FaktyTop

Ocena techniczna energii jądrowej pod względem niepowodowania znaczących szkód (Wspólne Centrum Badawcze Komisji Europejskiej) (tłumaczenie)

Komisja Europejska

RAPORT JRC “NAUKA DLA POLITYKI”

Ocena techniczna energetyki jądrowej z punktu widzenia kryterium “nie powodowania znaczących szkód” Rozporządzenia (UE) 2020/852 (“Rozporządzenie o taksonomii”)1

 

Spis Treści

  1. Podsumowanie głównych punktów raportu
    Kontekst polityczny
    Kluczowe wnioski
    Główne ustalenia
  2. Wybrane rysunki i tabele
  3. Źródła danych

 

Niniejsza publikacja jest raportem „Nauka dla polityki” opracowanym przez Wspólne Centrum Badawcze (JRC), jednostkę usługową Komisji Europejskiej ds. nauki i wiedzy. Ma ona na celu zapewnienie opartego na dowodach naukowych wsparcia dla procesu kształtowania polityki europejskiej. Przedstawiony dorobek naukowy nie oznacza stanowiska politycznego Komisji Europejskiej. Ani Komisja Europejska, ani żadna osoba działająca w jej imieniu nie ponosi odpowiedzialności za sposób wykorzystania niniejszej publikacji. W celu uzyskania informacji na temat metodologii i jakości danych wykorzystanych w niniejszej publikacji, których źródłem nie jest Eurostat ani inne służby Komisji, użytkownicy powinni skontaktować się z źródłami, do których się odniesiono. Zastosowane oznaczenia i prezentacja materiału na mapach nie oznaczają wyrażenia jakiejkolwiek opinii przez Unię Europejską na temat statusu prawnego jakiegokolwiek kraju, terytorium, miasta lub obszaru lub jego władz, lub w sprawie wytyczenia granic lub znaków granicznych. 

 

Oryginalny dokument: https://ec.europa.eu/info/sites/info/files/business_economy_euro/banking_and_finance/documents/210329-jrc-report-nuclear-energy-assessment_en.pdf

Tłumaczenie: Antoni Goldstein


1 Przetłumaczony dokument zawiera część podsumowującą publikacji oraz rysunki, tabele i bibliografię, do których odnosi się przetłumaczona część. Spis treści pochodzi od redakcji. (przyp. red.).

 

Podsumowanie głównych punktów raportu

Aby osiągnąć cele Europejskiego Zielonego Ładu, zasadnicze znaczenie ma ukierunkowanie inwestycji na zrównoważone projekty i działania z jasną oceną ich współkorzyści i zagrożeń dla zdrowia ludzkiego i środowiska. Rozporządzenie w sprawie taksonomii (rozporządzenie (UE) 2020/852), w sprawie ustanowienia ram ułatwiających zrównoważone inwestycje, określa warunki, w tym cele środowiskowe, które musi spełniać działalność gospodarcza, aby można ją było uznać za zrównoważoną środowiskowo. Ustanawia ono również ramy dla opracowania unijnego systemu klasyfikacji („taksonomia UE”) zrównoważonych środowiskowo rodzajów działalności gospodarczej do celów inwestycyjnych.

Komisja Europejska powołała w lipcu 2018 r. techniczną grupę ekspertów (TEG) ds. zrównoważonych finansów w celu opracowania zaleceń dotyczących technicznych kryteriów przesiewowych dla działań gospodarczych, które mogą wnieść znaczący wkład w realizację celów w zakresie mitygacji lub adaptacji do zmian klimatu, przy jednoczesnym uniknięciu znaczących szkód dla czterech innych celów środowiskowych rozporządzenia:

  • zrównoważonego użytkowania i ochrony wód i zasobów morskich
  • przejścia do gospodarki obiegu zamkniętego
  • przeciwdziałania zanieczyszczeniom środowiska; oraz
  • ochrony i przywracania bioróżnorodności i ekosystemów.

W czerwcu 2019 r. TEG przedstawiła wstępne zalecenia dotyczące pierwszego zestawu działalności gospodarczych, wraz z powiązanymi technicznymi kryteriami przesiewowymi, które powinny zapewnić istotny wkład w łagodzenie skutków i adaptację do zmian klimatu, jednocześnie nie szkodząc znacząco żadnemu z pozostałych celów środowiskowych.

W swojej ocenie energii jądrowej w ramach przeglądu działalności w zakresie wytwarzania energii TEG doszła do wniosku, że energia jądrowa charakteryzuje się niemal zerową emisją gazów cieplarnianych na etapie wytwarzania energii i może przyczynić się do realizacji celów związanych z łagodzeniem skutków zmian klimatu. O ile uwzględnienie energii jądrowej z perspektywy mitygacji zmian klimatu było zatem uzasadnione, TEG nie sformułowała ostatecznych wniosków dotyczących potencjalnych znaczących szkód dla innych celów środowiskowych, w szczególności biorąc pod uwagę brak permanentnych doświadczeń operacyjnych w kwestii składowania odpadów wysokoaktywnych. Dlatego też na tym etapie nie uwzględniono energii jądrowej w taksonomii UE. Zamiast tego TEG zaleciła podjęcie szerzej zakrojonych prac merytorycznych co do aspektu „nie powodowania znaczących szkód” (DNSH) w odniesieniu do energii jądrowej.

Latem 2020 r, w porozumieniu z Dyrekcjami Generalnymi ds. Energii (DG ENER), Środowiska (DG ENV), Badań Naukowych i Innowacji (DG RTD), Działań w dziedzinie Klimatu (DG CLIMA) oraz Sekretariatu Generalnego Komisji Europejskiej, Dyrekcja Generalna ds. Stabilności Finansowej, Usług Finansowych i Unii Rynków Kapitałowych (DG FISMA) zwróciła się do JRC o przeprowadzenie „szerszych prac merytorycznych dotyczących aspektów DNSH energii jądrowej” zgodnie z zaleceniami TEG.

JRC przeprowadziło przegląd merytoryczny w celu oceny wytwarzania energii jądrowej zgodnie z kryteriami „nie powodowania znaczących szkód” (DNSH), uwzględniając skutki całego cyklu życia energii jądrowej w sensie istniejącego i możliwego wpływu na środowisko według każdego z celów, ze szczególnym uwzględnieniem gospodarowania wytworzonymi odpadami jądrowymi i promieniotwórczymi. Niniejsze sprawozdanie przedstawia wyniki tego obszernego przeglądu.

Ze względów praktycznych i redakcyjnych sprawozdanie zostało podzielone na dwie odrębne części (część A i B), uzupełnione kilkoma załącznikami.

Część A nosi tytuł „Przegląd aktualnego stanu wiedzy na temat oceny wytwarzania energii jądrowej według kryterium „nie powodowania znaczących szkód” (DNSH)” i dotyczy przeglądu oddziaływania na środowisko w różnych fazach cyklu życia energii jądrowej oraz porównania z oddziaływaniem na środowisko innych technologii wytwarzania energii elektrycznej, takich jak węgiel, ropa naftowa, gaz i odnawialne źródła energii (w tym hydroenergia).

Część B nosi tytuł „Szczegółowa ocena aktualnego stanu i perspektyw długoterminowego gospodarowania odpadami promieniotwórczymi i ich składowania” i dotyczy aktualnego stanu oraz aspektów DNSH w zakresie gospodarowania odpadami promieniotwórczymi, koncentrując się na ostatecznym składowaniu wysokoaktywnych odpadów promieniotwórczych i wypalonego paliwa jądrowego.

Podczas przygotowywania niniejszego sprawozdania, potrzeba dokonania szczegółowego przeglądu odpowiednich ram prawnych i regulacyjnych stała się oczywista. Przegląd ten został zawarty w załączniku zatytułowanym „Kontekst prawny i regulacyjny energii jądrowej” (załącznik 1). Jest to dokument stanowiący wspólne tło dla części A i B sprawozdania, opisujący podstawowe elementy ram prawnych i regulacyjnych dotyczących energii jądrowej i ochrony środowiska.

Niniejsze sprawozdanie zostanie poddane przeglądowi krajowych ekspertów państw członkowskich w dziedzinie ochrony radiacyjnej i gospodarki odpadami, powołanych przez Komitet Naukowo-Techniczny na mocy art. 31 Traktatu Euratom, jak również przez ekspertów ds. oddziaływania na środowisko z Komitetu Naukowego ds. zdrowia, środowiska i pojawiających się zagrożeń (SCHEER).

