Energetyka jądrowa na świecie

Energia jądrowa jest powszechnym źródłem pozyskiwania energii dla dwóch trzecich populacji świata. Natomiast ponad połowa ludności świata zlokalizowana jest na obszarach krajów, które rozpoczęły budowę lub planują pozyskanie energii z tego źródła1. Surowcem wykorzystywanym do produkcji energii jądrowej jest uran, pierwiastek występujący w skorupie ziemskiej; cechuje go brak koncentracji złóż. Jego zawartość w litosferze i hydrosferze zależy od stopnia skupienia materia-łów zawierających związki uranu lub uran, np. granit zawiera średnie stężenie uranu, skały zasadowe zawierają go mniej niż średnie stężenie, skały osadowe to minimalne stężenie. W małych ilościach występuje również w łupkach bitumicznych. Za naj-ważniejsze źródło pozyskania uranu uważa się jednak złoża blendy smolistej, tzw. odmianę krystaliczną uraninitu. Surowcami przemysłowymi są przede wszystkim rudy uranu zawierające co najmniej 0,01%. Zwykle jednak mieszczą się one w prze-dziale 0,1–2,0%2. Wydobywany jest on metodą odkrywkową i podziemną w zależ-ności od lokalizacji złóż. Istotnym aspektem jest cena tego surowca. W wymianie handlowej pojawia się również uran wysokowzbogacony w wyniku rozbrajania głowic jądrowych. Wydobycie uranu jest procesem długofalowym i bardzo kosz-townym. Rudy uranu zawierają bowiem, poza uranem inne składniki, które należy usunąć. Uran stosowany jest jako surowiec dla energetyki jądrowej. Wymaga on jed-nak wzbogacenia izotopem U-2353. Obecnie stosuje się trzy metody wzbogacania uranu: wiórkowa (rozdzielanie cząstek o różnych masach), dyfuzji gazowej (prze-puszczanie cząstek gazu przez porowate przegrody) i dyszowa (przepływ gazu przez obszar zakrzywiony, wymaga dużego nakładu energii)4. Pozyskiwana z uranu ener-gia jądrowa jest kosztowna, jednak wpływa na niezależność energetyczną państwa. Daje ona olbrzymie źródło mocy, zwiększając tym samym długofalową gwarancję dla rozwoju gospodarczego państwa.

1 G. Jezierski, Energia jądrowa wczoraj i dziś, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2005, s. 310.

2 G. Jezierski, Energetyka jądrowa wczoraj i dziś…, s. 363.

3 J. Malej, Bezpieczeństwo energetyczne świata a ochrona ekosfery. Technologie odnawialnych źródeł energii, technologie jądrowe, termojądrowe i wodorowe, Politechnika Koszalińska, Koszalin 2009, s. 173.

Tabela 1. Liczba pracujących reaktorów energetycznych w poszczególnych krajach (stan na styczeń 2010 roku)

Kraj Liczba ^{Łączna moc} (MWe)

Udział w krajowej produkcji energii elektrycznej (%) w 2009 r. 1.USA 104 100 747 20,2 2. Francja 59 63 260 75,2 3. Japonia 54 46 823 29,2 4. Rosja 31 21 743 17,8 5. Korea 20 17 705 34,8 6. Wielka Brytania 19 10 137 17,9 7. Kanada 18 12 569 14,8 8. Indie 18 3 987 2,2 9. Niemcy 17 20 480 26,1 10. Ukraina 15 13 107 48,6 11. Chiny 11 8 438 1,9 12. Szwecja 10 9 036 37,4 13. Hiszpania 8 7 450 17,5 14. Belgia 7 5 902 51,7 15. Czechy 6 3 678 33,8 16. Szwajcaria 5 3 238 39,5 17. Finlandia 4 2 696 32,9 18. Węgry 4 1 889 43,0 19. Słowacja 4 1 762 53,5 20. Argentyna 2 935 7,0 21. Brazylia 2 1 884 2,9 22. Bułgaria 2 1 906 35,9 23. Meksyk 2 1 300 4,8 24. Pakistan 2 425 2,7 25. Rumunia 2 1 300 20,6 26. Afryka Południowa 2 1 800 4,8 27. Armenia 1 375 45,0 28. Holandia 1 487 3,7 29. Słowenia 1 666 37,8

Wybór energetyki jądrowej związany jest z uznaniem jej za najbardziej efektyw-ną formę zasilenia gospodarki. Elektrownie jądrowe dostarczają bowiem ogromne ilości energii potrzebnej do ciągle rozwijającego się przemysłu, co w ujęciu długofa-lowym może zwiększyć bezpieczeństwo państwa. Największymi producentami ura-nu są Kazachstan (ponad 14 tys. ton), Kanada (ok. 10 tys. ton), a Australia (8 tys. ton). Jeden gram uranu dostarcza 20 miliardów dżuli energii. Dlatego wykorzystu-je się go w reaktorach jądrowych5. W 2008 roku państwa posiadające elektrownie atomowe uzyskały energię o mocy 2600 THW. USA zajęły pierwsze miejsce: 800 THW, drugie Francja: 400 THW i trzecie Japonia: 250 THW6.

Popyt na uran ciągle rośnie, otrzymywanie energii z elektrowni jądrowych wpływa bowiem na niezależność i bezpieczeństwo energetyczne państwa. Obec-nie ponad 30 krajów rozważa budowę elektrowni atomowych: w Europie (Al-bania, Serbia, Portugalia, Norwegia, Polska, Białoruś, Estonia, Łotwa, Irlandia i Turcja). Na Bliskim Wschodzie i w Północnej Afryce; są to: Iran, Arabia Saudyj-ska, Izrael, Syria, Jordan, Jemen, Egipt, Tunezja, Algieria, Maroko. Dodatkowo w Afryce: Nigeria, Guana, Senegal, Uganda, Namibia. W Ameryce Południowej: Chile, Ekwador i Wenezuela. W Azji Centralnej i południowej: Azerbejdżan, Gruzja, Kazachstan, Mongolia, Bangladesz, we wschodniej Azji Korea Północ-na. Wybór energetyki atomowej jako elementu polityki energetycznej państwa rozważają również: Indonezja, Filipiny, Wietnam, Tajlandia, Australia, Nowa Ze-landia. Dane szacunkowe wskazują, że do 2030 roku powstanie około 300 elek-trowni za 1,05 biliona dolarów7. Państwa, które wybrały energetykę jądrową jako główne źródło pozyskania energii, to m.in. Stany Zjednoczone, Francja, Japonia i Rosja. W tych regionach występuje najwięcej reaktorów jądrowych. Największy udział energii jądrowej w krajowej produkcji energii elektrycznej odnotowuje się m.in. we Francji (75%), w Belgii (51%) czy na Słowacji (53%).

Elektrownie jądrowe zatrzymują 99% par i gazów radioaktywnych8. Powstaje jednak problem składowania odpadów radioaktywnych, który budzi w społeczeń-stwie obawę. Jednak ogółem radioaktywne produkty uboczne stanowią zaledwie 0,004% odpadów przemysłowych ogółem9. Natomiast transport wypalonego pali-wa do 2% wszystkich przesyłek materiałów niebezpiecznych. Bezpieczne składopali-wa- składowa-nie odpadów jądrowych w specjalskładowa-nie przeznaczonych do tego pojemnikach odbywa się w miejscach, gdzie występują granity i skały krystaliczne, sole kamienne i skały ilaste10. Elektrownia o mocy 1 000MW(e) zużywa około 80 kg uranu w ciągu 24 godzin pracy. W wyniku tego można oszacować, że w ciągu roku wyprodukuje

oko-5 IAEA, www.iaea.org/Publications/index.html (dostęp 26.04.2010). 6 Th e World Nuclear Industry Status Report, Paryż 2009 (dostęp 08.05.2010).

7 Word Nuclear Association, http://www.world-nuclear.org/info/inf102.html (dostęp 28.01.2010). 8 T. Bartkowski, Kształtowanie i ochrona środowiska…, s. 258.

9 G. Jezierski, Energetyka jądrowa wczoraj i dziś, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2005, s. 324.

ło 30 t radioaktywnych odpadów11. Z budową i działaniem elektrowni atomowej wiąże się również obawa przed awarią i ewentualnym promieniowaniem radiacyj-nym. Historia pokazuje, że awaria może się zdarzyć, a jej skutki dla społeczeństwa mogą być znaczące. Od 1990 roku kraje członkowskie Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (MAEA) – International Atomic Energy Agency (IAEA) oraz Agencji Energii Jądrowej OECD (NEA OECD) stosują siedmiostopniową skalę tzw. Międzynarodową Skalę Zdarzeń Jądrowych i Radiologicznych INES (Th e In-ternational Nuclear and Radiological Event Scale – INES). Jest ona stosowana do

szybkiej i jednoznacznej klasyfi kacji zdarzeń i incydentów związanych z awariami w elektrowniach atomowych. Poziom 0 oznacza brak zakłóceń i wpływu na bezpie-czeństwo państwa, poziom 1 – anomalię, 2 – incydent, 3 – poważny incydent, 4 – awaria bez znacznego zagrożenia zewnętrznego, 5 – awaria niosąca za sobą znaczące zagrożenie dla środowiska znajdującego się poza elektrownią, 6 – poważna awaria, 7 – wielka awaria12. Przykładowo awaria elektrowni w Windscale w Wielkiej Brytanii otrzymała w skali MAEA pozycję 5, Th ree Mile Island również pozycję 5, awarie w elektrowni w Czarnobylu na Ukrainie oraz w Fukushimie I – pozycję 7.

Powyższe przykłady wskazują, że pozyskanie energii jądrowej może nieść za sobą zagrożenie dla ludności cywilnej. Katastrofy nuklearne to awarie elektrowni atomo-wych powstałe w wyniku błędów ludzkich, niedopatrzenia lub też prowadzonych testów, braku sprawności działania systemu elektrowni lub też w wyniku katastrof środowiskowych, których nie można wykluczyć, jak na przykład trzęsienia ziemi czy tsunami. Należy zaznaczyć, że energia jądrowa jest obarczona pewnym ryzy-kiem i może nieść za sobą wielkie szkody dla środowiska naturalnego i jego miesz-kańców. Rozwój nauki, a w związku z tym technologii pozyskania energii zwiększa gwarancję bezpieczeństwa państwa. Każde przedsięwzięcie wiąże się z pewną grupą ryzyka. Odpowiedzialność spada na poszczególne państwa i ich organy. Decyzja o pozyskaniu energii z tego źródła powinna być opatrzona dogłębną analizą wybra-nej technologii, miejsca inwestycji przy zachowaniu ostrożności dającej bezpieczeń-stwo jednostkom mieszkającym nie tylko w najbliższym sąsiedztwie, ale i na terenie całego państwa. Bardzo ważne jest również informowanie społeczeństwa o plusach i minusach danego przedsięwzięcia. Znajomość ryzyka pozwoli na zwiększenie bez-pieczeństwa mieszkańców w wyniku wystąpienia ewentualnej tragedii.

Ostatnią z wielkich katastrof jądrowych była awaria elektrowni atomowej Fuku-shima (11 lutego 2011 roku), która została uszkodzona w wyniku trzęsienia ziemi wywołanego przez tsunami. W pierwszych dniach media uspokajały społeczeństwo, wskazując, że nastąpiło uszkodzenie reaktora, jednak wyciek jest kontrolowany13.

11 J. Malej, Bezpieczeństwo energetyczne świata, a ochrona…, s. 179.

12 IAEA, www-ns.iaea.org/tech-areas/emergency/ines.asp (dostęp 12.12.2011).

13 Eksplozja w elektrowni Fukushima I, Osłona reaktora nieuszkodzona zapewnia rząd, 12.03.2011, www.polskatimes.pl/artykul/379193,eksplozja-w-elektrowni-fukushima-i-oslona-reaktora,id,t. html (dostęp 1.01.2011).

