Energetyka jądrowa w 2023 roku. Podsumowanie i trendy na 2024 rok
Eksperckim okiem
Anna Pawłowska-Kawa, Specjalistka z branży ekologicznych urządzeń grzewczych
Przez miniony rok w debacie publicznej intensywnie przewijały się kwestie bezpieczeństwa energetycznego, cen energii elektrycznej i gazu oraz aspekty środowiskowe. Jeżeli jednak mielibyśmy wskazać jedną gałąź sektora energetycznego, o której mówiono najwięcej to zdecydowanie byłaby to energetyka jądrowa. Rok 2023 – w szczególności ostatni jego kwartał – upłynął bowiem pod znakiem zdecydowanego zwrotu w jej kierunku.
Merytorycznych komentarzy w naszym podsumowaniu udzielił dr inż. Paweł Gajda, wykładowca na Wydziale Energetyki i Paliw AGH, specjalista w dziedzinie energetyki jądrowej.
Najważniejsze wydarzenia w 2023 roku na świecie
Które kraje budują obecnie najwięcej elektrowni atomowych?
Na poniższej grafice widać, które kraje i w jakim stopniu są zaangażowane w rozwój technologii jądrowej w energetyce. Dotyczy ona elektrowni, które są w trakcie budowy lub w 2023 r. zostały przyłączone do sieci oraz nie uwzględnia projektów, które zostały wstrzymane.
W swoistym wyścigu jądrowym to Chiny pozostają niekwestionowanym liderem, zostawiając pozostałe kraje daleko w tyle. W zeszłym roku Chińczycy posiadali najwięcej elektrowni atomowych w budowie lub zaawansowanych planach, z czego jedna została już uruchomiona i przyłączona do sieci. I to nie byle jaka. Mowa bowiem o pierwszym na świecie reaktorze IV generacji Shidaowan, zlokalizowanym we wschodniej prowincji Shandong. Elektrownia ta wykorzystuje dwa wysokotemperaturowe reaktory ze złożem żwirowym chłodzone gazem (HTR-PM). Moc cieplna każdego z nich wynosi 250 MW(t). Obydwa napędzają pojedynczą turbinę gazową o mocy 211 MW(e). Chińczycy deklarują, że jest to najbezpieczniejsza z możliwych do zastosowania technologii. Nawet w przypadku utraty wszystkich możliwości chłodzenia i braku interwencji, reaktor ma wciąż pozostawać bezpieczny, uniemożliwiając stopienie się rdzenia czy wyciek substancji radioaktywnych. Dodatkowo ma również być bardziej wydajna i całkowicie bezemisyjna. Jednostkę oddano do użytku w 2021 r., a w grudniu 2023 r. rozpoczęto się jej komercyjne wykorzystywanie. Ich ambicje są jednak dużo większe. Chiny zamierzają bowiem zbudować 400 GW w atomie do 2060 r., czyli mniej więcej taką moc jaka jest obecnie generowana przez wszystkie elektrownie jądrowe na świecie.
Chińczycy idą jednak nie tylko w ilość, ale i innowacyjność. Fizyk Peng Xianjue, który w latach 60. XX wieku był jednym z współtwórców chińskiej bomby wodorowej zaprojektował pierwszy na świecie eksperymentalny reaktor termojądrowy. Projekt ma realizować przedsiębiorstwo China National Nuclear Corporation (CNNC), które w dniu 12 listopada podpisało umowę z rządem prowincji Jiangxi o budowie eksperymentalnego hybrydowego reaktora termojądrowego oraz o współpracy strategicznej, obejmującą również wydobywanie uranu. Koszt tego przedsięwzięcia wyniesie ok. 2,7 miliarda USD i ma ono umożliwić ciągłą produkcję energii o mocy 100 MW. Jeżeli projekt ten się powiedzie to niewątpliwie otworzy on nową epokę w energetyce jądrowej.
Na drugim miejscu w światowym zestawieniu znajdują się Indie, które do 2027 r. planują wybudowanie i przyłączenie do sieci ośmiu nowych elektrowni jądrowych, zaraz za nimi Turcja (4 reaktory) i Korea Południowa (3 reaktory).
Fiasko projektu NuScale – czy w USA powstaną SMR-y?
Amerykanie mieli duże plany związane z małymi reaktorami SMR. NuScale Power Corporation opracowało projekt obejmujący sześć reaktorów o mocy 462 MW we współpracy z Utah Associated Municipal Power Systems (UAMPS), które miały zostać uruchomione w 2030 r. Niespodziewanie w listopadzie 2023 r. NuScale odstąpiło jednak od budowy swoich pierwszych małych reaktorów jądrowych w stanie Utah. Przyczyną tej decyzji był nieprzewidziany i nieakceptowalny wzrost kosztów inwestycji oraz fakt, że kilka miast wycofało się z deklaracji odbioru energii. Samo NuScale również odczuło negatywne skutki rezygnacji z budowy reaktorów – ich akcje spadły o 20% w przeciągu kilku dni od ogłoszenia decyzji. Ich CEO – John Hopkins przekazał, że mimo niepowodzenia w stanie Utah firma ma zamiar nadal kontynuować zarówno inne kontrakty w USA jak i zagraniczne projekty – w tym polski we współpracy z KGHM. Ponadto korporacja chce realizować działania w Rumuni, Kazachstanie i Ukrainie. W przypadku Ukrainy NuScale zadeklarowało stworzenie celowanej, jeszcze bezpieczniejszej technologii na wypadek ewentualnego przejęcia elektrowni przez siły rosyjskie. Pytanie, czy Ukrainę i pozostałe kraje ze Wschodu będzie na to stać?
Na naszym europejskim podwórku to Francja jest niekwestionowanym liderem w produkcji energii jądrowej. Niemal 70% energii elektrycznej wytwarzanej w tym kraju bazuje powstaje właśnie w oparciu o atom. Więcej o aktualnym stanie europejskiej energetyki jądrowej pisaliśmy tutaj.
Czy Niemcy już żałują rezygnacji z energii jądrowej?
Ostatnia elektrownia atomowa w Niemczech została wyłączona 15 kwietnia 2023 r. Miało to stanowić kropkę nad “i” niemieckiej transformacji energetycznej. Coś jednak poszło nie tak, ponieważ niedługo później zdemontowali farmę wiatrową, po to by poszerzyć obszar wydobywania węgla brunatnego w zachodnim regionie Nadrenii Północnej-Westfalii, tłumacząc się, że najważniejsze jest bezpieczeństwo energetyczne, a dopiero później ekologia. Niemcy bezsprzecznie są obecnie w fazie kryzysu zarówno energetycznego, jak i gospodarczego. Brak dostępu do energii z atomu im zdecydowanie w tym momencie nie pomaga. Główni politycy CDU/CSU i FDP chcą powrotu Niemiec do energetyki jądrowej. Twierdzą, że byłaby to pomoc dla obciążonego budżetu krajowego oraz słabnącego przemysłu – opisywał to w grudniu 2023 r. portal „Frankfurter Allgemeine Zeitung” (FAZ). Politycy żądają fazuruchomienia niedawno wyłączonych reaktorów, a także przygotowania się do budowy nowoczesnych małych reaktorów SMR.
Premier Bawarii Markus Soeder (CSU) w rozmowie z FAZ podkreślił, że „obecnie potrzebne są fundamentalne zmiany polityczne, szczególnie w obszarze energii”. Jak stwierdził, istniejące w Niemczech reaktory należy bezzwłocznie uruchomić na czas trwania krajowego kryzysu. Dodatkowo, zdaniem Soedera należy także przyspieszyć przechodzenie na nowocześniejsze, mniejsze i wydajniejsze reaktory, tak aby Niemcy zachowały swoją konkurencyjność, trzymając się jednocześnie celów klimatycznych.
Eksperci pytani przez FAZ przyznali, że niemiecka transformacja energetyczna jest wciąż na wczesnym etapie, elektrownie węglowe nadal działają, a brak energii jądrowej silnie odbija się na stanie państwa. Zwrócili również uwagę na nasze plany: „Wiele krajów Europy Wschodniej planuje budowę nowych elektrowni jądrowych, m.in. Polska, Rumunia i Czechy. Gdyby to się nie opłacało, to dlaczego by to robili?” – pytali retorycznie.
