Polski Atom

JĄDROWE WIADOMOŚCI ZE ŚWIATA

Materiał informacyjny
opracowany przez Departament Energii Jądrowej
Ministerstwa Klimatu i Środowiska
21 lipca 2023 r.

1. Wielka Brytania rozpoczyna reaktywację energetyki jądrowej

Brytyjska agencja rządowa Great British Nuclear (GBN) ma napędzać szybką ekspansję energetyki jądrowej w Wielkiej Brytanii na niespotykaną dotąd skalę i w niespotykanym dotąd tempie. Agencja organizuje konkurs mający zachęcić do rozwoju technologii małych reaktorów modułowych (SMR). We wspólnym oświadczeniu Departamentu Bezpieczeństwa Energetycznego, Net Zero, GBN, Urzędu ds. Likwidacji Obiektów Jądrowych (NDA), sekretarza ds. bezpieczeństwa energetycznego Granta Shappsa i ministra ds. energii jądrowej Andrew Bowiego ogłoszono "masowe ożywienie energii jądrowej". Ma to na celu umieszczenie Wielkiej Brytanii "na czele globalnego wyścigu w opracowywaniu najnowocześniejszych technologii w celu szybkiego dostarczania czystszej, tańszej i bezpieczniejszej energii".

Zwiększy to bezpieczeństwo energetyczne Wielkiej Brytanii, zmniejszy zależność od niestabilnego importu paliw kopalnych, stworzy bardziej przystępną cenowo energię i przyczyni się do rozwoju gospodarki. Przemysł jądrowy według szacunków ma przynieść około 6 miliardów funtów dla brytyjskiej gospodarki.

Firmy mogą już rejestrować swoje zgłoszenia w GBN, aby wziąć udział w konkursie mającym na celu zapewnienie wsparcia finansowego na rozwój ich technologii. "Może to zaowocować miliardami funtów inwestycji sektora publicznego i prywatnego w projekty małych reaktorów modułowych (SMR) w Wielkiej Brytanii, co pokazuje, że rząd realizuje swoje priorytety w zakresie partnerstwa z przemysłem jądrowym i wspólnie dba o przyszłość technologii jądrowych" - czytamy w oświadczeniu.

GBN zwraca uwagę, że w przeciwieństwie do konwencjonalnych reaktorów budowanych na miejscu, reaktory SMR są mniejsze, mogą być produkowane w fabrykach i mogą zmienić sposób budowy elektrowni, przyspieszając budowę i obniżając jej koszty.

"GBN odegra kluczową rolę, pomagając rządowi w realizacji jego celów, by do 2050 r. dostarczać w Wielkiej Brytanii do jednej czwartej energii elektrycznej z rodzimej energii jądrowej i osiągnąć jedne z najtańszych hurtowych cen energii elektrycznej w Europie, jednocześnie wspierając miejsca pracy w całym kraju".

Niemniej jednak rząd "pozostaje zaangażowany w megaprojekty Hinkley Point C i Sizewell C i będzie współpracować z GBN w celu rozważenia potencjalnej roli kolejnych dużych elektrowni jądrowych o gigawatowej skali w brytyjskim miksie energetycznym".

Sekretarz ds. bezpieczeństwa energetycznego Shapps powiedział, że otwierając GBN i konkurs na rozwój technologii SMR, który może zaowocować miliardami funtów inwestycji sektora publicznego i prywatnego, "widzimy pierwsze kroki naszego renesansu energii jądrowej, aby zapewnić Wielkiej Brytanii dostawy energii elektrycznej i rozwijać naszą gospodarkę przez nadchodzące dziesięciolecia".

Simon Bowen, tymczasowy przewodniczący GBN, powiedział, że w oparciu o pracę wykonaną w Hinkley Point i Sizewell, rozpoczęcie procesu przygotowań do budowy reaktorów SMR "oznacza prawdziwy krok naprzód w wytwarzaniu energii jądrowej, której Wielka Brytania potrzebuje dla bezpiecznej i zrównoważonej przyszłości energetycznej".

Rząd ogłosił również pakiet dotacji o łącznej wartości do 157 mln GBP (203 mln USD), w tym:

• do 77,1 mln funtów "dla firm w celu przyspieszenia rozwoju zaawansowanej technologii jądrowej w Wielkiej Brytanii i wsparcia zaawansowanych projektów jądrowych w celu wprowadzenia brytyjskich przepisów, maksymalizując szansę na budowę małych i zaawansowanych reaktorów modułowych w następnej kadencji Parlamentu".
• do 58 mln funtów na dalszy rozwój i projektowanie zaawansowanego reaktora modułowego typu AMR oraz paliwa nowej generacji, które "oprócz energii jądrowej mogłoby dostarczać energię cieplną o wysokiej temperaturze do produkcji wodoru i innych zastosowań przemysłowych".

