4 obserwujących
131 notek
63k odsłony
  231   0

Polska energetyka jądrowa?

Skoro klasyk zgłębiał problem zawartości cukru w cukrze (związanej nota bene z promieniowaniem), możemy zastanowić się na ile polska może być polska energetyka jądrowa.

Parę słów wprowadzenia

W dzisiejszych czasach regulacja dostępu do surowców i technologii energetycznych jest narzędziem uzależniania jednych państw od drugich.

Obecnie, w 2022 roku, przekonują się o tym Niemcy, którym Rosja ogranicza dostawy gazu ziemnego przestrzegając w ten sposób Berlin (skutecznie) przed zbytnim angażowaniem się po stronie atakowanej przez Rosję Ukrainy.

Przekonuje się o tym, od wielu lat, bazująca na energetyce węglowej Polska, w której ceny prądu i ogrzewania są znacząco zwiększone przez opłaty za emisję dwutlenku węgla narzucane przez Unię Europejską znajdującą się pod przemożnym wpływem Niemiec.

Jeżeli chcemy, aby Polska była tak suwerenna jak się tylko da (a na przykład piszący te słowa chce), to musimy zadbać o Jej maksymalną samodzielność energetyczną.

Czy rozwój energetyki nuklearnej może zwiększyć samodzielność energetyczną Polski?

A może budowa i eksploatacja siłowni jądrowych oraz ograniczenie energetyki węglowej zmniejszy jedne zależności kosztem powstania innych nie mniej dolegliwych?

Czy zbudowana w Polsce za polskie pieniądze przez zagranicznego wykonawcę elektrownia nuklearna będzie rzeczywiście polska, jeżeli jej eksploatacja będzie uzależniona od zagranicznego serwisu?

Czy rzeczywiście polski będzie reaktor jądrowy zaprojektowany i zbudowany przez Polaków, jeśli paliwo do niego trzeba będzie kupować poza granicami Kraju?

Czy – ogólnie rzecz ujmując – korzyści płynące z energetyki nuklearnej w Polsce przeważą straty do jakich może ona doprowadzić?

Garść przedstawionych dalej informacji i szkicowych analiz rzuca trochę światła na kwestię energetyki nuklearnej w Polsce, ale nie daje wyczerpujących odpowiedzi na postawione wyżej pytania.

Niech to opracowanie będzie podpowiedzią: dla laików – o co dociekliwie pytać ekspertów, dla ekspertów – co cierpliwie wyjaśniać laikom (także biorąc pod uwagę możliwe nieścisłości i błędy zawarte w tym tekście).

Ile energii potrzeba Polsce?

Załóżmy patriotycznie, że Polska rozwinąwszy się gospodarczo będzie wytwarzała rocznie o 20% więcej energii elektrycznej na głowę mieszkańca niż obecnie Niemcy.

Przyjmijmy ponadto, że liczba mieszkańców Polski będzie wynosiła 40 mln (40 x 106 mieszk.).

W 2021 roku Niemcy wyprodukowały około 0,007 gigawatogodziny energii elektrycznej (GWhe) w przeliczeniu na jednego mieszkańca (0,007 GWhe/mieszk./rok.) [1,2].

Zatem zgodnie z przyjętymi założeniami roczna produkcja energii elektrycznej w rozwiniętej gospodarczo Polsce będzie wynosiła:

0,007 GWhe/mieszk./rok x 1,2 x 40 x 106 mieszk. = 336 x 103 GWhe/rok

Ile energii z elektrowni jądrowych?

Jeżeli przyjmiemy, że 30% obliczonej wyżej energii elektrycznej będzie wytwarzanych w elektrowniach jądrowych (nuklearnych), to wyrażona w liczbach absolutnych ilość energii elektrycznej uzyskana rocznie w tych siłowniach będzie wynosić:

336 x 103 GWhe/rok x 0,30 = 100,8 x 103 GWhe/rok

Sprawność elektrowni nuklearnej wynosi około 33% [3]. To oznacza, że z każdej gigawatogodziny energii termicznej (GWht) wytwarzanej w takiej siłowni powstaje mniej więcej 0,33 gigawatogodziny energii elektrycznej (0,33 GWhe/GWht). Zatem aby wygenerować w ciągu roku w elektrowni jądrowej przyjętą wyżej ilość energii elektrycznej będzie trzeba wytworzyć energię termiczną w ilości:

100,8 x 103 GWhe/rok / 0,33 GWhe/GWht = 305,5 x 103 GWht/rok

Ile paliwa nuklearnego?

Wielu z nas wie, że energia jądrowa jest wytwarzana w skali przemysłowej z uranu. Ale pewnie mniej z nas wie, że tak naprawdę energia w reaktorze nuklearnym powstaje w wyniku rozszczepienia jąder jednego z izotopów uranu. Ten izotop ma symbol chemiczny 235U.

W mądrych podręcznikach jest napisane, że dająca się zużytkować energia wydzielana podczas rozszczepienia pojedynczego jądra izotopu 235U – możemy przyjąć, że jest to energia termiczna – wynosi około 200 MeV (megaelektronowoltów). Po przeliczeniu na lepiej znane zwykłemu człowiekowi jednostki wyjdzie nam, że energia termiczna, jaką można uzyskać z 1 kg izotopu 235U wynosi 22,782 GWh (22,782 GWht/kg 235U) [4].

Zawartość izotopu 235U w naturalnym uranie stanowi 0,72%, czyli 7,2 kg izotopu na tonę uranu naturalnego (7,2 kg 235U/t Unat.) [5].

Przedstawione do tej pory dane bądź przeliczenia pozwalają nam ustalić, że wartość energetyczna 1 tony uranu naturalnego wynosi:

22,782 GWht/kg 235U x 7,2 kg 235U/t Unat. = 164,03 GWht/t Unat.

Wobec tego chcąc rocznie uzyskać w siłowni nuklearnej 305,5 x 103 GWh energii termicznej, koniecznej do otrzymania 100,8 x 103 GWh energii elektrycznej, potrzebujemy naturalnego uranu w ilości:

305,5 x 103 GWht/rok / 164,03 GWht/t Unat. = 1 862,5 t Unat./rok

Powyższa wartość będzie dalej nazywana rocznym zapotrzebowaniem na uran. Posłuży nam ona do określenia wystarczalności zasobów uranu.

Lubię to! Skomentuj5 Napisz notkę Zgłoś nadużycie

Więcej na ten temat

Komentarze

Inne tematy w dziale