Szczyt COP28 a energetyka jądrowa
Najlepszym podsumowaniem światowej energetyki jądrowej wydają się być ustalenia dokonane podczas szczytu klimatycznego COP28 na przełomie listopada i grudnia w Dubaju. Prezydent Francji Emmanuel Macron zapowiedział na nim “wielki powrót atomu”. Następnie 22 kraje zadeklarowały chęć potrojenia mocy zainstalowanej w energetyce jądrowej do 2050 r. Wśród nich była Polska. Obecny na szczycie prezydent Andrzej Duda mówił: „Będziemy brali udział w przyjęciu tej deklaracji, to po pierwsze. Po drugie – w tej chwili w instytucjach europejskich trwa praca nad przyjęciem przez kolejne instytucje zaliczania (…) atomu jako źródła energii zeroemisyjnego. To bardzo ważne dla polityki klimatycznej na przyszłość, bo to klimatycznie czysta energia”.
Najważniejsze wydarzenia w 2023 roku w Polsce
Zdaniem Pawła Gajdy najważniejszym osiągnięciem w zakresie energetyki jądrowej w Polsce było uzyskanie przez Polskie Elektrownie Jądrowe pozytywnej decyzji środowiskowej dla pierwszej elektrowni. Jak powiedział E-magazyny.pl: – To ważny kamień milowy. Kilka kolejnych projektów uzyskało decyzję zasadnicze i może przystąpić do etapu uzyskiwania decyzji środowiskowych. Co do realności deklarowanych terminów to jest ona różna. Są podmioty, które podawały zupełnie nierealistyczne daty, nawet 2026. Realistycznie pierwsze bloki mogą rozpocząć pracę pod koniec pierwszej połowy lat 30. Ale do końca przyszłej dekady możemy mieć nawet kilka działających bloków – komentuje.
Skoro już przy Polsce jesteśmy to warto nadmienić, że w naszym kraju temat elektrowni atomowych był szczególnie żywy w 2023 r., przede wszystkim dlatego, że w końcu wyklarowały się konkretne decyzje w sprawie poszczególnych projektów jądrowych i od tychże deklaracji przeszliśmy do działań. Nie obyło się jednak bez trudności. Chyba najwięcej mówiło się o sporze koreańskiego KHNP oraz amerykańskiego Westinghouse – spółek, które mają być odpowiedzialne za budowę dwóch pełnoskalowych elektrowni atomowych nad Wisłą. Szczegółowo pisaliśmy o tym w artykule na naszym portalu we wrześniu.
Westinghouse współodpowiedzialny ma być za budowę pierwszej elektrowni dla inwestora, którym jest spółka Polskie Elektrownie Jądrowe. We wrześniu 2023 r. została wydana decyzja środowiskowa dla inwestycji, a już w październiku wojewoda pomorski wydał dla elektrowni jądrowej w gminie Choczewo decyzję lokalizacyjną. 6 grudnia 2023 r. rozpoczęły się przygotowania do pierwszych prac terenowych – wytyczony i zagrodzony został teren o powierzchni około 60 ha, obecnie wykonywane jest zaplecze dla wykonawcy robót geologiczno-inżynierskich, a także tyczone drogi dojazdu do punktów badawczych. Po pełnym przygotowaniu terenu na przełomie I i II kwartału 2024 r. przeprowadzone zostaną pogłębione badania geologiczne, które wykona spółka Bechtel – amerykański partner PEJ. Dane z tych badań konieczne są do przygotowania raportu lokalizacyjnego, niezbędnego do uzyskania zezwolenia na budowę wydawanego przez Prezesa Państwowej Agencji Atomistyki – wtedy budowa będzie mogła oficjalnie ruszyć. Infrastruktura opierać się ma na 3 reaktorach AP1000 o łącznej mocy 3750 MW, które mają zacząć pracować już w 2033 r.
