Mity i nieporozumienia

Powszechnie wskazuje się na dwie wady energetyki jądrowej – koszty budowy oraz odpady. Przeanalizujmy niektóre aspekty tych kwestii.

Wybudowanie elektrowni jądrowej wymaga ogromnych ilości betonu i stali, co wiąże się z ogromną emisją CO2.

Stal i beton użyte do budowy elektrowni jądrowej o mocy 1 GW mają ślad węglowy rzędu 300 000 t CO2.

Rozkładając tę „ogromną” ilość na 25-letni okres funkcjonowania reaktora, otrzymamy intensywność emisji CO2 w g CO2 na kWh(e):

intensywność emisji CO2		300 × 109 g
związana z budową elektrowni =	--------------------
				106 kWe × 220 000 h

				= 1,4 g/kWh(e)

To znacznie mniej niż w przypadku elektrowni gazowej (najefektywniejszej z elektrowni na paliwa kopalne) o intensywności emisji 400 g CO2/kWh(e).

Międzyrządowy Panel ds. Zmian Klimatu (IPCC) szacuje, że intensywność emisji CO2 w całym cyklu życia elektrowni jądrowej (od budowy, poprzez przetwarzanie paliwa aż po likwidację i rozbiórkę) wynosi mniej niż 40 g CO2/kWh(e) (Sims i in., 2007).

Nie chcę być źle zrozumiany – nie jestem pronuklearny. Jestem prorachunkowy.

Czy odpady z reaktorów jądrowych to wielki problem?

stosunkowo niewielka. Pyły z elektrowni węglowej wyprodukowane w ciągu roku ważyłyby 4 mln ton (co odpowiada objętości mniej więcej 40 litrów na osobę na rok), natomiast odpady jądrowe z dziesięciu brytyjskich elektrowni jądrowych mają objętość zaledwie 0,84 litrów na osobę rocznie – czyli butelki wina na osobę rocznie (Rys. 24.13.) Większość tych odpadów ma niski poziom radioaktywności. 7% to odpady średnioaktywne, a zaledwie 3% (25 ml rocznie) – wysokoaktywne.

Odpady wysokoaktywne to rzeczywiście paskudztwo. Zazwyczaj przez pierwsze 40 lat przetrzymywane są w reaktorze, gdzie są składowane w basenach z wodą i ochładzane. Po tych 40 latach poziom radioaktywności spada tysiąckrotnie.

Potem spada nadal – jeżeli przetworzymy odpady, oddzielając uran i pluton do ponownego użycia w paliwie jądrowym, po 1000 lat te niegdyś wysokoaktywne odpady osiągną poziom radioaktywności charakterystyczny dla rudy uranu. Dlatego inżynierowie specjalizujący się w składowaniu odpadów powinni tworzyć plany zabezpieczania odpadów wysokoaktywnych na jakieś tysiąc lat.

Czy to trudne? Tysiąc lat to niewątpliwie bardzo długo w perspektywie trwania rządów i krajów! To jednak niewielkie ilości i, jak sądzę, niewielkie zmartwienie w porównaniu do wszystkich innych odpadów, które zrzucamy na barki przyszłych pokoleń. 25 ml odpadów jądrowych rocznie dałoby mniej niż 2 litry na przestrzeni życia pojedynczego Brytyjczyka. Nawet jeżeli pomnożymy to przez 60 mln ludzi, da się tym zarządzać – to 105 000 m3. Odpowiada to objętości 35 stadionów olimpijskich. Gdyby tak ułożyć te odpady w metrowej warstwie, to zajęłyby 0,1 km2.

Istnieje już wiele miejsc, do których nie mamy dostępu. Nie wolno mi wchodzić do Twojego ogrodu. Ty nie powinieneś wchodzić do mojego. Żadne z nas nie będzie mile widziane w letniej rezydencji rodziny królewskiej w Balmoral.

Ostrzeżenia „wstęp wzbroniony” są wszędzie. W ten czy inny sposób wyłączyliśmy z użytku Downing Street, lotnisko Heathrow, tereny wojskowe, opuszczone kopalnie. Czy tak trudno wyobrazić sobie, że wyłączamy z użytku na tysiąc lat jeszcze jeden kawałek gruntu, wielkości 1 km2, zapewne gdzieś głęboko pod ziemią?

Porównajmy owe 25 ml wysokoaktywnych odpadów na osobę rocznie z innymi, tradycyjnymi odpadami, które obecnie produkujemy – odpady komunalne:

517 kg na osobę rocznie, odpady niebezpieczne: 83 kg na osobę rocznie.

Czasami porównuje się odpady jądrowe, które planujemy wygenerować, z już wygenerowanymi w istniejących reaktorach. Oto liczby dla Wielkiej Brytanii.

Prognozowana objętość odpadów o wyższej aktywności do roku 2120, pozostałych po likwidacji istniejących bloków jądrowych, wyniesie 478 000m3.

Z tego 2% (około 10 000 m3) stanowić będą odpady wysokoaktywne (1290 m3) i zużyte paliwo (8150 m3), razem zawierające 92% materiału radioaktywnego.

