Co zmieniła Fukushima?

Przewaga ekonomiczna energetyki jądrowej nad odnawialnymi źródłami energii była tak duża, że rząd niemiecki narzucił elektrowniom jądrowym obowiązek płacenia rocznie około 4 miliardów euro na rzecz OZE - by subsydia dla OZE dało się pokryć bez uszczerbku dla budżetu.

11 marca 2011 r. nastąpiło wielkie trzęsienie ziemi w Japonii, największe notowane w historii tego kraju, a w godzinę po nim uderzyła, spowodowana wstrząsami sejsmicznymi, fala tsunami o wysokości 14 metrów. Elektrownia Fukushima przetrzymała trzęsienie ziemi i była planowo schładzana, ale fala tsunami zalała ją, bo wały ochronne były zbyt niskie. Zalane wodą generatory elektryczne przestały działać. Chłodzenie elektrowni okazało się niemożliwe, nastąpiło stopienie rdzeni reaktorów i uwolnienie radioaktywności. Reaktory zostały utracone, a rząd japoński podjął decyzję o ewakuacji okolicznej ludności.

Promieniowanie z uszkodzonych reaktorów nie spowodowało utraty życia i zdrowia mieszkańców i personelu elektrowni. Potworne zniszczenia i zgony 20?000 ludzi były skutkiem trzęsienia ziemi i tsunami, a nie awarii w Fukushimie. Na podstawie raportów Światowej Organizacji Zdrowia i Komitetu ONZ ds. Skutków Promieniowania, można już dziś stwierdzić, że skutki radiacyjne były minimalne. Zbadano dorosłych i dzieci. Okazało się, że nic im nie grozi, a pastylek jodowych nie podawano, bo nie było takiej potrzeby. Normalna zachorowalność na raka w ciągu 89 lat życia wśród kobiet w Japonii wynosi 29,04 proc., a w miejscowości Namie, gdzie promieniowanie było największe, ryzyko zachorowalności na raka wśród noworodków płci żeńskiej, które dostały największe dawki, wzrosło do 30,2 proc. Dla tej samej grupy noworodków w miejscowości Iitate skutki były dwukrotnie mniejsze, a dla pozostałej populacji dzieci i dorosłych zmiany ryzyka były pomijalnie małe. Na całym pozostałym terytorium Japonii - i oczywiście w innych krajach - dawki były zbyt małe, by mogły spowodować wzrost ryzyka zachorowania.

Zagłosuj w internetowym referendum w sprawie OFE

Komitet ONZ ds. Skutków Promieniowania przedstawił w styczniu 2013 r. Zgromadzeniu Ogólnemu ONZ raport mówiący, że dawki poniżej 100 mSv nie powodują wykrywalnych skutków zdrowotnych i podkreślił, że małych dawek, jakie wystąpiły w Japonii lub występują w przyrodzie w różnych rejonach świata, nie należy przeliczać na liczbę zachorowań. Największe dawki promieniowania na tarczycę u kilkorga dzieci spośród ponad tysiąca zbadanych były równoważne dawkom efektywnym około 1 mSv. Dla porównania - Finowie otrzymują rocznie dawki o 5 mSv większe niż średnie w Polsce - i żyją dłużej i zdrowiej niż Polacy. W elektrowni zginęli tylko trzej ludzie - jeden spadł z suwnicy podczas trzęsienia ziemi, a dwóch utonęło podczas tsunami.

Promieniowanie nie zabiło nikogo. Natomiast skutki gospodarcze awarii były poważne. W samej Japonii zamknięto pozostałe reaktory i niemal wszystkie pozostają wyłączone do tej pory. Początkowo pod wpływem strachu Japończycy chcieli zrezygnować z energii jądrowej, ale okazało się, że bez energetyki jądrowej gospodarka Japonii nie może się utrzymać - koszty energii wzrosły, a bilans handlowy Japonii stał się ujemny wskutek wysokich cen energii.

