Polskie Towarzystwo Nukleoniczne Warszawa

39 pages
7 views

Please download to get full document.

View again

of 39
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Share
Description
ELEKTROWNIE JĄDROWE korzyści i zagrożenia Andrzej T. Mikulski Państwowa Agencja Atomistyki Polskie Towarzystwo Nukleoniczne Katolicki Uniwersytet Lubelski Jana Pawła II Akademicki Klub Myśli Społeczno-Polityczne „VADE MECUM” Lublin , 22 kwiecień 2009 r. Andrzej T. Mikulski
Transcript
ELEKTROWNIE JĄDROWEkorzyści i zagrożeniaAndrzej T. MikulskiPaństwowa Agencja AtomistykiPolskie Towarzystwo NukleoniczneKatolicki Uniwersytet Lubelski Jana Pawła IIAkademicki Klub Myśli Społeczno-Polityczne„VADE MECUM”Lublin, 22 kwiecień 2009 r.Andrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa1Państwowa Agencja Atomistyki
  • - urząd dozoru jądrowego
  • działa na podstawie Prawa atomowego
  • odpowiedzialny za bezpieczeństwo jądrowe i ochronę radiologiczną
  • - wydaje licencje na budowę, eksploatacje i likwidację obiektów jądrowych
  • jedyny obiekt w Polsce: reaktor MARIA
  • dodatkowo:Krajowe Składowisko Odpadów Promieniotwórczych
  • przechowalniki wypalonego paliwa w Ośrodku Świerk
  • Andrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa2Systemy przyszłościoweGeneracja IV
  • Zaawansowane reaktory
  • Współczesne reaktory
  • 19501970199020102030205020702090
  • Pierwsze reaktory
  • Generacja I
  • Obnińsk
  • Shippingpor
  • Calder Hall
  • Generacja II
  • LWR: PWR, BWR
  • CANDU
  • AGR
  • Generacja III
  • ABWR, APWR
  • PBMR
  • Przegląd typów reaktorów energetycznych (podział na generacje)Andrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa3Uzasadnienie konieczności podjęcia rozwojuenergetyki jądrowej w Polscetrzy aspekty – tzw. 3 x E»energetyczny – potrzeba pokrycia rosnącego zapotrzebowania na energię elektryczną przy zróżnicowanej strukturze źródeł zapewniającej bezpieczeństwo energetyczne»ekonomiczny – konieczność uzyskania takiej struktury źródeł energii elektrycznej, która zapewnia najniższe zdyskontowane koszty wytwarzania w całym systemie w warunkach występujących ograniczeń oraz zaostrzających się wymagań ekologicznych»ekologiczny – przestrzeganie prawnych wymogów ekologicznych oraz zapewnienia minimalnego poziomu zanieczyszczenia środowiska(Marecki/Duda: referat na konferencję NPPP-2006)Andrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa4Reaktor wodno- ciśnieniowy PWR (WWER)Andrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa5 Bezpieczeństwo jądrowe - gwarancje układu wielu barierBariery bezpieczeństwa(przed wydostaniem się radioaktywnych produktów rozszczepienia):1. materiał paliwowy2. osłona (koszulka) pręta3. zbiornik reaktora4. obudowa bezpieczeństwa (pojedyncza lub podwójna)Awaria ze stopieniem rdzeniaEJ Three Mile Island (USA) w 1979 r.Utrata barier 1 i 3 (materiał paliwowy i koszulka)Działanie bariery 3 i 4 (zbiornik i obudowa)Brak skutków zdrowotnychAndrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa6Bezpieczeństwo jądrowe – kultura technicznapojęcie wprowadzone po awarii w Czarnobyludefinicja:dbałość o zachowanie wszelkich wymagań i zasad na każdym etapie projektu, wykonania i eksploatacji elektrowni jądrowej- wykorzystanie naturalnych praw fizyki w projektowaniu (grawitacja, konwekcja naturalna, właściwości materiałów …- analiza wszelkich scenariuszy awaryjnych na etapie projektu- przygotowanie weryfikacji procesu budowy- szkolenie personelu (symulatory)- brak