Nukleáris energia az ésszerű választás

Dr. Katona Tamás János műszaki tudomány kandidátusa

Magyar Atomfórum Egyesület elnök

Konferenciánk mottója

biztonság versenyképesség fenntarthatóság

2

Peremfeltételek:

növekvő energia-, különösen villamosenergia-igény

globális verseny, küzdelem a forrásokért

Az energia-ellátás fenntarthatósága

Környezetvédelmi cél az üvegházhatású gázok

globális kibocsátását rövid idő, mindössze néhány évtized alatt radikális csökkenteni kell.

EU cél: 20% emisszió csökkenés 2030-ra; 50% 2050-re

A megoldás módja Energia-takarékosság, a

végfelhasználás hatékonyságának növelése (20% csökkenés)

A megújuló energia-források alkalmazása (20% növekedés)

A stratégiák alapja: •a lehető legtakarékosabb, hatékonyabb energia-felhasználás•a lehető legkisebb kibocsátás a termelésben

3

Ez, tekintettel az energia-igény, főleg a villamosenergia-igény növekedésére, nukleáris energia alkalmazása nélkül nem valósítható meg, különösen, ha a gazdaságosság és a versenyképesség is fontos szempont!

Az előadás célja és tartalma

Bemutatom, hogy a nukleáris energia alkalmazása mind rövid,

mind pedig hosszú távon célszerű, racionális választás, ha biztonságos, gazdaságos és fenntartható energiaellátást kívánunk megvalósítani.

a nukleáris energia alkalmazásának előnyeit a jelenleg és rövid távon a hazai viszonyok között

a nukleáris energia választásának célszerűségét hosszú távonVélemény-nyilvánító előadás; nem elég a technikai részletek bemutatásával érvelni, ahogy korábban, de minden állásfoglalás adatokkal alátámasztott

Források: OECD NEA, US DoE EIA AEO és IEO, IEA WEO

4

5

Kétséges megoldások

Esőerdő-maradvány a szójaföldek között körülvéve szójaföldekkel, Mato Grosso, Brazília

Nyilván az az zöld mozgalmár, aki szívvel-lélekkel szorgalmazza a bio - üzemanyag felhasználását, nem kívánja az esőerdők kiirtását. Mégis kiirtják!

6

A rizs világpiaci ára az elmúlt hat hónap alatt 360 USD/t-ról 760 USD/t-ra nőtt, de nem csak az energetikai felhasználás miatt.

Ki gépen száll fölébe, annak sárga e táj…

A levegőt nem szennyező villamosenergia-források

1,00%

47,48%

1,40%

50,08%

0,04%

Geotermikus Atom Szél Viz Nap

7

A Világon a 439 atomerőművi blokk adja az emisszió-mentes termelés felét; 35 blokkot építenek 14 országban, 2007-2008-ban hét új építkezés indultSzámos ország bejelentette építési szándékát (az USA dúsított nukleáris üzemanyaggal ellátja Szaúd-Arábiát).

USA104 atomerőmű van;teljesítménynövelés;üzemidő hosszabbítás;˃90% kihasználtság;2007-2008: 29 új blokk engedélyezése folyt;Emisszió-mentes technológiáknak kijáró támogatás

Nuclear generating capacity in the AEO2008 reference case increases from 100.2 gigawatts in 2006 to 114.9 gigawatts in 2030. The increase includes 17 gigawatts of capacity at newly built nuclear power plants (33 percent more than in the AEO2007 reference case) and 2.7 gigawatts expected from uprates of existing plants, partially offset by 4.5 gigawatts of retirements.

Európa

8

Attitűd- és politika-váltás tanúi vagyunk.teljesítmény-növelés és az üzemidő-hosszabbítás;új atomerőmű épül Olkiluoto-ban és Flamanville-ben, illetve Romániában és Bulgáriában; döntés, előkészítés: finn hatodik blokk, Litvánia, Szlovákia, Csehország, Egyesült Királyság…

Európa nukleáris. Mintegy 140 blokk adja kb. a termelés 30%-át, s annyi CO2 emissziót takarít meg, mint amennyit kibocsát az összes autó Európa útjain.

Európai, ahogy egyesek jónak tartják

9

Miközben a feltételeket meghatározó nagyhatalmak nem építenek ilyen mértékben a földgázra, hanem szénre, nukleárisra és megújulóra.

Tanulságos: az EU „kis” országai közül Finnország, a balti országok, Románia, Bulgária, Szlovákia, Szlovénia, Csehország fokozottan épít a nukleáris energiára.

