Energetska prihodnost je jedrska

Marko Golob

Odgovor Matjažu Zalazniku na njegov komentar z dne 22.1.2020 v zvezi s problematiko jedrskih elektrarn

Matjaž, hvala za kulturen in spodoben odgovor. Verjamem, da iskreno verjameš kar si zapisal, ampak vseeno mislim, da imam kakšno informacijo več in se zato s Tvojimi pogledi pač ne morem strinjati.

Za razliko od mnogih, ki pišejo komentarje o jedrski energiji (bolj ali manj na pamet), sem bil kot član AUKN med leti 2010 in 2012 tudi upravitelj državnega premoženja v GEN Energiji in s tem seveda posredno tudi v NEK. Bilo mi je v veliko veselje ker sem nekoč tudi sam nihal med študijem fizike in ekonomije. Namesto jedrskega fizika sem sicer postal ekonomist (“en luftar” bi rekla moja mama, ki si je vedno želela, da bi sin postal ugleden in spoštovan inženir) Spremljanje energetike pa je tudi po mojem odhodu iz AUKN-ja ostala stalnica, predvsem zaradi tega, ker je podjetje, v katerem sem solastnik, eno izmed največjih porabnikov električne energije in zemeljskega plina v Sloveniji.

V letu 2012 sem imel priložnost, kot izjemno gesto vodstva NEK, da sem si lahko ob menjavi jedrskega goriva, ki se zgodi vsako leto in pol, od blizu ogledal primarni krog NEK. Za tiste, ki ne vedo, kaj je primarni krog: to je prostor, kjer jedrska reakcija v resnici poteka. Ta privilegij je imelo, poleg omejenega kroga zaposlenih v NEK in zunanjih poslovnih partnerjev, zelo zelo malo ljudi. Seveda smo bili oblečeni v “zaščitne” obleke , tj neke vrste papirju podobnega overall-a in podobnih prevlek čez čevlje, Zraven smo imeli seveda tudi dozimeter. V manj kot pol ure dolgem ogledu sem dobil dozo, ki je nekaj stokrat manjša od tiste, ki bi jo dobil pri rentgenskem slikanju. Pa sem lahko od blizu (čez nekaj metrov vode) videl kako se, zaradi radiacije, svetijo vrhovi gorivnih palic v reaktorski posodi. Med drugim sem si ogledal tudi “skladišče” izrabljenega goriva. Moram priznati, da sem bil popolnoma presenečen.

Palice z izrabljenim gorivom so lepo zložene ležale v bazenu z vodo katerega prostornino bi lahko opisal v velikosti (volumnu) dveh stanovanjskih hiš. Relativno majhna in enostavna zadeva, kljub temu, da je notri izrabljeno gorivo vse od začetka delovanja iz 80-tih let prejšnjega stoletja tj. skoraj 4 desetletij delovanja. In bazen s palicami izrabljenega goriva niti slučajno ni poln.

Zakaj so palice v vodi? Zato ker je voda odličen moderator ali če hočete zaščita pred nevtroni. Nobenega posebnega “rocket science” ni potrebno, da ne bi radiacija v palicah “izrabljenega goriva “ušla” iz bazena. Tudi tehnično vzdrževanje tega stanja ni nič posebnega.

Povsem drugačna zgodba pa je z varnostjo. V izrabljenem jedrskem gorivu je določena količina visoko radioaktivnih snovi, ki bi se lahko uporabile za zelo nevarne teroristične akcije. In to je, po mojem, glavna skrb z izrabljenim jedrskim gorivom, ki vsekakor zahteva zelo resno obravnavo. Kot sem imel priložnost videti, daje tej varnosti, tako NEK kot tudi organi in službe slovenske države največjo stopnjo pozornosti. Pa ne organi in službe samo slovenske države, da se razumemo. Varnost nukleark je mednarodna zadeva in je zato tudi stvar mednarodnega sodelovanja.  O detajlih teh ukrepov se seveda ne govori in razpravlja, kar je tudi prav.

