W przeprowadzonym niedawno wywiadzie wybitny autorytet w dziedzinie elektroenergetyki, reprezentujący Politechnikę Łódzką profesor Władysław Mielczarski, wylał dosłownie kubeł zimnej wody na rozpalone do czerwoności głowy entuzjastów budowy w Polsce elektrowni atomowych. Sprawa sprowadza się głównie do tego, że zarówno w Stanach Zjednoczonych, jak i w Europie, energetyka jądrowa jest już zdecydowanie technologią schyłkową.
W Stanach Zjednoczonych nowych elektrowni atomowych nie buduje się w zasadzie już od ponad 30 lat, co dobitnie pokazuje rysunek 1, gdzie kolorem czerwonym zaznaczono skasowane projekty budowy nowych tego typu obiektów.
Tymczasem w kwestii budowy pierwszej polskiej elektrowni atomowej postawiliśmy właśnie na Amerykanów i na opracowaną przez ich firmę Westinghouse technologię reaktorów typu APD-1000. Tylko, żeby wszystko było jasne, Westinghouse tej pierwszej polskiej elektrowni jądrowej w Lubiatowie-Kopalinie w żadnym wypadku nie wybuduje, ponieważ firma ta realizacją tego rodzaju obiektów po prostu się nie zajmuje. Od Westinghouse zakupiliśmy tylko dokumentację techniczną, czyli de facto mamy na razie jedynie kilka ton zadrukowanego papieru. Dopiero na podstawie rozważanej dokumentacji technicznej, czyli zakupionej od firmy Westinghouse technologii, tę elektrownię atomową trzeba będzie kiedyś wybudować – według optymistycznych wariantów ma to nastąpić do roku 2036.
I właśnie w tym momencie zaczynają się przysłowiowe „schody”, jak swego czasu zwykł był mawiać generał Bolesław Wieniawa-Długoszowski, zapewne uprzednio sporo wypiwszy. Problem polega na tym, że żadna z działających na terenie naszego kraju firm nie ma większego doświadczenia w kwestiach związanych z budową tego typu obiektów. Wydaje się także, że w zasadzie nie posiadamy również odpowiednio wyszkolonych w tym celu kadr, ponieważ te, które były tworzone w latach osiemdziesiątych ubiegłego wieku pod kątem budowy elektrowni atomowej w Żarnowcu, dawno już przeszły na emeryturę albo wręcz przeniosły się już do wieczności.
Tymczasem w mediach głównego nurtu sprawa budowy pierwszej polskiej elektrowni jądrowej przedstawiana jest w taki sposób, jakby miała to być budowa jakiegoś zwykłego bloku mieszkalnego, szkoły bądź co najwyżej powiatowego szpitala, a w istocie jest to bardzo złożony proces, wymagający pospinania licznych łańcuchów dostaw i odpowiedniego harmonogramowania prac.
Inne potencjalne kierunki
Skoro nie Amerykanie, to może ktoś inny? Tymczasem w Europie sytuacja nie wygląda o wiele lepiej, co można zobaczyć na rysunku 2. Obecnie elektrownie atomowe w Europie są w stanie wybudować jedynie Francja i Rosja. Oczywiście w naszym przypadku, w obecnej sytuacji politycznej współpraca w tym zakresie z drugim krajem nie wchodzi w ogóle w rachubę. Jednocześnie warto pamiętać, że to właśnie Rosjanie mają już w najbliższej przyszłości przystąpić do rozbudowy istniejącej od dawna w miejscowości Paks węgierskiej elektrowni jądrowej o dwa nowe bloki energetyczne o mocy 1200 MW każdy. Aktualnie Rosja buduje także elektrownię atomową w Turcji. Od Rosji paliwo jądrowe zakupuje ponadto wiele innych krajów europejskich, a także i same Stany Zjednoczone (sic!), co dla wielu czytelników może wydawać się informacją wręcz szokującą.