2004-es elképzelések. Újabb közlés, többek közt a nukleáris energiához fűződő ambivalens viszony és még ennél is nagyobb gázfüggőség, illetve a megújuló vállalások teljesíthetősége miatt nincs.

EU változások

10

„Az EU tagországok nem kerülhetik ki a nukleáris energia kérdését” jelentette ki Jose Mauel Barroso.

Jose Manuel Barroso, 2007.10.03.

Az új magyar energiapolitika az EU és a Világ erőterében

A hosszú távú szempontokat is mérlegelve optimalizálja az ellátásbiztonság, a versenyképesség és a fenntarthatóság együttes érvényesülését.

Az ellátás biztonsága érdekében törekedni kell a kiegyensúlyozott energiaforrás-struktúra elérésére és fenntartására (a behozatal diverzifikálása, az energiahordozó-szerkezet és a biztonsági készletek optimális kialakítása).

Energia-hatékonyság fejlesztése (NB! hatékonysági szindróma, valójában a hatékony fogyókúra-recept segítene!)

Megújulókat a lakosság teherbíró képessége szerint fejlessze, tekintettel még az egyéb kölcsönhatásokra.

11E

llát

ásb

izto

ns

ág

gazdaságosság

Az új

energiapolitika

alappillérei

környe

zetvé

delem

Az energiapolitika lehetővé teszi az új atomerőmű létesítésének előkészítését is, amihez még előbb az Országgyűlés elvi hozzájárulását is meg kell szerezni.

Most mi a döntő?

Alapvetően: a versenyképesség, piaci (lobby) erő és befektetői preferenciák –

meglátják Dr. Stróbl előadásában Másodlagosan:

a társadalmi elfogadottság, ami néha korlátozó szabályozás

ban is megjelenik (különösen a nukleáris energia esetében),

politikai preferenciák, zöld ítéletek alapján – meglátják Dr. Grabner előadásában

Az új energiapolitika nem állapít meg kívánatos forrás-arányokat,nincs igazi tiltás az emisszió, s főleg nem az ellátási kockázatok növelésére, tehát,

12

aki bírja, marja!

Kulturáltan: Bárki építhet, üzemeltethet a saját üzleti kockázatára erőművet a szabályokat betartva, kivéve atomerőművet, mert ahhoz az Országgyűlés elvi hozzájárulása is szükséges.

A nukleáris energetika a mai hazai feltételek között

versenyképes termelő: teljesítménynövelés – kb. 150 MW üzemidő hosszabbítás – plusz 20 év megbízhatóság – magas szintű rendelkezésre állás, a 86%

teljesítmény-kihasználás működési modell korszerűsítése

meghatározó piaci szereplő: a legnagyobb termelők egyike a legolcsóbb

a biztonsági és környezetvédelmi követelményeket teljesíti élvezi a társadalom támogatását ellátás-biztonsági előnyei nyilvánvalóak (2 éves tartalék, nem

kritikus és diverzifikálható üzemanyag beszerzési)A paksi atomerőmű a jelenlegi rendszer stabil eleme, s az üzemidő hosszabbítás is racionális, nem vitatható cél.

13

14

A teljesítménynövelés és üzemidő hosszabbítás megvalósítása

Blokk Indítva

Teljesítmény növelés

500 MW-ra (108%)

30 éves üzem

50 éves üzem

1. 1982. december 14. 2007 2012 2032

2. 1984. augusztus 26. 2009 2014 2034

3. 1986. szeptember 15. 2009 2016 2036

4. 1987. augusztus 09. 2006 2017 2037

sze

pte

mb

er

2006

júliu

s

2007

Az üzemidő hosszabbítás előkészítése és engedélyezése

Üzemidő hosszabbítás üzemeltetési engedély

Üzemidő-hosszabbítási Program

Megvalósíthatósági vizsgálatok;Felkészülés

2005. 2006. 2007. 2008. 2009. 2010. 2011. 2012. 2013.

1996. évi CXVI. Tv. az atomtörvény 1995. évi LIII. Tv. a környezetvédelemről

15

Részletes Környezeti Hatástanulmány

Előzetes Környezeti Tanulmány

Az engedély megalapozásához igazolni kell, hogy garantált a biztonságos

üzemeltethetőség, ami 80-85%-ban mérnöki munka! Nem kell „újjá” rekonstruálni az

erőművet, hiszen a biztonsági funkcióknak az első és az utolsó üzemi napon azonos

minőségben rendelkezésre kell állni, sőt az erőmű ma jobb, mint újkorában

A 20 éves üzemidő hosszabbítás gazdasági értéke

A paksi ár 9,43 Ft/kWh (megújuló ár 26,46 Ft/kWh)

Az üzemidő hosszabbítás PA Zrt. által finanszírozható, tulajdonosi tőkejuttatást vagy állami garanciavállalást nem igényel.

