Szanowny Użytkowniku,

25 maja 2018 roku zaczyna obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r. w sprawie ochrony osób fizycznych w związku z przetwarzaniem danych osobowych i w sprawie swobodnego przepływu takich danych oraz uchylenia dyrektywy 95/46/WE (określane jako „RODO”, „ORODO”, „GDPR” lub „Ogólne Rozporządzenie o Ochronie Danych”). W związku z tym informujemy, że wprowadziliśmy zmiany w Regulaminie Serwisu i Polityce Prywatności. Prosimy o poświęcenie kilku minut, aby się z nimi zapoznać. Możliwe jest to tutaj.

Rozumiem

Reklama

Atom w domu i zagrodzie

Atom w domu i zagrodzie

16.11.2010
Czyta się kilka minut
Idea małych, łatwych do transportu reaktorów atomowych jest nieomal tak stara jak energetyka jądrowa. Za kilkadziesiąt lat na świecie może funkcjonować nie setki, lecz tysiące reaktorów: mniejszych, tańszych i prostszych w obsłudze.
P

Przenośne źródło prawie nieograniczonej energii od dawna poruszało wyobraźnię naukowców i polityków. Ale to wojsko jako pierwsze wykorzystało zalety mobilnych reaktorów jądrowych. W 1954 r. zwodowano w USA pierwszą łódź podwodną o napędzie atomowym USS Nautilus, wyposażoną w reaktor o mocy 10 MW. Pierwsza podmorska podróż Nautilusa pod lodami Arktyki przeszła do historii w czasach, w których powszechne i tanie wykorzystanie energii atomowej wydawało się czekać tuż za progiem. W 1954 r. Lewis L. Stra-

uss, przewodniczący amerykańskiej Komisji Energii Atomowej, oznajmił: "Energia nuklearna będzie tak tania, że nie opłaci się jej mierzyć". Jak naiwne było myślenie w tych latach, niech świadczy fakt, że w 1958 r. koncern Ford opracował studialny model samochodu Nucleon napędzanego... miniaturowym stosem atomowym.

Dużo się od tego czasu zmieniło. Energetyka jądrowa dojrzała, odzyskując powoli poparcie społeczne, które spadło mocno po awarii w elektrowni Three Mile Island w USA i w Czarnobylu (b. ZSRR). Konstruktorzy mądrzejsi o te dwa i kilka innych doświadczeń zrozumieli, że to nie ograniczenia technologiczne, ale obawy społeczeństwa o bezpieczeństwo energetyki jądrowej są największą przeszkodą w jej rozwoju. Wprowadzano nowe, bezpieczniejsze rozwiązania w znanych typach reaktorów. Utracone w latach 80. ub. wieku zaufanie do energetyki jądrowej powoli rośnie. Wraz z nim pojawiły się pomysły na wykorzystanie jej w zastosowaniach o dużo mniejszej skali niż dotychczas.

małe elektrownie

W 2010 r. na świecie działa 441 reaktorów atomowych w 30 państwach, w budowie jest 60 kolejnych. Większość z nich to bardzo kosztowne reaktory o dużej mocy, której wzrost uzasadnia zmniejszenie kosztu jednostkowego, tj. na jednostkę zainstalowanej mocy. Budowa nowych elektrowni poważnie obciąża budżety poszczególnych państw, a mimo to liczba oddawanych do użytku reaktorów rośnie. Nic dziwnego: jak podaje Międzynarodowa Agencja Energetyczna - światowe zapotrzebowanie na energię w ciągu najbliższych 20 lat wzrośnie o 50 proc., z czego prawie trzy czwarte pochodzić będzie z krajów rozwijających się. Trendy ograniczania zużycia i zwiększania efektywności energetycznej, coraz bardziej widoczne w krajach wysoko rozwiniętych, nie wystąpią w państwach takich jak Chiny, Indie czy Nigeria, gdzie głód energii wywołany intensywnym rozwojem gospodarczym będzie największy. Nie ma co liczyć na politykę zaciskania pasa w krajach, których podstawowe potrzeby energetyczne nie zostały jeszcze zaspokojone.

Te właśnie państwa z powodów finansowych i ograniczonej mocy sieci energetycznej mogą się stać głównym odbiorcą projektowanych obecnie małych reaktorów jądrowych.

