II Konferencja
"Racjonalizacja Użytkowania Energii i Środowiska",
Szczyrk, 17-19 październik 1994

Mirosław Dakowski

Uogólniona Analiza Najmniejszch Kosztów
a Energetyka Jądrowa.

1. Generalia

W pracy przedstawiono konieczność wielostronnej analizy skutków i kosztów energetyki jądrowej (EJ) na tle innych sposobów zaspokajania potrzeb energetycznych planety. Postuluję niezbędność rozszerzenia Analizy Najmniejszych Kosztów na koszt przeszłych decyzji i przyszłych skutków EJ w dziedzinie zdrowia i stanu środowiska. Dla przykładu nieznany mi jest sposób uwzględniania kosztów śmierci dziesiątków tysięcy górników rud uranowch i pracowników zakładów wzbogacania uranu i oczyszczania plutonu. Tylko takie 'uogólnione koszty' można i należy porównywać z kosztami produkcji energii z różnych źródeł kopalnych, z energii odnawialnych, czy też z kosztami zwiększenia potencjału energetycznego poprzez poszanowanie energii.

2. Zakres i pole dyskusji

W końcu drugiego tysiąclecia, po choć częściowym ujawnieniu wielu zbrodni i 'błędów' związanych z energetyką, szczególnie jądrową, konieczna jest debata uwzględniająca wszystkie aspekty decyzji strategicznych. Do takich muszą należeć skutki ekonomiczne, środowiskowe i zdrowotne tych decyzji. Już nie wolno pomijać milczeniem związku między produkcją militarną (broń), produkcją energii na cele militarne, a energetyką 'cywilną'. Dużo faktów z tych dziedzin jest już znanych, nie wystarczy argumentowanie sloganami typu 'przeciwnicy hołdują mitom, które muszą być rozwiane'. Analiza najmniejszych kosztów musi uwzględniać te wszystkie dziedziny.
Dnia 27 maja Zgromadzenie Ogólne Polskiej Akademii Nauk radziło na temat: "Rozwój energetyki a ochrona środowiska w Polsce" [1]. Prof. Jacek Marecki przedstawił uchwały i prognozy Światowej Konferencji Energetycznej z 1992r, z których wynikała podobno konieczność znacznego zwiększenia produkcji energii na świecie. Produkcję tę, według "lobby producenta", należałoby zwiększyć jeszcze bardziej, niż zgodnie z przewidywaniami tego samego ciała z roku 1989. A mieliśmy nadzieję, że przez te pięć lat w świadomości ekspertów zachodnich, szczególnie związanych z rządami, utrwaliło się już pojęcie konieczności "analizy produkcji energetyki od strony potrzeb użytkownika" (end-user-analysis). Wykazaliśmy, że użycie tej metody znacznie zmniejsza projektowane potrzeby energetyczne i finansowe krajów, a więc zwiększa pożądaną swobodę manewru w skali całej planety.
W swym referacie przedstawionym na to Zgromadzenie Ogólne PAN-u prof. Andrzej Hrynkiewicz (jak zwykle, od lat) twierdzi, że jedyną prawdziwą przyszłością energetyki jest energia jądrowa. Zapoznajmy się ze stylem argumentacji Profesora: "Przeciwnicy energetyki jądrowej, a jest ich wielu, hołdują dwóm mitom, które muszą być rozwiane. Jednym z nich jest przekonanie, że oszczędzanie energii jest drogą, która odsunie w daleką przyszłość głód energetyczny świata, a drugim wiara, że odnawialne źródła energii ten głód zaspokoją" (str.15).
Wydaje się, że nie dotarły do Profesora argumenty z pięknej książki Jose Goldemberga "Energy for a Sustainable World". Jakby nie chciał przeczytać artykułów takich, jakie na przykład ja opublikowałem w n-rze czwartym [2] i piątym "Przeglądu Przemysłowego": "Kierunki energetyki a szansa na dobrobyt" oraz "Energie odnawialne - ważne uzupełnienie energii kopalnych". Tego ostatniego problemu dotyczy mój referat wprowadzający do Sesji IX (Energie Odnawialne) naszej Konferencji. Do tych i podobnych tekstów odsyłam po szczegóły zainteresowanego Czytelnika.
W Polsce w 1994 r. nie można serio dyskutować o energetyce bez ustosunkowania się do korelacji dochodu narodowego i zużycia energii (por. rys. 1 z mego artykułu z nru kwietniowego Przeglądu Przemysłowego [2] i materiały z zeszłorocznej Konferencji w Kozubniku [3]). A Profesor to czyni. Rys. 1 przedstawia katastrofalną dla rozwoju Polski sytuację w dziedzinie zmian Produktu Krajowego Brutto (PKB) oraz energochłonności w ostatnich 16-tu latach. Przy próbach wydawania naszych pieniędzy nie wolno tych krzywych i ich skutków pominąć milczeniem.

