Pływające elektrownie jądrowe szansą dla regionów w gorące lato i mroźną zimę [ANALIZA]

W gorące lato i mroźną zimę ratunkiem w regionalnym bilansie energii w regionach nadbrzeżnych mogę okazać się elektrownie jądrowe. Pływające elektrownie jądrowe (FNPP - Floating nuclear power plants) stanowią przełomową innowację w dziedzinie czystej i niezawodnej produkcji energii, oferując wszechstronne i zrównoważone rozwiązanie w walce ze zmianami klimatu i rosnącym globalnym zapotrzebowaniem na energię – przekonuje w raporcie World Nuklear Association. 

Być może za kilka lub kilkanaście lat we Władysławowie, Łebie, Helu, czy Kołobrzegu zacumują statki z elektrowniami napędzanymi anergią atomową. Może właśnie barka FNPP będzie zapewniać prąd portom na Mierzei Wiślanej, zacumowana w rejonie Elbląga. Może dolinę logistyczną w sąsiedztwie Gdyni zasilać będzie zainstalowana na barce elektrownia jądrowa. 

Atom na morzu lepszy niż na lądzie  

Gdy zabranie wiatru w elektrowniach wiatrowych, wody w rzekach do napędzania elektrowni wodnych i chłodzenia elektrowni jądrowych, gdy w upalne zachmurzone dni zabraknie słońca, gdy wstrzymane zostaną dostawy gazu do elektrowni gazowych, gdy zabraknie węgla w elektrowniach konwencjonalnych, wtedy sytuację mają uratować pływające elektrownie jądrowe – wynika z raportu „Facilitating Global Deployment of Floating Nuclear Power Plants”. Opracowany został on przez grupę ekspertów zgromadzoną przez World Nuclear Association, organizację działającą w Walii, w Wielkiej Brytanii. 

Zdaniem ekspertów od energii jądrowej z Walii, to właśnie elektrownie FNPP - Floating Nuclear Power Plants dają przewagę nad innymi źródłami energii w dzisiejszych czasach. Tą przewagę zapewnia elastyczność w wyborze lokalizacji oraz odporność na klęski żywiołowe. Wykorzystanie zasilania i dostarczanie energii z elektrowni umieszczonych na statkach „czyni je atrakcyjną alternatywą dla tradycyjnych lądowych obiektów jądrowych, szczególnie na odległych obszarach, gdzie budowa dużych obiektów jądrowych jest nieopłacalna”. 

Elektrownie jądrowe na barkach można cumować w ujściach rzek, gdzie wody jest dostatek, a silnie uprzemysłowione i zurbanizowane regiony potrzebują dużo energii latem i zimą. Porty, ujścia rzek, wyspy to naturalne miejsca cumowania FNPP i rynków odbiorców energii z pływających elektrowni. W zależności od potrzeb ich projekty mogę zostać dostosowane do określonej grupy konsumentów (przemysłowych, detalicznych, skoncentrowanych, rozproszonych) już na deskach projektowych i w stoczniach.

- Pływająca energetyka jądrowa oferuje potencjalne źródło niezawodnej, niskoemisyjnej energii elektrycznej i ciepła (oraz, tam gdzie potrzeba, odsolonej wody) dla lokalizacji, w których konwencjonalne systemy energetyczne są drogie, wysokoemisyjne lub fizycznie niemożliwe do zbudowania – podkreśla Alisa Reiner, specjalistka od zarządzania środowiskiem na Uniwersytecie Yale, która jest analityczką rynków energii offshore w Intelatus Global Partners.

Reaktory na pokładach

Reaktory jądrowe wykorzystywane są w warunkach morskich od dłuższego czasu. Tak więc statek z elektrownią jądrową na pokładzie nie jest nowym pomysłem. Reaktor jądrowy jako źródło energii zastosowany został na USS Nautilus w 1954 roku, a później montowano je na innych okrętach podwodnych amerykańskich i rosyjskich. 

Doświadczenia z wojskowym i cywilnym wykorzystaniem energetyki jądrowej na statku mają nie tylko Stany Zjednoczone i Rosjanie. Pierwsze projekty cywilne, w których obiekty jądrowe były eksploatowane przez organizację operacyjną jednego państwa. Następnie przemieszczane były drogą morską i znajdowały zastosowanie na terytorium innych państw. Działo się to już w latach 60. XX wieku. 

Statek pasażersko-towarowy z napędem jądrowym „Savannah” (USA, 1962–1972), handlowy statek z napędem jądrowym „Otto Hahn” (Niemcy, 1968–1979) oraz handlowy statek z napędem jądrowym „Mutsu” (Japonia, 1974–1992) były statkami napędzanymi przez elektrownie jądrowe małej mocy – przypominają autorzy raportu „ Facilitating Global Deployment of Floating Nuclear Power Plants”.

Pływająca elektrownia atomowa Akademik Łomonosow. Źródło: RosAtom

Cywilne zastosowania energii jądrowej na morzu były kontynuowane wraz z długoterminowym rozwojem i eksploatacją lodołamaczy zasilanych z elektrowni jądrowych w ZSRR, a obecnie kontynuowane jest w Rosji. ZSRR zbudował kilka lodołamaczy z siłowniami jądrowymi. Pierwszym był „Lenin” (1957–1989). To pierwszy na świecie statek o napędzie jądrowym. Innym znaczącym przykładem jest transportowiec „Sevmorput” (1988–2007) z reaktorem KLT-40 (PWR).

Dziś statki o napędzie jądrowym są wykorzystywane wyłącznie na szlakach Drogi Północnej w rosyjskiej Arktyce. Lodołamacze zapewniają żeglugę na Północnym Szlaku Morskim. Należy jednak zaznaczyć, że to połączenie wciąż pokonują statki z klasą logową. Północna Droga Morska może być wykorzystywana, bo w okresach zalodzenia obsługiwana jest także przez lodołamacze z reaktorami RITM-200.

Statki zostały wprowadzone do służby w latach 2020-2024. Trzy kolejne statki tej samej serii są w budowie lub zakontraktowane. Prowadzona jest budowa pierwszego z dużych lodołamaczy projektu 10510 z dwoma reaktorami RITM-400. Lodołamacz atomowy "Rossija" (projekt 10510 "Lider") budowany jest w stoczni Zwiezda (Bolszoj Kamień, Rosja). Z powodu opóźnień i problemów z dostawami, wodowanie zaplanowano na luty 2028 roku. Statek będzie wyposażony w jednostkę o mocy 120 MW. GospodarskaMorska.pl informowała o tym tutaj.

MH-1A, STURGIS Nuclear Barge. Źródło: US Army Corps of Engineers, https://www.usace.army.mil/Media/Images/igphoto/2002242236/  

Pierwszą na świecie pływającą elektrownię jądrową zasilał reaktor MH-1A (Mobile High Power Reactor 1A) – przypominają eksperci World Nuclear Association. Został on zainstalowany na statku towarowym typu Liberty z czasów II wojny światowej. „Charles H. Cugle” po montażu reaktora został przemianowany na „Sturgis”. Budowa reaktora MH-1A rozpoczęła się w 1963 roku, a w 1967 roku osiągnął on stan eksploatacyjny. W latach 1968–1976 dostarczał 10 MW energii elektrycznej do strefy Kanału Panamskiego. Reaktor został wyłączony z eksploatacji w 1976 roku, a rok później usunięto z niego paliwo.

Dla porównania, SMR Akademik Łomonosow to pływająca jednostka energetyczna (FPU) z siedzibą w porcie Pewek na Czukotce (rosyjski Daleki Wschód). Głównym zadaniem elektrowni jest zaopatrywanie okręgu przemysłowego w energię elektryczną. Elektrownia może dostarczać 50 Gcal/h oraz do 70 MW – informuje ROSATOM. 

Parametry eksploatacyjne elektrowni Akademik Łomonosow. Źródło: RosAtom

Energia jądrowa ze statku na ląd

Znane jest wykorzystanie energii reaktorów nie tylko na rosyjskich lodołamaczach. Rosyjski Akademik Łomonosow wprowadzony do eksploatacji pięć lat temu, stanowi znakomity przykład, że energetyka jądrowa może być wykorzystywana nie tylko na morzu. Może być również dostarczana ze statku na potrzeby odbiorców z lądu. O uruchomieniu rektora informowała GospodarkaMorska.pl

- Obecnie obserwuje się zbieżność konstrukcji modułowej, globalnego zapotrzebowania na energię i potrzeby szybkich, skalowalnych rozwiązań – podkreślała już rok temu Sama Bilbao y Leon, Dyrektorka Generalna Światowego Stowarzyszenia Energii Jądrowej, propagatorka zrównoważonej przyszłości energetycznej.

Sama Bilbao y Leon przekonuje, że „Elektrownie jądrowe na wodzie, takie jak Akademik Łomonosow, udowodniły wykonalność dostarczania czystej i niezawodnej energii do odległych regionów”. Za wprowadzaniem tego typu rozwiązania w skali przemysłowej przemawia możliwość budowania takich jednostek energetycznych w stoczniach z wykorzystaniem technik modułowych.

Dyrektorka Generalna Światowego Stowarzyszenia Energii Jądrowej przekonuje, że „elektrownie pływające można szybko uruchomić przy minimalnych przygotowaniach infrastrukturalnych na miejscu. Ich mobilność umożliwia scentralizowane serwisowanie i ponowne rozmieszczenie, co czyni je idealnymi dla regionów o ograniczonej infrastrukturze lub zmiennym zapotrzebowaniu na energię”.

Zadecyduje ekonomia i polityka

O wykorzystaniu pływających elektrowni jądrowych zadecyduje ekonomia i polityka. Miasta portowe, wyspy i kraje borykające się z coraz większym popytem na energię, będą potrzebowały elektrowni. Alisa Reiner przeprowadziła analizę rynku FNPP. Oparła ją na ocenie istotności czynników ekonomicznych i politycznych. Osiągnięty wynik stanowi „zrównoważoną analizę możliwości inwestycyjnych, a nie prostą mapę możliwości technicznych”. – podkreśla analityczka rynków energii offshore w Intelatus Global Partners.

Kilka rynków może wykazywać silny popyt na energię jądrową ale jej zastosowanie lub wdrożenie może zostać ograniczone lub utrudnione „ze względu na warunki polityczne lub gospodarcze. Z drugiej strony, kraje, które pomyślnie przejdą analizę, łączą wystarczający potencjał gospodarczy z ramami politycznymi, które mogłyby wspierać dalszy rozwój projektów”.

Reiner dokonała przeglądu „75 krajów i terytoriów, które zasługują na dalsze badania”. Według przyjętych kryteriów 14 rynków „stanowi podzbiór o wyższym priorytecie, z wynikami ram ekonomicznych i politycznych na poziomie 2,0 lub wyższym”. Z oceny rynków wynika, że tak innowacyjne rozwiązania jak pływające elektrownie jądrowe wdrożyć mogą państwa, które mają „stosunkowo silniejszy potencjał gospodarczy z korzystniejszymi warunkami politycznymi i regulacyjnymi”. To skłania do dalszych działań projektowych i głębszej oceny wykonalności, zaangażowania inwestorów i projektowania wykonalności i ekonomiczności rozwiązań w wybranych regionach. 

W rezultacie potencjalnymi beneficjentami uruchomienia FNPP mogłyby być wybrane kraje na wszystkich kontynentach. Z regionu Morza Bałtyckiego wyróżniona została Szwecja. Przyjmując kryteria kwalifikacji określone przez Reiner, Polska może być także zaliczona do grona potencjalnych użytkowników pływających elektrowni jądrowych. Dlatego już dzisiaj warto zaplanować miejsca ich cumowania i planować sieci energetyczne, które w przyszłości mogą okazać się przeydatne do współpracy z pływającymi elektrowniami jądrowymi.