Polski Atom

Materiał informacyjny
opracowany przez Departament Energii Jądrowej
Ministerstwa Klimatu i Środowiska
5 lipca 2021 r.

BIEŻĄCY PRZEGLĄD WYDARZEŃ W ENERGETYCE JĄDROWEJ NA ŚWIECIE

1. Energia jądrowa napotyka na przeszkody, aby być włączoną do inwestycji w czystą energię
Energia jądrowa została wyłączona z zielonych ram finansowych rządu Wielkiej Brytanii, (Green Financing Framework), podczas gdy kilka państw członkowskich UE napisało do Komisji Europejskiej, aby sprzeciwić się włączeniu energii jądrowej do zielonej taksonomii bloku.
Brytyjski dokument zatytułowany Green Financing Framework opisuje, w jaki sposób rząd planuje sfinansować wydatki, które według niego będą miały kluczowe znaczenie w walce ze zmianami klimatu i innymi wyzwaniami środowiskowymi, poprzez emisję zielonych obligacji państwowych i detalicznych zielonych obligacji oszczędnościowych (Green Savings Bonds). Ramy, które zostały opracowane i opublikowane 1 lipca przez Skarb Państwa (Treasury), stanowią podstawę identyfikacji, selekcji, weryfikacji i raportowania zielonych projektów kwalifikujących się do takiego finansowania.
W sekcji „wykluczenia” czytamy w dokumencie: „Uznając, że wielu zrównoważonych inwestorów stosuje kryteria wykluczające dotyczące energetyki jądrowej, rząd Wielkiej Brytanii nie będzie finansował żadnych wydatków związanych z energią jądrową w tych Ramach”.
Dodatkowo, rząd Wielkiej Brytanii zdaje sobie jednak sprawę, że osiągnięcie zerowej emisji netto będzie wymagało, aby cała energia dostarczana klientom była w formie bezemisyjnej i pochodziła ze źródeł niskoemisyjnych. Energetyka jądrowa jest i nadal będzie kluczowym elementem niskoemisyjnego koszyka energetycznego w Wielkiej Brytanii, obok wytwarzania energii ze słońca i wiatru oraz technologii wychwytywania i składowania dwutlenku węgla. Wszystkie te technologie są ważne w przeciwdziałaniu zmianom klimatu i dywersyfikacji dostaw Wielkiej Brytanii, przyczyniając się do bezpieczeństwa energetycznego kraju i jego zrównoważonego wzrostu.
Ramy są zgodne z Zasadami Zielonych Obligacji Międzynarodowego Stowarzyszenia Rynku Kapitałowego 2021.
Aby umożliwić inwestorom śledzenie postępów i osiągania pozytywnych skutków, Ministerstwo Skarbu poinformowało, że zamierza co roku publikować raport alokacji na temat kwalifikujących się wydatków ekologicznych oraz co najmniej co dwa lata raport z oddziaływania określający wpływ na środowisko i korzyści społeczne.
Wielka Brytania znajduje się również w trakcie opracowywania własnej „zielonej taksonomii”.

