W tym wpisie na blogu przeanalizujemy pod różnymi kątami, czy energia jądrowa może być realną alternatywą w obliczu zmian klimatycznych i kryzysów dostaw energii.
Dawno temu w Korei Południowej, 15 września 2011 r., Korea Power Exchange nagle przerwała przesył energii elektrycznej do każdego regionu kraju w sposób rotacyjny. Obywatele cierpieli z powodu nagłego zaciemnienia, a gdy chaos ustał, rząd poinformował ich, że środek ten został podjęty w celu zapobieżenia zaciemnieniu. W rzeczywistości w 2003 r. doszło do najgorszego zaciemnienia w historii we wschodnich Stanach Zjednoczonych. Przez trzy dni prąd był całkowicie odcięty w siedmiu stanach w USA i jednej prowincji w Kanadzie, co spowodowało dyskomfort i strach u 50 milionów ludzi, którzy czekali na powrót zasilania, i straty gospodarcze w wysokości 6 miliardów dolarów. Wyobraź sobie, że przez trzy dni nie masz prądu. Latem jedzenie w lodówce szybko by się zepsuło i nie mógłbyś zadzwonić do nikogo, żeby je sprawdzić. Bez telewizji i radia nie miałbyś pojęcia, co się dzieje i byłbyś zmuszony spędzić dni w strachu.
W Korei Południowej, gdzie zasilanie jest niestabilne, nadal istnieje możliwość wystąpienia przerw w dostawie prądu na dużą skalę. W szczególności wzrost zużycia energii elektrycznej spowodowany letnim upałem i zimowym chłodem mocno obciąża sieć energetyczną, a im częściej się to zdarza, tym większe ryzyko przerw w dostawie prądu na dużą skalę. Ponadto niestabilność zasilania może mieć poważny wpływ na przemysł. Dzieje się tak, ponieważ przerwy w dostawie prądu mogą mieć poważny wpływ na zamykanie fabryk na dużą skalę, zakłócenia w pracy centrów danych i kluczowe elementy nowoczesnej gospodarki, takie jak handel elektroniczny. Może to mieć negatywny efekt domina na całą gospodarkę narodową.
W Korei Południowej, w 2011 r., KEPCO zapobiegło poważnej awarii zasilania, pilnie odcinając zasilanie w niektórych obszarach w cyklu rotacyjnym, ponieważ zużycie energii miało przekroczyć podaż. Nawet po tym poważnym incydencie kraj nadal balansuje na granicy ryzyka, a ryzyko powtórzenia się tego incydentu pozostaje wysokie latem i zimą, gdy zużycie energii jest wysokie. Ponieważ zużycie energii elektrycznej nadal rośnie, staje się nieuniknione budowanie nowych elektrowni i ulepszanie istniejących, aby zapobiegać katastrofom, takim jak awarie zasilania. Obecnie elektrownie węglowe stanowią największą część wytwarzania energii, stanowiąc 35.5% całkowitej produkcji energii, a następnie elektrownie jądrowe, które stanowią 29.5%. Inne źródła obejmują energię cieplną opalaną gazem i olejem, energię wodną i energię alternatywną, ale poza energią cieplną, energia jądrowa stanowi największy udział. Pomimo jej dużego udziału, ostatnio pojawiło się wiele negatywnych opinii publicznych na temat energii jądrowej. Czym jest energia jądrowa i jakie są z nią problemy?
Generowanie energii jądrowej to metoda wytwarzania energii elektrycznej przy użyciu wzoru Einsteina E=mc^2, który mówi, że masa jest równa energii. Uran jest powszechnie używany w generowaniu energii jądrowej, ale ciężkie pierwiastki, takie jak uran, są niestabilne i łatwo ulegają rozpadowi. W generowaniu energii neutrony, które są cząsteczkami tworzącymi atomy, są wystrzeliwane w niestabilny uran, powodując rozszczepienie atomów na inne mniejsze pierwiastki, dwa lub trzy neutrony i energię cieplną. Nowo utworzone neutrony rozszczepiają inne atomy uranu, wytwarzając energię w reakcji łańcuchowej. Po rozszczepieniu całkowita masa cząstek jest mniejsza niż wcześniej, a ten defekt masy (m) staje się energią cieplną (E), która zamienia wodę w parę. Zasada generowania energii jądrowej polega na wykorzystaniu tej pary do obracania turbin i wytwarzania energii elektrycznej. Generowanie energii cieplnej działa w ten sam sposób, spalając węgiel w celu wytworzenia pary, która obraca turbiny. Jednak c^2 we wzorze Einsteina jest niewiarygodnie dużą liczbą. Nawet bardzo mała ilość uranu może zostać rozszczepiona, aby wytworzyć ogromną ilość energii. W rzeczywistości mówi się, że ilość energii uzyskanej z całkowitego rozszczepienia 1 grama uranu jest równoważna ilości energii uzyskanej ze spalenia 3 ton węgla.
