Tabela 1. Dotychczasowy rozwój energetyki jądrowej na świecie w latach 1970-1990 wg [2]. 1990 Produkcja energii TW h/a 1970=1,00 78,8 1,0



Podobne dokumenty
PERSPEKTYWY WYKORZYSTANIA GAZU ZIEMNEGO DO PRODUKCJI ENERGII ELEKTRYCZNEJ W POLSCE

Energia chińskiego smoka. Próba zdefiniowania chińskiej polityki energetycznej. mgr Maciej M. Sokołowski WPiA UW

Polska energetyka scenariusze

WSPÓŁCZESNE TECHNOLOGIE JĄDROWE W ENERGETYCE 1

Zapotrzebowanie krajowego sektora energetycznego na surowce energetyczne stan obecny i perspektywy do 2050 r.

A wydawałoby się, że podstawą są wiatraki... Niemcy idą "w słońce"

Rozwój energetyki gazowej w Polsce - szansa czy zagrożenie dla bezpieczeństwa energetycznego?

Energetyka Jądrowa. Wykład 10 5 maja Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów szef@fuw.edu.pl

WPŁYW PRODUKCJI ENERGII ELEKTRYCZNEJ W ŹRÓDŁACH OPALANYCH WĘGLEM BRUNATNYM NA STABILIZACJĘ CENY ENERGII DLA ODBIORCÓW KOŃCOWYCH

Gospodarka wypalonym paliwem jądrowym analiza opcji dla energetyki jądrowej w Polsce

Trendy i perspektywy rozwoju głównych gospodarek światowych

Innowacyjne technologie a energetyka rozproszona.

Polska gospodarka na tle Europy i świata gonimy czy uciekamy rynkom globalnym? Grzegorz Sielewicz Główny Ekonomista Coface w Europie Centralnej

Załącznik 1: Wybrane założenia liczbowe do obliczeń modelowych

PROF. DR HAB. INŻ. ANTONI TAJDUŚ

Polska energetyka scenariusze

Człowiek energia środowisko. Zrównoważona przyszłość Mazowsza, Kujaw i Ziemi Łódzkiej finansowanego ze środków

Międzynarodowe Targi Górnictwa, Przemysłu Energetycznego i Hutniczego KATOWICE Konferencja: WĘGIEL TANIA ENERGIA I MIEJSCA PRACY.

Energetyka odnawialna w procesie inwestycyjnym budowy zakładu. Znaczenie energii odnawialnej dla bilansu energetycznego

Regulacje dla rozwoju gospodarczego opartego na nowych źródłach energii (gaz, OZE, inteligentne sieci, przesył)

Efektywność ekonomiczna elektrociepłowni opalanych gazem ziemnym

Struktura sektora energetycznego w Europie

Perspektywy energetyki jądrowej j Polsce Procesy inwestycyjne Tomasz Jackowski Departament Energetyki Ministerstwo Gospodarki

CENY ENERGII WIATROWEJ NA KONKURENCYJNYM RYNKU ENERGII ELEKTRYCZNEJ

Rynek surowców strategicznych w Unii Europejskiej na przykładzie węgla kamiennego.

Realizacja Programu polskiej energetyki jądrowej

51 Informacja przeznaczona wyłącznie na użytek wewnętrzny PG

WYZWANIA NA RYNKU ENERGII

PERSPEKTYWICZNE WYKORZYSTANIE WĘGLA W TECHNOLOGII CHEMICZNEJ

W jakim stopniu emerytura zastąpi pensję?

Konsumpcja ropy naftowej per capita w 2015 r. [tony]

Prognoza pokrycia zapotrzebowania szczytowego na moc w latach Materiał informacyjny opracowany w Departamencie Rozwoju Systemu PSE S.A.

Kohabitacja. Rola gazu w rozwoju gospodarkiniskoemisyjnej

ROZPROSZONE SYSTEMY KOGENERACJI

Energetyka Jądrowa. Wykład 9 9 maja Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

ELEKTROENERGETYKA W POLSCE 2011 WYNIKI WYZWANIA ZIELONA GÓRA 18 LISTOPADA wybrane z uwarunkowań zewnętrznych i wewnętrznych!