Zwycięskie projekty w najnowszej fazie finansowania to:

• do 22,5 mln funtów dla Ultra Safe Nuclear Corporation UK w Warrington na dalszy rozwój projektu wysokotemperaturowego mikroreaktora modułowego, dostosowanego do brytyjskich wymagań przemysłowych, w tym produkcji wodoru i zrównoważonego paliwa lotniczego;
• do 15 mln funtów dla National Nuclear Laboratory w Warrington na przyspieszenie prac nad projektem reaktora wysokotemperaturowego, po sukcesie odniesionym w Japonii;
• do 16 mln funtów dla Narodowego Laboratorium Jądrowego w Preston na dalsze prace nad paliwem cząsteczkowym nadającym się do reaktorów wysokotemperaturowych.

Kolejne 22,3 mln funtów z Funduszu Paliw Jądrowych umożliwi ośmiu projektom rozwój nowych możliwości produkcji i wytwarzania paliwa w Wielkiej Brytanii, zwiększając bezpieczeństwo energetyczne i wspierając globalne odejście od rosyjskiego paliwa. Zwycięskie projekty obejmują:

• ponad 10,5 mln funtów dla fabryki paliwa jądrowego Westinghouse Springfields w Preston na produkcję bardziej innowacyjnych rodzajów paliwa jądrowego dla klientów zarówno w Wielkiej Brytanii, jak i za granicą;
• ponad 9,5 mln GBP dla Urenco UK w Capenhurst Chester na wzbogacanie uranu do wyższych poziomów, w tym LEU+ i nisko wzbogaconego uranu (HALEU);
• ponad 1 mln funtów dla Nuclear Transport Solutions, spółki zależnej NDA, na opracowanie rozwiązań transportowych ułatwiających łańcuch dostaw dla HALEU w Wielkiej Brytanii i na arenie międzynarodowej;
• ponad 1,2 miliona funtów na wsparcie MoltexFLEX, brytyjskiego dewelopera reaktorów ze stopioną solą z siedzibą w północno-zachodniej części kraju, na budowę i obsługę platform do rozwoju paliwa ze stopionej soli.

Julia Pyke, generalny dyrektor zarządzający Sizewell C, powiedziała, że rządowa zapowiedź była "wielkim wotum zaufania dla Sizewell C, który będzie kontynuował transformację w brytyjskim przemyśle jądrowym zapoczątkowaną przez Hinkley Point C". Oba projekty "będą stanowić istotną część przyszłej floty reaktorów, pomagając obniżyć emisję dwutlenku węgla i zmniejszyć koszty energii dla brytyjskich gospodarstw domowych".

Tom Greatrex, dyrektor generalny Stowarzyszenia Przemysłu Jądrowego, powiedział, że uruchomienie GBN "wyznacza nową erę dla rozwoju energetyki jądrowej w Wielkiej Brytanii - pomaga napędzać program budowy w odpowiednim tempie i na dużą skalę, aby wzmocnić nasze bezpieczeństwo energetyczne". Skupienie się na reaktorach SMR "zademonstruje zaangażowanie we wdrażanie innowacyjnych technologii i otworzy nowe możliwości dla brytyjskiego przemysłowego łańcucha dostaw tutaj i za granicą. Wielka Brytania odgrywa ważną rolę lidera w globalnym przemyśle jądrowym, co jest przejawem naszej determinacji, aby wyprzeć Rosję z rynku paliw jądrowych. Rządowy Fundusz Paliw Jądrowych powoduje, że mamy wyjątkową pozycję, aby pomóc naszym sojusznikom zastąpić rosyjskie dostawy zachodnim paliwem jądrowym".

David Peattie, dyrektor generalny Urzędu ds. Likwidacji Obiektów Jądrowych (NDA), powiedział, że likwidacja odgrywa kluczową rolę w cyklu życia energetyki jądrowej, "a my jesteśmy zobowiązani do dzielenia się naszą wiedzą, zasobami i aktywami, aby wspierać GBN i rząd w dostarczaniu rozwiązań brytyjskiemu społeczeństwu".

