Wykupienie dostępu pozwoli Ci czytać artykuły wysokiej jakości i wspierać niezależne dziennikarstwo w wymagających dla wydawców czasach. Rośnij z nami! Pełna oferta →
Kraje zdecydowane na budowę elektrowni jądrowej mogą wybierać dziś spośród ofert wielu firm. Ich propozycje różnią się typem reaktora, jego mocą oraz czasem i technologią budowy. Wielkie znaczenie ma także doświadczenie firmy w budowie tak skomplikowanego obiektu i bezpieczeństwo w czasie jego eksploatacji.
Decyzja nie jest prosta. Głównym inwestorem odpowiedzialnym za budowę elektrowni jądrowych w Polsce jest PGE Polska Grupa Energetyczna S.A. Partnerem zagranicznym stanie się jedna z firm zainteresowanych budową elektrowni w naszym kraju. W grę wchodzą duże pieniądze. Nie są jeszcze znane koszty budowy dwóch elektrowni w Polsce, ale na świecie koszty budowy 1000 MW szacowane są na nawet 3,5 mld euro. Dotychczas PGE podpisała memoranda dotyczące możliwości współpracy z trzema podmiotami zagranicznymi. Są to: francuskie Électricité de France S.A. (EdF) i Areva proponujące reaktor EPR, Westinghouse Electric Company LLC z reaktorem AP1000 oraz amerykańsko-japoński koncern GE Hitachi Nuclear Energy Americas z reaktorami ABWR i ESBWR. Przyjrzyjmy się zatem bliżej ich ofercie.
AREVA
Francuski koncern Areva to obecnie największy na świecie producent reaktorów jądrowych o rocznych obrotach 8,5 mld euro. Jest jedyną na świecie firmą, której działalność obejmuje nie tylko budowę elektrowni, ale także wydobycie, wzbogacanie uranu oraz jego przetworzenie po wypaleniu w reaktorze. Chlubi się uczestnictwem w budowie aż 91 reaktorów na całym świecie (już powstałych i w trakcie budowy). Nowy, proponowany przez tę firmę reaktor to urządzenie trzeciej generacji znane pod skrótem EPR (European Pressurized Reactor). Projekt reaktora spełnia bardzo restrykcyjne wymagania EUR - European Utility Requirements, ustanowione w latach 90. ubiegłego wieku przez europejskie firmy eksploatujące elektrownie jądrowe. Zgodnie z wytycznymi EUR, obliczane prawdopodobieństwo awarii rdzenia reaktora zbudowanego musi być mniejsze niż jedna awaria na 100 tys. reaktorolat pracy. Reaktor EPR spełnia te wymagania z nawiązką, ponieważ jego obliczona awaryjność to mniej niż jedna awaria na milion reaktorolat (czyli, mówiąc prościej, reaktor ten jest dziesięć razy bardziej bezpieczny).
W betonowej obudowie znajdują się aż cztery wytwornice pary dla zasilania turbiny w czasie normalnej pracy. Niezależnie od tego istnieją cztery osobne systemy chłodzenia i każdy z nich może samodzielnie wychłodzić rdzeń reaktora w razie awarii. Żelbetonowa, szczelna obudowa reaktora ma za zadanie chronić otoczenie w przypadku awarii mającej przyczyny wewnętrzne. W przypadku zagrożenia zewnętrznego reaktor chroni druga obudowa, która zdolna jest wytrzymać uderzenie dużego samolotu pasażerskiego lub wojskowego. Przestrzeń, w której znajduje się reaktor, jest więc zamkniętą, podwójną obudową o łącznej grubości 2,6 m.
EPR to reaktor najnowszej generacji III+. Pierwszy reaktor według tego projektu powstaje obecnie w fińskiej elektrowni jądrowej Olkiluoto. Przewidywana moc elektryczna to 1650 MW, co odpowiada mocy cieplnej 4500 MW. Przy podpisaniu umowy w 2003 roku cenę elektrowni ustalono na 3,2 mld euro, a oddanie jej do użytku na rok 2009. Niestety, z powodu rozlicznych kłopotów technicznych termin ten się oddala. Opóźnienie sięga już czterech lat - podłączenie do sieci energetycznej pełną mocą po próbach trwających osiem miesięcy (a to ze względu na prototypowość konstrukcji) przesunięto na rok 2013. Wiąże się z nim także znaczne przekroczenie kosztów budowy elektrowni, które wzrosły do 5,9 mld euro, co zwiększyło początkowy prognozowany koszt inwestycji o 80 proc. Problemy napotyka także budowa drugiego reaktora EPR we francuskiej elektrowni Flamanville. Oddanie do użytku opóźni się o dwa lata, a wzrost kosztów przekroczono o miliard euro. Poza reaktorami w Europie Areva zajmuje się także budową dwóch bloków elektrowni w Taischan w Chinach z planowanym terminem oddania do eksploatacji w 2013 i 2014 r.
WESTINGHOUSE
Westinghouse Electric Company to część konsorcjum, którego właścicielem jest obecnie japońska firma Toshiba. Westinghouse to firma z prawdziwymi tradycjami, która od 1886 roku bierze udział w tworzeniu infrastruktury służącej do wytwarzania i przesyłu energii elektrycznej. To reaktory jądrowe tej firmy zainstalowano na pokładzie pierwszej na świecie atomowej łodzi podwodnej w 1954 roku, czy pierwszego lotniskowca.
