KLIMATSKE promjene i globalna nuklearna sigurnost posljednjih su se dana naizgled našli na suprotstavljenim stranama kao ključne silnice u oblikovanju ljudske budućnosti.

Nuklearke proizvode preko 50% svjetske energije bez emisija CO2

S jedne strane, nuklearne elektrane proizvode energiju bez emisija ugljikova dioksida i na taj način predstavljaju alternativu fosilnim gorivima koja uzrokuju zagrijavanje atmosfere.

"Ugljen i druga fosilna goriva guše čovječanstvo", rekao je prošli ponedjeljak glavni tajnik UN-a António Guterres nakon što je Međuvladin panel UN-a za klimatske promjene (IPCC) objavio svoje najnovije izvješće.

"Sadašnji globalni energetski miks ne funkcionira", upozorio je Guterres.

Stručnjaci IPCC-ja već su više puta izrazili uvjerenje da bi nuklearna energija trebala biti dio rješenja za problem klimatskih promjena.

Prema Nuclear Energy Institutu, nuklearna energija svake godine smanjuje ukupne svjetske emisije CO2 za više od 470 milijuna tona. To je otprilike kao da se s ceste skine gotovo 100 milijuna osobnih vozila. Ona trenutno čini više od 50% sve energije u svijetu koja ne pridonosi emisijama stakleničkih plinova.

Brojne države svijeta posljednjih godina sve više počinju shvaćati da svoje ambiciozne klimatske ciljeve ne mogu postići samo uz pomoć obnovljivih izvora energije, poput vjetra i sunca. Zbog ove spoznaje prošle je godine na klimatskoj konferenciji COP 26 došlo do značajnih zaokreta u stavu prema nuklearnim elektranama.

Ruska prijetnja nuklearkama i nuklearnim oružjem povećala strah

S druge strane, prijetnja sigurnosti koju uzrokuju ruski napadi na ukrajinske nuklearke doima se kao argument da nuklearna energija nije sigurno rješenje za problem klime.

"Izdajemo upozorenje, nijedna zemlja nikada do sada nije pucala na nuklearna postrojenja osim Rusije", rekao je prošli četvrtak u videoizjavi ukrajinski predsjednik Volodimir Zelenskij.

"Prvi put u povijesti čovječanstva jedna teroristička država provodi nuklearni terorizam" dodao je.

Kasnije u petak Međunarodna agencija za atomsku energiju (IAEA) izdala je priopćenje da je nuklearna elektrana nastavila s radom i da nije došlo do ispuštanja radioaktivnog materijala. Ipak, ruske prijetnje nuklearnim oružjem te napad u kojem je izbio požar u administrativnoj zgradi nuklearke Zaporižja pokrenuli su diljem svijeta novi val straha od nuklearne energije.

"To će uzrokovati kolebanja", rekao je prošli tjedan Kenneth Luongo, osnivač neprofitne organizacije Partnership for Global Security, koja se bavi sigurnošću i energetskom politikom.

Istaknuo je da će napad na nuklearke u Ukrajini posebno djelovati na "veliki dio stanovništva koje nuklearnu energiju izjednačava s oružjem i opasnošću te s radioaktivnošću i zdravstvenim problemima".

Zdenko Šimić, vodeći istraživač u Energetskom institutu Hrvoje Požar u Zagrebu, kaže da su trenutna događanja oko nuklearnih elektrana u Ukrajini nedvojbeno bez presedana i potencijalno rizična.

"Valja se nadati da će činjenica kako nikome nije u interesu da uz ratna stradanja i uništavanja izazove još i nuklearnu katastrofu biti dovoljna", kaže Šimić.

"Ipak, treba imati na umu da se radi o reaktorima koji imaju zaštitne zgrade od prenapregnutog betona debljine do 2.4 m te čelični plašt debljine 8 cm i koji mogu izdržati udar aviona. Na kraju, to što je obustavljen rad više ukrajinskih reaktora značajno umanjuje opasnost za veću radiološku kontaminaciju. U Zaporižju, nuklearnoj elektrani koju sada kontroliraju Rusi, od šest reaktora dva su još uvijek u pogonu. Nažalost, situacija u kojoj se trenutno nalaze operateri elektrane sigurno je daleko od normalne i minimalnih sigurnosnih zahtjeva", tumači Šimić.