W ciągu kilku dni sytuacja diametralnie się zmieniała. 15 marca media poinformo-wały o trzecim wybuchu w elektrowni i o dwukrotnym wzroście promieniowania. Szef Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej Yukiya Amano porównał kata-strofę do wydarzeń z Czarnobyla z 26 kwietnia 1986 roku. Fukushima otrzymała wsparcie m.in. ekip ratunkowych z Australii, Nowej Zelandii, Meksyku, Tajwanu czy Rosji14. Informacje przekazywane przez prasę, jak i media na bieżąco śledziło również polskie społeczeństwo. Obecnie inne tematy zajmują główne strony gazet, jednak katastrofa i jej skutki ciągle są widoczne. 5.12.2011 roku w prasie pojawiła się informacja o wycieku radioaktywnej wody, tj. 45 ton cieczy. Niewielkie ilości dotar-ły do Pacyfi ku15. Wsparcia poszkodowanej Japonii udzieliła również Unia Europej-ska. W wyniku obrad Rady Europejskiej w dniach 24–25.03.2011 roku wskazano na potrzebę przeglądu wszystkich elektrowni w UE – tzw. test warunków skrajnych opracowany przez Europejską Grupę Organów Regulacyjnych ds. Bezpieczeństwa Jądrowego (ENSREG) we współpracy z Stowarzyszeniem Zachodnioeuropejskich Organów Nadzoru Instalacji Jądrowych16. Wyniki będą podane do wiadomości pu-blicznej rok po zakończeniu owych testów. 24 listopada 2011 roku Komisja Euro-pejska opublikowała dokument Technical Summary of the national progress reports

on the implementation of comprehensive risk and safety assessments of the EU nuclear power plants, w którym przedstawia przedmiot przyszłej analizy: wskazuje, jakie

obiekty zostaną poddane badaniu17.

Katastrofa w Fukushimie stała się problemem politycznym. Partie wielu kra-jów znalazły alternatywę dla głoszonej idei bezpieczeństwa energetycznego. Przy-kładem krajów, które ograniczają udział energetyki w ogólnym bilansie pozyska-nia energii, są m.in. Niemcy, Szwajcaria czy Włochy. Raport fi rmy Capgemini z października 2011 roku European Energy Markets Observatory (EEMO) wska-zuje, że państwa nie będą rezygnować z energetyki jądrowej18. Natomiast Chiny, Korea Południowa, Rosja, Bliski Wschód, Wielka Brytania, Francja, Czechy po-twierdzają rozbudowę sektora energii atomowej19.

14 Wybuch w Fukushimie, Uszkodzony reaktor nr 2, 15.03.2011, www.tvn24.pl/0,1695765,0,1,-kolejny-wybuch-w-elektrowni-jadrowej-doszlo-do-wycieku,wiadomosc.html (dostęp 12.12.2011). 15 Fukushima znów straszy. Wyciekła radioaktywna woda, 5.12.2011, http://www.tvn24. pl/12691,1726780,0,1,fukushima-znow-straszy-wyciekla-radioaktywna-woda,wiadomosc.html (dostęp 12.12.2011).

16 Rada Unii Europejskiej, 26.05.2011, Bruksela, http://register.consilium.europa.eu/pdf/pl/11/ st10/st10722.pl11.pdf (dostęp 12.12.2011)

17 Komisja Europejska, http://ec.europa.eu/energy/nuclear/safety/stress_tests_en.htm (dostęp 12.12.2011).

18 European Energy Markets Observatory (EEMO), October 2011, http://www.pl.capgemini. com/insights-and-resources/publications/european-energy-markets-observatory-2011/ (dostęp 12.12.2011).

19 D. Ciepiela, Energetykę jądrową na świecie czeka świetlana przyszłość, 30.10.2011, http://ener-getyka.wnp.pl/energetyke-jadrowa-na-swiecie-czeka-swietlana-przyszlosc,154164_1_0_0.html (dostęp 12.12.2011).

Rozwiązaniem i alternatywą dla energetyki jądrowej mogą być odnawialne źródła energii. Jednak inwestycje w tym sektorze wymagają olbrzymich nakładów fi nanso-wych. Energetyka jądrowa to funkcjonujące reaktory, przystosowana w wielu pań-stwach infrastruktura i dystrybucja, której zmiana będzie wymagała odpowiedniej, opartej na dogłębnej analizie strategii inwestycyjnej w nowe obszary. Argumentem przemawiającym za energetyką jądrową jest również cena uranu, który w ostatnim roku potaniał o jedną trzecią. Cena w styczniu 2012 roku sięgała 52 dolarów za funt. Nie można jednak oczekiwać, że pozostanie ona na takim poziomie, gdyż na świecie planowane jest ok. 200 nowych obiektów jądrowych20. Należy zauważyć, że energety-ka jądrowa stanowi uznane źródło pozysenergety-kania energii i na pewno w najbliższych latach nie zostanie zastąpiona całkowicie przez inne rozwiązania energetyczne.