Energetyka jądrowa
Luty-marzec 2006

ENERGETYKA JĄDROWA W POLITYCE

ENERGETYCZNEJ POLSKI

• Opcja energetyki jądrowej w Polsce (historia);
• Mity o stanie elektroenergetyki w Polsce;
• Uwarunkowania rozwoju elektroenergetyki w Polsce;
• Energetyka jądrowa na świecie;
• Elektrownie jądrowe w systemie elektroenergetycznym

Polski;

– Elektrownie jądrowe nowej generacji;
– Przyszłościowe rozwiązania energetyki jądrowej:

•

Reaktory wysokotemperaturowe chłodzone helem;

•

Reaktory powielające na neutronach prędkich;

• Gospodarka wypalonym paliwem i odpadami

promieniotwórczymi;

• Transmutacja jądrowa długożyciowych odpadów.

Wykład 5/1

Opcja energetyki jądrowej w Polsce

0

100

200

300

400

1950

1960

1970

1980

1990

2000

Rok

Z

ap

o

tr

ze

b

o

w

an

ie

n

a

en

er

g

ię

e

le

kt

ry

cz

n

ą

T

W

h

Decyzja o

budowie

elektrowni

jądrowej

Decyzja o

budowie EJ

Żarnowiec

Decyzja o

likwidacji EJ

Żarnowiec

HISTORIA EJ ŻARNOWIEC

Energetyka
jądrowa
Luty – marzec
2006

Wykład 5/2

Opcja energetyki jądrowej w Polsce

Elektrownia jądrowa Paks

Energetyka
jądrowa
Luty-marzec 2006
r.

Wykład 5/3

Mity o stanie elektroenergetyki w Polsce

Mit 1:
Nadwyżka zainstalowanej mocy nad zapotrzebowaniem:
W 2004 r. maksymalne zapotrzebowanie - 23,108 GW,
zainstalowana moc - 34,715 GW

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

S

to

p

ie

ń

w

yk

o

rz

ys

ta

n

ia

z

ai

n

st

al

o

w

an

ej

m

o

cy

Energetyka
jądrowa
Luty – marzec 2006
r.

Wykład 5/4

Mity o stanie elektroenergetyki w Polsce

Mit 2:
Wysoka energochłonność PKB:
Kraje UE(15) – 0,24 kWh/US$
Polska – 0,73 kWh/US$

0

10 000

20 000

30 000

40 000

50 000

0

2 000

4 000

6 000

8 000

10 000

Zapotrzebowanie na energię elektryczną netto kWh/ma

P

K

B

U

S

$/

m

a

Polsk

a

Energetyka
jądrowa
Luty marzec
2006

Wykład 5/5

Uwarunkowania rozwoju elektroenergetyki w Polsce

0

20

40

60

80

100

120

140

Szwajcaria

Dania

Irlandia

Holandia

Austria

Belgia

Niemcy

Wielka Brytania

Francja

Włochy

Hiszpania

Portugalia

Slowenia

Grecja

Czechy

Węgry

Słowacja

Polska

Estonia

Białorus

Litwa

Turcja

Rumunia

Łotwa

Bułgaria

PKB (PPP) na mieszkańca rocznie w jedn. UE(15)=100

PPP – Purchase
Power Parity –
Siła nabywcza

W rozsądnym horyzoncie czasowym

Energetyka jadrowa
Luty – marzec 2006

Wykład 5/6

Energetyka jądrowa
Luty – marzec 2006 r.

Uwarunkowania rozwoju elektroenergetyki w Polsce

Wniosek:
Realny wzrost gospodarki kraju jest związany z
przyrostem zapotrzebowania na energię elektryczną

Wzrost produkcji energii elektrycznej jest
uwarunkowany:

•ograniczeniami związanymi z ochroną środowiska;

•dostępnością i ceną surowców energetycznych.

Wykład 5/7

Energetyka jądrowa
Luty - marzec 2006 r.

100

150

200

250

300

2005

2010

2015

2020

2025

Rok

Z

ap

o

tr

ze

b

o

w

an

ie

n

a

en

er

g

ię

e

le

kt

ry

cz

n

ą

ro

cz

n

ie

, T

W

h

Traktatowy
Podst. węglowy
Podst. gazowy
Efektywnościowy

Prognoza zapotrzebowania na

energię elektryczną w Polsce

(

Polityka energetyczna Polski do 2025 r)

Wykład 5/8

Energetyka jądrowa
Luty - marzec 2006 r.

Jakie są uwarunkowania wzrostu
produkcji energii elektrycznej?

Ochrona środowiska;

Dostępność i cena surowców
energetycznych.

Wykład 5/9

Energetyka jądrowa
Luty = marzec 2006 r.

Gęstość wykorzystania energii

pierwotnej

toe/km

2

Kraj lub region

toe/km

2

Polska

302

Europa

- bez Rosji

364

UE(25)

461

Środkowy Wschód

92

Ameryka Płn.

124

Ameryka Płdn.

32

Azja i Oceania – bez Rosji 58
Afryka

11

Rosja

43

Świat

72

Wykład 5/10

Uwarunkowania rozwoju elektroenergetyki w Polsce

ROZKŁAD SZKODLIWYCH

ZANIECZYSZCZEŃ W EUROPIE

DYREKTYWA 2001/80/UE W SPRAWIE REDUKCJI EMISJI

Z DUŻYCH ŹRÓDEŁ SPALANIA

STOPNIOWE ZAOSTRZANIE NORM EMISJI SO

2

NO

X

I

PYŁU W DWÓCH PROGACH CZASOWYCH - OD 2008 I

2016 R.

OD 2008 R - SO

2

< 400 mg/Nm

3

NO

X

< 500 mg/Nm

3

PYŁ < 50 mg/Nm

3

OD 2016 R - NO

X

< 200 mg/Nm

3

Energetyka jądrowa
Luty – marzec 2006 r.

Wykład 5/11

Konferencja „Energetyka jądrowa dla Polski”
Kielce, 21 marca 2006 r.

Traktat akcesyjny i Decyzja Komisji

UE

Limit ogółem/rok

1 397

879

239,1

SO

2

kton

NO

x

kton

CO

2

Mton(5-7)

W tym energetyka 360

240

200

W 2002 r. energ.

700

250

140

Ograniczenie emisji SO

2

i NO

x

– instalacje oczyszczania spalin;

czyste spalanie;
stosowanie czystych paliw.

Ograniczenie emisji CO

2

- większa efektywność wykorzystania węgla;

wykorzystanie gazu (redukcja o 50%);
wykorzystanie OZE;
sekwestracja CO

2

?

Uwarunkowania rozwoju elektroenergetyki w Polsce

0

10

20

30

40

50

60

04-05

06-10

11-15

16-20

21-25

Lata

M

o

c

w

s

ys

te

m

ie

,

G

W

(e

)

obecna

zapotrzebowanie

Nowe elektrownie

Nowe inwestycje w elektroenergetyce

Do 2025 roku ponad 30 GWe

Energetyka jądrowa
Luty – marzec 2006 r.

Wykład 5/13

Uwarunkowania rozwoju elektroenergetyki w Polsce

BUDOWANE W LATACH 2006 – 2025 ELEKTROWNIE

BĘDĄ EKSPLOATOWANE PRZEZ CO NAJMNIEJ 40 LAT.

JAKA BĘDZIE DOSTĘPNOŚĆ I CENY SUROWCÓW

ENERGETYCZNYCH?

• Energetyka odnawialna: w 2004 roku – wodne: 3,46

TWh, wiatrowe: 0,14 TWh (63 MWe); biomasa leśna
(potencjalnie) : 2 TWh; uprawy biomasy
(potencjalnie): 2,5 TWh;

• Węgiel kamienny: zasoby operatywne z istniejących w

Polsce kopalni wystarczą na 38 – 40 lat. Nowe kopalnie
– na 100 lat przy znacznie wyższych kosztach
wydobycia;

• Węgiel brunatny: zasoby operatywne z istniejących w

Polsce kopalni wystarczą na ok. 30 lat. Nowe odkrywki
na 100 lat ze zwiększającymi się kosztami wydobycia;

• Gaz (importowany): niepewność cen i uwarunkowania

polityczne.

Energetyka jądrowa
Luty – marzec 2006 r.