Budowa 10 nowych reaktorów jądrowych (10 GW) oznaczałaby dodatkowe 31 900 m3 zużytego paliwa, co zmieściłoby się w 10 basenach pływackich.

W Wielkiej Brytanii pracują obecnie reaktory o mocy 11 000 MW. W Polsce planuje się budowę dwóch elektrowni jądrowych o mocy 3000 MW każda.
Jeśli plany te zostaną zrealizowane, na każdego Polaka przypadnie prawie tyle samo odpadów radioaktywnych, co na Brytyjczyka.
Jeżeli zaczniemy produkować niesamowite ilości energii z rozszczepienia i syntezy, czy nie pogłębimy problemu zmian klimatu – z uwagi na dodatkową energię, która zostanie uwolniona do środowiska?
To pytanie to kaszka z mlekiem. Całkiem łatwo na nie odpowiedzieć, jako że wszystko w tej książce wyraziliśmy za pomocą jednego zestawu jednostek.
Najpierw przywołajmy główne liczby dotyczące globalnego bilansu energetycznego ze str. 28 – średnia moc promieniowania słonecznego zaabsorbowanego przez atmosferę, lądy i oceany wynosi 238 W/m2; podwojenie stężenia gazów cieplarnianych zwiększyłoby absorpcję ciepła netto o 4 W/m2. Uważa się, że owo 1,7-procentowe zwiększenie pochłaniania ciepła to zła wiadomość dla klimatu. Moc promieniowania Słońca w 11-letnim cyklu słonecznym zmienia się w zakresie 0,25 W/m2. Załóżmy teraz, że za 100 lat będzie nas 10 mld i że każdy cieszyć się będzie europejskim standardem życia, zużywając dziennie 125 kWh energii pozyskanej ze źródeł kopalnych, energetyki jądrowej lub geotermii. Na osobę przypadałoby 51 000 m2 powierzchni Ziemi. Dzieląc moc/os.
przez powierzchnię/os., dowiadujemy się, że wartość tej dodatkowej energii wyprodukowanej przez człowieka wyniesie 0,1 W/m2. To jedna czterdziesta tych 4 W/m2, które tak nas martwią, i nieco mniej niż zmienność słoneczna rzędu 0,25 W/m2. Tak więc energia wyprodukowana przez człowieka może w przyszłości przyczynić się do globalnych zmian klimatu, jednak w bardzo niewielkim stopniu.

Mówi się, że budowa elektrowni jądrowych trwa zbyt długo, by faktycznie robiło to różnicę.
Problemy związane z budową elektrowni jądrowych są wyolbrzymiane za pomocą pewnej mylącej techniki prezentowania danych, którą nazwałem „magicznym polem gry”. Zgodnie z tą techniką, pozornie porównuje się dwie rzeczy, ale gdzieś po drodze podstawa porównania ulega zmianie. Redaktor działu Środowisko dziennika „Guardian”, podsumowując wyniki raportu Oxford Research Group, napisał: „By energetyka jądrowa rzeczywiście przyczyniła się do redukcji globalnych emisji CO2 na przestrzeni życia kolejnych dwóch pokoleń, powinno powstać prawie 3000 nowych reaktorów, a inaczej – jeden tygodniowo przez następne 60 lat. Cywilny program atomowy tej skali, obejmujący budowę i dostawy, to marzenie ściętej głowy, rzecz niewykonalna. Najwyższe zanotowane do tej pory tempo to 3,4 nowych reaktorów rocznie”. No tak, 3000 jest jakby większe niż 3,4! Dzięki technice „magicznego pola gry” mamy tutaj przeskok i na skali czasowej, i na skali przestrzennej. Podczas gdy pierwsza liczba (3000 nowych reaktorów na przestrzeni 60 lat) to zapotrzebowanie w skali całej planety, druga liczba (3,4 nowych reaktorów rocznie) to maksymalne tempo budowy reaktorów w pojedynczym kraju (Francji)!
Uczciwiej byłoby pozostać przy porównaniu w skali planety. We Francji znajduje się 59 z 429 reaktorów działających na świecie, można więc założyć, że maksymalne tempo budowy reaktorów w skali globu to dziesięciokrotność wyniku francuskiego, to znaczy 34 nowe reaktory rocznie. Natomiast wymagane tempo (3000 nowych reaktorów na przestrzeni 60 lat) to 50 nowych reaktorów rocznie. Twierdzenie, że „Cywilny program atomowy tej skali, obejmujący budowę i dostawy, to marzenie ściętej głowy” to duża przesada. Tak, konieczny jest wysoki przyrost, ale tego samego rzędu co już obserwowany w przeszłości.
Czy sensownie zakładam, że maksymalne tempo rozwoju atomu na świecie wyniosło 34 nowe reaktory rocznie? Spójrzmy na dane. Rys. 24.14. pokazuje tylko te elektrownie jądrowe, które działały w roku 2007. Tempo rozwoju energetyki jądrowej było najwyższe w 1984 roku i wyniosło (chwila napięcia…) około 30 GW rocznie – około 30 reaktorów o mocy 1 GW. Jesteśmy w domu!