Czy energia atomowa jest ekologiczna?

Poszukiwanie nowych źródeł energii i zmiany w systemie energetycznym mają obecnie szczególne znaczenie. Istnieje przynajmniej kilka powodów, które zmuszają nas do rezygnacji z wysoko emisyjnych na rzecz ekologicznych sposobów wytwarzania prądu elektrycznego.

Powiązane:Laptop stale podłączony do zasilania - czy to uszkadza baterię?

Jeden z nich to coraz mocniejsze oznaki zmian klimatycznych wywołanych gromadzeniem się w atmosferze dwutlenku węgla. Z tego względu wprowadzane są porozumienia klimatyczne dotyczące przede wszystkim redukcji liczby elektrowni węglowych. Starania te mają jednak umiarkowaną skuteczność, niektóre kraje, jak np. Chiny, nadal większość swojej energii pozyskują ze spalania węgla.

Kolejnym ważnym powodem jest wojna w Ukrainie. Bezpardonowa napaść Rosji na suwerenny kraj zmusiła Unię Europejską, USA i wiele innych państw do nałożenia sankcji. A jest to niestety miecz obosieczny, skutkuje ograniczeniem lub podniesieniem cen towarów eksportowanych przez Rosję – w tym przypadku surowców energetycznych węgla i gazu, w których wydobyciu ten kraj jest potentatem.

OZE vs. energia jądrowa

W obliczu wysokich cen gazu i konieczności redukcji zużycia węgla chętnie inwestujemy w tzw. OZE, czyli odnawialne źródła energii. Są to różne sposoby wytwarzania prądu elektrycznego, które nie angażują paliw kopalnych. Choć rozwinięcie skrótu nic o tym nie mówi, przyjęło się, że z reguły OZE są ekologiczne – mają zerowy lub bardzo niski poziom emisji dwutlenku węgla.

Możemy zaobserwować w swoim otoczeniu dwa najbardziej popularne rodzaje odnawialnych źródeł energii – elektrownie wiatrowe i słoneczne (np. fotowoltaika). Do rzadziej spotykanych można zaliczyć ciepło geotermalne i elektrownie wodne. Niestety w pro-ekologicznych planach niektórych krajów próżno szukać energii jądrowej.

Farmy słoneczne to dobry pomysł, ale przy obecnej ich wydajności mogą pełnić jedynie wspomagającą rolę. Źródło: Darmau Lee / Unsplash

Niemcy na przykład w związku z kryzysem gazowym zamierzają ponownie uruchomić niektóre zamknięte elektrownie węglowe. A przecież mają sporo niedawno wyłączonych elektrowni atomowych, o których zdają się nie pamiętać. Może to być wynik kreowania irracjonalnego strachu przed energią jądrową i powątpiewaniu w jej walory ekologiczne.

Czy takie postrzeganie energetyki jądrowej jest właściwe? Obawy przed energią jądrową rozwiewam w innym artykule, tutaj zajmę się głównie wytłumaczeniem, że to także jest „zielony” sposób pozyskiwania energii. Zresztą podobną decyzję podjął ostatnio Parlament Europejski, uznając „atom” za ekologiczny sposób pozyskiwania energii (na równi z gazem, czego akurat już nie rozumiem).

Elektrownia jądrowa jest ekologiczna

Przede wszystkim – jest praktycznie zeroemisyjna. Choć czasem nad placówką jądrową może unosić się coś, co wygląda jak dym, to jedynie czysta para wodna. Pochodzi ona z chłodni kominowych (takie wielkie szerokie kominy), gdzie schładzana jest woda pochodząca z zasilania turbin parowych.

Elektrownie jądrowe niemal nie emitują gazów cieplarnianych – ich wynik w tej kategorii jest porównywalny z OZE. Można to zobaczyć na poniższym wykresie (źródło). Co ciekawe, elektrownie gazowe także znalazły się na europejskiej liście „zielonych” placówek, a przecież emitują spaliny, co widać poniżej.

Emisyjność energii jądrowej w porównaniu z innymi źródłami: Źródło: IPCC

Sama budowa elektrowni jądrowej, choć dość kosztowna, nie generuje nadprogramowych zanieczyszczeń. Nic, co wychodziło by poza obszar przewidywanych skutków sporej inwestycji konstrukcyjnej. Reaktory jądrowe wydają się należeć do bardzo wysokiej i skomplikowanej technologii, ale wbrew pozorom do ich budowy nie wykorzystuje się wyszukanych, czy co gorsza – toksycznych materiałów.

To po prostu spora budowla z betonu i stali. Blok reaktora musi być dość grubościenny, obecnie stosuje się też wielowarstwowe płaszcze ochronne, stąd betonu używa się tutaj bardzo dużo. W samym reaktorze możemy spotkać nieco rzadszych materiałów, jak grafit lub cyrkon. Ale nadal nie znajdziemy nic, co by np. zanieczyszczało wody gruntowe pod placówką.

Duża moc z niewielkiej powierzchni

Nie bez kozery jest jednak wysoka efektywność powierzchniowa elektrowni jądrowych. Jest to na ogół dość spory kompleks, ale zajmowany obszar jest niczym w porównaniu do mocy elektrycznej, jaką można z takiej elektrowni uzyskać. Pojedynczy reaktor może wyprodukować nawet 1300 MW. Dla porównania średniej wielkości turbina wiatrowa ma moc zainstalowaną ok. 2 MW.

Niewielka elektrownia jądrowa w Gosgen o mocy 970 MW (odpowiednik 500 turbin wiatrowych). Źródło: Patrick Federi / Unsplash

Elektrownie mają na ogół 2, 4 lub 6 reaktorów, więc łatwiej ich moc podawać w gigawatach. Z reguły łączna moc takiej placówki mieści się pomiędzy 3 a 8 GW. Wybudowanie tylko jednej elektrowni jądrowej o powierzchni maksymalnie kilku kilometrów kwadratowych to już spory wkład w moc energetyczną całego państwa.

Okazuje się więc, że „atom” jest obecnie najbardziej wydajnym pod względem zajmowanego terenu źródłem energii. Nie niszczy krajobrazu w istotny sposób (nie licząc widocznych z daleka chłodni kominowych) i nie zajmuje zbyt wiele miejsca na Ziemi, produkując przy tym potężne ilości energii.

Oszczędności logistyczne

Przeciętny reaktor jądrowy zużywa rocznie około kilkanastu ton paliwa jądrowego. Wkłady paliwowe wymienia się na ogół co 12 – 24 miesiące. Może to oznaczać dla elektrowni tylko kilka transportów związanych z paliwem i wypalonym paliwem (np. wagonów) przez rok. Tymczasem jeden blok elektrowni węglowej dziennie spala ilość węgla o pojemności ponad stu wagonów.

Do tradycyjnej elektrowni niemal non-stop kursują pociągi pełne węgla. W porównaniu do takiego zagęszczenia dostaw elektrownia jądrowa dla postronnego obserwatora może sprawiać wrażenie, jakby niemal w ogóle nie potrzebowała paliwa.

Ze względu na potężne ilości spalanego paliwa, elektrownie węglowe często powstają w pobliżu kopalni. Źródło: Dominik Vanyi / Unsplash

Pod względem logistycznym to znaczne zaoszczędzenie czasu, paliwa i środków transportowych. Choć z drugiej strony przewóz wypalonego paliwa jądrowego czasem wymaga specjalnej organizacji ruchu ze względów bezpieczeństwa. Na szczęście następuje to raczej rzadko.

Nieszczęsne odpady radioaktywne

Silnie radioaktywne wypalone paliwo to woda na młyn przeciwników energii atomowej. Cóż, faktycznie pewien problem istnieje, ale jest dalece mniejszy, niż go maluje wiele osób. Według niektórych, kłopotliwe odpady to wystarczający argument, by nie nazywać energetyki jądrowej „zieloną”.

Tylko że mają one niewiele wspólnego z ewentualnym generowaniem zanieczyszczeń czy choćby emisji gazów cieplarnianych. Przede wszystkim nie jest ich dużo i w zasadzie jedyne czego wymagają to odpowiedniego miejsca do przechowania przez jakiś czas. Wbrew obiektowej opinii nie są to setki tysięcy lat.

Tyle potrzeba do całkowitego rozpadu izotopów promieniotwórczych. W rzeczywistości wypalone paliwo jądrowe przestaje być niebezpieczne po okresie ok. 300 lat. Nadal zachodzą w nim procesy rozpadów, ale generowane przez nie emisja promieniowania jonizującego nie jest już na tyle silna, by mogła zagrozić organizmom żywym.

Promieniowanie jonizujące mamy szansę spotkać nie tylko w elektrowni jądrowej, ale np. w zabytkowym talerzu.

Samo promieniowanie jonizujące nie jest też czymś, co może w jakiś sposób zanieczyszczać atmosferę czy generować gazy cieplarniane. Tak naprawdę stale jesteśmy poddawani jego działaniu, choć w niewielkich ilościach. Skażenie radioaktywne jest często związane z przenoszeniem radioaktywnych cząstek w postaci pyłu. Wypalone paliwo jest jednak odpowiednio zabezpieczone, najczęściej poddane witryfikacji, czyli stopieniu w szkło, by nie mogło się w ten sposób ulatniać.

No i nie należy zapominać, że odpady jądrowe mogą być poddane w znacznym stopniu recyklingowi. Nie jest to na tyle skuteczny proces, by energetykę jądrową można było zaliczyć do OZE, ale specyfika przemian izotopowych pozwala na odzyskanie większości i co ważniejsze – sam proces odzyskiwania także pozwala na jednoczesną produkcję energii.

Czytaj więcej:Po CPU i GPU przychodzi czas na NPU - czym jest i co potrafi?

Arkadiusz Strzała

Arkadiusz Strzała

Swoją przygodę z pisaniem zaczynał od własnego bloga i jednego z wczesnych forum (stworzonego jeszcze w technologii WAP). Z wykształcenia jest elektrotechnikiem, posiada zamiłowanie do technologii, konstruowania różnych rzeczy i rzecz jasna – grania w gry komputerowe. Obecnie na GOL-u jest newsmanem i autorem publicystyki, a współpracę z serwisem rozpoczął w kwietniu 2020 roku. Specjalizuje się w tekstach o energetyce i kosmosie. Nie stroni jednak od tematów luźniejszych lub z innych dziedzin. Uwielbia oglądać filmy science fiction i motoryzacyjne vlogi na YouTube. Gry uruchamia głównie na komputerze PC, aczkolwiek posiada krótki staż konsolowy. Preferuje strategie czasu rzeczywistego, FPS-y i wszelkie symulatory.