Nuklearne elektrane

Uvod

Izgradnja nuklearnih elektrana (NE) ne ostavlja nikoga ravnodušnim. Incidenti u nuklearnim elektranama osamdesetih godina prošloga stoljeća gotovo su zaustavili program izgradnje nuklearnih elektrana. One su postale prvorazredno političko pitanje, i jedna od glavnih područja interesa nevladinih udruga za zaštitu okoliša. U rasprave s financijskom potporom uključivali su se oni koji imaju od nuklearnih elektrana koristi, kao i oni na čije poslovne rezultate bi njihova izgradnja imala negativne posljedice. Osim toga uvijek prisutna opasnost od zlouporabe nuklearnog materijala osjetljivo je političko pitanje. Mirnodopska uporaba nuklearne energije uvijek ostavlja prostor i za ne-mirnodopske primjene.

Nakon nesreće u nuklearnoj elektrani Otok tri milje u SAD-u, i katastrofe u Černobilu, vlade mnogih zemalja donijele su odluke o zamrzavanju ili prestanku nuklearnog programa, zbog reakcije javnosti na spomenute nesreće. Prevagnuo je politički interes a ne realan odnos prema problemu, što je rezultiralo usporavanjem istraživanja i tehnološkog razvoja. Posljedice toga, danas kada se potreba za nuklearnom elektranom javlja u sklopu rješavanja zaštite klime i smanjenja emisija, tehnološki razvoj nije dosegnuo onu razinu koju bi danas i sutra trebali.

Pojedine zemlje zauzele su čvrst stav o nuklearnim elektranama, za ili protiv, i nikakve rasprave ne utječu na te stavove. Ni u stručnim energetskim krugovima dugo godina nije bilo rasprava o nuklearnim elektranama, zapravo sve do početka ovog stoljeća kada su se vratile u središte pozornosti stručne javnosti i postaju ponovo jedna od ravnopravnih energetskih opcija. U okviru rasprave o klimatskim promjenama nuklearne elektrane se razmatraju kao jedna od opcija koja može pomoći u redukciji emisije CO2 i drugih stakleničkih plinova.

Iako Hrvatska na svom teritoriju nema nuklearnu elektranu, ima dugogodišnju povijest bavljenja nuklearnim elektranama. Hrvatska se rano opredijelila za nuklearne elektrane zbog nedostatka primarnih resursa za proizvodnju električne energije. U paketu izgradnje NE Krško bila je izgradnja druge nuklearne elektrane na području Hrvatske. Pripreme su daleko odmakle. Osim interesa za izgradnju nuklearnih elektrana u Sloveniji i Hrvatskoj, bilo je interesa i u drugim republikama pa je postojao i jugoslavenski nuklearni program.

Za bolje razumijevanje razdoblja 80-tih i ranih 90-tih godina mora se napomenuti da je potrošnja električne energije rasla po visokim stopama, i deficiti energije su bili sve veći. Raspadom komunističkog/socijalističkog političkog sustava, raspadom Jugoslavije, dolazi do pada potrošnje električne energije i svi planovi se mijenjaju. Važno je napomenuti da je nuklearna opcija za Hrvatsku bila i dio politike energetske neovisnosti, s obzirom na siromaštvo rezervi ugljena i uglavno iskorišteni hidropotencijal. Još u predvečerje političkih promjena Slovenija se prva određuje protiv nuklearnog programa. Nakon toga ta tema postaje neaktualna.

Iako formalno nije pokrenuta rasprava o nuklearnim elektranama u Hrvatskoj, ona se povremeno vodila, primjerice o mogućoj lokaciji skladišta za nisko i srednje radioaktivni otpad, o prostornom uređenju, uređenju odnosa između Hrvatske i Slovenije u vezi Krškog te nekim drugim povodima. U samom dokumentu Program provedbe prostornog plana RH ugrađena je odredba da se zabranjuje istraživanje lokacija za izgradnju nuklearnih elektrana i termoelektrana na ugljen do 2015. godine.

U nacrtu strategije energetskog razvoja Republike Hrvatske iz 1998. i Strategije koju je usvojio Sabor RH 2002. godine, a na temelju svih provedenih analiza, nuklearne elektrane nije moguće zaobići i moraju biti predmet rasprava.

