Prof. dr hab. Jacek Jagielski, Dyrektor Departamentu Fizyki Materiałów w Narodowym Centrum Badań Jądrowych na tle iniektora wiązki neutralnej stellatora W7-X w Niemczech. Stellator Wendelstein 7-X (W7-X) w Niemczech to największy na świecie eksperymentalny reaktor syntezy jądrowej. Foto dzięki uprzejmości Narodowego Centrum Badań Jądrowych / Karol Malinowski

Warszawa – 14 czerwca 2014

Dzięki uprzejmości dziennika „Rzeczpospolita” zamieszczamy poniżej pełny tekst wywiadu redaktora Krzysztofa Urbańskiego z prof. dr hab. Jackiem Jagielskim, Dyrektorem Departamentu Fizyki Materiałów w Narodowym Centrum Badań Jądrowych.


Nieodparty urok mocy atomu


O tym, jak się wybić na niezależność w energetyce prof. dr hab. Jacek Jagielski opowiada Krzysztofowi Urbańskiemu.

Prof. dr hab. Jacek Jagielski na tle iniektora wiązki neutralnej stellatora W7-X w Niemczech. Foto dzięki uprzejmości Narodowego Centrum Badań Jądrowych / Karol Malinowski

Krzysztof Urbański: Fizycy pasjonują się swoimi „zabawkami" jak dzieci. Miałem szansę obserwować to przy okazji inauguracji stellaratora Wendelstein 7-X w Greifswaldzie (urządzenie do wytwarzania plazmy i przeprowadzania kontrolowanej reakcji termojądrowej). Ale ta zabawka kosztowała 370 mln euro...

Prof. dr hab. Jacek Jagielski: Dzięki takim „zabawkom" ktoś w przyszłości będzie zarabiał gigantyczne pieniądze.
Takie urządzenia będą gwarantowały dostęp do wielkiej ilości energii na świecie, lekko licząc – tysiąc razy więcej, niż możemy wyprodukować dzisiaj.

Jak to możliwe?

Urządzenia, które w przyszłości będą produkowały prąd, będą się różniły od naszego stellaratora („naszego", bo Polska ma w nim udział procentowy).
Służy on do eksperymentalnego inicjowania i badania zjawiska fuzji jądrowej.

Stellator Wendelstein 7-X (W7-X) w Niemczech - największy na świecie eksperymentalny reaktor syntezy jądrowej. Foto dzięki uprzejmości Narodowego Centrum Badań Jądrowych / Karol Malinowski

A jak do tego dojdziemy?

Ilość energii, jaką za 100 lat świat będzie w stanie wyprodukować, jest niewyobrażalnie duża.
Zapewni ją technologia oparta na fuzji jądrowej.
Niemcy o tym wiedzą i aby sobie zapewnić do niej dostęp i mieć przewagę technologiczną nad innymi krajami, już dzisiaj prowadzą eksperymenty w tym kierunku.
Ale na początku tej drogi nie będą to stellaratory czy tokamaki (służące do tego samego celu), takie jak ITER budowany we Francji.

Najbliższą przyszłością będą elektrownie jądrowe podobne do tych, jakie znamy dzisiaj, ale oparte na innej technologii.
Będzie to czwarta generacja reaktorów jądrowych wykorzystujących zjawisko rozszczepienia.

Większość z tych, które obecnie pracują, to druga generacja.
Budowane obecnie to trzecia i trzecia plus.
Są one mniej więcej dziesięć razy bezpieczniejsze od obecnie stosowanych.
Taka katastrofa jak w Fukushimie nie mogłaby się zdarzyć w reaktorze trzeciej generacji.

Termonuklearny reaktor ITER (International Thermonuclear Experimental Reaktor) we Francji w budowie. W pobliżu Marsylii, na południu Francji powstaje tokamak, którego celem jest zbadanie możliwości produkowania na wielką skalę energii z kontrolowanej fuzji jądrowej. Pierwszy zapłon przewidziany jest na 2019 rok. Foto dzięki uprzejmości ITER

A co z energią wiatru, słońca?