In če je vse tako enostavno in varno, zakaj sem bil potem presenečen?

Zato ker si ne morem predstavljati od kod menda milijardni zneski za razgradnjo jedrskih reaktorjev in shranjevanje jedrskih odpadkov. Po mojem vtisu, in tudi privatnem mnenju večine jedrskih strokovnjakov, s katerimi sem govoril, so zneski daleč daleč pretirani. Pa ne govorimo o nekaj %, govorimo o magnitudah. Prve izkušnje pri razgradnjah jedrskih reaktorjev, vsaj PWR tipa kot je NEK, to tudi potrjujejo. Hrvati mogoče že vedo, zakaj nočejo plačati zneska, ki ga zahteva slovenska država. Ampak, to je že druga zgodba.

Bolj pomembno se mi zdi omeniti nekaj drugega:

Jedrski odpadki v Nuklearni eletrarni Krško niso breme slovenske države in ekoljska tempirana bomba, temveč so po mojem mnenju mogoče NAŠ NAJBOLJ DRAGOCEN DOLGOROČNI  ENERGETSKI VIR.

Zakaj? Ker je več kot 98% potencialne jedrske energije v njih še neizkoriščene. V današnjih tipih reaktorjev, predvsem PWR (Pressurised Water Reactor), ki prevladujejo v svetu in ki delujejo na termalne (nizkoenergijske nevtrone), bistveno večjih izkoristkov jedrskega goriva ni mogoče doseči.

To je mogoče doseči z oplodnimi (breeder) reaktorji, ki delujejo na hitre -visokoenergijske nevtrone. Ti s transmutacijo in posledičnim razpadom ustvarjajo svoje lastno gorivo. V tem procesu visokoradioaktivni elementi, kot je npr. plutonij, ki nastajajo v PWR reaktorjih, transmutirajo in posledično “izgorijo” v oplodnem reaktorju in na koncu ostanejo samo srednje radioaktivni elementi, ki imajo bistveno nižjo razpolovno dobo (nekaj sto let (300 -400) namesto 200.000 let in več) in v primerjavi z obstoječimi jedrskimi odpadki praktično ne predstavljajo nikakršne večje nevarnosti.

Kaj to pomeni? Da jedrskih “odpadkov” ni potrebno shranjevati za obdobja nekaj stotisoč let ker jih lahko v nekaj deset letih zelo koristno in varno “pokurimo”. Do takrat pa jih lahko relativno enostavno in poceni hranimo.

Zakaj potem takih reaktorjev nimamo? Med drugim zato ker tak reaktor zahteva nekoliko drugačen tehnološki postopek kot se odvija v PWR reaktorjih. Tudi danes komercializacija te tehnologije zahteva določen tehnološki preboj kljub temu, da so eksperimentalni reaktorji na hitre nevtrone uspešno delovali vse od 50-tih let prejšnjega stoletja naprej v vrsti držav po vsem svetu. Zakaj jih torej niso komercializirali? Eden od zelo pomemebnih razlogov je bil ta, da so imele jedrske države, predvsem najpomembnejše, v tem obdobju zelo močan interes, da se plutonij v reaktorjih proizvaja in ne “kuri”. Zakaj, je seveda jasno.

V Evropi so poleg Britancev najdlje v razvoju oplodnih reaktorjev prišli Francozi s  prototipnim reaktorjem PHOENIX (200MW, ki je deloval v letih 1970 do 2003) in kasneje na osnovi dobrih izkušenj le-tega, s SUPER PHOENIX –om z močjo 2.000MW, ki je deloval med leti 1985 – 1998. SUPER PHOENIX, ki je bil rezultat mednarodne kooperacije med Francijo, Nemčijo in Italijo. Reaktor so menda, vsaj tako je bilo uradno pojasnilo, zaradi velikih stroškov delovanja leta 1998 zaprli in to ravno takrat ko so po dolgih letih uvajanja in optimizacije končno dosegli stabilen in mednarodno primerljiv  nivo operativnega delovanja.