Druga polska elektrownia jądrowa ma powstać jako wspólne przedsięwzięcie PGE PAK Energia Jądrowa (powstałej z fuzji ZE PAK Zygmunta Solorza oraz grupy PGE) oraz koreańskiego koncernu KHNP. Ta inwestycja również doczekała się decyzji zasadniczej od ówczesnej minister klimatu i środowiska Anny Moskwy. Wydana ona została w listopadzie 2023 r. po zaledwie 13 miesiącach od podpisania listy intencyjnego i pozwoliła uwierzyć, że termin uruchomienia elektrowni przewidziany na 2035 rok jest jak najbardziej realny. Elektrownia zlokalizowana będzie w województwie wielkopolskim w Koninie-Pątnowie. Instalacja ma być w stanie dostarczyć rocznie ok. 22 TWh energii, co odpowiada około 12% obecnego zapotrzebowania na energię elektryczną w Polsce.
Co z polskimi SMR-ami?
O ile postępy w projektach “dużych” elektrowni są znaczące i nie wzbudzają większych wątpliwości to niestety nie można tego samego powiedzieć o SMR-ach – a to one kreowane były na najlepsze z możliwych rozwiązań w zakresie energetyki nuklearnej. Zaczęło się od wspomnianych już w tym artykule problemów amerykańskiej firmy NuScale. Kiedy ogłoszono odstąpienie od projektu w Utah, polską opinię publiczną obiegły informacje, że koncern wycofał się również z budowy reaktorów w Polsce, do której to zobowiązał się w 2022 r. podpisując umowę z KGHM. Spółka natychmiast zdementowała te doniesienia: „Amerykańska firma nie wypowiedziała umowy miedziowej spółce. KGHM kontynuuje realizację planów związanych z SMR”. Jednocześnie jej przekaz dał do zrozumienia, że ich plany nie są nierozerwalnie powiązane z NuScale, który wprawdzie był preferowanym wykonawcą, jednak nie jest jedyną opcją. Wniosek złożony przez KGHM do resortu klimatu i środowiska wskazywał bowiem kilka możliwych do zastosowania technologii, nie tylko Voygr od NuScale, ale również: Rolls-Royce, Nuward (EDF), SMR-160 (Holtec), BWRX-300 (GE Hitachi), o czym wcześniej nie informowano. Mimo tych zapewnień oraz faktu, że jeszcze w lipcu 2023 r. ministerstwo klimatu i środowiska wydało decyzję zasadniczą dla technologii SMR w ramach działań Grupy KGHM zaczęto powątpiewać w sukces tego przedsięwzięcia i wyrażać obawy czy problemy nie zniechęcą potencjalnych inwestorów.
Widoczne trendy w 2023 roku
Energia jądrowa z technologii niemal “wyklętej” w wielu krajach zaczęła swój renesans. Bezpieczeństwo energetyczne to sformułowanie, które w ostatnich 12 miesiącach odmieniane było przez wszystkie przypadki. Dopóki to bezpieczeństwo energetyczne nie było zagrożone lub jego zagrożenie było relatywnie niskie skupiliśmy się głównie na kwestiach cen energii oraz wpływu na środowisko procesów jej wytwarzania. Jednak wojna w Ukrainie i sankcje nałożone na Rosję ukazały, że obawiać możemy się nie tylko wysokich cen energii i pogarszania stanu środowiska ale również dużych jej deficytów. To spowodowało gwałtowne ożywienie w tej gałęzi energetyki – mówi Paweł Gajda: – Obserwujemy coraz więcej deklaracji o nowych inwestycjach w atom. Ze strony państw czy różnych firm. To dobry znak, ale zanim przerodzi się to w trend budowy musi upłynąć jeszcze trochę czasu.
Zwrot w ubiegłym roku dotyczył nie tylko wielkoskalowych projektów jądrowych, ale też rozproszonej energetyki nuklearnej. Widać to na przykład w wynikach sondaży poparcia dla tego typu inwestycji w Polsce. W przypadku pomorskiej elektrowni atomowej aż 75% mieszkańców gmin Choczewo, Gniewino i Krokowa popiera budowę elektrowni jądrowej w swoim sąsiedztwie. W skali kraju poparcie to wygląda równie obiecująco patrząc na wyniki ankiety Urzędu Regulacji Energetyki. Tak te zaskakująco pozytywne wyniki komentuje Paweł Gajda, wykładowca na Wydziale Energetyki i Paliw AGH, specjalista w dziedzinie energetyki jądrowej: – Z jednej strony przyczyną poparcia jest szersze zrozumienie, że współczesne technologie jądrowe są bezpieczne. Z drugiej to coraz większe znaczenie tematu zmian klimatu oraz transformacji energetycznej w debacie publicznej. I oczywiście roli energetyki jądrowej w transformacji. Ostatni element to kwestia bezpieczeństwa energetycznego, które atom pomoże zapewnić. Ten ostatni argument znacząco zyskał na znaczeniu wskutek kryzysu energetycznego oraz wojny w Ukrainie i może odpowiadać za wzrosty poparcia w ostatnich dwóch latach.
Prognozy i wyzwania 2024 roku
W roku 2024 wsparcie dla technologii jądrowych będzie rosło. W Europie nie tylko na wspomniany wcześniej fakt nowej sytuacji geopolitycznej, ale również ostatnie decyzje unijnych organów. Otóż Parlament Europejski zagłosował w listopadzie 2023 r. za włączeniem energetyki jądrowej do grona zielonych technologii – energetyka nuklearna została wpisana przez eurodeputowanych na listę technologii zeroemisyjnych, co ma dodatkowo wspierać jej rozwój.
Mimo, że od dekad elektrownie atomowe traktowane były jako zło konieczne, to teraz przeżywają renesans – odchodzimy powoli od przypisywania im łatki technologii przestarzałej czy niebezpiecznej. Świat i Europa potrzebują stabilnej, niezależnej od pogody i bezpiecznej technologii pozyskiwania energii.Większość krajów dąży do oparcia się na OZE, jednak zaczyna jednocześnie stawiać również na energetykę jądrową.
W Polsce mamy już wydane decyzje zasadnicze dla dwóch dużych elektrowni jądrowych, w Lubiatowie i Pątnowie. Pytaniem pozostaje czy w kolejnych latach powinniśmy myśleć o kolejnych wielkoskalowych elektrowniach czy może bardziej o SMR-ach? Zdaniem Pawła Gajdy stawianie tych rodzajów inwestycji jako alternatyw względem siebie jest całkowicie błędne. Dlaczego? – Po pierwsze te dwie opcje są komplementarne. Po drugie takie postawienie sprawy zupełnie pomija dużą różnorodność technologii jądrowych. Zwłaszcza w kontekście SMR trzeba sobie zawsze zadać pytanie o którym SMR z kilkudziesięciu różnych koncepcji mówimy. A po trzecie najważniejszy będzie sposób realizacji inwestycji, a nie tylko co budujemy. Jaki będzie tzw. local content, jaki transfer technologii będzie wiązał się z inwestycją, czy wreszcie jak sprawnie ją zrealizujemy – tłumaczy ekspert.
Bardziej na tym, czy budować kolejne duże elektrownie jądrowe czy SMR-y zdaniem Pawła Gajdy powinniśmy się skupić na innym wyzwaniu – zapewnieniu odpowiednich kadr zarówno dla inwestorów jak i dla wszystkich firm, które chcą zostać włączone do łańcuchów dostaw: – To największe wyzwanie w całym projekcie. I to wielopoziomowe. O ile na wykształcenie i przeszkolenie załogi elektrowni mamy jeszcze czas, to wykwalifikowani specjaliści potrzebni są już dziś do odpowiedniego przygotowania inwestycji. Potrzebują ich zarówno inwestorzy, jak i organy administracji uczestniczące w postępowaniach przygotowawczych, a także firmy chcące włączyć się w łańcuchy dostaw. Ponadto program jądrowy wymaga interdyscyplinarnego podejścia oraz zadbanie szkolenie specjalistów różnego szczebla, także wykwalifikowanych techników. A to od jakości kadr będzie zależeć to jak sprawnie zrealizowany zostanie cały program oraz jakie korzyści przyniesie on gospodarce – tłumaczy ekspert.
Anna Pawłowska-Kawa
Absolwentka Politechniki Świętokrzyskiej kierunków Zarządzanie i Inżyniera Produkcji oraz Mechanika i Budowa Maszyn. Specjalistka z branży ekologicznych urządzeń grzewczych. Zwolenniczka systemowego i zrównoważonego podejścia do zagadnienia transformacji energetycznej.