Blog, Neutralność klimatyczna

Modułowa elektrownia atomowa SMR – kiedy w Polsce?

Pręty paliwowe do reaktora - mała modułowa elektrownia atomowa SMR

Planowanie inwestycje wskazują, że energia atomowa jest przyszłością, od której nie ma odwrotu. Jednakże budowa klasycznej dużej elektrowni atomowej to koszt, którego nie jest w stanie ponieść prywatna firma. Z tego powodu dla wielu komercyjnych inwestorów na świecie i ostatnio również w Polsce atrakcyjna stała się mała modułowa elektrownia atomowa SMR, tańsza w budowie i… niedostępna. Na razie.

Powiedzieć, że stoimy u progu klimatycznej rewolucji energetycznej, to zdecydowanie zbyt mało. Wyrażenie to przewija się raz po raz w mediach i podczas konferencji branż związanych z energetyką. Choć pierwsze próby przekucia potencjału, jaki drzemie w procesie rozszczepienia atomu w produkcję prądu, odbyły się w roku 1948. to musiało upłynąć kilkadziesiąt lat zanim technologia ta na dobre zagościła w świadomości ludzkiej.

Energia jądrowa wciąż jest niestety uważana przez część społeczeństwa za niebezpieczną i niewartą inwestycji. Bez wątpienia do utrwalania takiego kontrowersyjnego obrazu energii atomowej przyczyniają się katastrofy w Czarnobylu i Fukushimie. Warto tutaj przypomnieć, że od czasu katastrofy w Czarnobylu reaktory ewoluowały i są dzisiaj zupełnie innymi urządzeniami niż ich przodkowie z XX wieku.

Małe jest piękne!          

Obecnie energię jądrową kojarzymy z wielkim zakładem będącym w stanie wyprodukować kilka GW prądu elektrycznego. Budowa elektrowni atomowej zdolnej wyprodukować 2 i więcej GW energii jest jednak wysiłkiem, który jest w stanie udźwignąć wyłącznie administracja państwowa – wspominał niedawno dr inż. Paweł Gajda z Wydziału Energetyki i Paliw Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Inwestycja ta wymaga czasu i konsekwencji w działaniu oraz pokonywania szeregu barier nie tylko natury technicznej, ale także administracyjnej i politycznej. Z tych powodów to małe modułowe elektrownie atomowe SMR o wyjściowej mocy nie większej niż 300 – 400 MW zwróciły uwagę prywatnych inwestorów.

Niekwestionowaną zaletą SMR jest ich bezpieczeństwo, choć wśród zalet wymienia się także prostotę. Modułowość reaktorów SMR skraca także ich czas budowy, co dla prywatnych inwestorów jest niebagatelną zaletą. O budowaniu małych reaktorów jądrowych na świecie mówi się już od kilku lat, ale dopiero teraz ich rozwój nabiera tempa. Tendencja ta obecna jest także w Polsce, gdzie spółki skarbu państwa – Orlen i KGHM Polska Miedź ogłosiły chęć inwestowania w modułowe reaktory atomowe. Do nich dołączyły ZE PAK (Zespół Elektrowni Pątnów Adamów Konin). Plany wybudowania elektrowni SMR zderzają się jednak z komercyjną dostępnością tej technologii na rynku.

Postępy w USA

Według Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej obecnie na świecie trwają prace nad 70 reaktorami SMR w 17 krajach.  Jednym z pierwszych reaktorów SMR, które mają zacząć działać na terenie Stanów Zjednoczonych może być reaktor Natrium. Stoją za nim założona 15 lat temu przez Billa Gatesa firma TerraPower oraz PacifiCorp, za którą stoi z kolei amerykański biznesman Warren Buffet. W listopadzie 2021 roku mogliśmy przeczytać informację, że została już wybrana lokalizacja reaktora SMR powstającego jako wersja demonstracyjna. Otrzymała ona dofinansowanie rządu USA na kwotę 1,9 mld dolarów natomiast firma Billa Gatesa przeznaczyła na ten cel 2 mld dolarów. Całkowity koszt zlokalizowanej w Kemmer w stanie Wyoming elektrowni wyniesie więc około 4 mld dolarów. TerraPower potwierdziła natomiast, że w przyszłości koszt budowy tego typu elektrowni będzie cztery razy niższy.

