzw. Oceny Projektu Standardowego (ang. Generic Design Assesment, GDA). Inwestor wystąpił o wszczęcie procedury administrcyjnej do brytyjskiego Ministerstwa Energii i Zmian Klimatu na początku tego roku, w wyniku czego 15 stycznia minister polecił rozpoczęcie odpowiednich prac brytyjskiemu dozorowi jądrowemu ONR oraz Agencji ds Środowiska. Proces akceptacji projektu jest szczegółowy i długotrwały, w przypadku francuskiego reaktora EPR (jedynej konstrukcji, która jak do tej pory przeszła GDA) postępowanie zakończone w grudniu 2012 r. trwało pięć lat. Pomyślne zakończenie GDA jest jednak niezbędne dla uzyskania licencji na budowę nowego reaktora danego typu w konkretnej lokalizacji.

 

14 stycznia z kolei amerykański dozór jądrowy NRC poinformował o pomyślnym zakończeniu procesu Oceny Oddziaływania na Środowisko dla nowego bloku nr 3 w Elektrowni Jądrowej Enrico Fermi w stanie Michigan. Proces zmierzający do wydania licencji na budowę i eksploatację nowej instalacji został zapoczątkowany przez inwestora, Detroit Edison Company, we wrześniu 2008 r. Nowy blok ma zostać wyposażony w najnowszą konstrukcję reaktora wodnego wrzącego, ESBWR (ang. Economic Simplified Boling Water Reactor) opracowaną przez GE-Hitachi Nuclear Energy. W porównaniu ze wcześniejszym typem ABWR reaktor wyposażony ma być w więcej pasywnych (a więc niezależnych od zasilania i reakcji operatorów) systemów bezpieczeństwa. Ogólny projekt techniczny reaktora ESBWR został zaakceptowany przez NRC w marcu 2011 r., jednak do wydania ostatecznej licencji na budowę i eksploatację konieczne jest także ukończenie raportu bezpieczeństwa dla nowej jednostki, które oczekiwane jest w ciągu bieżącego roku. Dokumentacja dotycząca projektu dostępna jest tutaj.

 

Z polskiego punktu widzenia przygotowania do budowy nowych bloków z reaktorami wrzącymi sa o tyle warte uwagi, że można oczekiwać, iż jednostki takie zostaną zaoferowane także polskiemu inwestorowi (o czym świadczą choćby liczne działania promocyjne i wystąpienia przedstawicieli GE-Hitachi). Na dziś trudno jednak przewidywać która ze wspomnianych konstrukcji ma szansę pojawić się w polskim przetargu, zadecydują o tym zapewne jego warunki, na dziś jeszcze nieznane.

Brytyjskiego atomu ciąg dalszy

Z Wielkiej Brytanii nadchodzą kolejne informacje dotyczące postępów w planowaniu budowy nowych jądrowych bloków energetycznych. W zeszłym miesiącu pisałem już o wydaniu pierwszej od lat licencji lokalizacyjnej dla nowej instalacji realizowanej przez spółkę NBB GenCo z Grupy EDF. Kolejną ważną datą dla obu planowanych przez NBB GenCo inwestycji stał się 13 grudnia, kiedy to brytyjski organ dozoru jądrowego ONR wydał decyzję zatwierdzającą ogólny projekt opracowanego przez firmy AREVA oraz EDF reaktora UK EPR do zastosowania na terenie Zjednoczonego Królestwa, tzw. General Design Acceptance (GDA). Decyzja taka otwiera drogę do zastosowania tej konstrukcji w konkretnych instalacjach, choć samo rozpoczęcie budowy wymaga osobnych pozwoleń opartych o dokumentację konkretnego obiektu.

 

NBB GenCo nie jest jednak jedynym podmiotem, który planuje budowę nowych bloków jądrowych w Wlk. Brytanii. Drugim inwestorem jest spółka Horizon Nuclear Power. Została ona powołana w styczniu 2009 r. jako wspólne przedsięwzięcie niemieckich koncernów energetycznych E.ON oraz RWE specjalnie dla przygotowania i realizacji projektu nowych bloków jądrowych przy istniejących elektrowniach Oldbury i Wylfa. Prawo do budowy nowych instalacji w tych lokalizacjach spółka otrzymała w wyniku wygrania aukcji zorganizowanej w kwietniu 2009 r. (podobnie jak grupa EDF w przypadku swoich projektów). W początkowej fazie oceniano możliwośc zastosowania reaktora EPR konstrukcji francuskiego koncernu AREVA lub reaktora AP1000 oferowanego przez Toshibę i Westinghouse; nowe bloki miały być budowane na początku drugiej dekady XXI w.

 

W marcu 2012 r. niemieccy właściciele ogłosili chęć wycofania się z projektu i wystawili Horizon Nuclear Power na sprzedaż, co zapowiadało problemy z realizacją nowych bloków. 30 listopada opublikowano jednak informację o przejęciu spółki przez japoński koncern Hitachi, który zamierza kontynuować oba projekty, choć w oparciu o technologię reaktorów wodnych wrzących GE Hitachi – konkretnie odpowiednio zaadaptowaną konstrukcję reaktora ABWR. Planuje się budowę dwóch lub trzech bloków w każdej z dwóch wybranych lokalizacji; pierwsze z nich przekazane mają być do eksploatacji w pierwszej połowie lat 20. Oczywiście konstrukcja ABWR będzie musiała także zostać zatwierdzona przez dozór jądrowy przed rzeczywistym zastosowaniem; zgodnie z oświadczeniem inwestora stosowne działania zostaną podjęte "niezwłocznie", choć oczywiście uzyskanie GDA zajmie sporo czasu. Z drugiej jednak strony ABWR to jedyny z rozważanych dla nowych brytyjskich elektrowni typ reaktora, który jest już eksploatowany – cztery takie urządzenia zainstalowane są w japońskich elektrowniach jądrowych w blokach Kashiwazaki-Kariwa 6 i 7, Hamaoka-5 oraz Shika-2.

 

Istniejące elektrownie Oldbury oraz Wylfa posiadają po dwa bloki energetyczne z brytyjskiej konstrukcji reaktorami I generacji chłodzonymi dwutlenkiem węgla (GCR, znane także jako Magnox) uruchomione na przełomie lat 60. i 70. XX w. Trzy z nich (Oldbury-A1, Oldbury-A2 oraz Wylfa-2) zostały niedawno wyłączone, blok Wylfa-1 pozostaje jeszcze w eksploatacji, a jego wyłączenie planowane jest na rok 2014.

 

Poza planami budowy nowych bloków spółka EDF Energy – operator 15 spośród 16 pracujących w Wlk. Brytanii bloków jądrowych (wszystkich poza Wylfa-1) – ogłosiła chęć przedłużenia eksploatacji dwóch bloków w elektrowni Hinkley Point B oraz dwóch w Hunterston B do roku 2023. Dotychczasowe plany mówiły o wyłączeniu tych jednostek w roku 2016 – miały być to pierwsze 4 z 15 bloków jądrowych tego operatora przeznaczone do trwałego odstawienia. Wszystko wskazuje zatem na utrzymanie znacznej roli energetyki jądrowej w brytyjskim bilansie energetycznym. Obecnie bloki jądrowe wytwarzają ok. 18 procent zużywanej w tym kraju energii elektrycznej.