Odnawialne źródła energii nie są rozwiązaniem zapewniającym podstawowe źródło energii dla świata.
Z bardzo prostego powodu.
Są nieprzewidywalne: wiatr wieje albo nie, jest słonecznie albo pochmurno, najwięcej prądu potrzeba w zimie, kiedy światła słonecznego jest najmniej.
Polska jest płaskim krajem i na elektrownie wodne nie mamy co liczyć.

Żeby takie źródła energii stały się podstawą bilansu energetycznego kraju, musi zostać opracowana technologia umożliwiająca masowe magazynowanie energii w ilościach wystarczających dla całego kraju przez wiele tygodni.

Nie ma na świecie takiej technologii i nie mamy pojęcia, czym ona mogłaby być.
Energia odnawialna będzie więc marginesem produkcji energii.
Jest to kilka, może kilkanaście procent.

Narodowe Centrum Badań Jądrowych w Świerku z lotu ptaka. Foto dzięki uprzejmości Narodowego Centrum Badań Jądrowych

Jesteśmy skazani na paliwa kopalne?

Mniej więcej połowa zasobów energetycznych Ziemi zmagazynowanych w paliwach kopalnych to węgiel, po dwadzieścia parę procent to ropa naftowa i gaz.

Około 5 procent to uran 235, który jest paliwem reaktorów obecnych, drugiej i trzeciej generacji.
Razem stanowi to ok. 37 zettadżuli energii.
Zetta to 10 do 21 potęgi – naukowe określenie na „cholernie dużo".
Ale zużywamy również „cholernie dużo" energii.

Już widać koniec obecnie dostępnych zasobów paliw kopalnych.
Na szczęście są rozwiązania.

Za jakieś 30 lat pojawią się pierwsze reaktory czwartej generacji.
Prototypy już są budowane, np. francuski projekt ASTRID, belgijsko-rumuński ALFRED lub planowane w krajach Grupy Wyszehradzkiej reaktory chłodzone gazem: ALLEGRO i HTR.

Widok na budynek reaktora badawczego Maria. Foto dzięki uprzejmości Narodowego Centrum Badań Jądrowych

Kiedy takie reaktory wejdą do użytku?

Za 30–40 lat – tyle czasu zajmie zbudowanie prototypu, sprawdzenie go, zaprojektowanie i zbudowanie docelowego urządzenia.
Wtedy bilans energii zmieni się dramatycznie.

Ropa, gaz i węgiel, to, co dziś stanowi 95 proc. zasobów energetycznych świata, skurczy się do 15 proc., a 85 proc. będzie zmagazynowanych w uranie.

Dlaczego?

Na pierwszy rzut oka wydaje się, że zastąpienie trzeciej generacji reaktorów czwartą to niewielka zmiana.
Ale tak nie jest.

Druga i trzecia generacja reaktorów wykorzystuje jako paliwo izotop uranu 235, którego jest 0,7 proc. w naturalnych złożach tego pierwiastka na Ziemi.

W czwartej generacji reaktorów będzie można wykorzystywać izotop uranu 238, którego jest 99,3 proc. 

To co teraz jest balastem i przelatuje przez reaktor, będzie cennym paliwem.
Będziemy mieli do dyspozycji sto razy więcej paliwa.

Badawczy reaktor jądrowy Maria. Foto dzięki uprzejmości Narodowego Centrum Badań Jądrowych

To będzie jakaś rewolucja?

Wtedy z tych 37 zettadżuli energii na świecie – zakładając, że mówimy tylko o znanych dziś złożach uranu – zrobi nam się 2,5 tys. zettadżuli.
To jakieś 70 razy więcej niż dziś.