CZYTAJ RAPORT: Zamach na emerytury z OFE

Rząd poniósł miażdżącą klęskę w wyborach, a nowy premier podjął decyzję o powrocie do energetyki jądrowej. Japońska Komisja Bezpieczeństwa zaproponowała nowe, ostrzejsze wymagania bezpieczeństwa, uwzględniające zagrożenie trzęsieniem ziemi i tsunami, i po modyfikacjach elektrownie jądrowe wznowią swoją pracę. Ogólne koszty awarii wynoszą około 30 miliardów euro, z czego ponad połowa to koszty strat materialnych i strat niewymiernych, takich jak obniżenie cen posiadłości, utrata ruchu turystycznego, niechęć do kupowania produktów żywnościowych z tego rejonu itd. Mimo wielkości tej sumy, oceny ekspertów japońskich wskazują, że nawet po jej uwzględnieniu energetyka jądrowa pozostaje najtańszym źródłem energii w Japonii.

Nakłady inwestycyjne na elektrownie jądrowe wzrastają i dla elektrowni z reaktorami III generacji szacuje się obecnie koszty bezpośrednie na około 3,5 mln euro/MW, a koszty całkowite z oprocentowaniem kapitału, zagospodarowaniem terenu i opłatami licencyjnymi na 4,5 mln euro/MW. Pracujące obecnie elektrownie z reaktorami poprzedniej, II generacji, były tańsze, bo projektowano je i budowano jeszcze przed atakami terrorystycznymi 11 września.

Po awarii w Fukushimie w całej Unii Europejskiej, a w ślad za nią i w pozostałych krajach OECD przeprowadzono weryfikację bezpieczeństwa elektrowni jądrowych na wypadek zagrożeń zewnętrznych (trzęsienie ziemi, powódź) większych niż maksymalne oczekiwane w danej okolicy. Okazało się, że w zasadzie elektrownie są zbudowane bezpiecznie, ale można je wzmocnić tak, by wytrzymywały nawet najcięższe możliwe awarie. Koszty tych ulepszeń wynoszą średnio 250 mln euro na jeden blok z reaktorem II generacji.

W Japonii, gdzie reaktorów nie modernizowano od wielu lat, wymagane ulepszenia mają zapewnić mieszkańcom wokół reaktorów podobny stopień bezpieczeństwa jak wokół elektrowni europejskich. Wały chroniące przed tsunami będą wyższe, a budynki elektrowni będą uszczelnione na wypadek powodzi. Przy rozpatrywaniu trzęsienia ziemi wymagania będą wyższe - dla stwierdzenia, czy uskok sejsmiczny jest aktywny, trzeba będzie sięgać wstecz na przeciąg 120 000 lat, zamiast jak dotąd na 10 000 lat. Dodatkowe środki bezpieczeństwa, mające chronić rdzeń przed stopieniem to mobilne generatory elektryczności, pewne źródła wody chłodzącej i niezawodne metody wtryskiwania wody do reaktora. Zdaniem komisji, będzie to wystarczające dla uchronienia elektrowni jądrowych przed ciężkimi awariami.

Pobierz: program do rozliczeń PIT

Zakładając jednak, że wszystkie powyższe środki zawiodły i rdzeń uległ stopieniu, operatorzy powinni dysponować wystarczającymi środkami, by ochłodzić obudowę bezpieczeństwa i obniżyć w niej ciśnienie, zapewnić jej szczelność i utrzymać produkty rozszczepienia w obudowie. Jednym z możliwych rozwiązań jest filtracyjne wentylowanie obudowy.

Jednym z najbardziej niszczących procesów w Fukushimie były wybuchy wodoru, które zniszczyły budynki i spowodowały ucieczkę radioaktywności. Można ich było uniknąć przez zastosowanie układów rekombinacji wodoru, czyli kontrolowanego łączenia wodoru z tlenem. W Fukushimie były takie układy, ale wymagały one energii elektrycznej i były bezużyteczne w sytuacji całkowitej utraty zasilania. W przyszłości wszystkie bloki jądrowe w Japonii będą miały pasywne układy rekombinacji, które nie potrzebują zasilania elektrycznego, rozmieszczone i wewnątrz obudowy bezpieczeństwa, i w budynkach reaktorów. Wiele elektrowni jądrowych w Japonii już obecnie instaluje takie układy.

Dla zabezpieczenia elektrowni przed atakami terrorystycznymi, Komisja Bezpieczeństwa zażądała, by reaktory były wyposażone w rezerwową sterownię awaryjną i by miały źródła wody i zasilania energetycznego w odległości około 100 m od budynku reaktora. Ma to pozwolić na zdalne wyłączenie i chłodzenie elektrowni w przypadku celowego uderzenia samolotu w budynek reaktora, powodującego rozległe pożary i zniszczenia w elektrowni.