Małe elektrownie jądrowe, według terminologii Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej, to te, których moc jest mniejsza niż 300 MW elektrycznych. Ze względu na niższe koszty budowy przy zachowaniu, a nawet zwiększeniu wymagań bezpieczeństwa, są kuszącą propozycją dla państw nieposiadających jeszcze własnych reaktorów jądrowych i doświadczenia w ich obsłudze. Część projektów małych elektrowni jądrowych pozwala na modułową rozbudowę w miarę potrzeb energetycznych. Kompletne moduły, reaktor, turbinę i generator, można zestawiać jak klocki w konfigurację dowolnej wielkości. Przywożone z fabryki gotowe elementy elektrowni pozwalają na szybkie powiększenie jej mocy, jak to jest planowane w przypadku reaktora mPower amerykańskiej firmy Babcock & Wilcox. Planowana przez nią budowa elektrowni w Clinch River w Tennessee ma trwać tylko trzy lata, ale uruchomienie przewidywane jest dopiero na 2020 r. Tyle potrzeba czasu na wszystkie badania i uzyskanie akceptacji dozoru jądrowego.

Odmienny sposób wykorzystania małych elektrowni jądrowych planują Rosjanie. 30 czerwca 2010 r. w stoczni w Petersburgu zwodowano rosyjską jednostkę Akademik Łomonosow. Ten duży, przypominający barkę statek mieścić będzie dwa reaktory jądrowe, podobne do tych, które sprawdziły się w pływających po Arktyce lodołamaczach. Nie będą one jednak napędzać tej jednostki, ale służyć jako pływająca elektrownia dostarczająca energii elektrycznej i ciepła trudno dostępnym miejscowościom położonym za kołem polarnym. Zakotwiczona u brzegu barka dostarczy 70 MW mocy elektrycznej i 300 MW energii cieplnej, zapewniając funkcjonowanie 200-tysięcznemu miastu. Przewidziano także możliwość zastosowania tych reaktorów do odsalania wody morskiej - planowana wydajność to 240 tys. m3 wody dziennie. Zaplanowano budowę siedmiu takich jednostek, które wykorzystane będą na terytorium Rosji. Niewykluczone jest jednak rozszerzenie oferty na inne kraje. Jak podaje Rosatom, zainteresowanie wynajęciem pływającej elektrowni wyraziło już 15 państw, w tym Indie, Chiny, a nawet Wyspy Zielonego Przylądka. Nieprzerwaną pracę takiego reaktora przewiduje się na 12 lat, po czym wróci on do producenta dla wymiany paliwa. Projektowany całkowity czas eksploatacji ma wynosić 38 lat.

tanio i bezobsługowo

Jednym z najbardziej interesujących projektów reaktora małej mocy jest chłodzony ciekłym metalem reaktor na neutrony prędkie [więcej o neutronach prędkich w artykule na str. VI-VII] oferowany przez firmę Hyperion Power Generation pochodzącą ze stanu Nowy Meksyk w USA. Typ tego reaktora (LMFR - Liquid Metal Fast Reactor) nie jest niczym nowym w technologii jądrowej. Dzięki niewielkim rozmiarom i dużej gęstości mocy już w latach 70. stosowano je w radzieckich okrętach podwodnych klasy Alfa. Nowością jest natomiast rewolucyjna zmiana podejścia do koncepcji wykorzystania elektrowni jądrowych proponowana przez firmę Hyperion. Idea ta brzmi: zamiast, jak dotychczas, budować kosztowne i skomplikowane reaktory atomowe, instalujmy małe modularne jednostki, które dostarczałyby prąd i ciepło tylko w swojej bezpośredniej okolicy.

Współczesna elektrownia jądrowa to zespół potężnych, bardzo złożonych konstrukcji. Czas jej budowy razem z etapem projektowania sięga kilkunastu lat. Tymczasem mała elektrownia proponowana przez Hyperion wzniesiona może być w czasie kilkukrotnie krótszym. Po ukończeniu budowy elektrowni gotowy reaktor jądrowy przywożony jest w całości na przygotowane miejsce i instalowany w pogrążonym w ziemi silosie. Jest to możliwe, ponieważ główny, wytwarzający energię element reaktora jest rzeczywiście niewielkich rozmiarów - to walec o średnicy 1,5 m i wysokości 2,5 m. W jego szczelnym wnętrzu znajduje się paliwo jądrowe chłodzone ciekłą mieszaniną ołowiu i bizmutu, która przekazuje ciepło do wytwornicy pary zaopatrującej turbinę. Paliwem jest wzbogacony do 20 proc. azotek uranu, którego ilość wystarcza na 8 do 10 lat pracy.

