Společnost a politika Ekonomika,Věda

Konference Jaderná energetika v čase globální změny klimatu (1. část)

Obrázek nebo fotografie#28972

Dne 6. října 2020 proběhla konference Jaderná energetika v čase globální změny klimatu, která se z důvodu pandemie odehrála jako videokonference. Přednášejícími byli rakouský analytik a politický konzultant se zaměřením na výzvy v oblasti energetiky a klimatu Georg Günsberg, Benjamin K. Sovacool – profesor energetické politiky na katedře vědecké politologie ekonomické fakulty britské Univerzity v Sussexu, rakouský jaderný fyzik David Reinberger, který nyní pracuje ve Vídeňském ombudsmanském úřadě pro ochranu životního prostředí, kde má na starosti obor technické ochrany životního prostředí, a Oda Beckerová – absolventka oborů fyzika a pedagogika na Univerzity v Hannoveru, dnes nezávislá německá konzultantka v oblasti jaderné bezpečnosti. Autor přináší svůj souhrn jejich referátů.

 

Georg Günsberger: Bod zvratu 2020: Proměna energetiky a role jádra tváří v tvář rychlým změnám

Přednášející hovořil o roce 2020 jako o bodu zvratu, což nezahrnuje nejen otázku klimatu a energetických systémů, ale pandemický stav. Kupříkladu Peru zažilo ve druhé čtvrtině roku třicetiprocentní ekonomický pokles, další země světa, ale třeba i Velká Británie více než dvacet procent. Tato období se samozřejmě projevují na (s)potřebě energie, která za španělské chřipky poklesla cca o sedmnáct, za ekonomické krize třicátých let o deset a za nynější pandemie už o sedm procent. Nejvyšší pokles zájmu zaznamenaly ropné zdroje (za jarní vlny se objevily případy, že američtí producenti ropy platily zákazníkům za její odvoz, aby se jim vyprázdnily sklady). Co se týče globálního oteplování, hodnoty klesly na úroveň roku 2010, stejně tak emise kysličníku uhličitého. Mocní tohoto světa se musejí připravit na pokles cen, dekarbonizaci, decentralizaci, digitalizaci a flexibilitu, demokratizaci a větší transparentnost a investice do zbavování se dosavadních modelů. Na to se budou muset připravit nadnárodní celky jako EU i národní státy, začít přemýšlet o základních potřebách, přehodnocovat úlohu dodavatelských článků ve smyslu, že se budou tvořit nové sociální sítě. Bude třeba zvážit nové priority, sociální normy, odhadovat rizika. K tomu je třeba zvážit řadu faktorů konkrétního regionu. Kupříkladu Rakousko bryskně zareagovalo programem zelené obnovy, kdy do obnovitelných zdrojů investuje 2 miliardy eur, z toho 750 milionů do obnovy systémů topení, což zároveň vytvoří 40 tisíc pracovních míst, 250 milionů do obnovitelné energie, k čemuž patří i 300 milionů pro inovativní technologie, a v neposlední řadě do hromadné dopravy, jejíž systém bude třeba po pandemii přizpůsobit. Podle rychlé předpovědi agentury Bloomberg by rok 2020 měl být rokem obratu, který za 30 let přinese na světovém trhu vyrovnanost sluneční větrné a ropné energie, přičemž vodní klesne na polovinu a uhelná na čtvrtinu. Je ale třeba přemýšlet koncepčně, nikoli jen reagovat na to, co přináší podněty typu pandemie. Další faktory jsou narůstající potřeby vody, tepla, intenzivnější hurikány, záplavy a zvyšující se hladina moří. Je třeba předem plánovat rozpočty v době, kdy atomová a fosilní generace soutěží s faktorem obnovitelné energie, efektivitou a úrovní služeb. Je třeba mít na paměti tři pilíře: dekarbonizaci, cenu a čas zavedení nových energetických zdrojů. Jde o i pracovní místa, v roce 2018 šlo o 11 milionů pracovních míst, z toho nejvíc, takřka polovina, v solární energii. Druhým největším segmentem byla stavba budov, reagujících na změny nynějšího světa. Co se týče samotné jaderné energie, největším problémem boje s ní je mobilizace investic. Jaderná energie přináší miliardové zakázky, které zvláště ve státech s jednotně řízeným trhem mají lví podíl na ekonomiku, přinášejí pracovní místa a tak dále. Na druhou stranu je stavba pokročilých reaktorů velmi pomalá, provoz riskantní a též velmi pomalá návratnost investic – na čemž může stavět obnovitelná energie, která je nepoměrně flexibilnější.