Iracionalna histerija, ki smo je bili v 70-tih in 80-tih priča proti jedrski energiji, je ob SUPER PHOENIX-u dosegla vrhunec tega novodobnega ludizma tako, da se je francoski predsednik vlade Lionel Jospin odločil za (politično) lažjo pot in reaktor zaprl. In to kljub temu, da oplodni reaktorji predstavljajo EDINO alternativo dolgoročnemu (večstotisočletnemu) hranjenju jedrskih odpadkov iz obsežne flote francoskih jedrskih elektrarn.

Bolj malo uspeha z razvojem komercialnih oplodnih reaktorjev je imela tudi vrsta drugih držav, ki so se tega lotile; s pomembno izjemo, ki ima sedaj večdesetletno prednost pred vsemi – Sovjetsko zvezo oz. Rusijo kot njeno naslednico.

Javnost ima o jedrski tehnologiji SZ oz. Rusije, na osnovi slabo poznane zgodbe (in zahodne propagande) s Černobilom, zelo slabo mnenje. Resnica je povsem drugačna. Rusija je verjetno vodilna jedrska sila v tem trenutku. Med tem, ko so zahodne sile po nesreči v elektrarni Three miles v ZDA leta 1979, Černobilu v Rusiji 1986 in Fukušimi na Japonskem leta 2001, pod pritiskom javnega mnenja (ki so mu “pomagali” določeni drugi energetski lobiji), skoraj popolnoma ustavile razvoj in gradnjo jedrskih elektrarn, sta se v Rusiji tako razvoj kot gradnja nemoteno nadaljevala. Z jedrsko tehnologijo v Rusiji se ukvarja več kot 200.000 ljudi, 16 univerz, da o mnogih raziskovalnih centrih (v Sovjetski zvezi celih zaprtih namenskih mestih) niti ne govorimo. Danes imajo verjetno Rusi desetletje(a) prednosti pred svetovno konkurenco.  Ko sem se s strokovnjaki z NEK pred leti pogovarjal o menjavi uparjalnika, me je nemalo presenetilo, ko sem slišal odgovor:

 “Če bi namesto Siemensovega uparjalnika imeli ruskega, ga ne bi bilo treba menjati”

Zakaj? Ker so ruski bili bolj kvalitetni! Ti se niso mašili tako kot Siemensovi.

Kakšno vezo ima to z oplodnimi reaktorji in jedrskimi odpadki NEK? Veliko! Na dolgi rok zelo veliko!.

Za razliko od Francozov, Britancev in Američanov Rusi niso obupali. Vse od leta 1980 (BN-600 – 600 MW) komercialno uporabljajo vrsto oplodnih reaktorjev hlajenih z natrijem. Začeli so z eksperimentalnim BR-2 leta 1955, do prvega vsaj deloma komercialnega BN-350 leta 1973 (deloval do 1999), do že omenjenega BN-600, pa do najnovejšega BN-800 (880 MW), ki deluje od 2015. Vsi BN reaktorji so v Beloyarsku v Sibiriji. Gre za oplodne reaktorje, hlajene z natrijem. Rusi imajo do danes več kot 400 reaktorskih let izkušenj s komercialnim delovanjem oplodnih reaktorjev. V naslednjih letih nameravajo izgraditi še dva bloka po 1200 MW podobnega tipa.

Je to dolgoročna rešitev jedrskega problema? Verjetno ne! Natrij ima en velik problem. Čeprav sistem ni pod pritiskom (kot mora biti voda v PWR) in je s tega vidika varnejši, pa natrij predstavlja požarno tveganje. Da o izzivih velike reaktivnosti natrija (korodiranje materialov) niti ne govorimo.