Opozycja kierowana przez Niemcy
Tymczasem grupa pięciu państw członkowskich UE pod przewodnictwem Niemiec wystosowała do Komisji Europejskiej pismo, w którym proszą o wyłączenie energii jądrowej z unijnej taksonomii zrównoważonego finansowania.
Ich wystąpienie jest następstwem oceny Wspólnego Centrum Badawczego (JRC), którego misją jest wspieranie polityk UE niezależnymi dowodami, że energia jądrowa nie szkodzi zdrowiu ludzkiemu ani środowisku bardziej niż jakakolwiek inna technologia wytwarzania energii uważana za zrównoważona.
List – podpisany przez ministrów środowiska lub energetyki Austrii, Danii, Niemiec, Luksemburga i Hiszpanii – wskazuje na „niedociągnięcia” w raporcie JRC, który został opublikowany w kwietniu.
Ministrowie stwierdzili, że wnioski JRC były błędne i oparte na „dwóch poważnych niedociągnięciach metodologicznych”.
Zdaniem ministrów JRC „zaniedbuje zajmowanie się pozostałymi ryzykami jądrowymi, oceniając jedynie normalną eksploatację elektrowni jądrowych” i „ignoruje podejście uwzględniające cały ich cykl życia”.
„Uznajemy suwerenne prawo państw członkowskich do decydowania za lub przeciw energii jądrowej jako części ich krajowych systemów energetycznych. Obawiamy się jednak, że włączenie energii jądrowej do taksonomii trwale naruszyłoby jej integralność, wiarygodność, a tym samym jej użyteczność”, napisali ministrowie.
Dwie grupy ekspertów, którym Komisja Europejska powierzyła przegląd raportu JRC na temat zrównoważenia energii jądrowej, opublikowały właśnie swoje oceny.
Grupa ekspertów powołana zgodnie z Art. 31 Traktatu Euratom w dużej mierze zgadza się z wnioskami sprawozdania JRC, a jej stanowisko można znaleźć na stronie:
https://ec.europa.eu/info/sites/default/files/business_economy_euro/banking_and_finance/documents/210630-nuclear-energy-jrc-review-article-31-report_en.pdf
Natomiast Komitet Naukowy ds. Zagrożeń dla Zdrowia, Środowiska i Pojawiających się Zagrożeń (SCHEER) uznaje swój własny brak wymaganej wiedzy fachowej do przeprowadzenia takiej oceny, ale wyraża pewne obawy dotyczące wniosków ze sprawozdania JRC. Stanowisko Komitetu znajduje się na stronie:
https://ec.europa.eu/info/sites/default/files/business_economy_euro/banking_and_finance/documents/210629-nuclear-energy-jrc-review-scheer-report_en.pdf
Więcej na: https://www.world-nuclear-news.org/Articles/UK-excludes-nuclear-from-green-taxonomy

2. Energetyka jądrowa i wodór
Paul Lalovich i Ed Bodmer omawiają ekonomię i finanse energetyki jądrowej i kogeneracji wodorowej.
W miarę wykorzystywania nowych źródeł energii i zaawansowanych technologii następuje ciągła ewolucja podaży, popytu i dystrybucji energii. Jednak większość infrastruktury energetycznej na całym świecie charakteryzuje się dużą „bezwładnością” – tj. jej wymiana zajmuje lata lub dekady – a długofalowy rozwój będzie miał wpływ na gospodarkę energetyczną w nadchodzących dziesięcioleciach.
Elektrownie jądrowe również ewoluują i przechodzą postęp technologiczny, aby uczynić je bardziej wszechstronnymi. Zaawansowane elektrownie jądrowe będą funkcjonować jako część systemu elektroenergetycznego, który bardzo różni się od tego, który istniał podczas budowy obecnie eksploatowanych jednostek wytwórczych.
Inną technologią przechodzącą postęp techniczny, aby stać się bardziej wszechstronną, jest kogeneracja wodorowa, a wraz z rozwojem ekonomii energetyki produkcja wodoru zyskuje globalne uznanie i poparcie polityczne.
Ponieważ rynki szybko włączają odnawialne źródła energii, w tym wiatr i słońce, utrzymanie równowagi podaży i popytu staje się coraz trudniejsze. Zapotrzebowanie na energię zmienia się w ciągu dnia, spadając na krótko rano i osiągając szczyt wczesnym wieczorem, gdy ludzie wracają do domu z pracy. Generalnie elektrownie jądrowe działają przy pełnym obciążeniu, ale teoretycznie nadal są w stanie osiągnąć wyższą elastyczność operacyjną. To właśnie elastyczność operacyjna umożliwia elektrowniom jądrowym dynamiczne reagowanie na sezonowe zmiany popytu lub godzinowe zmiany cen rynkowych.
W praktyce bardziej obiecujące zastosowania energetyki jądrowej, w tym produkcja wodoru i wysokotemperaturowego ciepła technologicznego, zostały ostatnio włączone do programu Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej. W 2018 r. napisano, że „Agencja Energii Jądrowej OECD, Euratom i Międzynarodowe Forum Generacji IV wyraziły zainteresowanie nieelektrycznymi zastosowaniami energii jądrowej, skoncentrowanymi na zaawansowanych i rewolucyjnych reaktorach jądrowych nowej generacji”. Według Ibrahima Khamisa z MAEA do czynników napędzających kogenerację należy m.in. poprawa ekonomii, zaspokojenie popytu na energochłonne towary nieelektryczne, zabezpieczenie dostaw energii dla kompleksów przemysłowych, uwzględnienie sezonowych wahań zapotrzebowania na energię elektryczną i dopasowanie małych i średnich sieci elektrycznych do dostępnych sieci wielkogabarytowych.

Zalety energetyki jądrowej i kogeneracji wodorowej
Każdego roku na całym świecie zużywa się około 50 mln ton wodoru. Elektrownie jądrowe i systemy produkcji wodoru są dobrze dopasowane, aby zapewnić energetyce jądrowej przewagę ekonomiczną nad tradycyjnymi źródłami energii do produkcji wodoru. Elektrownie jądrowe mogą dostarczać wymagane ciepło i energię elektryczną bez emisji dwutlenku węgla. Produkowany wodór posłuży jako magazyn energii i oddzieli produkcję energii od zużycia energii elektrycznej. Zmagazynowany wodór może być wykorzystany jako paliwo do generatorów opartych na jego spalaniu lub sprzedany do innych celów przemysłowych.
Produkcja wodoru została również uznana za technologię magazynowania energii w badaniu z 2017 r. (Coleman, Bragg-Sitton i Dufek, 2017). Badacz MIT Energy Initiative (MITEI) Jesse Jenkins i jego koledzy z Argonne National Laboratory rozważali połączenie zasobów odnawialnych z elastycznymi elektrowniami jądrowymi. W artykule dla Applied Energy Jenkins twierdzi, że bardziej sensowne jest eksploatowanie elektrowni jądrowej przy niższej wydajności i absorbowanie jak największej ilości energii wiatru i słońca. W ten sposób energia jądrowa działa elastycznie, integrując energię odnawialną i redukując emisje dwutlenku węgla. Elastyczne operacje zwiększają przychody właścicieli reaktora poprzez zmniejszenie ilości paliwa odpadowego, poprawę jakości systemu i obniżenie kosztów energii klienta.
Według artykułu opublikowanego w czasopiśmie Sustainability (Noussan, Raimondi, Scita i Hafner, 2021), rozwój systemów magazynowania energii przy użyciu wodoru może zmniejszyć emisje związane z wytwarzaniem energii w porównaniu do emisji generowanych przez spalanie paliw kopalnych. Autorzy twierdzą, że integracja ogniw paliwowych z wodorem w sektorze transportu i wykorzystanie magazynowania energii w celu złagodzenia szczytowego wytwarzania energii zmniejsza emisje CO2, pod warunkiem, że jedynym produktem ubocznym spalania wodoru jest woda.
Emisja węgla z cyklu życia wodorowego ogniwa paliwowego zależy od pierwotnego źródła energii i procesu wykorzystywanego do produkcji wodoru. Wykorzystywanie wody do produkcji wodoru może również mieć znaczący wpływ na środowisko. Woda jest generowana i może zostać zawrócona do pierwotnego źródła, gdy wodór zostanie ponownie połączony z tlenem w ogniwie paliwowym w celu wytworzenia energii elektrycznej.
Metale toksyczne, takie jak pallad, są wykorzystywane jako elektrody i katalizatory w procesie wytwarzania wodoru. Dlatego też utylizacja zużytych ogniw paliwowych jest kolejnym aspektem, który należy dokładnie monitorować, aby ograniczyć negatywny wpływ na środowisko. W ostatnim czasie recykling i ponowne przetwarzanie palladu są przedmiotem badań, których celem jest zmniejszenie jego negatywnego wpływu na środowisko.
Jeżeli energia jądrowa ma być rozważana za podstawowe źródło energii do produkcji wodoru, powinna generować minimalne emisje i wywierać minimalny wpływ na środowisko.

Wyzwania energetyki jądrowej i kogeneracji wodorowej
Kogeneracja jądrowa stoi przed poważnymi wyzwaniami, w tym rozbieżnościami między rynkami energii jądrowej i cieplnej. Istnieją również specyficzne problemy i obawy, które należy rozwiązać w związku z elektrownią jądrową, której projekt został zmieniony tak, aby lepiej nadawała się do produkcji wodoru (regulacje, czas potrzebny na planowanie, budowę i ryzyko finansowe, demonstracja specyficznych i niestandardowych elektrowni jądrowej oraz ich licencjonowanie).
Wytwarzanie energii jądrowej jest wykonalne i opłacalne ekonomicznie; jednak każdy reaktor jądrowy podlega szeregowi ograniczeń operacyjnych wynikających z fizyki reaktora jądrowego i różnią się one od ograniczeń technologicznych tradycyjnych elektrowni węglowych lub gazowych. Na przykład, jeśli w trakcie cyklu napromieniania paliwa zmieni się minimalnie stabilna wydajność reaktora jądrowego, produkcja nie może wzrosnąć ani spaść zbyt szybko bez obciążania prętów paliwowych i samego reaktora.
Przy wysokich poziomach mocy dostępna jest nadwyżka energii, której ograniczanie uważa się za bardzo niekorzystne dla zakładu. Dostępna nadwyżka energii ucierpiałaby, gdyby elektrownia działała elastycznie w celu dostosowania do zarządzania popytem.

Wnioski
Potencjalne korzyści z wodoru jądrowego w porównaniu z innymi źródłami są znaczące i mogą skutkować rosnącym udziałem produkcji wodoru w przyszłej globalnej gospodarce energetycznej. Jednak procesy związane z wodorem jądrowym są technicznie niepewne i wymagają kompleksowych badań oraz dużego wysiłku rozwojowego. Kwestie bezpieczeństwa oraz przechowywanie i dostarczanie wodoru to kluczowe obszary rozwoju w celu promowania dobrze prosperującej gospodarki wodorowej.
W ocenie kosztów zielonego wodoru, tj. wytwarzanego poprzez elektrolizę wody przy użyciu energii niskowęglowej (możliwa alternatywna produkcja z metanu z reformingiem parowym i wychwytywaniem węgla jest określana jako „niebieski” wodór), analiza musi uwzględniać koszty i sprawności elektrolizera i wymiany jego stosów, sprężania i magazynowania wodoru, kosztów transportu i wreszcie sprawności dozowania wodoru.
Jednym z ostatecznych pytań dotyczących przyszłości wodoru w zdekarbonizowanym świecie jest koszt produkcji wodoru z elektrolizera w stosunku do alternatywnych sposobów dostarczania wodoru do stosowania w transporcie, produkcji nawozów, zastosowań przemysłowych i innych.
Dokładne obliczenie kosztu wodoru jako koszty całego cyklu życia pozwala na zastosowanie różnych modeli biznesowych, takich jak wykorzystanie paliwa wodorowego w samolotach, śmieciarkach, autobusach i innych środkach transportu, których nie można zrealizować pojazdami elektrycznymi. Można również porównać koszt wodoru z elektrolizera z kosztem wodoru z reformingu parowego metanu; ocenić koszty i korzyści rozproszonej produkcji wodoru w porównaniu z produkcją scentralizowaną i zmierzyć skuteczność strategii, która produkuje wodór w okresach, gdy koszty energii elektrycznej są niskie.
Autorzy: Paul Lalovich i Ed Bodmer, konsultanci ds. efektywności organizacyjnej, Agile Dynamics.
Więcej na: https://www.neimagazine.com/features/featurenuclear-power-and-hydrogen-8861067/
 