Skutki makroekonomiczne przyjętych scenariuszy rozwoju sektora wytwórczego

Rozwój energetyki wiatrowej w Unii Europejskiej

Koszty energetyki jądrowej

Prognoza kosztów energii elektrycznej w perspektywie 2030 i opłacalność inwestycji w paliwa kopalne i w OZE

Polska energetyka scenariusze

Nośniki energii w 2014 roku. Węgiel w fazie schyłkowej, atom trzyma się dobrze

Konsumpcja ropy naftowej per capita w 2016 r. [tony]

EKONOMICZNE ASPEKTY ENERGETYKI JĄDROWEJ

PERSPEKTYWY ROZWOJU INSTALACJI FOTOWOLTAICZNYCH W KRAJU

MAŁOPOLSKO-PODKARPACKI KLASTER CZYSTEJ ENERGII. Temat seminarium: Skutki wprowadzenia dyrektywy 3x20 dla gospodarki Polski i wybranych krajów UE

Skorzęcin Fukushima. Reminiscencje ze spotkania International Nuclear Workers' Unions' Network. Skorzęcin 2014 r. Grzegorz Jezierski

PROGNOZY WYNAGRODZEŃ W EUROPIE NA 2018 ROK

KONWERGENCJA ELEKTROENERGETYKI I GAZOWNICTWA vs INTELIGENTNE SIECI ENERGETYCZNE WALDEMAR KAMRAT POLITECHNIKA GDAŃSKA

Debata: Węgiel skarb czy przekleństwo dla gospodarki Polski? Aktualna sytuacja na międzynarodowych rynkach węgla kamiennego

Przyszłość energetyki słonecznej na tle wyzwań energetycznych Polski. Prof. dr hab. inż. Maciej Nowicki

Program polskiej energetyki jądrowej. Tomasz Nowacki Zastępca Dyrektora Departament Energii Jądrowej Ministerstwo Gospodarki

PRODUKCJA I ZUŻYCIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ W KRAJACH AMERYKI. Kasia Potrykus Klasa II Gdynia 2014r.

Przedsięwzięcia rozwojowe Elektrowni Rybnik S.A. 21 listopad 2008

Konsumpcja ropy naftowej na świecie w mln ton

PERSPEKTYWY ROZWOJU SYSTEMÓW CIEPŁOWNICZYCH

BEST OF EAST FOR EASTER PARTNERSHIP

Unijny rynek gazu model a rzeczywistość. Zmiany na europejskich rynkach gazu i strategie największych eksporterów Lidia Puka PISM, r.

Ustawa o promocji kogeneracji

Wydatki na ochronę zdrowia w

Paweł Borys Polski Fundusz Rozwoju

DYLEMATY POLSKIEJ ENERGETYKI W XXI WIEKU. Prof. dr hab. Maciej Nowicki

MACIEJ M. SOKOŁOWSKI WPIA UW. Interesariusze polityki klimatycznej UE - przegląd wybranych polityk państwowych

Aktualne wyzwania w Polityce energetycznej Polski do 2040 roku

ODPOWIEDŹ NA ZADANIE Z ZAKRESU: EKONOMIA

BIEŻĄCA SYTUACJA GOSPODARCZA I MAKROEKONOMICZNA

Atrakcyjność inwestycyjna Europy 2013

Stosunki handlowe Unii Europejskiej z Chinami. Tomasz Białowąs

Program polskiej energetyki jądrowej

Analiza wpływu dodatkowego strumienia wydatków zdrowotnych na gospodarkę

Centrum Bezpieczeństwa Ruchu Drogowego. Warszawa 2005

Atrakcyjność inwestycyjna Europy 2013

W odpowiedzi na artykuł Władysława Mielczarskiego Bezpieczeństwo bez przygotowania 1 (Rzeczpospolita, 2/3 października 2004)

PROGNOZY WYNAGRODZEŃ NA 2017 ROK

Gaz ziemny w Polsce i Unii Europejskiej

Dr inż. Andrzej Tatarek. Siłownie cieplne

MIKS ENERGETYCZNY W UNII EUROPEJSKIEJ DO 2030 R. ROLA PALIW RODZIMYCH. 1. Wprowadzenie. Krystyna Czaplicka-Kolarz*, Ireneusz Pyka*

Jak oszczędzić na zakupach energii elektrycznej?

