Od Redakcji: W początkach marca 2020 Fundacja im. Heinricha Bölla wraz z Instytutem na rzecz Ekorozwoju zorganizowała dyskusję na temat przyszłości przemysłu jądrowego w Polsce, na którą zaproszono Mycle’a Schneidera – doradcę PE w kwestiach energetyki, konsultanta ds. jądrowych w niemieckim ministerstwie środowiska oraz autora Raportu o stanie światowego przemysłu jądrowego 2019.
Poniżej przedstawiamy fragment tego raportu dotyczący porównania energii jądrowej i OZE.*
Koszty
Analiza uśrednionego kosztu produkcji energii LCOE (Levelized Cost of Energy) dla USA pokazuje, że całkowite koszty energii odnawialnej są obecnie niższe od kosztów węgla i gazu w układzie gazowo-parowym. W latach 2009-2018 koszty energii słonecznej w skali przemysłowej spadły o 88%, zaś koszty energii wiatrowej – o 69%, podczas gdy koszty energii jądrowej wzrosły o 23%.
Inwestycje
W 2018 roku zgłoszone decyzje inwestycyjne dotyczące budowy elektrowni jądrowych o mocy 6,2 GW osiągnęły łącznie ok. 33 mld USD, co stanowiło mniej niż jedną czwartą inwestycji w energię wiatrową i słoneczną, przy ponad 134 mld USD inwestycji w energię wiatrową i 139 mld USD w energię słoneczną, a tegoroczne inwestycje w elektrownie jądrowe były wyższe niż w latach ubiegłych.
Obraz ten uległ zniekształceniu w wyniku rozpoczęcia budowy niezwykle kosztownej elektrowni Hinkley Point C w Wielkiej Brytanii. Chiny pozostają największym inwestorem w odnawialne źródła energii, wydając 91 mld USD w 2018 roku. Suma ta jest jednak znacznie niższa niż rekordowe 146 mld USD zainwestowane w 2017 roku (wzrost o 20 mld dolarów w stosunku do wcześniejszych prognoz), co wynika ze spadku cen i zmiany polityki w omawianym roku).
Moc zainstalowana
W 2018 roku padł nowy rekord: w światowych sieciach energetycznych popłynęło 165 GW nowej mocy wytwórczych ze źródeł odnawialnych, w porównaniu z 157 GW w roku poprzednim. Wiatr dodał 49,2 GW, a fotowoltaika – 96,0 GW, nieco poniżej poziomów z 2017 roku. Moce te porównać należy z 8,8 GW wzrostem mocy netto dla energii jądrowej.
Wytwarzanie energii elektrycznej
Dziesięć z 31 państw posiadających elektrownie jądrowe: Brazylia, Chiny, Holandia, Hiszpania, Indie, Japonia, Niemcy, Meksyk, Republika Południowej Afryki i Wielka Brytania (są wśród nich trzy z czterech największych gospodarek świata) – w 2018 roku wytworzyło mniej energii elektrycznej z atomu niż ze źródeł odnawialnych innych niż woda. Do grona tych krajów w 2018 roku dołączyła Republika Południowej Afryki.
W 2018 roku roczny wzrost globalnej produkcji energii elektrycznej z energii słonecznej wyniósł 29%, a energii wiatrowej ok. 13%. Oba wskaźniki wzrostu są niższe niż w roku 2017, gdy sięgały one poziomu odpowiednio: 38% i 18%.
Produkcja energii jądrowej w 2018 roku wzrosła o 2,4%, głównie dzięki Chinom, w porównaniu z ze wzrostem o 1% w 2017 roku. W porównaniu z 1997 rokiem, kiedy podpisano Protokół z Kioto w sprawie zmiany klimatu, w 2018 roku na świecie wyprodukowano dodatkowe 1 259 TWh energii wiatrowej i 584 TWh energii elektrycznej z ogniw fotowoltaicznych, w porównaniu z dodatkowymi 299 TWh energii jądrowej.
W ciągu ostatniej dekady źródła odnawialne, z wyjątkiem dużych elektrowni wodnych, zapewniły więcej nowych kilowatogodzin niż węgiel lub gaz i dwa razy więcej niż woda, podczas gdy elektrownie jądrowe w 2018 roku wytworzyły mniej energii niż w 2008 roku.
W Chinach w 2018 roku, podobnie jak w poprzednich sześciu latach, produkcja energii elektrycznej wyłącznie z wiatru (366 TWh) znacznie przekroczyła produkcję energii jądrowej (277 TWh), a energia słoneczna też szybko nadrabia zaległości (178 TWh).
To samo zjawisko obserwuje się w Indiach, gdzie energia wiatrowa (60 TWh) trzeci rok z rzędu wyprzedza atom (niezmiennie produkując 35 TWh energii). Równocześnie produkcja prądu z energii słonecznej poszybowała w górę: z 11 TWh w 2016 roku do 31 TWh w 2018 roku, istotnie zbliżając się do energii jądrowej.