Izgrađenost NE

U proteklih 50 godina komercijalnog korištenja nuklearne energije u proizvodnji električne energije posebno su dva događaja utjecala na izgradnju novih elektrana. „Naftna kriza“ iz 1973. godine potakla je mnoge na izgradnju nuklearnih elektrana i na smanjenje ovisnosti o uvozu nafte. S druge strane, nesreća u ukrajinskoj nuklearnoj elektrani Černobil u proljeće 1986. godine bila je prekretnica u usporavanju, zaustavljanju ili smanjivanju nuklearnih programa u mnogim zemljama.

Udio proizvodnje električne energije iz NE u Europi 2008. godine iznosio je oko 30%, dok je u udio u svjetskoj proizvodnji električne energije iznosio oko 20% (WNA, Svjetska Nuklearna Asocijacija). Nuklearne elektrane danas u mnogim europskim zemljama imaju većinski udio u proizvodnji električne energije. U 2008. godini Francuska je bila na prvom mjestu po udjelu od 76,2 % električne energije proizvede u NE, a slijede Litva sa 72,9 %, Slovačka sa 54,4 %, Belgija sa 53,8 % i Švedska sa 42 %.

Trenutno je u Europi u pogonu 196, a u svijetu 439 nuklearnih elektrana (lipanj 2009., Europsko nuklearno društvo).

    Nuklearne elektrane u Europi

Ako se promatra ukupna energetska potrošnja u EU, 15% je udio nuklearne energije.

Do 2020. godine preko 80% instaliranih kapaciteta u Europi će biti staro više od 30 godina što znači da im predstoji izlazak iz pogona između 2020. i 2030. godine ili revizija i korištenje do 60 godina pogona, što se danas smatra kao dostižni cilj.

Planovi izgradnje

U Europi je 16, a u svijetu 30 nuklearnih elektrana u izgradnji.

Podaci pokazuju da se mnoge europske zemlje u cilju ostvarenja sigurnosti opskrbe te što veće energetske neovisnosti, kao i stabilizacije razine emisije stakleničkih plinova uz održanje prihvatljivih cijena električne energije, okreću nuklearnoj opciji. Poznato je da nuklearne elektrane imaju duži period gradnje i veću specifičnu investiciju. Pretpostavljajući stabilno političko okruženje, jasnu regulativu glede lokacija, zatvaranja i drugih pitanja, finalni troškovi proizvodnje se kreću oko 45-55 EUR/MWh.

Osim toga ograničavajući faktor porastu korištenja nuklearne energije su i resursi industrije. Naime kapaciteti nuklearne industrije su veoma smanjeni u pogledu proizvodnje i ljudskih resursa.

Tehnološki razvoj

Nuklearni reaktori razlikuju se međusobno s obzirom na vrstu goriva, hladila i moderatora. Što se tiče njihova tehnološkog razvoja danas razlikujemo 4 generacije reaktora. Nuklearni reaktori trenutno u uporabi uglavnom su reaktori takozvane Generacije II. i III. dok su svi reaktori prve generacije umirovljeni. NE Krško ima najrašireniji tip reaktora, takozvani PWR tip (Pressurized Water Reactor - tlakovodni reaktor). Reaktori III. generacije se još uvijek razvijaju i u odnosu na II. generaciju imaju poboljšanu tehnologiju izrade nuklearnog goriva te sigurnosne sustave. Postoji i generacija reaktora koji, iako dijelom revolucionarni, ne zadovoljavaju kriterije reaktora generacije IV, pa se nazivaju reaktorima generacije III+. Njihova glavno poboljšanje odnosi se na sustav pasivne sigurnosti (u slučaju izvanrednog događaja nije potrebna posebna reakcije operatera ili nekog elektronskog uređaja) i bolju iskoristivost goriva. Općenito, tehnološki razvoj III. i III+. generacije odnosi se prije svega na sigurnost nuklearnih elektrana. Elektrane imaju veću sigurnost, ali i znatno veću cijenu izgradnje.
Reaktori IV. generacije su trenutno još u razvojnoj fazi i ne očekuje se njihova komercijalna primjena prije 2030. godine. I za ovu generaciju kao i za prethodne postoji više tipova dizajna. Jedan od njih je visoko-temperaturni (VHTR) reaktor čiji se koncept temelj na helijem hlađenoj jezgri s grafitom kao moderatorom i uranovim gorivim ciklusom. Temperatura u rektoru bi trebala biti i do 1000 oC. Podrazumijeva se pasivna sigurnost. Budući da se karakteristike ovih reaktora bitno razlikuju od postojećih reaktora potrebno je osmisliti alate za ekonomsku procjenu opravdanosti njihove gradnje.