Czy to już kryzys roku 2013? Stan i kierunki rozwoju elektroenergetyki w Brazylii

Ekonomiczne i środowiskowe skutki PEP2040

Zielona Energia czyli Rola nauki w rozwiązywaniu zagrożeń cywilizacyjnych

Perspektywy rozwoju OZE w Polsce

ELEKTROWNIA JĄDROWA W WOJEWÓDZTWIE ZACHODNIOPOMORSKIM. Mariusz P. Dąbrowski Konrad Czerski ( )

Program polskiej energetyki jądrowej oraz stanowisko MG wobec technologii SMR

Rozdział 4. Bilans potrzeb grzewczych

POLSKA ENERGETYKA STAN NA 2015 r. i CO DALEJ?

PLAN DZIAŁANIA KT 137. ds. Urządzeń Cieplno-Mechanicznych w Energetyce

ZAAWANSOWANE TECHNOLOGIE ENERGETYCZNE NA PRZYKŁADZIE PROJEKTÓW NOWYCH BLOKÓW ENERGETYCZNYCH W PGE GiEK S.A.

SYTUACJA SPOŁECZNO-GOSPODARCZA W KRAJACH OECD W 2011 R.

CASE-Doradcy Spółka z o.o. POZIOM WYDATKÓW NA LEKI. POLSKA NA TLE KRAJÓW OECD

PERSPEKTYWY WYKORZYSTANIA GAZU ZIEMNEGO DO PRODUKCJI ENERGII ELEKTRYCZNEJ W POLSCE

Sytuacja odlewnictwa w Polsce i na świecie

Centrum Bezpieczeństwa Ruchu Drogowego. Warszawa 2006

Pakiet Klimatyczno Energetyczny konieczność oczyszczenia węgla

Ekonomiczne aspekty eksploatacji niekonwencjonalnych złóż gazu w Polsce

Pozapłacowe koszty pracy w Polsce na tle innych krajów europejskich. Jakub Bińkowski

ANALIZA UWARUNKOWAŃ TECHNICZNO-EKONOMICZNYCH BUDOWY GAZOWYCH UKŁADÓW KOGENERACYJNYCH MAŁEJ MOCY W POLSCE. Janusz SKOREK

Ekonomiczne konsekwencje wyborów scenariuszy energetycznych. dr Maciej Bukowski Warszawski Instytut Studiów Ekonomicznych

POTRZEBY INWESTYCYJNE SIECI ELEKTROENERGETYCZNYCH

Energetyka obywatelska

Transkrypt:

PL9800501 Jacek Marecki Politechnika Gdańska Warunki ekonomicznej konkurencyjności energetyki jądrowej w świetle materiałów 16. Kongresu WEC w Tokio, Seminarium NG NPP'96 oraz Konferencji ENS TOPNUX'96 w Paryżu Stan obecny energetyki jądrowej na świecie Dotychczasowy rozwój energetyki jądrowej był szczególnie intensywny w 20-leciu 1970-1990. Jak wynika z danych zestawionych w tabeli 1, na początku lat siedemdziesiątych produkcja energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych nie przekraczała 100 TW h/a, a udział tych elektrowni w całkowitej produkcji energii elektrycznej na świecie wynosił mniej niż 2%. W ciągu 20 lat do 1990 r. nastąpił przeszło 20-krotny wzrost ilości energii wytwarzanej w elektrowniach jądrowych do ok. 2000 TW h/a, a ich udział w produkcji całkowitej powiększył się do ok. 17%. Tabela 1. Dotychczasowy rozwój energetyki jądrowej na świecie w latach 1970-1990 wg [2]. Rok 1970 1975 1980 1985 1990 Produkcja energii TW h/a 1970=1,00 78,8 1,0 351,8 4,5 694,3 8,8 1402,0 17,8 1913,0 24,3 Udział elektrowni jądrowych, % 1,6 5,5 8,7 14,6 16,5 W1995 r. elektrownie jądrowe pracowały lub były budowane w ponad 30 krajach świata, przy czym w 14 krajach elektrownie te pokryły więcej niż 30% zapotrzebowania na energię elektryczną. W wielu krajach, a zwłaszcza we Francji, Japonii, Kanadzie i Stanach Zjednoczonych, prowadzi się prace badawcze i rozwojowe, dotyczące wszystkich najważniejszych typów reaktorów jądrowych, w tym przede wszystkim reaktorów lekkowodnych (LWR), a także reaktorów ciężkowodnych (HWR) oraz chłodzonych gazem (GCR) i ciekłym metalem (LMR). W latach 1990-1994 uruchomiono na świecie 37 nowych bloków jądrowych o łącznej mocy 35,7 GW, a w 1995 r. oddano do eksploatacji następnych 6 bloków o mocy 4,2 GW, które zostały włączone do systemów elektroenergetycznych. W grudniu 1995 r. liczba pracujących bloków jądrowych wzrosła do 438, a ich łączna moc zainstalowana wynosiła ok. 350 GW. Produkcja energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych w 1995 r. wynosiła 2260 TW-h/a, co stanowiło ponad 17% całkowitej produkcji światowej. Scenariusze dalszego rozwoju energetyki jądrowej Dalszy rozwój energetyki jądrowej w okresie najbliższych 20 lat do 2015 r. jest zależny od programów strategicznych, przyjmowanych w różnych krajach. Obecnie w kilku krajach europejskich (Hiszpania, Niemcy, Szwajcaria, Szwecja, Włochy) oraz w Stanach Zjednoczonych praktycznie wstrzymano budowę elektrowni jądrowych. Spośród krajów zachodnich jedynie we Francji, Wielkiej Brytanii i Kanadzie planuje się uruchamianie nowych elektrowni z reaktorami jądrowymi. 14

