Polski Atom

19 sierpnia 2022 r.

I. Bieżące Wydarzenia w Energetyce Jądrowej na Świecie

1. Reaktor Westinghouse AP1000 osiągnął status „NOAK”

Według dyrektora Westinghouse, Davida Durhama, elektrownie jądrowe, ze swoją stabilną i bezemisyjną pracą przez ponad 60 do 100 lat, w połączeniu z odnawialnymi źródłami energii, oferują Europie najlepszą i być może jedyną szansę na osiągnięcie celów klimatycznych.

Durham, prezes ds. systemów energetycznych tej amerykańskiej firmy jądrowej, powiedział, że technologia dużego reaktora AP1000 jest sprawdzoną technologią, która osiągnęła status „kolejnego (n-tego) w swoim rodzaju” (nth-of-a-kind, NOAK).

Następny reaktor AP1000 sprzedany przez firmę będzie miał numer 11 i będzie identyczny z pierwszymi 10 jednostkami. „Nie stoimy w obliczu wyzwań związanych z rozwojem technologii, licencjonowaniem i budową, z którymi będą musiały się zmierzyć inne zupełnie nowe, zaawansowane projekty lub projekty SMR”, powiedział Durham.

Stwierdził, że chociaż energia jądrowa zawsze była ważną częścią europejskiego miksu energetycznego, z reaktorami wytwarzającymi około 20% energii elektrycznej bloku, stała się jeszcze bardziej istotna od inwazji Rosji na Ukrainę. Dowodem na to było włączenie energii jądrowej do taksonomii zrównoważonego finansowania UE, co „otwiera drzwi reaktorom”, dając im „zielone światło dla dalszego rozwoju”.

Westinghouse niedawno podpisał na Ukrainie umowy mające na celu zwiększenie w tym wschodnioeuropejskim kraju planowanej floty reaktorów AP1000 z pięciu do dziewięciu jednostek. Podpisał również kontrakt na rozpoczęcie procesu zmiany licencji na technologię AP1000, która zastąpi dotychczasową technologię rosyjską w elektrowni jądrowej Chmielnicki na Ukrainie.

Podpisał również umowy partnerskie z Polską, Czechami i Słowenią dla potencjalnych projektów budowy elektrowni AP1000 w Europie Środkowo-Wschodniej. „Widzimy dodatkowe możliwości dla naszej technologii AP1000 w kilku innych krajach Europy, Bliskiego Wschodu, Ameryki Północnej i Azji” – powiedział Durham.

Z każdego projektu wyciąga się wnioski, które można zastosować przy realizacji kolejnych obiektów, stwierdza Durham. „W ten sposób obniżane są koszty i skracane harmonogramy. Projekty Westinghouse w Chinach pokazały, że elektrownia AP1000 to sprawdzona technologia”.

Chiny posiadają cztery komercyjne bloki AP1000 w elektrowniach jądrowych Sanmen i Haiyang. Na początku tego roku Pekin ogłosił, że zbuduje dwie dodatkowe jednostki w każdym z dwóch zakładów, ale przy użyciu krajowej wersji AP1000, CAP1000.

To, w połączeniu z dwoma ukończonymi niedługo blokami AP1000 w EJ Vogtle w USA, pokazuje, że „osiągnęliśmy status n-tego w swoim rodzaju”, powiedział Durham. „Mamy w 100% sprawdzony projekt, sprzęt, łańcuch dostaw i wewnętrzną siłę roboczą”.

W projektach Vogtle-3 i -4 odnotowano opóźnienia i przekroczenia kosztów, ale amerykańska Komisja Dozoru Jądrowego niedawno zatwierdziła załadunek paliwa jądrowego i rozpoczęcie rozruchu bloku nr 3, pierwszego reaktora, który osiągnął ten punkt w połączonym procesie licencjonowania agencji.

Westinghouse jest przekonany, że projekty elektrowni AP1000 chińskich klientów potwierdzą wnioski zawarte w niedawnym raporcie Massachusetts Institute of Technology (MIT) dotyczącym nakładów kapitałowych i harmonogramu budowy dla przyszłych jednostek AP1000.

W raporcie tym stwierdzono, że szacowany koszt dla NOAK AP1000 czyni tę technologię atrakcyjną opcją dla globalnego rozwoju energetyki jądrowej. AP1000 to sprawdzona technologia, która jest w stanie wyprodukować prawie 10 000 GWh czystej energii rocznie przy projektowanym 60-letnim okresie eksploatacji elektrowni, który może zostać przedłużony do 80 lat i więcej.

Westinghouse otrzymał w USA „pozytywne odpowiedzi” na temat możliwości rozmieszczenia elektrowni jądrowych AP1000 w dodatkowych lokalizacjach. Westinghouse oferuje wielkoskalowe reaktory w postaci AP1000, a także 300-MW SMR i 5-10 MW mikroreaktor eVinci. Mniejsze jednostki mogą zaspokoić „dominującą potrzebę” niezawodnej, bezemisyjnej energii w oddalonych społecznościach i zakładach przemysłowych.

W USA gubernator Alaski Mike Dunleavy niedawno podpisał ustawę mającą na celu usprawnienie wysiłków na rzecz doprowadzenia mikroreaktorów do odległych wiosek w tym stanie. „Przewidujemy, że ten impet będzie się utrzymywał, ponieważ coraz więcej krajów dostrzega przytłaczające korzyści płynące z przenośnego reaktora o wysokim poziomie bezpieczeństwa i niezawodności, jakich oczekują ludzie” – powiedział Durham.

Dodał, że Westinghouse nie ma wątpliwości, iż SMR będą miały do odegrania rolę w osiągnięciu przyszłości bez emisji dwutlenku węgla, ale zwrócił uwagę, że wyspa jądrowa AP1000 jest mniejsza niż wyspy jądrowe kilku konkurencyjnych SMR i wytwarza znacznie więcej energii elektrycznej.

Nie ma również wątpliwości, że zakłady energetyczne, które muszą zastąpić ponad 10 GW wyłączanych elektrowni węglowych, nie osiągną tego, budując tylko 200-300 MW SMR. Nadal będą potrzebować dużych elektrowni w podstawie systemu, takich jak elektrownia AP1000, które oferują znacznie bardziej atrakcyjne uśrednione koszty energii elektrycznej (LCOE).

Kwestia konkurencyjności SMR w stosunku do elektrowni AP1000 prawdopodobnie nie będzie rozstrzygnięta, dopóki SMR nie staną się czymś więcej niż „reaktorami papierowymi” – innymi słowy, dopóki nie zostaną zbudowane i uruchomione. Badanie MIT wykazało, że koszty SMR prawdopodobnie będą od 1,4 do 1,75 razy wyższe od kosztów elektrowni AP1000 w przeliczeniu na MW mocy zainstalowanej.

Westinghouse twierdzi, że koncentruje się na dodatkowych działaniach w zakresie komercjalizacji mikroreaktora eVinci, planując jego dostępność dla klientów w 2027 r. LCOE dla tej konstrukcji będzie „niezwykle konkurencyjny” w stosunku do podstawowego paliwa, które ma on zastąpić: oleju napędowego.

Firma opracowuje również 300 MW SMR, który jest zasadniczo „mini-AP1000”. „W przyszłości będziemy mieli więcej do przekazania na ten temat” – powiedział Durham.

2. Chiński EPR wznawia pracę po dłuższej przerwie

Blok 1 elektrowni jądrowej Taishan w chińskiej prowincji Guangdong został ponownie podłączony do sieci elektrycznej po tym, jak był wyłączony przez ponad rok po odkryciu uszkodzonych prętów paliwowych.

EPR o mocy 1750 megawatów wszedł do komercyjnej eksploatacji w grudniu 2018 r. Jednak w czerwcu 2021 r. – w połowie drugiego cyklu paliwowego – wzrost stężenia gazów szlachetnych w obwodzie pierwotnym Taishan 1 przypisywano kilku uszkodzonym prętom paliwowym. Chińska Narodowa Administracja Bezpieczeństwa Jądrowego (NNSA) oszacowała, że z ponad 60 000 prętów paliwowych znajdujących się w rdzeniu reaktora Taishan 1 około pięć prawdopodobnie miało uszkodzone koszulki. Rdzeń Taishan 1 zawiera 241 zestawów paliwowych, z których każdy składa się z 265 prętów paliwowych.

China General Nuclear (CGN) wyłączyło jednostkę 30 lipca ubiegłego roku, aby zbadać przyczynę uszkodzenia paliwa i wymienić wadliwe pręty paliwowe.

Po inspekcji Taishan 1 w dniach 26-29 lipca NNSA wyraziła zgodę na ponowne uruchomienie reaktora.

W raporcie złożonym 16 sierpnia na giełdzie w Hongkongu CGN poinformował: „Prace związane z inspekcją i konserwacją bloku nr 1 w EJ Taishan zostały zakończone, i jednostka zostanie podłączona do sieci w celu wytwarzania energii w dniu 15 sierpnia”.

Szczegóły dotyczące przyczyny i zakresu uszkodzenia paliwa nie zostały ujawnione.

Taishan 1 i 2 były pierwszymi dwoma reaktorami opartymi na projekcie EPR, które zostały uruchomione na świecie. Reaktory weszły do komercyjnej eksploatacji odpowiednio w grudniu 2018 i wrześniu 2019 roku. Projekt Taishan – zlokalizowany 140 kilometrów na zachód od Hongkongu – jest własnością TNPJVC, spółki joint venture CGN (51%), EDF (30%) i chińskiego koncernu energetycznego Guangdong Energy Group (19%).

W Europie elektrownia EPR Olkiluoto 3 w Finlandii została podłączona do sieci 12 marca i ma rozpocząć regularne wytwarzanie energii elektrycznej w grudniu tego roku. EPR są obecnie w budowie we Francji i Wielkiej Brytanii: Flamanville 3, ma rozpocząć pracę w 2023 r., a działalność komercyjna nastąpi w 2024 r.; oraz dwie jednostki w Hinkley Point C, obecnie planowane do rozpoczęcia komercyjnej eksploatacji w roku 2026 (jednostka 1) i 2027 (jednostka 2).

3. ABS otrzymał kontrakt federalny na opracowanie projektu morskiego napędu jądrowego

Amerykańskie Biuro Żeglugi (ABS) ogłosiło, że w ramach kontraktu badawczego przyznanego przez Departament Energii Stanów Zjednoczonych (DOE) zamierza zbadać bariery utrudniające przyjęcie zaawansowanego napędu jądrowego na statkach komercyjnych. Organizacja wspiera także odrębne badania nad reaktorami ze stopionymi solami.

Projekt badawczy o wartości 800 000 USD został przyznany w zeszłym roku przez DOE Office of Nuclear Energy i został formalnie zakontraktowany w ramach możliwości finansowania US Industry Opportunities for Advanced Nuclear Technology Development, które od 2017 r. zainwestowało ponad 215 mln USD w zaawansowane technologie jądrowe.

Przy wsparciu Narodowego Centrum Innowacji Reaktorów DOE (NRIC), z siedzibą w Idaho National Laboratory, ABS opracuje modele różnych zaawansowanych technologii reaktorów do zastosowań morskich oraz opracuje doradztwo branżowe w zakresie komercyjnego wykorzystania nowoczesnej energetyki jądrowej.

„Nowoczesne technologie jądrowe są coraz częściej sugerowane jako potencjalne rozwiązanie problemu dekarbonizacji żeglugi. Technologia ta ma z pewnością potencjał zarówno pod względem wkładu w redukcję emisji, jak i dla amerykańskich stoczni i ich łańcuchów dostaw, aby wykorzystać krajowe inwestycje w rozwój lądowej energetyki jądrowej” – powiedział wiceprezes ABS ds. globalnej inżynierii i technologii Patrick Ryan. „Niemniej jednak należy odpowiedzieć na wiele pytań i bardzo ważne jest, aby branża była w stanie ocenić te technologie skupiając się na bezpieczeństwie.

Dyrektor NRIC, Ashley Finan, powiedziała, że istnieje „niesamowita szansa” na zmniejszenie emisji w żegludze i rosnące zainteresowanie zarówno ze strony sektora morskiego, jak i zaawansowanego sektora jądrowego. „Krajowy system laboratoryjny ma potężne możliwości – kiedy współpracujemy z przemysłem, możemy wspólnie zastosować je do naszych wyzwań energetycznych, a NRIC został stworzony, aby przyspieszyć realizację tego zadania”.

ABS to morskie towarzystwo klasyfikacyjne: organizacja odpowiedzialna za ustanowienie minimalnych standardów technicznych i wymagań dotyczących bezpieczeństwa morskiego i ochrony środowiska oraz zapewnienie ich spójnego stosowania. Założona w 1862 r. organizacja określa się jako światowy lider w świadczeniu usług klasyfikacyjnych dla aktywów morskich, z misją służenia interesowi publicznemu, a także swoim członkom i klientom poprzez promowanie bezpieczeństwa życia i mienia oraz ochronę środowiska naturalnego. Historia organizacji z morskimi źródłami energii jądrowej sięga 1959 roku, kiedy NS Savannah – pierwszy statek handlowy napędzany reaktorem jądrowym – został zatwierdzony zgodnie z przepisami ABS.

ABS powiedział, że otrzymał również kontrakt od DOE w celu wsparcia badań nad reaktorami ze stopionymi solami prowadzonymi przez University of Texas.

4. Niemcy nie podjęły jeszcze decyzji w sprawie eksploatacji elektrowni jądrowych

Niemieckie ministerstwo gospodarki i ochrony klimatu stwierdziło, że doniesienia, iż rząd zdecydował o przedłużeniu okresu eksploatacji ostatnich trzech komercyjnych reaktorów jądrowych w kraju, są „nieprecyzyjne i nie mają podstaw faktycznych”.

Ministerstwo poinformowało, że przeprowadzany jest „test obciążeniowy” (stress test) dotyczący stabilności dostaw energii elektrycznej w kraju i do czasu jego zakończenia nie zostanie podjęta decyzja, czy kontynuować eksploatację elektrowni – Isar-2, Emsland i Neckarwestheim-2.

Ministerstwo ogłosiło w lipcu, że rząd zwrócił się do dostawców energii o przeprowadzenie testu obciążeniowego w warunkach skrajnych dla niemieckiej sieci elektrycznej w celu ustalenia czy dostawy energii mogą być zagwarantowane tej zimy, nawet w przypadku poważnych zakłóceń, takich jak odcięcie przez Rosję dostaw gazu.

Zastępca rzecznika rządu powiedział, że wyniki testu mogą uzasadniać przedłużenie użytkowania elektrowni jądrowych.

„Kwestia elektrowni jądrowych od początku nie była dla rządu niemieckiego kwestią ideologiczną, ale czysto techniczną, która była przedmiotem ekspertyz i teraz będzie im podlegać ponownie w bardziej rygorystycznych okolicznościach” powiedział rzecznik.

Trzy pozostałe elektrownie jądrowe mają zostać zamknięte do końca roku po tym, jak była kanclerz Angela Merkel zobowiązała się do wycofania energii jądrowej z bilansu energetycznego po katastrofie elektrowni jądrowej Fukushima-Daiichi w Japonii w 2011 roku. Oryginalny plan rezygnacji z energetyki jądrowej został przedstawiony i zatwierdzony za kadencji kanclerza Gerharda Schrödera.

Rzecznik berlińskiej grupy przemysłu jądrowego KernD powiedział redakcji NucNet, że „będziemy musieli poczekać na publikację wyników testów w warunkach skrajnych i związaną z tym debatę na temat szczegółów”.

