Az energiaellátás biztonsága és az atomenergetika
2013/6. lapszám | Dr. Czibolya László | 3096 |
Figylem! Ez a cikk 12 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Ellátásbiztonság és fenntarthatóság Az energiapolitikával szemben mind a vállalkozások, mind a háztartások részéről az egyik legfontosabb elvárás, hogy az energia folyamatosan és megfizethető áron álljon rendelkezésre. Ezt az egyszerű követelményt összetett intézkedésekkel, hosszú távú stratégiai tervezéssel lehet elérni, amibe beletartozik a beszerzési források gondos megválasztása, az importfüggőség mérséklése és rendelkezésre álló technológiák kiegyensúlyozott alkalmazása. A villamosenergia-ellátásban ezek a szempontok kiegészülnek még egy olyan követelménnyel, hogy a termelésnek és fogyasztásnak egyensúlyban kell lennie, mert a villamos energia tárolása nagy mennyiségben és gazdaságosan még nem lehetséges. Ehhez az alapkövetelményhez még egy olyan jogos elvárás is járul, hogy az energiával való megbízható és gazdaságos ellátás lehetőség szerint környezetkímélő módon valósuljon meg.
Az energiaellátás fontosságát nem lehet túlbecsülni. A társadalmi, gazdasági fejlődés elengedhetetlen feltétele a megbízható, megfizethető és környezettudatosan előállított energia. Alapvető követelmény, hogy a jelen igényeinek kielégítése nem csökkentheti a jövendő gene-rációk képességét, hogy kielégítsék a saját igényeiket. Vagyis más szavakkal a fejlődésnek hosszú távon fenntarthatónak kell lennie. Az energiaszektorban ennek a szemléletnek azonban nagyon csekély jelét látjuk, noha műszakilag rendelkezésre állnak azok a megoldások, amelyekkel a gazdaságot hosszú távon anélkül lehetne energiával ellátni, hogy a természeti erőforrások túlhasználata bekövetkezne.
Az ellátás, a hatékonyság és a fenntarthatóság igényei egymásra épülnek, amit az 1. ábra szemléltet. Az alapvető szükségletek kielégítése mindenekelőtt az energiához való hozzáférést és az ellátásbiztonság megteremtését teszi s zükségessé. Az iparilag fejlett országokban az 1970-es évektől kezdődően az ellátás megfelelő szintjének elérése után kezdtek el foglalkozni a költséghatékonyság, a környezetvédelem és a társadalmi elfogadhatóság kérdéseivel. Ugyanakkor tény, hogy a világon kb. másfél milliárd ember még nem fér hozzá a villamos energiához, akik még a piramis alsó fokára sem jutottak el.
Az atomenergia a legnagyobb szén-dioxid-mentes forrás
Az energiaellátásnak ebben a szerteágazó és nagy különbségeket magába foglaló rendszerében a források között a nukleáris energetika fontos szerepet játszik mind a villamosenergia-termelés, mind az ipari hőellátás területén.
A nukleáris tudomány gyors ütemben fejlődött azóta, hogy Sir James Chadwick 1932-ben felfedezte a neutront. Az atomenergiát először az Egyesült Államokban alkalmazták villamos energia előállítására, majd az Egyesült Királyság (1953), a Szovjetunió (1954), Franciaország (1956) és Németország (1961) következett. Az obnyinszki atomerőmű (az egykori Szovjetunióban) volt az első, amelyet az országos hálózatra kapcsoltak, ezért a nukleáris energiatermelés fél évszázados évfordulójáról világszerte 2004-ben emlékeztek meg.
A Nemzetközi Atomenergia Ügynökség jelenlegi adatai szerint atomerőművek a világ 31 országában üzemelnek, ami összesen 436 atomreaktort jelent együttesen mintegy 373 gigawatt (GWe) beépített villamosenergia-termelő kapacitással. A reaktorokból 102 az Egyesült Államokban, 58 Franciaországban, 33 Oroszországban, 23 a Koreai Köztársaságban, 20 Indiában, 19 Kanadában, 18 Kínában, 15 Ukrajnában üzemel. Az egyes országokban az atomenergiával elállított villamos energia részaránya a teljes termelésben széles határok között változik. Ez az arány Franciaországban a legnagyobb, ahol az atomerőművek adják a villamosenergia-termelés 74,8%-át (3. ábra).
Az atomenergia számos előnye (a szén-dioxid-kibocsátás hiánya, a stabil és megbízható üzemanyagellátás, az előállított villamos energia alacsony ára) az utóbbi időben megnövelte az érdeklődést az új atomerőművek építése iránt. Jelenleg a világ 15 országában 65 reaktort építenek, amelyek összesen 63 ezer MW kapacitást képviselnek.
Az atomenergia a legnagyobb nem fosszilis energiaforrás a világon, és csak a vízenergia rendelkezik hasonló mutatókkal. Az OECD országok például az atomenergia alkalmazásával 3 Gt szén-dioxid kibocsátását takarítják meg évente ahhoz képest, ha az atomerőművekben előállított villamos energiát széntüzeléssel termelnék meg. Ez azt jelenti, hogy a nukleáris energia nélkül az OECD országokban a szén-dioxid-kibocsátás egyharmadával lenne magasabb.
Ha megvizsgáljuk a villamosenergia-igény egy napon belüli változását, azt tapasztaljuk, hogy vannak olyan napszakok, amikor az áram fogyasztása nagyobb, s vannak olyan napszakok, amikor kisebb. Hasonló ingadozás tapasztalható az év különböző időszakaiban is. Az igény egy része azonban állandó, ezt nevezzük alapterhelésnek (bázisterhelésnek). Ennek kielégítéséről az alaperőművek gondoskodnak, amelyek az átlagos fogyasztásnak megfelelő mennyiségű villamos energiát termelik, és majdnem egyenletes terheléssel, nagy évi kihasználási óraszámmal működnek. Az atomerőművek alkalmasak alaperőműnek, hiszen stabilan, nagy teljesítményen képesek hosszú ideig működni, és üzemanyag-költségük alacsony.
Az Európai Unió célul tűzte ki az egységes energiapiac megteremtését 2014-ig, amely a tisztességes gazdasági verseny révén a fogyasztói árak csökkenését eredményezi. Emellett a CO2-kibocsátás csökkentése az EU-ban 20%-kal 2020-ig és 50%-kal 2050- ig nem érhető el célzott állami támogatási rendszer nélkül. A megújuló források, főleg a nap- és szélenergia jelentős állami támogatás nélkül nem tudnának piaci szereplővé válni. Ugyanakkor az atomenergia ma a belső piacon önmagában is versenyképes anélkül, hogy közpénzekből támogatásra szorulna.
Az Unióban 2009-ben hozzávetőlegesen 35 milliárd eurót fektettek be a megújuló energiaforrásokkal kapcsolatos infrastrukturális fejlesztésekbe. A 27 tagországból 23-ban a megújuló forrásokkal termelt villamos energiát kötelező rögzített áron átvenni, amely magasabb a piaci árnál. Az Egyesült Királyságban például a fogyasztói villamosenergia-számlák 1,34 milliárd euróval lettek magasabbak 2008-ban és 2009-ben a megújuló energia támogatására bevezetett árkiegészítés miatt (Renewable Obligation). Németországban a 7% villamos energiát termelő szél- és napenergiát évente 5 milliárd euróval támogatják. Szlovákiában a napelemekre adott állami támogatás a 2010. évi 10 millió euróról 2011-ben 117 millió euróra növekedett. És még lehetne a példákat sorolni.