GBN będzie początkowo kierowana przez Simona Bowena i Gwen Parry-Jones, tymczasową przewodniczącą i dyrektor generalną. Po uruchomieniu konkursu na technologie SMR i po zakończeniu jego wstępnego etapu, "GBN dokona wyboru technologii, które spełniły kryteria, a następnie rozpocznie szczegółowe rozmowy z tymi firmami w ramach fazy zaproszenia do negocjacji. Wstępna selekcja ofert odbędzie się jesienią".

 

2. Prezydent Czech popiera plany równoległej budowy dużych reaktorów i reaktorów SMR

Prezydent Republiki Czeskiej poparł plany uruchomienia pierwszego małego reaktora modułowego w 2032 r. i podkreślił rolę energii jądrowej w przyszłym miksie energetycznym kraju.

Petr Pavel powiedział: "Jestem przekonany, że przyszłość energetyki w Czechach jest wyraźnie związana z energią jądrową, ale także, że musimy mieć odpowiednie zróżnicowanie technologii jądrowych. Oznacza to zarówno duże reaktory, jak i małe reaktory modułowe".

"Myślę, że w ramach krajowej strategii energetycznej słusznie wybralibyśmy ścieżkę równoległej budowy zarówno dużego reaktora w Dukovanach, jak i małego w Temelínie" - dodał prezydent Pavel.

Republika Czeska posiada już sześć dużych komercyjnych bloków jądrowych - dwa w Temelínie i cztery w Dukovanach - zapewniających około 36% krajowej produkcji energii elektrycznej. Praga planuje jednak zwiększyć swoje możliwości w zakresie energii jądrowej dzięki reaktorom SMR i nowym dużym elektrowniom.

Czeskie państwowe przedsiębiorstwo energetyczne ČEZ poinformowało niedawno, że spodziewa się uruchomienia nowego dużego bloku reaktora w Dukovanach w 2036 r., aby sprostać prognozom dotyczącym rosnącego zapotrzebowania na niskoemisyjną energię elektryczną.

W marcu 2022 r. ČEZ ogłosił przetarg na dostawcę nowego bloku. Budowa mogłaby rozpocząć się w 2029 roku i zakończyć do roku 2036. Ministerstwo przemysłu stwierdziło, że będzie to największa inwestycja we współczesnej historii Republiki Czeskiej, kosztująca około 6 mld euro (6,7 mld USD).

Ewentualny drugi nowy blok wielkoskalowy mógłby zostać zbudowany w Dukovanach z docelową datą uruchomienia nie wcześniej niż w połowie lat 40-tych. Zbiegłoby się to w czasie z wycofaniem z eksploatacji istniejących reaktorów WWER w Dukovanach.

ČEZ poinformował również, że planuje wdrożenie reaktorów SMR, z których pierwszy ma zostać uruchomiony w 2032 r. w Temelínie. Natomiast w marcu podano informację, że wstępnie zidentyfikowano dwie preferowane lokalizacje dla dodatkowych bloków.

 

3. Likwidacja od projektu: Jak zaawansowane reaktory są tworzone z myślą o ich przyszłym wycofaniu z eksploatacji

Planowanie końca cyklu życia produktu już na samym jego początku, może nie wydawać się szczególnie atrakcyjne i nie być traktowane priorytetowo. Jednak jeśli chodzi o cykl życia reaktora jądrowego, koszt jego likwidacji skłania projektantów, dostawców i organy regulacyjne do zajęcia się kwestią likwidacji z dużym wyprzedzeniem. To proaktywne podejście, znane jako "likwidacja od projektu", opiera się na najlepszych praktykach i wnioskach wyciągniętych z wcześniejszych doświadczeń oraz wdraża koncepcję "od projektu", która jest również stosowana do bezpieczeństwa instalacji jądrowych. Gdy likwidacja jest brana pod uwagę od samego początku, projektanci reaktorów mogą podejmować decyzje, które sprawią, że proces ich likwidacji będzie bezpieczniejszy, wydajniejszy i bardziej opłacalny.

"Biorąc pod uwagę likwidację na etapie projektowania reaktora jądrowego, można zoptymalizować jego końcową fazę - likwidację - która jest obowiązkowa w cyklu życia reaktora" - powiedziała Helena Mrazova, specjalista ds. technologii likwidacji w MAEA. Wczesne generacje elektrowni jądrowych (EJ) były projektowane z naciskiem na krótkoterminową wydajność operacyjną, a ich likwidacja była kwestią drugorzędną. Na przykład projekty niektórych reaktorów chłodzonych gazem grafitowym zbudowanych we Francji w latach 70. nie uwzględniały sposobu ich demontażu, co obecnie okazuje się trudne do wdrożenia.