3. Brazylia zatrudnia konsorcjum kierowane przez Tractebel do realizacji projektu Angra 3
Brazylijski Narodowy Bank Rozwoju Gospodarczego i Społecznego (BNDES) wynajął konsorcjum do opracowania i zorganizowania projektu dokończenia budowy bloku nr 3 w elektrowni jądrowej Angra w Rio de Janeiro.
Utworzenie konsorcjum Angra Eurobras NES, w skład którego wchodzą: Tractebel Engineering Ltda, Tractebel Engineering SA i Grouped Entrepreneurs International SA - jest częścią usług technicznych, które BNDES świadczy od 2019 roku właścicielowi elektrowni Angra, firmie Eletronuclear.
Prace przy budowie bloku wstrzymano po raz drugi w 2015 roku, kiedy ukończono już nieco ponad 60% projektu. Obecnie oczekuje się, że rozpocznie on działalność pod koniec 2026 roku.
Konsorcjum ma za zadanie zdefiniować i określić zakres inwestycji niezbędnych do realizacji projektu, szczegółowy harmonogram prac oraz określenie, w jaki sposób jedna lub więcej firm budowlanych zostaną zatrudnione do wykonania prac.
"Utworzenie konsorcjum, złożonego z firm z dużym doświadczeniem w doradztwie przy realizacji elektrowni jądrowych na świecie, pozwoli na zaprojektowanie inwestycji z pewnością niezbędną do pozyskania pierwszorzędnych partnerów budowlanych oraz szerokiego grona pośredników finansowych w Brazylii i na świecie” – stwierdził Leonardo Cabral, dyrektor ds. prywatyzacji w BNDES.
Projekt Angra 3 może mieć jedną lub więcej umów w zakresie prac inżynieryjnych, zaopatrzenie i budowę, w zależności od zaleceń technicznych przedstawionych przez konsorcjum.
Lidiane Delesderrier Gonçalves, ekspert biznesowy BNDES, powiedziała, że Angra Eurobras NES będzie również odpowiedzialne za doradztwo w zakresie zatrudniania firm budowlanych.
„Ta rada, która obejmie ocenę propozycji technicznych różnych firm, jest uważana za niezwykle ważną dla zapewnienia pomyślnego procesu selekcji, przyciągając firmy o uznanej jakości technicznej” – powiedziała.
Blok Angra 3 będzie wyposażony w reaktor PWR typu PRE CONVOI o mocy 1340 MWe, który będzie generować ponad 10 TWh energii elektrycznej rocznie, wystarczająco dużo, aby obsłużyć około sześciu milionów domów, powiedział BNDES. Zwiększy również niezawodność krajowej sieci, ponieważ w przeciwieństwie do energii słonecznej i wiatrowej energia jądrowa nie jest zależna od pogody – dodał dyrektor Cabral.
Cabral stwierdził w marcu, że spodziewa się, iż umowa o finansowanie budowy bloku energetycznego Angra 3 będzie gotowa do końca przyszłego roku. BNDES jest jednym z największych dostawców finansowania projektów infrastrukturalnych w Brazylii, a także odgrywał w przeszłości rolę w finansowaniu energetyki jądrowej.
Brazylia eksploatuje dotychczas dwa bloki jądrowe w EJ Angra, o sumarycznej mocy 1884 MWe, które zostały uruchomione odpowiednio w roku 1982 i 2000. W 2020 r. wyprodukowały 12,244 TWh energii elektrycznej, co stanowiło 2,1% produkcji krajowej.
Więcej na: https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Brazil-hires-Tractebel-led-consortium-for-Angra-3

CZY WIESZ, ŻE…

W 2019 r. 56% światowego wydobycia uranu skupione było w 10 największych kopalniach, które wydobyły ogółem 30032 tU.

Infografika "Największe kopalnie uranu na świecie w 2019 r." - w załączeniu.

Materiał DEJ opracowany na podstawie: WNN, NucNet, WNA, NEInt