Reaktory III generacji oferowane Polsce spełniają już obecnie wymagania stawiane przez Komisję Bezpieczeństwa w Japonii. W szczególności reaktor EPR, zaprojektowany zgodnie z wytycznymi francusko-niemieckiego komitetu ekspertów bezpieczeństwa jądrowego i zweryfikowany przez urzędy dozoru jądrowego Francji, Finlandii i Wielkiej Brytanii, spełnia te wszystkie wymagania.

System zabezpieczeń w reaktorze EPR jest tak skuteczny, że nawet w razie stopienia rdzenia zagrożenie poza elektrownią sięga zaledwie na kilometr. A sam rdzeń jest w każdym przypadku zatrzymywany w obudowie - to właśnie EPR zastosował po raz pierwszy koncepcję "chwytacza rdzenia", na którą obecnie powołuje się japońska Komisja Bezpieczeństwa.

Groźba wybuchu wodoru jest zażegnana, dzięki zainstalowanym w reaktorze EPR pasywnym układom rekombinacji, zalecanym już przed 15 laty przez ekspertów francuskich i niemieckich, twórców reaktora EPR, a dzisiaj wymaganym przez japońską Komisję Bezpieczeństwa. Elektrownie japońskie podejmują obecnie ich instalowanie - a w reaktorze EPR te układy były od początku jego projektowania.

Wszystkie elementy ważne dla bezpieczeństwa są w reaktorze EPR sprawdzane i wytrzymują maksymalne możliwe obciążenia awaryjne, wysoką temperaturę, ciśnienie, promieniowanie i wilgotność. Obowiązuje też pełna jawność - rozwiązania reaktorów III generacji wpływające na ich bezpieczeństwo są publikowane i dostępne nie tylko dla ekspertów komisji bezpieczeństwa, lecz także dla każdego człowieka, w tym także dla organizacji zwalczających energetykę jądrową.

Po awarii w Fukushimie walka z energetyką jądrową przybrała na sile. W Niemczech sprawa energetyki jądrowej była przedmiotem sporu już wcześniej przez wiele lat. Gdy SPD i CDU zdobyły niemal równe liczby głosów w wyborach, przyłączenie się partii Zielonych do SPD zapewniło im rządy przez osiem lat. W zamian za poparcie Zielonych SPD przeprowadziło w parlamencie ustawę o docelowym zamknięciu wszystkich elektrowni jądrowych. Angela Merkel, będąca wówczas przewodniczącą CDU, oświadczała wielokrotnie, że elektrownie jądrowe są czyste, bezpieczne i potrzebne Niemcom, które stały się potęgą gospodarczą między innymi dzięki taniej energii elektrycznej z tych elektrowni. Gdy wreszcie partie CDU-CSU objęły władzę, kanclerz Merkel zapewniła im wieloletnią dalszą pracę, ale po awarii w Fukushimie manifestacje uliczne zorganizowane przez opozycję okazały się tak efektywne, że dla zachowania władzy rząd Niemiec zdecydował się na deklarację o zamknięciu elektrowni atomowych.

Włosi, którzy przed awarią w Fukushimie zamierzali wznowić budowę elektrowni jądrowych, po awarii zdali sobie sprawę, że i u nich są wulkany, wycofali się więc z realizacji programu jądrowego ze względu na zagrożenia sejsmiczne. Szwajcarzy postanowili nie budować nowych elektrowni atomowych, ale pozwolić pracować istniejącym.