Kraje wschodnioeuropejskie (Bułgaria, Czechy, Słowacja, Rumunia, Węgry, Ukraina, Rosja) zajęte są głównie przebudową istniejących elektrowni jądrowych, mającą na celu podwyższenie standardów bezpieczeństwa, ale przewidują również dalszy rozwój energetyki jądrowej. Obecnie w budowie znajduje się tam 25 bloków jądrowych i planuje się rozpoczęcie budowy następnych. Nowe reaktory budowane są także w kilku krajach Dalekiego Wschodu: Japonii, Korei Płd. i Chinach. Budowę kolejnych reaktorów planuje się na Tajwanie, w Indiach, Indonezji, Pakistanie i Tajlandii. Prognozę rozwoju mocy zainstalowanej w elektrowniach jądrowych na świecie do 2015 r., opracowaną w Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej [2], przedstawiono na rysunku 1 w formie wariantowej. Dolny wariant odpowiada istniejącej obecnie stagnacji rozwoju energetyki jądrowej. W niektórych krajach planuje się nawet zmniejszenie mocy zainstalowanej, ponieważ część bloków jądrowych będzie zlikwidowana przed 2015 r. Moc zainstalowana, GW(e) 1 o 8 8 8 8 8 1 - -" mmmm*r i 1990 1995 2000 2005 2010 2015 Rys.I. Prognoza rozwoju mocy zainstalowanej w elektrowniach jądrowych na świecie do 2015 r. wg [2]. Przewidywana całkowita moc elektrowni jądrowych miałaby w tym wariancie wzrosnąć o mniej niż 10% w ciągu 20 lat i mogłaby osiągnąć w 2015 r. tylko ok. 390 GW. Biorąc pod uwagę prawdopodobny wzrost światowej produkcji energii elektrycznej w tym samym okresie, należałoby się również spodziewać zmniejszenia udziału elektrowni jądrowych w produkcji całkowitej z obecnych 17 do 12%. Górny wariant odpowiada natomiast ponownemu, bardziej intensywnemu rozwojowi energetyki jądrowej, który jest możliwy ze względu na rozmaite korzyści makroekonomiczne, zdrowotne i środowiskowe, pojawiające się w różnych krajach w wyniku zastępowania elektrowni konwencjonalnych przez elektrownie jądrowe. W tym wariancie maksymalna moc elektrowni jądrowych mogłaby wzrosnąć do 530 GWw 2015 r., a ich udział w całkowitej produkcji energii elektrycznej nie uległby zmniejszeniu i utrzymałby się na obecnym poziomie ok. 17%. 15