Potencjalnie elektrownię atomową mogliby nam wybudować Francuzi, którzy posiadają bardzo nowoczesną technologię w postaci produkowanych przez nich reaktorów typu EPR-1600. Jest tylko jeden problem związany przede wszystkim z potencjalnym czasem realizacji tego rodzaju ogromnego przedsięwzięcia. Mianowicie, budowa oddanej przez Francuzów elektrowni atomowej w Finlandii w 2023 roku rozpoczęła się jeszcze w roku 2005, czyli trwała ponad 18 lat – o wiele dłużej niż pierwotnie zakładano. Gdybyśmy zapisali się u Francuzów do kolejki na realizację elektowi atomowej w naszym kraju, to z pewnością by nam ją wybudowali, ale prawdopodobnie dopiero gdzieś w okolicach roku 2045. Jest doprawdy wielką naiwnością sądzić, że w przypadku naszego kraju proces budowy takiej elektrowni przebiegałby szybciej, niż miało to swego czasu miejsce w znacznie bardziej zaawansowanej technologicznie od nas Finlandii.
W mediach mówi się także o innej możliwości, gdyż potencjalnie chętni do wybudowania nam elektrowni atomowej we własnej technologii byliby również Koreańczycy. Jednak opcja taka wydaje się obecnie całkowicie nierealna, głównie z tego względu, że technologie koreańskie różnią się diametralnie od technologii stosowanych w Europie, to po prostu jest inna „bajka”. Uzyskanie zgody na wybudowanie na terytorium Unii Europejskiej elektrowni atomowej w technologii koreańskiej wymagałoby zdobycia wręcz niezliczonej ilości różnego rodzaju certyfikatów i pozwoleń ze strony europejskich agencji atomistycznych, a proces ten ciągnąłby się zapewne latami.
Gonienie „króliczka”
Jak wynika z zamieszczonych powyżej rozważań, nie jest rzeczą bynajmniej definitywnie już przesądzoną, że jakakolwiek elektrownia atomowa w naszym kraju w ogóle powstanie. Zresztą historia budowy elektrowni atomowej w Polsce przypomina przysłowiową pogoń za „króliczkiem”. Ale, być może, w tym całym szaleństwie jest jednak jakaś metoda, bo prawdopodobnie nie chodzi tutaj o to, aby tego „króliczka” kiedyś wreszcie złapać, ale właśnie by gonić go… A swoją drogą, ile to już miliardów złotych na to „gonienie króliczka” w Polsce wydano? Ile ktoś na tym zarobił… I co z tego w sumie mamy? Wszak na to ostatnie pytanie można odpowiedzieć zaledwie jednym rzeczownikiem…
W tym miejscu należałoby przede wszystkim postawić pytanie, po co właściwie potrzebna nam jest ta elektrownia atomowa i dlaczego koniecznie chcemy ją w naszym kraju wybudować? I właśnie tutaj dochodzimy do sedna sprawy.
Otóż przyczyną tego całego „zamieszania” i po prostu „zawracania sobie głowy” niedostępnymi dla nas obecnie technologiami jądrowymi jest podjęcie swego czasu fundamentalnej decyzji, dotyczącej całkowitego porzucenia w polskiej energetyce paliw kopalnych – w pierwszym rzędzie węgla, a następnie docelowo również i gazu ziemnego, ponieważ w zamyśle „utopistów”, którzy podpisali tego rodzaju zobowiązania, wszystko ostatecznie w Polsce ma być „zielone”, a najlepiej byłoby, gdyby już w roku 2040 emisja dwutlenku węgla została zredukowana aż o 90 proc.
Wiara w to, że taka redukcja emisji dwutlenku węgla jest w ogóle możliwa, to po prostu całkowite ignorowanie obowiązujących powszechnie w świecie, w którym żyjemy, praw fizyki. To wszystko są mrzonki i jakieś fantasmagorie, to jest po prostu niewykonalne, no chyba, że mamy cofnąć się cywilizacyjnie wręcz do epoki przedprzemysłowej, gdy antropogeniczna emisja dwutlenku węgla była jedynie śladowa.
Skoro uprzednio ktoś podpisał w imieniu narodu polskiego tego rodzaju zobowiązania, to teraz mamy przysłowiową „żabę”, którą musimy już w najbliższej przyszłości w jakiś sposób zjeść, a że w zasadzie w ogóle nie wiemy, jak ją ugryźć, próbujemy zatem dosłownie wszystkiego (choćby i energetyki jądrowej) – wszak „tonący nawet brzytwy się chwyta”.
Aby zrozumieć, w czym rzecz, wystarczy spojrzeć na rysunek 3, na którym pokazano wykres, przedstawiający, jak wyglądał polski miks energetyczny w 2023 roku.
Jak widać, ze spalania węgla (kamiennego i brunatnego) pochodziło łącznie aż 61 proc. wytworzonej w Polsce energii elektrycznej. Kolejne jej 10 proc. pochodziło ze spalania gazu ziemnego, a prawie 5 proc. ze spalania biomasy. Tymczasem tzw. bezemisyjne źródła energii (w rzeczywistości coś takiego nie istnieje, bo co przykładowo choćby z węglem spalonym w celu wytopienia stali i wypalenia cementu na fundamenty wiatraków i budowę zapory elektrowni wodnej?) wyprodukowały zaledwie 22 proc. zużywanej w kraju energii elektrycznej.
Do ukazanych na rys. 3 bezemisyjnych źródeł energii elektrycznej zaliczane są wyłącznie elektrownie wodne, wiatrowe i fotowoltaika. Co ciekawe, nie zalicza się tam już z jakichś powodów biomasy, być może dlatego, że jest to de facto „młodsza siostra” węgla.
Pułapka bezemisyjnych źródeł energii
Udział energetyki wodnej w polskim miksie energetycznym jest znikomy (zaledwie 1,5 proc.) i nie ma żadnych możliwości istotnego zwiększenia jego udziału w przyszłości, gdyż po prostu jesteśmy krajem raczej ubogim w zasoby wodne. Z kolei fotowoltaika odpowiedzialna jest za 6,9 procent produkcji energii elektrycznej w Polsce, przy czym łączna moc zainstalowana w panelach przekroczyła już wartość 17 GW (dla porównania największa polska elektrownia w Bełchatowie ma nieco ponad 5 GW). Ktoś może naiwnie rozumować, że gdyby podwoić całkowitą moc zainstalowaną w polskich panelach fotowoltaicznych, czyli zwiększyć ją do wartości 34 GW, to automatycznie udział fotowoltaiki w polskim miksie energetycznym również ulegnie podwojeniu i osiągnie w związku z tym wartość 13,8 proc.
Nic bardziej mylnego! To tak po prostu nie działa. W przypadku fotowoltaiki stoimy obecnie już właściwie pod ścianą, o czym najlepiej świadczy fakt, że w marcu, czyli w okresie, gdy okres wzmożonej generacji mocy w instalacjach fotowoltaicznych właściwie na dobre nawet się jeszcze nie zaczął, Polskie Sieci Elektroenergetyczne S. A. (PSE) musiały aż w sześciu dniach tego miesiąca wydać specjalny komunikat o tzw. nierynkowym redysponowaniu mocy ze źródeł fotowoltaicznych, co po prostu sprowadza się do nakazu natychmiastowego odłączenia od sieci przesyłowych wybranych farm fotowoltaicznych. Tego rodzaju komunikat został wydany także w dniu 1 kwietnia 2024 roku i nie był to z całą pewnością prima aprilis. Z jego treścią czytelnik może zapoznać się na rysunku 4.
Analogiczny komunikat wydano zresztą w dniu 7 kwietnia 2024 roku, gdy na rynku pojawiły się przez trzy kolejne godziny ujemne ceny energii elektrycznej, co pokazano na rysunku 5. Taki stan rzeczy stanie się już prawdopodobnie żelazną regułą także i w kolejne weekendy, zapewne aż gdzieś do końca września.
Za tego rodzaju przymusowe odłączenie farm fotowoltaicznych od sieci przesyłowych ich właścicielom wypłacane jest przez PSE stosowne odszkodowanie. Takie postępowanie jest jednak absolutną koniecznością, ponieważ w przeciwnym wypadku nadmiar wprowadzonej do systemu elektroenergetycznego mocy spowodowałby dosłownie jego „eksplozję”, co skończyłoby się ostatecznie blackoutem na terenie całego kraju.
Podobnie sytuacja wygląda w przypadku elektrowni wiatrowych. W najbliższych latach postawienie kolejnych wiatraków lądowych oraz zainstalowanie ponad 7 GW w wiatrowych farmach morskich spowoduje, że w okresie przechodzenia frontów atmosferycznych kilka gigawatów generowanych przez wiatraki będzie musiało zostać przymusowo odłączonych od sieci z tego samego powodu, co wspomniana uprzednio fotowoltaika.
W związku z tym w naszym kraju nie ma już większych możliwości zwiększenia udziału w miksie energetycznym wymienionych źródeł „bezemisyjnych” – być może uda się ostatecznie uzyskać z nich łącznie około 30 proc. W ostatnim czasie różnej maści „eksperci” (najczęściej po jakichś studiach humanistycznych) głoszą powszechnie tezę, jakoby „cudownym” rozwiązaniem, pozwalającym w sposób istotny zwiększyć udział OZE w miksie energetycznym, było upowszechnienie tzw. „wielkoskalowych” magazynów energii. Osoby głoszące tego typu poglądy prawdopodobnie w ogóle nie odróżnią mocy od energii, a ponadto nie znają jednostek wielkości fizycznych i nie mają przede wszystkim pojęcia o rzędach wielkości, którymi operuje się w elektroenergetyce.
Dobowe zapotrzebowanie na energię elektryczną w Polsce przekracza wartość 500 GWh, a zdolność do magazynowania energii elektrycznej przez średniej wielkości elektrownię szczytowo-pompową Porąbka-Żar wynosi tylko 2 GWh. Gdyby jedynie 20 proc. dobowego zapotrzebowania na energię elektryczną w naszym kraju miało być pokrywane z magazynów energii (ponad 100 GWh), to takich elektrowni szczytowo-pompowych jak Porąbka-Żar potrzebowalibyśmy przynajmniej 50. Jest to ilość wręcz niewyobrażalna! W całym kraju trudno byłoby wskazać nawet tyle potencjalnych lokalizacji pod budowę takich potężnych obiektów hydrotechnicznych, a o wysiedleniu tysięcy ich mieszkańców nawet nie wspominając. Ponadto, uwzględniając fakt, że budowa elektrowni Porąbka-Żar trwała około 10 lat, to nawet gdyby budować w Polsce równolegle pięć tego typu magazynów energii, co i tak byłoby niebywałym wręcz wyczynem, to potrzebne ostatecznie 50 elektrowni szczytowo-pompowych mielibyśmy ukończone dopiero po 100 latach!
Gaz zamiast węgla?
Jeśli mamy docelowo całkowicie zrezygnować z węgla, z którego pozyskujemy 61 proc. wytwarzanej w naszym kraju energii elektrycznej, to w pierwszym rzędzie należy odpowiedzieć sobie na pytanie, czym właściwie mamy go zastąpić? Teoretycznie mógłby być to gaz ziemny, z którego pozyskujemy obecnie 10 proc. konsumowanej w Polsce energii elektrycznej. Jednak nasze krajowe zasoby tego surowca energetycznego są niewielkie i związku z tym skazani jesteśmy na jego import. Taki stan rzeczy grozi tym, że w pewnym momencie możemy znaleźć się w takiej sytuacji, jak niegdyś Władysław Gomółka, który podobno ubolewał, że „gdybyśmy mieli więcej blachy, to produkowalibyśmy więcej konserw, ino mięsa nie mamy…”. My z kolei prawdopodobnie nie mielibyśmy dodatkowych kilkunastu miliardów metrów sześciennych gazu ziemnego dla nowo wybudowanych bloków elektrowni gazowych.
Wnioski końcowe
Obecnie wydajemy w kraju miliardy złotych na modernizację armii, co należy uznać ze wszech miar za słusznie, ponieważ bezpieczeństwo militarne kraju jest bardzo ważne. Niestety, prawdopodobnie niewiele osób zdaje sobie sprawę, że równie ważne jest bezpieczeństwo energetyczne kraju. Zresztą oba rodzaje bezpieczeństwa są ze sobą ściśle powiązane, bo jeśli chroniczne niedostatki podaży energii elektrycznej doprowadzą finalnie do wystąpienia potężnego kryzysu i w jego efekcie upadku gospodarki całego kraju, to fakt ten wpłynie w oczywisty sposób również na zdolności obronne całego państwa. Gwałtowny spadek PKB spowoduje, że po prostu nie będzie już pieniędzy na konieczne zakupy sprzętu dla armii i utrzymanie jej odpowiednio wysokiego stanu liczebnego. Załamie się także produkcja krajowego przemysłu zbrojeniowego.
Co zatem w zaistniałej sytuacji należy zrobić? Przede wszystkim trzeba raz na zawsze porzucić mrzonki związane z utopijną wizją możliwości całkowitego odejścia w polskiej elektroenergetyce od węgla. W kroku kolejnym należy wyrzucić ostatecznie do kosza plany likwidacji największej polskiej elektrowni cieplnej w Bełchatowie. Wręcz przeciwnie, wszystkie 11 bloków tej elektrowni o mocy 360 MW powinno zostać wymienione na nowoczesne bloki nadkrytyczne o półtora razy większej sprawności, niż mają te pracujące obecnie. Po takiej wymianie całkowita moc rozważanej elektrowni powinna zostać podniesiona do przynajmniej 8 GW. W ten sposób, spalając w Bełchatowie mniej więcej tę samą ilość węgla co obecnie, otrzymalibyśmy prawie 3 GW dodatkowej mocy elektrycznej, a jest to w zasadzie tyle samo, ile wynosi moc planowanej w Lubiatowie-Kopalinie elektrowni atomowej. Czyli po wymianie bloków elektrowni w Bełchatowie na nowoczesne bloki nadkrytyczne o odpowiednio większej mocy, 3 GW dodatkowej mocy elektrycznej mielibyśmy właściwie za darmo i żadna kontrowersyjna budowa elektrowni atomowej nie byłaby w naszym kraju w ogóle potrzebna.
Na rysunku 6 przedstawiono przewidywania PSE odnośnie przyszłego deficytu mocy dyspozycyjnej w polskim systemie elektroenergetycznym, który wywołany będzie likwidacją elektrowni węglowych. Jak widać, w roku 2040 spodziewany jest deficyt w wysokości ponad 13 GW. Zatem, aby przywrócić bilans mocy w krajowym systemie elektroenergetycznym, trzeba będzie w tym celu wyłączyć dosłownie połowę Polski. To wywoła wręcz niewyobrażalną katastrofę!
Nawet gdyby w roku 2040 zaczęły z pełną mocą pracować wszystkie trzy bloki elektrowni atomowej w Lubiatowie-Kopalinie o łącznej mocy 3 GW, to i tak deficyt mocy dyspozycyjnej przekraczałby 10 GW – wielkość wręcz niewyobrażalna.
Warto na koniec porównać jeszcze koszty budowy elektrowni węglowych z elektrownią atomową. Otóż budowa bloku węglowego o mocy 1 GW kosztuje obecnie około 8 miliardów złotych, a koszt budowy bloku jądrowego o tej samej mocy przekracza grubo 40 miliardów.
Ponadto warto jest wiedzieć, że na rynku wydobycia uranu w nadchodzących latach spodziewany jest potężny deficyt, co można zobaczyć na rysunku 7.
W związku ze spodziewanym deficytem uranu cena tego surowca energetycznego może już w niedalekiej przyszłości mocno wystrzelić w górę, ponieważ elektrownie będą skłonne zapłacić za niego dosłownie każdą cenę, bo jeśli wybudowało się już blok jądrowy za ponad 40 miliardów złotoch, to nie zrobiono to w tym celu, aby stał teraz bezużytecznie. Zatem nasze nadzieje na tanią energię elektryczną pochodzącą z pierwszej polskiej elektrowni atomowej najprawdopodobniej już niedługo pękną jak bańka mydlana.