Kolejny krok w budowie reaktora SMR zrobiła amerykańska firma NuScale Power, z którą w zeszłym roku polski KGHM podpisał memorandum na dostarczenie reaktorów SMR o mocy 77 MW. W lipcu 2020 roku Komisja Nadzoru Jądrowego USA zatwierdziła konstrukcję reaktora SMR opracowywanego przez NuScale Power. Władze firmy zapowiadają, że ich reaktor ma być oddany do użytku w okolicach roku 2030. Na podobnym etapie jest również inna amerykańska firma Kairos Power, która w październiku 2021 roku uzyskała zezwolenie na budowę testowego reaktora w miejscowości Oak Ridge w stanie Tennessee. Prototypowe urządzenie nazwane „Hermes” ma wytwarzać 35 MW mocy, a do chłodzenia rdzenia będzie wykorzystywać stopioną sól. Firma szacuje, że jeśli nie pojawią się żadne nieprzewidziane przeszkody, to pierwsze analizy środowiskowe i bezpieczeństwa będą gotowe we wrześniu 2023 roku. Otworzą one przed firmą kolejny etap w budowaniu komercyjnych i przede wszystkim większych reaktorów SMR.

Kanada inwestuje w pierwszy reaktor BWRX-300

Nie tylko Stany Zjednoczone decydują się na inwestowanie w małe reaktory jądrowe. Władze kanadyjskiej państwowej spółki Ontario Power Generation zdecydowały się na współpracę z firmą GE Hitachi Nuclear Energy, która ma dostarczyć swój reaktor BWRX-300 do elektrowni jądrowej Darlington położonej w mieście Carlington w prowincji Ontario. Będzie to pierwsza kanadyjska inwestycja w energię atomową od ponad dekady i może stać się pierwszym działającym reaktorem SMR od GE Hitachi na świecie. Warto przy tym wspomnieć, że na reaktory BWRX-300 zdecydowała się także polska spółka Orlen Synthos Green Energy.

Wybór amerykańskiego dostawcy technologii SMR był w Kanadzie dość szeroko komentowany. Krytycy zaznaczali, że to kanadyjska firma powinna być dostawcą reaktora, a nie amerykańska (General Electric będąca firmą macierzystą GE Hitachi).

„Ontario Power Generation jako takie nie zyskuje zbyt wiele z tej współpracy, ponieważ czeka nas po prostu bardzo dużo pracy. Naszym celem jest współpraca z jak największą liczbą podmiotów kanadyjskich, ale zdaję sobie sprawę, że to i tak nie zamknie ust krytykom wyboru na dostawcę reaktora SMR firmy ze Stanów Zjednoczonych” – powiedział Robin Manley, wicedyrektor wydziału nuklearnego OPG.

Władze OPG zakładają, że jeśli wszystko pójdzie dobrze z planem, to reaktor BWRX-300 będzie oddany do użytku w roku 2028, ale zaznaczył, że nie jest to bynajmniej data graniczna, ale prędzej życzenie.

Reaktory SMR, Rolls – Royce i Katar

Budową reaktorów SMR zainteresowali się także Katarczycy, którzy zainwestowali niedawno 85 mln funtów w program atomowy firmy Rolls-Royce. Dzięki tej inwestycji Brytyjczycy pozyskali fundusze na dalszy rozwój swojego reaktora SMR, który mieć moc 470 MW. Brytyjska firma chce uruchomić swój pierwszy reaktor w roku 2030 i tym samym stać się liderem wśród firm dostarczających tego typu rozwiązania.

