Dejstva govorijo v prid jedrski energiji

Stroka se veliko ukvarja s podiranjem mitov, ki jih nasprotniki jedrske energije uporabljajo za strašenje in zavajanje javnosti. Žal je za vzbuditev strahu, nastanek novega mita ali omajanje zaupanja javnosti v znanstveno preverjena dejstva dovolj le nekaj delov informacije ali osamljen podatek, medtem ko je za gradnjo zaupanja v strokovne podatke te treba stalno spremljati, medsebojno primerjati in vseskozi izpostavljati strokovni presoji.

Na primer, za ustvarjanje strahu pred jedrsko energijo in utrjevanje mita o nevarnosti te tehnologije je dovolj le ena beseda, denimo že omemba imena Černobil. Dejstvo je, da so se v več kot 20.000 reaktorskih letih delovanja komercialnih jedrskih elektrarn po svetu zgodile 3 nesreče z vplivi na okolje: Otok treh milj, Černobil in Fukušima, a prav iz vsake od nesreč, ki so bile tragične in obžalovanja vredne, se je jedrska industrija naučila izjemno veliko in razvila vrsto varnostnih mehanizmov in protokolov.

Dejstvo pa je tudi, da je število smrtnih žrtev kot posledica pridobivanja elektrike iz premogovnih elektrarn na svetu še danes vsakih 5 dni tolikšno, kot je bilo skupno število vseh žrtev, ki so bile posledica nesreče v Černobilu. Razlog za visoko smrtnost zaradi premogovnih elektrarn je predvsem posledica vdihavanja zraka, onesnaženega z različnimi izpusti, ki nastajajo pri gorenju premoga, med njimi črni ogljik, delci pm2,5 in drugi aerosoli v smogu, ki so vzrok za številne pljučne bolezni in z njimi povezane prezgodnje smrti. Pri tem pa več kot 400 jedrskih elektrarn, katerih imena razen stroke pozna redko kdo, varno in brez nesreč zanesljivo proizvaja električno energijo v prek tridesetih državah sveta. Številni znanstveno preverjeni podatki jasno govorijo o prednostih jedrske energije, a to ne prepreči, da bi lahko nekaj izbranih in iz konteksta povzetih informacij zanetilo in vzdrževalo mite proti jedrski energiji.

A če se v energetiki želimo resno lotiti razogljičenja, še posebej razogljičenja proizvodnje električne energije, so dejstva mnogo pomembnejša od želja in občutkov posameznikov. Izpostavljanje izbranih izoliranih podatkov in dejstev na način, da ti potrjujejo določeno prepričanje, skladno s čustvi posameznikov ali željami interesnih skupin, je v nasprotju s temeljnim znanstvenim pristopom, ki si vztrajno prizadeva pridobiti čim bolj celovit in realen pogled. Podajanje dejstev ob namernem izpuščanju ključnega podatka, ki celo sliko popolnoma spremeni, je z znanstvenega stališča nesprejemljivo.

Razvitih držav brez elektrike ni

Eden od pogostih mitov je, da jedrskih elektrarn ne potrebujemo, saj da bomo raje zmanjšali porabo energije. A dejstvo je, da imajo države, ki porabijo več energije na prebivalca, večjo kakovost življenja in višji bruto domači proizvod (BDP). Skozi vso zgodovino človeštva, od začetka obvladovanja ognja, odkritja parnega stroja in s tem povezane industrijske revolucije pa vse do pridobivanja električne energije s pomočjo jedrske energije, so prosperirale družbe oz. države, ki so imele na razpolago obilne in zanesljive vire energije.

V današnjem svetu, ko si želimo razogljičenja energetskega sistema, pa je pomembna primerjava med tem, koliko električne energije proizvede posamezna država in kolikšen je njen BDP – graf jasno pokaže, da na svetu ne obstajajo razvite države z visokim standardom življenja, ki bi imele nizko proizvodnjo električne energije. Zgodovinski razvoj večine držav jasno kaže, da se z večjo količino proizvedene električne energije poveča tudi njen BDP. Slovenija ni izjema in v tem pogledu sodi med bolj razvite države sveta, skupaj z državami, kot sta Češka in Francija, oziroma blizu povprečja 27 držav EU. Seveda obstajajo tudi države, ki imajo višji BDP kot Slovenija in hkrati manjšo domačo proizvodnjo električne energije, kot na primer Italija, Macao ali Luksemburg, a te države so vse bodisi velike uvoznice električne energije ali pa zelo majhne otoške države.

Pričakovanja ali vzbujanje lažnega upanja, da bo Slovenija edina država na svetu, ki bo imela visok standard življenja, med drugim vezan tudi na obstoj industrije, možnosti transporta in dostojnega ogrevanja v hladnih mesecih, a za dosego teh ciljev ne bo potrebovala električne energije, so nerealna in nesmiselna.

Nasprotniki jedrske energije velikokrat zatrjujejo, da ni mogoče pravočasno zgraditi dovolj jedrskih elektrarn. Ko so leta 2024 voditelji držav udeleženk mednarodne podnebne konference podali politično zavezo, da do leta 2050 deleže jedrske energije potrojijo, so skeptiki takoj pokazali na medijsko bolj odmevno počasno gradnjo nekaj novih jedrskih elektrarn (Olkiluoto 3, Flamanville 3, Hinkley Point C) in zahtevnost vzpostavljanja dobavnih verig, a hkrati pozabili na dve dejstvi – v 70. letih prejšnjega stoletja, po dveh naftnih krizah, je državam uspelo vzpostaviti nove dobavne verige za gradnjo jedrskih elektrarn. Na svetu so potem v desetih letih zgradili prek 140 jedrskih elektrarn, v naslednjih petih letih pa še več kot 50, med njimi tudi jedrsko elektrarno Krško, ki je začela obratovati leta 1983. Po vzpostavitvi dobavnih verig za gradnjo novih jedrskih elektrarn gradnja poteka hitreje. Primer je Kitajska, ki zdaj nekatere jedrske elektrarne zgradi v manj kot petih letih (elektrarni Tianwan 5 in 6 so zgradili in začeli s poskusnim obratovanjem v štirih letih in osmih mesecih).

Zaloge urana niso omejujoči faktor

Ob povečanem številu jedrskih elektrarn na svetu se bo povečala tudi poraba urana v jedrskih elektrarnah. Zato je upravičeno vprašanje, kakšne so zaloge urana na Zemlji, saj nobenega energetsko pomembnega elementa in drugih snovi v naravi ni v neomejenih količinah. A prav uran je v naravi prisoten skoraj povsod, saj ga lahko najdemo v celotni zemeljski skorji, v številnih in zelo raznolikih kamninah in tudi v morju.

Zaloge urana v znanih in že karakteriziranih rudiščih so ocenjene na 8 milijonov ton (brez upoštevanja zalog v novih, še neodkritih rudiščih in prognozah ter nekonvencionalnih zalogah). Trenutne povprečne zahteve po uranu znašajo 160 ton urana za delovanje ene jedrske elektrarne z močjo 1 GW na leto oziroma za proizvodnjo približno 7 milijard kWh elektrike. Zaloge urana v znanih rudiščih torej zadostujejo za stoletje delovanja obstoječih jedrskih elektrarn, kar je več od znanih zalog nafte, ki jih je dovolj za manj kot pol stoletja trenutne letne svetovne porabe. A podobno kot se z višanjem cen nafte na svetovnih trgih povečujejo tudi komercialno dostopne zaloge tega energenta, je tudi obseg iskanja in karakterizacije novih rudišč urana odvisen od njegove tržne cene. Z višanjem cene se širijo tudi raziskave rudišč in karakterizacija novih najdišč, s tem pa se večajo tudi ekonomsko dostopne zaloge urana. Ker pa cena naravnega urana predstavlja manj kot desetino v celotnem strošku proizvodnje elektrike iz jedrskih elektrarn, bi bilo njegovo izkoriščanje ekonomično tudi ob precej višji tržni ceni od današnje. Zaradi naštetih dejstev obseg znanih zalog urana ni glavni faktor, ki bi kritično omejeval razvoj jedrske energije v bližnji prihodnosti.

Glede ekološke upravičenosti pridobivanja urana ne moremo mimo dejstva, da je v 1 gramu urana na voljo milijonkrat več energije kot v 1 gramu premoga ali nafte. To pomeni, da je treba za isto količino proizvedene energije v elektrarno dostaviti milijonkrat manj goriva in iz narave pridobiti do milijonkrat manj snovi. Ta fizikalna lastnost jedrske energije je tudi razlog, da je na enoto proizvedene in do porabnika dostavljene koristne energije jedrska energija vir z najmanj vpliva na okolje, najčistejša in najvarnejša tehnologija, vključno z vsemi vplivi "od zibelke do groba". Pridobivanje urana je med najbolj nadziranimi tehnologijami na svetu in spada med tiste oblike rudarjenja, kjer je nenadzorovanega izkoriščanja in onesnaženja okolja najmanj.

Pri tem pa je treba poudariti tudi dejstvo, da je v izrabljenem jedrskem gorivu, ki so ga v teh letih porabile jedrske elektrarne, še vedno do 95 % uporabnih snovi, ki se ob ustrezni predelavi in obdelavi lahko ponovno uporabijo kot reciklirano gorivo v jedrskih elektrarnah.

Uporaba recikliranega goriva, ki je prisotna že dlje časa tako v Franciji, Švici, Belgiji kot tudi v Rusiji, se v manjši meri že izvaja v prilagojenih obstoječih jedrskih elektrarnah. Z razvojem novih generacij elektrarn se bo izkoriščanje ponovne uporabe jedrskega goriva še bistveno povečalo. Na ta način se poraba svežega jedrskega goriva in s tem potreba po rudarjenju naravnega urana že zmanjšuje. Tako so v preteklih dveh letih, ko so se cene urana na mednarodnih trgih dvignile, jedrske elektrarne v Franciji z večjo uporabo recikliranega goriva že zmanjšale potrebe po svežem uranu za približno četrtino.

Raba jedrske energije v miroljubne namene

Trditev, da miroljubna uporaba jedrske energije z razvojem novih jedrskih elektrarn spodbuja širjenje uporabe jedrske energije v vojaške namene, je bila večkrat prepričljivo ovržena. Na svetu je 9 držav z jedrskim orožjem – od tega so le v 6 državah sami razvijali, gradili ali izvažali tudi jedrske elektrarne. Od teh 6 držav so 4 razvile in preizkusile jedrsko orožje, preden so začele izkoriščati jedrsko energijo za pridobivanje električne energije v elektrarnah.

Po drugi strani pa je danes na svetu že 33 držav, ki jedrske elektrarne uspešno uporabljajo v koristno mirnodobno rabo za proizvodnjo električne energije. In to število se v zadnjih letih povečuje. IAEA, mednarodna agencija za atomsko energijo, z uporabo različnih tehničnih metod in s številnimi strogimi inšpektorji izvaja stalen in strikten nadzor nad gorivom v vseh jedrskih elektrarnah, tako da morebiten namen zlorabe v vojaške namene ne more ostati skrit. To dokazuje tudi zgodovina. Inšpektorji IAEA so o tem, da Severna Koreja razvija jedrsko orožje, opozarjali veliko prej, preden so jedrsko orožje tam tudi preizkusili.

V elektrarnah se z radioaktivnimi odpadki ravna odgovorno

Ob vprašanju uporabe izrabljenega goriva v vojaške namene se v javnosti večkrat neupravičeno problematizira vprašanje radioaktivnih odpadkov, ki nastajajo pri obratovanju jedrskih elektrarn. A več kot 80 let obratovanja jedrskih elektrarn je pokazalo, da gre za vprašanje, ki ga izkoriščajo interesi, kadar želijo vzbujati strah pred jedrsko energijo, dejansko pa je za odpadke iz jedrskih elektrarn dobro poskrbljeno, tako da nimajo vpliva na okolico in zdravje ljudi, predvsem pa jih nastane zelo malo.

Radioaktivne odpadke opišemo z njihovo aktivnostjo, ki jo merimo v bekerelih. Aktivnost en bekerel pomeni en radioaktivni razpad na sekundo. Razpon radioaktivnosti v posameznih snoveh je zelo velik. Od nekaj bekerelov na kilogram, kolikor znaša naravna radioaktivnost praktično vsega, kar nas obdaja, do več milijonov bekerelov v radioaktivnih odpadkih ali celo več milijard milijonov v izrabljenem jedrskem gorivu. A pri ravnanju z radioaktivnimi odpadki poleg podatka o njihovi aktivnosti, ki nam pove, kako moramo z njimi ravnati, potrebujemo tudi podatek o njihovi teži in prostornini. Ta dva podatka povesta, koliko prostora potrebujemo za ravnanje z njimi. Kadar primerjamo posamezne vire energije med sabo, nas zanima, koliko prostora, ozemlja v državi potrebujemo za posamezen vir in za ravnanje z njegovimi odpadki.

Če bi celotno količino električne energije, ki jo povprečna Slovenka ali Slovenec porabi v enem letu, proizvedli v jedrski elektrarni, bi na posameznika nastalo sedem gramov iztrošenega goriva. Če bi celotno energijo, ki jo Slovenka ali Slovenec porabi v življenju, proizvedli v jedrski elektrarni, bi nastalo za manj kot 0,5 litra izrabljenega goriva. Vsega bi lahko spravili v eno pločevinko. Ob proizvodnji iste količine energije bi v termoelektrarnah v enem letu nastalo okoli sedem ton ogljikovega dioksida na osebo. Količina izrabljenega jedrskega goriva se meri v gramih in je zanemarljiva glede na odpadke, ki nastanejo pri katerem koli drugem načinu pridobivanja elektrike. Tudi zato so odpadki iz jedrskih elektrarn v primerjavi z odpadki vseh drugih tipov elektrarn edini, ki se po zaključku uporabe ne vrnejo v okolje, ampak so trajno izolirani od biosfere.

Za stabilnost omrežja potrebujemo predvidljive vire energije

Sicer pa strokovnjaki vedno z zaskrbljenostjo spremljamo trditve, da je možno glavnino električne energije zagotoviti samo s pomočjo kombinacije sonca in vetra. Jedrski strokovnjaki zagovarjamo potrebo po mešanici jedrske energije in obnovljivih virov energije. Slovenija namreč ni tako redko poseljena in nima naravnih danosti, kot jih imajo Norveška (hidroenergija), Paragvaj (hidroenergija) ali Islandija (hidroenergija in geotermalna energija), edine razvite države na svetu, ki so brez pomoči jedrskih elektrarn razogljičile proizvodnjo električne energije.

Za zagotavljanje stabilnosti omrežja potrebujemo vire električne energije, ki jih lahko nadzorujemo in jim prosto spreminjamo moč, neodvisno od letnega časa in vremenskih razmer. Takšne elektrarne so izključno elektrarne na fosilne vire, jedrsko energijo ali večje hidroelektrarne. Moči vetrnih in sončnih elektrarn ne moremo spreminjati neodvisno od vremenskih razmer, zato ne morejo direktno in samostojno sodelovati pri zagotavljanju stabilnosti omrežja.

Zagotavljanje zanesljive oskrbe z brezogljično električno energijo je možno ob kombiniranju jedrske energije in hidroenergije. Slovenija nima možnosti, da bi večino potrebne moči in energije za vzdrževanje stabilnosti omrežja zagotovila samo s hidroelektrarnami, zato ostanejo na razpolago le jedrska energija ali plinske in premogovne elektrarne. Dovolj povedna je izjava direktorja Elesa Aleksandra Mervarja: »Tistim, ki pravijo, da se da vso elektriko zagotoviti s pomočjo obnovljivih virov, bi predlagal, da se še malo poučijo, saj nimajo prav.«

Shranjevanje električne energije je nerešen izziv

Nestanovitni obnovljivi viri, kot sta vetrna in sončna energija, niso zanesljivi, niti poleti ne, kaj šele pozimi. Velikim viškom proizvedene elektrike sledijo noči ali pa brezvetrje.

Na grafih, ki kažejo proizvodnjo električne energije iz sončnih elektrarn in jedrske elektrarne v Sloveniji, se lepo pokaže razlika med stalnostjo proizvodnje električne energije v jedrski elektrarni in nepredvidljivostjo proizvodnje električne energije iz sončnih elektrarn – poleg velike razlike med dnevom in nočjo se vidi velika spremenljivost proizvodnje sončnih elektrarn po posameznih dneh v mesecu. Proizvodnja energije s sončnimi elektrarnami je spremenljiva, pogosto močno niha, poleg tega pa ni usklajena z običajno porabo, saj sončne elektrarne proizvedejo največ elektrike podnevi, medtem ko je poraba energije večja proti večeru. Razlika med poletjem in zimo (ko potrebujemo največ energije za ogrevanje) pa je več kot očitna in kaže na prednost zanesljivosti in stalnost proizvodnje v jedrski elektrarni. 

Viškov električne energije ne moremo učinkovito dolgoročno shraniti. Shranimo jih lahko samo v obliki kemičnih sprememb (baterije, vodik) ali v obliki potencialne energije vode (črpalne hidroelektrarne).

V primeru proizvodnje elektrike primarno iz sončnih elektrarn bi nujno potrebovali ustrezne kapacitete za skladiščenje elektrike za čas, ko sonce ne sije. Povprečna slovenska poraba elektrike je 1,6 GW, kar pomeni, da bi potrebovali skladiščne kapacitete za elektriko, torej baterije, za vsaj 20 GWh, če bi želeli državo napajati eno noč. V resnici se večkrat na leto zgodi, da razmere za pridobivanje elektrike iz sončne energije niso primerne ves teden ali več, zato bi v tem primeru potrebovali za skladiščenje elektrike okoli 300 GWh.

Kapaciteta vseh baterij, stalno priključenih na elektroenergetsko omrežje na svetu, je bila konec leta 2024 okoli 190 GWh, kar pomeni, da vse danes dostopne svetovne baterijske zmogljivosti ne bi mogle zadovoljiti niti potreb Slovenije.

Baterije nikjer na svetu ne igrajo zaznavne vloge pri napajanju elektroenergetskega omrežja za daljša časovna obdobja. Namenjene so za blažitev hitrih sprememb potrebne moči zaradi spremenljivih virov, kot sta sonce in veter. Svetovna proizvodnja baterij sicer skokovito narašča, a več kot 90 odstotkov vseh je namensko vgrajenih v vozila, kjer poganjajo promet in ne sodelujejo pri napajanju omrežja.

Za napajanje omrežja čez noč in ob brezvetrju bomo tudi v prihodnosti vezani na stabilne vire elektrike, to je na jedrsko energijo, plinske in premogovne elektrarne in deloma na hidroenergijo. Pričakovanje, da je možno z baterijami nadomestiti proizvodnjo jedrskih elektrarn ali elektrarn na fosilne vire, je nerealno. Vzbujanje upanja, da bi baterije, ki zagotavljajo dovolj energije za nekaj minut svetovne porabe, predstavljale rešitev za sezonsko hranjenje energije, spominja na pravljico.

Jedrska renesansa ali jedrski pragmatizem

V zadnjih mesecih smo velikokrat slišali, da jedrska energija doživlja renesanso. Morda ta izraz ni najbolj primeren. Veliko boljši opis je, da vedno več držav in vedno več ljudi pragmatično ugotavlja, tudi na osnovi izkušenj in dogajanja v državah, kjer so se jedrski energiji odpovedali, da je za zanesljivo oskrbo z nizkoogljično električno energijo potrebna tudi jedrska energija.

V pričujočem članku niso navedeni vsi razlogi za uporabo jedrske energije v dobro družbe, saj je za analizo vseh tu premalo prostora. A strokovno in mednarodno preverjenih dejstev je očitno dovolj, da se čedalje več držav sveta odloča za mirnodobno uporabo jedrske energije. Zato ne preseneča, da so se številne države tako v Aziji, v Amerikah, v Afriki in tudi v Evropi odločile in že gradijo nove jedrske elektrarne.

Države v Evropi, ki že gradijo in se odločajo za gradnjo novih jedrskih elektrarn, so Velika Britanija, Francija, Poljska, Češka, Slovaška, Švedska, Madžarska, Nizozemska, Bolgarija, Turčija in Romunija). Nekatere Evropske države so v postopku spreminjanja zakonodaje, ki je zahtevala zapiranje elektrarn (Belgija, Švica), ali odpravljajo prepoved gradnje novih elektrarn (Srbija).

V vseh teh državah se soočajo tudi z interesnimi skupnostmi in posamezniki, ki na prvo mesto postavljajo lastne poglede ali ožje interese, a vse so na osnovi tehtnih premislekov spoznale, da v svojih energetskih mešanicah potrebujejo jedrske elektrarne, če se želijo resno lotiti razogljičenja, še posebej pri proizvodnji električne energije. Dejstva, ki govorijo v prid jedrski energiji, so na mestu zlasti, če želijo države dostopnost električne energije tudi v prihodnosti enakovredno zagotoviti vsem svojim prebivalcem.

Dr. Tomaž Žagar je predsednik Društva jedrskih strokovnjakov Slovenije.