PERSPEKTIVA NUKLEARNE ENERGETIKE NAKON NESREĆE U FUKUSHIMI

1. PERSPEKTIVA NUKLEARNE ENERGETIKE NAKON NESREĆE U FUKUSHIMI Nikola Čavlina, Vladimir Knapp, Dubravko Pevec Fakultet elektrotehnike i računarstva Sveučilišta u Zagrebu

2. Nesreća u NE Fukushima Daiichi • Razorni potres intenziteta IX stupnjeva po Mercalliju pogodio je 11. ožujka 2011. istočnu obalu otoka Honshu. • U pogođenoj regiji 11 reaktora je bilo u pogonu i zbog potresa kod svih reaktora došlo je do automatskog gašenja. 8 reaktora koji su zadržali funkciju hlađenja jezgre prevedeni su u stanje hladne obustave. • Elektrana Fukushima Daiichi s 3 reaktora u pogonu i 3 reaktora izvan pogona ostala je bez vanjskog napajanja el. energijom a 14 m visok tsunami onesposobljava 12 od 13 rezervnih generatora  pregrijavanje i značajno topljenje jezgre tri reaktora koji su bili u pogonu unutar tri dana. • Pregrijavanje bazena za istrošeno gorivo jednog od reaktora koji nije bio u pogonu. 20. Forum Hrvatskog energetskog društva

3. Nesreća u NE Fukushima Daiichi • Eksplozijom vodika nastalog reakcijom cirkonija i vodene pare došlo je do oštećenja reaktorskih zgrada i do ispuštanja velike količine radioaktivnosti (630 PBq ekvivalenta joda 131) u okoliš. • Nuklearna nesreća kategorije 7 po INES ljestvici. • Pravovremeno provedena evakuacija pučanstva. • Niti jedan smrtni slučaj niti pojava radijacijske bolesti nisu nastupili kao posljedica ovog nuklearnog akcidenta. • Sva četiri nesrećom zahvaćena reaktora otpisani su, te su predviđeni za dekomisiju. • Kakva je perspektiva nuklearne energetike nakon ove nesreće? 20. Forum Hrvatskog energetskog društva

4. Nekad i sad 1 2 3 4 20. Forum Hrvatskog energetskog društva 4

5. Nuklearna energija u svijetu • U pogonu 433 reaktora; instalirana snaga od 366,55 GW(e); u 2008. godini proizvedeno 2.611 TWh (13,5%) [IAEA]. 20. Forum Hrvatskog energetskog društva

6. Nuklearne elektrane u izgradnji 20. Forum Hrvatskog energetskog društva

7. Nuklearna energija u Europskoj Uniji • U EU u pogonu je 134 nuklearne elektrane koje proizvode oko trećine električne energije Unije. • Geopolitički i strateški razlozi: veliki uvoz nafte i plina (90% nafte i oko 70% plina) uz procjene povećanja uvoza u 2030. na 94%, odnosno, 83%; u svjetskoj trgovinskoj razmjeni nuklearna energija daje važan doprinos kompetitivnosti europske industrije; • EU ima vodeću ulogu u redukciji emisija stakleničkih plinova  energetska strategija EU donesena 2007 godine poznata kao 20x20x20 strategija (20% smanjiti potrošnju energije, udio obnovljivih izvora povećati na 20%, emisiju CO2 smanjiti za 20%). U toj se strategiji predviđa i doprinos nuklearne energije. • Reulov izvještaj iz 2007. prihvaćen od Europskog parlamenta ističe da se srednjeročno bez nuklearne energije ne mogu pokriti temeljne energetske potrebe u Europi, te upozorava da se bez nuklearne energije ne mogu postići ciljevi postavljeni za redukciju emisije stakleničkih plinova. • Zamjena nuklearnih elektrana obnovljivim izvorima, prvenstveno vjetroelektranama, do 2020. godine nije izvediva. 20. Forum Hrvatskog energetskog društva

8. Sigurnosne provjere postojećih reaktora nakon nesreće u Fukushimi • Nakon nesreće u Fukushimi u EU je donesena odluka o provjeri sigurnosti u sve 143 nuklearne elektrana. • Razmatra se spektar inicijalnih događaja uzrokovanih ljudskim aktivnostima i ekstremnim prirodnim događajima. • Provode se testovi opterećenja kojima se ponovno ocijenjuje sigurnosna margina pojedine nuklearne elektrane uz pretpostavke ekstremnih događaja koji ugrožavaju nuklearnu sigurnost. • Posebna pažnja pri provjeri posvećuje se vanjskim faktorima (potresi, poplave), napajanju elektrane u nuždi, hlađenju jezgre u nuždi, hlađenju bazena za istrošeno gorivo, te procedurama za pravodobno upozoravanje i postupanje pri nuklearnoj nesreći. 20. Forum Hrvatskog energetskog društva

9. Status nacionalnih nuklearnih programa nakon nesreće u Fukushimi • Njemačka vlada je odlučila izaći iz nuklearnog programa, osam je elektrana prestalo s radom a preostalih devet elektrana bit će zatvoreno do 2022. • Švicarska odustaje od nuklearnog programa i svojih 5 nuklearnih elektrana zatvorit će postepeno do 2034. • U Japanu je najavljena nova energetska strategija kojom se smanjuje ovisnost o nuklearnoj energiji, ali nuklearne elektrane se ne zatvaraju. • U SAD-u, Francuskoj, Ruskoj federaciji, Koreji, Indiji, Kanadi, Velikoj Britaniji, Kini, Ukrajini, Švedskoj, Španjolskoj, Belgiji, Češkoj, Finskoj, Mađarskoj, Slovačkoj, te preostalim nuklearnim državama nastavljaju se nuklearni programi bez preinaka. Provedeni su ili se provode stres testovi za postojeće elektrane. • Ujedinjeni Arapski Emirati i Vijetnam uvode nuklearne programe. 20. Forum Hrvatskog energetskog društva

10. Dostatnost nuklearnog goriva • Pitanje zaliha nuklearnog goriva ponovno je postalo aktualno zbog povećanog interesa za korištenje nuklearne energije s ciljem smanjenja emisija stakleničkih plinova. • Prema podacima Agencije za nuklearnu energiju OECD-a iz 2010. godine procjene identificiranih zaliha su 6,3 milijuna tona a neotkrivenih zaliha 10,4 milijuna tona, tako da procjena konvencionalnih zaliha urana iznosi 16,7 milijuna tona(troškovi manji od 260 USD/kg) • Nekonvencionalne zalihe urana uključuju zalihe urana u fosfatnim naslagama (22 milijuna tona) i morskoj vodi(4 milijarde tona urana) 20. Forum Hrvatskog energetskog društva

11. Procjene zaliha urana NEA OECD-a mogu se smatrati kao sadašnja donja granica količina urana koja se može izvaditi iz zemljine kore. • Za analizu dugoročne dostatnosti zaliha urana potrebno je procijeniti sveukupnu količinu urana koja se može ekstrahirati na ekonomski prihvatljiv način- „sveukupne zalihe urana“ • Sveukupne zalihe urana procijenjene su korištenjem geokemijskog modela zemljine kore koji je za uran postavljen analogno modelu provjerenom za druge metale. Sveukupne zalihe urana dobivene tim modelom iznose 50 milijuna tona urana uz još uvijek prihvatljive troškove od 180 USD/kg U. 20. Forum Hrvatskog energetskog društva

12. Uz značajnu izgradnju nuklearnih kapaciteta u razdoblju od 2025-2065, što bi na kraju tog razdoblja rezultiralo instaliranom snagom od oko 3479 GW (približno trećina ukupne energije na svjetskoj razini), i uz zadržavanje tog kapaciteta do kraja stoljeća potrebna količina urana do 2100. godine za pogon tih nuklearnih kapaciteta iznosila bi kumulativno 40,2 milijuna tona. I uz takve konzervativne pretpostavke sveukupne procijenjene zalihe nuklearnog goriva od 50 milijuna tona ne bi bile iscrpljene do kraja ovog stoljeća. • Značajnim uvođenjem brzih oplodnih reaktora i reprocesiranja istrošenog goriva nakon 2100. godine problem iscrpljenja zaliha nuklearnog goriva postao bi irelevantan. • Zalihe nuklearnog goriva nisu prepreka dugoročnog razvoja nuklearne energetike čak i uz njenu značajnu ekspanziju. 20. Forum Hrvatskog energetskog društva

13. O perspektivi nuklearne energije nakon Fukushime • Osnovni dugoročni geopolitički, ekonomski i strateški razlozi, koji su poticali razvoj nuklearne energetike u prošlosti, ostaju nepromijenjeni. • Neovisne stručne komisije ne dovode u pitanje osnovne koncepcije današnjih elektrana, iako je sigurno da će određena poboljšanja za specifične uvjete biti preporučena. • Preliminarne analize sigurnosti nuklearnih elektrana provedene nakon nesreće u Fukushimi nisu otkrile nedostatke koji bi zahtijevali obustavu rada. Obustave, poput onih u Njemačkoj, rezultat su političkih odluka. Analiza tehničkih pitanja koja proizlaze iz nesreće u Fukushimi pridonijet će poboljšanju sigurnosti postojećih i budućih elektrana. Iako konačne analize sigurnosti i testova opterećenja svih nuklearnih elektrana nisu završeni na osnovi preliminarnih rezultata i stavova država koje koriste nuklearnu energiju valja očekivati da neće doći do zastoja u daljnjem razvoju nuklearne energetike. 20. Forum Hrvatskog energetskog društva

14. Zaključci • Pouke koje će se dobiti iz analiza nesreće u elektranama Fukushima doprinijet će daljnjem povećanju sigurnosti nuklearnih elektrana. • Nuklearna fisijska energija ostaje i dalje izvor koji ekonomično i dugoročno, na tisuće godina, može proizvoditi velike količine energije bez emisije ugljičnog dioksida. • Nakon svega pedesetak godina dosadašnjeg razvoja i u idućim decenijama može se očekivati daljnji razvoj nuklearne energetike. 20. Forum Hrvatskog energetskog društva