Typowa, budowana dzisiaj elektrownia jądrowa osiąga moc około 1300-1600 MW, a jej koszt sięga od 4 do

7 mld euro. Na taką inwestycję pozwolić mogą sobie tylko bardzo zamożne kraje. Elektrownia proponowana przez Hyperion jest wielokrotnie tańsza - jej koszt przewidywany jest na około 50 mln dolarów. Na taki wydatek stać nawet małe, borykające się z dostawami prądu społeczności. Za tę cenę do dyspozycji miałyby 25 MW energii elektrycznej i 75 MW mocy cieplnej - wystarczająco dużo, by zasilać 20-tysięczne miasto. Odległe, położone w niedostępnym terenie miejscowości, kopalnie i zakłady odsalające wodę morską, a nawet szpitale i komputerowe bazy danych to przykłady wielu zastosowań tego typu elektrowni jądrowej. W sytuacji, w której zapotrzebowanie na energię wzrośnie, elektrownię można rozbudować, dodając do niej kolejny moduł energetyczny.

Dużym problemem elektrowni jądrowych jest wymiana paliwa, która odbywać się musi co kilkanaście miesięcy. Wypalone paliwo przechowywane jest potem na terenie elektrowni przez kilka lat, aż generowane w nim ciepło dostatecznie się obniży, a następnie transportowane do miejsc, w których jest przechowywane lub przetwarzane. W przypadku elektrowni proponowanej przez Hyperion nie ma potrzeby wymiany paliwa, i tym samym ingerencji we wnętrze reaktora. Raz na 8 do 10 lat - na podobieństwo wymiany baterii w latarce - zużyty reaktor zastępowany jest nowym, a stary firma zabiera do wymiany paliwa lub na składowisko. Elektrownia ma znowu przed sobą kolejne dziesięć lat nieprzerwanej pracy.

Hyperion Power Generation w porozumieniu z Savannah River National Laboratory w USA zamierza do 2018 r. zbudować pierwszą demonstracyjną wersję elektrowni. Jak twierdzą przedstawiciele firmy, spotykają się oni z ogromnym zainteresowaniem przyszłych odbiorców energii - nie tylko z USA. Hyperion w swoich, być może zbyt dalekosiężnych, planach przewiduje produkcję aż 4 tys. nowych reaktorów, upatrując większości swoich klientów w państwach nieposiadających jeszcze energetyki jądrowej. Prognozowany niedobór energii w krajach rozwijających się już dziś sprawia, że wydłuża się lista chętnych do produkcji tanich, małych reaktorów jądrowych.

***

Jeśli plany budowy małych elektrowni atomowych dojdą do skutku, za kilkadziesiąt lat możemy się znaleźć w świecie, w którym ich liczba mierzona będzie nie w setkach, ale tysiącach. Pytanie tylko, czy świat jest na to przygotowany. Obawy związane z rozprzestrzenianiem materiałów radioaktywnych, międzynarodowym terroryzmem czy utylizacją odpadów także ulegną zwielokrotnieniu. W społeczeństwach wysoko rozwiniętych opór przeciwko nowym, mniejszym elektrowniom może być znaczny. Łatwiej jest zaakceptować na terytorium swojego kraju kilka elektrowni atomowych zamiast kilkudziesięciu, nawet jeżeli mają one dużo mniejszą moc.

Tych obaw nie będą jednak podzielać spragnione energii i nowoczesnych technologii kraje rozwijające się. Dla nich będzie to prawdopodobnie kwestia przetrwania.

PIOTR SIERGIEJ jest ekologiem, inżynierem i grafikiem. Autor blogu www.od-technologii-do-ekologii.blog.onet.pl

Czytasz ten tekst bezpłatnie, bo Fundacja Tygodnika Powszechnego troszczy się o promowanie czytelnictwa i niezależnych mediów. Wspierając ją, pomagasz zapewnić "Tygodnikowi" suwerenność, warunek rzetelnego i niezależnego dziennikarstwa. Przekaż swój datek:

Dodaj komentarz

Usługodawca nie ponosi odpowiedzialności za treści zamieszczane przez Użytkowników w ramach komentarzy do Materiałów udostępnianych przez Usługodawcę.

Zapoznaj się z Regułami forum

Jeśli widzisz komentarz naruszający prawo lub dobre obyczaje, zgłoś go klikając w link "Zgłoś naruszenie" pod komentarzem.

Zaloguj się albo zarejestruj aby dodać komentarz

© Wszelkie prawa w tym prawa autorów i wydawcy zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów i innych części czasopisma bez zgody wydawcy zabronione [nota wydawnicza]. Jeśli na końcu artykułu znajduje się znak ℗, wówczas istnieje możliwość przedruku po zakupieniu licencji od Wydawcy [kontakt z Wydawcą]