W skrócie
- Fale upałów i niskie stany rzek wymuszają ograniczanie mocy europejskich elektrowni jądrowych, co wynika z trudności w chłodzeniu reaktorów przy wysokich temperaturach wody.
- Polska elektrownia w gminie Choczewo będzie korzystać z wody morskiej, co ma uchronić obiekt przed skutkami susz i niedoborów wód słodkich typowych dla systemów rzecznych.
- Oprócz samej pracy elektrowni znaczne ilości wody zużywane są również na etapie wydobycia oraz przetwarzania paliwa uranowego, w tym podczas procesu wzbogacania uranu.
- Więcej podobnych informacji znajdziesz na stronie głównej serwisu, otwiera się w nowym oknie
Dlaczego elektrownia jądrowa potrzebuje wody do pracy?
Praca elektrowni jądrowych oraz innych obiektów termoelektrycznych jest bezpośrednio powiązana z dostępem do zasobów wodnych. Woda pełni w nich rolę kluczowego chłodziwa w ostatecznym ujściu ciepła, co wynika z jej wysokiego przewodnictwa termicznego, pojemności cieplnej i powszechności w naturze. W procesie wytwarzania energii elektrycznej jedynie około 34 proc. ciepła wygenerowanego w reakcji jądrowej ulega przekształceniu w prąd. Pozostała część musi zostać odprowadzona, aby domknąć cykl termodynamiczny.
Reaktory wodne wrzące (BWR) oraz ciśnieniowe (PWR) wykorzystują do skraplania pary przepływające strumienie wody, które ulegają podgrzaniu, a następnie wracają do zbiorników wodnych bez chemicznego skażenia czy modyfikacji składu.
Oprócz udziału w generowaniu prądu woda odgrywa nieodłączną rolę w systemach bezpieczeństwa. Jest niezbędna do stałego chłodzenia rdzenia reaktora oraz zużytego paliwa przetrzymywanego w basenach magazynowych, gdzie proces ten może trwać nawet 15 lat. Dla zapewnienia ochrony przed poważnymi awariami przepisy wymagają posiadania awaryjnych zbiorników wody, zdolnych do chłodzenia obiektu przez minimum 30 dni z wydajnością sięgającą od 10 tys. do 30 tys. galonów (ok. 38-113 tys. litrów) na minutę.
Fale upałów wpływają na pracę reaktorów
Ocieplenie klimatu, przedłużające się susze i wzrost temperatur rzek stwarzają narastające wyzwania eksploatacyjne dla energetyki jądrowej w Europie. Gdy poziomy rzek spadają, ograniczeniu ulega ilość dostępnego chłodziwa, a limity ochrony środowiska zabraniają odprowadzania zbyt gorącej wody z powrotem do akwenów.
W efekcie elektrociepłownie i elektrownie jądrowe są zmuszone redukować moc lub całkowicie wstrzymywać pracę w najgorszym możliwym czasie - gdy występuje szczytowe zapotrzebowanie na prąd wywołane pracą klimatyzacji. Szacunki wskazują, że wzrost temperatury wody chłodzącej o 1 °C przekłada się na spadek wydajności reaktora o około 0,2 proc.
Zobacz również:
Przykłady z ostatnich lat pokazują skalę tego problemu w wielu państwach europejskich. Na Węgrzech czasowo zamknięto bloki w elektrowni Paks z powodu przekroczenia bezpiecznych parametrów chłodzenia, co wymusiło zwiększenie importu prądu. Francja wielokrotnie ograniczała moc reaktorów położonych nad Rodanem i Garonną, a w Szwecji i Finlandii wyzwaniem okazywała się zbyt wysoka temperatura wody morskiej.
Problem dotyczy przede wszystkim obiektów ze starym systemem chłodzenia otwartego bez chłodni kominowych. W odpowiedzi na te zagrożenia rozważa się inwestycje w nowocześniejsze układy zamknięte, ulepszone prognozowanie hydrologiczne i konstrukcje nowej generacji o wyższej sprawności termodynamicznej.
Wydobycie i przetwarzanie uranu też zużywa sporo wody
Zapotrzebowanie na zasoby wodne w sektorze jądrowym nie ogranicza się wyłącznie do samej elektrowni, lecz obejmuje cały proces przygotowania paliwa uranowego. Jak tłumaczy amerykańska organizacja Union of Concerned Scientists, wydobycie uranu zużywa 1-6 galonów wody (3,8-22,7 litra) na każdy 1 mln BTU (293 kWh) wytworzonej energii cieplnej.
Dalsze przetwarzanie surowca pochłania 7-8 galonów (26,5-30,3 litra) na 1 mln BTU, przy czym proces wzbogacania uranu metodą dyfuzji gazowej generuje znaczne zużycie w porównaniu do nowszych technologii wirówkowych.
W porównaniu z elektrowniami węglowymi o podobnych układach chłodzenia obiekty jądrowe pobierają i zużywają więcej wody na jednostkę wyprodukowanej energii. Wynika to z niższej temperatury pracy i niższej sprawności turbin, a także z braku odprowadzania ciepła przez kominy spalinowe.
Dodatkowym aspektem środowiskowym pozostaje zabezpieczenie zbiorników z odpadami po procesie mielenia i ochrona lokalnych gatunków ryb przed zasysaniem do instalacji poboru wody.
Pierwsza polska elektrownia jądrowa nad morzem
W Polsce podjęto decyzję o budowie pierwszej elektrowni jądrowej we wsi Kopalino w gminie Choczewo na Pomorzu. Obiekt, którego budowa ma ruszyć w 2028 lub 2029 r., powstanie w odległości nie mniejszej niż 1200 metrów od miejscowości Gajówka oraz niedaleko wsi Osetnik, Biebrowo i Lubiatowo. Na potrzeby inwestycji w 2025 r. i na początku 2026 r. wycięto 333 ha lasu, przygotowując teren pod bloki energetyczne, zaplecze budowlane i infrastrukturę towarzyszącą.
Wizualnie obiekt ten nie będzie dominować nad pasem nadmorskim w taki sposób, jak klasyczne elektrownie węglowe czy turbiny wiatrowe. Wprawdzie zabudowa bloków osiągnie wysokość kilkudziesięciu metrów, jednak budowa nie wpłynie drastycznie na widok od strony plaży ze względu na zachowany pas drzew i specyfikę zaprojektowanego układu chłodzenia.
Polska elektrownia jądrowa nie będzie miała wysokich chłodni kominowych, które są powszechnie kojarzone z obiektami energetycznymi. W trosce o krajobraz i parametry środowiskowe zdecydowano się na zastosowanie otwartego systemu chłodzenia, w którym chłodziwem stanie się woda pobierana bezpośrednio z Morza Bałtyckiego. Dzięki temu nie ma obaw, że jej zabraknie jak w przypadku elektrowni w pobliżu rzek czy słodkowodnych zbiorników lądowych podczas susz i fal upałów.
Woda morska nie będzie miała bezpośredniego kontaktu z rdzeniem reaktora, lecz przepłynie przez wymienniki ciepła. Po odebraniu energii cieplnej zostanie odprowadzona z powrotem do morza, przy czym jej temperatura będzie wyższa o około 7-10 °C. Rozwiązanie to uznano za wariant wywierający najmniejszy wpływ na lokalny ekosystem i estetykę otoczenia. Część ekspertów mimo to obawia się, że pompowanie ciepłej wody do Bałtyku może potęgować zakwit sinic, z którym i tak już teraz są problemy, i osłabiać lokalny ekosystem, obniżając przy tym wartość turystyczną okolicy.