Innymi słowy, za 30–40 lat technologia czwartej generacji reaktorów będzie pozwalała kontrolować dostęp do 85 proc. zasobów energetycznych planety.

Załapiemy się?

Krajem, który w Europie przoduje w energetyce jądrowej, jest Francja.
Tam jest mnóstwo reaktorów, a przy nich są baseny, gdzie przechowuje się zużyte paliwo z reaktorów, które zawiera głównie uran 238.

Czyli de facto nie są to odpady radioaktywne, lecz paliwo do reaktorów czwartej generacji!

Te zapasy, które zgromadzili Francuzi, wystarczą na produkcję prądu w reaktorach czwartej generacji przez jakieś 1000 lat!

Nie muszą kupować paliwa do przyszłych reaktorów.
Jeżeli jest coś, co może być niezależnością energetyczną kraju w większym stopniu, to ja tego nie znam.

Oni nie muszą kupować gazu u Rosjan.

Pionowy przekrój przez basen reaktora MARIA. Rdzeń reaktora, kanały paliwowe i inne elementy związane z rdzeniem reaktora są umieszczone w basenie pod znaczącą warstwą wody zapewniającej osłonę przed promieniowaniem oraz umożliwiającej chłodzenie tych elementów rdzenia, które nie posiadają specjalnych obiegów chłodzenia (np. elementy paliwowe). Foto dzięki uprzejmości Narodowego Centrum Badań Jądrowych

A my, co możemy zrobić?

Wbrew pozorom już robimy.
A teraz jest dla nas wyjątkowo korzystny moment.
Wszystko zależy jedynie od decyzji politycznej.

Istnieje kilka koncepcji reaktorów czwartej generacji.
Wśród nich jest obiecujący pomysł reaktora chłodzonego gazem – ciekłym helem. Moglibyśmy wziąć taki projekt i zacząć budować prototyp reaktora.
Ponieważ jednak to zbyt rozległy projekt, żebyśmy sobie dali z nim sami radę, moglibyśmy współpracować z krajami Grupy Wyszehradzkiej – Węgrami, Czechami i Słowacją.

W ubiegłym roku zarejestrowane zostało stowarzyszenie Centrum Doskonałości V4G4, które organizuje nasze kraje do wspólnych badań.
Oczywiście wymagałoby to współdziałania z Francją, która ma największe doświadczenie w technologiach jądrowych.
Ale Francuzi z kolei mogą wziąć tylko jeden projekt – bo więcej nie udźwigną: mają już program ASTRID i chcą współpracować z nami w projekcie reaktora chłodzonego gazem.

A my mamy nad nimi wielką przewagę...

Praca przy reaktorze badawczym Maria. Jeden tydzień pracy polskiego reaktora jądrowego „Maria” = radiofarmaceutyki dla 100.000 pacjentów na świecie. Foto dzięki uprzejmości Narodowego Centrum Badań Jądrowych

Jaką?

Możemy wykorzystać pieniądze strukturalne Unii Europejskiej, a Francja nie może!

Każdy z naszej czwórki krajów wyspecjalizowałby się w czymś innym.
Słowacy projektowaliby reaktor, Węgrzy opracowaliby paliwo, Czesi układ chłodzenia, a my materiały strukturalne.

Każde z tych laboratoriów mogłoby być finansowane z pieniędzy strukturalnych, które są w dyspozycji rządów poszczególnych krajów.
W rezultacie moglibyśmy wejść na rynek jako partner, który ma bardzo dużo do powiedzenia.

Francuzi nie rozwiną technologii reaktorów chłodzonych gazem inaczej niż we współpracy z nami.
Gdyby nasz pomysł się udał, nie bylibyśmy udziałowcem mającym parę procent, ale dużo więcej.

Rdzeń reaktora badawczego Maria. Foto dzięki uprzejmości Narodowego Centrum Badań Jądrowych

Koncepcja wydaje się prosta...

Paliw kopalnych jest coraz mniej, a ropa, węgiel albo gaz są jednocześnie surowcami dla przemysłu chemicznego.

Natomiast z uranu i deuteru nie da się zrobić niczego innego, tylko energię.

Logiczne jest więc, żeby węglowodory wykorzystywać jako surowiec dla przemysłu chemicznego, a prąd wytwarzać z tego, co się nadaje tylko do jego produkcji.

Mamy otwarte okno oraz gotową strukturę i możemy z nią wejść w technologię, która za 30 lat będzie kontrolowała 85 proc. wytwarzanej na świecie energii.
I moglibyśmy to robić za pieniądze europejskie.

Rdzeń reaktora Maria w wodzie. Foto dzięki uprzejmości Narodowego Centrum Badań Jądrowych

To dlaczego nie robimy?

Mogłoby być, gdyby politycy odpowiedzialni za rozwój kraju podjęli taką decyzję.
I tu wracamy do naszego stellaratora.

W Niemczech – kraju o większym potencjale niż Polska – uważają, że muszą planować strategicznie w perspektywie nawet stuletniej.
Nas na to nie stać, ale obowiązkowe jest planowanie na 30–40 lat.

To wymaga od polityków myślenia nie tylko w perspektywie najbliższych wyborów, ale dziesięcioleci.
Musimy zdecydować, jak nasz kraj ma wyglądać za 30–40 lat i co chcemy wtedy produkować lepiej i wydajniej niż inni.

Albo rozwiniemy nowoczesne technologie, które można sprzedać drogo, jak reaktory czwartej generacji, albo będziemy produkować to, co potrafi zrobić każdy.

Będziemy konkurować pensjami pracowników?

Basen reaktora badawczego Maria. Foto dzięki uprzejmości Narodowego Centrum Badań Jądrowych

Rząd chce otwierać elektrownie węglowe...

Prognozy mówią o tym, że za 20 lat 80 proc. węgla zużywanego w Polsce będzie sprowadzane z zagranicy.
Elektrownie węglowe buduje się na 40–50 lat.
Na kilka dziesięcioleci uzależnimy się od importu tego surowca.

A skąd będziemy go sprowadzać?

Na przykład z Ukrainy, a może się okazać, że kopalnie ukraińskie są pod kontrolą rosyjską, i co wtedy?
Uniezależnimy się od rosyjskiego gazu, a uzależnimy od węgla?

Nie chodzi mi o to, żeby zamykać kopalnie.
Wydobywajmy węgiel, dopóki jest.
Ale uczmy się, jak żyć w epoce, kiedy węgiel będzie surowcem, a nie tylko paliwem.


Rozmawiał: Krzysztof Urbański


Źródło:

www.rp.pl

ASTROMAN Magazine – 2014.05.15

Elektrownie jądrowe: tanie, bezemisyjne i bezpieczne

http://www.astroman.com.pl/index.php?mod=magazine&a=read&id=1712  


ASTROMAN Magazine – 2014.05.01

Prof. Andrzej Strupczewski: Jeżeli nas stać na czystą energię, czyli słońce, wiatr, energia jądrowa - to najtańsza jest energia jądrowa

http://www.astroman.com.pl/index.php?mod=magazine&a=read&id=1704  


ASTROMAN Magazine - 2014.04.12

Nowy klimat w europejskiej debacie o energetyce

http://www.astroman.com.pl/index.php?mod=magazine&a=read&id=1694  


ASTROMAN Magazine – 2014.03.24

Europejski think-tank Bruegel w Brukseli: Unia Europejska mogłaby w ciągu roku zrezygnować z rosyjskiego gazu

http://www.astroman.com.pl/index.php?mod=magazine&a=read&id=1682  


ASTROMAN Magazine – 2014.02.12

Kajetan Różycki from NCBJ in Poland appointed as Chairman of Nuclear Cogeneration Industrial Initiative - Task Force

http://www.astroman.com.pl/index.php?mod=magazine&a=read&id=1652  


ASTROMAN Magazine – 2012.12.01

Polski reaktor jądrowy Maria ratuje światową medycynę nuklearną

http://www.astroman.com.pl/index.php?mod=magazine&a=read&id=1358  


ASTROMAN Magazine - 2012.07.12

Prezes PAA powołał Radę ds. Bezpieczeństwa Jądrowego i Ochrony Radiologicznej

http://www.astroman.com.pl/index.php?mod=magazine&a=read&id=1272  


ASTROMAN Magazine - 2012.07.05

CERN experiments observe particle consistent with long-sought Higgs boson

http://www.astroman.com.pl/index.php?mod=magazine&a=read&id=1266  


ASTROMAN Magazine – 2012.04.07

GE Hitachi Nuclear Energy Signs MOU Agreement with National Nuclear Laboratory to Work on Tackling UK Plutonium Stockpile

http://www.astroman.com.pl/index.php?mod=magazine&a=read&id=1215  


ASTROMAN Magazine - 2012.03.17

The U.S. Energy Information Administration presents updated projections for U.S. energy markets to 2035

http://www.astroman.com.pl/index.php?mod=magazine&a=read&id=1208  


ASTROMAN Magazine - 2011.09.18

GE Hitachi Nuclear Energy and Fluor Corporation Team Up on Polish Nuclear Power Plant Project

http://www.astroman.com.pl/index.php?mod=magazine&a=read&id=1059  


ASTROMAN Magazine - 2011.09.18

World's leading nuclear power companies adopt principles of conduct

http://www.astroman.com.pl/index.php?mod=magazine&a=read&id=1058  


ASTROMAN Magazine - 2011.09.08

GE Hitachi Nuclear Energy Expands Workforce Training Collaboration with Poland's University Sector

http://www.astroman.com.pl/index.php?mod=magazine&a=read&id=1052  


ASTROMAN Magazine - 2011.09.06

GE Energy Completes $3.2 Billion Deal to Acquire Converteam

http://www.astroman.com.pl/index.php?mod=magazine&a=read&id=1051  


ASTROMAN Magazine - 2011.08.28

Saskatchewan and Hitachi Sign R&D Agreement on Nuclear Medicine Technology

http://www.astroman.com.pl/index.php?mod=magazine&a=read&id=1044  


ASTROMAN Magazine - 2011.04.23

Westinghouse Appoints Joe Zwetolitz as Vice President in the Company's Americas Region

http://www.astroman.com.pl/index.php?mod=magazine&a=read&id=953  


ASTROMAN Magazine - 2011.03.06

Japońskie Technologie Środowiskowe - międzynarodowa konferencja w Warszawie

http://www.astroman.com.pl/index.php?mod=magazine&a=read&id=911  


ASTROMAN Magazine - 2010.07.18

International Nuclear Energy Development of Japan

http://www.astroman.com.pl/index.php?mod=magazine&a=read&id=761  


ASTROMAN Magazine - 2010.05.06

Westinghouse and PGE Agree to Partner on Delivering Nuclear Energy Solutions for Poland

http://www.astroman.com.pl/index.php?mod=magazine&a=read&id=715  


ASTROMAN Magazine - 2009.04.26

Toshiba, NRG Energy and CPS Energy Sign EPC Agreement for Two ABWR Nuclear Plants in the U.S.

http://www.astroman.com.pl/index.php?mod=magazine&a=read&id=485  



ASTROMAN Magazine

Publikacja tekstów pochodzących z wydawnictw prasowych bądź elektronicznych prezentowanych w ASTROMAN Magazine nie ma charakteru komercyjnego, służy wyłącznie celom edukacyjnym, dydaktycznym i naukowym - zgodnie z Ustawą o prawie autorskim i prawach pokrewnych z dnia 04.02.1994 r. (Dz. U. z dn. 23.02.1994 r. nr 24, poz. 83).