Polska może zbudować własny reaktor. „Zaskoczymy świat ciepłowniami na atom”

Have you met POLA?

HTGR-POLA. Tak nazywa się projekt reaktora jądrowego, nad którym już od lat pracują polscy uczeni, a który może stać się hitem polskiej transformacji energetycznej. Żeby zrozumieć, na czym polega jego sekret, trzeba najpierw poznać go bliżej.

Przede wszystkim, POLA ma być jednostką typu HTGR. Jest to skrót odHigh Temperature Gas-cooled Reactor. Chodzi tu zatem o reaktor wysokotemperaturowy (wytwarzający temperaturę powyżej 700 st. C), który wykorzystuje gaz (zazwyczaj hel) jako chłodziwo. Konstrukcje te uważane są za superbezpieczne – z kilku powodów.

Przede wszystkim, reaktory HTGR cechują się wbudowanymi pasywnymi systemami bezpieczeństwa, działającymi samoczynnie po wystąpieniu sytuacji awaryjnej. Co więcej, jednostki te regulują się samoczynnie, poprzez balans między temperaturą rdzenia a reaktywnością: im wyższa temperatura, tym mniejsza reaktywność. Oznacza to, że fizycznie niemożliwe jest w nich powtórzenie scenariusza, do którego doszło np. w Czarnobylu. Przeszkodę w tym zakresie stanowi także chłodziwo, czyli najczęściej hel, który co do zasady nie reaguje z innymi substancjami. Odróżnia go to od wody, będącej standardowym chłodziwem w reaktorach jądrowych.

Co więcej, paliwem w takich reaktorach są zazwyczaj specjalne kulki złożone głównie z uranu lub toru, pokryte specjalną powłoką (to tzw. paliwo TRISO), co dodatkowo zwiększa bezpieczeństwo i stabilność reaktora. Paliwo to charakteryzuje się niezwykle wysoką odpornością na uszkodzenia mechaniczne, korozję czy utlenianie; jego powłoki – składające się m. in. z twardego niczym diament węglika krzemu – zapewniają też ogromną odporność termiczną – aż do 1700 st. C.

POLA grzeje Polskę

Jednostki HTGR mogą mieć całe mnóstwo zastosowań – są w stanie generować prąd elektryczny, dostarczać energię dla ogrzewania budynków, produkować parę i ciepło dla procesów przemysłowych, służyć do odsalania wody jak również uczestniczyć w produkcji bezemisyjnego wodoru. Z perspektywy Polski najistotniejsze są możliwości aplikacji w ciepłownictwie i przemyśle, czyli sektorach, na które spada powoli ciężar transformacji klimatycznej. „Możemy zaskoczyć świat lokalnymi ciepłowniami jądrowymi” – mówią osoby zaangażowane w rozwój polskiego reaktora HTGR.

Jak zatem wdrożyć POLĘ do działania? To wymaga pewnej ekwilibrystyki prawnej. Polskie prawo atomowe jak na razie zabrania budowy reaktora komercyjnego w technologii, która nie została wcześniej licencjonowana, dlatego POLA jest projektowana jako reaktor badawczy - to zaś pociąga za sobą ograniczenia modowe. Według obecnych założeń jest to więc jednostka o mocy 30 megawatów, która ma produkować parę o temperaturze 550 stopni oraz energię elektryczną. Według wstępnych planów zakładano, że reaktor stanie w NCBJ i będzie zasilał w energię Otwock. Jednakże nic nie stoi na przeszkodzie, by POLĘ - będącą demonstratorem technologii - przerobić na jednostkę komercyjną. „Jednostka ma charakter badawczy, by można było swobodnie postawić pierwszy reaktor tego rodzaju - tzw. First of a Kind, FOAK. Natomiast nic nie stoi na przeszkodzie, by moc POLI zwiększyć do 180 MWt. Takie są plany w tym zakresie, zrobiono już pod tym kątem analizy biznesowe i kosztowe. Co więcej, dokumenty te jeszcze bardziej przemawiają na korzyść POLI, gdyż były szykowane w momencie, kiedy ceny uprawnień do emisji sięgały 8 euro za tonę. Obecnie to ok. 80 euro za tonę” - słyszymy od osób obeznanych z przedsięwzięciem.

Jaki jest plan dla POLI? Wygląda on następująco: w ciągu następnych 3 lat należy znaleźć inwestora dla przedsięwzięcia - już teraz rozwiązaniami takimi zainteresowane są firmy energochłonne oraz duże banki. W ciągu najbliższych 3 lat zespół z NCBJ byłby też w stanie opracować wszystkie elementy projektu potrzebne do wydania decyzji zasadniczej. Następnie w ciągu 5 lat można zbudować pierwszą jednostkę tego rodzaju. Oznacza to, że w optymistycznym scenariuszu, w ciągu najbliższych 8 lat, tj. w 2033 roku, pierwszy reaktor typu POLA (na razie tylko badawczy) mógłby zacząć pracę. Następnie projekt wystarczy skomercjalizować - wiele wskazuje na to, że komercyjne jednostki POLA mogłyby rozpocząć działanie w Polsce równolegle z pierwszymi dużymi blokami jądrowymi.

Reaktory HTGR to na świecie wciąż coś nowego, ale technologia ta rozwija się coraz prężniej. W Chinach takie reaktory działają już od 2021 roku, a od roku 2023 - w sposób komercyjny. Wtedy bowiem Chińska Krajowa Administracja Energetyczna poinformowała, że wysokotemperaturowy reaktor chłodzony gazem (HTGR) elektrowni Shidaowan pomyślnie zaliczył test 168 godzin nieprzerwanego działania i został oddany do użytku komercyjnego. Jednostka zlokalizowana jest w prowincji Shandong na wschodzie kraju i dysponuje mocą nieco ponad 200 MWt.

POLA jest, ale jakby jej nie było

A jak obecnie wygląda sytuacja tego przedsięwzięcia? Osoby obeznane z projektem mówią wprost: POLA jest obecnie w stadium zamrożenia. Projekt, który był dotychczasowym wehikułem organizacyjnym tego projektu zakończył się wraz z końcem 2024 roku; dokumentacje będącą efektem (czyli opracowany tzw. projekt podstawowy reaktora oraz Wstępny Raport Bezpieczeństwa) złożono do Ministerstwa Nauki, które wyłożyło pieniądze na POLĘ. Co dalej? Tego na razie nie wiadomo.

Rozmówcy Energetyka24 przyznają, że obecnie większe szanse ma realizacja projektu niż jego porzucenie. Zwracają jednak uwagę na coraz większe problemy z decyzyjnością polityczną oraz nieprzewidywalne transfery pieniężne w ramach polskich projektów naukowych. Warto tu nadmienić chociażby sprawę statku badawczego Oceania, który mógł trafić na złom, gdyby nie zmiana decyzji ministra nauki lub kwestię braku funduszy dla Central Obrączkowania Ptaków, jednostki działającej nieprzerwanie od 1931 r., na którą brakło pieniędzy – tę sprawę również udało się pomyślnie załatwić. Emblematyczna pozostaje również historia reaktora MARIA, który wciąż nie ma stabilnego finansowania – jako jedyna tego typu jednostka na świecie. Polski reaktor badawczy musi walczyć o pieniądze z grantów.

W przypadku POLI sprawa jest o tyle poważna, że istotną rolę odgrywa tu zespół projektowy – ten został skonstruowany z pracowników Narodowego Centrum Badań Jądrowych, którzy przez ostatnie lata stali się wysokiej klasy ekspertami, jeśli chodzi o POLĘ. Utrata każdej z tych osób byłaby problemem dla przedsięwzięcia, dlatego liczy się czas – i oczywiście pieniądze. Ludzie ci – bez finansowania projektowego, które wygasło wraz ze złożeniem projektu w grudniu 2024 r. – mogą bowiem zostać ściągnięci gdzieś do sektora prywatnego. Nie jest bowiem tajemnicą, że w NCBJ zarabia się raczej gorzej niż lepiej. Sprawa była wielokrotnie opisywana na łamach Energetyka24 na przykładzie operatorów wspomnianego już reaktora MARIA, jedynej działającej w Polsce jednostki jądrowej, której pracownicy skarżyli się, że niedługo zarabiać będą niewiele więcej niż wynosi minimalna pensja krajowa. Warto podkreślić: przy wykruszeniu się obecnej ekipy projektowej POLI do przedsięwzięcia trzeba byłoby wdrażać od podstaw nowe osoby, co jest po prostu czasochłonne – a tymczasem gotowi do pracy specjaliści są na miejscu.

Ile zaś miałoby kosztować przygotowanie takiego reaktora? Informatorzy serwisu Energetyka24 opisują to osadzając sprawę w kontekście „dużego” projektu jądrowego. „Wiemy, że za elektrownię jądrową, która budowana jest w Choczewie, mamy zapłacić 180 mld zł. Rozwój reaktora POLA do etapu budowy pierwszej jednostki tego rodzaju pochłonie mniej niż 1% tej kwoty”.

Reaktor w sam raz na przełom

W poniedziałek 10 lutego premier Donald Tusk ogłosił na konferencji, że rok 2025, w którym mija 1000 lat od koronacji pierwszego króla Polski, ma być rokiem wielkich inwestycji i przełomu. Szef polskiego rządu szczególnie mocno akcentował potrzebę rozwoju polskiej energetyki. Trudno więc nie zauważyć, że w ten kontekst reaktor POLA wpasowuje się wręcz doskonale – jako innowacyjna i ułatwiająca transformację energetyczną inwestycja naukowa. Może to już czas, by Polacy powiedzieli, że nie są jak gęsi i swój reaktor mają?