Az üzemidő végéig megképződik a jegyzett tőke, továbbá a tulajdonosnak kifizetésre kerül az osztalék, ami a tőke ~4,4 szerese

Gazdaságos, versenyképes, finanszírozható és megtérül!

16

A 20 éves üzemidő hosszabbítás

értéke

emisszió-mentes termelés jelentős emisszió megtakarítás

(évi 5.6 millió t CO2) nincs kimutatható környezeti

hatás több, mint 25 év után, s nem várható az 50 év alatt sem

nem váltható ki ésszerű módon megújulókkal

17

Üzemanyag mennyiség

szén ~4 millió t

olaj ~2,6 millió t

gáz ~6,24 millió m3

biomassza ~15,8 millió t

A paksi atomerőműben kétéves üzemanyag-tartalékot tartanak fenn.Az üzemanyag az önköltség kevesebb, mint 20%-a.Az üzemanyag beszerzés diverzifikálható, az urán nem a Világ krízisrégióiból származik.

környezetvédelmi ellátás-biztonsági

Mi határozza meg a jövőt?

A villamosenergia-igény változása

A kapacitások változása

Az import lehetősége és gazdasági ésszerűsége

Az igény kielégítésében a technológiák versenye

18

2% vagy 120 MW/év

7000 M

W

Itt volna helye a technológiák korrekt értékelésének, hogy helyesen választhassuk ki a valóban hosszú távú megoldásokat!

Society

Environment

Economy

A mai generáció

D/K

társadalom

környezet

gazdaság

É

A fenntarthatóság értékelésének dimenziói

A jövő generációi

19

Komplex értékelésdimenzió

érintett terület

indikátor mértékegység a nukleáris energia felhasználásának minősítése

gazda-sági

finanszírozásés termelési költségek

létesítési költségek c/kW versenyképes

termelési költségek c/kWh

üzemanyagár-érzékenység

termelési költség növekmény/ü.a-ár duplázódása

a legjobb

rendelkezésre-állás % a legjobb

üzemanyag-források

tartalékolhatóság – rövid távú stabilitás

minőségi jellemzés

a legjobban tartalékolható üzemanyag

hosszú távú stabilitás- geopolitikai tényezők

minőségi jellemzés

minimális kockázat

hosszú távú rendelkezésre állás

év ~4000

20

Komplex értékelésdimenzió

érintett terület

indikátor mértékegység

a nukleáris energia felhasználásának minősítése

környezet globális felmelegedés

CO2 egyenérték

t/GWh gyakorlatilag emisszió-mentes (bányászattal és a feldolgozással együtt is)

összes hulladék

tömeg; fajlagos hulladék-tömeg

kg; kg/kWh A közvélekedéssel és az antinukleáris propagandával ellentétben a hulladéktermelés kicsi.

regionális környezeti hatás

változás a nem védett ökosziszté-mában

km2/GWh fajlagosan igen kis érintett terület (bánya)

nem szennyező hatás

terület-igény m2/GWh a legkompaktabb

21

Komplex értékelés

dimenzió érintett terület

indikátor mértékegység a nukleáris energia felhasználásának minősítése

társadalmi társadalmi fenntartások

fatalitás egy baleset esetén

fő/baleset biztonságos

normálüzemi egészségi hatások

mortalitás várható élettartam csökkenés/GWh

biztonságos

súlyos üzemzavar

fatalitás fatalitás/GWh ~10-8 /év a hatósági dóziskorlátot meghaladó kibocsátás valószínűsége

a kritikus hulladék tárolási ideje

idő év több száz év, de transzmutáció

helyi hatások zaj, látvány minőségi nem szignifikáns

22

Komplex értékelés

dimenzió

érintett terület

indikátor mértékegység

a nukleáris energia felhasználásának minősítése

társa-dalmi

foglalkoztatás technológia-specifikus munkahelyek

ember-év/GWh

high-tech, tudásigényes,magasan kvalifikált, igen fejlett munkakultúrát igényel, biztonsági kultúra

proliferáció potenciál minőségi Nem az atomerőművek miatt törték fel az atomsorompót!

23

Mit kell még mérlegelni?

