Renesans rozwoju energetyki jądrowej - ENERGETYKA JĄDROWA - ENERGIA JĄDROWA - ANDRZEJ STRUPCZEWSKI - RENESANS ENERGETYKI JĄDROWEJ - ROZWÓJ ENERGETYKI JĄDROWEJ
Farnell, An Avnet Company   Przedstawicielstwo Handlowe Paweł Rutkowski   Phoenix Contact Sp. z o.o.  

Energetyka, Automatyka przemysłowa, Elektrotechnika

Dodaj firmę Ogłoszenia Poleć znajomemu Dodaj artykuł Newsletter RSS
strona główna ARTYKUŁY Energetyka Renesans rozwoju energetyki jądrowej
drukuj stronę
poleć znajomemu

Renesans rozwoju energetyki jądrowej

Energetyka jądrowa - czy to wszystko nam się opłaca? Może koszty energii elektrycznej z elektrowni jądrowych są tak wysokie jak z ogniw słonecznych i nikt nie chce ich budować bez dotacji państwowych? Może te wszystkie kraje, które budują elektrownie jądrowe, robią to ze względów prestiżowych i militarnych? Czy elektrownie jądrowe są konkurencyjne ekonomicznie?

1. Renesans rozwoju energetyki jądrowej

Konkurencyjność ekonomiczna zawsze była zasadniczym powodem wyboru opcji elektroenergetycznych, a od czasu wprowadzenia wolnego rynku jej znaczenie jeszcze bardziej wzrosło. Ocena konkurencyjności ekonomicznej jest zasadniczym elementem polityki zarówno na poziomie rządów jak i na poziomie inwestorów prywatnych.

Ostatnie lata przyniosły renesans w rozwoju energetyki jądrowej. Wielkie kraje takie jak Rosja, Ukraina, Japonia, Chiny, i Indie prowadzą intensywną rozbudowę energetyki jądrowej, Francja i Finlandia budują nowe elektrownie jądrowe dużej mocy, a wznowienie rozwoju energetyki jądrowej zapowiedziały już USA, W. Brytania, Czechy, Słowacja, Rumunia, Bułgaria i wiele innych krajów.

Obecnie pracujące elektrownie jądrowe produkują więcej energii niż przed kilku laty. W 2000r. łączna energia elektryczna wytworzona przez EJ wyniosła 2447 miliardy kWh, co stanowiło wzrost o 15% w stosunku do stanu o 6 lat wcześniej. Wzrost wyprodukowanej energii o 317 TWh równy jest produkcji z ponad 30 reaktorów dużej mocy, chociaż w latach 1995-2000 liczba reaktorów wzrosła tylko o pięć bloków, a łączna moc EJ o 3%. Reszta przyrostu produkcji energii wynikła z polepszenia parametrów eksploatacyjnych istniejących reaktorów energetycznych.

Głębokość wypalenia paliwa w reaktorach PWR wzrosła o 50% ( na bazie cieplnej, nie elektrycznej), z 30 MWd/kg U w 1974 roku do 45 MWd/kg U w 1998 roku i nadal rośnie. W przypadku reaktorów z wodą wrzącą (BWR) wypalenie wzrosło w tym samym okresie z 23 do 40 MWd/kg U, a fizyczna niezawodność paliwa również została zwiększona.

Współczynniki obciążenia EJ przekraczają 75% w dwóch trzecich EJ poza Rosją i Ukrainą, w porównaniu z tylko 39% osiągającymi ten poziom w 1990 r. W ciągu ostatnich 15 lat fińskie reaktory energetyczne znajdowały się na szczycie tablicy osiągów eksploatacyjnych, a obecnie ich skumulowane współczynniki obciążenia wynoszą około 92%. Reaktory w Belgii, Czechach, Japonii, Niemczech, Południowej Korei, Hiszpanii, Szwajcarii, na Węgrzech, w USA i na Taiwanie mają współczynniki obciążenia od 92 do 80 %.

Amerykańskie EJ wykazują stałą poprawę dyspozycyjności w ciągu ostatniej dekady. Średni współczynnik obciążenia, który w 1990 roku wynosił 65%, wzrósł w 2000 r do 85%. Dla nowych elektrowni jądrowych przyjmuje się obecnie jako punkt odniesienia współczynnik obciążenia równy 90%, co odpowiada aktualnym osiągom energetyki jądrowej na świecie. [1]. Już od kilku lat nie ulega wątpliwości, że budowa elektrowni jądrowych jest przedsięwzięciem gwarantującym długotrwałe dostawy taniej energii elektrycznej, a obecne podwyżki cen ropy i gazu ziemnego podnoszą jeszcze bardziej atrakcyjność ekonomiczną energii jądrowej.