Wykład 5/14

Uwarunkowania rozwoju elektroenergetyki w Polsce

W TEJ SYTUACJI MUSI BYĆ BRANA POD

UWAGĘ ENERGETYKA JĄDROWA, KTÓRA:

• Wytwarza tanią energię elektryczną;
• W porównaniu z innymi technologiami najmniej

wpływa na środowisko i jest najmniej szkodliwa dla
ludzi;

• Podnosi poziom bezpieczeństwa energetycznego

systemu (dywersyfikacja kierunków dostaw paliwa
jądrowego, możliwość gromadzenia paliwa na
kilkuletni okres eksploatacji),

• Ale:

• Wymaga większych nakładów inwestycyjnych;
• Wymaga obsługi przez wysokowykwalifikowaną

kadrę;

• Wymaga stabilności ekonomicznej i politycznej

państwa,

Energetyka jądrowa
Luty – marzec 2006 r.

Wykład 5/15

Energetyka jądrowa na świecie

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

Rok

W

zr

o

st

p

ro

d

u

kc

ji

e

n

er

g

ii

e

le

kt

ry

cz

n

ej

w

e

le

kt

ro

w

n

ia

ch

j

ąd

ro

w

yc

h

,

R

o

k

19

90

=

1

Świat
USA
UE(15)

ŚWIAT NIE REZYGNUJE Z ENERGETYKI JĄDROWEJ

Energetyka jądrowa
Luty – marzec 2006 r.

Wykład 5/16

Energetyka jądrowa na świecie

W 2004 ROKU NA ŚWIECIE:

• Eksploatowano 440 jądrowych bloków

energetycznych o łącznej mocy 368 GW, które
wyprodukowały 2 618,6 TWh (16%);

• W trakcie budowy 23 jądrowe bloki

energetyczne, o łącznej mocy 17,43 GW;

• Zamówiono lub planuje się budowę 39

jądrowych bloków energetycznych o łącznej
mocy 41,47 GW;

• Proponuje się budowę 73 jądrowych bloków

energetycznych o łącznej mocy 58,14 GW

Energetyka jądrowa
Luty – marzec 2006 r.

Wykład 5/17

Energetyka jądrowa na świecie

PORÓWNANIE OCENY KOSZTÓW

WYTWARZANIA ENERGII ELEKTRYCZNEJ W

RÓŻNYCH KRAJACH W 2010 ROKU

W US cent/kWh (2003r.), stopa dyskonta 5%, 40 lat eksploatacji

Wykorzystanie 85%

Kraj

J ądrowa Węgiel

Gaz

Finlandia

2,76

3,64

Francja

2,54

3,33

3,92

Niemcy

2,86

3,52

4,90

Szwajcaria

2,88

4,36

Holandia

3,58

6,04

Czechy

2,30

4,78

5,59

Słowacja

3,13

4,78

5,59

J aponia

4,80

4,95

5,21

Korea

2,34

2,16

4,65

USA

3,01

2,71

4,67

Kanada

2,60

3,11

4,00

Energetyka jądrowa
Luty – marzec 2006 r.

Wykład 5/18

Elektrownie jądrowe w systemie elektroenergetycznym Polski

UWARUNKOWANIA BUDOWY

ELEKTROWNI JĄDROWEJ W

POLSCE

• Zapotrzebowanie na energię elektryczną;
• Akceptacja społeczna budowy elektrowni

jądrowej

• Stabilność procesu inwestowania;
• Uwarunkowania prawne, finansowe i

organizacyjne gospodarki wypalonym paliwem
i odpadami promieniotwórczymi;

• Stabilność polityczna, ekonomiczna i

społeczna.

• Bezpieczna eksploatacja istniejących obiektów

jądrowych w Polsce.

Energetyka jądrowa
Luty – marzec 2006 r.

Wykład 5/19

Elektrownie jądrowe w systemie elektroenergetycznym Polski

Reaktory nowej generacji (III generacja)

KONSTRUKCJE REAKTORÓW NOWEJ

GENERACJI

Kraj, producent

Reaktor

Moc, MWe

Konstrukcja, dane

USA - J aponia,

(GE-Hitachi-Toshiba)

ABWR

1300

Trzy uruchomione bloki, Budowa -48 miesięcy

Południowa Korea

(Westinghouse)

APR-1400

(PWR)

1400

W trakcie budowy 2 bloki. Przewidywane uruchomienie

2010 rok

Francja - Niemcy

(AREVA)

EPR

1600

Projekt zatwierdzony, gotowy do budowy. Przewidywana

budowa w Finlandii i Francji

USA (Westinghouse)

AP-600

AP1000

600

1100

AP-600 Konstrukcja licencjonowana NRC w 1999r.,

AP-1000, Konstrukcja licencjonowana NRC w 2004r.

USA (GE)

ESBWR

1390

Modyfikacja bloku ABWR

Rosja (OKBM)

V-448 (PWR)

1500

Przewidziane do zamiany RBMK w Petersburgu i Kursku

Rosja (Gidropres)

V-392 (PWR)

950

Dwa bloki zakontraktowane przez Indie

Energetyka jądrowej
Luty – Marzec 2006 r.

Wykład 5/20

ZALETY I

WADY

REAKTORÓW

LEKKOWODNYCH

:

• BEZPIECZEŃSTWO;
• EKONOMIKA;
• BRAK EMISJI DO ATMOSFERY

SZKODLIWYCH SUBSTANCJI

;

• DUŻE MOCE JEDNOSTKOWE: 500 - 1500

MWe;

• NISKA TEMPERATURA CHŁODZIWA 320

O

C;

• NISKIE WYKORZYSTANIE URANU < 1%;
• WYTWARZANIE DŁUGOŻYCIOWYCH

ODPADÓW –WYPALONE PALIWO.

Elektrownie jądrowe w systemie elektroenergetycznym Polski

Reaktory nowej generacji (III generacja)

Energetyka jądrowa
Luty – marzec 2006 r.

Wykład 5/21

Przyszłościowe rozwiązania energetyki jądrowej

REAKTORY WYSOKOTEMPERATUROWE

CHŁODZONE GAZEM (HELEM) HTGR

• Temperatura chłodziwa – 800 – 1000

o

C;

• Pasywne bezpieczeństwo – ekonomicznie możliwe

małe obiekty – 200 – 600 MWt;

• Wykorzystanie do zasilania procesów

chemicznych: zgazowanie węgla, wytwarzanie
wodoru;

• HTR (Chiny) – 10 MW – działający;
• HTTR (Japonia) – 30 MW – działający;
• PBMR S.A. (Rep. Poł. Afryki) 200/110 MW – w

budowie;

• GT MHR (GA-Minatom-AREVA-Fuji) 600/293 MW –

w stadium konstruowania.

Energetyka jadrowa
Luty – marzec 2006 r.

Wykład 5/22

Przyszłościowe rozwiązania energetyki jądrowej

0,5

0,6 0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Współczynnik powielania

W

yk

o

rz

ys

ta

n

ie

u

ra

n

u

%

LWR

HTGR

PHWR

FBR

wypalenie 6%

wypalenie 3%

WYKORZYSTANIE URANU
W RÓŻNYCH REAKTORACH

Energetyka jądrowa
Luty – marzec 2006 r.

Wykład 5/23

Przyszłościowe rozwiązania energetyki jądrowej

REAKTORY POWIELAJĄCE

• Reaktor powielający chłodzony helem –

temperatura 850

o

C, wytwarzanie wodoru i

energii elektrycznej – w opracowaniu;

• Reaktor powielający chłodzony ciekłym ołowiem

lub eutektyką Pb-Bi – temperatura 550 – 800

o

C –

wytwarzanie energii elektrycznej i wodoru – w
oprac.;

• Reaktor powielający chłodzony ciekłym sodem –

temperatura 550

o

C – wytwarzanie energii

elektrycznej – działający BN-600 (Rosja), MONJU
(Japonia)

Energetyka jądrowa
Luty – marzec 2006 r.

Wykład 5/24

Ruda uranowa

TRANSMUTACJA JĄDROWA

Energetyka jądrowa
Luty – marzec 2006 r.

Wykład 5/25

I TO JUŻ WSZYSTKO

NA TEMAT ENERGETYKI JĄDROWEJ

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ

Energetyka jądrowa
Luty – marzec 2006 r.

Wykład 5/26