PERSPEKTIVA NUKLEARNE ENERGETIKE NAKON NESREĆE U FUKUSHIMI

PERSPEKTIVA NUKLEARNE PERSPEKTIVA NUKLEARNE ENERGETIKE NAKON ENERGETIKE NAKON

NESREĆE U FUKUSHIMINESREĆE U FUKUSHIMI

Nikola Čavlina, Vladimir Knapp, Nikola Čavlina, Vladimir Knapp, Dubravko PevecDubravko Pevec

Fakultet elektrotehnike i računarstva Fakultet elektrotehnike i računarstva

Sveučilišta u ZagrebuSveučilišta u Zagrebu

20. Forum Hrvatskog energetskog društva20. Forum Hrvatskog energetskog društva

Nesreća u NE Fukushima DaiichiNesreća u NE Fukushima Daiichi

Razorni potres intenziteta IX stupnjeva po Razorni potres intenziteta IX stupnjeva po Mercalliju pogodio je 11. ožujka 2011. istočnu Mercalliju pogodio je 11. ožujka 2011. istočnu obalu otoka Honshu.obalu otoka Honshu.

U pogođenoj regiji 11 reaktora je bilo u pogonu i U pogođenoj regiji 11 reaktora je bilo u pogonu i zbog potresa kod svih reaktora došlo je do zbog potresa kod svih reaktora došlo je do automatskog gašenja. 8 reaktora koji su zadržali automatskog gašenja. 8 reaktora koji su zadržali funkciju hlađenja jezgre prevedeni su u stanje funkciju hlađenja jezgre prevedeni su u stanje hladne obustave.hladne obustave.

Elektrana Fukushima Daiichi s 3 reaktora u pogonu Elektrana Fukushima Daiichi s 3 reaktora u pogonu i 3 reaktora izvan pogona ostala je bez vanjskog i 3 reaktora izvan pogona ostala je bez vanjskog napajanja el. energijom a 14 m visok tsunami napajanja el. energijom a 14 m visok tsunami onesposobljava 12 od 13 rezervnih generatora onesposobljava 12 od 13 rezervnih generatora pregrijavanje i značajno topljenje jezgre tri pregrijavanje i značajno topljenje jezgre tri reaktora koji su bili u pogonu unutar tri dana.reaktora koji su bili u pogonu unutar tri dana.

Pregrijavanje bazena za istrošeno gorivo jednog od Pregrijavanje bazena za istrošeno gorivo jednog od reaktora koji nije bio u pogonu.reaktora koji nije bio u pogonu.


Nesreća u NE Fukushima DaiichiNesreća u NE Fukushima Daiichi Eksplozijom vodika nastalog reakcijom cirkonija i Eksplozijom vodika nastalog reakcijom cirkonija i

vodene pare došlo je do oštećenja reaktorskih vodene pare došlo je do oštećenja reaktorskih zgrada i do ispuštanja velike količine zgrada i do ispuštanja velike količine radioaktivnosti (630 PBq ekvivalenta joda 131) u radioaktivnosti (630 PBq ekvivalenta joda 131) u okoliš.okoliš.

Nuklearna nesreća kategorije 7 po INES ljestvici.Nuklearna nesreća kategorije 7 po INES ljestvici. Pravovremeno provedena evakuacija pučanstva.Pravovremeno provedena evakuacija pučanstva. Niti jedan smrtni slučaj niti pojava radijacijske Niti jedan smrtni slučaj niti pojava radijacijske

bolesti nisu nastupili kao posljedica ovog bolesti nisu nastupili kao posljedica ovog nuklearnog akcidenta.nuklearnog akcidenta.

Sva četiri nesrećom zahvaćena reaktora otpisani Sva četiri nesrećom zahvaćena reaktora otpisani su, te su predviđeni za dekomisiju. su, te su predviđeni za dekomisiju.