Rusi so ta problem rešili tako, da so kombinirali izkušnje, ki so jih imeli z jedrskimi reaktorji (OK-550), ki so poganjali strateške podmornice Lira (zahodna oznaka: Alfa). Ti so bili hlajeni s tekočim svincem. Svinec ima nekaj izjemnih prednosti – je relativno poceni, je izjemno stabilen, ima zelo visoko vrelišče (1,730 st C), je prepusten za nevtrone, odlično blokira afa sevanje, ima izjemno toplotno prevodnost in predvsem, hladilni krog ni potrebno držati pod pritiskom. Na kratko – reactor, hlajen s svincem, je neprimerno varnejši od sedanjih PWR-jev.

Po več desetletjih razvoja in preizkusov so Rusi konec leta 2019 začeli z gradnjo prvega prototipnega reaktorja BREST-OD-300, ki bo dokončan do leta 2026, potem naj bi sledil reaktor s komercialno velikostjo 1200 MW. Projekt oplodnega reaktorja, hlajenega s svincem, ima pomenljivo ime: Proryv (“Preboj” po slovensko) ter ima izjemno prioriteto med državnimi projekti v Rusiji in dejansko pomeni preboj v razvoju jedrske tehnologije. Pomeni varen, učinkovit in cenovno konkurenčen jedrski reaktor, ki lahko poleg urana uporablja za gorivo tudi izrabljeno jedrsko gorivo in torij, ki ga je v naravi bistveno več kot urana. Predvidena cena el.energije iz ruskih oplodnih reaktorjev (glede na bistveno manjše investicijske stroške in manjše stroške jedrskega goriva , je za BN-1200 predvidena na nivoju 22 USD/MWh. Manj od polovice današnje tržne cene. BREST-OD-1200 naj bi bil še cenejši.

Kogar zanima več na to temo, lahko prebere tukaj in tukaj:

Rusija (pa tudi Kitajska in Indija) namerava večino svoje električne energije (do 70% po letu 2050) proizvajati s temi tipi reaktorjev. Preostalo bodo pokrile hidrocentrale. Kaj pa obnovljivi viri – vetrnice in fotovoltaika? Ni jih – pri minus 40 st. C si te norije pač ne moreš privoščiti. Takrat rabiš zanesljiv, poceni in stabilen vir energije. Podobno načrtuje Indija, ki je tik pred zagonom svojega 500 MW reaktorja na hitre nevtrone in hlajenega z natrijem v Kappalkamu.

Podobno načrtujejo tudi zahodne demokracije ter Japonska, Južna Koreja in predvsem Kitajska . Glej: The Generation IV International Forum (GIF). V paleti možnih tehnologij oplodni reaktorji predstavljajo veliko večino (štiri od šestih) vseh alternativnih tehnologij in tudi področje kamor gre večina razvojnega denarja na področju razvoja jedrske tehnologije

Kaj to pomeni? Naj počakamo na nov tip oplodnega reaktorja? Seveda ne. Stvari ne grejo tako hitro. Jedrska tehnologija verjetno zahteva najbolj temeljito testiranje novih konceptov, Oplodni reaktorji hlajeni s svincem (ali alternativne tehnogije oplodnih reaktorjev) bodo komercialno na voljo verjetno ne pred 2030 (ali kasneje).

Zakaj potem to razlagam, če pa novo nuklearko potrebujemo v najkrajšem možnem času? Zato, da pokažem, da visoko radioaktivni jedrski odpadki, s katerimi se srečujemo pri današnjihi PWR reaktorjih, na dolgi rok verjetno niso tak problem kot se marsikomu trenutno zdi. Poskušajmo razmišljati malo bolj strateško in dolgoročno. In predvsem okoljevarstveno! Pomislimo na to, da smo izkoristili samo 1 % potencialne energije v jedrskem gorivu NEK-a in da preostanek lahko čez par desetletij pokriva vse potrebe Slovenije po električni energiji za dolga desetletja. Je Evropska unija prepovedala izvoz jedrskih odpadkov zaradi neproliferacije jedrskega materiala ali zato ker se zaveda njihovega energetskega potenciala?