tolerancji uchybień (nie ma małych uchybień)- wykorzystanie doświadczeń eksploatacyjnych z innych elektrowni- nauczenie odpowiedzialności w praktycznym działaniu i w każdych okolicznościach personelu operacyjnegoAndrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa7REAKTORY JĄDROWE NA ŚWIECIE PRACUJĄCEAndrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa8UDZIAŁ REAKTORÓW JĄDROWYCHW PRODUKCJI ENERGII ELEKTRYCZNEJAndrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa9DYSPOZYCYJNOŚĆ REAKTORÓW JĄDROWYCHAndrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa10LICZBA PRACUJACYCH REAKTORÓW JĄDROWEWEDŁUG LAT PRACYAndrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa11REAKTORY JĄDROWE NA ŚWIECIE W BUDOWIEAndrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa12Zalety energetyki jądrowej (1)
  • wykorzystanie surowców energetycznych przydatnych tylko do produkcji energii elektrycznej (uran i tor)
  • wysoka koncentracja energii w uranie(1 kg uranu naturalnego jest równoważny wartości energetycznej 20 ton węgla kamiennego)
  • swoboda wyboru dostawcy paliwa (wiele krajów posiada zasoby rudy uranu i toru)
  • zaniedbywalne koszty transportu paliwa
  • możliwości składowania paliwa(okres kilku lat paliwo zajmuje mało miejsca)
  • Andrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa13Zalety energetyki jądrowej (2)
  • udział surowca (uranu) w łącznym koszcie produkcji energii elektrycznej w elektrowni jądrowej wynosi zaledwie 3-5%
  • koszt uranu naturalnego stanowi ok. 30% kosztów paliwa(reszta to koszt wzbogacenia oraz produkcji elementów paliwowych)
  • a z tego wynika:
  • - niska wrażliwość kosztów produkcji energii elektrycznej na wahania cen tego surowca(dla węgla i gazu koszty energii są silnie wrażliwe na ceny surowców)
  • - stabilność kosztów produkcji elektryczności w dłuższej perspektywie czasu
  • Andrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa14Zagrożenia od energetyki jądrowej
  • promieniowanie (w czasie normalnej eksploatacji)
  • (pomijalne w czasie normalnej eksploatacji, porównanie w promieniotwórczością popiołów z elektrowni węglowej)
  • możliwość awarii jądrowej
  • (rozwój zabezpieczeń przed awarią
  • wykorzystanie praw fizyki w III generacji reaktorów
  • jedyny przemysł nastawiony od początku na likwidacje zagrożeń)
  • wytwarzanie odpadów promieniotwórczych
  • (b. ograniczona ilość i zawsze pozostająca pod kontrolą)
  • możliwość proliferacji materiałów jądrowych(do produkcji bomby atomowej, tylko w specjalnym typie reaktora, zapobieganie przez inicjatywę GNEP)
  • Andrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa15Energetyka jądrowa w Polsce umożliwiłaby:
  • wzrost niezależności energetycznej
  • poprzez dywersyfikację źródeł energii
  • spełnienie wymagań protokołu z Kioto (limity emisji gazów cieplarnianych)
  • oszczędzanie innych surowców energetycznych (węgiel, ropa naftowa i gaz ziemny) i zaoszczędzenie dla przyszłych pokoleń
  • wykorzystanie tych zasobów w przemyśle chemicznym (są niezastąpione)
  • rozwiązanie problemów składowania odpadów promieniotwórczych z zastosowań w medycynie i przemyśle (to trzeba koniecznie zrobić)
  • Andrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa16Projekcja obciążenia elektrowni i elektrociepłowni w Polsceoraz planowane moce netto Andrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa17Optymalne kosztowonowe moce wytwórcze elektrowni w Polscedla referencyjnych warunków rozwoju gospodarczegoAndrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa1810 elektrowni jądrowych, 27 reaktorów, ogólna moc 19 GWeAndrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa19Andrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa20Andrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa21Jednostkowy koszt wytworzenia energii elektrycznej netto[Energoprojekt, Katowice, 2005]Koszt wytwarzania: Elektrownie węglowe - 285 - 304 zł/MWh (wliczona emisja CO2) 210 - 230 zl/MWh (bez kosztów emisji CO2) Elektrownie jądrowe - 155 - 177 zł/MWh- (EPR i AP1000)Andrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa22Koszty produkcji energii elektrycznej wedługFundacji Efektywnego Wykorzystania EnergiiKoszty wytwarzania (szacunki z 2009 r.)- istniejące elektrownie węglowe - 146 zł/MWh (bez kosztów emisji CO2)- przyszłe elektrownie węglowe 214 zł/MWh- elektrownie jądrowe - 257 zl/MWhAndrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa23Elektrownia jądrowa w Olkiluoto w Finlandii (makieta)Andrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa24Elektrownia jądrowa w Olkiluoto w Finlandii (widok aktualny)(montaż ostatniego pierścienia ochronnego w obudowie bezpieczeństwa, wysokość 40 m, pozostała pokrywa obudowy bezpieczeństwa - wszystko wykonane w Polsce)Andrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa25Awaria w Czarnobylu
  • - pierwotne określenie przyczyn (INSDAG-1, MAEA, 1986)
  • „karygodne błędy operatorów” wyłączenie wszystkich zabezpieczeń
  • - rzeczywista przyczyna: (INSAG-7, MAEA, 1992)
  • „niedopuszczalna usterka projektowa” (znana konstruktorom od co najmniej 2 lat nie wprowadzona zmiana w konstrukcji prętów bezpieczeństwa- decyzja operatora wyłączenia reaktora spowodowała nagły wzrost mocy i wybuch pary
  • inne niedociągnięcia:
  • * brak w wyszkoleniu kierownika zmiany (operatorów)
  • * odstąpienie od pierwotnej instrukcji przeprowadzenia doświadczenia bezpośrednio po obniżeniu mocy związanej z wyłączeniem reaktora przed wymianą paliwa (koniec cyklu paliwowego)
  • Andrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa26Podsumowanie (1) nie ma obecnie rozsądnej alternatywy dla zaopatrzenia w energię elektryczną niż energetyka jądrowa - wzrost zapotrzebowania na energie elektryczną - nie zwiększymy wydobycia węgla kamiennego, - kosztowne dotarcie do nowych złóż węgla brunatnego - wykorzystanie importowanego gazu pozbawione racjonalnych podstaw (2) technologia jądrowa jest na wysokim poziomie (3) stałe działania na rzecz podniesienia bezpieczeństwa (4) istnieje światowy rynek elektrowni jądrowychDziałania: (a) rozpoczęcie szkolenia kadr „od zaraz” (b) zorganizowanie szerokiego programu informacji społecznej (c) podjęcie kroków inicjujących i stymulujących udział polskiego przemysłu w rozwoju energetyki jądrowejDZIĘKUJĘ ZA UWAGĘAndrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa27CZY POLSKA BYŁA PRZYGOTOWANA DO URUCHOMIENIA PROGRAMU ENERGETYKI JĄDROWEJ W LATACH SIEDEMDZIESIĄTYCH?
  • TAK, gdyż istniały wtedy:
  • rozwinięte instytucje naukowe,
  • zespoły i programy naukowo-badawcze,
  • instytucje i programy edukacyjne i szkoleniowe,
  • dwustronna międzyrządowa umowa z ZSRR,
  • kontrakty z dostawcami,
  • podstawa prawna i struktury w zakresie bezpieczeństwa jądrowegio i ochrony radiologicznej,
  • system totalitarny...
  • Andrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa28CZY POLSKA JEST OBECNIE PRZYGOTOWANA DO POWROTU DO PROGRAMU ENERGETYKI JĄDROWEJ?