Az atomenergiára néhány országban kiegészítő adókat vetnek ki, amelyből a megújulók támogatását finanszírozzák. Például Németországban 2010-ben vezették be a nukleáris fűtőanyagadót annak a megállapodásnak a keretében, amely értelmében az atomerőművek üzemidejét meghosszabbították. Ezt az adót akkor sem törölték el, amikor a német kormány az atomerőművek gyorsított ütemű bezárását határozta el. Svédországban az atomenergiaadó mértéke 0,67 euró/kWh, ami az atomerőművek működési költségének csaknem egyharmadát teszi ki. Belgiumban a kormány a nukleáris adót évi 550 millió euróra növelte annak ellenére, hogy az ország két reaktorát 2015-ben majd leállítják.
Az atomenergia az egyetlen olyan energiaforrás, amely teljes mértékben fedezi saját hulladékainak kezelési költségeit, ami további árelőnyt jelent a többi energiaforrásnak, elsősorban a fosszilisaknak. A radioaktív hulladékok kezelésére átlagban a villamos energia előállítási költségeinek 5%-át fordítják, az erőmű leszerelési költségeit pedig a létesítési ráfordításokba számítják be (kb. az építési költség 15%-a).
Mindannyian tisztában vagyunk azzal, hogy a szél nem fúj mindig, a nap nem süt állandóan. Szükség van tartalékkapacitásokra, hogy a villamosenergia-ellátás folyamatos legyen. Nem mindegy, hogy milyen fűtőanyaggal valósítjuk meg a tartalékok képzését. Érdemes megjegyezni, hogy a megújuló források (elsősorban a szél) felhasználásában élenjáró Dániában minden megtermelt kWh villamos energia 840 g CO2 kibocsátásával jár. Belgiumban ez az érték 240 g, Svédországban 40 g. Ennek az oka, hogy Dániában a tartalékkapacitásokat szénre alapozták. (Az atomerőmű fajlagos szén-dioxid-kibocsátása mindössze 5 g/kWh).
Az Európai Unió 27 országában a villamos energia termelése a 2011. évi 2,2%-os csökkenés után 2012-ben tovább apadt, bár a csökkenés mértéke lassabb, mint az előző évben (0,9%). A legnagyobb visszaesést a villamosenergia-termelésben Belgium (-13,5 %), Portugália (-13,4 %), Dánia (-13,3 %), Hollandia (-9,4 %) és Románia (-9,4 %) mutatta.
A források szerinti megoszlásban 2012-ben 4,6%-kal csökkent a hagyományos hőerőművekben termelt villamos energia mennyisége, de részaránya így is a teljes termelés 52,3%-át adja. Emelkedést mutat a vízerőművek termelése (9%), és tovább tart a szélenergia térhódítása 11,5%-os növekedéssel.
Főleg a német atomerőművek leállítása miatt az atomerőművekben előállított áram mennyisége 2,4%-kal csökkent, de az Unióban az atomenergia a második legnagyobb forrás (27%) maradt. Ez a legnagyobb szén-dioxid-mentes energiatermelési technológia, amely megelőzi mind a víz-, mind a szél- és a napenergiát.
Fukushima után
A 2011. évi japán földrengés és példátlan erejű szökőár miatt bekövetkezett baleset a Fukushima erőműben az atomenergia-programok megtorpanását okozta, és megosztotta az országokat. Az egyik csoport az atomenergia elvetése mellett foglalt állást. Ide tartoznak olyan országok, mint Ausztria és Olaszország, ahol eddig sem működött atomerőmű. Fokozatosan lemond az atomenergiáról Németország és Svájc. A döntést mindkét országban politikai meggondolások motiválták.
Németországban a fukushimai balesetet követően azonnal leállították a hét legidősebb reaktort, és három kivételével 2021-ig a többi blokkot is fokozatosan bezárják. Három blokk még további egy évig üzemelhet. A német villamosenergia-rendszerből 2020-ban 10 GW kapacitás fog hiányozni, s még nincs elképzelés arra, hogy miből pótolják a hiányt. Várhatóan felerősödnek a területi egyenetlenségek és hálózati problémák, mert az északi szélerőművek környezetében jelentős többlet, délen pedig tartós teljesítményhiány alakul ki. Lényegesen drágult az ipari fogyasztók számára az áram ára is, ami a német ipart versenyhátrányba sodorhatja. A német alumíniumgyártó Voerde cég csődjében a villamos energia árának hirtelen és drasztikus emelkedése meghatározó szerepet játszott.