Nowoczesny mały reaktor atomowy

Kto jest pierwszy? Chiny

Pierwszy na świecie reaktor SMR został uruchomiony w Chinach w grudniu 2021 roku. Chińska Agencja Energetyki Jądrowej uruchomiła mały reaktor modułowy o mocy 200 MW, który dostarcza energię do sieci energetycznej Państwa Środka. W podanej przez Chińską Agencję Informacji na WeChat wiadomości czytamy, że już trwają prace nad uruchomieniem drugiego reaktora SMR, a cała elektrownia ma osiągnąć pełną wydajność w połowie bieżącego roku.

Zlokalizowana przy wybrzeżu chińska elektrownia jest zaprojektowana w taki sposób, aby mogła być sprawnie wyłączona w razie awarii lub kataklizmu. Rozwiązanie takie zastosowano, aby nie powtórzyła się sytuacja z japońskiej elektrowni w Fukushimie. Warto dodać, że Chiny w ciągu najbliższej dekady zainwestują w energetykę jądrową 440 mld dolarów, w tym w modułowe reaktory atomowe, co czyni ich największym inwestorem w atom spośród wszystkich państw na świecie.

Belgia zamyka elektrownie atomowe, ale inwestuje w małe reaktory nuklearne

W grudniu 2021 roku belgijski rząd ogłosił, że do 2025 zamknięte zostaną działające w tym kraju elektrownie atomowe. Jednak Belgowie nadal będą inwestować w rozwiązania takie jak małe reaktory nuklearne SMR. Premier Belgii Alexander De Croo zapowiedział przy tym, że jego kraj będzie inwestował w energię odnawialną (OZE) oraz niskoemisyjną.

Minister Energii Tinne Van der Straaten dodał z kolei, że „odejście od atomu nie oznacza dla Belgii jego końca”. Belgowie, tak jak inne kraje Europy, są zdeterminowani do przejścia na gospodarkę zeroemisyjną i przy tym chcą inwestować w nowoczesne rozwiązania. Dowodem na to jest przeznaczenie przez belgijski rząd 100 mln euro na badania nad opracowaniem reaktora SMR. Odejście Belgów od atomu będzie się wiązało z koniecznością uzupełnienia energii – w tym celu kraj ten chce postawić dwie elektrownie gazowe. Plan ten zostanie jednak poddany szczegółowej analizie i ocenie w marcu tego roku.

Tymczasem USA rezygnuje z gazu

Belgijski plan na zastąpienie atomu gazem jest z punktu widzenia ekologii i osiągania zeroemisyjności zaskakujący. W przypadku takiego kraju jak Polska byłby zdecydowanie bardziej zasadny, ponieważ emisja CO2 z gazu jest o wiele niższa niż z węgla. Nie można jednak zapominać, że mimo tego spalanie gazu wciąż emituje dwutlenek węgla, a to uniemożliwia osiągnięcie celu jakim jest neutralność klimatyczna.

Dostrzegły to niedawno władze Nowego Jorku, które wprowadziły zakaz ogrzewania gazem w nowopowstających budynkach w metropolii. Decyzja władz Nowego Jorku jest tym bardziej zasadna, ponieważ szacuje się, że budynki mieszkalne odpowiadają za 70 proc. emisji dwutlenku węgla w Nowym Jorku. Przepisy, które wejdą w życie w 2024 roku, drastycznie zmniejszą skalę emisji dwutlenku węgla, co będzie oznaczać, że nowe budynki będą musiały inwestować w ogrzewanie elektryczne oraz OZE.

Decyzja władz Nowego Jorku jest o tyle ciekawa, że miasto w większości korzysta z ogrzewania gazowego. Warto przy tym zwrócić uwagę, że to USA jest jednym z głównych dostawców gazu do Polski – poprzez gazoport w Świnoujściu. Kraj, który nie tylko wydobywa gaz z łupków, ale dostarcza go między innymi do Polski, powoli decyduje się na odejście od gazu na rzecz atomu. Z pewnością jest to warte naszej uwagi.