Benjamin K. Sovacool: Pochybnosti o uhlíkové efektivitě jaderné energetiky

Přednášející hned na začátku definoval, že nemá na agendě jiný zájem, než občan, který se o ni zajímá a vědec, který se nepřiklání na tu ani na onu stranu a který chce objektivně, bez emocí a „nepartyzánsky“ posoudit uhlíkovou stopu a zmírnění potenciálu jaderné energie. Jeho práce, kterou napsal společně s dalšími čtyřmi vědci, vychází z analýzy karbonové stopy světových jaderných provozů (jejich číslo bylo 103), z nichž větší část (84) musela být vyřazena pro stáří, nedetailnost, nezachycení nových dat, či utajení výstupů nebo jejich nepublikování v jazyce, z něhož by mohly být přeloženy. Zbylých devatenáct prošlo sítem požadavků veřejné dostupnosti, publikace v posledních 10 letech, transparentnosti metodologie jejich vzniku a zajistily jasné odhady emise skleníkových plynů jednotlivých částí jaderného palivového cyklu. Studiím bylo měřeno „rovnou měrou“, nebyly nijak normalizovány ani měněny. Na řadě grafů přenášející demonstroval výsledky, které pak shrnul takto:

  • Jaderná energie není „bez uhlíku“, ale je oprávněně nízkouhlíková
  • Je možná „špinavější“, než tvrdí její obhájci, ale čistší než tvrdí její kritici.
  • Uhlíková stopa se bude časem měnit, nejpravděpodobněji k horšímu.
  • Stavba jaderných elektráren bude téměř vždy stát víc, než očekáváte, i když poté bude dobře fungovat.
  • Jaderná energie má neuvěřitelně dlouhé dodací lhůty, takže jí trvá zmírnění emisí déle než technologie modulární, tj. stavěné z typizovaných částí.
  • Je znepokojující, že ve své nejnovější studii tým přednášejícího nemůže potvrdit hypotézu o „jaderných zemích“.
  • Stavba malých modulárních elektráren může být příliš vzdálená a nákladná, aby zmírnila uhlíkovou stopu.

Shrnutí poslední studie přenášejícího vypadá takto:

  • Zásadní zjištění: Strategie v oblasti obnovitelné energie jsou ve zjevně významné míře spojené s nižší úrovní národních uhlíkových emisí.
  • Stejně zásadním faktorem je změna klimatu. Důvody pro investice do zmírnění dopadu nové jaderné energie jsou proto zpochybňovány.
  • Z toho zase plyne důležité zjištění, že jaderné a obnovitelné strategie evidentně mají tendenci projevovat významné vzájemné napětí či nepřátelství a tendenci vytlačovat toho druhého.
  • Důsledek je jasný: národní plánovači si musí vybrat mezi jadernou energií a obnovitelnými zdroji, a pokud chtějí rychlejší a významnější snížení uhlíku, musejí si vybrat obnovitelné zdroje.

 

David Reinberger: Změna klimatu navzdory jádru – Můžeme pod hrozbou klimatické krize ignorovat rizika jaderné energetiky?

Jaké jsou naše cíle do roku 2030 v EU?

  • snížení emisí skleníkových plynů o nejméně 40% ve srovnání s rokem 1990
  • zvýšení podílu obnovitelných zdrojů alespoň na 32%
  • zvýšení energetické účinnosti o nejméně 32,5%

Možnosti:

  • druhý největší (světový) producent energie s nízkými emisemi CO2
  • 1/3 výroby elektřiny s nízkými emisemi CO2
  • ušetření 60 gigatun CO2 za 50 let
  • nepřetržitá výroba bezpečné energie
  • ještě levnější a bezpečnější reaktory prostřednictvím budoucího vývoje

Současná situace (srpen 2020):

  • 409 reaktorů v provozu
  • 31 mimo provoz
  • 190 vypnuto
  • 93 stavba zrušena
  • 50 ve výstavbě
  • průměrný věk 30,7 let
  • 10,3% světové výroby elektřiny

Skryté náklady na jadernou energii:

  • plné náklady na pojištění
  • externí náklady jaderného palivového řetězce
  • krytí nedostatečných rezerv na vyřazení z provozu a likvidace
  • výzkum v oblasti jaderné energie (EURATOM)
  • -institucionální rámec pro jadernou energii (IAEA, orgány státního dozoru, ...)
  • -tátní dotace na nové budovy (záruky za půjčky, daňové úlevy)

Výběr údajů:

V roce 2017 se na těžbě uranu podílely Kazachstán (39,3 % světové produkce), Kanada (22 %), Austrálie (9, 9 %), Namibie (7, 1 %), Niger (5, 8 %), a na ostatní státy připadly malé podíly ze zbylých 16 %.

Nadpoloviční většinu energie pokrývaly reaktory v USA (cca 95 %), Francii a ČLR, naopak nejmenší podíl měly ve Spojených arabských emirátech, Slovinsku a Nizozemsku.

Jaderné zbraně měly USA, Velká Británie, Francie, Rusko, ČLR, Indie, Pákistán, Írán, Severní Korea a Izrael.

Pro významně dlouhodobý růst jaderné kapacity pro výrobu elektřiny existují identifikované obnovitelné zdroje pro více než 130 let, s ohledem na roční potřebu uranu asi 62 825 tU (údaje k 1. lednu 2017).

Nové druhy reaktorů:

Plynem chlazený rychlý reaktor (GFR)

Velmi vysokoteplotní reaktor (VHTR)

Superkritický vodou chlazený reaktor (SCWR)

Rychlý reaktor chlazený sodíkem (SFR)

Rychlý reaktor chlazený olovem (LFR)

Reaktor s roztavenou solí (MSR)

Alespoň některé z těchto technologií budou na trh připraveny v letech 2020–2030 (IAEA březen 2010).


Jaderná energie a změna klimatu:

  • jaderná energie může pomoci snížit vytváření emise skleníkových plynů
  • jaderná energie je jednou z nejdražších možností
  • Jaderná energie je jednou z nejpomalejších možnosti
  • jaderná energie má negativní prostředí a souvisí se zdravotními aspekty
  • jaderná energie by neměla mít dlouhodobou perspektivu jako jsou ohlašované technologické skoky v budoucnosti

 

Oda Beckerová: Projevy změny klimatu a jejich dopad na provoz a bezpečnost jaderných elektráren

Jak nové JE přispívají k ochraně klimatu

Rozšiřování jaderné energetiky jako krátkodobá reakce na změnu klimatu je nerealistické. Plánování a schvalování mohou trvat deset let a výstavba dalších deset let. Doba od schválení projektu do zahájení provozu (PTO) u finského bloku Olkiluoto 3 je minimálně 20 let. U britského bloku Hinkley Point C se předpokládá PTO v délce 17 až 19 let, ale výstavba jaderných elektráren trvá o 5-17 let déle než stavba velkokapacitních fotovoltaických nebo přímořských větrných elektráren, takže stávající elektrárny na fosilní paliva vypustí mnohem víc CO2 při čekání na náhradu ve formě jádra. Poznámka: Obnovitelné zdroje bez vodní energie v Číně v roce 2018 dvojnásobně převyšovaly jaderný program. Navíc se s JE pojí poměrně vysoké náklady a investiční riziko. Ani jeden ze 674 reaktorů postavených v letech 1951–2017 nevznikl se soukromým kapitálem za konkurenčních podmínek. Jaderná energetika není nikdy zisková. Velmi velkou část nákladů bude muset nést veřejnost. S přihlédnutím k celému jadernému cyklu, celkové emise CO2 z jaderných elektráren jsou cca 10x vyšší než emise u energie vyrobené z přímořských větrných parků. Celkový příspěvek nových JE k ochraně klimatu je tedy negativní.

Energetická bezpečnost v dobách změny klimatu

Stárnoucí JE přispívají k energetické bezpečnosti v omezené míře kvůli odstávkám v souvislosti se stářím reaktorů. Například v Belgii činilo v roce 2018 průměrné roční využití jaderných reaktorů 48,6 % kvůli nepřetržitým technickým problémům a dlouhým odstávkám. Průměrný věk belgických reaktorů je zhruba 40 let. Kromě toho dochází k odstávkám i v souvislosti se změnou klimatu. Téměř 40 % JE v Evropě se již setkalo s problémy s chlazením kvůli vysokým teplotám.Vlny veder způsobují neplánované odstávky JE. Například v roce 2018 ve Francii poklesl výkon kvůli vlnám veder o 0,7 %.

Stárnoucí reaktory

Reaktorový park v Evropě stárne a Evropa v současné době plánuje ponechat jej ještě dlouho v provozu. Fyzickým stárnutím, tedy rozpadem konstrukcí, systémů a součástí (SSC), se zvyšuje riziko mimořádných provozních stavů a nehod. Program řízeného stárnutí (AMP) funguje dobře pouze u dobře známých mechanismů stárnutí a s přístupnými a výměnnými SSC. Nicméně některé součásti nelze vyměnit (například tlaková nádoba reaktoru), některé součásti jsou obtížně přístupné (například potrubí zalité v betonu) a neznáme všechny účinky stárnutí. Provozovatelé se navíc kvůli ekonomické situaci úmyslně vyhýbají komplexním kontrolám a údržbě. V současnosti stále delší vlny veder navíc mohou vést k nepředpokládanému urychlení procesů stárnutí. Účinky stárnutí tak obecně ohrožují bezpečnost starých JE. Co do zastarávání: bezpečnostní konstrukce JE je velmi významná k předcházení i řešení havárií. Rostoucí obavy panují kvůli havárii ve Fukušimě, která ukázala možnost základních bezpečnostních problémů u starých bloků, jejichž konstrukce vznikala v 60. a 70. letech minulého století. Jejich bezpečnostní konstrukce je zastaralá a vykazuje nedostatky, jež nelze vyřešit prováděním modernizačních opatření. Obsahují méně požadavků na redundantnost, různorodost, fyzické oddělení bezpečnostních systémů z hlediska ochrany před vnějším nebezpečím a zvládání havárií s roztavením jádra. V porovnání se současnými bezpečnostními standardy je tudíž pravděpodobnost havárie vysoká a možnosti předcházet významnému úniku radioaktivního materiálu jsou velmi slabé.

