Status nuklearne energije

Od ukupne energije proizvedene u svijetu 85% fosilnog je porijekla, a udio električne u ukupnoj energiji iznosi 16%. U proizvodnji elektroenergije dominiraju fosilna goriva, a nuklearna energija učestvuje s oko 16%, odnosno s oko 2,6% u ukupnoj energiji. Učinak današnjih nuklearnih elektrana je vrlo dobar. Prosječni faktor opterećenja (capacity factor) povećao se sa 66,8%, koliko je iznosio 1990. godine na 82,6% 2006. godine (u nekim zemljama, primjerice SAD-u on iznosi preko 90%). To je ekvivalentno izgradnji 34 nove elektrane snage 1000 MWe. Nuklearna sigurnost zaslužuje najviše ocjene. Troškovi pogona i održavanja su znatno reducirani, kao i izloženost osoblja zračenju. Cijena nuklearnog kilovatsata među najnižima je, a odlaganja visokoaktivnog otpada se uspješno rješava. Među atraktivne karakteristike nuklearne energije svakako spada ključno svojstvo – proizvodnja energije bez emisije stakleničkih plinova.

Rekordna proizvodnja nuklearne električne energije zabilježena je 2006. godine (2658 GWe), nakon koje je došlo do umjerenog pada za oko 250 GWe. Trenutno (2009. godina) u 33 zemlje u radu su 436 reaktora ukupne snage od oko 370 GWe prosječne starosti od oko 25 godina. Grade se 53 reaktora, koji bi trebali ući u pogon sljedećih 5 – 10 godina, a 5 je reaktora trajno isključeno. 130 reaktora stari su između 30 i 40 godina i treba računati da će dobar dio njih izaći iz pogona slijedećih 5 – 10 godina. Procjena, temeljena na brzini uključivanja nuklearnih elektrana u gradnji u elektromrežu i isključivanja starijih, jest da će u sljedećem desetljeću nuklearna proizvodnja praktički ostati na jednakoj razini, no nakon privremenog zastoja nužno slijedi njen porast za koji postoji više scenarija. „Nuklearna renesansa“ koja već postoji na Dalekom istoku i Indiji, a čije se buđenje osjeća u Americi i Europi, pouzdani su pokazatelji budućeg rasta nuklearne energetike.

Tema nuklearne fisijske energije među običnim pučanstvom, ali također i među onima koji donose odluke, izaziva asocijacije unutar vrlo širokog raspona, od energetskog spasa čovječanstva, poput puta u raj, pa sve do nečeg što nas kolektivno vodi u pakao. Posljedica toga je da pučanstvo općenito, a i grupa koja donosi odluke, raspolaže s vrlo malom objektivnom spoznajom koja se tiče nuklearne energetike. Objektivne i vrlo kvalitetne informacije koje se tiču nuklearne energetike mogu se dobiti iz dokumenata koje na raspolaganje svjetskoj javnosti pružaju agencije IAEA (International Atomic Energy Agency), NEA (Nuclear Energy Agency zemalja OECD-a), WNA (World Nuclear Association) i IEA (International Energy Agency). Međutim, iako dostupne svima i te informacije dolaze uglavnom do onih koji ih žele primiti i koji već po svom predznanju imaju formiran stav prema nuklearnoj energetici.

Tijekom zadnjih 50 godina svjetska potrošnja energije porasla je 3 puta, no taj je porast iskoristilo 15% svjetskog stanovništva u bogatim državama, koji troši 50 000 kWh godišnje po stanovniku, što je 3 puta više od svjetskog prosjeka, 10 puta više od indijskog i 5 puta više od kineskog prosjeka. K tome, oko 25% svjetske populacije nisu u prilici koristiti blagodati električne energije. 85% proizvedene energije fosilnog je porijekla, a udio električne u ukupnoj energiji iznosi 16% (u bogatih zemalja on je viši i iznosi 20-25%). U proizvodnji elektroenergije dominiraju fosilna goriva, a udio nuklearne iznosi oko 16%. Obnovljivi izvori zastupljeni su sa svega oko 1- 2%. Spomenute brojke pokazuju da električna energija, posebno dio koji se proizvodi primjenom nuklearne i obnovljivih izvora energije, sudjeluje malim udjelom u ukupnoj proizvodnji energije. Međutim, slika koja se dobija medijskim pokrivanjem i političkim diskusijama kojima su objekt nuklearna energija, hidroenergija, energija vjetra i Sunca, potpuno je u neskladu sa spomenutim malim udjelom.

Nuklearna elektrana Grafenrheinfeld u Njemačkoj, snage 1345 MWe

Premda je neobnovljivost i konačnost trajanja fosilnih goriva opće poznata i prihvaćena činjenica, energetska se situacija danas uglavnom diskutira i razmatra kroz utjecaj na klimatske promjene. Proizvodnja nafte upravo prolazi kroz svoj maksimum i u budućnosti treba računati s njenim padom, koji bi dijelom mogao biti kompenziran porastom proizvodnje plina, no i njemu će doći kraj. Najviše je ugljena, no on je najnepopularniji izvor energije, najveći generator ugljičnog dioksida, a pritom je također konačnog vijeka. Kakvim je energetskim scenarijem moguće ostvariti održivi razvoj čovječanstva, koji nužno traži održivi razvoj energetike? Ovoga se časa vidi da je to jedino moguće kombinacijom:

• nuklearne opcije
• svih obnovljivih energetskih opcija, posebno solarne i energije vjetra
• redukcijom potrošnje energije, povećanjem energetske učinkovitosti, kao i redukcijom konzumerizma. To će neizbježno usporiti ekonomske aktivnosti i zahtjevati jednostavniji život, no i to je bolje od situacije neodrživog razvoja.

Uz izvanrednu osobinu da tijekom proizvodnje energije, primarno toplinske, koja se u električnu transformira stupnjem djelovanja od oko 33%, nuklearni reaktori ne ispuštaju nikakve stakleničke plinove, treba nabrojati i njihove ostale izvrsne karakteristike. Učinak današnjih nuklearnih elektrana je vrlo dobar. Primjerice, tijekom zadnja dva desetljeća, prosječni svjetski faktor opterećenja (capacity factor) povećao se sa 66,8%, koliko je iznosio 1990. godine na 82,6% 2006. godine. To je ekvivalentno izgradnji 34 nove elektrane snage 1000 MWe (megavata-električnih). Američke nuklearke povećale su u istom intervalu faktor opterećenja s oko 60% na preko 90%, što je efekt jednak dodatnih 23 TWhe (teravat-sati električnih) kapaciteta u elektromreži, odnosno izgradnji 23 nove 1000 MWe-ne nuklearne elektrane. Nuklearna sigurnost zaslužuje najviše ocjene. Troškovi pogona i održavanja znatno su reducirani kao i izloženost osoblja zračenju. Cijena nuklearnog kilovatsata među najnižima je, manja je od 2 US centa, a najekonomičnije elektrane 1 kWhe proizvode po cijeni od samo jednog centa. Struka kaže da je problem odlaganja visokoaktivnog otpada – istrošenog goriva „najveći nepostojeći problem“ dok ga oponenti nuklearne energije ističu kao značajan problem. Činjenica je da nekoristan dio u tom otpadu, dakle pravi otpad, predstavlja svega 3% njegova sadržaja. Ostatak predstavlja izvor novog goriva za sljedeće generacije reaktora koje su u razvoju. Trajno odlaganje treba odgoditi, rješenje je privremeno odlaganje istrošenog goriva, potpuno siguran i izvediv proces, te njegovo čuvanje sve do potrebe za njegovom preradom. Trenutno, nakon što je zaustavljen projekt trajnog odlagališta u Americi (Yucca Mountain u Nevadi), živi su projekti izgradnje trajnog odlagališta u Finskoj (Onkalo) i jedan sličan projekt u Švedskoj. Postoji i problem proliferacije nuklearnog oružja, no on je više politički nego tehnički problem. Obnovljivi izvori energije (solarna, eolska, energija valova, plime i oseke) vremenski su promjenjljivi, a k tome i znatno skuplji, te nikako nisu pogodni za temeljno opterećenje. Bioenergija, geotermalna energija i energija temperaturnog gradijenta oceana, nemaju hendikep vremenske promjenjljivosti, ali su skromnog upotrebnog kapaciteta. Sveukupno, energetska budućnost svijeta bez masovne primjene nuklearne energije nije moguća.

Kad je riječ o statusu nuklearne energije treba reći da bi značajnije konstrukcije i gradnje u nuklearnom gorivnom ciklusu, uključujući nove rudnike urana, pogone za obogaćivanje i nuklearne elektrane, zahtjevale najmanje 5 – 10 godina, tako da se za period do 2020. godine može s relativnom sigurnošću ocijeniti doprinos nuklearnog energetskog sektora.

Prošle (2008.) godine ugašena su tri reaktora (jedan u Slovačkoj i dva starija japanska), a u pogon nije pušten niti jedan. Rekordna je proizvodnja od 2658 TWhe zabilježena 2006. godine, da bi prošle godine bila 2,1% manja (2601 TWhe). Trenutno (2009. godina) u radu su 436 reaktora u 33 zemlje, ukupne snage od oko 370 GWe i prosječne starosti od oko 25 godina. Grade se 53 reaktora, koji bi trebali ući u pogon sljedećih 5 – 10 godina, a 5 je reaktora trajno isključeno. 300-tinjak TWhe godišnje produkcije reaktora u gradnji podigli bi u spomenutom vremenu (2015 – 2020) ukupnu svjetsku produkciju nuklearne električne energije na oko 2900 TWhe. 130 reaktora stari su između 30 i 40 godina i treba računati da će veći dio njih izaći iz pogona sljedećih 5 – 10 godina. Ako se upotrijebi iskustvo dobiveno na dosad isključenih 122 reaktora, može se očekivati dekomisija stotinu manjih i starijih reaktora do 2020. godine. Kombiniranjem spomenutih podataka očito je da nije ostvariva spomenuta produkcija od 2900 TWhe u periodu 2015-2020. Procjena IAEA je da će u 2015. nuklearna produkcija iznositi oko 2350 TWhe, što je za 250 TWhe manje nego 2008. godine. Prema WNA do kraja 2009. i 2010. planira se priključenje na mrežu 7 ili 8 novih reaktora. No, barem što se tiče 2009. godine, plan je bio posve nerealističan. Jednako kao tijekom 2008. na mrežu nije priključen niti jedan novi reaktor. Te je godine (2009.) započela gradnja 7 reaktora (5 kineskih svaki snage 1000 MWe, jedan ruski snage 1085 MWe i jedan u Južnoj Koreji snage 1340 MWe), reaktivirana je gradnja dva bloka ruske (2 30 MWe) i dva bloka slovačke elektrane (2 405 MWe), a trajno su zatvorena dva bloka jedne japanske elektrane (515/806 MWe). Prošle, 2008. godine inicirana je gradnja 10 reaktora, 6 u Kini, 2 u Južnoj Koreji i 2 u Rusiji, ukupne snage 10470 MWe.

U sljedećoj tablici prikazan je broj reaktora u pogonu u 2009. godini, njihova električna snaga, te broj reaktora u gradnji s pripadnom snagom.
Tablica ne prikazuje zemlje, ukupno njih 13 (Bangladeš, Bjelorusija, Egipat, Indonezija, Izrael, Italija, Kazahstan, Sjeverna Koreja, Poljska, Ujedinjeni Arapski Emirati, Vijetnam i Venezuela), koje nemaju reaktore u pogonu ili u gradnji, ali planiraju ili su u fazi predlaganja, gradnje nuklearnih elektrana. Pribrojimo li njihove planirane i predlagane gradnje onima iz tablice, dobivamo trenutno ukupno stanje:

• ukupno je planirana gradnja 134 reaktora;
• dodatno se razmatra gradnja 298 reaktora.

Spomenute brojke govore da je opravdana tvrdnja da svijet ulazi u „nuklearnu renesansu“.