"Mamy obiekty o wysokości ponad 60 metrów, średnicy 30 metrów i grubych ścianach z betonu o grubości ponad 5 metrów, w których znajdują się tony grafitu w rdzeniu reaktora. Demontaż tych reaktorów jest bardzo trudny, ponieważ po prostu nie zostały one zaprojektowane do likwidacji. Francuskie przedsiębiorstwo energetyczne EDF (Électricité de France) niedawno utworzyło Symulator Likwidacji Reaktorów Grafitowych (który stał się również Centrum Współpracy MAEA) w celu testowania, ulepszania i optymalizacji innowacyjnych narzędzi i technologii zdalnej obsługi na pełnowymiarowych makietach i cyfrowych modelach 3D w celu zweryfikowania wykonalności scenariuszy likwidacji i optymalizacji likwidacji tych reaktorów" - powiedziała Mrazova.

Wielkie oczekiwania i możliwości

Likwidacja zgodnie z projektem ma na celu lepsze zaplanowanie kolejności działań likwidacyjnych, zmniejszenie potencjalnego narażenia pracowników na promieniowanie oraz zmniejszenie ilości odpadów promieniotwórczych, a tym samym zmniejszenie obciążenia dla zakładów utylizacji odpadów i dla przyszłych pokoleń. "Likwidacja zgodnie z projektem obejmuje nie tylko fizyczne cechy projektu, ale także sposób, w jaki firmy są zorganizowane w celu planowania i przeprowadzania działań likwidacyjnych" - powiedział Marcel Devos, dyrektor ds. regulacyjnych w Prodigy Clean Energy, firmie projektującej morskie i lądowe reaktory jądrowe. Devos wcześniej zarządzał programem Vendor Design Review (VDR) w Kanadyjskiej Komisji Bezpieczeństwa Jądrowego (CNSC). "Określenie mechanizmów finansowania i ustalenie odpowiedzialności za likwidację są niezbędne, aby umożliwić pomyślny proces wycofania z eksploatacji" - powiedział.

Mimo, że „likwidacja od projektu” nie została jeszcze powszechnie przyjęta, Kanada jest jednym z krajów, które podjęły kroki w kierunku tej przyszłościowej praktyki. Przegląd przeprowadzany przez CNSC dla dostawców reaktorów obejmuje „likwidację od projektu”, która wykorzystuje wnioski wyciągnięte z doświadczeń udokumentowanych przez MAEA i Agencję Energii Jądrowej Organizacji Współpracy Gospodarczej i Rozwoju. "Przyszli właściciele i operatorzy w Kanadzie coraz częściej oczekują od dostawców ukończenia procesu VDR i posiadania jasnego planu usunięcia zidentyfikowanych luk. Branża zdaje sobie sprawę, że kwestie związane z wycofaniem z eksploatacji są priorytetem w procesach licencjonowania i oceny środowiskowej" - powiedział Devos.

Rośnie zainteresowanie małymi reaktorami modułowymi (SMR), które są rodzajem zaawansowanych reaktorów jądrowych o ograniczonej mocy - zazwyczaj do 300 MW(e) na reaktor. "Projektanci następnej generacji elektrowni jądrowych, w tym reaktorów SMR, mają ogromną szansę na rozwiązanie, poprzez proces projektowania, kwestii społecznych związanych z zakończeniem eksploatacji reaktora jądrowego, przy jednoczesnym przyspieszeniu likwidacji i zmniejszeniu obciążenia odpadami przyszłych pokoleń" - twierdzi Devos.

Likwidacja reaktorów SMR

Na całym świecie istnieje ponad 80 projektów i koncepcji reaktorów SMR na różnych etapach rozwoju. Ponieważ portfolio reaktorów SMR różni się pod względem wielkości, materiałów i technologii, podejścia do likwidacji tych zaawansowanych reaktorów będą się różnić. "Proces likwidacji będzie zależał od projektu reaktora, jego dostępności i kompaktowości, a także od planów i praktyk danego kraju w zakresie postępowania z wypalonym paliwem jądrowym i odpadami promieniotwórczymi" - powiedziała Mrazova.