Jednak zasadniczym problemem energetyki jądrowej jest jej niebezpieczeństwo. Ponieważ generuje tak ogromne ilości energii, jest niezwykle niebezpieczna. Bomba atomowa, która zakończyła II wojnę światową, opierała się na tej samej zasadzie, a katastrofa jądrowa w Czarnobylu w 1986 roku zamieniła Czarnobyl w miasto widmo na 28 lat. A w 2011 roku Wielkie Trzęsienie Ziemi we Wschodniej Japonii, uważane za najgorszą katastrofę naturalną w historii, wywołało katastrofę jądrową w Fukushimie. Trzy reaktory eksplodowały, poważnie zanieczyszczając ocean i atmosferę promieniowaniem. Niebezpieczeństwo energetyki jądrowej wynika nie tylko z jej niszczycielskiej mocy w przypadku eksplozji. Jak wspomniano wcześniej, promieniowanie oznacza, że elementy emitujące promieniowanie są rozpraszane i nadal emitują promieniowanie. Promieniowanie to fala elektromagnetyczna o bardzo krótkiej długości fali, która może przenikać przez ciało i niszczyć strukturę molekularną organizmów żywych, zwłaszcza DNA, co czyni ją niezwykle niebezpieczną. Kiedy tak niebezpieczny wypadek wydarzył się w sąsiedniej Japonii, sprzeciw społeczny wobec budowy i konserwacji elektrowni jądrowych rozprzestrzenił się w Korei.
Sprzeciw wzrósł z powodu obaw, że „gdyby katastrofa miała uszkodzić elektrownię jądrową w Korei Południowej, to samo, co wydarzyło się w Fukushimie, wydarzyłoby się tutaj”. Ponadto, wraz z ostatnim wzrostem ekstremalnych zjawisk pogodowych spowodowanych zmianami klimatu, rosną obawy o to, czy bezpieczeństwo elektrowni jądrowych może być zagwarantowane w obliczu klęsk żywiołowych. W obliczu coraz poważniejszych katastrof, takich jak trzęsienia ziemi, tajfuny i powodzie, wskazano, że dodatkowe środki bezpieczeństwa i ulepszenia obiektów są niezbędne do utrzymania bezpieczeństwa elektrowni jądrowych.
Jednak niecały miesiąc po wypadku w Fukushimie, zanim sytuacja została rozwiązana, rząd Korei Południowej ogłosił, że nie zmieni planów budowy dodatkowych elektrowni jądrowych. Ostatnio rząd naciska nawet na budowę elektrowni jądrowej w mieście Samcheok, gdzie 85% mieszkańców głosowało przeciwko niej w referendum. Z perspektywy rządu energia jądrowa jest tak ważna, że jest on skłonny zignorować sprzeciw lokalnych mieszkańców i naciskać na budowę. Zgadzam się ze stanowiskiem rządu i popieram utrzymanie i budowę dodatkowych elektrowni jądrowych. Wynika to z faktu, że zalety energii jądrowej są zbyt duże, aby je odrzucić ze względu na niskie prawdopodobieństwo ryzyka. Ponieważ wytwarzanie energii cieplnej stanowi dużą część produkcji energii elektrycznej innej niż energia jądrowa, zbadamy powody, dla których nie można zrezygnować z energii jądrowej, porównując ją z wytwarzaniem energii cieplnej.
Po pierwsze, energia jądrowa jest bardziej przyjazna dla środowiska niż wytwarzanie energii cieplnej. Elektrownie cieplne są głównym źródłem produkcji energii elektrycznej, ponieważ technologia jest prosta, a budowa stosunkowo łatwa. Wytwarzanie energii cieplnej wykorzystuje ciepło ze spalania węgla, który emituje duże ilości gazów cieplarnianych, takich jak dwutlenek węgla podczas spalania. W przypadku elektrowni opalanych olejem, 1.5 miliona ton oleju jest potrzebnych do uruchomienia elektrowni o mocy 1 miliona kW przez jeden rok. Naturalnie, emisje dwutlenku węgla są również ogromne. Elektrownie cieplne odpowiadają za 24% całkowitej emisji dwutlenku węgla w Korei. Ostatnio podjęto wysiłki w celu zminimalizowania emisji gazów poprzez instalację instalacji wychwytywania dwutlenku węgla w elektrowniach cieplnych. Istnieje jednak nadal wiele ograniczeń technicznych, a wychwycony gaz jest zwykle wykorzystywany do innych celów lub zakopywany pod ziemią. Nieefektywne jest wydawanie dodatkowych pieniędzy na utylizację gazu wytwarzanego jako produkt uboczny wytwarzania energii elektrycznej, a wyeliminowanie wszystkich emisji nie jest możliwe. Jednak energia jądrowa jest przyjaznym dla środowiska źródłem energii, które prawie nie emituje gazów. W porównaniu do wytwarzania energii cieplnej, która emituje 991 g dwutlenku węgla na kWh, wytwarzanie energii jądrowej emituje tylko 10 g. Podczas procesu spalania paliwa nie ma emisji gazów, ale niewielka ilość jest generowana podczas eksploatacji i utylizacji. Dlatego energię jądrową można uznać za zrównoważone źródło energii, z którego można korzystać swobodnie, nie martwiąc się o globalne ocieplenie.
Drugą zaletą jest efektywność ekonomiczna. Efektywność ekonomiczna odnosi się tutaj nie tylko do zdolności do osiągnięcia wysokiej efektywności przy niskich kosztach, ale także do efektywności ekonomicznej pod względem środowiska zasobów Korei i potencjału eksportowego. Jak wspomniano wcześniej, wytwarzanie energii cieplnej wymaga dużej ilości paliwa. Według Korea Hydro & Nuclear Power całkowity import energii w 2011 r. wyniósł 172.48 mld USD, z czego 16.7 mld USD dotyczyło węgla kamiennego, a 1.77 mld USD węgla antracytowego, podczas gdy import uranu wyniósł tylko 810 mln USD. Niemniej jednak energia jądrowa stanowiła 31.3% całkowitej produkcji energii w tym roku. Wynika to z faktu, że koszt surowców jest niski w porównaniu z innymi aspektami wytwarzania energii jądrowej, podczas gdy inne aspekty techniczne są kosztowne. Chociaż kapitał zagraniczny nie jest wymagany do pokrycia tych kosztów technicznych, wszystkie surowce są importowane. Wytwarzanie energii cieplnej jest podatne na okoliczności międzynarodowe, ponieważ większość jej kosztów jest przeznaczana na import surowców. Obecne szacunkowe rezerwy paliw kopalnych wynoszą 40 lat dla ropy naftowej, 60 lat dla gazu ziemnego i 230 lat dla węgla. Węgiel, który ma największe rezerwy, jest coraz bardziej wycofywany z powodu poważnego zanieczyszczenia środowiska, a wytwarzanie energii cieplnej jest na niestabilnej podstawie z powodu malejących zasobów i wahań międzynarodowych cen ropy naftowej. Jednak uran wykorzystywany w wytwarzaniu energii jądrowej jest równomiernie rozłożony na całym świecie i ma bardzo duże rezerwy, które, jeśli zostaną przetworzone, wystarczą na około 3,600 lat, zapewniając stabilną dostawę po stabilnej cenie.
Jako kraj ubogi w zasoby, Korea Południowa zaczęła rozwijać technologicznie intensywną energię jądrową w latach 1970., aby zaspokoić swoje zapotrzebowanie na energię elektryczną. Energia jądrowa odgrywa bardzo ważną rolę w Korei Południowej, choćby ze względu na niezależność energetyczną. Technologia jądrowa Korei Południowej zajmuje obecnie piąte miejsce na świecie. Jako kraj, który nie może eksportować zasobów, eksport technologii jądrowej jest dla Korei Południowej jedynym sposobem na eksport energii. Zaczynając od wsparcia technicznego dla eksploatacji i konserwacji elektrowni jądrowej Guangdong w Chinach w 1993 r., Korea Południowa podpisała kontrakt na budowę czterech zaprojektowanych przez Koreańczyków elektrowni jądrowych w Zjednoczonych Emiratach Arabskich w 2009 r. Jest to tym cenniejsze, że zostało osiągnięte w konkurencji z Francją, inną potęgą jądrową. Od tego czasu popyt na budowę elektrowni wzrósł za granicą, a eksport technologii jądrowej prawdopodobnie będzie nadal głównym źródłem dochodów z wymiany walut w przyszłości.
Pomimo znaczących zalet energetyki jądrowej, przeciwnicy wyrażają obawy dotyczące bezpieczeństwa. Twierdzą, że zaniedbania w zarządzaniu mogą prowadzić do poważnych szkód, jak w Czarnobylu, lub klęski żywiołowe mogą powodować wypadki, jak w Fukushimie, nazywając energię jądrową potencjalną bombą z opóźnionym zapłonem. Uważam jednak, że przysłowie „Nie pozwól, aby strach przed robakami powstrzymał cię od jedzenia mięsa” jest w tej sytuacji stosowne. Oczywiście Czarnobyl i Fukushima to nie tylko „robaki”, ale te dwa wypadki były jedynymi dwoma wypadkami w historii energetyki jądrowej, które otrzymały najwyższą ocenę 7. Od czasu Czarnobyla nie było żadnych poważnych katastrof spowodowanych błędami w zarządzaniu, a Korea Południowa nie ma tak niestabilnej struktury geologicznej jak Japonia, więc wypadkom można wystarczająco zapobiec dzięki obecnemu poziomowi konstrukcji odpornej na trzęsienia ziemi. W szczególności środki bezpieczeństwa zostały wzmocnione od czasu wypadku w Fukushimie, a zarządzanie stało się jeszcze bezpieczniejsze w ostatnich latach. Rząd zabezpieczył budżet w wysokości 1 biliona wonów na lata 2011–2015, aby skupić się na poprawie bezpieczeństwa i ogłosił, że wdrożył 39 z 56 środków poprawy do tej pory. Ponadto Korea Hydro & Nuclear Power Co. niedawno zdobyła złoty medal po raz drugi z rzędu w kategorii konkursowej Międzynarodowej Konferencji Kręgu Kontroli Jakości (ICQCC). Firma otrzymała wysokie noty za znaczący wkład w zapewnienie bezpieczeństwa poprzez znaczne skrócenie czasu reakcji na symulowaną sytuację awaryjną w elektrowni. Jest to uznanie bezpieczeństwa południowokoreańskich elektrowni jądrowych na poziomie globalnym. Dopóki nie dochodzi do wypadków, nie ma potrzeby martwić się o promieniowanie. Pod względem Sv (siwert), jednostki narażenia na promieniowanie, osoba jest narażona na 2.4 mSv promieniowania rocznie w środowisku naturalnym bez żadnych wypadków. Zgodnie z prawem energii atomowej, dodatkowa ekspozycja mniejsza niż 1 mSv rocznie jest dozwolona. Ta liczba opiera się na wynikach badania przeprowadzonego przez Komitet Naukowy ONZ ds. Skutków Promieniowania Atomowego na ofiarach bombardowań atomowych w Hiroszimie i Nagasaki i jest naukowo wiarygodna. Możesz sprawdzić poziom promieniowania w różnych częściach kraju w czasie rzeczywistym na stronie internetowej Krajowej Sieci Automatycznego Monitorowania Promieniowania Środowiskowego. Jeśli sprawdzisz obszary w pobliżu elektrowni jądrowych, które obecnie działają bez zakłóceń, możesz łatwo zauważyć, że poziom promieniowania wynosi około 120 nSv na godzinę, co nie jest wysokie w porównaniu z innymi obszarami. W rzeczywistości jest znacznie niższy niż w Seulu. Dlatego też sprzeciwianie się elektrowniom jądrowym z obawy przed ryzykiem wypadków lub wycieków promieniowania jest przesadą.
Inni proponują alternatywne źródła energii, które stwarzają niewielkie ryzyko. Pojawiające się alternatywne źródła energii, które nie emitują gazów cieplarnianych, obejmują energię słoneczną, energię wiatrową, energię oceanów i bioenergię. Jednak te źródła energii nadal mają ograniczenia techniczne lub nie nadają się dla środowiska w Korei, aby zastąpić energię jądrową, która jest o wiele bardziej wydajna. Energia słoneczna jest najpopularniejszym źródłem energii, ponieważ jest wolna od zanieczyszczeń i można ją uzyskać w nieograniczonych ilościach. Jednak Korea Południowa nie ma zbyt wiele światła słonecznego, a wydajność ogniw słonecznych wynosi tylko około 30 W/m^2, więc aby wytworzyć taką samą ilość energii elektrycznej, jak elektrownia jądrowa o mocy 950 MW, potrzebnych byłoby 10 milionów metrów kwadratowych ogniw słonecznych. Dlatego też, chociaż może być odpowiednia do użytku domowego, nie jest wykonalna w celu dostarczania energii elektrycznej do całego kraju. To samo dotyczy energii wiatrowej. Energia wiatrowa wymaga niewielkich kosztów instalacji i wykorzystuje wiatr, nieograniczone źródło energii, ale nie jest wykonalna w Korei. Obecnie turbiny wiatrowe można łatwo zobaczyć na wyspie Jeju, ale ich produkcja jest tak niska, że pokrywają one jedynie nieznaczną część zużycia energii elektrycznej na wyspie Jeju. Obecnie istnieją plany opracowania i zainstalowania dużych turbin wiatrowych o mocy 3 MW, ale ponieważ Korea Południowa nie jest otoczona rozległymi oceanami, oczekuje się, że ich wydajność będzie bardzo niska w porównaniu z 6,562 MW mocy wytwórczej morskich elektrowni wiatrowych w Europie w 11 krajach. Inne metody wytwarzania energii mają potencjał, ale są nadal słabo rozwinięte lub mają ograniczenia, więc są rzadko stosowane i mają znacznie niską wydajność. Ostatecznie jedynym sposobem na zastąpienie wytwarzania energii z paliw kopalnych w tym momencie jest energia jądrowa.
Przyjrzeliśmy się, dlaczego do tej pory południowokoreańskie dostawy energii były uzależnione od energii jądrowej. Nawet teraz zużycie energii jest na granicy przekroczenia podaży, więc rząd rozważa utrzymanie istniejących elektrowni i budowę nowych w razie potrzeby. Spośród różnych metod wytwarzania energii, energia jądrowa jest dla nas najbardziej odpowiednia. Po pierwsze, wytwarzanie energii cieplnej powoduje dużą emisję gazów cieplarnianych, ale energia jądrowa wytwarza tylko niewielką ich ilość podczas procesów ubocznych innych niż wytwarzanie energii. Ponieważ emisja dwutlenku węgla jest ograniczona na całym świecie, energia jądrowa jest bardzo atrakcyjnym zasobem dla zrównoważonego rozwoju. Po drugie, energia jądrowa ma duży potencjał ekonomiczny. W Korei Południowej, gdzie zasoby są niezwykle rzadkie, paliwa kopalne, które muszą być importowane z zagranicy, są potencjalnie ryzykownymi zasobami. Jednak uran wykorzystywany w wytwarzaniu energii jądrowej jest obfity i równomiernie rozłożony na całym świecie, więc nie ma ryzyka, że zostanie wykorzystany jako broń, a cena zasobów potrzebnych do wytwarzania energii jest niezwykle niska. Dzieje się tak, ponieważ jest to technologicznie intensywna forma wytwarzania energii. Korea Południowa ma wiodącą na świecie technologię energii jądrowej. Od czasu wygrania zamówienia na elektrownie jądrowe w Zjednoczonych Emiratach Arabskich w 2009 r. technologia jądrowa znalazła się w centrum uwagi jako towar eksportowy. Pomimo niezaprzeczalnych zalet energii jądrowej, wiele osób sprzeciwia się jej ze względu na ryzyko wypadków i istnienie alternatywnych źródeł energii. Jednak wypadki jądrowe zdarzają się niezwykle rzadko, a środki bezpieczeństwa zostały wzmocnione od czasu wypadku w Fukushimie, co czyni energię jądrową jeszcze bezpieczniejszą formą energii. Ponadto południowokoreańska technologia bezpieczeństwa jądrowego jest uznawana na całym świecie, a biorąc pod uwagę liczne zalety energii jądrowej, byłoby nierozsądne, aby Korea Południowa z niej zrezygnowała. Najpopularniejszymi alternatywnymi źródłami energii są energia słoneczna i wiatrowa, ale z perspektywy środowiskowej i technologicznej trudno uwierzyć, że te dwa źródła mogą zaspokoić zapotrzebowanie Korei na energię elektryczną. Dlatego energia jądrowa jest źródłem energii o nieograniczonym potencjale, którego Korea nie może sobie pozwolić poświęcić. Mamy nadzieję, że wkrótce nadejdzie dzień, w którym bezpieczeństwo energii jądrowej zostanie udowodnione ponad wszelką wątpliwość, uciszając tym samym głosy jej przeciwników.