Kontekst polityczny

Aby osiągnąć cele Europejskiego Zielonego Ładu oraz wypełnić zobowiązania mitygacji oraz miksu energetycznego UE na 2030, jest kluczową sprawą, by inwestycje były kierowane w stronę zrównoważonych projektów i działań z jasną oceną korzyści i ryzyka dla zdrowia ludzi i dla środowiska. W tym celu konieczne jest utworzenie wspólnego języka pojęć oraz jasnej definicji określenia “zrównoważony”. Z tego powodu plan działań finansowania zrównoważonego wzrostu wymagał stworzenia wspólnego systemu klasyfikacji zrównoważonych aktywności ekonomicznych, lub inaczej “taksonomii UE”.

Taksonomia UE jest systemem klasyfikacji, który definiuje listę zrównoważonych działań ekonomicznych. Ten wspólny dla UE system będzie oznaczać, że Unia ma ujednoliconą i zharmonizowaną metodę ustalenia, które działania mogą być określone jako zrównoważone. Jest to kluczowe, by UE stała się pierwszym neutralnym klimatycznie kontynentem w roku 2050, jak również by powstrzymać utratę bioróżnorodności i pozostałe coraz bardziej pilne wyzwania środowiskowe. System ten jest opracowywany za pośrednictwem delegowanych aktów i będzie publikowany w dwóch partiach: pierwszej dotyczącej celów związanych z klimatem oraz drugiej dotyczącej pozostałych czterech celów środowiskowych wspomnianych wyżej.

Rozporządzenie w sprawie taksonomii (ROZPORZĄDZENIE (UE) 2020/852) upoważnia Komisję do przyjęcia aktów delegowanych i wykonawczych w celu ustanowienia faktycznego wykazu działań zrównoważonych pod względem środowiskowym wraz z powiązanymi technicznymi kryteriami przesiewowymi dla każdego celu środowiskowego. Chociaż energia jądrowa została uznana przez TEG za „energię neutralną dla klimatu”, zgodność z kryteriami „nie powodowania znaczących szkód” w cyklu życia energii jądrowej, a w szczególności w odniesieniu do usuwania odpadów promieniotwórczych, wymaga dalszych rozważań.

Kluczowe wnioski

  • Ochrona ludności i środowiska w krajach, gdzie znajdują się obiekty jądrowe opiera się na istnieniu trwałych ram regulacyjnych nadzorujących wpływ tych instalacji na bezpieczeństwo i środowisko. Osiągnięcie i utrzymanie wysokiego poziomu bezpieczeństwa w cyklu życia instalacji jądrowych i w czasie trwania powiązanych działań wymaga dobrze działających ram rządowych, prawnych i regulacyjnych, co obejmuje również regularne przeglądy kwestii bezpieczeństwa oraz ścisły monitoring i sprawozdawczość.
  • UE oraz kraje członkowskie rozwinęły i wprowadziły szeroko zakrojone ramy prawne w celu zapewnienia bezpieczeństwa obiektów jądrowych, w zgodzie z międzynarodowymi kryteriami i rekomendacjami dotyczącymi poszerzenia krajowych systemów regulacyjnych do spraw kontroli obiektów jądrowych w ich cyklu życia. Jako umawiające się strony Konwencji bezpieczeństwa jądrowego oraz Wspólnej Konwencji Bezpieczeństwa w postępowaniu z wypalonym paliwem jądrowym i bezpieczeństwa w postępowaniu z odpadami promieniotwórczymi, UE i jej państwa członkowskie podjęły szereg zobowiązań dotyczących bezpieczeństwa w skali globalnej, łącznie z tymi, które dotyczą ich ram legislacyjnych i regulacyjnych jak również organów regulacyjnych.
  • Szczegółowa ocena wpływu energii jądrowej na różnych etapach jej cyklu życia wykazuje, że wszelki wpływ niezwiązany z promieniotwórczością oraz możliwe wskaźniki takiego wpływu są zdominowane przez etap wydobycia i obróbki, poza emisjami gazów cieplarnianych (GHG), gdzie największy wkład stanowi eksploatacja elektrowni jądrowej (NPP) (patrz Rysunek 3.3.1-12 w części A oraz Tabele A.2-1 i A.2-2 w Załączniku 2)
  • Analizy nie wykazały istnienia żadnych dowodów naukowych na to, by energia jądrowa powodowała większe szkody dla ludzkiego zdrowia lub dla środowiska niż inne technologie wytwarzania elektryczności już uwzględnione w Taksonomii jako działania wspierające łagodzenie skutków zmian klimatu.
  • Porównanie wpływu różnych technologii wytwarzania energii elektrycznej (np. ropy naftowej, gazu i energii jądrowej) na ludzkie zdrowie i środowisko, oparte na najnowszych analizach cyklu życia (LCA) przedstawionych w rozdziale 3.2 części A, pokazuje, że wpływ energii jądrowej jest w zasadzie porównywalny z wpływem elektrowni wodnych i odnawialnych źródeł energii, jeśli chodzi o skutki nieradiologiczne.
  • Dla energii jądrowej, wpływ na pobór wody oraz możliwe zanieczyszczenie termiczne zbiorników wodnych musi być odpowiednio uwzględniony w fazach wyboru miejsca, projektowania obiektu oraz eksploatacji elektrowni.
  • Jeśli chodzi o możliwy wpływ radiologiczny na ludzkie zdrowie oraz środowisko, dominujące fazy cyklu życia energii jądrowej znacząco przyczyniające się do możliwego wpływu radiologicznego na środowisko i ludzkie zdrowie to: wydobycie i obróbka uranu (przetwarzanie rudy), eksploatacja elektrowni (wytwarzanie elektryczności za pomocą reaktorów rozszczepieniowych) oraz przetwarzanie zużytego paliwa jądrowego.
  • Powiązane analizy wykazują, że odpowiednie środki zapobiegające możliwym wpływom lub łagodzące ich skutki mogą być wdrożone przy pomocy istniejących technologii i przy rozsądnych kosztach.
  • Zarządzanie odpadami promieniotwórczymi oraz bezpieczne usuwanie ich jest niezbędnym krokiem w cyklu życia każdego zastosowania nauki i technologii jądrowej (energia jądrowa, badania, przemysł, edukacja, medycyna i inne). Odpady radioaktywne w związku z tym są wytwarzane w zasadzie w każdym kraju, przy czym największa część z nich pochodzi z krajów eksploatujących elektrownie jądrowe. Obecnie panuje szeroki naukowy i techniczny konsensus, że składowanie wysokoaktywnych i długożyjących odpadów w głębokich formacjach geologicznych jest, na stan dzisiejszej wiedzy, odpowiednim i wystarczającym środkiem izolacji ich od biosfery w bardzo długiej skali czasowej.
  • Podobnie, technologia wychwytu i sekwestracji dwutlenku węgla (CCS) opiera się na długoterminowym składowaniu odpadów w formacjach geologicznych, a jednocześnie została uwzględniona w taksonomii otrzymawszy pozytywną ocenę. Oznacza to, że Grupa Ekspertów d/s Taksonomii uznała, że wyzwaniom związanym z bezpiecznym przechowywaniem długoterminowym CO2 w formacjach geologicznych, zbliżonym do wyzwań związanych z przechowywaniem wysokoaktywnych odpadów promieniotwórczych, można sprostać w odpowiedni sposób. Istnieją już odpowiednie ramy regulacyjne we Wspólnocie i u jej członków zarówno dla przechowywania dwutlenku węgla jak i dla zarządzania odpadami promieniotwórczymi (patrz Załącznik 1). W kwestii praktycznego zastosowania, nie ma jeszcze działających składowisk geologicznych ani dla dwutlenku węgla, ani odpadów promieniotwórczych.
  • Większość konsultowanych LCA jest wyczerpująca, a ich wyniki zawierają udział fazy zarządzania odpadami na całkowity wpływ środowiskowy zarówno jeśli chodzi o aspekty radiologiczne i nieradiologiczne.
  • Z punktu widzenia aspektu nieradiologicznego, faza zarządzania odpadami ma niewielki wpływ na całkowite emisje gazów cieplarnianych, użytkowanie terenu oraz wytwarzanie odpadów technologicznych. Nie wpływa ona (wyniki są zerowe lub pomijalne) na te wskaźniki, które są reprezentatywne dla wpływu na cele Rozporządzenia o Taksonomii dotyczące zrównoważonego korzystania i ochrony wód i zasobów morskich, zapobiegania zanieczyszczeniom i ich kontroli oraz ochrony i odtwarzania bioróżnorodności i ekosystemów.
  • W kwestii przejścia do gospodarki obiegu zamkniętego, nie jest możliwe odzyskanie surowców (np. miedzi) używanych do budowy wielu z zabezpieczeń składowisk odpadów. Potrzebne ilości są niewielkie, szczególnie porównując je ze światową produkcją i ramami czasowymi składowania. Część materiałów pozyskanych w trakcie budowy składowisk, np. część skał wydobytych w celu budowy tuneli w skale krystalicznej, może zostać wykorzystana komercyjnie.
  • Środki zapewniające brak szkodliwego wpływu odpadów promieniotwórczych na ludność i środowisko obejmują połączenie rozwiązań technicznych oraz ram administracyjnych, prawnych i regulacyjnych. Mimo wciąż obecnych przeciwnych poglądów, zasadniczo powszechnie uznaje się, że technologie niezbędne do geologicznego składowania są dostępne i mogą być wdrożone, gdy pozwolą na to warunki społeczne i polityczne. Brak jest długoterminowych doświadczeń z ich pracy, jako że takie technologie i rozwiązania są wciąż w fazie demonstracji lub testów, przechodząc do pierwszych etapów wdrożenia w praktyce. Finlandia, Szwecja i Francja są na zaawansowanym etapie wdrożenia swoich krajowych głębokich składowisk geologicznych, których rozpoczęcie działania jest przewidziane w obecnej dekadzie.
  • Wpływ radiologiczny działań związanych z cyklem życia energii jądrowej, łącznie z kwestią zarządzania i składowania odpadów promieniotwórczych, jest uregulowany przez systemy prawne krajów członkowskich, ustalając maksymalne dopuszczalne uwolnienia oraz narażenia na promieniowanie dla grup zawodowo narażonych, dla ludności i dla środowiska. Przestrzeganie tych limitów, ustalających granice, poniżej których brak jest znaczącego szkodliwego wpływu na ludzkie życie i środowisko, jest warunkiem wstępnym dla każdej zatwierdzonej aktywności związanej z energią jądrową jak również jest następnie monitorowane przez niezależne organy.
  • Jeśli zapewnimy, że wszystkie konkretne działania przemysłowe w cyklu życia paliwa jądrowego (wydobycie uranu, wytwarzanie paliwa jądrowego itd.) będą zgodne z ramami regulacyjnymi dotyczącymi technologii jądrowych i środowiska oraz z powiązanymi Technicznymi Kryteriami Przesiewowymi, istnieją metody kontroli i zapobiegania możliwemu szkodliwemu wpływowi na ludzkie życie i na środowisko, które zapewniają bardzo niewielki wpływ użytkowania energii jądrowej.
  • Ważnym wynikiem raportu jest demonstracja rozwijania odpowiednich Technicznych Kryteriów Przesiewowych (TSC) dla wytwarzania energii elektrycznej opartej na energii jądrowej zgodnie z podejściem praktykowanym przez TEG w swojej pracy. Opublikowane tu TSC są wstępną propozycją, pokazującą, że można opracować odpowiednie kryteria zapewniające, że stosowanie energii jądrowej nie powoduje znaczących szkód dla ludzkiego zdrowia ani środowiska. Proces opracowywania odpowiednich tabel TSC został przedstawiony w rozdziale 5 części A, a w załączniku 4 podano kilka przykładowych Technicznych Kryteriów Przesiewowych (TSC) dla wybranych faz cyklu życia energii jądrowej.

Główne ustalenia

Porównanie wpływu środowiskowego różnych technologii wytwarzania energii elektrycznej na ludzkie zdrowie i środowisko prowadzi do następujących głównych ustaleń:

  • Średnie emisje GHG w cyklu życia ustalone dla wytwarzania elektryczności z energii jądrowej są porównywalne dla wartości charakterystycznych dla hydroenergii i wiatru (patrz Rysunek 3.2-6 w części A)
  • Energia jądrowa ma bardzo niskie emisje NOx (tlenków azotu), SO2 (dwutlenku siarki), PM (pyłów) i NMVOC (niemetanowych lotnych związków organicznych). Wartości są porównywalne do lub lepsze od odpowiadających im emisji z cyklów życia paneli słonecznych oraz wiatru (patrz Rysunek 3.2-8 i -18 w części A)
  • Pod względem potencjału zakwaszania i eutrofizacji, energia jądrowa również jest porównywalna do lub lepsza niż panele słoneczne i wiatr (patrz Rysunek 3.2-9 i -10 w części A)
  • To samo stwierdzenie jest prawdziwe dla ekotoksyczności w wodach słodkich i morskich (patrz Rysunek 3.2-11 w części A) oraz zubażania warstwy ozonowej i POCP (potencjału tworzenia utleniaczy fotochemicznych, patrz Rysunek 3.2-19 w części A)
  • Zajmowanie gruntu dla wytwarzania energii jądrowej jest mniej więcej takie jak dla elektrowni gazowej o podobnej mocy, jednak wyraźnie mniejsze niż wymagania dla wiatru lub paneli słonecznych (patrz Rysunek 3.2-15 w części A)

Zidentyfikowano również pewne obszary, w których użycie energii jądrowej wymaga szczególnej uwagi:

  • Możliwe zanieczyszczenie termiczne zbiorników słodkowodnych: Duże elektrownie jądrowe w głębi lądu korzystające z chłodzenia otwartego pobierają duże ilości wody z rzeki lub jeziora używanej jako ostateczny rozpraszacz ciepła konieczny do normalnej pracy elektrowni. Gdy podgrzana woda jest zwracana do zbiornika wodnego, prezentuje znaczące zanieczyszczenie cieplne, które musi być w odpowiedni sposób obsłużone. Aby zapobiec szkodliwym efektom takiego zanieczyszczenia, maksymalna temperatura wody w skraplaczu, jak również maksymalna temperatura zbiornika wody po zmieszaniu z oddawaną wodą muszą być ściśle kontrolowane. Możliwości poboru wody oraz zapobieganie nadmiernemu zanieczyszczeniu cieplnemu muszą być starannie rozważone podczas procesu wyboru miejsca elektrowni.
  • Zużycie wody: ogólną cechą elektrowni używających konkretnego cyklu termicznego do przetwarzania ciepła na energię mechaniczną (energię turbiny) jest konieczność ciągłego chłodzenia. O ile zużycie wody w systemie chłodzenia otwartego jest bardzo niskie, technologie używające chłodzenia zamkniętego, chłodni kominowych lub stawów chłodzących zazwyczaj zużywają znaczną ilość wody dla zrekompensowania strat wynikających z parowania. Zużycie wody charakterystyczne dla tych technologii chłodzenia jest porównywalne do skoncentrowanej energii słonecznej (CSP) i węgla, zarówno dla chłodzenia zamkniętego jak i dla stawów chłodzących (patrz Rysunek 3.2-7 w części A). Podczas wyboru miejsca budowy należy starannie przeanalizować dostępne zasoby wodne i możliwe skutki środowiskowe nadmiernego zużycia wody oraz wdrożyć optymalne rozwiązanie.

Oprócz analizy wyników oceny najnowocześniejszych technologii w cyklu życia, szeroko omówiono wpływ promieniowania jonizującego na zdrowie ludzkie i środowisko (zob. rozdział 3.4) oraz potencjalny wpływ poważnych awarii (zob. rozdział 3.5 części A). Związane z tym główne ustalenia są następujące:

  • Średni stopień narażenia członka społeczeństwa na efekty powiązane z wytwarzaniem elektryczności z energii jądrowej wynosi około 0.2 microsieverta, co stanowi dziesięć tysięcy razy mniejszą wartość od średniej rocznej dawki pochodzącej z naturalnego promieniowania tła (patrz Rysunek 3.4-1 w części A)
  • Według badań LCIA (Analizy Wpływu w Cyklu Życia) rozważanych w Rozdziale 3.4 części A, całkowity wpływ na ludzkie zdrowie łącznych emisji radiologicznych i nieradiologicznych pochodzących z łańcucha produkcji energii jądrowej jest porównywalny z wpływem na ludzkie zdrowie związanym z energią wiatrową na morzu.
  • Zapobieganie możliwemu szkodliwemu wpływowi promieniowania jonizującego na osoby zawodowo narażone osiąga się dzięki ścisłym metodom ochrony radiologicznej, monitoringowi i ograniczaniu dawek związanych z czynnościami zawodowymi. Stosuje się zasadę ALARA (“tak małe jak to racjonalnie możliwe”) do optymalizacji prac utrzymaniowych w elektrowni w celu minimalizacji dawek otrzymywanych przez pracowników.
  • Jeśli chodzi o narażenie ludności w przypadku awarii, współczynniki śmiertelności przy poważnych awariach i maksymalne konsekwencje (ofiary śmiertelne) porównano na Rysunku 3.5-1 z części A. Obecnie działające zachodnie elektrownie II generacji mają bardzo niski wskaźnik śmiertelności (5 10-7 ofiar/GWh). Taka wartość jest znacząco mniejsza od wartości właściwych dla każdej z metod wytwarzania energii z paliw kopalnych i porównywalna z hydroenergią w krajach OECD oraz energią wiatru (tylko energia słoneczna ma znacząco niższy współczynnik śmiertelności)
  • Poważne awarie obejmujące stopienie rdzenia reaktora miały miejsce w elektrowniach jądrowych, a konsekwencje trzech poważnych awarii, konkretnie w Three Mile Island (1979, USA), Czarnobylu (1986, ZSRR) i Fukushimie (2011, Japonia) są szeroko znane w społeczeństwie. Elektrownie jądrowe, w których doszło do tych wypadków, były różnych typów (PWR, RBMK oraz BWR), a okoliczności prowadzące do tych wydarzeń również bardzo się od siebie różniły. Poważne awarie są zdarzeniami o ekstremalnie niskim prawdopodobieństwie, jednak o potencjalnie poważnych konsekwencjach i nie mogą być wykluczone ze stuprocentową pewnością. 
  • Po awarii w Czarnobylu wysiłki krajowe i międzynarodowe skupiły się na rozwoju elektrowni jądrowych III generacji zaprojektowanych zgodnie z rozszerzonymi wymaganiami związanymi z zapobieganiem poważnym wypadkom i łagodzeniem ich skutków. Wdrażanie różnych projektów elektrowni III generacji rozpoczęło się 15 lat temu na całym świecie i obecnie budowane i dopuszczane do pracy są w zasadzie wyłącznie reaktory generacji III. Ten najnowszy postęp znajduje odzwierciedlenie w bardzo niskim współczynniku ofiar śmiertelnych dla projektu EPR III generacji (=8 10-10ofiar śmiertelnych/GWh, patrz Rysunek 3.5-1 w części A). Odsetek ofiar śmiertelnych charakterystyczny dla najnowocześniejszych elektrowni jądrowych III generacji jest najmniejszy wśród wszystkich technologii wytwarzania elektryczności
  • Konsekwencje poważnej awarii w elektrowni jądrowej mogą być znaczące zarówno dla zdrowia ludzkiego jak i dla środowiska. Bardzo zachowawcze szacunki maksymalnych konsekwencji hipotetycznej poważnej awarii jądrowej, wyrażona w liczbie ofiar w ludności, są pokazane w Rozdziale 3.5 w części A i są porównywane z maksymalnymi konsekwencjami poważnych awarii innych metod zapewniania elektryczności.
  • O ile liczba ofiar śmiertelnych jest oczywistym wskaźnikiem najbardziej poważnych konsekwencji awarii, awarie jądrowe mogą prowadzić do innych poważnych bezpośrednich i pośrednich skutków, które mogą być trudniejsze do oszacowania. Mimo że społeczeństwo jest świadome tragicznych konsekwencji w zakresie mienia i infrastruktury, jak również w zakresie środowiska naturalnego, na podstawie historycznych przykładów katastrof antropogenicznych, kwestie lęku przed katastrofą i unikania ryzyka mogą być postrzegane w nieco odmienny sposób dla zdarzeń związanych z energią jądrową. Szacowanie skutków takiego wpływu jest poza zakresem tego raportu JRC, mimo że są one ważne dla zrozumienia szerszych konsekwencji zdrowotnych awarii.
  • Analizy przedstawione w Rozdziale 3 części A wskazały na pewien potencjalnie szkodliwy wpływ energii jądrowej na ludzkie zdrowie oraz środowisko. Wdrożenie konkretnych środków, takich jak staranne wybranie lokalizacji, odpowiednie zaprojektowanie oraz konstrukcja obiektu, jak również rygorystyczne przestrzeganie reguł eksploatacji i zarządzania odpadami, zgodnie z wymaganiami odpowiednich przepisów wykonawczych i ustawowych, zapewniają, że ten potencjalny wpływ nie przekracza ustalonych granic. Część tych efektów należących do trzech “dominujących” faz cyklu życia (wydobycie i obróbka, eksploatacja EJ oraz przetwarzanie wtórne) wymaga szczególnej uwagi i zarządzania (patrz szczegóły w Rozdziale 4.4 części A).

W kwestii obecnego stanu oraz perspektyw długoterminowego postępowania z odpadami radioaktywnymi i zużytym paliwem jądrowym oraz składowania ich, można stwierdzić, że:

  • Odpady promieniotwórcze są wytwarzane na każdym etapie cyklu życia energii jądrowej. Podstawowym wymogiem etycznym jest zasada, by obecne działania nie powodowały szkodliwych skutków i nie nakładały nadmiernych obciążeń na przyszłe pokolenia. Gospodarowanie odpadami promieniotwórczymi, a w szczególności składowanie odpadów, ma na celu spełnienie tej zasady.
  • Skutki związane z budową i działaniem zakładów przetwarzania, transportu, przechowywania i składowania odpadów promieniotwórczych są zasadniczo natury konwencjonalnej, nieradiologicznej, a w szeregu badań szacuje się, że ich udział w skutkach powodowanych przez cały cykl życia paliwa jądrowego jest niewielki.
  • Mimo istnienia różnych koncepcji geologicznego składowania odpadów, skutki środowiskowe obejmują przede wszystkim aktywności związane z drążeniem tuneli oraz budową wielokrotnych barier inżynieryjnych. Analiza wpływu środowiskowego obejmuje opis środków zastosowanych do łagodzenia konkretnych skutków. Rozważa się też środki łagodzące przy wydobyciu surowców koniecznych do budowy składowiska (np. metali lub bentonitu do barier inżynieryjnych) w celu ograniczenia wpływu środowiskowego fazy składowania.
  • Możliwe długoterminowe skutki odpadów promieniotwórczych związane z kryterium “nie powodowania znaczących szkód” mają naturę radiologiczną. Ze względu na ich potencjał wyrządzania szkód, należy gospodarować odpadami promieniotwórczymi oraz zużytym paliwem jądrowym w celu ograniczenia rozprzestrzeniania się ich oraz izolacji od dostępnej biosfery tak długo, jak długo odpady pozostają groźne. Maksymalne dawki promieniotwórcze dla ludzi oraz środowiska ze względu na czynności związane z gospodarowaniem odpadami są zawarte w odpowiednich regulacjach.
  • Pod względem ilościowym, największa część odpadów promieniotwórczych pochodzi z eksploatacji oraz wycofywania z użytku elektrowni jądrowych i powiązanych z tym czynności dotyczących paliwa jądrowego. Są to przede wszystkim odpady bardzo nisko- i niskoaktywne.
  • Znacząca część możliwie promieniotwórczych odpadów w rzeczywistości nie jest promieniotwórcza lub też cechuje się bardzo niską promieniotwórczością (pochodząc przede wszystkim z działań likwidacyjnych). Jeśli jest to dopuszczone przez krajowe ramy prawne i regulacyjne, materiały o promieniotwórczości nieprzekraczającej dopuszczalnych progów mogą być wyłączone z kontroli regulacyjnej, tj. nie być uznawane za odpady promieniotwórcze i podlegać ponownemu użyciu, przetwarzaniu wtórnemu lub dalszemu zarządzaniu jako odpady konwencjonalne. Pewne materiały, których nie można wyłączyć spod kontroli regulacyjnej, mogą mimo to być dopuszczone do ponownego użycia lub przetwarzania wtórnego przy utrzymaniu kontroli regulacyjnej. 
  • Wydobycie i obróbka uranu również powoduje powstanie dużych ilości bardzo niskoaktywnych odpadów ze względu na tworzenie hałd skały płonnej i/lub odpadów przeróbczych. Te hałdy i odpady znajdują się w pobliżu kopalni uranu i powiązanych zakładów przetwarzania rudy, a zarządzanie nimi w sposób bezpieczny dla środowiska może być zapewnione dzięki standardowym środkom postępowania z odpadkami przeróbczymi i skałą płonną.
  • Pod względem promieniotwórczości, główny udział mają zużyte paliwo jądrowe oraz odpady wysokoaktywne. Te materiały zawierają długożyjące radionuklidy, które pozostają aktywne przez bardzo długi czas – do setek tysięcy lat lub więcej, obejmujący wiele pokoleń.
  • Odpady promieniotwórcze są gromadzone i badane, by ustalić ich właściwości fizyczne, chemiczne i radiologiczne, po czym sortowane i segregowane zależnie od sposobu zagospodarowania, zależnego od właściwości odpadu oraz krajowej strategii. Odpady są przetwarzane i uzdatniane w ramach przygotowania do ostatecznego składowania. Składowanie jest niezbędnym krokiem, by umożliwić rozpad krótkożyjących radionuklidów, a także by zebrać i zgromadzić wystarczającą ilość odpadów do przetwarzania, uzdatniania lub składowania ostatecznego. Składowanie zapewnia też bezpieczeństwo odpadów promieniotwórczych do czasu rozpoczęcia działania ostatecznego składowiska.
  • Bezpieczeństwo odpadów promieniotwórczych podczas składowania i przed składowaniem ostatecznym jest zapewnione przez odpowiednie środki pasywnego bezpieczeństwa (hermetyzacja, osłony itd.), polega jednak też na aktywnym monitorowaniu oraz kontroli przez operatorów zakładu
  • Bardzo nisko- i niskoaktywne odpady, jak również pewna część średnioaktywnych odpadów są składowane w składowiskach powierzchniowych lub przypowierzchniowych, które izolują je od środowiska przy pomocy naturalnych i inżynieryjnych barier przez okres typowo wynoszący 300 lat, po którym promieniotwórczość spada do bezpiecznego poziomu. W takiej skali czasowej zachowanie barier inżynieryjnych jest znane i przewidywalne i uznaje się je za wystarczająco pewne. W ramach uzyskiwania licencji proces wykazania bezpieczeństwa musi udowodnić, że w ciągu pierwszych 300 lat dawki promieniowania dla ludności spowodowane przez dowolne możliwe do przewidzenia zdarzenie (łącznie z ekstremalnymi naturalnymi zjawiskami oraz działaniem człowieka) utrzymają się poniżej limitów ustalonych przez organy regulacyjne.
  • Składowanie bardzo nisko- i niskoaktywnych odpadów w składowiskach powierzchniowych i przypowierzchniowych jest rzeczywistością przemysłową, a takie zakłady zostały zbudowane i działają w wielu krajach. Niektóre z nich zakończyły swoje działanie i weszły w fazę kontroli instytucjonalnej. Wdrożone mechanizmy i procesy są solidne, pozwalają na identyfikację sytuacji niebezpiecznych i zapewniają zwiększanie bezpieczeństwa składowania.
  • Średnioaktywne odpady, które nie mogą być przechowywane w składowiskach powierzchniowych lub przypowierzchniowych, powinny być składowane na większej głębokości, w składowiskach geologicznych.
  • Jeśli chodzi o wysokoaktywne odpady oraz zużyte paliwo jądrowe, panuje szeroki konsensus w środowiskach naukowych, technologicznych i regulacyjnych, że ostateczne składowanie w głębokich składowiskach geologicznych jest najbardziej efektywnym i najbezpieczniejszym sensownym rozwiązaniem, które może zapewnić, że nie powstaną znaczące szkody dla ludzkiego życia i środowiska przez wymagany czas. Ostateczne składowanie zużytego paliwa i odpadów promieniotwórczych w składowisku przewiduje umiejscowienie ich w zabezpieczonym wielokrotnymi barierami (naturalnymi i inżynieryjnymi) systemie w stabilnej geologicznie formacji kilkaset metrów poniżej poziomu gruntu. Konkretna konfiguracja składowiska zależy od charakterystyki i zawartości promieniotwórczej odpadów. Wielokrotne bariery w składowisku zapobiegają przedostawaniu się substancji promieniotwórczych do biosfery przez niezbędny czas. Wobec braku przedostawania się substancji promieniotwórczych do dostępnej biosfery, brak jest zarówno zanieczyszczeń radiologicznych jak i degradacji zdrowych ekosystemów, łącznie ze środowiskami wodnymi i morskimi.
  • Bezpieczeństwo głębokich składowisk geologicznych w czasie ich działania obejmuje aktywny monitoring i kontrolę. Długoterminowe bezpieczeństwo odpadów promieniotwórczych w głębokim składowisku, szczególnie po jego zamknięciu, nie może opierać się na jakiejkolwiek kontroli instytucjonalnej i musi polegać na wewnętrznych właściwościach pasywnych. Pasywne właściwości obejmują naturalne i inżynieryjne bariery, które nie wymagają stałego dostarczania zasobów do systemów aktywnych (np. elektryczności), czasowej konserwacji, wymiany części ani stałego monitoringu. W przypadku głębokich składowisk geologicznych przeznaczonych do ostatecznego składowania zużytego paliwa jądrowego i odpadów wysokoaktywnych, struktura obiektu i naturalne środki muszą spełniać swoje funkcje izolacyjne bez interwencji z zewnątrz tak długo, jak to konieczne.
  • Stworzenie głębokiego składowiska geologicznego w celu zapewnienia, że odpady promieniotwórcze nie zaszkodzą społeczeństwu ani środowisku jest procesem stopniowym, który obejmuje połączenie rozwiązań technicznych oraz solidnych ram administracyjnych, prawnych i regulacyjnych. Każdy z kroków jest oparty na udokumentowanym procesie podejmowania decyzji, który łączy odpowiednie doświadczenie naukowe, najnowocześniejsze, eksploatacyjne doświadczenie techniczne, aspekty społeczne i aktualizacje ram prawnych i regulacyjnych. Zgodność musi być zapewniona i wykazana dla każdego z kroków poddanych aktywnemu monitorowaniu przez operatorów, jak również z punktu widzenia bardzo długiego czasu związanego z ostatecznym składowaniem długożyjących i wysokoaktywnych odpadów i zużytego paliwa jądrowego (etap po zamknięciu). Taki proces pozwala na podejmowanie elastycznych decyzji oraz na wybór między różnymi możliwościami dalszego postępowania.
  • Poza częściowym wyjątkiem tak zwanych naturalnych odpowiedników (tzn. miejsc, w których naturalne reakcje jądrowe nastąpiły miliardy lat temu), nie ma empirycznych przykładów składowiska odpadów promieniotwórczych, które przeszło etap przedeksploatacyjny, eksploatacyjny i po zamknięciu w całym przewidywalnym czasie (do setek tysięcy lat lub dłużej dla głębokiego składowiska geologicznego). Z tego powodu bezpieczeństwo składowania podczas fazy po zamknięciu wykazuje się przez solidny i pewny proces potwierdzający, że dawka promieniowania lub ryzyko dla społeczeństwa są utrzymywane poniżej ustalonych limitów w każdych okolicznościach w rozważanej skali czasowej i przy braku bezpośredniego monitorowania lub kontroli ludzkiej.
  • Wykazanie bezpieczeństwa obejmuje obliczenia i modele dotyczące zachowania się barier inżynieryjnych w różnych okolicznościach, dotyczące uwolnienia i transportu izotopów promieniotwórczych przez bariery, skutków zdarzeń klimatycznych, łącznie z ekstremalnymi zjawiskami hydrogeologicznymi, sejsmicznymi i innymi, a także wpływu możliwego uwolnienia izotopów promieniotwórczych do środowiska na ludzkie życie i/lub środowisko. Modele i obliczenia reprezentują najnowocześniejszą wiedzę pozyskaną przez kilka dekad studiów i badań nad wszystkimi związanymi z tym problemem mechanizmami i parametrami, które wpływają na cały system składowania. Analiza opiera się na stosowaniu naturalnych praw, które rządzą długoterminowym zachowaniem się podłoża geologicznego i ewolucją odpowiednich czynników zewnętrznych (np. klimatu). Proces wykazania bezpieczeństwa jest poddawany gruntownej krytycznej i niezależnej recenzji przez organ regulacyjny, a procedura dopuszczenia obejmuje udział lokalnych społeczności w procesie podejmowania decyzji.
  • Wykazanie bezpieczeństwa obejmuje analizę scenariuszy, reprezentację modeli oraz wypracowanie wiedzy o tym, na ile i w jakich okolicznościach możliwe jest wydostanie się radionuklidów ze składowiska, i jakie oznaczałoby to konsekwencje dla ludności i środowiska. Wyzwaniem w tych badaniach jest bardzo długa perspektywa czasowa oraz złożoność zjawisk, które odpowiadają za cechy bezpieczeństwa, jak również traktowanie niepewności w scenariuszach, modelach oraz danych. Dokumentacja bezpieczeństwa udostępnia wskaźniki ilościowe, które porównuje się z wymaganiami regulacyjnymi. Wyniki można wyrazić w postaci dawki promieniowania przyjętej przez ludzi w funkcji czasu zastosowanej do przypadku referencyjnego, co musi dać wartości znacząco poniżej limitów regulacyjnych, jak pokazano na Rysunku 5.2.4-4 w części B, wraz ze scenariuszami typu “co-jeśli” rozważającymi wysoce nieprawdopodobne, ekstremalne scenariusze, które mogą skutkować uwolnieniem wyższych dawek.
  • Badania, rozwój i demonstracja (RD&D) prowadzone w celu wspierania bezpiecznego gospodarowania odpadami, w tym ich składowania, są kluczową częścią każdego programu krajowego i międzynarodowego. Biorąc pod uwagę wielką skalę czasową oraz wymiar społeczno-polityczny, RD&D zapewnia przede wszystkim podstawę naukową dla wdrożenia bezpiecznych rozwiązań gospodarki odpadami, jednocześnie przyczyniając się do budowania zaufania u zainteresowanych stron, akceptacji społecznej oraz szkolenia kolejnych pokoleń ekspertów.
  • Poświęcono znaczący wysiłek badawczy maksymalizacji części zużytego paliwa jądrowego, która może być przetworzona wtórnie w reaktorach jądrowych oraz na zmniejszenie długoterminowej radiotoksyczności wysokoaktywnych odpadów przeznaczonych do składowania geologicznego. Oba cele są związane z celem środowiskowym “Przejście do gospodarki obiegu zamkniętego, zapobieganie tworzeniu odpadów i przetwarzanie wtórne”. Ze względu na fakt, że reaktory prędkie pozwalają na wielokrotne (re)użycie części paliwa/odpadów, która nie została zużytkowana, ostatecznym efektem cyklicznego powtarzania tego procesu byłoby niemal całkowite wykorzystanie paliwa oraz coraz mniejsza ilość substancji długożyciowych (głównie obejmujących niewielką zawartośćpomniejsze aktynowceów) w napromieniowanym paliwie. Choć w zasadzie wszystkie kroki tego procesu, znanego również jako podział i transmutacja, zostały zademonstrowane w skali laboratoryjnej, poziom gotowości technologicznej nie odpowiada jeszcze dojrzałości przemysłowej.
  • W użyciu jest szereg narzędzi oraz podejść w celu zapewnienia naukowych podstaw do bezpiecznego składowania odpadów promieniotwórczych. Reprezentatywne typy odpadów, łącznie z rzeczywistym zużytym paliwem oraz zeszkliwionymi odpadami wysokoaktywnymi, studiuje się w tzw. gorących laboratoriach, by ustalić właściwości i zachowanie się odpadów wystawionych na kombinacje symulowanych warunków środowiskowych. Indywidualnie tworzone analogi są używane do badań pojedynczych efektów i reakcji. Badania nad naturalnymi analogami mogą dostarczać bardzo wartościowych informacji, przykładowo, dotyczących migracji radionuklidów w formacjach geologicznych. Eksperymenty przeprowadzane w podziemnych laboratoriach badawczych pozwalają na uzyskanie wiedzy i danych na temat właściwości skały macierzystej i jej wpływu na migrację radionuklidów. Wszystkie te dane eksperymentalne oraz wiedza używane są do rozwoju i weryfikacji modeli z użyciem najnowocześniejszych metod. Modelowanie jest szeroko używane do zrozumienia zachowań i obserwowanych eksperymentalnie trendów, a także do uzyskiwania możliwości predykcji w złożonych systemach.