A blokkról

típus, blokkméret 60 év üzemidő üzemanyag ciklus (12, 18,

24 hónap) jó terheléskövetés (50-

100%) kipróbált konstrukció-e engedélyezett-e fejlesztése folytatódik-e extrém külső hatásokra

tervezett-e (földrengés, repülőgép rázuhanás)

A megvalósításról

rendszerbe illesztés, hálózati csatlakozás – igazolható

Telephely – van alkalmas Szállító – több jó lehetőség van Engedélyezés – 3-5 év

építési idő – legalább 5 év

beruházás lebonyolítása

finanszírozás módja – létező üzleti modellek vannak

Létesítés – jelentős hazai közreműködéssel jár

humán erőforrások – ma még megvannak

24

Az új energiapolitika

A Kormány:

... a) kezdje meg az új atomerőművi kapacitásokra

vonatkozó döntés-előkészítő munkát. A szakmai, környezetvédelmi és társadalmi megalapozást követően a beruházás szükségességére, feltételeire, az erőmű típusára és telepítésére vonatkozó javaslatait kellő időben terjessze az Országgyűlés elé;

b) gondoskodjon a nukleáris hulladékok végleges elhelyezésére irányuló programok megfelelő végrehajtásáról és megvalósításáról;

25

Kell az atomerőmű

Megfelel az energiapolitika mindhárom követelményének (gazdaság, ellátás-biztonság, környezetvédelem).

Nem igényel állami támogatást. A létesítés és az üzemeltetés intézményi

és humán feltételei megvannak hazánkban.

Társadalmi támogatottsággal rendelkezik. Az atomerőmű magas műszaki színvonalat

képviselő technológia.

26

27

A versenykörnyezet

olaj CO2 árgáz vill. energia

130USD/hordó 2008-ban;

+1USD/hordó hosszú távon ~ + 0.8 EUR/MWh a villamosenergia-árban

28

Az üzemanyag hányada a termelési költségben az atomerőmű esetében a legkisebb a nagy energetikai technológiák között. (USA nukleáris 0,46 cUSD/kWh; szén 2,32 cUSD/kWh).

Az üzemanyag árának duplázódása a nukleárisnál max. 20% költségnövekedést okoz.

Atomerőművek (G III és III+) költségei

IEA Energy Technology Perspectives 2006 - új blokk: a beruházási költségek dominálnak

Átlag 1500 USD/MW (10% kamat és 5 év építési idő). Az új projektek 1300-2000 USD/MW, ahol a felső határ a demonstrációs/prototípus ár

CO2 kibocsátási relatíve kismértékű „büntetése”, vagy az emisszió-mentes termelés ösztönzése már messze versenyképessé teszi az új atomerőművet a gáztüzelésűvel szemben is.

A nukleáris energetika versenyképes a gázzal szemben, ha a gázár magasabb, mint $5.70/MBtu, avagy az olaj $40-$45 hordónként

01234567

Nuclearhigh

Nuclearlow

CCGT Coalsteam

IGCC Windonshore

US c

ents

per

kW

h

Capital Operation and maintenance Fuel

Comparative Generating Costs Based on Low Discount Rate

WEO 2006

29

Ma már ez sem igaz!Minden energetikai beruházás drágul, mert az alapanyagárak drámain növekednek. Egy árspirál tanúi vagyunk, aminek vannak nyertesei és vesztesei.

Fajlagos üzemanyag-igény1 Gwév termelésre vetítve

üzemanyag mennyiség

szén 2,5 millió tolaj 1,6 millió tgáz 3,9 millió m3

30

ugyanehhez 20 t urán kell, aminek <1%-a ég ki!

Az üzemanyag szállítási igénye

1 GWév-re vetítve: Szén: egy Murmanszk-Budapest

hosszúságú szerelvény (ha fa, főleg, ha szalmabála, akkor sokkal hosszabb)

Olaj: 40 óriás-tanker Gáz: 30 LNG tanker Urán: 1 kamion

31

Villamos-energetikai technológiák átlagos GHG kibocsátása

európai adatok(g CO2 eq./kWh)

32

Fajlagos emisszió a teljes életciklus alatt

típus SO2 (g/MWh) NOx

(g/MWH) Partic.

(g/MWH) CO2

(g/MWH)

Nukleáris 32 70 7 19,700

szén 326 560 182 815,000

gáz 3 277 18 362,000

olaj 1,611 985 67 935,000

szél 15 20 4.6 6,460

PV (Home Application) 104 99 6.1 53,300

33

Villamos-energetikai technológiák átlagos, nem radioaktív hulladék

„termelése”

0.180

0.175

0.002

0.005

0.027

0.021

0.053

Lignite

Hard coal

Natural Gas CCGT

Nuclear

Hydro

Wind onshore

Photovoltaic

(kg/kWh)

34

A villamos-energetikai technológiák átlagos radioaktív hulladék termelése

0.65

0.93

0.08

0.04

0.15

0.79

56.47

Lignite

Hard coal

Natural Gas CCGT

Nuclear

Hydro

Wind onshore

Photovoltaic

(cm3/MWh)

Figyeljünk a mértékegységre!

Ha egy négytagú átlagos európai család 25 éves villamosenergia-fogyasztását atomerőműben termeljük meg, akkor az eközben keletkezett nagyaktivitású radioaktív hulladék mindössze 1,2 deciliter térfogatot, azaz egy 2,3 cm élű kockát tölt ki.

35

Itt csak az „radioaktív”, ami hatóságilag az! 1 GWév energiát szénből előállítva 600.000 t hamu keletkezik. Ebben 5 t urán+10 t tórium van.

Terület-használat

Megérjük, hogy versenyezni fog az éhező a közlekedővel (s az értékeket vigyázó, a hirtelen gazdagodni kívánóval)!

A paksi atomerőmű teljesítményét (s nem a termelését!) kiváltó szélerőmű-park területigénye 435 ezer ha.

36

Méret-effektus

Addig, amíg a kedvezőtlen adottságú technológiák, s legyen itt szó túlzott terület-igényről, nagy fajlagos hulladék-keletkezésről, vagy az állami támogatás igényéről akár, tehát, amíg a kedvezőtlen adottságú technológiák egy rendszerben kis hányadot képviselnek, a negatív hatásokról, lévén azok marginálisak, hajlamosak vagyunk megfeledkezni.

Sok esetben a programok nem is térnek ki a lehetséges problémákra, így a megújuló technológiák alkalmazását támogató programok sem. Nem így van ez a nukleáris energia alkalmazásánál, ahol évtizedek csak a problémák vannak a figyelem középpontjában.

37

Mortalitás normál üzemben

0.061

0.068

0.118

0.023

0.022

0.005

0.011

0.007

lignite

hard coal

oil

natural gas

nuclear

hydropower

wind

photovoltaic

38

(YOLL/GWh)

Súlyos balesetek gyakorisága

1.E-7

1.E-6

1.E-5

1.E-4

1.E-3

1.E-2

1.E-1

1.E+0

1 10 100 1000 10000

Fatalities, X

Freq

uenc

y of e

vent

s cau

sing

X or

mor

e fat

alitie

s per

GW

eyr

Nuclear (PSA, latent fatalities)

HydroCoal

OilNatural gas

LPG

39

Zónaolvadási gyakoriság a Paksi Atomerőműben

0.0E+00

5.0E-05

1.0E-04

1.5E-04

2.0E-04

2.5E-04

3.0E-04

3.5E-04

4.0E-04

4.5E-04

5.0E-04

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Core

dam

age

prob

abilit

y

Internal fire & flood

Internal initiators, shut down

Internal initiators, at power

40

Externális költségek

41

0

1

2

3

4

5

6

Coal Oil Gas Nuclear Wind Biomass

EC

U c

en

t

Public health

Occup. health

Crops

Materials

Noise

Global w arming

Közegészségügyi hatás

Globális felmelegedés

A Paksi Atomerőmű Zrt a Nukleáris Pénzügyi Alapba történő befizetéseivel, ami az önköltség jelentős részét képezi, megteremti a hulladék-elhelyezés és a leszerelés feltételeit!

Üzemanyag és hulladék kezelés

42

uránércuránérc

dúsított dúsított UOUO22

üzemanyag- üzemanyag- gyártásgyártás

friss friss üzemanyagüzemanyag

kiégett kiégett üzemanyagüzemanyag

atom-

erőmű

végleges elhelyezés

Transzmutáció

Lehetőségekdirekt elhelyezés hazai geológiai tárolóban,reprocesszálás, nagyaktivitású hulladéka hazai geológiai tárolóba, elhelyezés külföldön (EU regionális / RU), zárt üzemanyagciklus (GNEP és EU).

teendőkelőkészületek hazai

geológiai tároló létesítésére,

közreműködés a zárt üzemanyag-ciklusra irányuló nemzetközi együttműködésekben,

új átmeneti tárolóra is szükség lesz az új blokkokhoz.

Nyílt üzemanyagciklusRészleges újrafeldolgozás

reprocesz-reprocesz-szálásszálásU,PuU,Pu

MA,FPMA,FPtransz-transz-mutációmutáció

Zárt ciklus

reprocesz-reprocesz-szálásszálás

gyors-gyors-reaktorosreaktoros

atom-atom-erőműerőmű

üzemanyagüzemanyaggyors-gyors-

reaktorhozreaktorhoz