IX Kongres Nowego PrzemysłuWarszawa, 11.10.2012

IX Kongres Nowego PrzemysłuWarszawa, 11.10.2012

Energetyka jądrowa: czysta i opłacalna

Prof. dr inż. A. Strupczewski

Narodowe Centrum Badań Jądrowych

Czemu Polska chce budować elektrownie jądrowe III generacji?

Czemu Polska chce budować elektrownie jądrowe III generacji?

Potrzeba nowych źródeł energii

• Węgiel w Polsce coraz droższy- już obecnie importujemy netto 9 mln ton /rok – i wyczerpuje się, a koszty emisji CO2 podnoszą cenę energii elektrycznej z elektrowni węglowych.

OZE same nie wystarczą.

• Dostarczają energię w sposób przerywany, nieprzewidywalny, spadki siły wiatru powodują długotrwałe przerwy,

• Są drogie a koszty ich stale rosną.

• Obecnie cena energii z OZE jest ponad 2 x większa niż z elektrowni systemowych

Potrzebujemy taniej energii jądrowej by utrzymać rozsądne ceny energii.

Elektrownie jądrowe – to czyste niebo i woda, tania energia elektryczna i zachowanie węgla dla przyszłych pokoleń

EJ Loviisa w FinlandiiZdjęcie pokazane za zezwoleniem FORTUM

Dawki od elektrowni jądrowych mniejsze niż różnice tła promieniowania naturalnego

Dawki od elektrowni jądrowych mniejsze niż różnice tła promieniowania naturalnego

Dawka od EJ – 0,01 mSv/rok

Różnica tła promienio-wania między Krakowem a Wrocławiem- 0,39 mSv/rok

A w razie awarii?A w razie awarii?

Bilans pracy 430 elektrowni jądrowych przez 50 lat - bardzo dobry

Nikt nie stracił życia ani zdrowia wskutek promieniowania przy awarii elektrowni jądrowej – poza Czarnobylem, który był budowany według innych zasad.

Elektrownie III generacji- .znacznie bezpieczniejsze niż dotychczasowe

Ludność poza strefą ograniczone użytkowania zupełnie bezpieczna, nawet po ciężkiej awarii

Promień tej strefy np. dla reaktora EPR – to 800 metrów.

Po awarii projektowej reaktora EPRPo awarii projektowej reaktora EPR

800 m3 000 m

Po ciężkiej awarii - nie potrzeba działań interwencyjnych

D(rok) ≥ 10 mSv

Po awarii projektowej D(rok)≤ 10 mSv

Nie potrzeba działań interwencyjnych

Szkody na zdrowiu i inne koszty zewnętrzne dla typowej lokalizacji w UE-15: najniższe dla EJ

Czemu nastąpił renesans energetyki jądrowej?

Czemu nastąpił renesans energetyki jądrowej?

Renesans energetyki jądrowej na całym świecie jest faktem. Przygotowanie budowy elektrowni jądrowych trwa długo, więc liczba elektrowni w stanie budowy rośnie powoli, ale trwają intensywne działania przygotowawcze i zawierane są kontrakty na budowę nowych bloków.

Po Fukushimie Niemcy zdecydowały się wycofać z energetyki jądrowej, Włosi wstrzymali budowę EJ u siebie – ale budują je na Słowacji i eksploatują EJ w Hiszpanii, a Szwajcarzy wstrzymali budowę nowych EJ i zamierzają wycofać się z EJ. Ale inne kraje nadal popierają budowę nowych EJ. Trwa budowa 60 bloków w 14 krajach. Zaplanowano budowę dalszych 150 reaktorów o mocy 177 GWe a proponuje się budowę dalszych 330 bloków.

Powód główny to właśnie opłacalność energetyki jądrowej.

Współczynniki obciążenia dla EJ stale rosnąWspółczynniki obciążenia dla EJ stale rosną

http://www.nei.org/newsandevents/newsreleases/setrecordhighs/

Prognoza kosztów energii elektrycznej przy początku budowy elektrowni w 2030 r.

Prognoza kosztów energii elektrycznej przy początku budowy elektrowni w 2030 r.

Mott MacDonald (2011) Costs of low-carbon generation technologies

Energetyka jądrowa jest najtańszym sposobem redukcji emisji CO2 (McKinsey)

Energetyka jądrowa jest najtańszym sposobem redukcji emisji CO2 (McKinsey)

Nakłady inwestycyjne wg ARENakłady inwestycyjne wg ARE

rok 7 6 5 4 3 2 1 

 % 2.5 5.0 10.0 20.0 25.0 20.0 17.5

Wg ARE, koszty oprocentowania kapitału w czasie budowy spowodują wzrost kosztów o 26%. Razem z kosztami działki, podłączenia do sieci, i innymi kosztami inwestora może to podnieść nakłady inwestycyjne do 4 – 4.5 miliarda euro za 1000 MWeW opracowaniu ARE przyjęto: •Bezpośrednie nakłady inwestycyjne OVN EJ 3 mln. €/MW (MIT 2009),•Koszty stałe O&M – 70 tys. €/MWrok, •Koszty zmienne O&M – 0.8 €/MWh.

Uśrednione koszty w Polsce, 2030, prognoza Agencji Rynku Energii

Uśrednione koszty w Polsce, 2030, prognoza Agencji Rynku Energii

dla źródeł przewidzianych do uruchomienia 2030 r przy cenie emisji CO2 30 [€’09/tCO2]

Energia z EJ najtańsza dla współczynnika obciążenia powyżej 60%

Czy OZE wystarczyłyby zamiast EJ?Czy OZE wystarczyłyby zamiast EJ?

Obecnie ponad połowa OZE to wiatraki

Ale

Praca wiatraków jest przerywana

Okresy ciszy wiatrowej mogą być długie

Możliwości magazynowania energii ograniczone

Konieczna rozbudowa sieci kosztowna

Koszty energii z wiatru wysokie

EJ dają energię tanio i niezawodnie. Budując je ograniczymy podwyżki cen prądu powodowane przez OZE.

Niemcy 2012 - okres ciszy wiatru przez dwa tygodnie, 1-16 kwietnia!

Niemcy 2012 - okres ciszy wiatru przez dwa tygodnie, 1-16 kwietnia!

Niemcy 2012 - okres ponad 3 miesięcy, wykazuje zupełną ciszę wiatrową trwającą od 1 do 16 kwietnia na Morzu Północnym – a także na lądzie.

Co będzie jeśli wiatr stanie się istotnym źródłem prądu w skali kraju?

Przykładowe czasy trwania ciszy wiatrowejPrzykładowe czasy trwania ciszy wiatrowej

Niemcy, 28,7 tys MWe listopad 2011

W ciągu 24 dni cała flota wiatraków w Niemczech dostarczyła tylko:

30% mocy szczytowej przez zaledwie 2 dni

15% przez 4 dni

7 – 8% przez 5 dni

4 – 5% przez 2 dni

2-2,5%.......11 dni.

Wielka Brytania, 5200 MWe Cisza w dniu 21.12.2010

. Lata 2008-2010 % czasu poniżej 2,5% mocy – 8% a poniżej 1,25% mocy – 3,09%.

Polskie elektrownie szczytowo-pompowe mogą zmagazynować niecałe 8 GWh

Polskie elektrownie szczytowo-pompowe mogą zmagazynować niecałe 8 GWh

Elektrownia Moc (GW)

Spad średni (m)

Pojemność użyteczna zbiornika górnego (mln m3)

Zmagazy nowana energia (GWh)

Żarnowiec 0,72 116,5 13,8 3,6

Porąbka-Żar 0,50 430,5 1,98 2,0

Solina-Myczkowce 0,20 55 240 0,8 (dobowo 4 h)

Niedzica-Sromowce 0,09 43 133 0,5 (dobowo 6h)

Żydowo 0,16 79,3 3,3 0,6

Dychów 0,09 27 3,6 0,3

 Razem  1,76   7,8

Na ile starczą zapasy energii w hydroelektrowniach w Polsce?Na ile starczą zapasy energii w hydroelektrowniach w Polsce?

Greenpeace żąda: OZE ma pokryć 50% potrzeb ( w tym połowa z wiatru)

Polska w 2011 r. zużywała rocznie 157,91 TWh, a więc wiatr miałby dać średnio moc 4 GWe

Gdy brak wiatru -, trzeba deficyt mocy pokryć ze zbiorników regulacyjnych elektrowni wodnych.

Całkowita energia zmagazynowana max. 7,8 GWh,

Czas pracy w zastępstwie wiatraków 2 godziny

A co potem?

Czy lekarstwem jest przesyłanie energii z sąsiednich krajów?

Czy lekarstwem jest przesyłanie energii z sąsiednich krajów?

Główną różnicą i zaletą przy produkcji czystej energii jest to, że małe generatory można ulokować blisko miejsc gdzie potrzebna jest energia” (Greenpeace obiecuje – ale radzi budować sieć na wielkim obszarze by przesyłać nią energię).

Zmiany mocy wiatru występują na dużych obszarach jednocześnie.

Przykład – moc wiatru w Wielkiej Brytanii i w Niemczech.

Wzrost i spadki mocy od 100% do 10% i od 85% do 0% występują jednocześnie w obu obszarach

Obietnice- i realia OZEObietnice- i realia OZE

Obietnice – wiatrak i ogniwo słoneczne w każdym domu

Sieć nie potrzebna, każdy ma własne zasilanie

Rzeczywistość: wysokie subsydia składają ludność do budowy mikro źródeł, ale dostaw dla sieci to nie równoważy.

Niemcy: konieczne dla OZE ulepszenie 4400 km istniejącej sieci, 3800 km nowych linii wysokiego napięcia - €20 mld w ciągu 10 lat.

Propozycje: wiatraki na morzu od Danii wokoło Hiszpanii do Włoch – sieć 30 mld euro

Panele słoneczne - Afryka od Atlantyku do Zatoki Perskiej - 100 GW DESERTEC 400 mld euro

Czy ceny wiatraków maleją?Koszty inwestycyjne na lądzie – rosną.

Czy ceny wiatraków maleją?Koszty inwestycyjne na lądzie – rosną.

Dane do 2008 r.- z Northwest Power Council, dla 2011-ł212 dane z literatury.

W Polsce, gmina Karlino. Maj 2012 51,5 Mwe, 84 mln euro, czyli 1,63 mln euro/Mwe.

Granite Reliable Power Windpark 99 MWe, Vestas 3 MWe, 2,778 mln USD/MWe czyli 2,1 mln euro/MWe

Nakłady inwestycyjne na morskie farmy wiatrowe… też rosną

Nakłady inwestycyjne na morskie farmy wiatrowe… też rosną

Wg „Morski wiatr kontra atom” nakłady inwestycyjne na MFW to 3,5 mln euro/MW - 3 x większe niż w 2001 roku. I to na MW mocy

maksymalnej – na MW mocy średniej 2,5 x więcej.-

Nazwa MFW Początek pracy

Liczba turbin

Moc szczytowa

turbiny, MWp

Moc MFW MWp

Nakłady inwestycyjne

Łącznie, mln €

Na jednostkę mocy szczytowej, €/MWp

Middelgrunden (D) 2001 20 2 40 47 1,175 Horns Rev I (D) 2002 80 2 160 272 1,7 Samsø (DK) 2003 10 2.3 23 30 1,3 North Hoyle (UK) 2003 30 2 60 121 2,0 Nysted (DK) 2004 72 2.3 165 248 1,5 Scroby Sands (UK) 2004 30 2 60 121 2,0 Kentich Flats (UK) 2005 30 3 90 159 1,77 Burbo Bank (UK) 2007 24 3.6 90 181 2.0 Lillgrunden (S) 2007 48 2.3 110 197 1,8 Robin Rigg (UK) 2008 60 3 180 492 2,7 Wg Think Global Green 1012 5,5 mln USD/MW, = 4,2 mln euro/MW mocy szczytowej

Wzrost nakładów inwestycyjnych na MFW wg danych brytyjskich

Wzrost nakładów inwestycyjnych na MFW wg danych brytyjskich

Nakłady inwestycyjne dla MFW Horns Rev o mocy 160 MW ukończonej w 2002 roku i dla MFW Nystedt o mocy 165 MW wyniosły 1,68 mln euro/MW. W 2008 r. koszty wyceniano na 2,5 do 2,8 mln euro/Mw. Obecnie – 4 mln euro/MW.

Produkcja energii zależy od mocy średniej, a nie maksymalnej.

Produkcja energii zależy od mocy średniej, a nie maksymalnej.

Mylące jest podawanie nakładów inwestycyjnych na MW mocy maksymalnej. Dla wiatru na lądzie dostaje się z 1 MW najwyżej średnio 0,26 MW, dlatego koszt mocy średniej jest 4-krotnie wyższy niż maksymalnej.

Dane ze studium Ernst and Young + PSEW

Uwaga – inna skala

Nakłady na farmę słoneczną: 15,8 mln euro/MWe mocy średniej

Nakłady na farmę słoneczną: 15,8 mln euro/MWe mocy średniej

7 mln zł będzie kosztować budowa elektrowni słonecznej o mocy 1 MW, która ma powstać na lotnisku w Gryźlinach koło Olsztyna.. PAP  |  06-09-2012

Współczynnik wykorzystania mocy zainstalowanej to stosunek liczby godzin pracy na pełnej mocy do liczby godzin w roku.

Najwyższy współczynnik w Polsce to 0,103.

Moc średnia w Gryźlinach wyniesie 0,103 MWe,

Koszty na jednostkę mocy średniej wyniosą

7 mln zł/0,103 MWe /4,3 zł/euro = 15,8 mln euro /MWe.

Ale elektrownia słoneczna pracuje 20 lat – nie 60 jak EJ.

Koszty energii elektrycznej z różnych źródełKoszty energii elektrycznej z różnych źródeł

Polska Wg Ernst and Young, 2012, koszt energii elektr. przy 60 zł/t CO2 :

Węgiel kamienny = 282 zł/ MWh,

Elektrownia gazowa = 314 zł/MWh

Elektrownia jądrowa = 313 zł/MWh

Kogeneracja biomasowa - 393 zł/MWh.

Lądowa farma wiatrowa 466 zł/MWh

Elektrownie biomasowe - 487 zł/MWh.

Morskie farmy wiatrowe - 713 zł/MWh,

Fotowoltaika 1091 zł/MWh

Francja Węgiel 67 €/MWhGaz - 69 €/MWhEPR będzie 75 €/MWh.Farmy wiatrowe, obecnie180-200 €/MWh, MFW będzie - 102 €/MWhOgniwa fotowoltaiczne - ponad 150 €/MWhNiemcyMFW- 190 €/MWhOgniwa fotowolt. 127-195 €/MWhEJ – „windfall gains”

Ceny energii z OZE wg projektu ustawy o OZE z dn. 4.10.2012, (EJ wg EY)

Ceny energii z OZE wg projektu ustawy o OZE z dn. 4.10.2012, (EJ wg EY)

Koszty wsparcia OZE w Polsce w latach 2006- 2020

Koszty wsparcia OZE w Polsce w latach 2006- 2020

Ceny energii elektrycznej w różnych krajachCeny energii elektrycznej w różnych krajach

Cena dla gospodarstw indywidualnych we Francji 0,15 €/kWh, 2 x mniejsza niż w Niemczech 0,27 €/kWh

Electricity prices in EU countries in November 2011(data source: http://www.energy.eu)

00,050,1

0,15

0,20,250,3

0,35

Au

str

ia

Be

lgiu

m

Bu

lga

ria

Cy

pru

sC

zec

hR

ep

ub

licD

en

ma

rk

Es

ton

ia

Fin

lan

d

Fra

nc

e

Ge

rma

ny

Gre

ec

e

Hu

ng

ary

Ire

lan

d

Ita

ly

La

tvia

Lit

hu

an

ia

Lu

xe

mb

ou

rg

Ma

lta

Ne

the

rla

nd

s

Po

lan

d

Po

rtu

ga

l

Ro

ma

nia

Slo

va

kia

Slo

ve

nia

Sp

ain

Sw

ed

en

Un

ite

dK

ing

do

m

€/k

Wh

Household 3 500 kWh/a Household 7 500 kWh/a Industry 2 GWh/a Industry 20 GWh/a

Koszty przy uwzględnieniu kosztów społecznych

Koszty przy uwzględnieniu kosztów społecznych

Energia jądrowa jest tańsza niż energia z wiatru czy ogniw słonecznych

Energia jądrowa jest tańsza niż energia z wiatru czy ogniw słonecznych

We Francji ze energię z EJ II gen. 42 euro/MWh, prognoza dla EJ III gen. 70 euro/MWh

W Niemczech za energię z morskich farm wiatrowych 190 euro/MWh

za prąd z ogniw na dachach płaci się 195 euro/MWh

W Polsce ze prąd z elektrowni systemowych 198 zł/MWh, a z MFW 198 + 286 = 484 zł/MWh… a PSEW żąda dużo więcej…

Chcemy budować EJ, żeby ceny prądu nie rosły!

Tlumy na plazy kolo EJ Vandellos w Hiszpanii,

Dziękuję za uwagę