Wybrane rysunki i tabele2

Rysunek 3.2-6. Intensywność emisji w cyklu życia technologii wytwarzania elektryczności

Emisje (tony CO2e/GWh). Węgiel brunatny: 1069, kamienny: 888, ropa: 735, gaz ziemny: 500, panele słoneczne: 85, biomasa: 45, e. jądrowa: 28, e. wodna: 26, wiatr: 26

Źródło: [3.2-7]


2 Rozdział dodany przy redakcji tłumaczenia. Wybór rysunków i tabel, do których odnosi się przetłumaczona część dokumentu.

 

Rysunek 3.2-73. Zakresy wskaźników operacyjnego zużycia wody przez technologie termiczne i nietermiczne wytwarzania energii elektrycznej (m3/MWh)4

Źródło: [3.2-11]


3 CSP – Concentrating Solar Power (skoncentrowana energia słoneczna); CC – Combined Cycle (układ gazowo-parowy); CCS – Carbon Capture & Storage (wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla); IGCC – Integrated Gasification Combined Cycle (układ gazowo-parowy ze zintegrowanym zgazowaniem paliwa); PV – fotowoltaika
4 Na podstawie przeglądu dostępnej literatury. Słupki przedstawiają bezwzględne zakresy z dostępnej literatury, romby pojedyncze szacunki; N oznacza liczbę szacunków podanych w źródłach. Dodatkowe uwagi i informacje na temat metod i źródeł wykorzystanych w przeglądzie literatury znajdują się w oryginalnym źródle.

 

Rysunek 3.2-8. Łączne emisje NOx i SO2 w cyklu życia na jednostkę wytworzonej energii dla obecnych technologii zaopatrzenia w ciepło i energię elektryczną5

Źródło: [3.2-11]


5 Dane z [3.2-19, 20, 21]; nie uwzględniono tradycyjnego wykorzystania biomasy. Liczby dla łańcuchów energetycznych dla węgla i gazu z CCS są ważne dla prognoz bliskich przyszłości [3.2-22].

 

Rysunek 3.2-9. Potencjał technologii wytwarzania energii elektrycznej w zakresie zakwaszenia i eutrofizacji

Potencjał zakwaszania:

Potencjał eutrofizacji:

Pochodzenie danych: [3.2-9], [3.2-23], [3.2-8]

Rysunek 3.2-10. Wyniki wskaźnika oddziaływania na środowisko: Zakwaszenie i eutrofizacja6

Źródło: [3.2-10]


6 EPR – europejski reaktor wodny ciśnieniowy; EFR – europejski reaktor prędki; PC – pył węglowy; PC-post CCS – pył węglowy z wychwytywaniem i składowaniem dwutlenku węgla po spalaniu; PC-oxyfuel CCS – pył węglowy ze spalaniem tlenowym i CCS; PL – węgiel brunatny; PL-post CCS – węgiel brunatny z wychwytywaniem i składowaniem dwutlenku węgla po spalaniu; PL-oxyfuel CCS – węgiel brunatny ze spalaniem tlenowym i CCS; IGCC-coal – zintegrowana gazyfikacja węgla w układzie gazowo-parowym; IGCC-coal CCS – zintegrowana gazyfikacja węgla w układzie gazowo-parowym z CCS; IGCC-lignite – zintegrowana gazyfikacja węgla brunatnego w układzie gazowo-parowym; IGCC-lignite CCS – zintegrowana gazyfikacja węgla brunatnego w układzie gazowo-parowym z CCS; GTCC – turbina gazowa w układzie gazowo-parowym; GTCC CCS – turbina gazowa w układzie gazowo-parowym z CCS; IC CHP – spalanie wewnętrzne z kogeneracją ciepła; MCFC NG 0,25 MW – ogniwa paliwowe na bazie stopionego węglanu wykorzystujące gaz ziemny 0,25 MW; MCFC gaz drzewny – ogniwa paliwowe na bazie stopionego węglanu wykorzystujące gaz drzewny 0,25 MW; MCFC NG 2 MW – ogniwa paliwowe na bazie stopionego węglanu wykorzystujące gaz ziemny 2 MW; SOFC NG – ogniwa paliwowe na stałych tlenkach wykorzystujące gaz ziemny 0,3 MW; CHP poplar – elektrociepłownia wykorzystująca topolę z zagajników o krótkiej rotacji; CHP straw – elektrociepłownia wykorzystująca słomę; PV-Si plant – fotowoltaika, krzem wstęgowy krystaliczny, elektrownia; PV-Si building – fotowoltaika, krzem wstęgowy krystaliczny – zintegrowany z budynkiem (dach); PV-CdTe building – fotowoltaika, tellurek kadmu – zintegrowany z budynkiem (dach); Thermal – elektrownia słoneczna koncentrująca ciepło.

 

Rysunek 3.2-11. Potencjał ekotoksyczności wodnej różnych technologii wytwarzania energii elektrycznej

Wody słodkie:

Wody morskie:

Dane pochodzące z: [3.2-9], [3.2-23], [3.2-8]

Rysunek 3.2-15. Zajmowany teren

Dane pochodzące z: [3.2-9], [3.2-23] i [3.2-8]

 

Rysunek 3.2-18. Skumulowane emisje NMVOC i PM2,5 w cyklu życia na jednostkę wytworzonej energii dla obecnych technologii zaopatrzenia w ciepło i energię elektryczną7

Źródło: [3.2-11]


7 Dane pochodzą z Bauer, 2008; Viebahn et al., 2008; Ecoinvent, 2009; nie uwzględniono tradycyjnego wykorzystania biomasy. Dane dla łańcuchów energetycznych węgla i gazu z CCS są ważne dla prognoz bliskich przyszłości (Bauer et al., 2009).

 

Rysunek 3.2-19. Potencjał zubożania w ozon i tworzenia utleniaczy fotochemicznych w technologiach elektroenergetycznych

Zubożanie w ozon:

Potencjał zubożania w ozon

Tworzenie utleniaczy fotochemicznych:

Potencjał tworzenia utleniaczy fotochemicznych

Dane pochodzące z [3.2-9], [3.2-23], [3.2-8]

Rysunek 3.3.1-12. – Istotny wpływ na środowisko z faz wydobycia i obróbki paliwa jądrowego (cykl zamknięty)8

Emisje cieplarniane, zanieczyszczenie SOx:

Wpływ środowiskowy wydobycia i przetwarzania paliwa jądrowego - emisje cieplarniane i SO2

Emisje NOx, skażenie wód:

Wpływ środowiskowy wydobycia i przetwarzania paliwa jądrowego - emisje NOx, skażenie wód

Użycie terenu, potencjał zakwaszenia:

Wpływ środowiskowy wydobycia i przetwarzania paliwa jądrowego - użycie terenu, potencjał zakwaszania

POCP, eutrofizacja:

Wpływ środowiskowy wydobycia i przetwarzania paliwa jądrowego - POCP, eutrofizacja

Źródło: [3.3.1-11]


8 Mining – wydobycie, Conversion – przetwarzanie, Enrichment – wzbogacanie, Operation – eksploatacja EJ, Disposal – gosp. odpadami. Kategorie kolejno: Emisje cieplarniane, zanieczyszczenie atmosfery SO2, zan. atm. NOx, skażenie wody, użycie terenu, potencjał zakwaszenia, POCP, pot. eutrofizacji. Por. Tabela A.2-1 (przyp. red.)

 

Rysunek 3.4-1.9 Średnie światowe roczne dawki promieniowania jonizującego na osobę w społeczeństwie z różnych źródeł

Średnia światowa dawki promieniowania jonizującego na osobę wg źródła

Dane z UNEP [3.4-7]


9 Legenda: Natural radiation – naturalne promieniowanie. Artificial, medical – sztuczne, medyczne. Artificial, non-medical: sztuczne, niemedyczne. Soil – gleba. Cosmic – kosmiczne. Food – żywność. Nuclear medicine – medycyna nuklearna. Radiology – radiologia. Weapons fallout – opad promieniotwórczy z broni jądrowej. Chernobyl accident – awaria w Czarnobylu. Nuclear electricity – elektryczność z EJ (przyp. tłum.).

 

Rysunek 3.5-1. Wskaźniki śmiertelności poważnych wypadków i maksymalne skutki (czarne punkty) szacowane dla wybranych technologii dostaw energii elektrycznej wrazz powiązanymi łańcuchami energetycznymi.

Konsekwencje wypadków w energetyce

Źródło: Hirschberg et al [3.5-1]

 

Rysunek 5.2.4-4. Podział rocznej dawki dla najbardziej narażonej grupy w przypadku referencyjnym oceny bezpieczeństwa fińskiego głębokiego składowiska geologicznego

Maksymalna roczna dawka w przyp. referencyjnym dla głębokiego składowiska w Finlandii

Źródło: [5-72]

Tabela A.2-1. Podsumowanie analizy LCA (cyklu życia) dla zamkniętego obiegu paliwa pokazujące wszystkie fazy cyklu życia energii jądrowej.

Wskaźniki oddziaływania niepromieniotwórczego I

Faza cyklu życia Emisje cieplarniane
[gCO2eq/kWhe]
Zanieczyszczenie SOx
[mg/kWhe]
Zanieczyszczenie NOx
[mg/kWhe]
Skażenie wód
[mg/kWhe]
Wydobycie 1,704 14,242 19,73 263,07 
Przeróbka 0,278 0,058 1,04   0,087
Wzbogacanie 0,626 0,547 1,06   2,548
Prod. paliwa 0,035 0,013 0,05   0,021
Eksploatacja 2,140 0,938 2,84 16,366
Reprocessing 0,376 0,484 0,50   5,433
Produkcja MOX 0,027 0,004 0,035
Gosp. odpadami 0,104 0,024 0,097
  •   
Razem 5,29     16,252 25,35 287,53

Uwaga: niebieskie tło oznacza udział większy niż 15% w całkowitych emisjach, podczas gdy żółte tło oznacza dominujący (największy) udział.

 

Wskaźniki oddziaływania niepromieniotwórczego II

Faza cyklu życia Użycie terenu
[m2/GWhe]
Zużycie wody
[L/MWhe]
Pobór wody
[L/MWhe]
Odpady technologiczne
[g/MWhe]
Wydobycie 144,1 17,0 17,0 1,5 
Przeróbka 1,82 4,6 4,6 2,0 
Wzbogacanie 1,88 23,0 23,0 0,65
Prod. paliwa 0,93 0,2 0,2 0,23
Eksploatacja 45,1  1460,0 72318,0 20,15
Reprocessing 4,98 1,7 1,7 0,63
Produkcja MOX 0,13 0,1 0,1 0,18
Gosp. odpadami 12,01 0,1 0,1 1,11
Razem 211,0 1507,0 72365,0 26,45

Uwaga: niebieskie tło oznacza udział większy niż 15% w całkowitych emisjach, podczas gdy żółte tło oznacza dominujący (największy) udział.

Możliwe wskaźniki oddziaływania

Faza cyklu życia Potencjał zakwaszenia
[gSO2eq/MWhe]
POCP10
[gC2H4eq/MWhe]
Eutrofizacja
[gPO4eq/MWhe]
Ekotoksyczność
[g1,4-DCBeq/MWhe]
Toksyczność dla ludzi
[g1,4-DCBeq/MWhe]
Wydobycie 28,06 2,436 2,774 637,597 1225,207
Przeróbka 0,90 0,149 0,148 0,205 1,348
Wzbogacanie 1,25 0,055 0,918 0,229 1,428
Prod. paliwa 0,05 0,002 0,015     – 0,064
Eksploatacja 2,89 0,151 0,760 0,005 4,331
Reprocessing 0,84 0,039 0,583 0,185 0,779
Produkcja MOX 0,03 0,001 0,005     – 0,043
Gosp. odpadami 0,09 0,007 0,013     – 0,124
Razem 34,11 2,840 5,216 638,221 1233,32 

Uwaga: niebieskie tło oznacza udział większy niż 15% w całkowitych emisjach, podczas gdy żółte tło oznacza dominujący (największy) udział.

Wskaźniki oddziaływania promieniotwórczego

Faza cyklu życia Gazowe emisje radioaktywne
[Bq/kWhe]
Ciekłe emisje radioaktywne
[Bq/kWhe]
Produkcja stałych odpadów
[m3/TWhe]11
VLLW LILW-SL ILW-LL HLW
Wydobycie 666744,0 3190,0  
Przeróbka 53,8 1,97  1,19
Wzbogacanie
Prod. paliwa
Eksploatacja 162,0 2717,0 22,94  24,61 0,32
Reprocessing 554628,0 24444,0 2,63  4,31 0,80 0,36
Produkcja MOX 0,019 0,10 0,05
Razem 1221534,0 27215,0 3217,56 30,21 1,17 0,36

Uwaga: niebieskie tło oznacza udział większy niż 15% w całkowitych emisjach, podczas gdy żółte tło oznacza dominujący (największy) udział.


10 Potencjał tworzenia utleniaczy fotochemicznych (przyp. red.)
11 VLLW – odpady bardzo niskoaktywne, LILW-SL – nisko- i średnioaktywne odpady krótkożyjące, ILW-LL – średnioaktywne odpady długożyjące, HLW – odpady wysokoaktywne (przyp. red.)

 

Źródło: [A2-1]

Tabela A.2-2. Podsumowanie analizy LCA (cyklu życia) dla otwartego obiegu paliwa pokazujące wszystkie fazy cyklu życia energii jądrowej.

Wskaźniki oddziaływania niepromieniotwórczego I

Faza cyklu życia Emisje cieplarniane
[gCO2eq/kWhe]
Zanieczyszczenie SOx
[mg/kWhe]
Zanieczyszczenie NOx
[mg/kWhe]
Skażenie wód
[mg/kWhe
]
Wydobycie 2,037 17,03 23,6  314,6 
Przeróbka 0,308 0,06 1,16  0,1 
Wzbogacanie 0,696 0,61 1,18  2,83
Prod. paliwa 0,039 0,01 0,06  0,02
Eksploatacja 2,141 0,94 2,84  16,37
Gosp. odpadami 0,227 0,09 0,239
Razem 5,45  18,74 29,08 333,92

Uwaga: niebieskie tło oznacza udział większy niż 15% w całkowitych emisjach, podczas gdy żółte tło oznacza dominujący (największy) udział.

Wskaźniki oddziaływania niepromieniotwórczego II

Faza cyklu życia Użycie terenu
[m2/GWhe]
Zużycie wody
[L/MWhe]
Pobór wody
[L/MWhe]
Odpady technologiczne
[g/MWhe
]
Wydobycie 172,4 20,0 20,0 1,5
Przeróbka 2,0 5,1 5,1 2,2
Wzbogacanie 2,1 25,0 25,0 0,7
Prod. paliwa 1,0 0,2 0,2 0,3
Eksploatacja 45,1 1460,0 72318,0 20,1
Gosp. odpadami 12,0 0,1 0,1 4,1
Razem 234,6 1510,4 72368,0 28,9

Uwaga: niebieskie tło oznacza udział większy niż 15% w całkowitych emisjach, podczas gdy żółte tło oznacza dominujący (największy) udział.

Możliwe wskaźniki oddziaływania

Faza cyklu życia Potencjał zakwaszenia
[gSO2eq/MWhe]
POCP12
[gC2H4eq/MWhe]
Eutrofizacja
[gPO4eq/MWhe]
Ekotoksyczność
[g1,4-DCBeq/MWhe]
Toksyczność dla ludzi
[g1,4-DCBeq/MWhe]
Wydobycie 33,551 2,914 3,317 761,117 1463,489
Przeróbka 1,002 0,165 0,164 0,226 1,493
Wzbogacanie 1,395 0,061 1,018 0,252 1,587
Prod. paliwa 0,053 0,002 0,017 0,071
Eksploatacja 2,887 0,151 0,760 0,005 4,331
Gosp. odpadami 0,253 0,023 0,031 0,313
Razem 39,14  3,32  5,31  761,60  1471,3  

Uwaga: niebieskie tło oznacza udział większy niż 15% w całkowitych emisjach, podczas gdy żółte tło oznacza dominujący (największy) udział.

Wskaźniki oddziaływania promieniotwórczego

Faza cyklu życia Gazowe emisje radioaktywne
[Bq/kWhe]
Ciekłe emisje radioaktywne
[Bq/kWhe]
Produkcja stałych odpadów
[m3/TWhe]13
VLLW LILW-SL ILW-LL HLW
Wydobycie 797352,0 3815,0 
Przeróbka 60,0 2,15 1,29
Wzbogacanie
Prod. paliwa
Eksploatacja 162,0 2717,0 22,95 24,61 0,32 1,17
Razem 797514,0 2777,0 3840,0  25,90 0,32 1,17

Uwaga: niebieskie tło oznacza udział większy niż 15% w całkowitych emisjach, podczas gdy żółte tło oznacza dominujący (największy) udział.


12 Potencjał tworzenia utleniaczy fotochemicznych (przyp. red.)
13 VLLW – odpady bardzo niskoaktywne, LILW-SL – nisko- i średnioaktywne odpady krótkożyjące, ILW-LL – średnioaktywne odpady długożyjące, HLW – odpady wysokoaktywne (przyp. red.)

 

Źródło: [A2-1]

Źródła danych

[3.2-7] Comparison of Lifecycle Greenhouse Gas Emissions of Various Electricity Generation Sources, World Nuclear Association, July 2011.

[3.2-8] Poinssot, C., Bourg, S., Ouvrier, N., Combernoux, N., Rostaing, C., Vargas-Gonzalez, M., Bruno, J., Assessment of the environmental footprint of nuclear energy systems. Comparison between closed and open fuel cycles, Energy 69 (2014) 199-211

[3.2-9] Stamford, L. and Azapagic, A., Life cycle sustainability assessment of electricity options for the UK, Int. J. Energy Res. 2012, 36, 1263-1290, September 2012

[3.2-10] Simons, A., Bauer, C., Heck, T., Final report on the quantification of environmental indicators for sustainability assessment of future electricity supply options, NEEDS (New Energy Externalities Developments for Sustainability) Project, Deliverable D6.1 – RS 2b, European Union 6th Framework Programme Project No. 502687, 2008.

[3.2-11] Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation, Special Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press (2011).

[3.2-19] Bauer, C. (2008). Life Cycle Assessment of Fossil and Biomass Power Generation Chains. Paul Scherrer Institut, Villigen, Switzerland.

[3.2-20] Viebahn, P., Kronshage, S., Trieb, F., and Lechon, Y., Final Report on Technical Data, Costs, and Life Cycle Inventories of Solar Thermal Power Plants. European Commission, Brussels, Belgium, 2008.

[3.2-21] Ecoinvent, The Ecoinvent LCI Database, Data v2.2. Swiss Centre for Life Cycle Inventories, Duebendorf, Switzerland, 2009.

[3.2-22] Bauer, C., Heck, T., Dones, R., Mayer-Spohn, O., and Blesl, M., Final Report on Technical Data, Costs, and Life Cycle Inventories of Advanced Fossil Power Generation Systems. Deliverable n° 7.2 – RS 1a, European Commission, Brussels, Belgium, 2009.

[3.2-23] Treyer, K., Bauer, C., The environmental footprint of UAE’s electricity sector: Combining life cycle assessment and scenario modeling, Renewable and Sustainable Energy Reviews 55 (2016) 1234–1247.

[3.3.1-11] Ch. Poinssot, et al.: Assessment of the environmental footprint of nuclear energy systems. Comparison between closed and open fuel cycles, Energy 69 (2014) 199-211

[3.4-7] Radiation Effects and Sources, United Nations Environment Programme, ISBN 978-92-807-3517-8, 2016.

[3.5-1] Hirschberg, S., Bauer, C., Burgherr, P., Cazzoli, E., Heck, T., Spada, M., Treyer, K., Health effects of technologies for power generation: Contributions from normal operation, severe accidents and terrorist threat, Reliability Engineering and System Safety 145 (2016) 373–387.

[5-72] Posiva 2012-31, Safety Case for the Disposal of Spent Nuclear Fuel at Olkiluoto. Radionuclide Transport and Dose Assessment for Humans in the Biosphere Assessment BSA-2012

[A.2-1] Ch. Poinssot, et al.: Assessment of the environmental footprint of nuclear energy systems. Comparison between closed and open fuel cycles, Energy 69 (2014) 199-211

 

Leave a Reply