Zakaj se o tem ne piše? Kljub temu, da oplodni reaktorji lahko na osnovi obstoječih zalog urana, izrabljenega jedrskega goriva (“jedrskih odpadkov”) in predvsem zalog torija, dolgoročno pokrijejo večino svetovne potrebe po električni energiji brez strahu, da bi zmanjkalo energenta. Predvsem pa poceni, varno, okoljsko najbolj čisto “pokurijo” jedrske odpadke.

Zakaj? Iz istega razloga kot se je pred desetletji začelo z demoniziranjem jedrske energije. In iz istega razloga Rusi ne delajo reklame iz tega. Ker jim prodaja ogljikovodikov pomeni največji vir deviz, proračunskih prihodkov in političnega vpliva v svetu. Izvoz ruskega plina v Evropo in Azijo jim stalno narašča kljub sankcijam in ameriškemu pritisku. Evropa v svoji politiki dekarbonizacije pač nima druge alternative.

Le zakaj neki bi pljuvali v lastno skledo? Kot bi rekel moj pokojni Nono: “Od človeške neumnosti se najbolje zasluži”.

5 responses

  1. Sem malo poguglal in povsod navajajo, da gre v Indiji oziroma Kudankulam za partnerstvo, zato milijarda $ verjetno ni cena elektrarne.
    Našel sem zanimiv članek, s SMR-ji bodo “osvajali” z globalnim segrevanjem prizadeto Afriko.
    https://www.livemint.com/companies/news/russia-s-rosatom-keen-on-partnering-indian-companies-to-work-on-nuclear-reactors-11573181581202.html

    Pa še ena zanimiva slika core catcherja, ki naj bi zagotavljal neko vrsto pasivne varnosti težkovodnega reaktorja: https://www.world-nuclear-news.org/Articles/RPV-and-core-catcher-shipped-to-Kudankulam-4

    • Tone,

      v ekonomiji je vedno tako, da se moraš vprašat kaj vse je v ceno vključeno. Kundakulam je jedrski park, obsega 4 reaktorje, v prihodnosti pa naj bi jih dodali vsaj še 3. Razlika je ali delaš popolnoma novo elektrarno ali pa dodajaš reaktor k obstoječim.

      Verjetno imaš prav in je polna cena večja – za koliko ne vem, ampa še vedno je verjetno bistveno nižja od zahodnih reaktorjev, npr. EPR..

      Kot sem uspe zaslediti naj bi bili Kitajci sposobni ponujati njihove verzijo AP 1000 pod 3 milijoni za MW, Rusi tudi, verjetno (odvisno od tipa reaktorja) niso bistveno dražji – če sploh). Je pa to daleč od 5 milijonov /MWH kot se gibljejo cene Areve.

      • Tone, aktualen članek. Daje za misliti. Nenadna ustavitev gradnje nukleark je vsekakor močno načela jedrsko industrijo, predvsem evropsko in ameriško. Westinghouse je bankrotiral (2x), podobno se je praktično zgodilo z Arevo, britanska, nemška industrija so praktično izginile. Zanimivo bi bilo videti lastno ceno francoskih nuklear, ki so se najbolj približale serijski industrializaciji. Nekaj podobnega danes poiskušajo Kitajci z njihovo verzijo AP1000

        Če bi samo desetino denarja, ki smo ga kot človeštvo zmetali v obnovljive vire energije, dali v razvoj breeder reaktorjev, človeštvo danes ne bi imelo nikakršnega energetskega problema več. Da o okoljskem niti ne govorimo.

  2. Sem seštel stroške, ki so jih do 2030 naračunali v NEPN; 31,5mrd. Če nisem česa zgrešil, niso upoštevali stroškov postavitve sončnic in vetrnic, da vodikove verige ne omenjam.
    Za ta denar bi lahko postavili dovolj nukleark za ogrevanje in elektriko za celo Slovenijo in to iz krškega odpada, ki je tak nevzdržen problem 😀

%d bloggers like this: