Chiny, Rolls-Royce i pływająca elektrownia. Małe reaktory atomowe mają być przyszłością

Patryk Strzałkowski
KGHM podpisał umowę z amerykańską firmą NuScale w sprawie budowy małych reaktorów modułowych (SMR) w Polsce. Umową chwalił się minister Jacek Sasin. Pierwsze elektrownie z reaktorami SMR mają powstać już za siedem lat. Jednak na razie nigdzie na świecie nie działają takie komercyjne jednostki na lądzie, a Polska będzie wśród pierwszych krajów na świecie, gdzie mają powstać.

W ramach umowy KGHM z firmą NuScale pierwsza elektrownia w Polsce ma zostać uruchomiona do 2029 r. Celem tej współpracy będzie budowa czterech małych modułowych reaktorów nuklearnych. Polski gigant miedziowy chce mieć docelowo sześć takich reaktorów.

W podpisywaniu umowy uczestniczył minister aktywów państwowych Jacek Sasin. Chwalił on atom jako stabilne źródło energii i mówił o "wielkim wyzwaniu, jakim jest transformacja energetyczna".

Prąd z energii atomowej czerpiemy od połowy ubiegłego stulecia, ale w ostatnich dekadach technologia jest w stagnacji. Na świecie powstaje niewiele nowych elektrowni; trwające inwestycje przedłużają się i pochłaniają więcej środków, niż zakładano; wreszcie niektóre kraje - jak Niemcy - odchodzą od energii atomowej i zamykają elektrownie. W ubiegłym roku w budowie było ponad 50 reaktorów, zaś w sumie 193 zostały do tego czasu wyłączone na stałe.

Duże koszty, społeczne obawy o ryzyko związane z energią atomową i inne kwestie sprawiają, że budowa dużych elektrowni jest problematyczna. Odpowiedzią na to ma być nowy rodzaj reaktorów - SMR, czyli  małe reaktory modułowe. Rozwijające tę technologię firmy obiecują mniejsze koszty, szybszą i łatwiejszą budowę elektrowni oraz większe bezpieczeństwo. Ale pierwsze komercyjne elektrownie z SMR mają dopiero powstać. I Polska - jeśli zostaną zrealizowane obecne plany - będzie jednym z pierwszych państw z takimi jednostkami.

Zobacz wideo Kiedy pierwsze małe reaktory jądrowe w Polsce? Piotr Woźny: 2029-2030 to realny termin

"Mały" i "duży" atom w Polsce

Wspólne plany KGHM z firmą NuScale to już kolejne dotyczące budowy w Polsce elektrowni z reaktorami SMR. W czerwcu Orlen i Synthos, spółka należąca do Michała Sołowowa, podpisały umowy o współpracę w rozwój małych reaktorów atomowych. Poza państwowymi spółkami takie plany mają też podmioty prywatne. Z Sołowowem SMR-y chce budować także Zygmunt Solorz. Elektrownia miałaby powstać w Pątnowie, na bazie aktywów Zespołu Elektrowni Pątnów-Adamów-Konin (ZE PAK) Solorza. 

Prezes ZE PAK Piotr Woźny mówił, że plany "nie są konkurencyjne w stosunku do planów państwa - SMR nie zastąpią dużej energetyki państwowej, ale mogą stanowić jej doskonałe uzupełnienie". Zgodnie z rządowym planem dla energetyki duża elektrownia atomowa ma powstać na początku lat 30. W 2033 roku ma zostać uruchomione 1000-1600 MW mocy, a w kolejnych latach będą oddawane nowe bloki.

Plan PEP2040 nie mówi wiele o planach dla SMR - dostrzega jedynie, że "w długiej perspektywie może pojawić się możliwość wykorzystania małych reaktorów jądrowych w ciepłownictwie systemowym i przemyśle". Co ciekawe, już w 2013 roku Narodowe Centrum Badań Jądrowych przewidywało rozwój SMR w latach 20.

Reaktor dla miasta lub... statku

Główne założenia reaktorów SMR znajdujemy w samej nazwie. Po pierwsze mają być małe - do 300 MW. Dla porównania Bełchatów, największa polska elektrownia, ma 5102 MW mocy zainstalowanych, a typowe reaktory "dużych" elektrowni atomowych mają 1000 MW. Reaktor SMR powinien wystarczyć na zapotrzebowania średniej wielkości miasta. Także fizyczna wielkość instalacji jest mniejsza od tradycyjnych. 