Svájcban az antinukleáris politika az előkészületben lévő atomerőműépítési projektek leállításához vezetett. A svájci atomerőművek ugyan tovább működhetnek a tervezett üzemidő végéig, de új nukleáris blokk építésére már nem kerül sor.
Sokáig úgy tűnt, hogy Japán sem fogja újraindítani a baleset után leállított atomerőműveit, de a 2012. év végi választásokon ismét hatalomra jutott Liberális Demokrata Párt a biztonsági előírások és felügyelet erőteljes szigorítása mellett az atomenergiához való visszatérést részesíti előnyben, ha kisebb mértékben, is mint a baleset előtt. A nemzetközi szervezetek és mértékadó gazdasági elemzők, mint az OECD Nukleáris Energia Ügynöksége vagy a KPMG pénzügyi tanácsadó, az atomenergia jövőjét kedvezően ítélik meg, főleg a kedvezőtlen klímaváltozás megakadályozásának szempontjából. A számítások szerint a szén-dioxid-kibocsátás korlátozására meghatározott programok sikeréhez az atomenergia részarányát a világ villamosenergia-termelésében 25%-ra kellene növelni, ami 2020-ig évente 16 GW új kapacitás létesítésével valósítható meg. A nukleáris energiatermelés során az alacsony szén-dioxid-kibocsátású technológia olyan erőművekben valósul meg, amelyek tervezési élettartama 60-80 év, a megtermelt villamos energia önköltsége 60-115 €/MWh, ami nagyjából a fele, mint a tengerparti szélerőműveké (150-230 €/MWh).
Egy nagyobb szabású atomerőműépítési program megvalósításhoz meg kell oldani ezeknek a nagy tőkeigényű beruházásoknak finanszírozását, átláthatóbbá kell tenni az engedélyezést, rövidíteni kell a létesítés időtartamát és tartani kell a határidőket. Nagyon fontos a társadalmi elfogadottság visszaállítása és a radioaktív hulladékokkal kapcsolatos aggodalmak eloszlatása.
Mind az ellátásbiztonsági, mind a környezetvédelmi szempontok szerepet játszottak abban, hogy számos országban Fukushimát követően a biztonsági felülvizsgálatok után a nukleáris programok folytatása mellett döntöttek.
A legnagyobb építési ütemet Kína diktálja, ahol jelenleg is 28 reaktor van építés alatt. A tervek szerint 2015-ig évente 6-6 atomerőműblokkot helyeznek üzembe, és az atomerőművek összteljesítményét 40 ezer MW-ra növelik. A kínai gazdaság hatalmas energiaéhsége indokolja ezt a nagy ütemű fejlesztést. Az ország villamosenergia-fogyasztása évente 10% körüli növekedést mutat. Jelenleg a hagyományos fosszilis erőművek adják a termelés 80%-át. Az atomerőművek tömeges építésével Kína elsajátítja azt a technológiát, amellyel később berendezésszállítóként is jelentkezhet külföldi piacokon is.
Oroszországban az atomenergetika fejlesztését mind a hazai szükségletek kielégítése (jelenleg 11 blokk van építés alatt), mind a nukleáris technológia exportjára való erős törekvés meg határozza. Az orosz nukleáris vállalatok nemcsak a fejlődő világ piacaira (India, Törökország, Vietnam stb.) igyekeznek utat találni, hanem megpróbálnak az Európai Unió országaiban is atomerőmű-beruházási megbízásokhoz jutni.
Dél-Koreában fokozatosan növekszik az atomenergia szerepe. A jelenleg üzemelő 23 blokk adja a villamosenergia-termelés több mint egyharmadát. További négy blokk van építési szakaszban, és elindult az első külföldi beruházásuk is az Egyesült Arab Emírségekben, ahol egy négy blokkból álló atomerőművet építenek.
A legtöbb atomerőmű az Amerikai Egyesült Államokban működik (102), ahol azonban 30 éve nem épült új blokk. Ennek ellenére az atomerőművek beépített összteljesítménye a működő erőművekben végrehajtott teljesítménynövelésnek köszönhetően csaknem 6000 MW-tal növekedett. A kormány gazdaságpolitikai eszközökkel támogatja az új atomerőmű-beruházások beindítását, és az amerikai nukleáris hatóság jelentősen korszerűsítette az új blokkok engedélyezési eljárását is. Jelenleg négy új blokk kapott építési engedélyt, és vizsgálatok folynak a korábban félbehagyott atomerőmű-építkezések befejezésére is.
Indiában a gyorsan fejlődő gazdaság erőteljesen igényli az infrastruktúra modernizálását. A jelenleg működő 20 reaktor egységteljesítménye kicsi, és termelésük csak 3,7%-os hányadot képvisel az ország villamosenergia-termelésében. Két korszerű, orosz építésű, VVER-1000 típusú blokk van az indítást közvetlenül megelőző szakaszban, és a tervek szerint 2050-re a villamosenergia-termelés egynegyedét atomerőművek adják majd. Ehhez az oroszok mellett más szállítók (AREVA, Westinghouse, GE-Hitachi) közreműködésére is számítanak.
Nyugat-Európában két atomerőműblokk építése folyik. Az egyik Finnországban, a másik Franciaországban. Mindkettő európai tervezésű, EPR típus. Finnországban időközben elkezdődött egy újabb telephelyen a harmadik finn atomerőmű beruházásának előkészítése, amelyre a beruházó már megkapta a parlamenti jóváhagyást. Nagy- Britanniában a következő évtizedben a működő atomerőművek elérik élettartamuk végét. A brit kormány az energiaellátás biztosítása és a klímavédelmi vállalások teljesítése érdekében atomenergetikai fejlesztési programot indított, és jelenleg három cég dolgozik új blokkok beruházásának előkészítésén.
Szlovákiában folyik a Mohovce-i atomerőmű korábban abbahagyott 3. és 4 blokkjának befejezése az olasz ENEL beruházásában. Romániában a Cernavoda atomerőmű félbehagyott blokkjainak befejezésére állami projekttársaság jött létre, amely jelenleg befektető-ket keres a beruházás elindításához. Csehországban a temelini atomerőmű bővítésére beadott ajánlatok értékelése folyik, s a szerződést várhatóan ez év végén kötik meg. Bulgáriában az elkezdett orosz atomerőmű építése Belenében megszakadt, mert finanszírozási problémák miatt a befektetők visszaléptek. Az újabb változat szerint inkább a kozloduji atomerőműben építenének új reaktort. Döntés még nincs, jelenleg a megvalósíthatósági tanulmány készítése folyik.
Olyan országok is mérlegelik atomerőmű építését, ahol eddig nem volt ilyen létesítmény. Nagyjából 20 ország tett komolyabb előkészületeket, de tulajdonképpen csak néhány országban indultak el tényleges fejlesztések. Három ország ezek közül kiemelhető. Az Egyesült Arab Emírségekben és Törökországban már elkezdődtek az atomerőmű-beruházások, Vietnamban pedig jól halad az előkészítés. Vietnam komoly erőfeszítéseket tesz szakembereinek felkészítésére, amiben magyar intézetek is jelentős részt vállalnak.
Magyarországon új blokk(ok) létesítése a paksi atomerőműben a Nemzeti Energiastratégia egyik fontos eleme. A beruházást több szempont is indokolja: egyfelől az energiaimporttól való függőség csökken-tése, másfelől a kiöregedő hagyományos fosszilis erőművek pótlása. Az atomerőmű beruházása sok munkahelyet teremthet mind az építés, mind az üzemeltetés időszakában. A szén-dioxid-kibocsátás nélkül működő atomerőmű elősegíti a klímavédelmi vállalások teljesítését is.
