Polski Atom

Dlaczego transformacja energetyczna jest potrzebna?

Nie ulega wątpliwości, że jednym z największych wyzwań, przed którym stoimy jako ludzkość, jest zahamowanie niekorzystnych zmian klimatycznych. Ich główną przyczyną jest szeroko rozumiana działalność człowieka. Zgodnie ze znakomicie udokumentowanymi wynikami badań naukowych, na całym świecie należy radykalnie obniżyć antropogeniczną emisję gazów cieplarnianych, a do 2050 roku trzeba ją zrównoważyć z pochłanianiem, osiągając tak zwaną neutralność klimatyczną. Takie działania są konieczne przede wszystkim z uwagi na odpowiedzialność za przyszłe pokolenia czy nawet całą cywilizację, ale również z powodu podpisanych zobowiązań międzynarodowych. W 2015 roku niemal 200 krajów na całym świecie przyjęło Porozumienie paryskie w czasie konferencji Organizacji Narodów Zjednoczonych. W dokumencie stworzonym na podstawie najlepszej wiedzy naukowej zgromadzonej przez IPCC (Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu) zobowiązano się do ograniczenia wzrostu średniej temperatury globalnej poniżej 2˚C w stosunku do okresu przedprzemysłowego oraz podjęcia wysiłków, aby ten wzrost nie przekroczył 1,5˚C.

Jednymi z najważniejszych źródeł emisji gazów cieplarnianych są sektory energetyki i ciepłownictwa. Warto w tym miejscu posłużyć się liczbami. W wyniku takiej działalności tylko w 2019 roku na całym świecie doszło do emisji aż 15,8 mld ton CO2, co samo w sobie stanowi ponad 30% emisji całkowitej. Poza drobnymi wyjątkami, jak np. czas pandemii na świecie, roczne emisje z energetyki stale rosną. Polska jest znaczącym emitentem CO2, a głównym jego źródłem są zasilane w dużej mierze węglem energetyka i przemysł. W naszym kraju roczna emisja CO2 z tych źródeł wynosi ponad 150 mln ton. Trzeba dodać, że tak duże emisje wiążą się również z wysokimi kosztami uprawnień do emisji, będących rynkowym instrumentem zachęcającym do ograniczania emisji. W 2021 roku polskie elektrownie musiały wydać ponad 25 mld zł na zakup pozwoleń do emisji CO2, w 2022 roku kwota ta może wzrosnąć nawet do 40 mld zł. Ponadto wzrost cen paliw kopalnych: węgla i gazu powoduje jednoczesny wzrost kosztów wytwarzania, co w rezultacie jest jednym z czynników prowadzących do podwyższenia cen energii dla finalnych odbiorców.

Wszystko to skutkuje koniecznością przeprowadzenia transformacji energetycznej – nie tylko w Polsce, ale i na całym świecie. Oczywiście w różnych krajach czy regionach sposoby przeprowadzenia transformacji energetycznej mogą być odmienne, jednak większość organizacji i ekspertów wskazuje na konieczność odejścia od produkcji energii z paliw kopalnych i zastąpienie ich źródłami nisko- i zeroemisyjnymi. Do tych źródeł zalicza się energetykę jądrową oraz odnawialne źródła energii – w praktyce jest to głównie energia ze słońca, wiatru i wody. Emisyjność CO2 z atomu jest zbliżona do tej, jaką odnotowuje się przy produkcji energii z OZE. Choć w latach 2000–2018 doszło do pięćdziesięciokrotnego wzrostu ilości energii elektrycznej produkowanej ze słońca i wiatru w skali całego świata, to mimo to w całkowitym bilansie udział energii wytwarzanej z paliw kopalnych utrzymał się na tym samym poziomie – niemal 80%. W tym samym okresie spadł udział energii wytwarzanej z atomu, choć jej bezwzględna ilość wzrosła. Jest to rezultatem szybko rosnącego globalnego zapotrzebowania na energię elektryczną.

