Energetyka jądrowa w systemie energetycznym Polski

Prezentacja na temat: "Energetyka jądrowa w systemie energetycznym Polski"— Zapis prezentacji:

1 Energetyka jądrowa w systemie energetycznym Polski
Kurs podstaw energetyki jądrowej dla nauczycieli przedmiotów przyrodniczych szkół ponadpodstawowych mgr inż. Władysław Kiełbasa

2 Dlaczego potrzebujemy w Polsce elektrowni jądrowych?
Dla pokrycia - przy racjonalnych kosztach - rosnącego zapotrzebowania na energię elektryczną, ponieważ: Dalszy rozwój gospodarczy kraju wymaga zwiększenia podaży energii elektrycznej, której zużycie w Polsce należy do najniższych w UE Wyczerpują się zasoby paliw kopalnych w szczególności w Polsce operatywne zasoby węgli: wystarczą na lat Rosną koszty pozyskania i ceny paliw kopalnych Wydobycie węgla kamiennego w Polsce z roku na rok spada przy rosnących kosztach Polski węgiel jest niekonkurencyjny: wysokie koszty wydobycia i transportu (wyższe ze Śląska na Pomorze niż z Chin!) Rośnie import węgla kamiennego, głównie z Rosji (w 2009 r. ok. 10,5 mln t) Szczególnie szybko rosną koszty redukcji emisji zanieczyszczeń: Zaostrzane przez UE normy emisji: SO2, NOx i pyłów (wkrótce – wzorem USA: rtęci) Ograniczenia emisji CO2 (pakiet energetyczno-klimatyczny UE „3x20”) Konieczne wyłączenie z eksploatacji starych elektrowni węglowych, nie spełniających norm emisji i nie nadających się do modernizacji (do 2030 r. łącznie aż MW, a 4204 MW do gł. modern.) A przede wszystkim dlatego, że elektrownie jądrowe wytwarzają energię elektryczną najtaniej! PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

3 Porównanie zużycia energii elektrycznej na mieszkańca w krajach UE
Zużycie energii elektrycznej na mieszkańca w Polsce (brutto / finalne = 4 065 / 3 082 kWh/os.) należy do najniższych w UE-27 (niższe jest tylko w Rumunii, na Litwie i w Łotwie) zużycie energii finalnej jest ponad 2-krotnie niższe niż w krajach UE-15 (6 372 kWh/os.) PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

4 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Czy mamy wielkie rezerwy efektywności wykorzystania energii elektrycznej? „Ekolodzy” twierdzą, że mamy olbrzymie rezerwy efektywności energetycznej, bo „jesteśmy 3-razy mniej efektywni” niż kraje „starej” UE (UE-15) Rzeczywiście energochłonność polskiej jest znacznie wyższa niż UE-15 (ok. 2-krotnie) → lecz jeśli w porównaniach używa się wartości PKB liczonej wg. kursów wymiany walut (PKBER ) Natomiast elektrochłonność polskiego PKB liczonego wg. parytetu siły nabywczej (PKBPPP) jest zbliżona do wskaźników dla krajów o podobnym poziomie rozwoju gospodarczego i do średniej „unijnej” Miara PKB stosowana w porównaniach ma znaczenie zasadnicze Do porównania wskaźników gospodarek znacznie różniących się poziomem rozwoju właściwą miarą jest PKB liczony wg. parytetu siły nabywczej – Purchasing Power Parity (PKBPPP) → odzwierciedla różnice cen towarów i usług na rynku wewnętrznym Dla krajów słabiej rozwiniętych PKBPPP jest wyższy od PKB liczonego wg. kursów walut - Exchange Rate (PKBER ) i odwrotnie dla krajów wysokorozwiniętych PKBPPP < PKBER:  Polska: PKBPPP = 1,25 x PKBER, UE-15: PKBPPP = 0,80 x PKBER Rezerwy efektywności energetycznej istnieją ale są one na poziomie 10% - w stosunku do krajów UE-15 Zużycie energii elektrycznej i PKB na mieszkańca są w Polsce ok. 2-krotnie niższe od średnich dla UE-15 → rozwój gospodarczy kraju wymaga znacznego zwiększenia podaży energii elektrycznej W miarę rozwoju gospodarczego i zmiany struktury gospodarki (wzrost udziału usług w PKB) wskaźnik energochłonności PKB będzie malał → zużycie energii elektrycznej będzie rosło lecz wzrost PKB będzie coraz większy (sektor usług zużywa znacznie mniej energii niż przemysł, zwłaszcza ciężki!) PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

5 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Relacja PKBPPP do PKBER dla gospodarek o różnym poziomie rozwoju [Stanford University] Relacja PKBPPP [GNP(PPP) per Capita] do PKBER [GNP per Capita] dla gospodarek o różnym poziomie rozwoju (linia niebieska: PKBPPP = PKBER) [L.J. Lau, Stanford University, USA] PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

6 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Relacja PKBPPP do PKBER w krajach UE-27 (2008 r.) [GUS Mały Rocznik Statystyczny 2010] Polska PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

7 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Elektrochłonność PKB w krajach UE – rzekoma wielka energożerność polskiej gospodarki to mit! Zużycie energii elektrycznej w Polsce na jednostkę PKB (PPP) [kWh/$PPP]: brutto (0,235): nieco (o 8,3%) wyższe od średniej dla krajów UE-15 (0,217), lecz niższe od średniej dla UE-27 (0,304); finalnej (0,178): niższe (o 5,6%) od średniej tak dla UE-15 (0,188) jak i UE-27 (0,257) PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

8 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Elektrochłonność PKB w krajach UE – rzekoma wielka energożerność polskiej gospodarki to mit! PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

9 Korelacja zużycia energii elektrycznej i udziału sektora usług w PKB
Polska Rumunia Francja W. Brytania PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

10 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Struktura produkcji energii elektrycznej wg. nośników energii w Polsce (ok. 92% węgiel) i UE PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

11 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Konsekwencja monokultury węglowej w polskiej energetyce – bardzo wysokie emisje CO2 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

12 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Konsekwencja monokultury węglowej w polskiej energetyce – wysokie zużycie energii elektrycznej przez sektor energii PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

13 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
W Polsce ceny energii elektrycznej dla gospodarstw domowych należą do najwyższych w UE! Ceny energii elektrycznej dla gospodarstw domowych w krajach europejskich w 2009 r.: wyrażone w €/100kWh oraz w jednostkach standardowej siły nabywczej (PPS – Purchasing Power Standard) PPS/100kWh – droższą energię mają tylko Węgrzy [Gazeta Prawna, ] PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

14 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Potrzebujemy energii elektrycznej z nowych, czystych i względnie tanich źródeł – a takimi są EJ! Trzeba znacznie zwiększyć podaż energii elektrycznej - aby gospodarka Polski mogła się dalej rozwijać (kraje UE-15 zużywają na mieszkańca ok. 2-krotnie więcej) Istniejące rezerwy efektywności wykorzystania energii elektrycznej w Polsce nie są duże (ok.10% w porównaniu z krajami UE-15) Potrzebne są względnie tanie źródła energii elektrycznej (bo jest ona w Polsce już bardzo droga i dalej szybko drożeje) Konieczna jest zmiana struktury zużycia nośników energii w Polsce - aby zmniejszyć negatywne oddziaływanie elektroenergetyki na środowisko, w tym emisję CO2 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

15 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Porównanie prognozowanych kosztów wytwarzania energii elektrycznej w różnych źródłach w 2020 r. [ARE 2009] PC, PL, FC, FL, IGCC_C, IGGC-L – różne technologie węglowe (węgiel kamienny lub brunatny); Nuclear PWR – jądrowe z reaktorem wodno-ciśnieniowym; GTCC – gazowe (cykl kombinowany gazowo-parowy), BM i BMF – biomasowe; wind on-shore – wiatrowe na lądzie; wind off-shore – wiatrowe na morzu; acc. – akumulacja energii Elektrownie jądrowe (EJ) mają najniższe koszty wytwarzania energii elektrycznej (57 €/MWh) spośród wszystkich źródeł: koszt kapitałowy stanowi ok. 66%, a koszt paliwa zaledwie ok. 10% Najdroższe są źródła wiatrowe (prawie 2-krotnie droższe niż EJ), 2-gie najtańsze źródło to elektrownie opalane węglem brunatnym z kotłami pyłowymi (PL, 80 €/MWh – o ok. 40% droższe od EJ) PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

16 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Porównanie prognozowanych kosztów wytwarzania energii elektrycznej w różnych źródłach w 2030 r. [ARE 2009] PC, PL, FC, FL, IGCC_C, IGGC-L – różne technologie węglowe (węgiel kamienny lub brunatny); Nuclear PWR – jądrowe z reaktorem wodno-ciśnieniowym; GTCC – gazowe (cykl kombinowany gazowo-parowy), BM i BMF – biomasowe; wind on-shore – wiatrowe na lądzie; wind off-shore – wiatrowe na morzu; acc. – akumulacja energii, CCS – usuwanie CO2 W 2030 r. konkurencyjność elektrowni jądrowych w stosunku do źródeł opalanych paliwami kopalnymi będzie jeszcze większa! Nieco spadną koszty wytwarzania w OZE PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

17 Prognoza cen paliw (na GJ) do 2050 r. [PPEJ]
Ceny paliw jądrowych są niskie i bardzo stabilne Koszty paliwa jądrowego obecnie są ok. 4-krotnie niższe niż węgla kamiennego i ok. 10-krotnie niż gazu ziemnego PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

18 Dlaczego koszty wytwarzania energii elektrycznej w EJ są niskie?
Nakłady inwestycyjne na EJ stosunkowo wysokie (kosztują zawansowane technologie, systemy bezpieczeństwa i wysoka jakość): ok €/kW (węglowe: 1500 – 2100 €/kW, gazowe CCGT: 750 €/kW) Koszty wytwarzania energii w EJ niskie - dzięki bardzo niskim kosztom paliwa jądrowego stanowiącym ok. 10% kosztów wytwarzania (w elektrowniach węglowych: ok. 45%, a w gazowych ok. 80%) Koszt uranu stanowi 30-50% kosztów paliwa jądrowego EJ nie emitują CO2 – ceny energii nie są obciążone kosztami opłat za emisję EJ mają wysokie wskaźniki wykorzystania mocy zainstalowanej (>90%) i długi czas eksploatacji (60 lat) Koszty wytwarzanie energii w EJ są nie tylko niskie ale niezwykle stabilne → podwojenie cen uranu skutkuje wzrostem kosztów wytwarzania tylko o 5% (w elektrowni gazowej aż o 75%) W EJ „pali się technologią”! PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

19 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Wpływ kosztów uprawnień do emisji CO2 na konkurencyjność różnych źródeł wytwórczych energii [ARE 2009] EJ są konkurencyjne wobec wszystkich innych źródeł przy cenie pozwoleń na emisję CO2 > 15 €/tCO2 (przewiduje się, że rynkowa cena tych pozwoleń przekroczy 40 €/tCO2 ) PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

20 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Prognoza zużycia energii elektrycznej brutto w Polsce do 2030 r. [PEP 2030, PPEJ] GWh Wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną brutto o 54%: z 141,0 TWh (2010 r.) do 217,4 TWh (2030 r.) Wzrost zużycia energii elektrycznej finalnej do ok. 172 TWh – tj. o 55% w stosunku do (bazowego) 2006r.  uwzględniono ponad 2-krotne zmniejszenie elektrochłonności PKB do 2030 r. ! Wzrost mocy zainstalowanej o 42%: z 36,3 tys. MW (2010 r.) do 51,4 tys. MW (2030 r.) PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

21 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Istniejące i planowane moce wytwórcze (bez EJ) i zapotrzebowanie na moc w Polsce do 2030 r. [ARE 2007] Rozwierające się po 2022 r. „nożyce” zapotrzebowania i mocy źródeł wytwórczych w systemie Bez EJ nie jest możliwe pokrycie zapotrzebowania na energię elektryczną po racjonalnych kosztach – jedyna realna alternatywa to gaz ziemny  wysokie koszty wytwarzania i uzależnienie od importu (gł. z Rosji) PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

22 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Planowana struktura mocy źródeł wytwórczych energii elektrycznej do 2030 r. [PPEJ] PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

23 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Planowana struktura nowych mocy źródeł wytwórczych energii elektrycznej w latach [PPEJ] Minimalna moc zainstalowana w elektrowniach jądrowych w latach: : 1600 MW, : 3200 MW, : 4800 MW (wg. PPEJ – uruchomienie 1-go bloku w 2022 r.) Plany PGE S.A.: 6000 MW w 2 EJ (4x1500 MW) do 2030 r. PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

24 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Prognozowane zmiany struktury paliwowej wytwarzania energii elektrycznej do 2030 r. [ARE 2007] PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

25 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Planowana struktura paliwowa wytwarzania energii elektrycznej w 2030 r. [PPEJ] Udział paliwa jądrowego: 15,7% Udział węgla kamiennego i brunatnego spadnie z ok. 92% w 2010 r. do ok. 57% w 2030 r. Wysoki udział OZE (18,8%) wynika z wymogu EU uzyskania 15% udziału OZE w 2020 r. PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

26 Stan energetyki jądrowej na świecie w 2012 r.
435 reaktorów pracujących w 30 państwach świata moc zainstalowana: MWe netto Ok. 14% wytwarzanej en. elektrycznej 62 reaktorów w budowie w 13 państwach Ok. 480 reaktorów planowanych w 60 państwach W tym w 25 państwach nie posiadających EJ PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

27 Stan energetyki jądrowej na świecie w 2012 r. – efekt Fukushimy
PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

28 „Renesans” energetyki jądrowej na świecie
Niskie i stabilne koszty wytwarzania energii elektrycznej główną przyczyną „renesansu” EJ na świecie Do 2025 r. planowane uruchomienie jądrowych bloków energetycznych o mocy 440 GWe (12-krotnie więcej niż moc zainstalowana w polskim systemie elektroenergetycznym w 2010 r.) PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

29 Zmiana stanowiska czołowych ekologów wobec energetyki jądrowej
James Lovelock (twórca hipotezy Ziemia-Gaia): „Zastosowanie energii jądrowej na dużą skalę jest jedyną drogą by uratować nas od klęski, jaką będzie stanowić światowa zmiana klimatu. OZE nie wystarczą.” „Opozycja wobec EJ oparta jest na irracjonalnym strachu karmionym fikcjami w stylu Hollywood, tworzonymi przez lobby Zielonych i przez środki masowego przekazu. Obawy te są nieuzasadnione (…).” „Oczywiście, wykorzystujmy najlepiej jak można ten mały wkład energetyczny, jaki mogą ofiarować OZE. Ale tylko jedno źródło stabilnej, niezawodnej energii nie powoduje efektu cieplarnianego i tym źródłem jest energia jądrowa” „Korzyści z używania energii jądrowej zamiast paliw kopalnych są ogromne. Wiemy, że energia jądrowa jest bezpieczna, czysta i efektywna (…).” Patrick Moore (jeden z założycieli Greenpeace): “Tak, byłem przeciwnikiem energetyki jądrowej przez wszystkie lata, gdy kierowałem Greenpeace’m. Ale gdy zaczynam liczyć, jasne się staje, że OZE nie wystarczą i energia jądrowa musi być częścią naszego systemu energetycznego. (…) Jako ekolog, wybieram energię jądrową jako rozwiązanie.” „Zapotrzebowanie świata na energię będzie rosło z roku na rok i nic tego nie zmieni, niezależnie od idealistycznych wizji ekologicznych. Klimatowi Ziemi grozi zagłada, jeśli będziemy dalej spalać tyle surowców energetycznych. Uznałem, że energetyka jądrowa to rozwiązanie zdecydowanie najlepsze. Tak samo jak ja zadanie zmieniło wielu działaczy ekologicznych.” PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

30 Kurcząca się baza paliwowa polskiej energetyki węglowej
Baza paliwowa polskiej energetyki węglowej stopniowo kurczy się: zasoby bilansowe węgla kamiennego i brunatnego wystarczą na ok lat zasoby operatywne wystarczą maksymalnie na: 40 lat (węgiel kamienny) i 30 lat (węgiel brunatny) Wydobycie węgla kamiennego będzie nadal spadać  nawet jeśli zostaną zrealizowane planowane inwestycje, będzie ono w 2030r. o ok. ¼ mniejsze niż obecnie Zwiększenie wydobycia węgla brunatnego i zastąpienie wyczerpujących się dotychczas eksploatowanych złóż wymaga rozpoczęcia eksploatacji nowych złóż (w rejonie Gubina a następnie Legnicy): realność i zasadność dyskusyjna ze względów ekonomicznych, ochrony środowiska i społecznych (drogi węgiel z nowych kopalń, masowe wysiedlenia ludności i dewastacja środowiska) Olbrzymie potrzeby inwestycyjne górnictwa węglowego > 53 mld zł (28 mld zł – w. kamienny, 25 mld zł – w. brunatny ze złóż legnickich) Rosną koszty wydobycia węgla (zwłaszcza kamiennego) – jest on niekonkurencyjny w stosunku do importowanego, głównie z Rosji (w 2009 r. ok. 10,5 mln t) PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

31 Dewastacja środowiska przez energetykę węglową
Polska elektroenergetyka emituje rocznie: ok. 720 tys. t SO2 i 250 tys. t NOx ok. 150 mln t CO2 i 30 tys. t CO ok. 10 t rtęci Zanieczyszczenia w postaci żużla, popiołów i pyłów ok. 40 tys. t pyłów PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

32 Dewastacja środowiska przez energetykę węglową
Energetyka węglowa (zwłaszcza oparta na węglu brunatnym) to najbrudniejsze źródło energii elektrycznej Elektrownie węglowe emitują do powietrza i gleby wielkie ilości zanieczyszczeń: w postaci gazowej: SO2 i NOx (powodują choroby dróg oddechowych, kwaśne deszcze – degradacja gleby i zwiększona korozja), CO2 (gaz cieplarniany) i CO (gaz trujący) w postaci pyłów i popiołów: szkodliwe pierwiastki i związki chemiczne, w tym: Trujące: arsen, kadm, chrom, rtęć, ołów Rakotwórcze: cząstki respirabilne PM2.5 zawarte w pyłach Promieniotwórcze: izotopy uranu, toru, a zwłaszcza radu o dużej radiotoksyczności (Ra226, Ra228) Kopalnie węgla brunatnego (odkrywkowe) dewastują środowisko na dużych obszarach, powodując obniżenie poziomu wód gruntowych Kopalnie węgla kamiennego powodują „szkody górnicze” i zrzucają do rzek zasolone wody z odwodnień, zawierające znaczne ilości promieniotwórczego radu Działalność górnicza powoduje lokalne zagrożenia sejsmiczne Ponoszone przez społeczeństwo straty związane z dewastacją środowiska przez energetykę (straty w środowisku i na zdrowiu ludności) określono w studium ExternE Unii Europejskiej – jako tzw. „koszty zewnętrzne” w przeliczeniu na jednostkę energii elektrycznej PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

33 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Porównanie ilości odpadów wytwarzanych przez elektrownię węglową i jądrową PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

34 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Koszty zewnętrzne wytwarzania energii elektrycznej w różnych technologiach [ExternE, ExternE-Pol] PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

35 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Koszty całkowite wytwarzania energii elektrycznej w Polsce – stan obecny i nowe technologie (koniec 2008 r.) Koszty zewnętrzne wytwarzania energii elektrycznej w polskich elektrowniach węglowych → ok. 2-krotnie większe niż koszty wewnętrzne (tj. koszty wkalkulowane w cenę energii) PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

36 Wpływ polityki ekologicznej Unii Europejskiej
Ograniczenia emisji zanieczyszczeń – coraz bardziej zaostrzane – wprowadzane dyrektywami UE W Traktacie Akcesyjnym Polska uzyskała okresy przejściowe (od spełnienia wymagań tzw. Dyrektywy „LCP”): 8 letni (od r. do r.) na emisję SO2 2 letni (od r. do r.) na emisję NOx Elektrownie nie spełniające wymagań i nie nadające się do modernizacji muszą być wyłączone z eksploatacji!  łącznie do 2030 r. ponad MW (do 2020 r. - ok MW wycofanych z eksploatacji i ponad 4200 MW poddanych „głębokiej modernizacji”) r. PE przyjął nową Dyrektywę ws. emisji przemysłowych – zaostrzającą normy emisji SO2, NOx i pyłów, a zastępującą m.in.: Dyrektywę „IPPC” - Integrated Pollution Prevention and Control (96/61/WE) ws. zintegrowanego zapobiegania zanieczyszczeniom i ich kontroli Dyrektywę „LCP” - Large Combustion Plants (2001/80/WE) ws. emisji zanieczyszczeń z dużych obiektów przemysłowych Surowsze normy emisji zanieczyszczeń będą obowiązywać od 2016 r. Polska wynegocjowała okresy przejściowe dla elektrowni węglowych do r. Stare elektrownie zostaną zwolnione z przestrzegania zaostrzonych limitów - o ile zostaną wyłączone do końca 2023 r. a po 2016 r. przepracują nie więcej jak godz. PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

37 Wpływ polityki ekologicznej Unii Europejskiej
Największy wypływ na energetykę spalającą paliwa kopalne mają ograniczenia emisji CO2  w ramach pakietu energetyczno-klimatycznego UE „3x20”: zmniejszenie do 2020 r. emisji tego gazu o 20% w stosunku do poziomu z 1990 r. Nowa Dyrektywa 2009/29/WE (ETS) z r. zmieniająca dyrektywę 2003/87/WE „w celu usprawnienia i rozszerzenia wspólnotowego systemu handlu uprawnieniami do emisji gazów cieplarnianych”, która dla Polski stosowana będzie w następujący sposób: Do końca 2012 r. elektrownie i elektrociepłownie otrzymywać będą bezpłatne limity emisji (łączna dla energetyki 142 mln t/a) Od 2013 r. dla istniejących źródeł wytwórczych i tych, których budowę rozpoczęto przed końcem 2008 r. - konieczne będzie kupowanie stopniowo zwiększanej części (od 30% w 2013 r. do 100% w 2020 r.) pozwoleń na aukcjach Dla nowych źródeł wytwórczych 100% pozwoleń na emisję miało być kupowanych na aukcjach - jednak w lipcu 2010 r. udało się wynegocjować z KE przydział bezpłatnych pozwoleń dla nowych elektrowni o mocy do 15 GW) Wolumen pozwoleń na emisję CO2 dostępnych na aukcjach będzie stopniowo redukowany aby w 2020 r. wielkość emisji była mniejsza o 21% w stosunku do poziomu z 2005 r. → spowoduje wzrost cen pozwoleń (wg. szacunków: ≥ 60 €/tCO2) Efektem tej polityki będzie duży wzrost kosztów wytwarzania (zwłaszcza w elektrowniach węglowych) i cen energii elektrycznej PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

38 Spalenie większości zasobów węgla do połowy XXI w. to marnotrawstwo!
Węgiel to także cenny surowiec dla przemysłu chemicznego i farmaceutycznego  w przeciwieństwie do uranu lub toru, które praktycznie są tylko surowcami energetycznymi Węgiel można: Uwodornić → węglowodory gazowe Odgazować → koks, półkoks, ciekłe węglowodory, gaz koksowy Zgazować → gaz opałowy, gaz syntezowy i SNG (substytut gazu ziemnego) Z gazu syntezowego można wytworzyć: Energię elektryczną (IGCC), albo Paliwa płynne (syntetyczny olej napędowy) i chemikalia, metanol, SNG i wodór Możliwa synergia węglowo-jądrowa (HTGR): Rozdzielenie wody na wodór i tlen (HTGR) → tlen do czystego spalania węgla („Oxyfuel” – nie powstają NOx) → wytwarzanie paliw silnikowych z wodoru i CO2 (ze spalin), albo Wytwarzanie wodoru i metanu (reforming parowy) Spalenie większości zasobów węgla do połowy XXI w. to marnotrawstwo z punktu widzenia interesów przyszłych pokoleń Polaków!  zwłaszcza wobec wyczerpywania się światowych zasobów ropy naftowej (wystarczalność 42 lata) i gazu ziemnego (wystarczalność 60 lat) PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

39 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Wpływ polityki ekologicznej Unii Europejskiej – szansa dla elektrowni gazowych Jednostkowe emisje CO2: Elektrownie węglowe: Obecnie w Polsce (średnio): 1020 kgCO2/MWh Nowoczesne technologie (PC, IGCC, CFBC): od 725 do 850 kgCO2/MWh Elektrownie gazowe: Cykl otwarty – turbina gazowa (GT): 530 kgCO2/MWh Gazowo-parowe (CCGT): 350 kgCO2/MWh Przy wysokich cenach pozwoleń na emisję CO2 (> 60 €/tCO2) konkurencyjne wobec elektrowni węglowych są elektrownie gazowe o kombinowanym cyklu gazowo-parowym (CCGT): Wysoka sprawność (dochodząca do 60%) Niskie nakłady inwestycyjne (750 €/MW) i krótki czas budowy (ok. 2 lat) Niskie koszty eksploatacji i remontów Koszty wytwarzania Stosunkowo wysokie (87 €/MWh w 2020 r. – o 53% wyższe niż z EJ) Bardzo wrażliwe na zmiany cen paliwa (koszt paliwa stanowi ok. 80% kosztów wytwarzania) długookresowa tendencja silnie wzrostowa cen gazu (zgodnie ze zmianami cen ropy naftowej), przy dużych fluktuacjach Uzależnienie od importowanego gazu ziemnego (Polska importuje ok. 2/3 gazu – głównie z Rosji) Ograniczony rozwój źródeł gazowych: Kogeneracyjne (CCGT, agregaty z silnikami tłokowymi) Rezerwowe (GT) – rezerwowanie elektrowni wiatrowych PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

40 Rola odnawialnych źródeł energii (OZE)
W ramach pakietu energetyczno-klimatycznego UE Polska została zobowiązana do osiągnięcia w 2020 r. 15% udziału OZE w łącznym zużyciu energii (cieplnej i elektrycznej) Osiągnięcie tego celu będzie bardzo trudne i kosztowne! [Ekspertyza KAPE 2007]: „Całkowity szacowany potencjał OZE nie pozwoli osiągnąć 20% energii z OZE w bilansie zużycia energii pierwotnej w Polsce” Dotychczas nigdy nie udało się osiągnąć zaplanowanych poziomów udziału energii OZE  pomimo tego, że ceny energii z OZE należą w Polsce do najwyższych w UE Źródła OZE mogą rozwijać się i produkować energię jedynie dzięki publicznym subsydiom W 2010 r. energia z OZE kupowana jest po cenie ok. 460 zł/MWh, z tego aż ok. 260 zł/MWh stanowią subsydia – w postaci opłat za tzw. prawa majątkowe do świadectwa pochodzenia (zwane „zielonym certyfikatem”), pokrywanych przez wszystkich odbiorów OZE to dobry interes przede wszystkim dla developerów tych źródeł! Brak rzetelnego i wiarygodnego oszacowania potencjału energetycznego OZE: [Ekspertyza KAPE 2007]: „Dotychczasowe oceny potencjału OZE są rozbieżne. Mają one charakter wycinkowych analiz, często nie popartych metodologią prac naukowych” Energetyka jądrowa nie stanowi konkurencji dla OZE – Polska pod rygorem sankcji KE musi wypełnić cel 15% udziału OZE - ale sprzyjać będzie ich rozwojowi  tańsza energia z EJ ograniczy wzrost cen energii elektrycznej, więc społeczeństwo będzie bardziej mogło sobie pozwolić na subsydiowanie OZE PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

41 Prognoza wytwarzania energii elektrycznej z OZE do 2030 r.
Największy potencjał wzrostu mają energetyka biomasowa (biomasa stała i biogaz) – 29 TWh i wiatrowa – 13 TWh Potencjał wzrostu hydroenergetyki - dotychczas dominującego OZE - ocenia się jako względnie mały (1.5 TWh) PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

42 Bezpieczeństwo dostaw paliwa jądrowego
Zasoby uranu i toru rozmieszczone w stabilnych politycznie krajach, wystarczające na setki i tysiące lat (po wprowadzeniu reaktorów IV. generacji - z zaawansowanymi, w pełni zamkniętymi cyklami paliwowymi) Konkurencyjny rynek koncentratu uranowego i usług cyklu paliwowego Dostawcy technologii jądrowych zapewniają dostawę gotowych zestawów paliwowych Możliwość zgromadzenia zapasów paliwa na wiele lat oraz zmiany dostawcy PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

43 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Bezpieczeństwo dostaw paliwa jądrowego – kierunki dostaw uranu do UE (ok. 90% z Australii i Kanady) EURATOM Supply Agency (ESA): monitorowanie rynku uranu i usług cyklu paliwowego opracowywanie odpowiednich zaleceń i wsparcie użytkowników w razie problemów związanych z kontraktami zapewnienie niezbędnej ekspertyzy (informowanie Wspólnoty) w razie konieczności – tworzenie zapasów uranu PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

44 PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli
Bezpieczeństwo dostaw paliwa jądrowego – rozkład geograficzny zakładów konwersji i wzbogacania uranu KONWERSJA WBOGACANIE International Framework for Nuclear Energy Cooperation (IFNEC) – poprzednio Global Nuclear Energy Partnership (GNEP): Wymiana informacji nt. energetyki jądrowej ze szczególnym uwzględnieniem cyklu paliwowego Ułatwienie dostępu do materiałów jądrowych i usług cyklu paliwowego przy zachowaniu reżimu nieproliferacji broni jądrowej PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

45 Główne czynniki wyboru: Kryteria wykluczające:
Ranking potencjalnych lokalizacji dla elektrowni jądrowych w Polsce ogłoszony przez MG r. Główne czynniki wyboru: Warunki sejsmo-tektoniczne Warunki geologiczne i geotechniczne Warunki hydrologiczne i dostępność wody chłodzącej Warunki meteorologiczne Zagrożenia zewnętrzne: naturalne i powodowane przez człowieka Integracja z systemem elektroenergetycznym Rozmieszczenie ludności i gospodarcze zagospodarowanie terenu Infrastruktura komunikacyjna Kryteria wykluczające: Wysoka sejsmiczność > VII (EMS-98) Niestabilność geologiczna terenu Zagrożenia powodziowe Zagrożenia wybuchem, pożarowe i upadku samolotu Duża gęstość zaludnienia bliskość dużych skupisk ludności PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

46 Potencjalne lokalizacje EJ w Polsce - stan na VIII 2012 r.
2 lokalizacje w pełni przebadane i zatwierdzone przed 1990 r. Żarnowiec + pozytywna opinia misji MAEA (III-IV.1990 r.) Warta-Klempicz Lokalizacje wstępnie wybrane przez PGE S.A.: Żarnowiec Choczewo (Lubiatowo) Gąski PODSTAWY ENERGETYKI JĄDROWEJ Materiały szkoleniowe dla nauczycieli

47 Dziękuję Państwu za uwagę!