Energetyka jądrowa w Polsce synergia węglowo – jądrowa Ludwik Pieńkowski Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów Uniwersytet Warszawski pienkows@slcj.uw.edu.pl

Budowa silnej Polski poprzez budowę silnej Europy w Polsce

Wysokotemperaturowy reaktor jądrowy w Polsce Hel chłodzący reaktor osiąga temperaturę 900 ºC Moc cieplna reaktora nie przekracza kilkuset MW

Reaktor wysokotemperaturowy do produkcji wodoru z wody W temperaturze 900 ºC wodór można wydajnie i bez emisji CO2 produkować w procesach pośrednich (na przykład w cyklu siarkowym) z wody: 2H2O  2H2 + O2

Wodór w Polsce dziś produkowany jest głównie z gazu ziemnego CH4 + 2H2O  CO2 + 4H2 przez: zakłady azotowe do produkcja amoniaku N2 + 3H2  2NH3 rafinerie ropy naftowej do uwodornienia ciężkich frakcji ropy, do przekształcenia ich w lekkie, handlowe paliwa węglowodorowe Produkcja wodoru pochłania kilkanaście procent zużywanego w Polsce gazu ziemnego

Wysokotemperaturowy reaktor jądrowy przy elektrowni węglowej CO2 ELEKTROWNIA WĘGLOWA CO2 CO2 + H2  CO + H2O CO + 2H2  CH3OH O2 H2 Węgiel 2H2O  2H2 +O2 Ciepło 900oC REAKTOR JĄDROWY

Dlaczego katastrofa w Czarnobylu wywołała powszechne zaniepokojenie ? http://wikipedia.org Najpoważniejszym źródłem uzasadnionego, globalnego zaniepokojenie była emisja 131I

Czy reaktor wysokotemperaturowy może ulec awarii podobnej do awarii czarnobylskiej? Najpoważniejsze możliwe awarie to: Ucieczka chłodziwa, w tym przypadku helu. Reaktor jest na tyle mały, ze schłodzi się sam i rdzeń ani się nie stopi, ani nie zapali Wdarcie się dużej ilości wody do rdzenia reaktora jest niemal wykluczone, bo reaktor chłodzony jest helem, a nie wodą Zniszczenie rdzenia reaktora w wyniku awarii jest wyjątkowo mało prawdopodobne

A jakie będą skutki globalne zniszczenia reaktora? Kluczem do obietnicy bezpieczeństwa globalnego jest umieszczenie uranu w niemal niezniszczalnych mikrokapsułkach (TRISO) 1 mm Paliwo uranowe zachowuje barierę bezpie-czeństwa chroniącą przed emisja 131I nawet po zniszczeniu reaktora

Historia reaktorów wysokotemperaturowych AVR (15 MWe) 1966 -1988 Hamm-Uentrop (300 MWe) 1985-1989 Peach Bottom (40 MWe) 1967-1974 Fort St. Vrain (330 MWe) 1979 –1989 Technologia jest bardzo dojrzała, ale dotychczasowe próby jej wdrożenia nastąpiły w niekorzystnym momencie głębokiego i długotrwałego spadku cen ropy naftowej i katastrofy w Czarnobylu http://en.wikipedia.org/wiki/Pebble_bed_reactor

Historia cen ropy naftowej

Programy badawcze reaktorów wysokotemperaturowych Generation IV International Forum (GIF), założone przez USA w roku 2000 Prezydent USA podpisał 8 sierpnia 2005 r. Energy Policy Act przyznający ponad miliard USD w latach 2006 - 2015 na prace nad nuklearną fabryką wodoru; program NGNP W Chinach i Japonii działają doświadczalne reaktory wysokotemperaturowe W Republice Południowej Afryki planuje się rozpoczęcie budowy reaktora o mocy 300MW w 2007 roku http://nuclear.gov

RAPHAEL ma wsparcie UE jedynie 9 milionami EURO na lata 2005-2009 http://www.raphael-project.org RAPHAEL ma wsparcie UE jedynie 9 milionami EURO na lata 2005-2009

Wysokotemperaturowy reaktor jądrowy w Polsce Europejski program ma wsparcie UE jedynie 9 milionami EURO w porównaniu do miliarda USD obietnicy wsparcia programu amerykańskiego Porównanie to wskazuje, że można oczekiwać w niedalekiej przyszłości znacznego wsparcia przez Europę programu budowy nuklearnej fabryki wodoru Polska najlepszą lokalizacją programu, bo łączy silną pozycję polskiego węgla z potrzebami energetycznymi i potencjałem wiedzy Europy

28 czerwca 2006 w Warszawie powstało konsorcjum badawcze: Wysokotemperaturowy Reaktor Jądrowy w Polsce High Temperature Reactor in Poland http://www.slcj.uw.edu.pl/htrp

Wysokotemperaturowy Reaktor Jądrowy w Polsce AGH w Krakowie - Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH w Krakowie - Wydział Paliw i Energii Główny Instytut Górnictwa w Katowicach Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu Instytut Energii Atomowej, Świerk Instytut Problemów Jądrowych, Świerk Instytut Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie Politechnika Częstochowska - Wydział Elektryczny Politechnika Śląska w Gliwicach - Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, Warszawa Politechnika Warszawska - Instytut Techniki Cieplnej Politechnika Warszawska - Wydział Fizyki Politechnika Wrocławska - Dolnośląskie Centrum Zaawansowanych Technologii Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów Uniwersytet Warszawski Uniwersytet Śląski Uniwersytet Warszawski - Wydział Fizyki Instytut Inżynierii Chemicznej PAN w Gliwicach Koordynatorzy: Ludwik Pieńkowski, ŚLCJ UW Jerzy Cetnar, AGH Wydział FiIS

Wysokotemperaturowy Reaktor Jądrowy w Polsce Integracja środowisk (2006-2007) Osiągnięcie statusu kluczowego Europejskiego programu w Polsce Budowa w Polsce infrastruktury badawczej dla programu Europejskiego Przygotowanie ekspertów nie tylko na potrzeby programu, ale również dla polskich elektrowni jądrowych Budowa w Polsce z rekomendacji ESFRI pierwszej Europejskiej instalacji przemysłowej sprzęgającej technologie węglowe z jądrowymi w celu produkcji paliw płynnych (2015)

Europejski program synergii węglowo - jądrowej w Polsce dla silnej Polski i silnej, SOLIDARNEJ Europy

Mission: HTR-TN shall coordinate and manage expertise and resources required for the development of advanced HTR technologies. It shall assist the European nuclear industry in designing competitive HTR-type power plants with outstanding safety and waste management features including the possibility of burning civil and military plutonium.

Wniosek ze spotkania: Wdrożenie polskiej inicjatywy pozwoli uwolnić znaczne środki unijne na badania HTR już w 7PR; zostaną one specjalnie zdefiniowana. Obecnie ograniczone środki Unii Europejskiej na badania HTR były motywowane między innymi brakiem dużych inwestycji narodowych w tą technologię.