  • TAK, gdyż z istnieją:
  • krajowy system prawny + właściwe wdrożenie traktatów i konwencji międzynarodowych,
  • krajowe struktury w zakresie zapewnienia bezpieczeństwa jądrowego i ochrony radiologicznej,
  • ogólna strategia w zakresie postępowania z odpadami promieniotwórczymi
  • bogaty rynek oferujący różne konkurencyjne projekty elektrowni jądrowych,
  • rosnąca akceptacja energetyki jądrowej przez polityków, przemysłowców i ...
  • Andrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa29CZY POLSKA JEST OBECNIE PRZYGOTOWANA DO POWROTU DO PROGRAMU ENERGETYKI JĄDROWEJ?
  • NIE, bo brak w Polsce:
  • zaplecza przemysłowego(wtedy oprócz reaktora i pomp głównych i paliwa produkowaliśmy wymienniki ciepła rurociągi, turbinę, generator, systemy pomiarowe)
  • wyspecjalizowanej kadry naukowo-technicznej!!!
  • (przeszła do innych branż, rozjechała się po świecie, przerwa w kształceniu)
  • wystarczającego poziomu akceptacji społecznej (tak było i przedtem)
  • odpowiedniej infrastruktury oraz programów i zespołów badawczo-rozwojowych badawczej
  • instytucji i programów edukacyjno-szkoleniowych
  • Andrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa30Polsce nie będzie grozić uzależnienie energetyczne od monopolistycznego dostawcy paliwa
  • zasoby uranu są rozproszone (Kanada, Australia, Rosja, Kazachstan, Namibia, USA oraz Brazylia, Chiny, Indie)
  • wzbogacanie uranu realizowane jest na zasadach rynkowych przez USA, Rosję, Francję oraz wspólnie przez Holandię, Niemcy i Anglię
  • dostawcami elektrowni są firmy francusko-niemieckie, amerykańskie, kanadyjskie, rosyjskie; do wejścia na rynek przygotowują się konsorcja japońskie, koreańskie
  • Andrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa31Nowe moce w elektrowniach jądrowych oraz produkcja energii elektrycznej (wg MAEA) GWAndrzej T. MikulskiSEP a współczesna energetyka - 21.09.2006Państwowa Agencja Atomistykiul. Krucza 36, 00-522 Warszawa32Zmiany zachodzące w światowej energetyce jądrowej» modernizacyjne zwiększenia mocy nominalnej wymiana zestarzałego wyposażenia (wytwornice pary, turbiny)>Szwajcaria - 12,3%> USA - 20% (96 modernizacji od 1977 r.)> Finlandia: EJ Olkiluoto o 23% EJ Loviisa o 11%> Hiszpania - 11% (istnieje program)> Francja - 3,5% w blokach 900 MW (zapowiedziane w latach 2008-10)> Szwecja: EJ Oskarshamn-3 o 20% (zapowiedziane) EJ Forsmark-1 o 5% (zrealizowane)» przedłużanie zezwolenia na eksploatację > USA - 39 reaktorów z 40 do 60 lat > Japonia – rozważane zezwolenia na 70 lat> Rosja 12 reaktorów z 30 do 45 latWprowadzone innowacje i usprawnienia dla „globalnej” floty reaktorówfaktycznie odpowiadają ponad 34 nowym blokom o mocy 1000 MWe pomiędzy 1990 a 2004 rokiemAndrzej T. MikulskiSEP a współczesna energetyka - 21.09.2006Państwowa Agencja Atomistykiul. Krucza 36, 00-522 Warszawa33Czynniki postępu w dziedzinie bezpieczeństwa energetyki jądrowej: - doskonalenie metod projektowania - nauka na błędach - uzyskiwanie doświadczeń eksploatacyjnych - wymiana informacji między użytkownikami (WANO) - sformułowanie zaleceń międzynarodowych (MAEA)Reaktory Generacji III: - standaryzowany projekt - większa dyspozycyjność - zmniejszenie prawdopodobieństwa awarii połączonej ze stopieniem