Kakva je perspektiva nuklearne energetike nakon Kakva je perspektiva nuklearne energetike nakon ove nesreće?ove nesreće?

20. Forum Hrvatskog energetskog društva20. Forum Hrvatskog energetskog društva4

Nekad i sadNekad i sad

1

2

3

4


Nuklearna energija u svijetuNuklearna energija u svijetu U pogonu 433 reaktora; instalirana snaga od 366,55 GW(e); U pogonu 433 reaktora; instalirana snaga od 366,55 GW(e);

u 2008. godini proizvedeno 2.611 TWh (13,5%) [IAEA].u 2008. godini proizvedeno 2.611 TWh (13,5%) [IAEA].


Zemlja Broj jedinica Ukupno MW(e)

Argentina 1 692

Brazil 1 1245

Bugarska 2 1906

Kina 27 27230

Finska 1 1600

Francuska 1 1600

Indija 6 4194

Japan 2 2650

Koreja 5 5560

Pakistan 1 315

Ruska federacija 11 9153

Slovačka 2 782

Ukrajina 2 1900

SAD 1 1165

Ukupno: 65 62592

Nuklearne elektrane u izgradnji


Nuklearna energija u Europskoj UnijiNuklearna energija u Europskoj Uniji U EU u pogonu je 134 nuklearne elektrane koje proizvode U EU u pogonu je 134 nuklearne elektrane koje proizvode

oko trećine električne energije Unije.oko trećine električne energije Unije. Geopolitički i strateški razlozi: veliki uvoz nafte i plina (90% Geopolitički i strateški razlozi: veliki uvoz nafte i plina (90%

nafte i oko 70% plina) uz procjene povećanja uvoza u 2030. nafte i oko 70% plina) uz procjene povećanja uvoza u 2030. na 94%, odnosno, 83%; u svjetskoj trgovinskoj razmjeni na 94%, odnosno, 83%; u svjetskoj trgovinskoj razmjeni nuklearna energija daje važan doprinos kompetitivnosti nuklearna energija daje važan doprinos kompetitivnosti europske industrije; europske industrije;

EU ima vodeću ulogu u redukciji emisija stakleničkih plinova EU ima vodeću ulogu u redukciji emisija stakleničkih plinova energetska strategija EU donesena 2007 godine poznata energetska strategija EU donesena 2007 godine poznata kao 20x20x20 strategija (20% smanjiti potrošnju energije, kao 20x20x20 strategija (20% smanjiti potrošnju energije, udio obnovljivih izvora povećati na 20%, emisiju COudio obnovljivih izvora povećati na 20%, emisiju CO22 smanjiti za 20%). U toj se strategiji predviđa i doprinos smanjiti za 20%). U toj se strategiji predviđa i doprinos nuklearne energije. nuklearne energije.

Reulov izvještaj iz 2007. prihvaćen od Europskog Reulov izvještaj iz 2007. prihvaćen od Europskog parlamenta ističe da se srednjeročno bez nuklearne energije parlamenta ističe da se srednjeročno bez nuklearne energije ne mogu pokriti temeljne energetske potrebe u Europi, te ne mogu pokriti temeljne energetske potrebe u Europi, te upozorava da se bez nuklearne energije ne mogu postići upozorava da se bez nuklearne energije ne mogu postići ciljevi postavljeni za redukciju emisije stakleničkih plinova.ciljevi postavljeni za redukciju emisije stakleničkih plinova.

Zamjena nuklearnih elektrana obnovljivim izvorima, Zamjena nuklearnih elektrana obnovljivim izvorima, prvenstveno vjetroelektranama, do 2020. godine nije prvenstveno vjetroelektranama, do 2020. godine nije izvediva. izvediva.


Sigurnosne provjere postojećih Sigurnosne provjere postojećih reaktora nakon nesreće u Fukushimireaktora nakon nesreće u Fukushimi

Nakon nesreće u Fukushimi u EU je donesena odluka o Nakon nesreće u Fukushimi u EU je donesena odluka o provjeri sigurnosti u sve 143 nuklearne elektrana.provjeri sigurnosti u sve 143 nuklearne elektrana.

Razmatra se spektar inicijalnih događaja uzrokovanih Razmatra se spektar inicijalnih događaja uzrokovanih ljudskim aktivnostima i ekstremnim prirodnim događajima.ljudskim aktivnostima i ekstremnim prirodnim događajima.

Provode se testovi opterećenja kojima se ponovno Provode se testovi opterećenja kojima se ponovno ocijenjuje sigurnosna margina pojedine nuklearne elektrane ocijenjuje sigurnosna margina pojedine nuklearne elektrane uz pretpostavke ekstremnih događaja koji ugrožavaju uz pretpostavke ekstremnih događaja koji ugrožavaju nuklearnu sigurnost. nuklearnu sigurnost.

Posebna pažnja pri provjeri posvećuje se vanjskim Posebna pažnja pri provjeri posvećuje se vanjskim faktorima (potresi, poplave), napajanju elektrane u nuždi, faktorima (potresi, poplave), napajanju elektrane u nuždi, hlađenju jezgre u nuždi, hlađenju bazena za istrošeno hlađenju jezgre u nuždi, hlađenju bazena za istrošeno gorivo, te procedurama za pravodobno upozoravanje i gorivo, te procedurama za pravodobno upozoravanje i postupanje pri nuklearnoj nesreći.postupanje pri nuklearnoj nesreći.


Status nacionalnih nuklearnih Status nacionalnih nuklearnih programa nakon nesreće u programa nakon nesreće u

FukushimiFukushimi Njemačka vlada je odlučila izaći iz nuklearnog programa, Njemačka vlada je odlučila izaći iz nuklearnog programa,

osam je elektrana prestalo s radom a preostalih devet osam je elektrana prestalo s radom a preostalih devet elektrana bit će zatvoreno do 2022.elektrana bit će zatvoreno do 2022.

Švicarska odustaje od nuklearnog programa i svojih 5 Švicarska odustaje od nuklearnog programa i svojih 5 nuklearnih elektrana zatvorit će postepeno do 2034.nuklearnih elektrana zatvorit će postepeno do 2034.

U Japanu je najavljena nova energetska strategija kojom se U Japanu je najavljena nova energetska strategija kojom se smanjuje ovisnost o nuklearnoj energiji, ali nuklearne smanjuje ovisnost o nuklearnoj energiji, ali nuklearne elektrane se ne zatvaraju.elektrane se ne zatvaraju.

U SAD-u, Francuskoj, Ruskoj federaciji, Koreji, Indiji, Kanadi, U SAD-u, Francuskoj, Ruskoj federaciji, Koreji, Indiji, Kanadi, Velikoj Britaniji, Kini, Ukrajini, Švedskoj, Španjolskoj, Belgiji, Velikoj Britaniji, Kini, Ukrajini, Švedskoj, Španjolskoj, Belgiji, Češkoj, Finskoj, Mađarskoj, Slovačkoj, te preostalim Češkoj, Finskoj, Mađarskoj, Slovačkoj, te preostalim nuklearnim državama nastavljaju se nuklearni programi bez nuklearnim državama nastavljaju se nuklearni programi bez preinaka. Provedeni su ili se provode stres testovi za preinaka. Provedeni su ili se provode stres testovi za postojeće elektrane.postojeće elektrane.

Ujedinjeni Arapski Emirati i Vijetnam uvode nuklearne Ujedinjeni Arapski Emirati i Vijetnam uvode nuklearne programe.programe.


Dostatnost nuklearnog gorivaDostatnost nuklearnog goriva Pitanje zaliha nuklearnog goriva ponovno je Pitanje zaliha nuklearnog goriva ponovno je

postalo aktualno zbog povećanog interesa za postalo aktualno zbog povećanog interesa za korištenje nuklearne energije s ciljem korištenje nuklearne energije s ciljem smanjenja emisija stakleničkih plinova.smanjenja emisija stakleničkih plinova.

Prema podacima Agencije za nuklearnu Prema podacima Agencije za nuklearnu energiju OECD-a iz 2010. godine procjene energiju OECD-a iz 2010. godine procjene identificiranih zaliha su 6,3 milijuna tona a identificiranih zaliha su 6,3 milijuna tona a neotkrivenih zaliha 10,4 milijuna tona, tako da neotkrivenih zaliha 10,4 milijuna tona, tako da procjena konvencionalnih zaliha urana iznosi procjena konvencionalnih zaliha urana iznosi 16,7 milijuna tona16,7 milijuna tona (troškovi manji od 260 (troškovi manji od 260 USD/kg)USD/kg)

Nekonvencionalne zalihe urana uključuju zalihe Nekonvencionalne zalihe urana uključuju zalihe urana u fosfatnim naslagama (22 milijuna tona) urana u fosfatnim naslagama (22 milijuna tona) i morskoj vodii morskoj vodi (4 milijarde tona urana)(4 milijarde tona urana)


Procjene zaliha urana NEA OECD-a mogu se Procjene zaliha urana NEA OECD-a mogu se smatrati kao sadašnja donja granica količina smatrati kao sadašnja donja granica količina urana koja se može izvaditi iz zemljine kore.urana koja se može izvaditi iz zemljine kore.

Za analizu dugoročne dostatnosti zaliha urana Za analizu dugoročne dostatnosti zaliha urana potrebno je procijeniti sveukupnu količinu potrebno je procijeniti sveukupnu količinu urana koja se može ekstrahirati na ekonomski urana koja se može ekstrahirati na ekonomski prihvatljiv načinprihvatljiv način - „sveukupne zalihe urana“- „sveukupne zalihe urana“

Sveukupne zalihe urana procijenjene su Sveukupne zalihe urana procijenjene su korištenjem geokemijskog modela zemljine korištenjem geokemijskog modela zemljine kore koji je za uran postavljen analogno kore koji je za uran postavljen analogno modelu provjerenom za druge metale. modelu provjerenom za druge metale. Sveukupne zalihe urana dobivene tim Sveukupne zalihe urana dobivene tim modelom iznose 50 milijuna tona urana uz još modelom iznose 50 milijuna tona urana uz još uvijek prihvatljive troškove od 180 USD/kg U.uvijek prihvatljive troškove od 180 USD/kg U.


Uz značajnu izgradnju nuklearnih kapaciteta u Uz značajnu izgradnju nuklearnih kapaciteta u razdoblju od 2025-2065, što bi na kraju tog razdoblju od 2025-2065, što bi na kraju tog razdoblja rezultiralo instaliranom snagom od oko razdoblja rezultiralo instaliranom snagom od oko 3479 GW (približno trećina ukupne energije na 3479 GW (približno trećina ukupne energije na svjetskoj razini), i uz zadržavanje tog kapaciteta svjetskoj razini), i uz zadržavanje tog kapaciteta do kraja stoljeća potrebna količina urana do 2100. do kraja stoljeća potrebna količina urana do 2100. godine za pogon tih nuklearnih kapaciteta iznosila godine za pogon tih nuklearnih kapaciteta iznosila bi kumulativno 40,2 milijuna tona. I uz takve bi kumulativno 40,2 milijuna tona. I uz takve konzervativne pretpostavke sveukupne konzervativne pretpostavke sveukupne procijenjene zalihe nuklearnog goriva od 50 procijenjene zalihe nuklearnog goriva od 50 milijuna tona ne bi bile iscrpljene do kraja ovog milijuna tona ne bi bile iscrpljene do kraja ovog stoljeća.stoljeća.

Značajnim uvođenjem brzih oplodnih reaktora i Značajnim uvođenjem brzih oplodnih reaktora i reprocesiranja istrošenog goriva nakon 2100. reprocesiranja istrošenog goriva nakon 2100. godine problem iscrpljenja zaliha nuklearnog godine problem iscrpljenja zaliha nuklearnog goriva postao bi irelevantan.goriva postao bi irelevantan.

Zalihe nuklearnog goriva nisu prepreka Zalihe nuklearnog goriva nisu prepreka dugoročnog razvoja nuklearne energetike čak i uz dugoročnog razvoja nuklearne energetike čak i uz njenu značajnu ekspanziju.njenu značajnu ekspanziju.


O perspektivi nuklearne energije nakon O perspektivi nuklearne energije nakon FukushimeFukushime

Osnovni dugoročni geopolitički, ekonomski i strateški Osnovni dugoročni geopolitički, ekonomski i strateški razlozi, koji su poticali razvoj nuklearne energetike u razlozi, koji su poticali razvoj nuklearne energetike u prošlosti, ostaju nepromijenjeni.prošlosti, ostaju nepromijenjeni.

Neovisne stručne komisije ne dovode u pitanje osnovne Neovisne stručne komisije ne dovode u pitanje osnovne koncepcije današnjih elektrana, iako je sigurno da će koncepcije današnjih elektrana, iako je sigurno da će određena poboljšanja za specifične uvjete biti preporučena.određena poboljšanja za specifične uvjete biti preporučena.

Preliminarne analize sigurnosti nuklearnih elektrana Preliminarne analize sigurnosti nuklearnih elektrana provedene nakon nesreće u Fukushimi nisu otkrile provedene nakon nesreće u Fukushimi nisu otkrile nedostatke koji bi zahtijevali obustavu rada. Obustave, nedostatke koji bi zahtijevali obustavu rada. Obustave, poput onih u Njemačkoj, rezultat su političkih odluka. poput onih u Njemačkoj, rezultat su političkih odluka. Analiza tehničkih pitanja koja proizlaze iz nesreće u Analiza tehničkih pitanja koja proizlaze iz nesreće u Fukushimi pridonijet će poboljšanju sigurnosti postojećih i Fukushimi pridonijet će poboljšanju sigurnosti postojećih i budućih elektrana. Iako konačne analize sigurnosti i testova budućih elektrana. Iako konačne analize sigurnosti i testova opterećenja svih nuklearnih elektrana nisu završeni na opterećenja svih nuklearnih elektrana nisu završeni na osnovi preliminarnih rezultata i stavova država koje koriste osnovi preliminarnih rezultata i stavova država koje koriste nuklearnu energiju valja očekivati da neće doći do zastoja u nuklearnu energiju valja očekivati da neće doći do zastoja u daljnjem razvoju nuklearne energetike. daljnjem razvoju nuklearne energetike.


ZaključciZaključci

Pouke koje će se dobiti iz analiza nesreće u Pouke koje će se dobiti iz analiza nesreće u elektranama Fukushima doprinijet će elektranama Fukushima doprinijet će daljnjem povećanju sigurnosti nuklearnih daljnjem povećanju sigurnosti nuklearnih elektrana. elektrana.

Nuklearna fisijska energija ostaje i dalje izvor Nuklearna fisijska energija ostaje i dalje izvor koji ekonomično i dugoročno, na tisuće koji ekonomično i dugoročno, na tisuće godina, može proizvoditi velike količine godina, može proizvoditi velike količine energije bez emisije ugljičnog dioksida. energije bez emisije ugljičnog dioksida.

Nakon svega pedesetak godina dosadašnjeg Nakon svega pedesetak godina dosadašnjeg razvoja i u idućim decenijama može se razvoja i u idućim decenijama može se očekivati daljnji razvoj nuklearne energetike.očekivati daljnji razvoj nuklearne energetike.

Documents

PERSPEKTIVA NUKLEARNE ENERGETIKE NAKON NESREĆE U FUKUSHIMI