Fot: pixabay.com
Na początku kwietnia bieżącego roku, w chińskiej prowincji Shandong rozpoczęto ładownie moderatora do pierwszego reaktora HTR-PM, który jest jednostką demonstracyjną technologii reaktorów wysokotemperaturowych, chłodzonych helem. Można by powiedzieć, że, jak zwykle nihil novi sub sole, na świecie pracuje obecnie 449 reaktorów komercyjnych produkujących energię, że o badawczych nie wspomnę. Tym razem jest jednak inaczej.
dr Łukasz Tolak – Chiny pozostają największym producentem i konsumentem energii elektrycznej. Podstawowym źródłem energii w elektroenergetyce chińskiej, co nie jest zaskoczeniem, pozostaje węgiel. Państwo środka na swoje potrzeby zużywa 50 proc. globalnego rocznego wolumenu produkcji tego surowca, odpowiadając jednocześnie za około 47 proc. światowego wydobycia.
Zerwanie z węglowym uzależnieniem
Węgiel jest tani, stosunkowo łatwo dostępny, a technologie produkcji energii z węgla dobrze opanowane. Ma jednak jedną zasadniczą wadę – jego spalanie powoduje dramatyczne pogorszenie jakości powietrza (smog, związki siarki i azotu, kwaśne deszcze), oraz przyczynia się w istotnym stopniu do zmian klimatycznych. Emisja CO₂ w przypadku węgla (w przeliczeniu na jednostkę uzyskanej mocy) jest w przybliżeniu dwukrotnie wyższa (średnio) od emisji z siłowni gazowych. Należy także pamiętać o porozumieniach klimatycznych, które w nadchodzących latach, powinny – o ile decyzje amerykańskiej administracji nie wywrócą całego projektu – wywierać presję na chińską emisję i politykę inwestycyjną. W obecnej dekadzie chiński rząd postanowił zerwać z węglowym uzależnieniem, rozpoczynając zakrojony na wielką skalę program inwestycji w inne źródła energii. Rezultaty zaczynają być już widoczne, choć oczywiście lwia część chińskiej energetyki pozostaje węglowa.
Trwały trend
Dane za rok 2015 wskazują jednoznacznie, że proces dekarbonizacji energetyki chińskiej postępuje. Zgodnie z chińskimi statystykami sprzed dwóch lat, cały system wyprodukował 5600TWh energii – co daje Chinom niekwestionowane pierwsze miejsce w skali globu. Ważne jest jednak to, że rok ten stanowił już drugi z rzędu, w którym spadła globalna produkcja energii z elektrowni cieplnych (węgiel, gaz, bez atomu). W 2015 roku energetyka konwencjonalna wyprodukowała 4077TWh energii, o 96TWh mniej niż w roku 2014. Oznacza to redukcję o 2,3 proc. Jednocześnie, w latach 2014 i 2015 zużycie węgla spadło odpowiednio o 2,9 i 3,6 proc., bez wpływu na wzrost gospodarczy (który jednak także nieco wyhamował). W 2015 roku źródła odnawialne zwiększyły wolumen produkcji prądu o 116TWh, osiągając poziom 1362TWh – wzrost o 9, proc. Podobnie było z atomem, który odnotował w 2015 roku wzrost o 35TWh, do poziomu 161TWh. Wiele wskazuje na to, że mamy do czynienia z trwałym trendem, który będzie ulegał wzmocnieniu w przyszłości.
Wyzwanie inwestycyjne oraz technologiczne
Chiny, kontynuują obecnie rozwój programu jądrowego, który w perspektywie najbliższych 2-3 dekad, ma stać się największym kompleksem jądrowym w świecie. Zgodnie z planami władz, w 2030 roku energetyka jądrowa powinna dostarczać od 8 do 10 proc. energii elektrycznej. Niestety, dotychczasowy model zakłada budowę dużych reaktorów elektrycznych, stanowiących ogromne wyzwanie inwestycyjne oraz technologiczne. Reaktory te muszą być lokalizowane w miejscach oddalonych od skupisk ludzkich (strefy bezpieczeństwa), z dostępem do dużych ilości wody jako chłodziwa, moderatora, i czynnika roboczego. Dotychczas problem ten był rozwiązywany poprzez lokalizację nowych elektrowni jądrowych na wybrzeżu. Planowane są jednak nowe inwestycje wewnątrz kontynentalnych Chin. Pomimo ogromnego wysiłku finansowego i organizacyjnego, podobnie jak w całym świecie, budowa chińskich reaktorów generacji III+ napotyka na istotne trudności, a także opóźnienia. Budowa reaktora HTR-PM i następnych jednostek tego rodzaju, może przyczynić się do istotnej zmiany trendu.
Blisko metropolii
Reaktory wysokotemperaturowe potrzebują mniejszych ilości wody. Ze względu na specyfikę konstrukcji, unikalne cechy paliwa jądrowego i ujemny współczynnik temperaturowy, nie wymagają niezwykle skomplikowanych systemów bezpieczeństwa znacząco podnoszących koszty i komplikujące konstrukcję. Oznacza to także możliwość lokalizacji reaktora w bezpośredniej bliskości dużych skupisk ludzkich oraz zakładów przemysłowych. Ich modułowa konstrukcja daje możliwość budowy instalacji dopasowanej do szerokiej gamy potrzeb. To co jednak najistotniejsze w przypadku chińskim, to plan wykorzystania reaktorów HTG-R, jako zamienników kotłów węglowych. Oznacza to istotne skrócenie procesu inwestycyjnego i kosztów, a jednocześnie daje szanse – w najbliższych dekadach – na przyspieszoną redukcję instalacji węglowych oraz emisji CO2. W Chinach, ze względu na katastrofalną jakość powietrza w wielkich aglomeracjach miejskich i okręgach przemysłowych jest to szczególnie istotne.
Skuteczny instrument
Możliwość wykorzystania reaktorów wysokotemperaturowych w dotychczasowych instalacjach węglowych, była sygnalizowana wcześniej przez specjalistów. Oficjalnie, chińscy naukowcy potwierdzili możliwość takiego wykorzystania reaktorów, pod koniec 2016 roku.
Reaktor w Shangdong może w istotny sposób przyczynić się do zmiany sytuacji w chińskiej i światowej energetyce jądrowej. Jeżeli uda się zrealizować planowane w najbliższej dekadzie inwestycje, reaktory HTG-R będą w Chinach skutecznym instrumentem w walce ze smogiem i obniżenie emisji CO2.
Autor jest politologiem i prawnikiem, wykładowcą Collegium Civitas, a także ekspertem Fundacji FIBRE ds. bezpieczeństwa narodowego, bezpieczeństwa energetycznego, energii atomowej i atomu, a także terroryzmu, Unii Europejskiej, spraw międzynarodowych orz Francji.