Ovisnost Europe o ruskoj energiji

No u ovoj složenoj priči postoji i treća perspektiva, a ta je da je invazija Rusije na Ukrajinu pokazala razmjere ovisnosti Europe o ruskom plinu. Tu je najviše izložena Njemačka koja se obavezala da će u 2022. ugasiti svoje posljednje aktivne nuklearke te postupno napustiti ugljen do 2030. da bi do 2050. postigla energetski sustav bez emisija CO2. Njemačke vlasti objavile su kako istovremeno namjeravaju amortizirati utjecaj ove tranzicije na komunalne usluge, zapošljavanje i proračun. U tim svojim ambicioznim planovima Njemačka se snažno oslanjala na značajno čišći, a jeftin i lako dostupan ruski plin.

No, ubrzano gašenje nuklearki pokazalo se ishitrenim. Naime, Njemačka je gašenje svojih nuklearki dobrim dijelom bila prisiljena kompenzirati povećanjem potrošnje ugljena. Stoga je od 2000. do 2021. svoje emisije CO2 po glavi stanovnika smanjila značajno manje nego Francuska, koja ima najviše nuklearki u pogonu u Europi i usto je najveći izvoznik električne energije. Francuska je od 1. siječnja do 30. studenog 2019. imala ukupan neto izvoz od 39.4 teravat-sata (TWh).

Njemačka je s druge strane posljednjih godina čak malo povećala svoje emisije CO2 s 8.8 tona po glavi stanovnika 2009. na 9.1 tonu u 2018., kada je Francuska imala samo 5 tona. Pritom u Njemačkoj energetika ima udio u emisijama CO2 od čak 44%, dok je on u Francuskoj samo 13% (ostalo otpada uglavnom na transport, zgrade i drugu industriju).

Konačno ruska invazija na Ukrajinu i sankcije koje su članice EU uvele Rusiji pokazale su opasnost ovisnosti o ruskom plinu. Prije svega, jasno je da će sankcije u situaciji energetske ovisnosti škoditi i zemljama EU, a ne samo Rusiji. Nadalje, Rusija je u poziciji da prijeti EU obustavom isporuke plina Sjevernim tokom 1. Naravno, to bi bio gubitak i za Rusiju, a ne samo za EU, no mogućnost ostvarenja prijetnji ne treba potpuno isključiti.

U takvim okolnostima rat i sankcije bi, ako potraju za duže, mogli na više godina poremetiti planove Njemačke da ugljen zamijeni čišćim, a jeftinim plinom. S jedne strane, takve će okolnosti podići cijene plina i nafte, što će druge izvore energije učiniti konkurentnijima. To bi moglo dati dodatni vjetar u leđa razvoju obnovljivih izvora energije. Međutim, čak i ako budu konkurentniji, pitanje je mogu li se oni toliko brzo razvijati da na vrijeme zamijene ugljen i nadoknade manjak plina.

Šimić ističe da valja imati na umu da su planovi za izgradnju novih obnovljivih izvora već sada izuzetno ambiciozni te da će tek vrijeme pokazati koliko je realno njihovo postizanje.

"Primjerice, Njemačka je prije trenutne krize planirala da iz vjetra i fotonapona do 2030. proizvodi čak 80% električne energije. Plan joj je bio skoro tri puta povećati godišnju izgradnju fotonaponskih kapaciteta na 20 GW te preko pet puta vjetroturbina na 19 GW, u odnosu na 2022. Dakle, ovdje nije samo pitanje izgradnje ogromnih dodatnih kapaciteta u relativno kratkom vremenu već i nužnosti osiguravanja sustava pohrane električne energije na skali koja je još uvijek u razvoju jer su vjetar i fotonapon vrlo promjenjivi i relativno slabo predvidivi izvori", kaže naš stručnjak za nuklearnu sigurnost.

Diversifikacija izvora energije

Invazija na Ukrajinu pokazala je da EU mora diverzificirati svoje izvore energije kako bi manje ovisila o ruskim.

Europska komisija u utorak je predložila obrise plana koji bi mogao za dvije trećine smanjiti ovisnost Europske unije o ruskom plinu već do kraja ove godine, a znatno prije kraja ovoga desetljeća učiniti ju potpuno neovisnom o ruskim fosilnim gorivima.

"Moramo postati neovisni o ruskoj nafti, ugljenu i plinu. Jednostavno se ne možemo oslanjati na dobavljača koji nam izrijekom prijeti", izjavila je predsjednica Komisije Ursula von der Leyen.

>Ovo je plan Europske unije za potpuno odvajanje od ruskog plina

Kako bi smanjila ovisnost o ruskim fosilnim gorivima, Komisija predlaže plan pod nazivom REPowerEU, koji treba pojačati otpornost energetskog sustava, diverzificirati opskrbu plinom većim uvozom ukapljenog plina od drugih dobavljača te pojačati uporabu biometana i obnovljivog vodika.

"Već do kraja ove godine REPowerEU mogao bi smanjiti potražnju EU za iznos jednak dvjema trećinama ruskog plina uvezenog prošle godine", navodi Komisija.

No pitanje je može li EU to ostvariti u tako kratkom roku ako članice nastave gasiti svoje nuklearke.

Šimić kaže da je sada već svima jasno da je smanjivanje proizvodnje prirodnog plina u EU bilo preuranjeno.

"Dugoročno se to može korigirati, ali na kratki rok nastavak korištenja nuklearnih elektrana sigurno je jednostavno, ekonomično i ekološki najbolje rješenje. Primjerice, Belgija to može relativno jednostavno napraviti odustajanjem od planirane obustave rada preostala dva reaktora do 2025. Za Njemačku je stvar nešto složenija jer je planirana obustava zadnja tri reaktora do kraja ove godine - tri su obustavljena krajem prošle godine. No uz ne preveliki napor i zastoj od godinu i pol to je ipak izvedivo. Problem je više pravne i političke negoli tehničke prirode. U suprotnom će se kratkoročno morati koristiti još više ugljena", upozorava naš stručnjak za nuklearnu sigurnost.

Prednosti nuklearne energije

Nuklearna energija ima svoje prednosti i mane. Jedna od ključnih prednosti je to što je čista na više načina. Prije svega, njezine emisije CO2 su praktički jednake nuli, čak su niže od emisija koje se povezuju s proizvodnjom solarki kada se one koriste na manje sunčanim lokacijama.

Osim toga, one po jedinici proizvedene energije zauzimaju vrlo malenu površinu, daleko manju od većine drugih izvora energije. Solarne ploče, vjetroturbine, hidroelektrane i polja za uzgoj biomase zauzimaju goleme površine u usporedbi s nuklearkama.

Konačno, za razliku od obnovljivih izvora, koji ovise o vjetru i suncu, nuklearke su stabilan izvor energije. Štoviše, mogu služiti kao nadopuna za obnovljive izvore, osobito nove vrste fleksibilnih reaktora koji se danas razvijaju.

Naime, posljednjih godina razvijaju se manji, fleksibilni reaktori (SMR) koji mogu vrlo brzo mijenjati svoju proizvodnju, a također se mogu postavljati vrlo blizu mjesta potrošnje, pored gradova ili industrijskih postrojenja. Oni nisu u potpunosti novi - neke varijacije te tehnologije postoje od 1950-ih, no posljednjih godina doživljavaju preporod. SMR-ovi se mogu graditi s više standardnih dijelova, za razliku od konstrukcija velikih jedinica, što omogućuje bržu, serijsku i jeftiniju gradnju.

Šimić kaže da je u trenutnoj klimatskoj krizi prednost nuklearki također u tome što su komplementarno rješenje povećanom korištenju obnovljivih.

"To prije svega znači da treba koristiti sve postojeće nuklearne elektrane sve dok one zadovoljavaju sigurnosne propise. Budući da izgradnja nuklearki traje dosta dugo, izgradnju novih treba započeti čim prije. Zanimljivo je, primjerice, da su uslijed trenutne krize Zeleni u Belgiji počeli razmišljati o nastavku korištenja nuklearki koje su planirali zatvoriti do 2025. Čak se i u Njemačkoj spominje produženje korištenja nuklearnih elektrana, bez obzira na to što to nije tako jednostavno. To, naravno, ima veze s planovima da se nuklearke inicijalno zamijene termoelektranama na prirodni plin", dodaje Šimić.

Nedostaci nuklearne energije

Nuklearke imaju lošu reputaciju zbog toga što se povezuju s nuklearnim naoružanjem. No, veza između vojnog i civilnog programa ne postoji odavno ni u zemljama koje imaju nuklearne bombe. Činjenica je da većina zemalja koje koriste nuklearnu energiju za proizvodnju električne energije nema vojni nuklearni program. Za osiguravanje razdvojenosti vojnog i civilnog nuklearnog programa uspostavljene su brojne konvencije i kontrola Međunarodne agencije za atomsku energiju (IAEA).

Nuklearke također zbog nekoliko havarija imaju lošu sigurnosnu reputaciju iako su po broju žrtava koje uzrokuju jedan od najsigurnijih izvora koji postoje. Naime, u najvećoj nuklearnoj havariji ikada u Černobilu zabilježeno je 50 izravnih smrti od zračenja te, prema konzorciju UN-a, još oko 4000 smrti koje je dugoročno izazvalo zračenje. S druge strane, fosilni izvori u godini dana u svijetu uzrokuju više od sedam milijuna prijevremenih smrti samo zbog zagađenja zraka.

Šimić ističe da je James Hansen, poznati znanstvenik iz NASA-e, još prije 10 godina procijenio da je korištenjem nuklearne energije spašeno oko 1.84 milijuna života.

"Analiza je napravljena uz pretpostavku da je zahvaljujući nuklearkama smanjeno korištenje termoelektrana na ugljen. Dodatno je korištenje nuklearne energije, od 1971. do 2009., smanjilo emisije CO2 za 64 gigatone, što je oko dvije godine trenutnih ukupnih emisija", kaže Šimić.  

Jedan od argumenata protivnika nuklearki je i to što su skupe. To je trenutno istina, no nije oduvijek bilo tako. Za problem cijene postoje dva razloga koji nisu nerješivi. Prvi je to da su sigurnosni standardi danas tako visoki da značajno podižu cijenu izgradnje nuklearki. Drugi je taj što su se nuklearke na zapadu posljednjih desetljeća slabo gradile pa je nestao know-how. Primjerice, iskustvo pokazuje  da je cijena izgradnje nuklearke u Rusiji, Indiji, Južnoj Koreji i Kini značajno manja nego na zapadu. Naravno, to je manjim dijelom i zbog jeftinije radne snage, ali primarno se radi o tome da te zemlje trenutno grade više reaktora. Nije isto koristi li se neka tehnologija serijski ili na samo nekoliko lokacija. Osim toga, kada bi se uveo porez na fosilna goriva zbog njihovih emisija CO2, nuklearna energija bi postala značajno konkurentnija.

Problem je i to što izgradnja nuklearki traje prilično dugo, oko deset godina. To podrazumijeva da bi nove nuklearke teško mogle značajnije doprinijeti prelasku na neutralnu energiju do 2035. koji žele ostvariti brojne zapadne zemlje. No, s razvojem know-howa, a osobito ako bi se gradili SMR-ovi, vrijeme dovršenja moglo bi se skratiti na nekoliko godina, a veća snaga bi se mogla postići dodavanjem novih modula.

Još jedan problem su radioaktivni materijali. Oni su problem u rudnicima gdje se iskapa uran, ali posebno nakon njegova korištenja. No, Finska upravo gradi prvo svjetsko odlagalište visoko aktivnog radioaktivnog otpada koje bi trebalo početi raditi kroz dvije godine, a ukupna cijena bit će oko 2.6 milijardi eura.

Šimić kaže da je Švedska početkom ove godine također izdala dozvolu za izgradnju trajnog odlagališta istrošenog goriva i visokoaktivnog nuklearnog otpada.

"Odabrani pristup koristi vlastitu tehnologiju koja je u upotrebi i u Finskoj. Radi se o pakiranju radioaktivnog otpada u bakrene kontejnere i odlaganju u granitne stijene na dubini od 500 m. Istraživanje je pokazalo, kao što i brojna arheološka nalazišta demonstriraju, da se bakar dobro očuva i nakon više tisuća godina", tumači Šimić.   

Nuklearnom energijom dominiraju Kina i Rusija

Dominantne sile u nuklearnoj energiji trenutno su Kina i Rusija.

Prema Svjetskoj nuklearnoj asocijaciji, danas u 30-ak zemalja svijeta postoji oko 440 nuklearnih reaktora čiji je udio u ukupnoj svjetskoj proizvodnji energije 10-ak posto. Trenutno se gradi još 55 novih reaktora u 19 zemalja, od kojih 19 u Kini, a samo dva u SAD-u.

Kina ima najbrže rastući sektor civilne nuklearne energije na svijetu. U njoj se nove nuklearke grade tempom koji je sličan onome iz 70-ih i 80-ih u SAD-u i Francuskoj. Peking je zainteresiran za izgradnju novih nuklearnih energetskih reaktora zbog porasta populacije koji ulaskom u srednju socijalno ekonomsku klasu povećava svoju potrošnju.

Rusija je pak najveći svjetski izvoznik nuklearne tehnologije, iako se u njoj trenutno grade samo tri nova reaktora.

Uobičajeni dizajn ruskog reaktora, nazvan VVER ili vodeno-vodni energetski reaktor, trenutno se gradi u mnogim drugim zemljama osim Rusije, uključujući Bangladeš, Bjelorusiju, Indiju, Iran, Kinu, Slovačku i Tursku.

Šimić kaže da Bjelorusija ima jedan moderni VVER 1200 reaktor u pogonu od kraja 2020., a drugi bi trebao početi s radom ove godine.

"Ti reaktori su, kao i Francuski EPR, najmoderniji u Europi. Svi reaktori u Ukrajini su također VVER tipa koji, premda nešto starijeg dizajna, zadovoljava visoke sigurnosne standarde. Rusija je trenutno najuspješnija zemlja u izvozu nuklearnih elektrana, no pitanje je koliko će agresija na Ukrajinu to promijeniti. Kina ima velike ambicije u izvozu modernih nuklearnih reaktora koje dokazano može sagraditi brzo i relativno jeftino. No, problem je u nepovjerenju i geopolitičkim podjelama. Primjerice, Velika Britanija je neodlučna, a Češka se odlučila protiv gradnje reaktora iz Kine i Rusije. Mađarska pak započinje gradnju dva VVER reaktora. Možda ne toliko veliki, ali dokazan i značajan potencijal postoji i u Južnoj Koreji koja je nedavno uspješno izgradila dva reaktora, a dva dovršava u Ujedinjenim Arapskim Emiratima", tumači Šimić. 

SAD nastoji pronaći svoju nišu

Kako su Rusija i Kina postale predvodnice u gradnji nuklearki, SAD je izgubio dotadašnji primat, a s njime i potrebnu ekspertizu. No, vlada Joea Bidena odlučila je da ne želi dopustiti Rusiji i Kini da dominiraju u sljedećoj fazi razvoja nuklearnog tržišta. SAD je stoga donio neke zakone na temelju kojih je počeo ulagati milijarde dolara u razvoj SMR-ova.

No, tu postoji određeni politički problem. Naime, dok konvencionalni reaktori koriste uran obogaćen na oko 5%, uran za neke SMR-ove obogaćen je na oko 19%, što je tek malo ispod praga koji je Međunarodna agencija za nuklearnu energiju (IAEA) odredila kao uran pogodan za razvoj oružja, a to je 20%.

Šimić napominje da je evidentno da geopolitika ima značajan utjecaj na suradnju u gradnji nuklearnih elektrana.

"To će izvjesno imati negativnog utjecaja na dužinu izgradnje i cijenu jer trenutno SAD, kao ni Francuska, još nemaju dovoljno novih iskustava. To pogotovo vrijedi za SMR-ove koji se tek trebaju graditi. Važno je imati na umu da su nuklearke građene u velikom broju i s kratkim rokovima prije 40-ak godina, kada je u izgradnji bilo preko 200 reaktora. Tada je gradnja reaktora trajala oko tri i pol godine, dok je trajanje izgradnje od 10 godina, o kojem danas govorimo, demonstrirano tek u novije vrijeme", zaključuje Šimić koji smatra da bez nuklearki neće biti moguće ostvariti ambiciozne planove za ublažavanje klimatskih promjena.