Energetyka jądrowa a bezpieczeństwo energetyczne

Około 2004 roku zakończył się trwający od 1990 roku okres „powściągliwości” w podejmowaniu decyzji budowy nowych elektrowni jądrowych wywołany głównie liberalizacją rynku elektroenergetyki i obniżeniem w tym okresie poziomu cen paliw organicznych. Opublikowane w 2000 roku przez MAEA prognozy przewidywały obniżenie łącznej mocy zainstalowanej elektrowni jądrowych na świecie z 350 GW w 2000 roku do 300 GW w 2020 roku. Tabela 3 wskazuje na zasadnicze odwrócenie tej tendencji w późniejszym okresie.

Istnieje dość znaczna zbieżność przewidywań powyższych organizacji. Przewidywania te mają wspólną cechę – ograniczają się wyłącznie do reaktorów do produkcji energii elektrycznej i nie uwzględniają znacznego potencjalnego zapotrzebowania na reaktory do produkcji wodoru, odsalania wody morskiej i dzielnicowego ogrzewania.

Scenariusz niskiego zapotrzebowania zakłada jedynie zastępowanie wycofywanych z eksploatacji elektrowni jądrowych. Nowe elektrownie mają zazwyczaj wyższą moc od wycofywanych z eksploatacji; zakłada się też podnoszenie mocy elektrowni eksploatowanych, stąd występuje pewien wzrost łącznej mocy zainstalowanej.

Scenariusz NEA wysokiego rozwoju opiera się na sformułowanych w 2007 roku narodowych planach i oświadczeniach rządowych dotyczących okresu do 2030 roku. Scenariusz dla lat 2030 – 2050 opiera się na prognozach zakładających ograniczony sukces programu zatrzymywania i składowania CO₂ oraz programu wykorzystywania odnawialnych źródeł energii, pozytywnych doświadczeń w budowie elektrowni jądrowych nowej generacji, utrzymywania się społecznego i politycznego zainteresowania przeciwdziałaniu zmianom klimatu, szerokiego zakresu stosowania opłat za emisję CO₂ oraz wzrostu społecznego i politycznego poparcia dla rozwoju energetyki jądrowej.

Realizacja tego scenariusza będzie prowadzić do wzrostu udziału energetyki jądrowej do poziomu 12,5% w ogólnym zużyciu energii oraz do 22% udziału w ogólnej produkcji energii elektrycznej. Będzie ona wymagać wysiłku w rozwoju zdolności produkcyjnej przemysłu reaktorowego aby, sprostać wymaganej budowie 10 – 20 reaktorów energetycznych rocznie w okresie do 2030 roku oraz 50 – 60 reaktorów rocznie w okresie 2030 – 2050. W analizie NEA realności zaspokojenia takiego zapotrzebowania wskazano na potencjał przemysłu reaktorowego w latach 80., kiedy w latach 1984 i 1985 włączano do eksploatacji po 32 reaktory. Oceniono, że od tego czasu potencjał przemysłowy świata wzrósł dwukrotnie i że oczekuje się jego dalszego podwojenia w okresie do 2050 roku. Można więc oczekiwać zdolności przemysłu do zaspokojenia z nadwyżką potrzeb wysokiego scenariusza rozwoju energetyki jądrowej. [6]

Doświadczenie kilkudziesięcioletniej eksploatacji kilkuset reaktorów energetycznych w kilkudziesięciu krajach oraz zarysowujące się od kilku ubiegłych lat perspektywy szerokiego rozwoju energetyki jądrowej przyniosły tworzenie ważnych elementów infrastruktury technicznej, organizacyjnej i prawnej związanych z energetyką jądrową i jej cyklem paliwowym. Istnienie tej infrastruktury powoduje, że energetyka jądrowa jako składnik „energy mix” systemu elektroenergetycznego wnosi do tego systemu czynniki pozytywne z punktu widzenia bezpieczeństwa energetycznego.

Po budowie w okresie lat 1950 – 1960 prototypowych reaktorów gazowo-grafitowych i wodnych I generacji, z których jedynie kilka jest jeszcze w eksploatacji, zbudowano w latach 1970 – 1990 około 400 reaktorów średniej i dużej mocy, II generacji, głównie lekkowodnych, a także ciężkowodnych, z których większość znajduje się obecnie w eksploatacji i osiąga akceptowalne parametry niezawodności pracy, bezpieczeństwa jądrowego i kosztów produkcji energii. W latach 90. podjęto prace nad reaktorami III generacji ewolucyjnie zaawansowanymi, głównie w zakresie bezpieczeństwa jądrowego i kosztów produkcji energii. Zbudowano cztery bloki, w budowie znajduje się pięć i planowana jest budowa dalszych ośmiu bloków tej generacji.

Perspektywy szerokiego rozwoju energetyki jądrowej dla produkcji energii elektrycznej oraz dla zarysowującego się zapotrzebowania na energię cieplną przez różne technologie doprowadziły do zainicjowania w 2000 roku przez 12 krajów i Euratom międzynarodowego programu dla rozwoju IV generacji reaktorów energetycznych. Po dwu latach przeglądów i ocen istniejących koncepcji i technologii dokonano w 2002 roku wyboru sześciu najbardziej obiecujących reaktorów i odpowiadających im schematów cyklu paliwowego. Głównymi celami tych systemów są:

• radykalne podniesienie potencjału energetycznego uranu wprowadzanego do cyklu,
  
• osiągnięcie wysokich temperatur na wyjściu z reaktora.