Małe reaktory modułowe w Polsce. Czy atomowe plany Orlenu i Synthosu są realistyczne?

Początek ubiegłego tygodnia przyniósł nam oczekiwaną w polskim światku energetycznym prezentację Orlenu i Synthosu o ich atomowych planach.

Na prezentację, na której miały być ujawnione pierwsze potencjalne lokalizacje, oczekiwano z mieszanymi uczuciami. Z jednej strony poważne podmioty chcące zainwestować w bezemisyjną generację energii to coś, z czego należałoby się cieszyć – a Orlen jest z pewnością w tej chwili w polskiej energetyce graczem wagi najcięższej. Z drugiej jednak świeżo w pamięci tkwiły wielkie zapowiedzi prezesa Orlenu Daniela Obajtka, który obiecywał zbudować niemal 80 reaktorów w blisko trzydziestu elektrowniach (dokładne liczby ulegały korektom pomiędzy konferencjami prasowymi) w ciągu dwóch najbliższych dekad, a pierwsze jeszcze do końca tej. Tamte deklaracje budziły wśród specjalistów (a, sądząc po mediach społecznościowych, nie tylko) uczucia z pogranicza niedowierzania i rozbawienia.

Prezentacja pod wieloma względami nie rozczarowała. Lokalizacje istotnie pojawiły się i to takie, które musiały wzbudzić żywe reakcje.

Na pewno możemy też powiedzieć, że potencjalni inwestorzy na serio przystąpili już do realnych analiz, popartych zresztą marką renomowanych podwykonawców, choć na tym etapie muszą one z natury być jeszcze dość powierzchowne. Ale zanim przejdziemy do samych lokalizacji, pójdźmy o krok wstecz i przyjrzyjmy się jakiż to atom chcą nam Orlen z Synthosem budować.

Czym są małe reaktory modułowe

Synthos, a następnie Orlen Synthos Green Energy wybrały do realizacji swoich planów technologię reaktora BWRX-300 firmy GE Hitachi Nuclear Energy. Zalicza się ją do klasy tak zwanych „małych reaktorów modułowych” (ang. Small Modular Reactors, SMR). To pojęcie, które robi ostatnio wielką karierę w debacie publicznej, to dość ogólna kategoria obejmująca przeróżne nowe konstrukcje relatywnie niewielkich jądrowych bloków energetycznych.

Do niedawna przyjmowano, że „relatywnie niewielki” oznacza maksymalnie 300 MW z bloku (czyli akurat tyle, ile ma mieć konstrukcja GE Hitachi), aczkolwiek od jakiegoś czasu brytyjski Rolls Royce dokonuje dalszego rozmycia pojęcia, używając go do określenia swojej propozycji bloku skali 480 MW.

Do tej pory różne podmioty gospodarcze i badawcze zaproponowały przeszło 80 rozwiązań technicznych, które klasyfikuje się jako SMR-y. Są to koncepcje przeróżne, od zwyczajnie pomniejszonych wersji doskonale znanych konstrukcji, przez propozycje reaktorów reprezentujących odmienne zasady działania, po koncepcje nieomal „przydomowych” mikroreaktorów.

Z wyjątkiem dwóch chińskich prototypów, które nie są przewidziane do eksportu na Zachód, żadna z tych konstrukcji nie osiągnęła jeszcze etapu sfinalizowanego projektu podstawowego, nie mówiąc już o wykonawczym, czy jakiejkolwiek realizacji.

Pomniejszona wersja starszej konstrukcji

Na tle wszystkich propozycji reaktorów SMR, BWRX-300 wyróżnia się po pierwsze tym, że jest relatywnie duży – odpowiadając skalą wielu blokom energetyki konwencjonalnej (w Polsce pracuje bardzo wiele bloków o mocach 200–380 MW), a po drugie wysokim stopniem dopracowania konstrukcji, która stanowi pomniejszoną wersję wcześniejszej konstrukcji GE Hitachi, wielkoskalowego reaktora ESBWR.

Ten ostatni nie został nigdy zrealizowany, ale przeszedł całą trudną ścieżkę oceny przez amerykański dozór jądrowy zwieńczoną uzyskaniem zezwolenia na budowę prototypowego bloku. Do budowy ostatecznie nie doszło z uwagi na decyzje inwestora. Sam BWRX jednakże dopiero taką ścieżkę przechodzi, przy tym zarówno w USA, jak i w Kanadzie.

Reaktor GE Hitachi charakteryzuje się konstrukcją czerpiącą garściami z kilkudziesięciu lat doświadczeń General Electric z reaktorami wodnymi wrzącymi, zawiera jednak szereg innowacyjnych skądinąd rozwiązań, których skuteczność w zakresie zapewniania bezpieczeństwa musi zostać potwierdzona w przewidziany przepisami sposób. Ciężar dowodu leży tu na dostawcy, a proces jest długotrwały i skomplikowany. Dopiero po jego zakończeniu będzie można sfinalizować projekt reaktora, a następnie całej elektrowni.

Pytania o terminy

Już z tego samego wynika konieczność zachowania pewnej ostrożności w kwestii terminów możliwej realizacji pierwszych instalacji.

Pierwszy inwestor, jaki zdecydował się na realizację instalacji z takim reaktorem, kanadyjskie Ontario Power Generation, deklaruje obecnie przekazanie jej do eksploatacji w roku 2029. Jest to zamierzenie dość ambitne, choć może być wykonalne, o ile nic nie pójdzie źle. Tymczasem Orlen z Synthosem chcą podążyć za Kanadyjczykami z przesunięciem zaledwie o jeden rok. Tu już warto postawić pewien znak zapytania. Realizacja drugiej jednostki na drugim końcu świata, w oparciu o inny łańcuch dostaw (z wykorzystaniem lokalnego polskiego przemysłu) i odmienne przepisy z przesunięciem zaledwie o rok, jest już sama w sobie pomysłem ambitnym.

Do tego warto dodać fakt, że OPG ma już wybraną i potwierdzoną lokalizację, dla której dysponuje nawet ważną decyzją o lokalizacji nowego obiektu jądrowego wydaną przez kanadyjską służbę dozoru jądrowego; rozpoczęła nawet pierwsze prace przygotowawcze na placu budowy. OSGE niczego podobnego jeszcze nie ma i choć polski inwestor wykonał wstępną analizę szeregu lokalizacji, to szczegółowe i głębokie badania lokalizacyjne i środowiskowe jeszcze przed nim. Ze względu na długotrwałość niektórych z wymaganych pomiarów nie jest możliwe, aby takie badania wykonać w rok, nie mówiąc już o uzyskaniu jakichkolwiek decyzji urzędowych.

Ponadto w Polsce powinno te prace poprzedzić uzyskanie tzw. decyzji zasadniczej wydawanej przez ministra właściwego ds. energii.

A jeszcze ambitniejsze są pomysły na budowanie znacznej liczby takich instalacji w krótkim okresie. To ostatnie wydaje się z jednej strony mało ostrożne, w technice na ogół prototypowe instalacje nie są doskonałe i warto wnioski z nich wdrażać w kolejnych realizacjach, a z drugiej mało realne choćby pod względem tego, ile jednoczesnych inwestycji jądrowych jest w stanie udźwignąć Polska jako kraj – i to na wielu poziomach: dozoru jądrowego, ale także personelu do realizacji. Jest ograniczona liczba ekip zdolnych do budowy elektrowni, a budowa reaktora małego potrzebuje takiego samego wykwalifikowanego kierownictwa, jak budowa dużego.

Czy potencjalne lokalizacje mają sens?

Przejdźmy jednak do tematu lokalizacji. Przedstawione przez OSGE propozycje są dość różnorodne. Być może najmniej zaskakujące są położone pod Oświęcimiem Stawy Monowskie – od dawna podejrzewano, że z uwagi na siedzibę Synthosu to w tym rejonie może powstać pierwsza instalacja. Pozostałe lokalizacje stanowią jednak pewną nowość.

Na pewno interesującym i technicznie zasadnym pomysłem wydaje się Ostrołęka, która nie może doczekać się zastępstwa dla wyeksploatowanej elektrowni węglowej. Lokalizacja ta jednak może napotkać problemy z gatunku memicznych, związanych z niesławną próbą budowy w niej nowego bloku węglowego (co może mieć swoje konsekwencje już w zupełnie poważnej dziedzinie komunikacji społecznej).

Najciekawsze jednak – i potencjalnie najbardziej kontrowersyjne – są lokalizacje „miejskie”: Dąbrowa Górnicza, Kraków i „okolice Warszawy”. Widać, że OSGE stara się wyszukiwać miejsca, w których instalacja jądrowa mogłaby posłużyć do zasilania albo zakładów przemysłowych, albo dużych systemów ciepłowniczych. Zapewnienie bezemisyjnego zastępstwa dla elektrociepłowni węglowych to temat nietrywialny, a w dużych systemach miast wojewódzkich nieomal na dziś nierozwiązywalny. Budowa reaktorów o relatywnie niedużej mocy je zasilających zdecydowanie mogłaby pomóc w dekarbonizacji zawodowego ciepłownictwa. Ale czy uda się to zrobić?

Elektrownie jądrowe w miastach?

Jedną rzecz należy powiedzieć jasno: taką instalację można zbudować w sposób zapewniający bezpieczeństwo mieszkańców. Nawet tak blisko dużego miasta, jak w przypadku pokazanej lokalizacji w krakowskiej Nowej Hucie (dla Warszawy nie pokazano konkretnego miejsca, chociaż eksperci OSGE mówią raczej publicznie o „okolicach” Warszawy, a nie samym mieście). Znane są zresztą przypadki elektrowni jądrowych pracujących w miastach lub na przedmieściach – i to elektrowni starszych i obliczeniowo mniej bezpiecznych (choć nadal bardzo bezpiecznych). Belgijska EJ Doel pracuje 15 km od ścisłego centrum Antwerpii, kanadyjska EJ Pickering 30 km od śródmieścia Toronto, a dawna niemiecka EJ Krümmel znajdowała się też 30 km od centrum Hamburga.

Taka lokalizacja wiąże się jednak z szeregiem wyzwań.

• Po pierwsze trzeba zwyczajnie przekonać do inwestycji znacznie więcej ludzi.
• Po drugie, niezależnie od tego, że instalacja będzie bezpieczna, konieczne będzie opracowanie planów postępowania na wypadek sytuacji awaryjnych dla obszaru gęsto zaludnionego, co jest zwyczajnie trudniejsze i niewątpliwie wzbudzi kontrowersje.
• Po trzecie wreszcie będzie to wymagało bardzo dobrej współpracy inwestora, władz centralnych oraz władzy samorządowej. Pewnym ostrzeżeniem jest tu przypadek amerykańskiej Elektrowni Jądrowej Shoreham położonej na Long Island niedaleko metropolii nowojorskiej, którą ukończono, ale nigdy nie przekazano do eksploatacji ze względu na brak porozumienia pomiędzy inwestorem a właśnie władzami lokalnymi w kwestii planowania awaryjnego.

Oczywiście w polskim ustroju kompetencje poszczególnych organów wyglądają inaczej, tym niemniej trudno sobie wyobrazić realizację, a tym bardziej eksploatację tego typu instalacji wbrew mieszkańcom i wybranemu przez nich samorządowi.

Ostatecznie zatem na pewno można stwierdzić, że OSGE mierzy wysoko. W kwestii harmonogramu nawet zbyt wysoko. Tym niemniej konsekwentna realizacja choćby części wskazanych zamierzeń, co do zasady technicznie realizowalnych i opartych o solidne założenia inżynierskie, niechby i z kilkuletnim poślizgiem, może przyczynić się do dalszej dekarbonizacji polskiego systemu energetycznego. A bezemisyjne źródła energii nie są z pewnością czymś, co w Polsce występować będzie w nadmiarze jeszcze przez długie lata.