Koszty decyzji Niemiec o likwidacji elektrowni jądrowych i zastąpieniu ich odnawialnymi źródłami energii okazały się wysokie, wyższe niż oczekiwano. Dopłaty do "zielonej" energii rosną z każdym rokiem i już w 2013 r. sięgną 20 miliardów euro rocznie. Jeśli wysokość dopłat do "zielonej energii" nie zostanie ograniczona, to wprowadzenie OZE może kosztować Niemcy 1000 miliardów euro do roku 2039 - powiedział minister środowiska Niemiec, Peter Altmaier. Ze wzrostem subwencji dla producentów rosną ceny prądu dla konsumentów. Według ocen przedstawicieli konsumentów energii elektrycznej, już obecnie około 800 000 rodzin niemieckich ma trudności w płaceniu rachunków za prąd. Inne kraje nie poszły jednak za przykładem Niemiec i podtrzymują plany budowy elektrowni jądrowych. Nowe elektrownie buduje się w Finlandii, Francji i Wielkiej Brytanii, a w naszym bezpośrednim sąsiedztwie budują je Czesi i Słowacy, a dalej Węgrzy. Trwa również budowa reaktorów w obwodzie kaliningradzkim. Reaktory buduje się także na świecie, w Chinach, w Indiach, w Turcji, w Korei, w Abu Dhabi i w innych krajach, łącznie ponad 60 reaktorów dużej mocy. Elektrownie jądrowe buduje się nawet w Stanach Zjednoczonych, które są przecież miejscem łupkowej rewolucji.

Pomimo intensywnego rozwoju OZE, elektrownie jądrowe są nadal potrzebne, jako największe źródło taniej i czystej energii elektrycznej.

Atom nadal najtańszy

W USA koszty eksploatacyjne elektrowni jądrowej, łącznie z kosztami paliwa i remontów, od lat pozostają na stałym poziomie 22 dolarów za MWh i są niższe nie tylko od kosztów dla elektrowni węglowych czy gazowych, ale nawet od kosztów eksploatacji farm wiatrowych na morzu, mimo że do wiatraków nie potrzeba paliwa. W Unii Europejskiej w rozwoju energetyki jądrowej przoduje Francja, gdzie elektrownie jądrowe dostarczają 77 proc. energii, a cena jej dostawy do sieci wynosi 42 euro za MWh. Jest to cena znacznie niższa niż płacona w Niemczech za energię z morskich farm wiatrowych, co kosztuje 190 euro za MWh, lub z fotowoltaiki, co kosztuje w zależności od mocy paneli od 117,8 do 170 euro/MWh. Odbicie tych cen hurtowych widać w cenach płaconych przez indywidualnych odbiorców - we Francji w listopadzie 2012 r. trójosobowa rodzina zużywająca 3500 kWh rocznie płaciła za MWh 138 euro, w Wielkiej Brytanii 143, w Czechach 149, w Finlandii 154, na Węgrzech 168, a w krajach, które wyrzekły się energetyki jądrowej, ceny te wynosiły we Włoszech 201, w Niemczech 253, a w Danii 290 euro za MWh. Jak stwierdzili eksperci firmy AREVA, budującej reaktory EPR, właśnie awaria w Fukushimie potwierdziła, że droga wybrana przez konstruktorów EPR jest właściwa. Reaktor jest odporny na trzęsienie ziemi większe niż w Fukushimie, a budynki ważne dla bezpieczeństwa reaktora EPR są uszczelnione, tak że fala tsunami nie spowodowałaby w tym reaktorze zalania układów elektrycznych i utraty zasilania elektrycznego. Gdyby główne linie zasilania zewnętrznego zostały zniszczone wskutek trzęsienia ziemi, to awaryjne generatory z napędem Diesla umieszczone w potężnych bunkrach odpornych na powódź i na trzęsienie ziemi dostarczałyby nadal prąd. Gdyby jeden z tych budynków został zniszczony - np. przez atak z użyciem rakiet - to drugi byłby wystarczający do utrzymania bezpieczeństwa elektrowni. A nawet gdyby zniszczono oba budynki z generatorami awaryjnymi, co jest równoznaczne z działaniami wojennymi przeciw elektrowni, to EPR dysponuje jeszcze super awaryjnym zasilaniem, które opiera się wszystkim zagrożeniom zewnętrznym. Ma też przewoźne generatory z napędem Diesla. Potężna obudowa bezpieczeństwa złożona z dwóch warstw odpornych na wybuchy wewnętrzne i na uderzenie samolotu z zewnątrz zapewnia trwałe zatrzymywanie produktów rozszczepienia. Jej ściany mają 120 i 180 cm betonu zbrojonego, a przestrzeń między nimi, przeznaczona do usuwania produktów rozszczepienia, jest tak duża, że zmieściłby się w niej nawet słoń...

prof. dr inż. Andrzej Strupczewski

^{Autor jest profesorem nadzwyczajnym w Narodowym Centrum Badań Jądrowych}