Modułowość reaktorów SMR i różne modele ich wdrażania mogą na nowo zdefiniować konwencjonalne praktyki likwidacji. Niektóre mniejsze reaktory SMR, powszechnie określane jako mikroreaktory, są przeznaczone do fabrycznego montażu i transportu w całości do miejsca instalacji. Po zakończeniu eksploatacji moduł byłby zwracany do fabryki, z której pochodzi, w celu uzupełnienia paliwa lub przeniesienia do zakładu likwidacyjnego. "Takie podejście pomoże zmniejszyć koszty i zakres działań podejmowanych w pobliżu elektrowni, zwiększyć bezpieczeństwo jądrowe i radiologiczne oraz zwiększyć akceptację dla wdrożenia technologii SMR" - powiedziała Mrazova. "Istnieje również potencjał standaryzacji niektórych działań likwidacyjnych, takich jak dekontaminacja lub demontaż podstawowego sprzętu". Podejście to pozostawia jednak nierozwiązane zadania, takie jak opracowanie specjalistycznych narzędzi do demontażu i sprzętu do zdalnej obsługi.

Wiedza na temat stosowanych materiałów, takich jak rodzaj stali, oraz wymaganych norm dla producentów stali, w tym potrzeba zachowania bardzo niskiego poziomu zanieczyszczeń, pozytywnie wpłynie na zarządzanie odpadami powstającymi w procesie likwidacji reaktorów. Dzięki stosowaniu „likwidacji od projektu”, poziomy zanieczyszczeń i związane z nimi koszty demontażu po zakończeniu eksploatacji mogą zostać ograniczone, jeśli wcześniej dokładnie przeanalizuje się skład użytych materiałów.

"Ogólną zasadą przy likwidacji obiektów jądrowych, w tym reaktorów SMR, jest posiadanie projektu przyjaznego dla likwidacji, co podkreśla wartość proaktywnego podejścia" - powiedziała Mrazova. "Cechy wyróżniające reaktory SMR, takie jak ich modułowa konstrukcja i dobór materiałów, powinny sprawić, że proces likwidacji będzie bardziej wydajny, mniej kosztowny i zmniejszy dzienną dawkę promieniowania otrzymywaną przez pracowników zaangażowanych w likwidację".

MAEA opracowuje publikację poświęconą projektowaniu reaktorów SMR z uwzględnieniem ich likwidacji, która ma zostać opublikowana w 2024 roku.

 

4. Francja i Indie z zadowoleniem przyjmują postępy w wieloletnim projekcie budowy reaktora EPR

Francja i Indie twierdzą, że poczyniły postępy w wieloletniej inicjatywie budowy sześciu reaktorów jądrowych EPR w Jaitapur w regionie Maharashtra w zachodnich Indiach.

We wspólnym oświadczeniu Paryż i New Delhi stwierdziły, że z zadowoleniem przyjęły postępy poczynione podczas rozmów związanych z projektem Jaitapur i z zadowoleniem przyjęły propozycję francuskiego państwowego przedsiębiorstwa energetycznego EDF dotyczącą szkolenia inżynierów i techników jądrowych z Indii w zakresie projektów obejmujących technologię EPR.

W oświadczeniu, które zostało wydane po niedawnych rozmowach w Paryżu między prezydentem Francji Emmanuelem Macronem a premierem Indii Narendrą Modim, stwierdzono, że francuskie organizacje będą współpracować ze swoimi indyjskimi odpowiednikami w celu wzmocnienia szkoleń w zakresie energetyki jądrowej i zapewnienia staży dla indyjskich studentów.

Oba kraje zgodziły się pracować nad ustanowieniem partnerstwa w zakresie małych reaktorów modułowych oraz rozwoju zaawansowanych reaktorów modułowych. Politycy oświadczyli też, że będą kontynuować współpracę nad reaktorem badawczym Jules Horowitz o mocy około 100 MW, budowanym w Cadarache w południowej Francji.

W kwietniu 2021 r. EDF poinformował, że złożył wiążącą ofertę na budowę w Jaitapur sześciu reaktorów EPR o mocy 1600 MW każdy. Firma oświadczyła wówczas, że jest "aktywnie zaangażowana" w zapewnienie lokalnego udziału przemysłu w projekcie.

Indie dążą do pozyskiwania 9% energii elektrycznej z energii jądrowej do 2047 r., co stanowi wzrost z nieco ponad 3% obecnie. W grudniu 2022 r. New Delhi potwierdziło ambitne plany budowy co najmniej 10 kolejnych bloków jądrowych.

Indie, które opierają się na węglu w około 48% wytwarzanej energii, mają 19 bloków jądrowych działających komercyjnie i osiem w budowie. Osiem z nich to reaktory wodne ciśnieniowe (PHWR) w Kakrapar, cztery dostarczone przez Rosję reaktory wodne ciśnieniowe w Kudankulam, dwa reaktory PHWR w Radżastanie oraz prototypowy reaktor prędki w ośrodku jądrowym Madras.

 

Opracowano w DEJ na podstawie: NEI, NucNet, MAEA