Změna klimatu a JE

Stoupající hladina moří, eroze pobřeží, pobřežní bouře, záplavy kvůli extrémním místním srážkám – což jsou potenciální katastrofické jevy spojené se změnou klimatu – bude pravděpodobně stále častější. Význam pro bezpečnost JE mohou mít vleklé vlny veder či chladu. K dalším potenciálním hrozbám patří silné srážky (dešťové či sněhové), silný, zvlášť nárazový vítr, krupobití se zvlášť velkými kroupami a tornáda. Sněhové bouře a ledovka mohou blokovat přívody chladící vody, zejména při současném větru. Změna klimatu ovlivňuje výrobu energie z jádra několika způsoby, např: účinnost JE klesá s rostoucí teplotou, některé lokality JE mohou přestat být bezpečné, přičemž zvláštní význam má stoupající hladina moří, extrémní počasí ohrožuje bezpečnost JE, Četnost a intenzita extrémních projevů počasí se zvyšují. U jevů souvisejících se změnou klimatu je nutno rozlišovat mezi tzv. postupnými změnami klimatu (GCC, např. rostoucí průměrná teplota) a extrémními projevy počasí (EWE). Snižování účinnosti JE i problémy s jejich umístěním jsou spojené především s GCC, zatímco bezpečnostní problémy souvisí spíše s EWE. Účinky GCC i EWE jsou však provázané, např. u záplav. K stoupající hladině moří: podle aktuálních celosvětových bezpečnostních standardů MAAE vydaných v roce 2011 by provozovatelé měli zohledňovat zvýšení hladiny moří o 18-59 cm do roku 2100. Tyto hodnoty, které v roce 2007 zveřejnil Mezivládní panel pro klimatickou změnu (IPCC), jsou však zastaralé. Zpráva IPCC vydaná v roce 2014 uvádí zvýšení hladiny moří do roku 2100 až o 1 m. Další odborníci odvozují možné nelineární zvýšení hladiny moří v příštích 50 letech o 1 metr a v následujícím desetiletí o další 1,4 m kvůli tajícímu ledu v Grónsku. K extrémním projevům počasí: různé typy EWE mohou mít vliv na kritické bezpečnostní systémy a zvyšovat riziko. Řadu bezpečnostních hrozeb EWE lze minimalizovat vypnutím reaktorů po dobu trvání projevů, tato strategie však vede k nárůstu odstávek. EWE mohou způsobit též poruchu napájení nebo pasivního chladiče. Po havárii ve Fukušimě se zavádějí opatření ke zvládání těchto situací. Tato opatření však často spočívají pouze v nasazení mobilních zařízení, jež by v případě nehody bylo obtížné. Příklady: léto roku 2016 v Evropě ukázalo, že stejný vzorec počasí dokáže spustit jak lokalizované intenzivní srážky s přívalovými záplavami, tak i velkoplošné srážky s rozvodněním řek. Po těchto projevech počasí by mělo být jasné, že extrémní množství srážek ve velmi krátkém čase se může objevit téměř kdekoli. V roce 2019 vědci varovali před superbouřemi a s nimi souvisejícími obřími vlnami, které dokážou po dně oceánu posunovat balvany o váze 2300 tun, tedy s vlnami vyššími, než které poškodily elektrárnu ve Fukušimě. Příklad záplav: Dne 27. prosince 1999 byla francouzská rozvodná síť zasažena bouřkami. Záplava způsobená rostoucím příbojem s výjimečně silným větrem vedla k částečnému zaplavení lokality JE Blayais. Vítr natlačil vodu přes ochrannou hráz. Voda se nahrnula do podzemních služebních chodeb a prolomila dveře. (Provozovatel EdF před tímto incidentem prohlašoval, že podzemní chodby jsou naprosto bezpečné.) Voda zaplavila a zničila čerpadla a další zařízení. Provozovatel EdF (Pozn. red. Francouzská obdoba našeho ČEZu.) před záplavou plánoval zvýšit ochrannou hráz o povinných 50 cm. Práce se však opozdily a plán byl i tak zastaralý: vlna se zvedla více než 1 m nad úroveň hráze. A ponaučení? Provozovatelská firma TEPCO dne 12. října 2012 uznala, že nedokázala předejít havárii ve Fukušimě. Nepoučila se ze zaplavení JE Blayais dne 27. prosince 1999. Vedení předpokládalo, že vážná havárie je extrémně nepravděpodobná, a obávalo se, že modernizace bezpečnostních systémů zvýší obavy veřejnosti. Firma TEPCO se rovněž obávala, že modernizace si vyžádá nákladnou odstávku. A ponaučení z Fukušimy? Západoevropské sdružení jaderných regulátorů (WENRA) v září 2014 vydalo Referenční úrovně bezpečnosti (SRL) pro přírodní nebezpečí: koncept ochrany minimalizací hrozeb by měl spoléhat především na pasivních prvcích (což je však u starých elektráren často nemožné, před výskytemnevratných účinků by měly existovat dostatečné rezervy (u starých elektráren nemožné či příliš nákladné), podrobná analýza události nebude nutná pouze tehdy, je-li prokázáno, že její výskyt lze považovat za extrémně nepravděpodobný s vysokou měrou jistoty. Odhadovat pravděpodobnost a intenzitu extrémních událostí způsobených změnou klimatu je nesmírně obtížné, jelikož neexistuje dostatečná databáze. Minulé události jsou stále méně vhodným základem pro předpovídání budoucích událostí. Dále, protože se situace neustále vyvíjí, veškeré údaje mohou být zastaralé dříve, než se dokončí jejich vyhodnocení. Časová prodleva představuje stále větší problém při navrhování nových pravidel a předpisů ze strany úřadů a při jejich realizaci ze strany provozovatelů JE. Vyhrát tento závod s časem se zdá být spíše nemožné, zvlášť s ohledem na ekonomický tlak, jenž by mohl vést k realizaci pouze nízkonákladových opatření. Kromě toho oddalování modernizačních opatření po celá desetiletí je běžná praxe.

Závěry

Příspěvek nových JE k ochraně klimatu je negativní. JE jsou náchylné k neřešitelným ekonomickým a environmentálním problémům. Navíc se pojí s problémy v oblasti bezpečnosti reaktorů, skladování odpadů, šíření jaderných zbraní a zranitelnosti vůči teroristickému útoku. Dlouhodobým provozováním stárnoucího parku jaderných reaktorů se zvyšuje riziko významného úniku radioaktivního materiálu v Evropě. Změna klimatu zvyšuje riziko havárií, zatímco dále klesá energetická bezpečnost. Změna klimatu tudíž zaručuje menší zisk a zároveň požaduje nákladnou modernizaci. Opatření k přizpůsobení se změně klimatu se odkládají nebo dokonce nerealizují, takže riziko stárnoucích jaderných elektráren dále roste. Energetická a klimatická politika by tudíž měla mířit k rychlému odklonu od jaderné energetiky. Dotace na prodlužování životnosti nedoporučujeme, protože podporují rizikový a nehospodárný jaderný průmysl.

Druhá část videokonference se uskuteční se v úterý 3. listopadu 2020 od 14 hodin do 16 hodin a na její sledování se lze přihlásit zde.

O příběhu jaderné elektrárny Zwentendorf, jejíž uzavření si vynutilo rakouské veřejné mínění, jsme minulý rok referovali zde.