myPolitics
Media
Edukacja
Quizy
AD PLACEHOLDER

A gdyby tak przebudować elektrownie węglowe na jądrowe?

Naukowcy z AGH i PŚ przeprowadzili analizę odpowiadającą na to pytanie. Wniosek: to wcale nie jest głupi pomysł.
News
|
1/6/2022, 09:46 AM
|
Młodzi Nowocześni
A gdyby tak przebudować elektrownie węglowe na jądrowe?
AD PLACEHOLDER

Krajowa energetyka wymaga inwestycji w nowe moce, nie tylko z powodu dekarbonizacji wymuszonej jej wysoką emisyjnością i wzrastającym zapotrzebowaniem na energię – wiele działających obecnie elektrowni jest zwyczajnie wysłużonych i w najbliższym czasie czeka je emerytura. Przyjęta strategia obecnej władzy, wyrażająca się w dokumencie Polityka Energetyczna Polski do 2040 r. opiera się o budowę klasycznych elektrowni jądrowych PWR mocy rzędu 1-1,6 GW, wspieranych przez rozwój, głównie prosumenckiej, fotowoltaiki oraz farm wiatrowych na Bałtyku. Większość krytyków zarzuca jednak tej strategii, że jest zbyt mało ambitna w tempie dokonywania dekarbonizacji.

Jednak warto wspomnieć, że mimo, iż sektor prywatny jest w posiadaniu małej części z emisyjnych mocy w Polsce, to też snuje plany ich dekarbonizacji – wszak konsorcjum ZE PAK (Z. Solorz), Synthosu (M. Sołowow) i Ciechu (S. Kulczyk) ogłosiło, że ta pierwsza zlikwiduje swoje elektrownie opalane węglem brunatnym na rzecz małych reaktorów modułowych (SMR). Jest to najprostsza innowacja z IV generacji elektrowni jądrowych – duża elektrownia PWR przeskalowana do ok. ⅓-¼ swojej mocy. W założeniu ma to znacząco obniżyć koszta i czas trwania budowy – producent elektrowni u siebie wytwarza prefabrykaty, które na miejscu są tylko składane razem. Można to porównać do przejścia z budowania w cegle do wielkiej płyty. Dzięki temu ulegnie zmianie paradygmat produkcji – z rzemieślniczej do seryjnej. Inną zaletą jest obniżenie progu wejścia – dzięki SMR-om na otworzenie nowych bloków jądrowych mogą sobie pozwolić mniejsi inwestorzy. Reaktory są na skraju komercjalizacji – lada moment możemy się spodziewać pierwszych inwestycji. Jednak o małych reaktorach modułowych dokument PEP2040 zawiera tylko wzmiankę, o możliwym ich wykorzystaniu w ciepłownictwie – jak już zauważyliśmy wyżej, autorzy strategii opierają się wyłącznie na klasycznych PWRach w kwestii wytwarzania elektryczności. A szkoda.

Według artykułu opublikowanego rok temu przez naukowców z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie i Politechniki Śląskiej w Katowicach, można by je wykorzystać do dekarbonizacji obecnej energetyki w nieco bardziej dosłownym znaczeniu. Autorzy proponują zastąpienie źródła ciepła w obecnych elektrowniach węglowych właśnie SMRami. W jaki sposób miałoby się to odbyć?

Klasyczne elektrownie działają według prostego schematu: mamy jakieś źródło ciepła, które jest chłodzone wodą pod ciśnieniem. Woda jest podgrzewana do takiej temperatury, że przechodzi w parę, z kolei ta para obraca łopaty turbogeneratora. On zaś, na takiej samej zasadzie jak rowerowe „dynamo”, przekształca energię ruchu obrotowego w energię elektryczną. Woda pracuje w obiegu zamkniętym, więc jest jeszcze skraplana, i wraca z powrotem do punktu wyjścia. W praktyce takie instalacje są nieco bardziej skomplikowane, jednak ogólna zasada działania pozostaje taka sama.

Opisany schemat pasuje zarówno do elektrowni jądrowych, jak i gazowych czy węglowych. W teorii wystarczyłoby zamienić źródło ciepła, czyli kocioł do spalania węgla, na reaktor jądrowy, dzięki czemu można by zredukować koszty i skrócić instalację nowych mocy – nie trzeba budować ponownie całej infrastruktury za wymiennikiem ciepła. Problem jednak w tym, że muszą być spełnione określone warunki i nie wszystkie elektrownie można zaadoptować. Z tego powodu takie rozwiązanie to nie panaceum, jednak jest warte rozważenia jako uzupełnienie rządowej strategii.

Według wspomnianego wyżej badania, w naszym kraju możliwe jest uzyskanie do 10 GW mocy w elektrowniach jądrowych powstałych z przebudowy 38 elektrowni węglowych, przy chociaż częściowym zachowaniu obecnej infrastruktury, przy jednoczesnej oszczędności między 28% a 35% w stosunku do kosztów budowania nowych elektrowni od podstaw. Dla porównania, PEP2040 przewiduje budowę 6-9 GW nowych mocy w dużych PWRach, w 2019 r. krajowe zużycie energii elektrycznej wyniosło 174 TWh, a szczyt popytu – 23 GW mocy. Szacuje się, że roczna produkcja elektrowni „z odzysku” mogłaby wynieść ~79TWh rocznie i pokryć 35% przewidywanego na lata 30. zapotrzebowania na energię elektryczną. Przy takim układzie i przy użyciu wychwytywania CO₂, pozostałe elektrownie węglowe produkowałyby ~33 TWh rocznie (15% zapotrzebowania), zaś gazowe – ~15 TWh (6%). Powiększyłoby to niskoemisyjne źródła do 76% udziału w produkcji energii! PEP2040 zaś mówi o 20% energii z węgla w 2035 w przypadku wysokich cen uprawnień do emisji gazów cieplarnianych i 38% w przypadku umiarkowanego wzrostu.

Warto, aby krajowe władze zainteresowały się małymi reaktorami modułowymi i przeprowadziły głębsze studium wykonalności tej propozycji. Jest to niestety jednak mało prawdopodobne – wiązałoby się to z szybszym wycofaniem z eksploatacji (i wydobycia) węgla, do czego obecna partia rządząca nie jest skora. A szkoda, bo mogłoby to nas przybliżyć do osiągnięcia zerowych emisji netto przed 2050 r. Cytując autorów artykułu: „wydaje się zatem, że jedynym skutkiem niewykorzystania możliwości dekarbonizacji modernizacyjnej dla niskoemisyjnych zdolności produkcyjnych firm jest wzrost całkowitych kosztów transformacji, a także zwiększona utrata miejsc pracy na poziomie lokalnym”.


Autor artykułu: Karol Kołodziejak

Bibliografia:

  1. [S. Qvist et al., Retrofit Decarbonization of Coal Power Plants—A Case Study for Poland, w: Energies](https://doi.org/10.3390/en14010120)
  2. [Polityka energetyczna Polski do 2040 r.](https://www.gov.pl/web/klimat/polityka-energetyczna-polski-do-2040-r-przyjeta-przez-rade-ministrow)
  3. [Statystyka elektroenergetyki polskiej 2019 – ARE SA](https://www.are.waw.pl/badania-statystyczne/wynikowe-informacje-statystyczne#statystyka-elektroenergetyki-polskiej)

Autor
Młodzi Nowocześni
AD PLACEHOLDER

Blitz

AD PLACEHOLDER
Made with  by myPolitics Team