Atomowe dywagacje. Czy przełamiemy wszystkie bariery, które stoją przed polską energetyką?

Autor: dr inż. Andrzej Tyszecki

Lokalizacja elektrowni jądrowej w Polsce

Pierwsza elektrownia jądrowa w Polsce ma powstać w rejonie Lubiatowo-Kopalino w gminie Choczewo nad Bałtykiem. Miejsce wskazano pod koniec 2021 roku po kilkuletnich badaniach środowiskowych i analizach przestrzennych zbioru trzech lokalizacji: Żarnowiec, Choczewo i Lubiatowo-Kopalino. 

Można by te plany inwestycyjne uznać za istotny krok naprzód, gdyby nie fakt, że już w opracowanej w 1970 roku „Wstępnej analizie wyboru lokalizacji elektrowni jądrowejEJ rejonów Hel-Ustka i Dolna Wisła”, obejmującej 12 lokalizacji typowanych dla radzieckich reaktorów WWER 1000, jako najkorzystniejszą lokalizację nadmorską wskazano właśnie Lubiatowo, spośród innych – miejsce nad jeziorem  Żarnowiec, a nad Wisłą – Przegalinę i Białą Górę.

Pół wieku później historia poszukiwania lokalizacji pierwszej elektrowni jądrowej zatacza koło, ponownie bowiem Lubiatowo-Kopalino wytypowane jest jako najkorzystniejsza lokalizacja. Następuje to jednak bez rozstrzygnięcia podstawowych kwestii związanych z wyborem technologii jądrowej, mocy elektrowni, liczby reaktorów czy systemu chłodzenia.

Budowa elektrowni jądrowej a przyszłość polskiego bezpieczeństwa energetycznego

Powstanie pierwszej elektrowni jądrowej oznacza poprawę bezpieczeństwa energetycznego kraju oraz wejście na drogę realizowania ambitnych celów polityki klimatycznej Unii Europejskiej. Niezależnie od wyboru technologii i jej dostawcy będzie to z pewnością proces, który sprawi, że w ciągu najbliższych stu lat zostaną wdrożone w gospodarce technologie jądrowe, a tym samym o wiele dłużej przyjdzie nam obcować ze skutkami tego przedsięwzięcia, takimi jak m.in. magazynowanie odpadów promieniotwórczych, demontaż wyeksploatowanych reaktorów jądrowych bądź rygory i procedury związane z ochroną radiologiczną lub zapobiegającą terroryzmowi jądrowemu. 

Specyfikacja elektrowni jądrowej - technologia i moc instalacji

W przypadku pierwszej elektrowni jądrowej zarówno kwestie dotyczące technologii, jak i mocy nie zostały jeszcze przesądzone. Co prawda inwestor w dokumentach składanych w 2015 roku na potrzeby procedur środowiskowych określił moc elektryczną do 3750 MWe, jednak ilość wytwarzanej energii została ujęta w dość szerokim przedziale, tj. „od ok. 9 do ok. 28 TWh rocznie”. Z tych dokumentów wiemy również, że wśród rodzajów reaktorów rozważano: reaktor wodny ciśnieniowy (PWR), reaktor wodny wrzący (BWR) i reaktor ciśnieniowy moderowany ciężką wodą (PHWR). W zależności od wyboru lokalizacji oraz technologii reaktora możliwe jest zastosowanie otwartych, zamkniętych, jak i mieszanych (hybrydowych) układów chłodzenia reaktorów.

Na elektrownię jądrową mają się złożyć powiązane technologicznie części i obiekty:

• część jądrowa, tzw. „wyspa jądrowa”, która składa się przede wszystkim z reaktorów z obudową bezpieczeństwa oraz obiektami gospodarki paliwem i odpadami promieniotwórczymi oraz związanych z systemami zapewnienia bezpieczeństwa, w tym przed potencjalnymi awariami,
• część niejądrowa, tzw. „wyspa konwencjonalna”, obejmująca budynek maszynowni z turbozespołem parowym, układ wodny i układ kondensatu oraz układ wyprowadzania mocy z transformatorem, 
• inne elementy elektrowni, m.in. związane z gospodarką wodno-ściekową, przechowywaniem wypalonego paliwa, ochroną i monitorowaniem środowiska,
• systemy poboru i zrzutu wody chłodzącej, obejmujące wszystkie układy związane z poborem wód morskich, ich uzdatnianiem oraz odprowadzaniem do środowiska.

Realizacja i eksploatacja elektrowni jądrowej - inwestycje towarzyszące

Jako tzw. infrastruktura zewnętrzna będą zlokalizowane poza terenem elektrowni jądrowej inwestycje towarzyszące. Są one niezbędne do obsługi kolejnych etapów inwestycji – realizacji i eksploatacji elektrowni jądrowej, ale nie mają wpływu na jej podstawową funkcję, tzn. wytwarzanie energii elektrycznej. Obejmują m.in.:

• infrastrukturę morską, pirs do odbioru dostarczanych transportem morskim elementów wielkogabarytowych, wysokotonażowych oraz ładunków masowych,
• infrastrukturę transportu drogowego i kolejowego dla przewozów pasażerskich i towarowych,
• infrastrukturę transportu lotniczego, np. lądowisko helikopterów,
• infrastrukturę zaopatrywania w wodę i odbiór ścieków,
• zaplecze socjalno-bytowe stałych i tymczasowych pracowników wraz z infrastrukturą komunalną,
• systemy łączności.

Odrębnym zadaniem będą obiekty gospodarki odpadami promieniotwórczymi powstającymi podczas eksploatacji elektrowni jądrowej. Odpady nisko i średnioaktywne, czasowo przechowywane i przetwarzane na terenie elektrowni jądrowej, będą sukcesywnie przesyłane do Krajowego Składowiska Odpadów Promieniotwórczych (KSOP). Natomiast odpady wysokoaktywne, będące wypalonym paliwem jądrowym, zostaną zdeponowane w tzw. składowisku głębokim.

Budowa sieci przesyłowych dla elektrowni jądrowej

Sieci przesyłowe są niezbędne dla wyprowadzenia mocy z elektrowni jądrowej do Krajowego Systemu Elektroenergetycznego (KSE), bez nich byłoby niemożliwe doprowadzenie energii elektrycznej w celu zasilania placu budowy, a podczas eksploatacji elektrowni jądrowej – zasilanie rezerwowe. Linie energetyczne zasilające w liczbie do 8 i o napięciu 400 kV zostaną poprowadzone w odrębnych korytarzach technologicznych. Konieczna będzie budowa nowej stacji elektroenergetycznej na potrzeby wyprowadzenia mocy z elektrowni jądrowej do KSE.

Powierzchnia elektrowni jądrowej - przewidywany rozmiar inwestycji

Wielkość terenu przeznaczonego na elektrownię jądrową będzie zależała od wybranej technologii, jej mocy oraz innych czynników. Na etapie opracowania karty informacyjnej przedsięwzięcia, przy najbardziej ekspansywnym scenariuszu, inwestor w przypadku wariantu Lubiatowo-Kopalino deklarował konieczność przeznaczenia pod elektrownię jądrową obszaru do około 5,90 km2. Należy do tego dodać korytarze technologiczne pod liniami elektroenergetycznymi wysokich i najwyższych napięć o szerokości od 250 do 400 m, o nieokreślonej jak do tej pory długości, liczonej w kilometrach lub dziesiątkach kilometrów.

Strefy potencjalnych oddziaływań elektrowni jądrowej

Wyznaczanie stref potencjalnych oddziaływań to efekt doświadczeń państw eksploatujących elektrownie jądrowe oraz wytycznych Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (MAEA). W Polsce strefy oddziaływań lokalnych i regionalnych są określane na podstawie przepisów ustawy – Prawo atomowe.

Według doświadczeń międzynarodowych w otoczeniu źródła energii jądrowej tworzy się zazwyczaj trzy strefy, głównie ze względów zachowania zasad ochrony radiologicznej. Najbardziej ścisłe ograniczenia dotyczą tzw. strefy zamkniętej,  ok. 500 m – 1000 m od centrum elektrowni jądrowej. Dotyczą one terenu elektrowni oraz terenów bezpośrednio przyległych, których zagospodarowanie jest podporządkowane wytwarzaniu energii elektrycznej przez źródło niekonwencjonalne. Podstawą określenia zasięgu strefy zamkniętej są przede wszystkim funkcje terenu związane z obsługą elektrowni jądrowej, a także możliwe skutki radiologiczne, związane z wystąpieniem potencjalnych awarii (uniemożliwienie zapewnienia bezpieczeństwa zdrowotnego w przypadku określonej kategorii awarii).

Następną kategorią terenu w otoczeniu elektrowni jądrowej jest pierścień o wewnętrznym promieniu 0,5 km – 1 km, a od zewnątrz zakreślony promieniem 3 km – 5 km. Pierścień ten, często nazywany strefą ochrony wokół elektrowni jądrowej, jest de facto terenem zamkniętym, w którym stały i czasowy pobyt ludzi, a także wszelkie formy zagospodarowania, podlegają ścisłemu nadzorowi.

Na zewnątrz strefy ochronnej znajduje się kolejny pierścień sięgający do około 15 km – 20 km od centrum elektrowni jądrowej. W tym obszarze nie przewiduje się żadnych zmian w ukształtowaniu zagospodarowania. Ta strefa objęta jest planowaniem awaryjnym, dotyczącym przede wszystkim bezpieczeństwa mieszkańców oraz procedur postępowania różnych władz administracyjnych w przypadku konkretnych zagrożeń radiologicznych.

Ustawa – Prawo atomowe rozróżnia podobne oddziaływania elektrowni jądrowej o zasięgu lokalnym oraz o zasięgu regionalnym, wyróżniając trzy strefy:

• planowane miejsce usytuowania obiektu jądrowego – wyznaczone okręgiem o promieniu od środka elektrowni jądrowej do najdalszego punktu nieruchomości,
• obszar lokalizacji – teren w odległości do 5 km od granic miejsca usytuowania elektrowni jądrowej,
• region lokalizacji – teren w odległości do 30 km od granic miejsca usytuowania elektrowni jądrowej, obejmujący powiat pucki, wejherowski, lęborski oraz akwen morski.

Strefa ograniczeń dotyczy również morskich wód przybrzeżnych. W przypadku lokalizacji Lubiatowo-Kopalino, przy otwartym układzie chłodzenia reaktorów wodą morską, czerpnie wody będą usytuowanie 2 km ÷ 3,5 km od linii brzegowej na głębokości 10 m – 15 m. Rurociągi zrzutowe wody chłodzącej będą również ułożone w podobnej odległości. Szacowane ilości wody chłodzącej wykorzystywanej w otwartym układzie chłodzenia przy maksymalnej mocy elektrowni jądrowej będzie mieścić się w granicach 130 m³/s – 200 m³/s.

Zasięg oddziaływania elektrowni jądrowej

Oddziaływania te mają w większości, podczas normalnej pracy, zasięg lokalny. Do oddziaływań o zasięgu ponadlokalnym i regionalnym należą przede wszystkim: wpływ na klimat, zmiany stosunków wodnych, przekształcanie krajobrazu oraz ewentualna utrata walorów dziedzictwa kulturowego, uciążliwości transportu drogowego i kolejowego, zmiany społeczno-ekonomiczne oraz zmiany w zagospodarowaniu przestrzennym otoczenia elektrowni jądrowej. Wymienione tu oddziaływania, o konwencjonalnym charakterze, są związane z okresem budowy i funkcjonowania elektrowni jądrowej, a niektóre również z fazą likwidacji elektrowni (w XXII stuleciu). Natomiast niekonwencjonalne oddziaływania radiologiczne będą związane z eksploatacją elektrowni jądrowej oraz długim okresem po jej wyłączeniu.

Oddziaływania te będą miały mało znaczący i kontrolowany charakter objęty wysokimi wymaganiami Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej oraz Unii Europejskiej. Polegać one będą m.in. na:

• zorganizowanej emisji mieszaniny radioaktywnych gazów i aerozoli,
• zrzucie radioaktywnych ścieków do środowiska wodnego,
• migracji i depozycji radionuklidów w ekosystemach lądowych i wodnych,
• deponowaniu odpadów promieniotwórczych na składowiskach.

W przypadku lokalizacji elektrowni jądrowej w nadmorskiej gminie Choczewo istotne znaczenie będą mieć skumulowane oddziaływania infrastruktury elektroenergetycznej umożliwiającej wyprowadzenie mocy z elektrowni jądrowej do Krajowego Systemu Elektroenergetycznego z oddziaływaniami planowanej infrastruktury elektroenergetycznej umożliwiającej odbiór energii elektrycznej z morskich farm wiatrowych (MFW). Podmorskie linie kablowe po przekroczeniu morskiego brzegu będą prowadzone ławą kablową szerokości ok. 150 m do nowo projektowanej stacji PSE, która zajmie powierzchnię około 30 ha, a stacje abonenckie poszczególnych inwestorów będą miały powierzchnię ponad 40 ha.

Polskie bezpieczeństwo energetyczne

Bezpieczeństwo energetyczne kraju jest pojęciem nieostrym; jego definicja zależy od wielu czynników. Jednakże bezpieczeństwo energetyczne ma fundamentalne znaczenie dla bezpieczeństwa kraju w zakresie pokrycia zapotrzebowania na energię elektryczną i cieplną.

Ustawa – Prawo energetyczne definiuje bezpieczeństwo energetyczne jako: „stan gospodarki umożliwiający pokrycie bieżącego i perspektywicznego zapotrzebowania odbiorców na paliwa i energię w sposób technicznie i ekonomicznie uzasadniony, przy zachowaniu wymagań ochrony środowiska” (art. 3 pkt 16). Bezpieczeństwo energetyczne to m.in. pewność zasilania w energię elektryczną odpowiedniej jakości w dostosowaniu do potrzeb nawet najbardziej wymagających odbiorców, przy zróżnicowaniu możliwości reagowania systemu przesyłowego na zakłócenia płynące np. ze źródeł odnawialnych lub połączeń transgranicznych. Niezależnie od tego, jakie nieprzewidziane sytuacje mogą wystąpić na zewnątrz elektrowni jądrowej, musi ona pracować „na okrągło”, bez jakiejkolwiek przerwy, odprowadzając całą wyprodukowaną energię elektryczną do systemu przesyłowego, gwarantując strategiczne bezpieczeństwo centrum dyspozycyjnemu kraju, aglomeracjom miejskim, okręgom przemysłowym, infrastrukturze transportowej itd.

Realizacja pierwszej elektrowni jądrowej i kolejnych będzie wymagała przełamywania  rozmaitych barier. Najtrudniejszymi przeszkodami w rozwoju energetyki jądrowej mogą okazać się: bariera legislacyjna, bariera polityczna i zapóźnienia technologiczno-cywilizacyjne. Niwelowanie tych przeszkód jest sprawą priorytetową wobec konieczności łagodzenia skutków narastającego kryzysu ekologicznego. Należy zwrócić uwagę na to, jak istotna jest możliwość wpisania się w kontekst polityki UE, szczególnie że nowe podejście do bezpieczeństwa energetycznego określone rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady 2019/941 z dnia 5 czerwca 2019 r. w sprawie gotowości na wypadek zagrożeń w sektorze energii elektrycznej i uchylające dyrektywę 2005/89/WE ustanawia ramy dla sposobów zapobiegania kryzysom elektroenergetycznym, przygotowania się na nie i zarządzania nimi. Nowe podejście wiąże się z zapewnieniem współpracy państw członkowskich w celu zagwarantowania bezpieczeństwa dostaw energii elektrycznej. Dotyczy to przede wszystkim zagrożeń, które wiążą się z możliwością wystąpienia kryzysów związanych z klęskami żywiołowymi, ekstremalnymi sytuacjami pogodowymi, niedoborami paliwa bądź atakami terrorystycznymi.