Zielona energia atomowa z zielonym światłem Unii Europejskiej

W Unii Europejskiej od dłuższego czasu trwała dyskusja na temat zielonych źródeł energii, które mają być wykorzystywane kiedy kraje Wspólnoty przejdą na gospodarki zeroemisyjne. Negocjacje dotyczyły źródeł energii, które uznane zostaną za zielone, czyli dopuszczalne po 2050 roku.

Kraje takie jak Francja, ale także Polska wnioskowały o objęcie statusem zielonego źródła energii elektrowni atomowych. Natomiast Niemcy, które podjęły decyzję o wygaszeniu swoich elektrowni jądrowych, wnioskowały o włączenie do zielonej kategorii także gazu. Komisja Europejska przedstawiła projekt dokumentu, tzw. Taksonomii, w którym uznała gaz ziemny i energetykę jądrową jako technologie zrównoważonego wytwarzania energii.

„Unijna systematyka dotycząca zrównoważonego rozwoju ma na celu ukierunkowanie inwestycji prywatnych na działania, które są niezbędne do osiągnięcia neutralności klimatycznej. Systematyka (klasyfikacja) nie określa natomiast, czy konkretna technologia stanie się częścią koszyków energetycznych państw członkowskich” – czytamy w komunikacie Komisji Europejskiej.

Za wspomnianym dokumentem idzie także wsparcie finansowe Unii Europejskiej, którego będzie udzielać projektom nowych źródeł energii, do czego zaliczy się również budowa małych reaktorów atomowych.

Modułowa elektrownia atomowa SMR w Polsce

Plany na opracowanie reaktorów SMR są póki co tylko na papierze – wyłączając chiński reaktor, którzy już działa. Eksperci wskazują jednak, że popularyzacja reaktorów modułowych będzie idealnym uzupełnieniem miksu energetycznego opartego w przyszłości przede wszystkim na OZE. Można dostrzec, że powoli cały świat budzi się i zaczyna pracować nad reaktorami SMR. Jest to inwestycja w źródło prądu nieco droższego niż ten z elektrowni wiatrowych czy farm fotowoltaicznych, ale za to równie zeroemisyjnego i bardziej przewidywalnego.

To właśnie troska o stabilność przyszłego zeroemisyjnego systemu energetycznego wskazuje na atom, choć z drugiej strony umiędzynarodowienie systemu elektroenergetycznego i jego unifikacja też będzie temu służyć. Zimą będą np. Polskę zasilać farmy fotowoltaiczne z Hiszpanii, a Hiszpanię w pochmurne i bezwietrzne dni elektrownie wiatrowe na Bałtyku.

Pierwsza polska elektrownia jądrowa będzie najpewniej klasy SMR. Zajmie akurat tyle miejsca, co przeciętna likwidowana elektrownia węglowa. W tym temacie Polska nie ma co prawda planów na reaktor własnej konstrukcji, ponieważ zwyczajnie nie mamy do tego odpowiedniego zaplecza technologicznego. Zamiast tego w kolejce po przyszłe reaktory SMR już ustawia się np. KGHM Polska Miedź, Orlen czy stricte prywatni inwestorzy tacy jak Zygmunt Solorz czy Michał Sołowow, udziałowiec chemicznego potentata Synthos SA. Pierwsze prace mają ruszyć już od 2030 roku i mogą być kluczowe w realizacji przez Polskę celu dla krajów UE na rok 2050 zero emisji gazów cieplarnianych netto. W ten cel wpisują się już teraz zeroemisyjne domy z ogrzewaniem na podczerwień Heat Decor.

Tyle o przyszłości. A jak wyglądało emisyjne ogrzewanie na przestrzeni wieków? Przeczytaj nasz artykuł o Historii Ciepła!

Powiązane posty

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *