Polak na czele organizacji rozwijającej nowe zastosowania reaktorów jądrowych w Europie

fot. NCBJ

Kajetan Różycki z Narodowego Centrum Badań Jądrowych (NCBJ) został powołany na przewodniczącego organizacji Nuclear Cogeneration Industrial Initiative - Task Force (NC2I-TF). Celem organizacji, jest inicjowanie i koordynowanie prac nad wykorzystaniem reaktorów jądrowych do wytwarzania ciepła dla przemysłu i innych zastosowań.

31 stycznia br mgr inż. Kajetan Różycki został powołany na przewodniczącego organizacji Nuclear Cogeneration Industrial Initiative - Task Force (NC2I-TF). NC2I-TF działa w ramach  europejskiej Platformy Technologicznej Zrównoważonej Energetyki Jądrowej (Sustainable Nuclear Energy Technology Platform - SNETP) zrzeszającej ponad 100 firm, instytucji naukowych i organizacji związanych z energetyką jądrową. Stanowi ona ciało doradcze Komisji Europejskiej w określaniu priorytetowych kierunków rozwoju tej dziedziny.

 – Zadaniem NC2I-TF jest podsumowanie licznych dotychczasowych przedsięwzięć z zakresu kogeneracji jądrowej. W szczególności interesują nas dotychczasowe doświadczenia z reaktorami wysokotemperaturowymi. Poprzez nawiązanie jak najszerszej liczby kontaktów pomiędzy partnerami przemysłowymi, instytucjami współfinansującymi i instytucjami rządowymi chcielibyśmy przejść do etapu, kiedy możemy zająć się projektowaniem konkretnych rozwiązań. Naszym zdaniem warto rozwijać tą technologię, ponieważ gwarantuje ona nie tylko ograniczanie szkodliwych dla środowiska emisji, ale prowadzi również do zmniejszenia uzależnienia energetycznego krajów od importu surowców – mówi mgr inż. Kajetan Różycki, kierownik Pracowni Nowych Technologii Zakładu Energetyki Jądrowej NCBJ, przewodniczący NC2I-TF

Kogeneracją jądrową nazywamy proces jednoczesnego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła, kierowanego do odbiorców takich jak np. miejska sieć ciepłownicza lub duże zakłady przemysłowe. Jest to często praktykowane w przypadku elektrowni (elektrociepłowni) opalanych paliwami kopalnymi i pozwala uzyskać sprawność wykorzystania paliwa rzędu 70%.  Jest to także możliwe w przypadku elektrowni jądrowych. Współczesny, typowy reaktor zamienia na energię elektryczną zaledwie 1/3 ciepła uzyskanego w procesie reakcji rozszczepienia. Wykorzystanie ilości przynajmniej części pozostałego ciepła pozwoliłoby poprawić bilans ekonomiczny przedsięwzięcia, jakim jest budowa elektrowni jądrowej.

 – Istnieją jednak dwie istotne bariery utrudniające wykorzystanie tej idei w instalacjach jądrowych. Pierwsze ograniczenie wynika z faktu, że współczesne duże reaktory generują tak wielką ilość energii cieplnej, że trudno jest znaleźć odbiorców zdolnych wykorzystać ją w całości. Drugie jest związane z tym, że ciepło odbierane z reaktora ma gorsze parametry niż to, które dostarczają zwykłe elektrownie węglowe, gdzie uzyskuje się wysokie temperatury przegrzanej pary. Ciepło z reaktorów jądrowych nadaje się zatem dobrze do ogrzewania np. miast, ale dla energochłonnego przemysłu, jak na przykład zakłady petrochemiczne czy producenci nawozów, już nie. Właśnie z tych powodów większość istniejących na świecie reaktorów jądrowych służy dziś wyłącznie do produkcji energii elektrycznej zaś dostawy ciepła są dla nich co najwyżej poboczną działalnością – dodaje Kajetan Różycki.

Ze względu na potencjalne korzyści ekonomiczne naukowcy pracują nad koncepcją wykorzystania do kogeneracji relatywnie małych (o mocy cieplnej rzędu najwyżej kilkuset megawatów) reaktorów tzw. wysokotemperaturowych. Takie reaktory, dzięki zastosowaniu obojętnego chemicznie helu jako chłodziwa oraz odpornego na wysokie temperatury grafitu jako moderatora, pozwalają bezpiecznie operować znacznie wyższymi temperaturami niż typowe reaktory opierające chłodzenie na wodzie.  Dla przykładu: para z typowego współczesnego reaktora ma temperaturę rzędu 280 stopni Celsjusza, zaś budowany właśnie w Chinach prototyp reaktora wysokotemperaturowego ma dostarczać parę o temperaturze 550 stopni. Ponadto bezpieczeństwo ich konstrukcji pozwala w znaczący sposób zmniejszyć rozmiary stref ochronnych wokół reaktora. Z tego powodu reaktor może produkować energię elektryczną i ciepło znacznie bliżej potencjalnego klienta. Jeśli uwzględni się jeszcze fakt, że mniejsze moce reaktorów wysokotemperaturowych wiążą się z możliwością seryjnej produkcji komponentów (co ma szanse zrównoważyć tzw. efekt skali związany z budową wielkich bloków), to wszystko razem czyni reaktory wysokotemperaturowe bardzo interesującym rozwiązaniem. W Europie, wobec stopniowego wzrostu cen paliw kopalnych oraz przewidywanych wysokich cen emisji CO2 nastąpił w ostatnich latach powrót zainteresowania technologią reaktorów wysokotemperaturowych. Celem grupy NC2I-TF jest uruchomienie programu budowy demonstratora takiej technologii w Europie.

Nominacja Kajetana Różyckiego poszerza grono ekspertów NCBJ we władzach platformy SNETP. Od 2 lat w Zarządzie Głównym SNETP zasiada prof. dr hab Grzegorz Wrochna, dyrektor NCBJ, a rok dłużej w Komitecie Wykonawczym SNETP pracuje Tomasz Jackowski, Kierownik Zakładu Energetyki Jądrowej NCBJ.

Źródło: NCBJ