rdzenia - zmniejszone oddziaływanie na środowisko - zwiększony stopień wypalenia paliwa - przedłużenie czasu użytkowania paliwaAndrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa34Projekty zaawansowanych reaktorów jądrowych: - EPR - Francja/Niemcy - AP1000 - USA - ESBWR - USA - WWER-1500 - Rosja - CANDU (ACR-1000) - KanadaReaktory wysokotemperaturowe: - produkcja ciepła technologicznego i energii elektrycznejAndrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa35Plany budowy nowych bloków» elektrownie w budowie (łączna moc 19 MW w 16 blokach)>Indie - 8 bloków> Rosja - 4 bloki>Tajwan, Chiny, Ukraina - 2 bloki>Finlandia, Iran, Japonia, Argentyna, Rumunia, Pakistan – 1 blok razem 24 bloki o mocy 18,7 GW» plany > Chiny do 2030 roku 5-krotny wzrost z 6,6 do 30-40 GW> Indie do 2100 roku 100-krotny> Japonia o 14,7 GW w okresie 20 lat > Republika Korei o 9,2 GW w okresie 20 lat> Rosja o 30,0 GW w okresie 20 latwnioski: - zmiana percepcji energetyki jądrowej - ambitny rozwójAndrzej T. MikulskiSEP a współczesna energetyka - 21.09.2006Państwowa Agencja Atomistykiul. Krucza 36, 00-522 Warszawa36Zagadnienia prawne energetyki jądrowej w Polsce: - Polska przystąpiła do wielu konwencji międzynarodowych w zakresie bezpieczeństwa jądrowego i radiacyjnego - Prawo atomowe wymaga rozbudowania (były elektrownie jądrowe ale zlikwidowano) - rozdział inwestora i dozoru (musi być zapewniony)Kadry dla energetyki jądrowej:- największy problem w sytuacji Polski - możemy liczyć na pomoc międzynarodową w kształceniu - wykorzystać istniejącą kadrę krajowąAndrzej T. MikulskiSEP a współczesna energetyka - 21.09.2006Państwowa Agencja Atomistykiul. Krucza 36, 00-522 Warszawa37Podsumowanie konferencji NPPP-2006dyskusja panelowa: - według panelistów nie ma alternatywy dla zaopatrzenia w energię elektryczną niż energetyka jądrowa - technologia jądrowa jest na wysokim poziomie - niezbędna stała troska o bezpieczeństwo - istnieje światowy rynek elektrowni jądrowych - korzystanie z doświadczeń budowy Żarnowca - rozpoczęcie szkolenia kadr „od zaraz” - zorganizowanie szerokiego programu informacji społecznej - podjęcie kroków inicjujących i stymulujących udział polskiego przemysłu w rozwoju energetyki jądrowejAndrzej T. MikulskiSEP a współczesna energetyka - 21.09.2006Państwowa Agencja Atomistykiul. Krucza 36, 00-522 Warszawa38ENERGETYKA JĄDROWA – KORZYŚCI?
  • BEZPIECZEŃSTWO ENERGETYCZNE
  • (nieporównywalnie większe niż dla wszystkich innych opcji energetycznych)
  • OCHRONA ŚRODOWISKA
  • (poza wypalonym paliwem i niewielką ilością innych odpadów promieniotwórczych oraz ciepłem odpadowym – brak innego wpływu na środowisko, technologia „przyjazna środowisku”)
  • WZGLĘDY EKONOMICZNE
  • (przy założeniu 50-60 lat eksploatacji – najtańsza energia elektryczna, stabilna cena paliwa pozwala na przewidywalne rachunki ekonomiczne)
  • LOGISTYKA ZARZĄDZANIA
  • (np. elektrownia o mocy 1000 MWe zużywa 30 ton paliwa rocznie, w porównaniu z 3 pociągami węgla kamiennego dziennie)
  • Andrzej T. MikulskiLublin, 22.04.2009Polskie Towarzystwo NukleoniczneWarszawa39
    We Need Your Support
    Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

    Thanks to everyone for your continued support.

    No, Thanks