Proponowana przez Westinghouse technologia to reaktor generacji III+ oznaczony skrótem AP1000. Liczba określa moc reaktora wynoszącą około 1100 MW, co oznacza, że na potrzeby polskiej elektrowni, której moc wynosić ma około 3000 MW, zbudować należałoby trzy takie jednostki. Litery AP - Advanced Passive (Zaawansowany Pasywny) - dobrze charakteryzują konstrukcję reaktora. Jest ona znacznie uproszczona w porównaniu z reaktorami drugiej generacji. Kilkakrotnie zmniejszono liczbę zaworów, rurociągów, pomp i innych urządzeń, co nie tylko obniża koszty budowy, ale także ryzyko awarii. Obliczana awaryjność reaktora AP1000 zbliżona jest do reaktorów typu EPR.
Jego dużą zaletą jest system pasywnych układów bezpieczeństwa, których działanie nie zależy od zwielokrotnionych układów bezpieczeństwa, ale polega na wykorzystaniu podstawowych praw fizyki. W przypadku awarii umieszczony na szczycie obudowy reaktora potężny zbiornik napełniony wodą zapewnić może chłodzenie rozgrzanej obudowy. Spływająca z góry woda odbiera ciepło z powietrza znajdującego się w przestrzeni wewnętrznej, a ilość wody zapewniać może chłodzenie reaktora aż przez trzy doby. Nawet wobec braku prądu ze źródeł zewnętrznych lub generatorów diesla oraz bez udziału człowieka, reaktor AP1000 samoczynnie wyłączy się i uruchomi system chłodzenia. W odróżnieniu od EPR zewnętrzna betonowa obudowa chroniąca reaktor nie jest szczelna, co zapewnić ma chłodzenie powietrzem wewnętrznej obudowy w przypadku awarii.
Obecnie Westinghouse buduje cztery reaktory w elektrowniach w Sanmen i Haiyang w Chinach. Pierwszy z nich ma rozpocząć pracę w 2013 roku. Ich koszt oszacowano na 8,8 mld dolarów. W najbliższej przyszłości Westinghouse zbuduje w Chinach kolejne trzy elektrownie, każdą wyposażoną w dwa reaktory AP1000. Także w USA planowana jest budowa 6 reaktorów w oparciu o technologię AP1000. Jak podkreślają przedstawiciele Westinghouse, żadna z obecnie budowanych elektrowni nie ma opóźnień i nieplanowanych wzrostów kosztów budowy.
GE HITACHI
General Electric i Hitachi oferują swój reaktor typu ESBWR, będący rozwinięciem eksploatowanych obecnie reaktorów ABWR (Zaawansowany Reaktor Wodny Wrzący). Umiłowanie inżynierów jądrowych do długich nazw reaktorów skazuje nas na mozolne odcyfrowywanie długich skrótów. Dwie dodane przed nazwą litery oznaczają: E-ekonomiczy i S-uproszczony (simplified). I tak jest w istocie. Projekt ESBWR charakteryzuje się nie tylko uproszczeniem konstrukcji, ale także zapewnia bezpieczeństwo w oparciu o pasywne systemy zabezpieczeń. Podobnie jak w opisywanym wcześniej reaktorze AP1000, także i w tym reaktorze w przypadku awarii chłodzenie reaktora utrzymywane jest automatycznie przez co najmniej trzy doby, nawet w razie braku zasilania w energię elektryczną.
Obieg krążącej wewnątrz reaktora wody podtrzymywany jest bez udziału pomp wymagających zasilania elektrycznego. Woda znajdująca się w potężnych, położonych powyżej reaktora zbiornikach zalać może w razie awarii reaktor, w którym poziom wody opadnie zbyt nisko. Te rozwiązania oraz uproszczona konstrukcja sprawiają, że prawdopodobieństwo zniszczenia rdzenia tego reaktora jest najniższe spośród pozostałych reaktorów trzeciej generacji.
Ponieważ reaktor tego typu jest w fazie uzyskania ostatnich certyfikatów urzędu dozoru jądrowego w USA, konstrukcji tego typu nie ma jeszcze w budowie. Natomiast cztery bardzo zbliżone reaktory ABWR zostały już zbudowane i uruchomione w Japonii, a kolejne cztery są w budowie. Typowa moc reaktora ESBWR to około 1520 MW.
***
Na podjęcie decyzji o wyborze technologii i lokalizacji elektrowni jądrowych w Polsce mamy jeszcze trochę czasu. Zgodnie z Ramowym Harmonogramem Działań dla Energetyki Jądrowej ostatecznym terminem ustalenia lokalizacji elektrowni i podpisania kontraktu na budowę jest 31 grudnia 2013 r. Podpisanie przez Polską Grupę Energetyczną memorandów z trzema podmiotami zagranicznymi nie oznacza oczywiście wyboru żadnego z nich. Wybór wykonawcy odbędzie się na drodze przetargu, który zostanie ogłoszony po wejściu w życie nowych ustaw dotyczących energetyki jądrowej.
