Zobacz także pierwszą część wywiadu: Greenpeace pozywa elektrownie atomowe za zbyt tanią energię. "Uderzy w OZE"

Piotr Maciążek: Czym będzie się charakteryzować polska siłownia generacji 3,5 –jeśli powstanie- w porównaniu do obiektów starszego typu jakie istnieją na świecie?

Prof. Andrzej Strupczewski: W elektrowniach jądrowych III generacji zastosowano wszystkie środki bezpieczeństwa, jakie były doskonalone dla elektrowni poprzedniej generacji, ale ponadto zmieniono zasadniczo filozofię bezpieczeństwa. O ile w elektrowniach II generacji po obliczeniach prawdopodobieństwa stopienia rdzenia stwierdzano, że jest ono mniejsze niż raz na 100 tysięcy lat i można się nim nie martwić, o tyle w elektrowniach III generacji mówimy: „Tak, to prawdopodobieństwo jest bardzo małe, nawet mniejsze, bo stosujemy dodatkowe zabezpieczenia. Ale mimo to zakładamy, że do stopienia rdzenia jednak doszło – i wymagamy, by po tym stopieniu rdzenia reaktor nie stanowił zagrożenia dla ludności (chociaż sam reaktor jest z założenia zniszczony)”.

Wprowadza się więc środki techniczne, które zapewniają, że nawet po stopieniu rdzenia radioaktywność pozostanie w obudowie bezpieczeństwa, a dawki poza elektrownią będą tak małe, że ludzie mieszkający poza strefą ograniczonego użytkowania mogą spokojnie pozostać w swych domach. Promień tej strefy może być równy tylko 800 metrów – tak jest np. w elektrowni we Flamanville z reaktorem EPR. Trzeba też dodać, że elektrownie jądrowe III generacji zostały zaprojektowane po zamachu terrorystycznym 11 września. Dlatego  są odporne na zamachy, nawet na uderzenie największego samolotu. Budując reaktory III generacji możemy z podniesionym czołem iść do okolicznych mieszkańców i zapewnić ich, że ani trzęsienie ziemi, ani ataki terrorystyczne nie będą dla nich groźne.

Wprowadza się środki techniczne, które zapewniają, że nawet po stopieniu rdzenia radioaktywność pozostanie w obudowie bezpieczeństwa, a dawki poza elektrownią będą tak małe, że ludzie mieszkający poza strefą ograniczonego użytkowania mogą spokojnie pozostać w swych domach. Promień tej strefy może być równy tylko 800 metrów – tak jest np. w elektrowni we Flamanville z reaktorem EPR.

Czy małe reaktory pozostające w fazie testów mogą stanowić dla Polski alternatywę wobec obecnych rozwiązań w energetyce jądrowej? Czy nie lepiej poczekać i zainwestować właśnie w nie? W jakim przedziale czasowym można umieścić hipotetyczną budowę małego reaktora w naszym państwie?

Faktycznie małe reaktory jądrowe przyciągają uwagę jako jedna z możliwości uzupełnienia mocy w krajowych systemach elektroenergetycznych. Ze względu na swoje małe rozmiary i niedużą moc - 300 megawatów lub mniej -w porównaniu do typowej elektrowni jądrowej, której moc może wynosić 1000 megawatów i więcej-, mają one wiele przydatnych zastosowań. Przede wszystkim mogą być budowane w lokalizacjach położonych daleko od sieci przesyłowej, co jest bardzo istotne dla takich krajów jak USA czy Rosja, a także mogą stanowić lokalne źródła ciepła dla przemysłu, miejskich sieci ciepłowniczych czy odsalania wody morskiej. Reaktory te są "modułowe", co oznacza, że ​​mogą być produkowane w całości w fabryce, a następnie dostarczane i instalowane na miejscu w modułach. Stąd też nazywamy je "małe reaktory modułowe" – SMR (z ang. Small Modular Reactor – przyp. red.).

W obecnej fazie rozwoju energetyki jądrowej w Polsce małe reaktory nie stanowią alternatywy wobec rozwiązań obecnie stosowanych, ale należy poważnie rozważać możliwość ich zastosowania po 2030 roku do specjalnych zastosowań, związanych głównie z kogeneracją. Nie możemy czekać z budową elektrowni jądrowej na rozwój SMR, ponieważ nowych mocy w naszym systemie elektroenergetycznym potrzebujemy już dziś.

Reaktory  SMR obojętnie w jakiej technologii -wodne, HTR, powielające- nie stanowią alternatywy dla normalnych elektrowni jądrowych, opartych o bloki energetyczne z reaktorami 1000-1700 MW. SMR-y, a w szczególności HTR-y -reaktory wysokotemperaturowe- to reaktory do bardzo specyficznych zastosowań i pozostające nadal w fazie badawczo-rozwojowej, częściowo demonstracyjnej. Obecnie na świecie uruchamiany jest jeden taki reaktor w Chinach, kiedyś pracowało kilka w Niemczech i w USA. RPA wycofało się z tego programu z powodu trudności technologicznych, pomimo posiadania doświadczenia w budowie i eksploatacji EJ. Obecnie nie istnieją komercyjnie dostępne rozwiązania, ale niedawna decyzja rządu USA o dofinansowaniu prac w tym kierunku i rosnąca konkurencja w innych krajach mogą znacznie przyspieszyć wdrożenie. W marcu 2012 roku, administracja USA ogłosiła program rządowy o wartości 452 mln $ przeznaczonych licencjonowanie dwóch małych reaktorów w ciągu sześciu lat. Amerykański Departament Energii wybrał dwa małe reaktory lekko wodne firm Babcock & Wilcox: Co. oraz NuScale Power. Pierwszych prototypów należy się spodziewać najwcześniej na koniec 2021 roku, a pełnego wejścia na rynek po 2024-2026 r.

Projekty SMR w USA są na etapie uzyskiwania zezwoleń dozoru jądrowego i nie cieszą się zbyt dużym zainteresowaniem podmiotów prywatnych pomimo przyznania sporych dotacji z budżetu federalnego. Budowa takiego reaktora wiąże się z tymi samymi wyzwaniami co budowa normalnej elektrowni jądrowej, plus dodatkowo dochodzi wiele innych problemów, takich jak „eksperymentalność” tej technologii, brak pewności kosztów, niechęć instytucji finansowych do zainwestowania w prototypowe rozwiązania itd. Jednak największym problemem są prawdopodobnie znacznie wyższe nakłady jednostkowe na budowę takiego bloku, ponieważ nie ma tu efektu skali jak przy dużych blokach. Przy nakładach rzędu kilku lub nawet kilkunastu miliardów złotych uzyskalibyśmy niewielkie efekty z punktu widzenia naszego systemu elektroenergetycznego (50-250 MW), a dodatkowo termin uruchomienia takiego demonstratora technologii również byłby mocno niepewny. Tymczasem duże standardowe bloki to sprawdzone i pewne rozwiązania, duża konkurencja dostawców technologii i ogromne możliwości dla polskiego przemysłu, który mógłby zrealizować ok. 40% zamówień na materiały, urządzenia i usługi specjalistyczne przy pierwszej elektrowni jądrowej o mocy ok. 3000 MW, a przy drugiej prawdopodobnie ok. 50%. Taka skala inwestycji świetnie wpisuje się w plan rozwojowy ministra Morawieckiego i może stanowić impuls do reindustrializacji kraju. Przy programie SMR-HTR korzyści ilościowe byłyby bardzo ograniczone. 

W obecnej fazie rozwoju energetyki jądrowej w Polsce małe reaktory nie stanowią alternatywy wobec rozwiązań obecnie stosowanych, ale należy poważnie rozważać możliwość ich zastosowania po 2030 roku do specjalnych zastosowań, związanych głównie z kogeneracją. Nie możemy czekać z budową elektrowni jądrowej na rozwój SMR, ponieważ nowych mocy w naszym systemie elektroenergetycznym potrzebujemy już dziś. Gdybyśmy jednak chcieli spełnić założenia „Polityki energetycznej Polski do 2030 r.” w części dotyczącej EJ, wymagałoby to wybudowania kilkudziesięciu SMR. Jest to ekonomicznie nieopłacalne i technicznie niemożliwe do zrealizowania.

Nie mniej jednak można w Polsce rozwijać programy badawcze, łącznie z budową w kraju reaktora badawczego czy prototypowego SMR. W przyszłości ta technologia może mieć także znaczenie dla naszego kraju.

Na jakim etapie znajduje się obecny program atomowy w Polsce. Co jeszcze musimy zrobić by wbić przysłowiową „pierwszą łopatę”?

Budowa elektrowni jądrowej składa się z dwóch faz, przy czym pierwszą jest podjęcie postanowień i zawarcie kontraktów, zapewniających zdrowie i bezpieczeństwo ludności, a dopiero drugą sama budowa elektrowni. Pierwsza faza trwa około 7 -10 lat, druga – sama budowa – to 7 lat. Pierwsza faza w Polsce zaczęła się od opracowania przepisów określających nasze wymagania wobec elektrowni jądrowych i gwarantujące bezpieczeństwo ludności, a także zapewniających unieszkodliwianie odpadów promieniotwórczych. Mamy już Prawo Atomowe i rozporządzenia Rady Ministrów, teraz dozór jądrowy opracowuje szczegółowe wytyczne określające metody analiz bezpieczeństwa i realizacji inwestycji. Przeprowadziliśmy konsultacje krajowe i transgraniczne polskiego programu energetyki jądrowej. Była to wielka praca, która trwała ponad 2 lata. Odpowiedzieliśmy na kilkaset pytań i zarzutów zgłoszonych w Polsce – chociaż często przez organizacje zagraniczne korzystające z siedziby w Polsce ale finansowane z zagranicy – oraz na kilkadziesiąt tysięcy listów nadesłanych z zagranicy, głównie z Niemiec i Austrii.Nasze odpowiedzi na piśmie obejmują ponad 3 tysiące stron, a wszystkie punkty były dyskutowane w bezpośrednich spotkaniach delegacji Niemiec, Danii, Austrii, Czech, Słowacji, Szwecji i Finlandii. Zarówno konsultacje krajowe jak i transgraniczne doprowadziły do wyjaśnienia wszystkich punktów i delegacje krajów ościennych, nawet tych, które sprzeciwiają się z zasady energetyce jądrowej jak Niemcy czy Austria, potwierdziły na piśmie, że nasze wyjaśnienia są wystarczające i nie mają zastrzeżeń wobec naszego programu.

Był to ważny krok i powinien wystarczyć na przyszłość, bez potrzeby nowych dyskusji czy  też ogólnego referendum.

Dla przygotowania przetargu na dostawę elektrowni jądrowej Polska Grupa Energetyczna EJ1 opracowała warunki przetargu z długim rejestrem wymagań opartych na polskich przepisach bezpieczeństwa, ostrzejszych niż w USA i w wielu innych krajach. Na tej podstawie dostawcy reaktorów zaproponują swoje konstrukcje, a nasz inwestor i dozór jądrowy sprawdzą, czy spełniają one polskie wymagania i jaki promień strefy ograniczonego użytkowania wiąże się z każdym z proponowanych reaktorów. Równolegle trwają badania lokalizacyjne, które w ciągu 2 lat mają doprowadzić do określenia ważnych dla bezpieczeństwa parametrów, takich jak stabilność gruntu i wielkość możliwych wstrząsów sejsmicznych z jednej strony, a warunki meteorologiczne - z drugiej. Znając te parametry, dostawcy reaktorów złożą inwestorowi swe raporty bezpieczeństwa, w których opisana będzie cała konstrukcja reaktora oraz będą przedstawione wyniki analiz wszelkich możliwych zakłóceń i awarii. Gdy dozór jądrowy stwierdzi na podstawie tych raportów, że reaktor jest bezpieczny, nastąpi przetarg cenowy i wybór dostawcy reaktora, Wtedy odpowiedni wojewoda wyda zezwolenie na budowę – i będzie można wbić pierwszą łopatę w grunt.

Przeprowadziliśmy konsultacje krajowe i transgraniczne polskiego programu energetyki jądrowej. Była to wielka praca, która trwała ponad 2 lata. Odpowiedzieliśmy na kilkaset pytań i zarzutów zgłoszonych w Polsce – chociaż często przez organizacje zagraniczne korzystające z siedziby w Polsce ale finansowane z zagranicy – oraz na kilkadziesiąt tysięcy listów nadesłanych z zagranicy, głównie z Niemiec i Austrii.

Czy kupno paliwa jądrowego na rynkach międzynarodowych ma sens w kontekście promowanej przez Polskę dywersyfikacji źródeł energii?

Obecnie elektroenergetyka w Polsce bazuje na węglu kamiennym i brunatnym, a hydroelektrownie służą głównie do regulacji mocy w systemie stosowanie do potrzeb odbiorców. Odnawialne źródła energii dostarczają jej niewiele, a co więcej nie można na nie liczyć w chwili, gdy dodatkowe moce są naprawdę potrzebne. Dla przykładu, w dniu 10 sierpnia 2015 r., gdy system stał na krawędzi blackoutu, nominalna moc OZE wynosiła 3000 MW, ale moc rzeczywista – tylko 100 MW.  Tak więc, jeśli chcemy mieć prawdziwą dywersyfikację miksu energetycznego dającą w chwili potrzeby moc dyspozycyjną, a nie moc na papierze, to musimy do węgla dodać energetykę jądrową.

Uran jest obecnie tani,  bardzo tani, tak że koszt paliwa wraz z jego wydobyciem, przetwarzaniem chemicznym, wzbogacaniem i produkcją elementów paliwowych stanowi zaledwie 4% całkowitego kosztu wytwarzania energii elektrycznej. W związku z jego niską ceną, nie opłaca się podejmować w Polsce ani jego wydobycia z rudy uranowej, ani ekstrakcji uranu z odpadów przy wydobywaniu miedzi. Ale dywersyfikacja jest zapewniona dzięki temu, że uran wydobywany jest w blisko 20 krajach, takich jak Kanada, Australia, RPA czy Namibia, stabilnych i nie pragnących narzucać Polsce żadnych warunków politycznych. Dzięki niskiej cenie paliwa jądrowego i jego małej objętości Polska może łatwo zgromadzić zapas uranu dla swych elektrowni jądrowych,  bo zapas na 50 lat to zaledwie 1000 ton , podczas gdy dla elektrowni węglowej zapas na 50 lat to 135 milionów ton.

w dniu 10 sierpnia 2015 r., gdy system stał na krawędzi blackoutu, nominalna moc OZE wynosiła 3000 MW, ale moc rzeczywista – tylko 100 MW. Tak więc, jeśli chcemy mieć prawdziwą dywersyfikację miksu energetycznego dającą w chwili potrzeby moc dyspozycyjną, a nie moc na papierze, to musimy do węgla dodać energetykę jądrową.

Dużo kontrowersji rodzi kwestia składowania odpadów promieniotwórczych. Czy Polska musiałaby zbudować taki skład na swoim terytorium? Czy to bezpieczne? Czy mamy ku temu możliwości?

Odpady z elektrowni jądrowej to materiały napromieniowane o małej i średniej radioaktywności, oraz wypalone paliwo, które zawiera tylko 4% produktów rozszczepienia takich jak ksenon czy jod zaś 96% to uran i jego pochodne, w tym pierwiastki rozszczepialne. Wypalone paliwo można więc traktować jako odpady, lub uznać zgodnie z zasadami recyklingu przyjętymi w XXI wieku, że jest to dobry materiał wyjściowy do wykonania zeń nowych elementów paliwowych. Recyklingowi poddajemy papier, aluminium, stal - czemu więc nie mielibyśmy poddawać recyklingowi paliwa uranowego? Aby je powtórnie wykorzystać, trzeba wysłać je do zakładów przerobu paliwa, gdzie oddziela się produkty rozszczepienia, a z owych 96% pozostałego uranu produkuje się nowe elementy paliwowe. Takie paliwo „z odzysku”  spala obecnie około 60 reaktorów w Europie i drugie tyle w innych rejonach świata. Technologia przerobu paliwa wypalonego jest stale doskonalona i coraz tańsza. Zanim Polska nagromadzi znaczne ilości paliwa wypalonego, recykling paliwowy będzie już zapewne dominującą metodą postępowania z paliwem. Przy wykorzystaniu paliwa z recyklingu w reaktorach IV generacji możliwe jest powielanie paliwa, to znaczy uzyskiwanie w reaktorze większej ilości materiału rozszczepialnego niż ulega spalaniu. Ta perspektywa pozwala zdecydowaną redukcję ilości odpadów i czasu ich składowania.

Recyklingowi poddajemy papier, aluminium, stal - czemu więc nie mielibyśmy poddawać recyklingowi paliwa uranowego? Aby je powtórnie wykorzystać, trzeba wysłać je do zakładów przerobu paliwa, gdzie oddziela się produkty rozszczepienia, a z owych 96% pozostałego uranu produkuje się nowe elementy paliwowe. Takie paliwo „z odzysku” spala obecnie około 60 reaktorów w Europie i drugie tyle w innych rejonach świata. Technologia przerobu paliwa wypalonego jest stale doskonalona i coraz tańsza.

Istnieje jednak także opcja składowania wypalonego paliwa głęboko pod ziemią, przyjęta obecnie w Szwecji i w Finlandii. W obu tych krajach gminy współzawodniczyły o  zdobycie dla siebie tego głębokiego składowiska geologicznego, które nie powoduje żadnego zagrożenia ani zniszczeń środowiska, a daje dobre miejsca pracy i znaczne dochody dla gminy. Przy takiej strategii zabezpieczenie wypalonego paliwa polega na stworzeniu systemu wielu barier technologicznych. Pierwszą z nich jest zalanie paliwa szkłem lub innym materiałem, który nie rozpuszcza się w wodzie, drugą jest stalowy kontener, w których umieszczone są odpady, trzecią bentonit otaczający pojemnik i zapobiegający przedostawaniu się do niego wody, a czwartą pokłady geologiczne soli lub granitu, zapewniające że w razie rozpuszczenia materiałów radioaktywnych w wodzie woda ta będzie musiała dyfundować przez glebę przez setki tysięcy lat zanim znajdzie się blisko powierzchni. Przez ten czas aktywność rozpuszczonych w wodzie radionuklidów zmaleje do wartości dopuszczalnych. Warto wyjaśnić przy tym, że po umieszczeniu odpadów głęboko pod ziemią nie potrzeba ich pilnować, ani dostarczać do składowiska energii elektrycznej – wydatki kończą się po wypełnieniu i zamknięciu składowiska, a więc po upływie około 200 lat. Opłaty na ten cel są przewidziane w cenie energii elektrycznej i wymagane prawem.

Polscy inżynierowie mogą też poszczycić się pozytywnymi wynikami w eksploatacji Krajowego Składowiska Odpadów Promieniotwórczych w Różanie, które już ponad 50 lat gromadzi odpady o średniej i malej aktywności pochodzące z zastosowań radionuklidów w medycynie. Chociaż gromadzone są tam wszystkie zużyte radioizotopy z całej Polski, ludzie mieszkający wokoło KSOP są zdrowi, są w województwie na drugim najlepszym miejscu pod względem zdrowotności.

Miejsca, gdzie można w Polsce umieścić składowisko na paliwo wypalone, są już określone. Są to permskie złoża solne na głębokości 740 m pod powierzchnią, o grubości około 200 m. Jest też kilka miejsc, w których znajdują się złoża prekambryjskie również dobrze nadające się do tych celów. Stosowane systemy barier, jak zeszklenie, odpowiednia grubość powłok pojemników stalowych (wytrzymujących 1000 – 10000 lat), wreszcie grube warstwy skalne, niezmienione od milionów lat, skutecznie chronią składowane odpady przed wymywaniem i uwalnianiem materiałów promieniotwórczych do atmosfery. Z całą pewnością potrafimy chronić te odpady przez kilkaset lat. A już po 200 – 300 latach te odpady będą mniej groźne niż odpady pozostałe ze spalania węgla. Nawet w razie wycieku, przesączanie się materiałów promieniotwórczych przez pokłady o grubości 500-600 m trwa około 100 tysięcy lat! – czas wystarczający na całkowity rozpad radionuklidów w tych materiałach.

Składowanie odpadów – w tym także paliwa – nie stwarza zagrożenia dla okolicy.

Polscy inżynierowie mogą też poszczycić się pozytywnymi wynikami w eksploatacji Krajowego Składowiska Odpadów Promieniotwórczych w Różanie, które już ponad 50 lat gromadzi odpady o średniej i malej aktywności pochodzące z zastosowań radionuklidów w medycynie. Chociaż gromadzone są tam wszystkie zużyte radioizotopy z całej Polski, ludzie mieszkający wokoło KSOP są zdrowi, są w województwie na drugim najlepszym miejscu pod względem zdrowotności.

Dziękuję za rozmowę

Zobacz także pierwszą część wywiadu: Greenpeace pozywa elektrownie atomowe za zbyt tanią energię. "Uderzy w OZE"