3. Moce szczytowe a moce podstawowe

W "Raporcie w sprawie Elektrowni Jądrowej Żarnowiec (Zespół Prezesa Państwowej Agencji ATOMISTYKI , t.zw. Zespół Wierusza) [4] pisaliśmy już w czerwcu 1990 r.:
Należy podkreślić sprawę często przemilczaną w ekspertyzach i publicznych wypowiedziach niektórych ekspertów. Gospodarka Polski od lat ma głównie kłopoty z brakiem mocy szczytowych elektrowni, zwykle w grudniu i styczniu, a nie z zaspokojeniem potrzeb energetycznych. Tymczasem elektrownie na węglu brunatnym oraz elektrownie jądrowe należą do urządzeń pracy ciągłej, dostarczających podstawową, nieelastyczną część energii elektrycznej. Do elektrowni zaspokajających potrzeby szczytowe należą elektrownie opalane gazem lub olejem opałowym.
W skali kraju konieczne jest podwójne zróżnicowanie źródeł energii. Z jednej strony konieczne jest zróżnicowanie nośników energii pierwotnej. Z drugiej zaś zróżnicowanie krajów, z których te nośniki importujemy.
Z żalem stwierdzam, że profesorowie pałający miłością do energetyki jądrowej nigdy nie odpowiedzieli na pierwszą z powyższych uwag. Nie miejmy im tego za złe, miłość wszak ślepą jest. Zaś w sprawie zróżnicowania źródeł, pięć ubiegłych lat możemy uznać za zmarnowane; nie było żadnych spójnych wysiłków rządów w tym kierunku.
Natomiast w sprawie trzeciej - zróżnicowania kierunków - popełniono grzech podpisując umowę na nowy gazociąg z Rosji. Zniweczono wysiłki na rzecz uniezależnienia Polski od jedynego kierunku dostaw. Nie będzie teraz pieniędzy na projektowany transpot gazu z Afryki Północnej i na rurociąg z Morza Północnego. Oby grzech ten nie okazał się dla nas śmiertelnym.
Należy podkreślić, że gaz naturalny jako źródło energii elektrycznej, przy swoich bardzo niskich kosztach inwestycyjnych, a większym udziale kosztów paliwa, ma większą przewagę w zaspokajaniu potrzeb szczytowych, niż w zaspokojeniu obciążenia podstawowego.
Wiemy, że jakość prądu (t.j. stałość i właściwa wartość tak napięcia jak i częstotliwości, oraz niski udział wyższych harmonicznych w energii dostarczanej przez sieć) jest w krajach byłego RWPG wyjątkowo marna. A mamy przecież "zintegrowany system", co uniemożliwia nasze połączenie z siecią zachodnio europejską. Ta jakość prądu obniża sprawność maszyn, przyspiesza ich niszczenie i powoduje bilionowe straty w skali roku. Rys. 2 ukazuje przykładowe obciążenie w typowy dzień zimowy w Polsce. Te potworne dla jakości prądu oraz dla trwałości turbin i maszyn "garby" powinny i mogłyby wyrównać: gazowe turbiny spalinowo - parowe (sprawność rzędu 52-55% i kilkunasto- minutowy czas rozruchu!), elektrownie wodne pompowo - szczytowe i polityka ministerstwa przemysłu różnicująca ceny energii (liczniki dwu- i trójtaryfowe). Oraz oczywiście polityka popierania finansowego i promocji sprzedaży np. telewizorów i źródeł światła o minimalnej mocy. Tych wszystkich elementów w Polsce brakuje, a uczeni z PAN-u sugerują wydawanie kolejnych miliardów dolarów na pomysły bliskie swemu sercu a przekreślone przez rachunek kosztów.

3. Jaka alternatywa

Znów, jak przed paru laty, na łamach prasy lansowany jest pogląd, że alternatywą do brudnej i drogiej energetyki węglowej jest nowoczesna i coraz bezpieczniejsza (nowe "generacje"!) energetyka jądrowa.
W kraju rządzonym przez rozsądnych ludzi prawdziwe kryteria wyboru byłyby inne. Powtarzam je: Z jednej strony - zmniejszenie energochłonności oraz rozwinięcie i użycie przyjaznych środowisku (i naszej kieszeni!) energii odnawialnych. Z drugiej - budowa elektrowni węglowych czy jądrowych. Ten drugi kierunek potrzebuje centralnego sterowania oraz armii nie odpowiadających później za swe decyzje urzędników. Ten pierwszy zaś kreuje dużą ilość tanich inwestycyjnie miejsc pracy oraz umożliwia powstawanie małych, rozproszonych źródeł energii, przynoszących niezależność energetyczną i finansową poszczególnym ludziom. Małe elektrownie wodne (mew) zniszczyli komuniści ze względów ideologicznych: zniszczyć "klasę" ludzi, którymi nie daje się sterować.
Obecnie blokowanie rozwoju rozproszonych źródeł energii ma inną postać: Produkcja elektrowni wiatrowych i turbin dla mew jest obciążona VAT-em (22%), a kotłów na paliwa odnawialne 7%! Dla dobra narodu i jego gospodarki wszelkie urządzenia służące produkcji energii odnawialnych muszą mieć stopę VAT = ZERO!
Jest dla nas żywotnie ważne, byśmy zdali sobie sprawę, która z dróg omawianych w tym rozdziale jest tańsza i korzystniejsza dla społeczeństwa.

4. Opłacalność EJ przy rachunkach 'standartowych'

Nieprawdą jest, że zmierzch energetyki jądrowej spowodowała katastrofa w Czarnobylu. O wiele wcześniej zmierzch ten spowodowało uświadomienie sobie przez finansistów i przedsiębiorców rosnących kosztów tej energii. Obrazuje to wykres, na którym przedstawiono ilość reaktorów podłączanych na świecie co roku do sieci (rys.3). Danych nowszych na temat prognoz nie udało mi się uzyskać z Państwowej Agencji Atomistyki ani z Ministerstwa Przemysłu. Główne różnice w ostatnich latach w porównaniu z prognozą z 1990r. polegały na szybszym rezygnowaniu państw z zaplanowanych inwestycji jądrowych. Nieznaczącym wyjątkiem mogą być słabe kraje trzeciego świata, do których próbują wejść przemysły jądrowe Francji i Stanów Zjednoczonych, nie znajdujące u siebie inwestycji i zatrudnienia.
Ponieważ czas inwestycji w energetyce jądrowej wynosi 7-10 lat, widzimy, że decyzje o zmniejszeniu inwes
towania w tę dziedzinę podjęto jeszcze w latach 70-ych. Związane to było z uświadomieniem sobie, że, po pierwsze, dotychczas lekceważone przez jądrowych ekspertów koszty bezpiecznego zamykania starych reaktorów będą ogromne, a po drugie - że nieznana jest jeszcze technologia naprawdę bezpiecznego składowania wypalonego, bardzo radioaktywnego paliwa na czas rzędu co najmniej setek a może i tysięcy lat.
Czyż trzeba przypominać, że niepewność co do realnych kosztów produkcji 1kWh energii "jądrowej" wyszła na jaw przy prywatyzacji energetyki brytyjskiej pod koniec lat 80-ych. "Rządowy optymizm" oceniał koszt produkcji jednej kilowatogodziny energii elektrycznej na odpowiednik ok.4 centów amerykańskich a więc poniżej kosztów produkcji z węgla kamiennego. Przedsiębiorcy kupujacy energetykę brytyjską ocenili jednak ten koszt na 16 centów - i elektrowni jądrowych nie kupili. A prof. A. Hrynkiewicz w cytowanym referacie PAN-u podaje dla Francji koszt 2.08 centa/kWh ([1], tabl. 4 )lub ... 3.84 c/kWh ([1], tabl.5, przy stopie dyskonta 10% {!}), a dla W.Brytanii 5.83 (trochę zadziwia ta dokładność przy ogromnym rozrzucie liczb!). Podobno gentlemani o faktach nie dyskutują...
Porównanie kosztów inwestycyjnych przy produkcji energii z różnych źródeł podaję w swym referacie wprowadzającym na Sesję IX (Energie Odnawialne), Tabela 2. Są tam liczby szokujące.
W miesięczniku ATOM (związanym z Międzynarodową Agencją Energii Atomowej w Wiedniu) z lutego 1994 [5] opublikowano artykuł omawiający Raport Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA) krajów OECD, czyli rozwiniętych. Tytuł artykułu: "Rosnące stopy dyskontowe - obcinają przewagi energetyki jądrowej". Raport porównuje koszty produkcji energii elektrycznej z rozszczepienia jąder, z palenia węgla czy gazu. To wszystko przy założeniu "mocy podstawowej", tj. bez uwzględnienia np. wahań wymuszonych dobowymi zmianami zapotrzebowania (por. rys. 2). Dane dostarczone przez poszczególne kraje (a więc bez jednolitej metodyki!) ukazuję na rysunkach 4 i 5. Autorzy piszą, że niektóre kraje ... już nie dostarczyły danych dotyczących energetyki jądrowej . Autorzy konkludują, że przy rozsądnej, przyjętej obecnie na świecie wysokości stopy dyskontowej (10%) jedynie we Francji i Japonii zachowuje energetyka jądrowa przewagę nad OBYDWOMA paliwami kopalnymi dla mocy podstawowej. Oczywiście przy pokryciu zapotrzebowania szczytowego również w tych krajach przewaga gazu w podwójnym, gazowo- parowym cyklu jest bezdyskusyjna. .
Jak już przed paru laty uświadamiał rządzących (i naród) Aleksander Szpilewicz (np. Przegląd Techniczny nr. 48/90), iż sumaryczne koszty (tj. kapitałowe + eksploatacyjne + paliwo) przy zaspokajaniu potrzeb mocy szczytowej (500 godz./rok) są w Polsce prawie dwukrotnie niższe dla elektrowni gazowych, niż dla węglowych. Ta proporcja jest jeszcze korzystniejsza przy porównaniu kosztów gazu i energii jądrowej.
Często podaje się przykład Francji, która opiera swą produkcję energii elektrycznej w 75-82%
Gdy w roku 1990 na polecenie prezesa Państwowej Agencji Atomistyki studiowałem w Komisji Wierusza opłacalnośćc kontynuowania czy przerwania inwestycji w Żarnowcu, stwierdziliśy z niepokojem, że budowany tam WWER-44O był konstrukcją ok. 3 razy bardziej materiałochłonną i energochłonną od swych odpowiedników zachodnich. Poza tym był urządzeniem od nich o dwa rzędy wielkości mniej bezpiecznym. Jego modernizacja odbiłaby się na (i tak horrendalnie wysokim) koszcie realnym produkcji 1 kWh.

5. Nowe propozycje: AP-600 i 'wzmacniacz energii' Carlo Rubii

Te proste fakty, niewygodne dla "inaczej rozumujacych" przedstawicieli "lobby" przypominam z dwóch powodów:
A/ W związku z propozycją dyrektora CERN-u Carlo Rubbii [6] konstrukcji bezpieczniejszego reaktora jądrowego, tzw. "wzmacniacza energii", oraz
B/ W związku z reklamą w polskich mediach reaktora firmy Westinghouse zwanego AP-600.
Omówię te propozycje po kolei:
A/ "Wzmacniacz energii", który zaproponowali Rubbia z kolegami, ma praco- wać w warunkach podkrytycznych, wykluczających reakcję lawinową i ewentualny wybuch. Dzieje się to kosztem ciagłej produkcji neutronów przez potężną wiązkę protonów z akceleratora. Projektowany ogromny akcelerator technicznie nie może dać większej wiązki, więc rzeczywiście warunek podkrytyczności byłby spełniony. Urządzenie to miałoby produkować rozszczepialny uran-233 z bardzo rozpowszechnionego w przyrodzie toru-232.
Pamiętajmy jednak, że po przepoczwarzeniu się Związku Sowieckiego i po bankructwie jego przemysłu wojskowego państwa atomowe (i rakietowe) mają ogromny nadmiar plutonu i uranu 235 . W samej Rosji znajduje się obecnie 140 - 150 ton czystego plutonu, przydatnego do celów wojskowych. A reaktory produkują go dalej. Na przykład w podziemnym (dosłownie i w przenośni) mieście Krasnojarsk-26 (częściowo odtajnionym dopiero w 1992 roku) jeszcze co najmniej parę lat będą pracowały i produkowały pluton reaktory ze zwierciadłem grafitowym, będące prototypami (!!) reaktorów RBMK (Czarnobyl) [7]. Materiały rozszczepialne krążą po świecie zarówno oficjalnie, jak i (szczególnie) przemycane. Sa łakomym kąskiem dla terrorystów oraz dla państw o ideologii terrorystycznej.
Projekt Rubbii i kolegów proponuje jednak produkcję nowych izotopów rozszczepialnych! Może więc budzić tak zdziwienie, jak i niechęć społeczeństw. Ponadto koszt energii produkowanej we "wzmacniaczu energii" byłby wyższy od - drogiej przecież - energii jądrowej "klasycznej" o ogromny koszt (ocena: rzędu jednego miliarda dolarów) budowy akceleratora, oraz o koszt energii potrzebnej do jego działania (to ostatnie - wg Karola Rubbii- o 12 do 25% !). Ale - czemuż-by nie "wydoić" budżetow bogatych państw na kolejne "badania" i próby?

6. Koszta

Należymy do państw biednych i tego rodzaju projekty nie obciążają nas (miejmy nadzieję) bezpośrednio. Budzą jednak grozę. Od pół roku przeżywamy kolejną ofensywę lobby jądrowego w Polsce: gazety (Rzeczpospolita z 31 stycznia, Gazeta Wyborcza z 4 marca) chwalą zarówno "wzmacniacz energii", jak i wytwór firmy Westinghouse pod nazwą AP-600.
A w przypadku energii jądrowej nie odpowiedziano na podstawowe wątpliwości:
O tym, gdzie, jak i za ile będzie składowane wypalone paliwo, ile realnie kosztować będzie zabezpieczenie na wieczne czasy zużytego reaktora, zwolennicy koncepcji jądrowej nie wspominają. Nieznany mi jest sposób uwzględniania kosztów śmierci dziesiątków tysięcy górników rud uranowch i pracowników zakładów wzbogacania uranu i oczyszczania plutonu. W analizie takiej muszą pozatem być jawnie uwzględniane tak koszty inwestycyjne, eksploatacyjne, jak i realne koszty paliwa. Tylko takie 'uogólnione koszty' można i należy porównywać z kosztami produkcji energii z różnych źródeł kopalnych, z energii odnawialnych, czy też z kosztami zwiększenia potencjału energetycznego poprzez poszanowanie energii.
Spłacenie długu za AP-600 (co najmniej miliarda dolarów wraz z ogromnymi odsetkami), pozostałoby jednak nam (i naszym dzieciom). I to w kraju, którego energochłonność ciągle, praktycznie niezmiennie - jak za czasów gospodarki centralnie komenderowanej - jest 3-4 razy wyższa niż w krajach o gospodarce rynkowej. Dyskutowaliśmy tę sprawę przed rokiem na Konferencji w Kozubniku [3], tam znaleść też można odpowiednie wykresy. Ogromne podwyżki cen nośników energii w ostatnich 5-ciu latach praktycznie nie zmniejszyły zużycia energii w przeliczeniu na jeden dolar produktu krajowego brutto (PKB), por. rys.1. I nic dziwnego, bo pięć kolejnych rządów nie wcielało w życie proponowanych przez fachowców programów poszanowania energii, a 'gołe' podwyżki cen energii mają ogromny i przemilczany wpływ inflacjogenny.
Istnieje świetna uchwała Sejmu z listopada 1990 o priorytecie dla poszanowania energii - ale na papierze. U nas, w kraju nieprzebranego marnotrawstwa proporcje powyższe przemawiają jeszcze bardziej na korzyść poszanowania energii już wyprodukowanej, nie zaś drogiego budowania nowych źrodeł energii.

7. Analiza Najmniejszych Kosztów

Na świecie, przy podejmowaniu decyzji kapitałochłonnych, szeroko stosuje się metodę "least cost analysis" - ANALIZY NAJMNIEJSZYCH KOSZT'W. Polega ona w przypadku energetyki na tym, że określa się koszty uzyskania jednej kilowatogodziny z różnych nośników energii, jak też poprzez różne technologie poszanowania energii, aż po np. zastąpienie części transportu miejskiego sprawnymi faxami i pocztą elektroniczną czy też siecią dróżek rowerowych. "Ustawia się" te sposoby od najniższych kosztow do najwyższych - i realizuje głównie te pierwsze. Koniecznym jest uwzględnienie przy analizie kosztów czynników wymienionych w rozdziale 6.
Wzywam do rzeczowej dyskusji o cenach i kosztach pozyskiwania energii z uwzględnieniem wszelkich skutków podejmowanych (lub - częściej - nie podej- mowanych) decyzji gospodarczych.
Dalsze uciekanie od metody oceny inwestycji przy użyciu Analizy Najmniejszyc Kosztów, szczególnie w skali kraju czy regionu, nie jest tylko objawem ignorancji i arogancji. Jest zbrodnią, korzystającą z uśpienia instynktu samozachowawczego narodu, szczególnie jego inteligencji.

dr hab. Mirosław Dakowski
specjalista fizyki rozszczepienia i ciężkich jonów

Literatura

1. Rozwój energetyki a ochrona środowiska w Polsce, PAN, 27.05.94
2. Przegląd Przemysłowy, nr. 4 1994
3. I Konferencja Racjonalizacji Użycia Energii i Środowiska, Kozubnik 1993
4. Raport w sprawie EJ Żarnowiec, Zespół Prezesa PAA, W-wa, 1990
5. ATOM, Jan.-Feb. 1994, str. 432
6. Carlo Rubbia et al., CERN Report, Nov. 1993
7. Atom biez grifa "Sekrietno", Moskwa, Berlin 1992