Porównania dokonywane w ostatnich latach XX wieku wskazywały, że konkurencyjność energii jądrowej zależy od stopy oprocentowania kapitału. W krajach, gdzie stopa ta wynosiła 5%, elektrownie jądrowe były najtańszym źródłem energii elektrycznej, zaś w krajach o wysokiej stopie procentowanej- rzędu 10 % - tańsze były elektrownie gazowe lub opalane ropą, których nakłady inwestycyjne były stosunkowo dużo mniejsze, a czas zamrożenia kapitału podczas budowy znacznie krótszy. Jednakże po polepszeniu parametrów eksploatacyjnych EJ w ciągu ostatniej dekady sytuacja zmieniła się zdecydowanie na korzyść EJ. Co więcej, firmy reaktorowe opracowały nowe udoskonalone typy reaktorów, takie jak reaktor AP 600 lub AP 1000 w USA lub EPR w Unii Europejskiej. Dzięki starannemu przygotowaniu budowy i wprowadzeniu systemu prefabrykacji elementów EJ, czas jej budowy może być znacznie skrócony, np. do 36 miesięcy w przypadku reaktora AP 1000. Jednocześnie znacznie zmniejszono ilość potrzebnych dla EJ układów bezpieczeństwa i ich składników, a dzięki wykorzystaniu sił naturalnych takich jak siła grawitacji lub konwekcja naturalna wyeliminowano kosztowne układy zasilania awaryjnego, np. generatory diesla i ich układy pomocnicze zaopatrujące te generatory w wodę, paliwo i smary.

Wątpliwości co do konkurencyjności ekonomicznej elektrowni jądrowych rozwiały się po opublikowaniu wyników szeregu wielkich studiów przeprowadzonych na początku XXI wieku. W 2000 r. Finlandia przeprowadziła analizę porównawczą kosztów wytwarzania energii elektrycznej w nowych elektrowniach [2], a w następnych latach wykonano takie analizy w USA [3], w W. Brytanii [4] a ostatnio w krajach OECD [5, 6]. Dały one podobne wyniki, wskazujące, że energia jądrowa jest najtańszym źródłem energii elektrycznej z nowych elektrowni. Wyniki tych analiz omówimy poniżej, szczególną uwagę poświęcając studium fińskiemu, które posłużyło za podstawę do zamówienia elektrowni jądrowej dla Finlandii, a także przyczyniło się niewątpliwie do tego, że parlament fiński podjął słynną uchwałę mówiącą, że „energetyka jądrowa jest rozwijana w Finlandii dla dobra społeczeństwa”.

2. Ocena ekonomiczna opracowana w Finlandii


Studium fińskie, oparte na szczegółowych analizach ekonomicznych uwzględniających aktualne osiągi elektrowni jądrowych na świecie i w Finlandii [2] przedstawia porównanie czterech możliwych źródeł energii, mianowicie energii jądrowej (EJ), elektrowni węglowej kondensacyjnej (EW), elektrowni gazowej z cyklem połączonym (EG) i elektrowni opalanej torfem (ET). Zasadnicze parametry i dane kosztowe dla tych elektrowni przedstawione są w tablicy 2.1. Wszystkie koszty wyrażone są w Euro (€) przy przeliczniku 1 € = 0,9 USD. Jako elektrownię odniesienia w cyklu węglowym przyjęto istniejącą w Finlandii elektrownię Meri- Pori o mocy 560 MWe opalaną pyłem węglowym, a w przypadku torfu rozpatrywano spalanie w złożu fluidalnym. Dane dla elektrowni gazowej przyjęto zgodnie z najnowszymi osiągnięciami technicznymi w praktyce międzynarodowej. Moc EW i EG wybrano dostatecznie duże by zrealizować korzyści skali. Elektrownia węglowa byłaby zlokalizowana na wybrzeżu morskim. Wielkość elektrowni torfowej ograniczono do 150 MWe, ponieważ przy większej mocy transport paliwa stałby się zbyt dużym obciążeniem.