Transformacja energetyczna w Polsce i na świecie

Transformacja energetyczna w Polsce musi opierać się na fundamencie zrównoważonego rozwoju. W przypadku źródeł wytwórczych KSE (Krajowy System Elektroenergetyczny) do kluczowych kryteriów zrównoważonego rozwoju zalicza się:

• zagwarantowanie bezpieczeństwa dostaw energii elektrycznej do końcowych odbiorców,
• zapewnienie energii elektrycznych końcowym odbiorcom w umiarkowanych cenach, które sprzyjają rozwojowi ekonomicznemu kraju,
• zagwarantowanie odpowiedniego poziomu przeciwdziałania zmianom klimatycznym,
• zapewnienie ochrony środowiska.

Biorąc pod uwagę powyższe kryteria, konieczne jest wprowadzenie bezpiecznego, niskoemisyjnego i efektywnego ekonomicznie systemu elektroenergetycznego już w ciągu najbliższych dwóch dekad.

W teorii można wskazać kilka sposobów ograniczenia emisji gazów cieplarnianych. Jedną z metod jest wychwytywanie dwutlenku węgla ze spalin. Niestety, obecnie technologia ta nie jest gotowa na skomercjalizowanie na szeroką skalę, a aktualnie funkcjonujące instalacje komercyjne należą do rzadkości. Obecnie w energetyce światowej działa tylko jedna tego typu instalacja. Dość często można spotkać się z twierdzeniem, iż doskonałą drogą do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych jest po prostu zmiana stylu życia każdego z nas – chodzi tu o takie zachowania jak np. oszczędzanie energii elektrycznej. Zasadniczo trend ten sam w sobie jest jak najbardziej słuszny, jednak jak zauważa profesor James Hansen, ludzie nie są w stanie rozwiązać problemu klimatycznego w ten sposób z powodu braku możliwości zahamowania wzrostu zapotrzebowania na energię w rozwijającym się świecie. Musimy sobie bowiem uświadomić, że energia elektryczna i ciepło są potrzebne praktycznie w każdym aspekcie naszego życia. Takie działania są oczywiście pomocne, jednak rzeczywiście skutecznym rozwiązaniem jest zastąpienie paliw kopalnych źródłami niskoemisyjnymi. Społeczności mogą bardzo dużo osiągnąć np. poprzez wywieranie presji na wprowadzanie opłat za zanieczyszczanie środowiska, na przykład przez emisje gazów cieplarnianych lub wdrażanie transformacji energetycznej w określonym kierunku.

Jednym z najlepszych rozwiązań na przeprowadzenie transformacji energetycznej z jednoczesnym wypełnieniem porozumień międzynarodowych i zahamowaniem zmian klimatycznych będzie przejście na energetykę jądrową wraz z odnawialnymi źródłami energii. Zresztą energetyka jądrowa już przynajmniej raz udowodniła, że może być znakomitym motorem odejścia od paliw kopalnych. Plan Messmera, który został wprowadzony w 1973 roku, to zarazem największy w historii program dekarbonizacji energetyki. Gdy w tamtym czasie doszło do kryzysu naftowego, Francja zdecydowała uniezależnić się od paliw kopalnych. Dlatego też w ciągu 19 lat zbudowano 53 bloki jądrowe, które aż do teraz zaspokajają niemal 70% zapotrzebowania na elektryczność. Z tego powodu Francja ma najniższy poziom emisji CO2 w przeliczeniu na mieszkańca wśród krajów grupy G7. Warto w tym miejscu wskazać dodatkowe udogodnienie, jakim jest zbliżona charakterystyka pracy bloków jądrowych i elektrowni pracujących na paliwach kopalnych. Jednocześnie ten argument trzeba rozpatrywać jako atut w kontekście przeprowadzenia transformacji energetycznej w Polsce w kierunku atomu, bowiem nie są wymagane skomplikowane zmiany systemu energetycznego.

