Energetyka jądrowa

Energetyka jądrowa

Cele lekcji: 1. Czym jest energetyka jądrowa i jak przebiegał jej rozwój.2. W jakim stopniu energetyka jądrowa jest wykorzystywana na świecie. 3. Jakie są negatywne i pozytywne skutki funkcjonowania elektrowni jądrowych.

Dynamiczny rozwój energetyki jądrowej zapoczątkowany w latach 50-tych osiągnął szczyt w latach 80-tych. Dziś wiele państw zadaje sobie pytanie – czy warto rozwijać energię z atomu? Spora grupa krajów znaczną część swojego prądu produkuje z tego źródła, ale część wybrała alternatywę w postaci OZE.

1. Rozwój energetyki jądrowej Rozwój energetyki jądrowej wiązał się początkowo z rozwojem technologii uzbrojenia i pracami nad bombą atomową. Po II Wojnie Światowej rozpoczęły się prace nad wykorzystaniem nowej technologii w celach cywilnych. Pierwsza elektrownia atomowa (nie mająca charakteru eksperymentalnego) została uruchomiona w ZSRR w 1954 r. w Obińsku. Dwa lata później ruszyła pierwsza elektrownia w Wielkiej Brytanii, a w kolejnym roku – w USA. Dynamiczny rozwój energetyki atomowej przypadł jednak na lata 70-te, kiedy stale rosło zapotrzebowanie na energię, a znacząco drożały paliwa konwencjonalne.

Ilość energii produkowanej w elektrowniach jądrowych w latach 1965-2019

Źródło: https://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/energy-outlook.html

Krytycznym momentem w rozwoju energetyki jądrowej była mająca miejsce w 1986 r. awaria w położonej na Ukrainie (wtedy ZSRR) elektrowni w Czarnobylu. Nieudany sowiecki eksperyment doprowadził do poważnej emisji pyłów radioaktywnych. Spowodowało to strach społeczności międzynarodowej przed energetyką jądrową, który wyhamował jej rozwój w wielu państwach, zwłaszcza w zachodnim kręgu cywilizacyjnym. Budowę reaktora atomowego w Żarnowcu przerwała w 1989 r. Polska. Jednak w okolicach 2000 roku energia jądrowa zaczęła ponownie zyskiwać na popularności, za sprawą rosnącego zainteresowania ochroną klimatu (zerowa emisyjność elektrowni jądrowych).

Polityka państw świata w zakresie energii jądrowej (stan na 2020 r.)

Źródło https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/75/Nuclear_power_station.svg/1920px-Nuclear_power_station.svg.png

Wiele państw rozważa aktualnie podjęcie decyzji o budowie elektrowni jądrowych. W tej grupie oprócz państw Azji i północnej Afryki jest także Polska – jedno z ostatnich państw europejskich nie wykorzystujących atomu ani obecnie, ani w przeszłości. 2. Produkcja energii jądrowej na świecie Mimo, iż największym światowym producentem energii atomowej jest obecnie USA, to nie jest to główne źródło prądu w tym kraju, a jedynie jedno z wielu ważnych źródeł energii. Państwem o największym udziale energii jądrowej w produkcji elektryczności jest Francja, zajmuje też drugie miejsce na świecie pod względem łącznej produkcji energii z tego źródła. Energia jądrowa wiodącym źródłem elektryczności na Ukrainie i w Szwecji.

Udział energii produkowanej przez elektrownie jądrowe w miksie energetycznym państw świata

Źródło: https://ourworldindata.org

Udział elektrowni jądrowych w miksie energetycznym wybranych państw

https://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/energy-outlook.html

W 2019 r. światowa produkcja energii z elektrowni jądrowych wynosiła prawie 2800 tWh, co stanowiło 10,4% światowej produkcji energii.

Produkcja energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych w 2019 r. według państw w tWh

https://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/energy-outlook.html

3. Dylematy związane z wykorzystaniem energii jądrowej Energetyka jądrowa podobnie jak każde inne źródło energii wiąże się z dylematami odnoszącymi się do zalet i wad jej stosowania. Zalety i szanse związane z wykorzystywaniem energii jądrowej: - Możliwość produkcji olbrzymiej ilości energii w bardzo niskiej cenie. - Doskonała alternatywa dla państw pozbawionych tradycyjnych paliw kopalnych ze względu na relatywnie małe zużycie uranu w elektrowni. - Szansa na uniezależnienie się od zagranicznych dostaw innych surowców i tym samym poprawienie bezpieczeństwa energetycznego. - Możliwość produkcji “czystej” energii o prawie zerowej emisji CO2 i tym samym przyczynianie się do walki z globalnym ociepleniem i zjawiskiem smogu.

Część obaw związanych z energią atomową wynika z niewiedzy – dym unoszący się z kominów reaktorów to para wodna.

Źródło: https://esdnews.com.au/wp-content/uploads/2018/04/Tihange-nuclear-plant-in-Belgium.jpg

- Rozwój miejsc pracy dla wyspecjalizowanej kadry. - Stymulacja rozwoju naukowego i technologicznego. - Możliwość wykorzystania radioizotopów w innych działach gospodarki. - Możliwość rozwoju turystyki związanej z elektrownią. Wady i zagrożenia związane z wykorzystywaniem energii jadrowej: - Olbrzymie koszty inwestycyjne w budowę elektrowni i infrastruktury otaczającej oraz ewentualnej jej likwidacji. - Ryzyko katastrof naturalnych w miejscach o niekorzystnych warunkach geograficznych (trzęsienia ziemi, tsunami, cyklony tropikalne) i związane z tym ryzyko awarii. - Ryzyko zamachów terrorystycznych i sabotażu i związane z tym koszty ochrony i zabezpieczeń.

Odpady radioaktywne należą do największych wad energetyki jądrowej

Źródło: https://kopalniawiedzy.pl/media/lib/384/odpady-1f179172dd3fcef5bd3033a6bbe26ecd.jpg

- Konieczność zapewnienia nieprzerwanych dostaw wody do chłodzenia reaktorów. - Produkcja odpadów radioaktywnych i ich problematyczne oraz kosztowne składowanie. - Konieczność posiadania przygotowanej kadry naukowo-badawczej oraz poniesienia kosztów jej wykształcenia. - Katastrofa ekologiczna, społeczna i gospodarcza w przypadku poważnej awarii. Jedną z głównych zalet energii jądrowej oprócz taniego prądu jest niemal zerowa emisyjność CO2 (niższa nawet niż w przypadku fotowoltaiki i energii geotermalnej) – uwzględniająca także działania pomocnicze. W porównaniu z paliwami tradycyjnymi, elektrownie jądrowe są wyjątkowo korzystne dla atmosfery.

Emisja CO2 z różnych źródeł energii z g/kWh według IPCC

https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ipcc_wg3_ar5_annex-iii.pdf

4. Energetyka jądrowa w Polsce Budowę pierwszej Polskiej elektrowni atomowej w Żarnowcu rozpoczęto w 1982 r., ale przerwano w 1989 r. po przejęciu władzy przez demokratyczną opozycję na skutek społecznych protestów. Ostatecznie z budowy zrezygnowano i przez kolejne 30 lat w naszym kraju toczy się dyskusja nad ewentualnym podjęciem się budowy reaktorów lub też wykorzystania innych źródeł energii. Według najnowszych planów, pierwsza polska elektrownia jądrowa mogłaby ruszyć między 2032 a 2043 r.

Przerwana budowa elektrowni jądrowej w Żarnowcu na Pomorzu

Źródło: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e0/EJ_Zarnowiec_001.jpg/1920px-EJ_Zarnowiec_001.jpg

W Polsce istnieje silna potrzeba podjęcia społecznej debaty na temat rozwoju energetyki jądrowej w naszym kraju. Stosowne decyzje powinny być przeprowadzone kampaniami społecznymi, przedstawiającymi zalety i wady tego rozwiązania. Sondaże wskazują, że nieznaczna większość Polaków opowiada się obecnie za budową elektrowni jądrowych w naszym kraju, ale energetyka ta ma wciąż liczne grono przeciwników. Istnieje szereg argumentów przemawiających za koniecznością ich budowy: - Rosnące zapotrzebowanie na energię skutkujące koniecznością jej importu zza granicy i tym samym rosnących cen energii.

- Konieczność zmniejszenia emisji CO2 w celu spełnienia międzynarodowych zobowiązań zmusza nas do odejścia od energetyki węglowej, która musi zostać czymś zastąpiona (a samo OZE nie wystarczy). - Rozwój energetyki jądrowej to szansa na tańszy prąd, rozwój technologiczny i cywilizacyjny. - Polska jest krajem pozbawionym ekstremalnych zjawisk naturalnych, ani nie była nigdy celem ataków terrorystycznych, w związku z czym ryzyko awarii lub zamachu/sabotażu elektrowni jest minimalne. - To szansa na uniezależnienie się od dostaw surowców i paliw importowanych z innych krajów, zwłaszcza z Rosji (np. węgla) i poprawę bezpieczeństwa energetycznego Polski.

- W Europie jest ponad 80 czynnych reaktorów atomowych (wiele z nich wśród polskich sąsiadów w bliskim sąsiedztwie naszych granic – w Niemczech, Czechach, na Słowacji, na Ukrainie, na Białorusi oraz w Szwecji), więc w przypadku katastrofy jądrowej nasz kraj i tak odczuje jej skutki, bez względu na to czy będą one w naszym kraju czy też w innych państwach. - Ze względu na mało korzystne warunki rozwoju OZE, nie ma zbyt wielu alternatyw wobec tego źródła energii.