Przy ocenie kosztów produkcji energii elektrycznej przyjęto stopę procentową 5% rocznie i ustalony poziom cen z lutego 2000 roku. Czas budowy EJ przyjęto równy 5 lat. Wszystkie wydatki na gospodarkę odpadami radioaktywnymi (łącznie z paliwem wypalonym) i likwidację elektrowni są ujęte w zmiennych kosztach eksploatacji i napraw poprzez coroczne wpłaty do funduszu odpadów jądrowych.



Tabl. 2.1 Charakterystyka ogólna i koszty dla nowych elektrowni pracujących na obciążeniu podstawowym w Finlandii [2]

*) Przy 8000 godzin pracy rocznie
Koszty wytwarzania energii elektrycznej, 8000 godz/rok [Tarjanne, Rissanen]

Rys. 2.1 Koszty wytwarzania energii elektrycznej przy pracy przez 8000 godzin /rok wg
studium fińskiego [2]

Koszty wytwarzania energii elektrycznej przy rocznej pracy przez 8000 godzin na pełnej mocy (co odpowiada współczynnikowi obciążenia 91%) pokazano na rys. 2.1. Koszt energii elektrycznej wytwarzanej w elektrowni jądrowej wynosi 22,3 €/MWh, w elektrowni węglowej 24,4 €/MWh, a w elektrowni gazowej 26,3 €/MWh [2]. Dominującą składową kosztów w przypadku elektrowni jądrowej są nakłady inwestycyjne, natomiast koszt paliwa jądrowego jest niski. W przypadku innych źródeł energii dominującą składową stanowi koszt paliwa.

Elektrownia jądrowa wymaga znacznie wyższych nakładów inwestycyjnych niż pozostałe źródła energii – 1749 €/kW łącznie z kosztem pierwszego wsadu paliwowego do rdzenia, co stanowi jednostkowe nakłady inwestycyjne trzykrotnie wyższe niż dla elektrowni gazowej. Ale koszty paliwowe są znacznie niższe i przy współczynniku obciążenia powyżej 70% energia jądrowa staje się najtańszym źródłem energii [2]. Przy współczynniku obciążenia 80% koszty paliwowe wynoszą dla cyklu jądrowego 2,36 c€/kWh, dla węgla 2,54, dla gazu 2,69 i dla torfu 3,26 c€/kWh. Przy współczynniku wykorzystania mocy zainstalowanej równym 90% (co w Finlandii stanowi wartość odniesienia dla EJ) przewaga energii jądrowej wzrasta, bo koszty paliwa jądrowego wynoszą tylko 2,15 c€/kWh, podczas gdy dla węgla są one równe 2,41 i dla gazu 2,61 c/kWh. Gaz jest najtańszy tylko przy współczynnikach obciążenia poniżej 55%. [1]
Na rys. 2.2 pokazano koszty wytwarzania energii dla czterech wybranych źródeł energii w funkcji rocznego czasu pracy elektrowni na pełnej mocy.

REKLAMA

Otrzymuj wiadomości z rynku elektrotechniki i informacje o nowościach produktowych bezpośrednio na swój adres e-mail.

Zapisz się
Administratorem danych osobowych jest Media Pakiet Sp. z o.o. z siedzibą w Białymstoku, adres: 15-617 Białystok ul. Nowosielska 50, @: biuro@elektroonline.pl. W Polityce Prywatności Administrator informuje o celu, okresie i podstawach prawnych przetwarzania danych osobowych, a także o prawach jakie przysługują osobom, których przetwarzane dane osobowe dotyczą, podmiotom którym Administrator może powierzyć do przetwarzania dane osobowe, oraz o zasadach zautomatyzowanego przetwarzania danych osobowych.
Komentarze (3)
Dodaj komentarz:  
Twój pseudonim: Zaloguj
Twój komentarz:
dodaj komentarz
No avatar
.
pozdrowienia z ol3
Brak obrazka
Myślę, że autor nawet bardzo jest zaangażowany, ponieważ jest nim Andrzej Strupczewski, jeden ze znamienitrzych uczonych w Polsce, znający tematykę energetyki jądrowej
No avatar
arek
ciekawy artykuł. Zastanawiam się czy autor jest tylko dziennikarzem czy może jest w temat głębiej zaangażowany
REKLAMA
Nasze serwisy:
elektrykapradnietyka.com
przegladelektryczny.pl
rynekelektroniki.pl
automatykairobotyka.pl
budowainfo.pl