W 2018 roku w Stanach Zjednoczonych elektrowniom węglowym o łącznej mocy wytwórczej 211 GW (74% wszystkich amerykańskich instalacji) zagrażała konkurencja farm wiatrowych i słonecznych, które były w stanie generować takie same ilości energii po niższej cenie.
W kwietniu 2019 roku w Stanach Zjednoczonych źródła odnawialne (woda, biomasa, wiatr, słońce, źródła geotermalne) po raz pierwszy zapewniły więcej energii elektrycznej niż elektrownie węglowe. Produkcja energii wiatrowej i słonecznej w pierwszym kwartale 2019 roku wyprzedziła w Teksasie produkcję energii z węgla, co miało miejsce po raz pierwszy.
W Unii Europejskiej praktycznie wszystkie nowe moce dodane w 2018 roku pochodziły ze źródeł odnawialnych (95% energii wiatrowej, słonecznej i biomasy). Sam wiatr w 2018 roku dostarczył w UE 11,6% całkowitej mocy. Przodowały w tym: Dania (41%), Portugalia i Irlandia (28%), Niemcy (21%), Hiszpania i Wielka Brytania (19% – wzrost z 13,5% w 2017 roku). W porównaniu z 1997 rokiem, w 2018 roku turbiny wiatrowe w UE wyprodukowały dodatkowe 371 TWh, a ogniwa fotowoltaiczne 128 TWh, podczas gdy produkcja energii jądrowej spadła o 94 TWh.
Zmiany klimatu a energia jądrowa
Cel nadrzędny
Z uwagi na konieczność ochrony klimatu, musimy ograniczyć emisje CO2 w możliwie największym stopniu, przy jak najniższych kosztach i w możliwie najkrótszym czasie, dlatego pod uwagę należy brać: emisje, koszty i czas, a nie jedynie samą wielkość emisji.
Energia jądrowa a ochrona klimatu
Gdyby obecna produkcja energii jądrowej (jedna dziesiąta światowej produkcji prądu – bez własnego zużycia kopalni i elektrowni) podwoiła się, wypierając produkcję energii elektrycznej ze średniego koszyka paliw kopalnych, skutkowałoby to 4% ograniczeniem światowych emisji CO2. Rozbudowywana energetyka jądrowa mogłaby zastąpić inne źródła produkujące energię elektryczną, opalane paliwami kopalnymi lub źródła odnawialne. Odnawialne źródła energii i poprawa efektywności energetycznej mogą przyczynić się do zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego przynajmniej w takim samym stopniu, jak energia jądrowa.
Przemysł jądrowy stał się jedną z najpotężniejszych przeszkód w dalszym rozwoju odnawialnych źródeł energii poprzez przekierowanie popytu i kapitału. Nowe dotacje dla nieekonomicznych reaktorów w USA i preferencyjne zasady dotyczące przesyłu energii („nuclear must run”) w Japonii utrudniają konkurowanie na rynku energii, poprzez wykorzystanie źródeł odnawialnych i poprawę efektywności (dodatkowo dotacje w tym przypadku powodują obniżanie konkurencyjności efektywności energetycznej, dzięki czemu technologie proefektywnościowe są mniej opłacalne.
Za tym z kolei nie idzie inny dobry trend: jeśli wdroży się technologie niskoenergetyczne, to wymagają one do zasilenia zdecydowanie mniej energii, którą można spokojnie wyprodukować (i zmagazynować) w sposób zeroemisyjny, ale (jeszcze na razie) po wyższej cenie. W efekcie, zestawiając wszystkie koszty, wyższe ceny energii i tak są kompensowane przez oszczędności w jej zużyciu. Dotyczy to w szczególności zastąpienia źródeł o niskiej sprawności – w tym jądrowych – przyp. M. Popkiewicz, weryfikator tłumaczenia).
Opcje niejądrowe w większym stopniu ograniczają emisje CO2 w przeliczeniu na każdy wydany dolar.
Koszty budowy nowych obiektów jądrowych rosną od wielu lat (p. poprzednie edycje Raportu). Tylko w ciągu ostatnich pięciu lat ceny energii słonecznej i wiatrowej w Stanach Zjednoczonych spadły o dwie trzecie, co przełożyło się na 5-10-krotny spadek funduszy dostępnych dla energetyki jądrowej. Budowa nowej elektrowni jądrowej kosztuje wielokrotnie więcej w przeliczeniu na kWh, dlatego z każdego wydanego dolara istotnie mniej inwestuje się w rozwiązania służące ochronie środowiska niż ma to miejsce w przypadku innych projektów niskoemisyjnych (poprawiających efektywność energetyczną lub wykorzystujących wiatr i energię słoneczną).
Nowe technologie nic tu nie zmieniają: w najnowszych projektach jądrowych, tzw. reaktorach generacji III+, ~78–87% całkowitych kosztów przypada na część niejądrową. Gdyby więc ~13–22% przypadające na część jądrową (nuclear island) nie kosztowało ani grosza, pozostała część elektrowni i tak nadal byłaby rażąco niekonkurencyjna w stosunku do odnawialnych źródeł energii lub działań mających na celu wzrost efektywności energetycznej. Oznacza to, że nawet darmowa para wodna, pochodząca z dowolnego rodzaju paliwa lub rozszczepienia, nie jest wystarczająco atrakcyjna cenowo, ponieważ pozostała część elektrowni kosztuje zbyt wiele.
Biznesowe uzasadnienie dla nowoczesnych źródeł odnawialnych jest tak przekonujące, że najnowsze oficjalne amerykańskie prognozy, od połowy 2019 do połowy 2022 roku przewidują wzrost wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych o 45 GW w okresie, oraz spadek produkcji netto o 7 GW dla energetyki jądrowej i 17 GW – dla węgla.
W wielu krajach posiadających elektrownie jądrowe konkurencją dla atomu stają się nowe źródła odnawialne ze względu na koszty eksploatacji, utrzymania i paliwa. Dane dotyczące poszczególnych reaktorów nie są dostępne, jednak publikowane informacje pokazują, że wiele elektrowni jądrowych nie jest już konkurencyjnych. Ich zamknięcie nie przełoży się bezpośrednio na ograniczenie emisji CO2, ale może pośrednio zadecydować o większym ograniczeniu CO2 niż zamknięcie elektrowni węglowej. Stanie się tak w przypadku, gdy oszczędności związane z wyeliminowaniem wysokich kosztów operacyjnych elektrowni jądrowej, zostaną ponownie zainwestowane w podniesienie efektywności lub w tanie nowoczesne źródła odnawialne, które z kolei zastąpią więcej instalacji produkujących energię ze źródeł kopalnych.
Zastąpienie zamkniętych elektrowni jądrowych
Cztery przypadki z czterech stanów w USA pokazują, że poprawa efektywności energetycznej, w połączeniu z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii, nie tylko rekompensuje ograniczenia produkcji energii jądrowej, ale pozwala również na zmniejszenie produkcji energii z węgla i prowadzi do ogólnej redukcji emisji CO2.
Opcje niejądrowe pozwalają w większym stopniu ograniczyć emisje CO2 w skali roku. W latach 70. i 80. w Belgii, Francji, Szwecji i Stanach Zjednoczonych energetyka jądrowa rozwijała się wyjątkowo szybko. Obecnie wiele krajów znacznie intensywniej rozwija energetykę odnawialną niż programy jądrowe (Chiny, Indie, Hiszpania, Niemcy, Szkocja, Wielka Brytania, Włochy).
Kluczowe znaczenie ma fakt, że obecne programy jądrowe realizowane są wyjątkowo powoli, podczas gdy projekty dotyczące odnawialnych źródeł energii, realizowane są wyjątkowo szybko (dokumentują to raporty o stanie przemysłu jądrowego z ostatniej dekady). Zgodnie z najnowszą oceną, budowa nowych elektrowni jądrowych trwa od 5 do 17 lat dłużej niż budowa elektrowni słonecznych czy wiatrowych na lądzie, dlatego istniejące elektrownie zasilane paliwami kopalnymi wyemitują znacznie więcej CO2, zanim zostaną zastąpione technologią jądrową.
W 2018 roku, inne niż wodne źródła odnawialne, pod kątem tempa wdrażania nowej produkcji energii wyprzedziły najbardziej agresywne programy jądrowe na świecie, w Chinach – dwukrotnie, w Indiach – trzykrotnie. Stabilizacja klimatu wymaga podjęcia natychmiastowych działań, podczas gdy programy jądrowe realizowane są powoli. Nie zaspokajają żadnych potrzeb technicznych ani operacyjnych, których ich niskoemisyjni konkurenci nie mogliby zaspokoić lepiej, taniej oraz szybciej.
Każdy dolar zainwestowany w utrzymywanie nieekonomicznych reaktorów w mniejszym stopniu ogranicza emisje CO2 w skali roku niż reinwestowanie wyeliminowanych kosztów operacyjnych (nie mówiąc już o nakładach na dotacje) w poprawę efektywności i rozwój energetyki odnawialnej.
*w Nr 5/20 SN opublikowaliśmy informacje z tego Raportu dotyczące Fukushimy - Raport o stanie Fukushimy
Więcej –https://pl.boell.org/pl/2020/03/23/discussing-future-nuclear-industry-poland
Cały Raport - https://pl.boell.org/en/2020/02/25/world-nuclear-industry-status-report-2019