Atomjövő

Hárfás Zsolt, energetikai mérnök, okleveles gépészmérnök, az atombiztos.blogstar.hu szerzőjének írása.

Manapság mi sem természetesebb, mint az, hogyha felkapcsoljuk a villanyt, világos lesz a lakásban, a konnektorban mindig van áram. Ezért aztán el sem gondolkozunk azon, miként is kerül az oda. Az átlagembert persze nem érdekli különösebben, hogy honnan jön az áram: szenet használó erőműből, atomerőműből vagy éppen megújuló forrásból, amíg viszonylag olcsó, és mindig rendelkezésre áll. Pedig az, hogy miből nyerjük az energiát, nagyon nem mindegy. Az életet kényelmessé tévő villanyáramot túlnyomórészt fosszilis energiahordozók elégetésével állítja elő ma is az emberiség. Ráadásul hiába az energiahatékonyság növekedése, az energiafelhasználás évről évre töretlenül növekszik. Végül is egyre több elektromos kütyüt használunk, sőt, elektromos autóból is egyre több fut az utakon. Gondoljunk csak bele: a szép jövő előtt álló villanyautózás mekkora többlet áramigényt fog generálni, és ehhez mennyivel több szenet, földgázt éget majd el az emberiség? Miközben örülünk, hogy a jövő személyautói nem szennyezik a levegőt, nem veszünk róla tudomást, hogy a töltéshez használt áramot többnyire fosszilis energiahordozókból nyerjük. Áltathatjuk ugyan magunkat, hogy milyen jót teszünk a Földdel, ha elektromos autóba ülünk át, de ne legyenek azért túlzott illúzióink: világviszonylatban évente többen halnak meg a villanyautókhoz is áramot adó szenes erőművek okozta levegőszennyezés miatt, mint autóbalesetekben, és akkor még nem beszéltünk a klímaváltozás számlájára írható természeti katasztrófák – az egyre pusztítóbb trópusi viharok, áradások vagy éppen a kiterjedt erdőtüzek, a hőhullámok és a katasztrofális aszályok áldozatairól. Paradox helyzet: az emberiség a biztonságosan működő atomerőművektől inkább tart, mint a százezrek haláláért felelős füstöt okádó szénerőművektől. Hogy is van ez? Kezdjük a legelején!

Kétmilliárd éves atomreaktor az őserdőben

Arra, hogy az atomenergia nem ördögtől való, természetben is előforduló jelenség, több, napnál is világosabb bizonyíték van. Közismert, hogy maga a Nap is egy természetes fúziós reaktor, amelyben a hidrogén magfúzió során, héliummá alakul, miközben irdatlan mennyiségű energia szabadul fel.

Azt viszont már kevesebben tudják, hogy a Földön is léteztek természetes atomreaktorok. A kétmilliárd éves történetre 1972-ben derült fény, amikor egy francia nukleáris üzemanyaggyárban dolgozó mérnök rutinméréseket végzett a közép-afrikai Gabonban. Különös anomáliára figyelt fel a gaboni Oklóból származó uránérccel kapcsolatban. A természetes uránnak ugyanis két izotópja fordul elő a természetben. A 238-as tömegszámú az uránérc 99,28%-át adja, miközben az atomerőművekben használt U-235 izotóp csak 0,72%-ban van jelen. Visszatérve Gabonba, a hasadóképes U-235-ös aránya Oklóban jóval kisebb volt, mint a természetes urán 0,72 százalékos izotóparánya. Sokféle elmélet született az eltérés lehetséges magyarázatára, de végül a tudósok megállapították, hogy Oklóban természetes atomreaktor működött. A kutatások alapján bizonyossá vált, hogy az adott területen összesen 17 természetes reaktor létezett akár 1 millió éven keresztül annak köszönhetően, hogy a maghasadáshoz és a láncreakcióhoz szükséges feltételek időről időre adottak voltak! Maga a láncreakció nyilván nem volt egyenletes, a fizikai folyamatoknak megfelelően leállások majd újbóli felfutások történtek és a természetes reaktorok jelenléte miatt az oklói "szegényített" uránérc kuriózummá vált. Az atomreaktorokban a természettől eltérően a láncreakció szabályozottan megy végbe, a mai legkorszerűbb nyomottvizes reaktorok automata biztonsági rendszerei emberi beavatkozás nélkül, a másodperc töredéke alatt képesek leállítani a láncreakciót és biztosítani a reaktor hűtését.

Tiszta energiaforrások – atom és víz

A korszerű atomreaktorok biztonságossága meggyőző, nem véletlenül dönt a világ egyre több országa atomerőmű építéséről. Nagy mennyiségben, folyamatosan, az időjárástól függetlenül, versenyképes áron, a klímavédelmi és az ellátásbiztonsági követelményeknek is megfelelve villamos energiát csak és kizárólag az atomerőművekkel lehet termelni. Különösen annak fényében, hogy számolni kell a globálisan egyre növekvő villamosenergia-igénnyel.

Az atomenergia iránti keresletnövekedést a számok is igazolják. A 2018. július végi adatok szerint világszerte 57 új blokk épül mintegy 58 ezer MW villamos teljesítménnyel. Ráadásul a jövőben tízszer ennyi, 500 új blokk építésével számolnak a világ 40 országában. Az Egyesült Arab Emírségekben például 2020-ig 4, koreai APR-1400 típusú blokk fog üzembe állni. Szaúd-Arábia is tervez atomerőműveket építeni. Mindez egyértelműen azt jelenti, hogy e két világviszonylatban nagyon jelentős olajtartalékkal rendelkező ország már az olaj utáni időkre is gondol és az atomenergiát kívánja fejleszteni. Afrika számos országa is atomerőművi blokkok építésére készül, hiszen súlyos villamosenergia-hiányban szenvednek.

Az Egyesült Arab Emírségekben épülő Barakah Atomerőmű fotó: ENEC

Jelenleg csak Kínában 15 atomerőművi blokk létesítése van folyamatban, és a jövőben további 180 új blokk megvalósítását tervezik. A tervek szerint India 2032-ig meg kívánja tízszerezni a nukleáris kapacitását, hogy elérje a 63 000 MW beépített nukleáris kapacitást. Az indiai gyors ütemű fejlesztés oka Kínához hasonlóan a robbanásszerűen növekvő villamosenergia-igény növekedése. Európában jelenleg is számos országban épülnek új atomerőművi blokkok: Finnországban, Franciaországban, az Egyesült Királyságban és Szlovákiában. Ezen országok mellé pedig hamarosan Magyarország, esetleg Csehország és Lengyelország is felzárkózhat.

A másik olyan energiaforrás, amely szén-dioxid-kibocsátás-mentesen képes folyamatosan rendelkezésre állni és úgynevezett zsinóráramot termelni, a vízenergia. Ráadásul nagyon jól szabályozható az áramtermelés. Norvégia adottságai egészen kiválóak ezen a téren. A villamosenergia-rendszer több mint 95 százalékban megújuló energiaforrásra, vízerőművekre alapoz, ám a közel 32-33 000 MW kapacitású erőművek az ottani, korábban nem tapasztalt szélsőségesen meleg időjárás és a szárazság miatt jelenleg a szokásosnál lényegesen kevesebb villamos energiát tudnak termelni. 2018 májusában például 10 százalékkal volt alacsonyabb a termelés az előző év hasonló időszakához képest, mert a meleg és a gyors olvadás miatt kevés volt a víz.

A norvégiai Alta, 150 MW teljesítményű vízerőmű Fotó: Statkraft

Norvégia az eddigi export helyett kénytelen jelenleg is a fogyasztók maradéktalan kiszolgálása érdekében külföldről, döntő részben szénerőművekben megtermelt villamos energiát vásárolni. Emiatt a norvég villamos energia ára az egekbe szökött, a tavalyihoz képest megduplázódott! Ez az eset is azt mutatja, hogy nem célszerű egyetlen villamosenergia-termelési módra, jelen esetben egy mégoly stabil megújuló energiaforrásra támaszkodni, hiszen a klímaváltozás miatt az egyre szeszélyesebbé váló időjárás ilyen helyzetekhez vezethet.

Magyarország a fősodorban

Magyarországon a hazai villamosenergia-ellátásban a paksi atomerőmű kapacitásának fenntartása mindig is kulcskérdés volt a felelősen gondolkozó energetikai szakemberek körében, hiszen az olcsó, megbízhatóan, az időjárástól függetlenül és folyamatosan rendelkezésre álló, szén-dioxid-kibocsátástól mentes atomerőmű által termelt villamos energiára 40 év múlva éppúgy szüksége lesz az országnak, mint jelenleg. A magyarországi adottságok mellett és a technológia mai fejlettségi szintjén ugyanis nincs más megoldás, nincs reális alternatívája az atomenergia rendszerben tartásának. Hazánkban legolcsóbb termelőként jelenleg is Paksról származik a hazai villamosenergia-termelés 50 százaléka. Éppen ezért feltétlenül szükséges a Paks II-projekt, hiszen ennek megvalósítása döntő mértékben elősegíti a jelenlegi súlyos importfüggőség (idén júniusban közel 43 százalék volt az import részaránya) jelentős mérséklését és ezzel garantálja az ellátás biztonságát, valamint azt, hogy a villamos energia olcsó legyen. Időjárásfüggő megújuló energiaforrásokkal nem lehet kiváltani a két új blokk 2400 MW kapacitását! Érdekességképpen az is elmondható, hogy az atom- és megújuló párti Magyarország már most is sokkal zöldebb, mint a megújuló párti Németország, hiszen a tavalyi évben a klímavédelmi szempontból zöld, tehát CO2-mentes villamosenergia-termelési részarány hazánkban 60, Németországban viszont csak 38 százalék volt!

Hazánk a két új paksi blokk megépítése mellett a naperőművek fejlesztésében látja a jövőt Fotó: Hirling Bálint - Origo

Hazánkban a Paks II. Atomerőműnek és elsősorban – a megújuló energiaforrások közül – a jelentős naperőművi fejlesztéseknek köszönhetően a jövőben a szén-dioxid-kibocsátás-mentes zöld részarány 95 százalék lehet.

A biztonságból nem engednek

Az atomenergetikai iparban a nukleáris biztonság abszolút prioritást élvez és megelőz bármilyen más szempontot. Jelen pillanatban a globális atomenergetikai piacon csak néhány olyan – építés alatt álló – atomerőművi blokktípus van, amely 3., vagy a legfejlettebb 3+ generációsnak számít. Az atomerőművek lehető legnagyobb fejlettségi szintje azért különösen fontos szempont, mivel alapvető elvárás, hogy az új blokkok megfeleljenek a fukusimai atomerőmű-balesetet követő legszigorúbb követelményeknek is. Sőt, a biztonságot garantáló fejlesztések lehetőség szerint ezen követelményeken is túlmutassanak.

Az elmúlt több mint egy évben számos mérföldkő volt a globális atomenergetikát tekintve. 2017. február óta a világ jelenleg legkorszerűbb, első 3+ generációs, VVER-1200 típusú egysége, a Novovoronyezsi Atomerőmű II. kiépítés első blokkja kereskedelmi üzemben termel. Tavaly ezt a blokkot díjazta a patinás, 136 év óta megjelenő amerikai energetikai szaklap, a Power magazin is, megállapítva, hogy ez is mutatja a nukleáris ágazat fejlődési irányát, mivel ez az egység a legújabb eredményeken és fejlesztéseken alapul. Ehhez hasonló blokkok fognak épülni a Paks II-projekt keretében is. Ezt a típust a Nemzetközi Atomenergia-ügynökség a világ első olyan blokkjaként ismerte el, amely megfelel a 3+ generációs atomerőművekkel szemben támasztott követelményeknek. Emellett pedig az Európai Bizottság – a Paks II-projekt részletes vizsgálata során – is megállapította, hogy ez a típus teljesíteni tudja a legszigorúbb nukleáris biztonsági és sugárvédelmi előírásokat is. Idén a globális atomipar szintén újabb áttöréseket ért el. Június végén a világ első francia, EPR típusú blokkjaként a kínai Taiishan 1 egység sikeresen kapcsolódott a villamosenergia-hálózatra A világ első, Westinghouse AP1000 típusú atomerőművi blokkja, a kínai Szanmen-1 blokk szintén június végén csatlakozott sikeresen a villamosenergia-hálózatra.

Mindebből az következik, hogy Magyarország a Paks II. Atomerőmű megvalósításával a világ többi, az atomenergiának az energiamixben betöltött szerepét felismerő, racionális döntést hozó országával együtt kíván haladni a jövőben.