Po drugie, reaktory są modułowe. To znaczy, że systemy i komponenty są produkowane seryjnie przez producenta, a później gotowa jednostka jest dostarczana do zainstalowania w miejscu przeznaczenia. Dzięki temu budowa elektrowni z ich użyciem ma być szybsza i tańsza. Możliwe ma być też - co planuje m.in. KGHM - przerabianie istniejących elektrowni węglowych na atomowe z reaktorem SMR jako źródłem mocy. 

SMR-y są rozwijane od stosunkowo niedawna. Pracuje nad nimi kilkanaście firm, stosujących różne technologie. Jak na razie żadna z nich nie uruchomiła komercyjnie działającej elektrowni z takim reaktorem na lądzie. Część jest w fazie zatwierdzania planów, niektóre - już na etapie budowy. Jedyny działający obecnie reaktor SMR znajduje się zaś... na statku. To rosyjska pływająca elektrownia atomowa, Akademik Łomonosow. Projekt jest oparty na zasilanych atomem lodołamaczach. W 2019 statek-elektrownia dopłynął do portu docelowego w Czukockim Okręg Autonomicznym i później zaczął dostarczać prąd m.in. do miasta Pewek.

 

Pierwsze elektrownie SMR na lądzie mają być uruchamiane dopiero w połowie lat 20. W lipcu ubiegłego roku Chińska Narodowa Korporacja Atomowa (CNNC) zaczęła budowę pokazowego projektu reaktora SMR w prowincji Hainan. Jak informowała firma, to "pierwsza rozpoczęta budowa komercyjnego projektu SMR na lądzie". Reaktor ma zapewnić zapotrzebowanie na energię ponad pół miliona gospodarstw domowych. Uruchomienie go zaplanowane jest na 2026 rok. 

Na świecie w sumie kilkanaście firm pracuje nad takimi reaktorami. W Argentynie trwają prace nad prototypem małego reaktora. W Chinach rozwijanych jest kilka innych projektów poza tym w prowincji Hainan. Swoje projekty ma kilka brytyjskich firm, w tym Rolls-Royce. W ubiegłym roku firma uzyskała finansowanie konsorcjum prywatnych inwestorów dla rozwoju budowy SMR-ów. Jeśli zostaną one zatwierdzone do użytku w Wielkiej Brytanii, Rolls-Royce może zbudować 16 takich elektrowni. 

Wreszcie nad małymi reaktorami pracuje szereg amerykańskich firm, w tym NuScale - partner KGHM. Ich projekt został zatwierdzony przez regulatora w USA i firma spodziewa się, że elektrownie będą "w pełni funkcjonalne do końca dekady". 

Małe znaczy lepsze?

Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej pisze, że SMR-y m.in. dzięki prostszej konstrukcji i pasywnym systemom (do wyłączenia systemu nie potrzeba zewnętrznej mocy ani działania człowieka), a także mniejszemu ciśnieniu oraz mocy są bezpieczniejsze od dużych reaktorów. 

Elektrownie atomowe nie emitują gazów cieplarnianych w czasie pracy, mogą być zatem częścią rozwiązania problemu zmian klimatu. Jednak ze względu na koszty budowy, obawy społeczne i inne czynniki nie są szeroko stosowanym rozwiązaniem. Czy SMR-y mogą to zmienić? Zdaniem części badaczy - tak. Autorzy artykułu w Energy Economics już w 2014 roku oszacowali, że koszty zatrzymania ocieplenia klimatu poniżej 2 stopni Celsjusza będą niższe z wykorzystaniem SMR-ów. 

Jednym małe reaktory modułowe dają nadzieje na rozwój bezemisyjnej energetyki, u innych - budzą obawy. 

Koszty pojedynczych jednostek będą niższe od budowy dużych elektrowni jądrowych, ale produkują one dużo mniej energii. Zatem ostatecznie może okazać się, że w przeliczeniu na ilość wytworzonego prądu wcale nie są one tańsze - szczególnie jeśli nie będą produkowane masowo. 

Niewielkie rozmiary i zastosowane technologie mają zapewnić bezpieczeństwo. Jednak jednocześnie pojawiają się obawy o to, że będzie to oznaczać większą liczbę reaktorów atomowych w większej liczbie miejsc. Będzie to oznaczało konieczność transportowania tych reaktorów z miejsca produkcji do elektrowni, a także transportu odpadów.

Część ekspertów argumentuje też, że o ile małe reaktory mogą rozwiązywać część problemów, jakie niosą duże jednostki, to i tak nie są konkurencją wobec coraz tańszych źródeł odnawialnych. 

Więcej o: