Koszty energetyki jądrowej Instytut Energii Atomowej, Swierk

Prezentacja na temat: "Koszty energetyki jądrowej Instytut Energii Atomowej, Swierk"— Zapis prezentacji:

1 Koszty energetyki jądrowej Instytut Energii Atomowej, Swierk
Do dyskusji Koszty energetyki jądrowej i OZE Dr inż. A. Strupczewski Przewodniczący Komisji Bezpieczeństwa Jądrowego Instytut Energii Atomowej, Swierk

2 Czy zużywamy za dużo energii elektrycznej?
Polska Węgry Hiszpania Niemcy W.Brytania Dania Holandia Czechy Francja Belgia Finlandia Szwecja Luksemburg

3 Zużycie energii elektrycznej na mieszkańca Polski należy do najniższych w UE, 2 x niższe od średniego dla krajów UE-15 Wskaźniki zużycia energii elektrycznej brutto / finalnej [MWh/os.]: Polska – 3,8/2,6, UE-15 – 7,4/6,6 UE-27 – 6.7/5,6 Zużycie energii elektrycznej na mieszkańca Polski znacznie niższe od średniego zużycia dla krajów UE-27. Niższe niż Polsce zużycie energii elektrycznej mają tylko Rumunia, Łotwa i Litwa Wobec tego, że zużycie energii elektrycznej w Polsce na mieszkańca jest bardzo niskie, a na jednostkę PKB porównywalne ze średnim dla UE, potencjał jej oszczędzania jest względnie niewielki, Przyczyną wysokich wskaźników emisji CO2 jest dominacja węgla w strukturze zużycia energii pierwotnej brutto i wytwarzania energii elektrycznej

4 Zużycie energii elektrycznej na jednostkę PKB (PPP)

5 EJ niezbędne dla Unii Europejskiej by ograniczyć emisje CO2
Każde 22 tony uranu wykorzystanego jako paliwo w EJ zaoszczędza milion ton CO2, które spowodowałoby spalenie węgla Gdy w Europie zapalają się światłe, jedna trzecia jest zasilana przez EJ Emisja CO2 jakiej unikamy dzięki EJ to wielkość równa całkowitej emisji CO2 z 200 milionów samochodów osobowych w Unii Europejskiej (722 milionów ton rocznie) .

6 Emisje gazów cieplarnianych z różnych źródeł energii

7 Czy uratuje nas spalanie biomasy i biogazu?
Koszty wytwarzania w elektrowniach biomasowych w Polsce 267 zł/MWh –zrąbki drewna (EPK), 359 zł/MWh słoma (EPK) Wg KAPE zł/MWh Elektrownie opalana biogazem Koszt metanu pozyskiwanego z biogazu wyższy niż gazu ziemnego. Jednostkowe nakłady inwestycyjne (biogazownia + elektrownia) Euro/kW, 3-5 x wyższe niż EJ. Koszty całkowite zł/MWh (7000 h/a – 5000 h/a) Nawet dolna granica przekracza cenę OZE w Polsce. (360 zł/MWh)

8 Energia wiatru jest zmienna – wymaga wysokich inwestycji i jest droga
Łącznie w 2002 roku było w Zachodniej Danii 52 dni, gdy wiatr dostarczał mniej niż 1 % zapotrzebowania. Moc systemu energetycznego musi wystarczać na pokrycie potrzeb odbiorców niezależnie od mocy wiatraków [1] dena grid study Wg raportu E.On. w Niemczech przy planowanej mocy zainstalowanej w wiatrakach wynoszącej w 2020 r. ponad 48,000 MW można będzie zastąpić nimi tylko 2,000 MW z tradycyjnych źródeł energii. Konieczne jest utrzymywanie w systemie rezerwy wirującej - elektrowni pracujących na biegu luzem.

9 Jakiego współczynnika wykorzystania mocy możemy oczekiwać w Polsce?
Współczynnik obciążenia w Danii w 2002 r. wyniósł 16,8%, w 2003 r. 19% (w lutym 2003 moc z 6000 wiatraków w Danii wyniosła 0!) Wiatraki na lądzie w Wielkiej Brytanii pracowały w 2003,r przy obciążeniu średnim 24,1%, Średnia dla Niemiec w latach wyniosła 14.7%. W USA nadająca się do wykorzystania moc wiatraków w 2002 roku wyniosła 12,7% mocy zainstalowanej, w Kalifornii średnia wyniosła 20%.

10 W Polsce wiatry są znacznie słabsze niż w Danii i W. Brytanii
Farma wiatrowa na Mazurach MWe 400 mln euro Przy wsp. obc. 17% koszt inwestycyjny mocy średniej wyniesie Euro/kWe 100 euro/MWh x 200 x 8784x = 288 mln euro /rok KTO Płaci? MY!!! Koszt OZE jest o 200% większy niż z elektrowni węglowych W Danii wiatraki powodują miliard koron strat rocznie W Polsce dodatkowo wiatry są słabsze niż w Danii – 5 m/s w Łebie, a nie 7 czy 11 m/s. Wiatraki wymagają niemal 100% mocy rezerwowej w sieci Obszary upraw energetycznych są ograniczone. 15% z OZE będzie bardzo trudno osiągnąć w Polsce

11 Stąd otrzymujemy nakłady inwestycyjne przypadające na jednostkę energii elektrycznej
·         na wiatr w wysokości MEuro/TWh, ·         na elektrownię jądrową 3.3 MEuro/TWh. Oznacza to, że przy mocy 1000 MWe budowana obecnie elektrownia wiatrowa dostarczy w ciągu życia 42 TWh, a a elektrownia jądrowa 473 TWh

12 Subsydia dla wiatraków – ile to jest? I co zyskujemy?
Co oznacza ulga podatkowa 1,9 centa/kWh? Dla wiatraków produkujących 7.8 TWh/rok (tyle co EJ MWe) jest to 7800 x kWh/rok x 0,019 USD = 148 milionów USD/rok. Przez 60 lat daje to mln USD = 8,9 mld USD A oprócz tego oczywiście wiatraki dostają zapłatę na produkowany prąd i mają gwarancję, że sieć odbierze od nich każdą ilość prądu i to w dowolnym momencie. I bez żadnej odpowiedzialności – wiatraki mogą przestać dostarczać prąd w każdej chwili, a o zapewnienie zasilania musi troszczyć się ktoś inny. Wprowadzenia wiatraków do sieci nie można porównać do jazdy na rowerze i pozostawienia samochodu w garażu. Jest to raczej jakbyś jechał na rowerze i kazał komuś jechać za tobą autem, abyś mógł się w każdej chwili przesiąść jeśli poczujesz się zmęczony. Rozwój turbin wiatrowych nie zmniejsza emisji CO2 w Danii— Flemming Nissen, Head of Development, ELSAM, Dania

13 Podobno wiatr jest za darmo – ale Duńczycy płacą za elektryczność najwięcej w Unii Europejskiej...

14 Koszty spalania węgla z sekwestracją CO2
Koszty wytwarzania elektryczności - kotły pyłowe lub ze złożem fluidalnym (par. nadkrytyczne), układy ze zgazowaniem węgla (IGCC) – z IOS, lecz bez usuwania CO euro/kW, PLN/MWh* Technologie j.w. - lecz z wychwytem i składowaniem CO2) euro/kW, PLN/MWh Stosując technologię CCS można usunąć do 90% CO. Obniżenie sprawności wytwarzania: o 9-12 pkt proc. Wzrost kosztów (jedynie w elektrowniach): wytwarzania energii elektrycznej o 20-70% (poziom 20% może zostać osiągnięty ok. 2020r.), nakładów inwestycyjnych o ok. 30%. Zastosowanie usuwania CO2 w obecnie istniejących kotłach jest nieracjonalne (najwyższy wzrost kosztów: o ok. 70%); należałoby zastosować spalanie w tlenie i układy ze zgazowaniem węgla (IGCC), które są o ok. 30% droższe

15 Przyczyny trudności finansowych British Energy – rabunkowa eksploatacja gazu
W latach szczytowe wydobycie gazu spod M. Pn.- teraz gazu brakuje Cena elektryczności spadła o 40 % od 1998 do 2002 r. Cena hurtowa – 16,5 Ł/MWh, była poniżej kosztów BE 19 Ł/MWh Dodatkowo BE płaciła podatek od emisji CO2 – 80 mln Ł/rok Trudności przeżyły i inne firm energetyczne – Drax, E.On… BE przeżyła dzięki konwersji długu na akcje. Obecnie jest w pełni konkurencyjna, dochodowa. Cena akcji wzrosła z 2,6 p w 2005 r do 48 p w 2007 r. Wielkim błędem modelu rynkowego gospodarki w Wielkiej Brytanii było niedocenianie wartości tych zasobów – J. Stern, Oxford Historical natural gas prices in the period for the U.K. (National Balancing Point or NBP), the U.S. (Henry Hub) and continental Europe (German Border Price or GBP). [The Transatlantic Tango, First Evidence of the Growing Global Gas Market, III Quarter 2007 PACE

16 Czasy budowy EJ – dla nowych 4-5 lat, a dla starych?
Watts Bar 1 – ma już za sobą 12 lat bezpiecznej pracy, Wsp. Obc. 95%, praca ciągła rekord przez 512 dni, 1170 MWe, zasila domów

17 Przyczyny opóźnień w budowie EJ z reaktorem EPR 1600 MWe w Olkiluoto 3
AREVA zawarła kontrakt nie mając jeszcze rysunków wykonawczych - świadome ryzyko - opłacalne. EPR w Olikuoto 3 pierwszą EJ po długiej przerwie firm z 27 krajów. Proces uczenia się nowej i trudnej technologii. Np. polska firma Energomontaż pierwszy raz produkowała wykładzinę dla obudowy bezpieczeństwa EJ. Moc EPR (1600 MWe) większa niż poprzednio (1˛450 MWe). Powiększa to trudności wykonawcze. Nowe koncepcje podnoszących bezpieczeństwo, ale wymagające specjalnego wykonawstwa, np zapobieganie możliwości rozerwania rurociągu Trudności wykonawcze spowodowały konieczność dwukrotnego wykonywania rurociągów.

18 Wiara Finów w energetykę jądrową uzasadniona wynikami pracy EJ
Moc bloków 1 i 2 w Olikiluoto podnoszono 3 razy , a wsp. obciążenia wynosi około 95% Firmy energetyczne w Finlandii wierzą, że trudności z Olkiluoto 3 nie powtórzą się i planują dalsze trzy elektrownie jądrowe . W 2007 TVO zapowiedziało budowę Olkiluto 4, Fortum budowę Loviisa-3, a zjednoczenie Fennovoima Oy  chce zbudować reaktor MWe, który zacznie pracę w latach 2016 – Wszystkie 3 firmy złożyły już raporty o wpływie Ej na środowisko.

19 Które źródła energii dadzą miejsca pracy w Polsce?
Elektrownia Jądrowa: średnio 1000 osób/1000 MWe Ponadto: dozór jądrowy, organizacje wsparcia technicznego dla dozoru, biura projektowe (Energoprojekt), Przy budowie: 1500 firm z 27 krajów przy budowie 1-go bloku EPR Podczas eksploatacji – 20 mln euro/rok dla gminy, wszystkie zamówienia dla EJ poprzez miejscowe firmy dostawcze, obroty 37 mln euro/rok EJ z dwoma reaktorami PWR o mocy 1300 MWe każdy, dostarcza łącznie do sieci energetycznej 18 TWh rocznie - zatrudnienie bezpośrednie dla 680 osób personelu EdF i około 2000 osób z zewnątrz, zatrudnianych przy okazji planowych remontów i konserwacji elektrowni Zakłady przemysłowe: FAKOP. RAFAKO. ZAMECH, CHEMAR, KFAP, ENERGOMONTAŻ,

20 Względna aktywność firm polskich i obcych w podgrupach OZE do 2015 r.
wg Wiśniewski, 2007

21 Mit szerzony przez Greenpeace: Rzekomy brak uranu
Greenpeace twierdzi, że zabraknie nam uranu. Twierdzi, że gdy zostaną tylko rudy ubogie, trzeba będzie więcej energii na wydobycie uranu, niż można uzyskać przez jego rozszczepienie w EJ! Greenpeace przygotował swą akcję starannie – wynajął inżynierów chemików, pp. Storm van Leuwena i Smitha (dalej będą w skrócie nazywani SLS) by przygotowali odpowiednie argumenty. SLS przejęli wygodne dla ich tezy uproszczenie: Energia potrzebna jest odwrotnie proporcjonalna do zawartości uranu w rudzie. Punkt wyjścia do ocen - energia zużywana w USA w latach 70-tych w kopalniach o grubej warstwie nadkładu. Ziognorowali oni postęp w ciągu 40 lat – i oczekiwany w przyszłości - i fakt że wiele warstw nadkładu jest cienkich. Kategoryczne stwierdzenie SLS: Z ubogiej rudy uranowej poniżej 0,013 %U3O8 NIE MOŻNA uzyskać energii netto w cyklu paliwowym EJ

22 Kopalnia Trekkopje w Namibii, 0.0126% U3O8
Fakt: Z rudy zawierającej 0.013% Uranu otrzymujemy 275 razy więcej energii niż zużywamy na jej wydobycie i oczyszczenie Kopalnia Trekkopje w Namibii, % U3O8 Cała energia potrzebna na wydobycie i oczyszczenie uranu dla całej kopalni rocznie: TJ(t)/a, Roczna produkcja uranu t(U)/a Energia potrzebna na uzyskanie tony uranu nat.: TJ(t)/t(U) Energia uzyskiwana w EJ z 1 tony uranu nat. 161 TJ(el)/t(U) = 483 TJ(t)/t(U) w jednostkach energii cieplnej. A więc otrzymujemy 275 razy więcej energii niż potrzeba na wydobycie i oczyszczenie uranu o zawartości % w rudzie. Jeśli nawet na rekultywację kopalni potrzeba będzie drugie tyle energii – a jest to mocno zawyżone – to i tak bilans jest niewątpliwie dodatni. Ubogie rudy można wykorzystywać.

23 Czy Trekkoppje może zużywać tak dużo energii jak twierdzą SLS?
Energia postulowana wg wzorów SLS na wydobycie rudy 0,013 % E(0,013)= 29,3 TJ/tU Gdyby to była prawda w Trekkopje, przy rocznym wydobyciu uranu t(U)/rok, trzeba byłoby zużyć energię 29,3 TJ(t)/t(U) x 4884 t(U) = 143 PJ(t) . Ale całe zużycie energii elektrycznej w Namibii ze wszystkimi kopalniami uranu i innych minerałów wynosi 2.77 mld kWh = 9.97 PJ, a całkowite zużycie elektrycznej i cieplnej (ropa naftowa i jej przetwory) na cały kraj quadów = 59,7 PJ(t) Postulowane przez SLS zużycie energii dla Trekkopje jest więc 2-krotnie większe niż rzeczywiste zużycie energii dla całego kraju!

24 Sprawdzenie finansowe prawdziwości twierdzeń SLS
Gdyby twierdzenia SLS były słuszne, to kopalnia Trekkopje przynosiłaby ogromne straty. Energia potrzebna dla Trekkopje równa według wzoru SLS 29,3 TJ(t)/t(U) kosztowałaby USD/t(U). Przy cenie uranu 130 USD/kg (U) każda tona uranu przynosiłaby stratę USD! Kto chciałby budować taką kopalnię? Zmiany cen uranu i ropy w okresie Ranger, Rossing, Trekkopje, Valencia: wszystkie te kopalnie przynosiłyby straty, gdyby twierdzenia SLS były prawdziwe!

25 Uwaga: SLS podawali wielkość potrzebnej energii jako sumę energii cieplnej i elektrycznej dodawanej bezpośrednio bez uwzględnienia, że energia elektryczna jest zwykle mnożona przez 3 by uzyskać równoważna energię cieplną. Wielkość energii dla kopalni Trekkopje uwzględnia wszystkie rodzaje energii i przelicznik E= E(t) + 3 E(el).