W kraju takim jak Polska, który nie posiada dużych zasobów hydroenergetycznych, budowa bezpiecznego, stabilnego, zeroemisyjnego i zarazem efektywnego ekonomicznie systemu elektroenergetycznego musi opierać się o łączenie rozwoju energetyki jądrowej oraz energetyki wykorzystującej odnawialne źródła energii (przede wszystkim wiatrowe i słoneczne). Aby dokonać tego w czasie wspomnianych wcześniej najbliższych 20 lat, stopniowo wyłączane będą  z ruchu wyeksploatowane bloki energetyczne opalane węglem, które obecnie pełnią funkcje jednostek wytwórczych centralnie dysponowanych (JWCD), i jednocześnie włączane do pracy jednostki wytwórcze, które mogą przejmować ich rolę. Mogą to być bloki jądrowe o wysokiej stabilności pracy oraz niemal zerowej emisji CO2. Ekonomiczność tego rozwiązania wynika natomiast z umiarkowanych kosztów w długiej perspektywie czasowej, co jest z kolei efektem niskich kosztów paliwowych oraz bardzo długiej żywotności. Takie zsynchronizowane działania zapewnią bezpieczeństwo pracy Krajowego Systemu Elektroenergetycznego.

Największe instytucje międzynarodowe popierają szybkie wdrażanie niskoemisyjnych źródeł energii w postaci elektrowni jądrowych oraz OZE – dość wymienić tu Organizację Narodów Zjednoczonych czy Międzynarodową Agencję Energetyczną. Zgodnie z raportem Europejskiej Komisji Gospodarczej ONZ (UNECE), nie uda się zahamować zmian klimatu, jeżeli z systemów energetycznych zostaną wykluczone technologie jądrowe.

Korzystny wpływ energetyki jądrowej na szeroko rozumianą ochronę środowiska nie wynika wyłącznie z zerowej emisyjności. Trzeba tu również wspomnieć o dość niewielkiej powierzchni terenu jaka jest potrzebna do wybudowania i pracy elektrowni jądrowej, szczególnie w stosunku do ilości wytwarzanej czystej energii. Funkcjonowanie elektrowni jądrowej ma względnie niewielki wpływ bioróżnorodność w swojej najbliższej okolicy. Energia jądrowa charakteryzuje się najniższą intensywnością użytkowania gruntów wśród wszystkich pierwotnych źródeł energii, wskaźnik ten wynosi 0,1 m2/MWh.

Atom i odnawialne źródła energii najlepszą drogą transformacji energetycznej

Odpowiednie przeprowadzenie transformacji energetycznej jest niebywale istotne, gdyż brak stałego dostępu do energii elektrycznej może mieć bezpośredni wpływ na zdrowie i życie człowieka. Wystarczy tu wymienić skomplikowaną aparaturę podtrzymującą funkcje życiowe, której praca wymaga energii elektrycznej. I choć nie można zapominać o układach zasilania awaryjnego bądź niezależnego, to jednak nawet krótka przerwa w dostawach prądu może prowadzić do nagłego zwiększenia liczby zgonów. To efekt m.in. wypadków spowodowanych utratą zasilania np. czujek dymu czy telefonów, bez których nie da się odpowiednio skoordynować szybkiej akcji służb.

Atom powinien pełnić istotną rolę w korzystnie prowadzonej transformacji energetycznej w kraju. Energetyki jądrowej nie można jednak rozpatrywać w oderwaniu od odnawialnych źródeł energii. Wynika to z kilku powodów – nawet sprawnie wdrożone działania mogą zagwarantować znaczny udział energii z atomu nie wcześniej niż za kilkanaście lat, a i tak pokryje to tylko część wciąż wzrastającego zapotrzebowania na energię elektryczną. Dlatego też, aby wesprzeć ten proces i jednocześnie zmniejszać emisyjność, należy budować farmy wiatrowe na morzu czy wspierać energetykę wiatrową na lądzie. Biorąc pod uwagę liczby dotyczące emisyjności CO2 w gramach na kilowatogodzinę, energia z atomu należy do zdecydowanie najlepszych rozwiązań. Zależnie od przeprowadzonych badań, w przypadku energii jądrowej, wskaźnik ten wynosi około kilku-kilkunastu g CO2/kWh, dla wszystkich źródeł odnawialnych (poza biomasą) wartość ta nie przekracza 50 g CO2/kWh. To o tyle istotne, gdyż dla węgla wskaźnik emisyjności wynosi około 800 g CO2/kWh – różnica jest zatem kolosalna.

Z punktu widzenia dekarbonizacji gospodarki i hamowania niekorzystnych zmian klimatu, energia jądrowa wraz z OZE to najkorzystniejsze rozwiązania. Często w debacie publicznej pojawia się dyskusja dotycząca tego, aby kierować się ku technologiom opartym na atomie lub ku odnawialnym źródłom energii o niskiej emisyjności. W rzeczywistości jednak zarówno energia jądrowa, jak i OZE, są wielokrotnie lepszym rozwiązaniem niż elektrownie węglowe. Jako że transformacja energetyczna to nie tylko „wybudowanie elektrowni”, lecz także szereg problemów technologicznych, inżynieryjnych, społecznych i politycznych, warto skupić się na opracowaniu i wdrażaniu działań uwzględniających optymalną kooperację energetyki jądrowej i OZE. W końcu wszystkie te środki doprowadzą do bardzo istotnego obniżenia emisyjności, a to jeden z priorytetów całościowo rozumianej transformacji energetycznej.

W ocenie IPCC do osiągnięcia celów klimatycznych do 2050 roku produkcja energii w blokach jądrowych musi wzrosnąć od 2 do 6 razy, a w przypadku OZE innych niż biomasa od 9 do nawet 14 razy. Wyliczenia te są zbieżne z prognozami Międzynarodowej Agencji Energetycznej. I tu właśnie upatruje się kluczowego znaczenia energii z atomu. To energetyka jądrowa jako źródło niskoemisyjne i – w przeciwieństwie do OZE – pracujące niezależnie od pogody, otwiera szansę na wcielenie w życie Porozumienia paryskiego. Udział energetyki jądrowej w przyszłym systemie energetycznym będzie szczególnie istotny w naszym kraju, gdyż warunki geograficzne Polski nie dają perspektyw rozbudowy innych stabilnych niskoemisyjnych źródeł energii. Wynika to m.in. z braku potencjału istotnego rozwoju energetyki wodnej, małego usłonecznienia zimą czy długich okresów bezwietrznych w dużej części kraju. Co równie ważne, transformacja ku energetyce jądrowej nie wymaga gruntownych przekształceń systemu elektroenergetycznego.

Należy pamiętać, że energetyki jądrowej nie można rozpatrywać w oderwaniu od odnawialnych źródeł energii, gdyż w rzeczywistości tylko wszystkie te technologie razem mogą zagwarantować skuteczną dekarbonizację. Nie są one wobec siebie konkurencyjne – wręcz przeciwnie, doskonale się uzupełniają i mogą nie tylko realnie zahamować niekorzystne zmiany klimatyczne, ale też umożliwić skuteczną transformację energetyczną w Polsce. Przeprowadzenie transformacji energetycznej w Polsce z wykorzystaniem technologii jądrowych oraz OZE przyczyni się również do zagwarantowania bezpieczeństwa pracy KSE oraz bezpieczeństwa energetycznego kraju na drodze dywersyfikacji paliwowej sektora elektroenergetyki. Ponadto energia z atomu to coś więcej niż tylko (a właściwie aż) niskoemisyjna elektryczność. W przyszłości energetyka jądrowa może wesprzeć odejście od paliw kopalnych również w innych sektorach, jak choćby transport i ciepłownictwo.