NE- zaštita okoliša i klimatske promjene

U normalnom pogonu, bez incidenata, moguće je tehnički i tehnološki riješiti sva pitanja utjecaja NE na okoliš u granicama dopustivim prema zakonima i međunarodnim propisima.

Sa stanovišta zaštite klime, nuklearne elektrane se smatraju klimatski neutralnim zbog ne postojanja direktne emisije CO2. Promatrajući kompletan ciklus goriva - Life Cycle Assesment, situacija je nešto drugačija, jer je potrebna energija za proizvodnju goriva. Konačnih stavova o nužnosti korištenja nuklearnih elektrana u cilju dostizanja postavljenih ciljeva radikalne redukcije CO2 i drugih stakleničkih plinova još nema. Mnogi eksperti tvrde da Europa ne bi mogla uspjeti u značajnom reduciranju emisije CO2 bez oslanjanja na nuklearnu energiju, primjerice studija „A European Strategy For Sustainable, Competitive and Secure Energy” iz 2006.

NE u dokumentima EU

Europska unija nema jedinstvenu nuklearnu politiku (osim o pitanju nuklearne sigurnosti, Euratom Treaty, osnivanje EU High Level Group on Nuclear Safety and Waste Management), jer članice imaju vrlo oprečne stavove, i može se reći da je politika EU suma politika članica.

U tom je smislu i Europska komisija krajem 2008. godina predložila produljeno korištenje NE u Europi, a Europski parlament je velikom većinom prihvatio nacrt plana buduće energetske strategije EU-a koji, između ostaloga, poziva na ulaganje u nuklearnu energiju, smatrajući da se nuklearna energija primjenjuje uz najviše tehnološke standarde (barem u EU) i da u svijetu već normalno radi tridesetak trajnih odlagališta nisko i srednje radioaktivnog otpada.

U dokumentu Europske Komisije pod nazivom Europski strateški energetski tehnologijski plan (SET plan) iz 2007. godine definiraju se europski tehnološki prioriteti u cilju ostvarenja energetske budućnosti s malim emisijama (low carbon future), odnosno održiva, sigurna i ekonomski povoljna energija. Cilj spomenutog SET plana je kreiranje nove energetske tehnološke politike u Europi. Tako je jedna od prioritetnih inicijativa koja se predlaže u sektoru industrije (pored ulaganja u OIE i CCS tehnologije) i održiva nuklearna fisija, odnosno razvoj nuklearnih reaktora generacije IV.
S obzirom da međunarodna energetska agencija (IEA) očekuje određeni porast kapaciteta u nuklearnim elektranama (na 416 GW u 2020.) dokument EU Nuclear Ilustrative Programme iz 2007. godine smatra da je uloga EU da razvija dalje, u skladu sa zakonom EU, najbolje raspoložive tehnologije korištenja nuklearne energije u članicama koje su se za nju odlučile, ali u skladu s najvišim standardima sigurnosti i sprečavanja proliferacije definiranim u sporazumu Euratom.

NE i sigurnost

Sigurnost NE  može se promatrati s najmanje četiri aspekta:

Događaji u nuklearnim elektranama u Černobilu i Otoku tri milje, te kasnije manji incidenti u drugim nuklearnim elektranama bez izraženih posljedica, otvaraju s pravom pitanje o sigurnosti rada elektrana. Iako je vjerojatnost nesreća u nuklearnim elektranama višestruko smanjena, postavlja se pitanje da li se može vjerovati tehnologijama, ljudima koji vode elektrane, procedurama i energetskim tvrtkama i državnim vlastima. U normalnim i profesionalno odgovornim uvjetima sve komponente sigurnosti, svi dionici sigurnosti morali bi osigurati sigurnost rada elektrana. Ako jedan od dionika zakaže, sigurnost je potencijalno ugrožena.

Skladištenje radioaktivnog otpada, posebno visoke radioaktivnosti, kao i problem dekomisije (demontiranja i uklanjanja) starih nuklearnih elektrana jest druga komponenta sigurnosti nuklearnih elektrana. Oba problema su vezana uz visoke rizike po zdravlje ljudi kao i uz velike troškove. Tehnološki su rješivi ti problemi, ali svaka zemlja nema jednake uvjete za to. Problem odlaganja visokoradioaktivnog otpada će se rješavati uspješnije ako bude zajednički europski problem. Diskontirani troškovi dekomisije koji se uzimaju u obzir prilikom izgradnje elektrane, računajući na razdoblje rada od  60 godina i više, iznose od 0.5 do 1 EUR/MWh.

Treća komponenta sigurnosti je nuklearno gorivo. Trenutno je cijena urana prilično stabilna jer nema velikih promjena potražnje, ali ograničenost rezervi i njihova neravnomjerna raspodjela u svijetu, u slučaju sve većeg broja NE mogli bi dovesti u pitanje argument korištenja nuklearne energije u cilju povećanja sigurnosti opskrbe. Procjenjuje se da bi zalihe mogle trajati do 70 godina uz uvjet da godišnja potrošnja goriva ostane na današnjoj razini. S današnjeg pogleda na međunarodne odnose i poziciju energenata, realno je očekivati da i trgovina s nuklearnim gorivom postane rizičnija nego trenutno na kraju prvog desetljeća 21 stoljeća. Preventivno se može na lokaciji elektrane znatno smanjiti rizik, dok utjecaj na tržište nuklearnog goriva nije moguće predvidjeti, ali s tim treba računati.

Četvrtu komponentu sigurnosti od terorističkih i ratnih djelovanja, ne treba nikad isključiti. 

Stavovi WEC-a

U posljednjem ovogodišnjem izvješću Svjetskog energetskog vijeća (WEC) njegovi članovi ističu tri glavna izazova kada je u pitanju kratkoročni i dugoročni razvoj energetike: sigurnost opskrbe i predvidivost energetskih potreba; održivost sadašnje energetske politike i ublažavanje siromaštva energijom, prisutnog kod više od 2 milijarde stanovnika naše planete.
Stav WEC-a je da sve energetske opcije, pa i nuklearna, zajedno s velikim hidroelektranama, CCS tehnologijom i obnovljivim izvorima trebaju biti ravnopravno razmatrane ukoliko se ima u vidu cilj ugljično neutralne proizvodnje energije u budućnosti. Od reaktora IV. generacije se očekuje da će dati značajan doprinos u tom smislu iza 2030. godine.  
Što se tiče budućeg uspjeha nuklearne energije na tržištu električne energije WEC smatra („The Role of Nuclear Power in Europe“) da će on ovisiti o:

Kako se opredijeliti prema NE

Rasprave o nuklearnim elektranama u pravilu oslikavaju jednodimenzionalnu stranu stavova: za ili protiv. Danas se može stručno i znanstveno potvrditi da su nuklearne elektrane iz dana u dan pouzdanije, da je tehnološki moguće riješiti probleme svih vrsta otpada, da su po cijeni prihvatljive, itd.

S druge strane rizik od moguće katastrofe nije bio samo teoretski, katastrofa u Černobilu (Ukrajina), se dogodila i posljedice su poznate. Dogodio se incident u elektrani Otok tri milje, događaju se povremeno incidenti u drugim elektranama, srećom bez posljedica, problem odlaganja istrošenog goriva nije riješen pravodobno, itd. Iako su nuklearne elektrane tipa Černobil građene isključivo na području nekadašnjeg SSSR-a te ih nema na području EU, i iako je nakon spomenutih nesreća sigurnost svih NE, uključujući i one tipa Černobil unaprjeđena, sve to stvara i objektivna pitanja je li dostignuta razina sigurnosti dovoljno velika i da li se može imati povjerenja u sve dionike sigurnosti rada nuklearnih elektrana.

Treća dimenzija rasprave o potrebi izgradnje nukearnih elektrana je moguća nužnost izgradnje nuklearnih elektrana, ako se prihvate planovi radikalnog smanjenja emisija CO2 i drugih stakleničkih plinova. Istraživanja koja se sada provode za razdoblje do 2050. godine i radikalno smanjenje emisija za 50% i više, ukazuju na potrebu izgradnje nuklearnih elektrana.

Četvrta dimenzija rasprave o nuklearnim elektranama je tehnološki razvoj i nove generacije nuklearnih elektrana koje se temelje na fuziji. Svakako da se tehnološkim razvojem povećava sigurnost nuklearnih elektrana, ali pravi iskorak će tek biti nove generacije elektrana na temelju fuzije. Sinergija u istraživanjima, bez obzira na poslovne interese tvrtki i razvijenih zemalja može dati očekivani rezultat.

Peta dimenzija se odnosi na sekundarne rezultate znanstvenih istraživanja nenuklearnih elektrana, a uključuju mogućnosti primjene tih istraživanja i materijala u drugim područjima, jačanje tehnološke sposobnosti tvrtki koje su uključene u nuklearni program ili onih koji su sposobni primijeniti postignuta znanstvena dostignuća. To se prije svega odnosi na razvijene zemlje i velike zemlje. Nažalost, postoji i crna strana svega toga, a to je korištenje tih dostignuća u ne-mirnodobske svrhe.

Šesta dimenzija proizlazi iz važnosti distribucije proizvodnje na različite izvore, kako bi se osigurala sigurnost energetskog sustava. U narednom razdoblju, a u konceptu očuvanja klime, značajno bi porasle potrebe za električnom energijom, što će cijeli problem opskrbe električnom energijom učiniti složenijim i zahtjevnijim. Nuklearne elektrane u tome mogu imati značajnu ulogu.

Odluka za ili protiv nuklearne energije u budućnosti u najvećoj mjeri ovisi o javnoj percepciji navedenih višestrukih rizika vezanih za njeno korištenje, kao i realnog sagledavanja nužnosti izgradnje. Percepcija će ovisiti o odgovornom obavljanju posla svakog dionika u lancu: tehnološki razvoj, proizvođači opreme, osoblje koje vodi elektrane, energetske tvrtke, regulatori i državne institucije. Za EU problem mora imati zajedničku dimenziju, posebno u nadzoru svih dionika u odgovornom izvršavanju svojih obveza. Nadzor nuklearnih programa mora biti nezavisan o bilo kojoj državnoj vlasti.

Komentar za Hrvatsku

Hrvatska će trebati, kao sve europske zemlje, u procesu ispunjenja obveza očuvanja klime napraviti analizu razdoblja do 2050. godine i donijeti strateške odluke o razvoju energetskog sektora. Za očekivati je da jedna od strateških odluka budu i nuklearne elektrane.

Razlozi za mogu se potražiti u obvezi zaštite klime, sigurnosti opskrbe potrošača, promjenama u strukturi potrošnje energije u korist električne energije ili prihvatljivoj cijeni.

Nije realno očekivati veliki utjecaj izgradnje nuklearnih elektrana na tehnološki razvoj Hrvatske, ali određeni utjecaj je mogući ako se sve mudro postavi nuklearni program. Radi se o malom nuklearnom programu, a stanje industrije je limitirajući faktori za integraciju hrvatskih tvrtki u taj program. Međutim, bez obzira na to, svako uključivanje hrvatskih tvrtki je dobitak za Hrvatsku, ako se prihvati nuklearni program.

Ključne elemente za potvrdu opravdanosti izgradnje nuklearnih elektrana tražit će se u povjerenju u cijeli sigurnosni lanac od izgradnje, pogona, rješavanja problema radioaktivnog otpada i dekomisije nuklearnih elektrana. Za osiguranje povjerenja u cijeli sustav i institucije odgovorne za sigurnost rada elektrana, ne treba bježati i od referenduma, naravno uz kvalitetnu pripremu i potrebno vrijeme.

Kao prioritet nuklearnog programa može biti drugi blok u NE Krško. To je realna opcija i bez obzira na stanje odnosa u srpnju 2009. godine između Slovenije i Hrvatske.

................................................

Članak je objavljen u Poslovnom dnevniku 30.9,1 i 5.10.2009. - link na PDF članka