Wśród tych szczegółów jest ważne pytanie, czy trzy elektrownie będą używane przez ograniczony okres na początku 2023 roku w „operacji przedłużania”, czy też zostanie zamówione nowe paliwo na dłuższą eksploatację.

Obie opcje mają różne implikacje prawne, ale obie wymagają zmian prawa przez parlament, a nie tylko decyzji rządu.

Inne wiadomości

Prezydent USA Joe Biden podpisał ustawę o redukcji inflacji (Inflation Reduction Act) po jej uchwaleniu przez Kongres. Ustawa o szerokim zakresie – określana przez prezydenta jako jedno z najważniejszych praw w historii USA – obejmuje wsparcie dla istniejących i nowych obiektów jądrowych.

Czołowi politycy Partii Zielonych w Bawarii powiedzieli, że ograniczone przedłużenie pracy reaktora jądrowego Isar 2, który jako jedyny pozostał w południowym kraju związkowym, byłoby opcją, jeśli obecny test wytrzymałościowy (stress test) sieci energetycznej prowadzony przez rząd federalnego na to wskaże. Katharina Schulze i Ludwig Hartmann, liderzy grup parlamentarnych Zielonych w bawarskim parlamencie, powiedzieli w wywiadzie dla gazety Bild, że wyborcy Partii Zielonych ogólnie „wyraźnie sprzeciwiają się przedłużeniu czasu pracy”. Jednak biorąc pod uwagę obecny kryzys energetyczny, sytuacja może sprawić, że ograniczone przedłużenie pracy Isar 2 będzie niezbędnym działaniem zmniejszającym zagrożenie bezpieczeństwa energetycznego Bawarii.

Decyzja Litwy o rezygnacji z energii jądrowej "była wielkim błędem", stwierdził minister energetyki kraju Dainius Kreivys. Zamknięcie elektrowni jądrowej w Ignalinie "było błędem popełnionym przez nas wszystkich", powiedział na wspólnym posiedzeniu sejmowej Komisji Gospodarczej i Komisji Energii i Zrównoważonego Rozwoju. „Z punktu widzenia bezpieczeństwa uważam, że decyzja była naprawdę wątpliwa i myślę, że w ówczesnej sferze politycznej było wiele mylących informacji” – powiedział Kreivys. Litwa zgodziła się na zamknięcie bloków Ignalina 1 i 2 jako warunek przystąpienia do Unii Europejskiej. Blok 1 został zamknięty w grudniu 2004 r., a blok 2 w grudniu 2009 r.

Korea Hydro & Nuclear Power podpisała Memorandum of Understanding z czeskimi instytutami badawczymi UJV Rez i CV Rez o współpracy w dziedzinach takich jak badania i rozwój oraz wykonywania różnych testów i certyfikacji związanych z małymi reaktorami modułowymi, a także budową i eksploatacją dużych elektrowni jądrowych. KHNP powiedział, że protokół ustaleń „służy jako szansa dla krajowego przemysłu energetyki jądrowej na wejście do Europy Wschodniej”. Prezes KHNP Jae-Hoon Jeong powiedział: „Spodziewamy się, że niniejszy protokół ustaleń stanie się odskocznią do wstępnego identyfikowania potrzeb krajów, które dążą do wdrażania SMR i wymagają bezproblemowego eksportu innowacyjnych SMR”.

Naukowcom z Indyjskiego Instytutu Edukacji Naukowej i Badań w Pune udało się wydobyć ponad 95% uranu z naturalnej wody morskiej. Zespół badawczy kierowany przez Sujit Ghosh opracował podobną do gąbki makroporowatą strukturę metaloorganiczną – lub MOF – która pobrała 96,3% uranu z próbek naturalnej wody morskiej w ciągu 120 minut, co, jak powiedzieli, wprowadza nowy punkt odniesienia dla adsorbentu uranu. Wyniki badań opublikowano w czerwcu w czasopiśmie Energy & Environmental Science.

Opracowano w DEJ na podstawie: WNA, NucNet, DOE, MAEA