Bardziej długoterminowe prognozy rozwoju energetyki jądrowej, zaprezentowane na 16. Kongresie Światowej Rady Energetycznej w Tokio w październiku 1995 r. [2], obejmowały okres do 2100 r. We wszystkich tych prognozach przewiduje się wzrost całkowitego zapotrzebowania na energię pierwotną na świecie, który powinien wystąpić pomimo znacznego zmniejszenia energochłonności gospodarki i wzrostu sprawności użytkowania energii. Równocześnie przewiduje się jeszcze większy wzrost całkowitego zapotrzebowania na energię elektryczną i odpowiedni wzrost produkcji tej energii w elektrowniach. W jednym z wariantów takiej prognozy, obejmującej cały XXI wiek aż do 2100 r., która została opracowana przy założeniu przyjętym przez IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), że redukcja emisji gazów powodujących efekt cieplarniany będzie w przyszłości czynnikiem decydującym o rozwoju energetyki światowej, otrzymuje się wzrost zapotrzebowania na energię pierwotną o ok. 70% do 2050 r. i podwojenie tego zapotrzebowania do 2100 r. w porównaniu ze stanem istniejącym w 1985 r. Równocześnie całkowita produkcja energii elektrycznej na świecie miałaby wzrosnąć przeszło 3-krotnie do 2050 r. i prawie 5-krotnie do 2100 r. W scenariuszu opracowanym przez IPCC założono wprawdzie umiarkowany wzrost liczby ludności na świecie do 10,5 mld w 2100 r., ale przyjęto, że średni światowy przyrost PKB w całym XXI wieku wyniesie 2% rocznie. Wskutek tego nawet przy średnim zmniejszeniu energochłonności o 1,5% rocznie nastąpi znaczny wzrost zapotrzebowania na energię, który będzie spowodowany głównie przez gwałtownie rosnący udział krajów rozwijających się w gospodarce światowej. Tabela 2. Scenariusz szybkiego rozwoju energetyki jądrowej na świecie do 21C0 r. w wariancie z minimalną emisją CO2 wg [2]. Rok 1985 2025 2050 2075 2100 Produkcja energii 10 3 TW h/a 1985 = 1,00 1,4 1,0 4,8 3,4 9,4 6,7 15,5 11,1 22,0 15,7 Udział elektrowni jądrowych, % 14,6 22,4 28,9 37,6 46,5 W scenariuszu, w którym o wyborze opcji energetycznej miałoby decydować kryterium minimalizacji emisji CO2, przewiduje się bardzo szybki rozwój energetyki jądrowej na świecie przedstawiony w tabeli 2. Zgodnie z omawianym scenariuszem produkcja energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych miałaby wzrosnąć do ok. 9400 TW-h/a w 2050 r. i ok. 22 000 TW h/a w 2100 r., a odpowiednie udziały tych elektrowni w całkowitej produkcji energii wyniosłyby ok. 30% w 2050 r. i ok. 46% w 2100 r. Moc zainstalowana w elektrowniach jądrowych wzrosłaby wówczas do ok. 1500 GW w 2050 r. i ok. 3300 GW w 2100 r. Nakłady inwestycyjne w elektrowniach jądrowych Jednostkowe nakłady inwestycyjne bez zamrożenia w okresie budowy wynosiły wg danych OECD z 1993 r. [7] od ok. 1200 USD/kW dla elektrowni jądrowej we Francji z 4 reaktorami po 1400 MW do ok. 2800 USD/kW dla elektrowni brytyjskiej z 1 reaktorem o mocy 1245 MW. W tabeli 3 zestawiono informacje dotyczące nakładów inwestycyjnych na budowę elektrowni jądrowych w różnych krajach, przy czym oprócz nakładów podstawowych (overnight construction costs) podano również nakłady całkowite z uwzględnieniem zamrożenia, obliczone dla dwóch wartości stopy dyskonta: 5 i 10%. Duża rozpiętość nakładów zestawionych w tabeli 3 wynika nie tylko z różnic w kursach walutowych, które przyjęto do przeliczenia wszystkich nakładów jednostkowych na dolary amerykańskie, ale także z różnych wartości względnych kosztów robocizny, materiałów i urządzeń w poszczególnych krajach. Nakłady inwestycyjne zależą też w znacznym stopniu 16

od mocy znamionowej bloków energetycznych z reaktorami jądrowymi i od liczby bloków zainstalowanych w jednej elektrowni. Tabela 3. Nakłady inwestycyjne w elektrowniach jądrowych (USD/kW). Kraj Belgia Kanada Finlandia Francja Niemcy Japonia Korea Holandia Wlk. Brytania USA Typ reaktora BWR LWR SBWR ELWR Nakład podstawowy 1746 1783 1509 1179 2400 2154 1495 1424 1911 2512-2871 1237 Nakład całkowity z zamrożeniem przy stopie dyskonta 5% 2053 2397 1922 1475 3016 2483 1972 1703 2231 3010-3450 2145 10% 2360 2830 2206 1658 3417 2938 2378 1879 2459 3540-4080 2380 W dyskusji panelowej, przeprowadzonej na seminarium NG NPP'96 w Warszawie we wrześniu 1996 r., podano, że nakłady podstawowe w elektrowniach jądrowych, które do 1995 r. były średnio dwukrotnie wyższe niż w elektrowniach węglowych, mogą być obniżone do ok. 1400-1500 USD/kW, podczas gdy analogiczne nakłady w elektrowniach węglowych wynoszą obecnie ok. 1000 USD/kW. Nakłady inwestycyjne (bez zamrożenia) w elektrowniach jądrowych są więc tylko o 40-50% wyższe niż w elektrowniach węglowych, podczas gdy do niedawna stosunek tych nakładów wynosił 2:1. Nastąpiło również skrócenie okresów budowy elektrowni jądrowych z 7-8 lat do 4-5 lat, co pociąga za sobą mniejsze zamrożenie nakładów i obniżenie stałych kosztów kapitałowych. Przy stopie dyskonta 10% nakłady całkowite z uwzględnieniem zamrożenia mogą być jednak wyższe o 25-30% od nakładów podstawowych. Nakłady na likwidację elektrowni jądrowych, występujące po zakończeniu okresu eksploatacji elektrowni, stanowią ok. 10-20% nakładów początkowych na budowę elektrowni, jeśli nie są dyskontowane. W tabeli 4 zestawiono informacje o nakładach obliczonych w różnych krajach, w których już nastąpiła albo ma wkrótce nastąpić likwidacja czynnych elektrowni jądrowych. Po zdyskontowaniu tych nakładów, czyli ich przeniesieniu Tabela 4. Koszty likwidacji elektrowni jądrowych. Belgia Kanada Kraj Finlandia Francja Niemcy Japonia Wlk. Brytania USA Koszt likwidacji jednego bloku, 10 6 USD 270 203 175 370 440 267 532 275 % całkowitych nakładów inwestycyjnych bez dyskonta 10 10 10 18-8,7 12-15 13 po zdyskontowaniu przy stopie 5% 1,4 0,6 1,6 2,0 2,4 1,4 1,4-1,6 j 3,7 10% 0,2-0 0,3 0,3 0,5 0,2 0,8-0,9 z ostatniego roku eksploatacji na rok zerowy, poprzedzający rozpoczęcie okresu eksploatacji, wartość względna nakładów na likwidację, odniesiona do nakładów 2,1 17

początkowych na budowę, maleje z 10-20% do ok. 2% przy stopie dyskonta wynoszącej 5% oraz do wartości poniżej 1% przy stopie dyskonta 10%. Należy przy tym wziąć pod uwagę, że okres eksploatacji elektrowni jądrowych może ulec wydłużeniu z 25-30 lat do 50-60 lat. Koszty wytwarzania energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych W analizach ekonomicznych, w których elektrownie jądrowe są porównywane z klasycznymi elektrowniami cieplnymi, opalanymi węglem lub gazem ziemnym, stosuje się metodę polegającą na obliczaniu całkowitych, zdyskontowanych kosztów wytwarzania energii elektrycznej w obu rodzajach elektrowni. Koszty te zależą od nakładów inwestycyjnych, okresu eksploatacji i stopy dyskonta; obejmują także koszty obsługi i utrzymania oraz koszty cyklu paliwowego. Tabela 5. Udział stałych kosztów eksploatacyjnych w całkowitych kosztach wytwarzania energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych. Kraj Typ reaktora 5% Stopa dyskonta 10% Belgia Kanada Finlandia Francja Niemcy Japonia Korea BWR LWR 21 18 18 30 24 20 23 37 14 11 12 21 17 15 15 27 Holandia Wlk. Brytania USA SBWR ELWR 31 20-22 38 23 13-14 28 W tabeli 5 podano względne udziały stałych kosztów eksploatacyjnych (O + M = operation and maintenance costs) w całkowitych kosztach wytwarzania energii. Koszty O + M wzrastały znacznie w ubiegłych latach wskutek zaostrzania wymagań bezpieczeństwa jądrowego oraz ogólnego wzrostu kosztów robocizny. Ostatnio w wielu krajach nastąpiła jednak stabilizacja tych kosztów, a przy projektowaniu reaktorów jądrowych nowej generacji zakłada się, że nastąpi ich zmniejszenie. W tabeli 6 podano natomiast koszty cyklu paliwa jądrowego odniesione do jednostki wytworzonej energii elektrycznej, czyli wyrażone w millsach USA na kilowatogodzinę. Koszty te obejmują: wydobycie uranu i jego konwersję, wzbogacenie uranu (dla reaktorów lekkowodnych), wytwarzanie prętów paliwowych, przechowywanie i przeróbkę paliwa wypalonego, składowanie odpadów oraz różne fazy transportu paliwa świeżego i wypalonego. Dla reaktorów lekkowodnych koszty cyklu paliwowego wynoszą do ok. 20% całkowitych kosztów wytwarzania energii przy stopie dyskonta 5% oraz mniej niż 15% przy stopie dyskonta 10%. Dla reaktorów ciężkowodnych koszty cyklu paliwowego są niższe i nie przekraczają na ogół 5% całkowitych kosztów wytwarzania energii. Całkowite, zdyskontowane koszty wytwarzania energii elektrycznej, przypadające na jednostkę wytwarzanej energii, oblicza się z następującego wzoru podanego w pracy [7]: gdzie: EGC = 2 [Et (1 + 18

Tabela 6. Koszty cyklu paliwa jądrowego (US mills/kwh). Kraj "typ reaktora 5% Stopa dyskonta 10% Belgia 8,3 8,5 Kanada 1,8 1,8 Finlandia BWR 5,8 6,3 Francja 8,3 9,3 Niemcy 10,8 10,0 Japonia LWR 18,3 17,1 Korea 5,3 3,0 6,0 3,2 Holandia SBWR 8,7 8,6 Wlk. Brytania USA ELWR 8,1 5,2 8,1 5,5 EGC - średni jednostkowy koszt wytwarzania energii elektrycznej, zdyskontowany w okresie eksploatacji elektrowni (average lifetime levelised electricity generation cost); It - nakłady inwestycyjne w roku t; Mt - stałe koszty eksploatacyjne (O + M) w roku t; Ft - koszty paliwa w roku t; Et - energia elektryczna wytwarzana w roku t; r - stopa dyskonta. Na rysunkach 2 i 3 przedstawiono wyniki najnowszych obliczeń kosztów jednostkowych wytwarzania energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych, węglowych i gazowych w różnych krajach. Wyniki te, uzyskane na podstawie danych OECD z 1993 r., zostały zaprezentowane w referacie [2] zgłoszonym przez MAEA na 16. Kongres Światowej Rady Energetycznej w Tokio w 1995 r. i powtórzone w referacie [7] przedstawionym na seminarium NG NPP'96 w Warszawie w 1996 r. Całkowite, zdyskontowane koszty wytwarzania, przypadające na jednostkę wytworzonej energii, obliczono w dwóch wariantach odpowiadających realnej stopie dyskonta 5 i 10% przy założeniu, że okres eksploatacji elektrowni wynosi 30 lat, a czas wykorzystania mocy znamionowej 6000 h/a odpowiada przeciętnym warunkom pracy elektrowni w warstwie podstawowej wykresu obciążenia systemu elektroenergetycznego. Na rysunku 2 podano wartości względne stosunku kosztu jednostkowego energii elektrycznej, wytwarzanej w elektrowniach jądrowych, do kosztu jednostkowego w elektrowniach węglowych w różnych krajach. Okazuje się, że przy stopie dyskonta 5% we wszystkich rozpatrywanych krajach z wyjątkiem Wielkiej Brytanii jednostkowe koszty produkcji energii w elektrowniach jądrowych są niższe od kosztów energii wytwarzanej w równoważnych elektrowniach węglowych. Przy stopie dyskonta 10% warunki opłacalności elektrowni jądrowych w porównaniu z węglowymi pogarszają się; m.in. w Belgii, Finlandii, Kanadzie oraz w Chinach jednostkowe koszty produkcji energii w elektrowniach jądrowych stają się wyższe, chociaż w wielu innych krajach, np. w Japonii, Korei Płd., Francji i w Niemczech, są nadal niższe niż w elektrowniach węglowych. Na rysunku 3 podano odpowiednie wartości względne analogicznego stosunku kosztów jednostkowych energii elektrycznej, wytwarzanej w elektrowniach jądrowych i gazowych w niektórych krajach. Okazuje się ponownie, że przy stopie dyskonta 5% we wszystkich rozpatrywanych krajach z wyjątkiem Wielkiej Brytanii jednostkowe koszty produkcji energii w elektrowniach jądrowych są niższe od kosztów energii wytwarzanej w równoważnych elektrowniach gazowych. Przy stopie dyskonta 10% w Belgii, Finlandii, na Węgrzech i w 19

1,3 - U 1.1 Koszty produkcji wylsze w elektrowni JądrowtJ stopa dyskonta 10% stopa dyskonta 5% 1 0J9 Ofi 0,7 0,6 Koszty produkcji wyższe w elektrowni węglowej 0.5-0,4 5 = 2 2 8 o Rys.2. Stosunek kosztu jednostkowego produkcji energii elektrycznej w elektrowni jądrowej do kosztu jednostkowego w elektrowni węglowej przy różnej stopie dyskonta wg [2] i [7]. Stanach Zjednoczonych jednostkowe koszty produkcji energii w elektrowniach jądrowych stają się wyższe, chociaż np. w Japonii, Francji i Kanadzie są nadal niższe niż w elektrowniach gazowych. Koszty produkcji wyższe w elektrowni jądrowej 1,6 1.4 stopa dyskonta 10% stopa dyskonta 5% 1,2 Ofi 0,6 Koszty produkcji wyższe w elektrowni gazowej i! i Rys.3. Stosunek kosztu jednostkowego produkcji energii elektrycznej w elektrowni jądrowej do kosztu jednostkowego w elektrowni gazowej przy różnej stopie dyskonta wg [2] i [7). 20

elektrownie opalane paliwem ciekłym elektrownie oparane\ 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 Rys.4. Względny koszt produkcji energii elektrycznej w Japonii wg [10]. Na rysunku 4 przedstawiono zmiany kosztów produkcji energii elektrycznej w elektrowniach japońskich w latach 1982-1991. Mimo że w elektrowniach konwencjonalnych, opalanych paliwem ciekłym, gazem ziemnym lub węglem, nastąpił tam znaczny spadek względnego kosztu produkcji energii, to jednak elektrownie jądrowe w Japonii pozostały nadal konkurencyjne, zwłaszcza w porównaniu z elektrowniami węglowymi i olejowymi. Nastąpiła bowiem istotna zmiana struktury kosztów produkcji energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych, którą przedstawiono na rysunku 5. Polegała ona na znacznym inne kapitałowe paliwowe obsługa 8 7 8 8 8 9 9 0 9 1 9 2 9 3 9 4 3 5 ^ ' utrzymanie Rys.5. Względny koszt produkcji energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych TEPCo wg [10]. 21

zmniejszeniu względnego udziału kosztów kapitałowych oraz na jeszcze bardziej widocznym zmniejszeniu udziału kosztów paliwowych. Jakkolwiek więc opłacalność energetyki jądrowej w różnych krajach uległa w ostatnich latach pewnemu pogorszeniu głównie na skutek spadku cen paliw konwencjonalnych, to jednak energia elektryczna, wytwarzana w elektrowniach jądrowych, pozostaje na ogół tańsza od energii produkowanej w klasycznych elektrowniach cieplnych na paliwa konwencjonalne organiczne, w tym na węgiel kamienny oraz gaz ziemny. Elektrownie opalane gazem są teraz szczególnie atrakcyjne, ale ich opłacalność jest bardzo zależna od cen gazu, które mogą znacznie wzrosnąć w najbliższej przyszłości. Z drugiej strony trzeba wziąć pod uwagę, że koszty przygotowania paliwa jądrowego (cyklu paliwowego) zmniejszyły się w ubiegłej dekadzie o ok. 40% na skutek lepszego wykorzystania tego paliwa w reaktorach jądrowych oraz dzięki obniżce cen uranu naturalnego i kosztów wzbogacania uranu. Tak więc elektrownie jądrowe pozostają w wielu krajach konkurencyjne w stosunku do konwencjonalnych źródeł energii elektrycznej, mimo że tendencja do podwyższania stopy dyskonta działa na niekorzyść elektrowni jądrowych, które charakteryzują się wyższymi nakładami inwestycyjnymi w porównaniu z klasycznymi elektrowniami cieplnymi. Czynniki wpływające na wzrost lub spadek ekonomicznej konkurencyjności elektrowni jądrowych Na rysunku 6 przedstawiono wyniki analizy czułości porównania elektrowni jądrowej z równoważną elektrownią węglową, które podano w referacie [8] zgłoszonym na konferencję TOPNUX'96 w Paryżu we wrześniu 1996 r. Analizę tą wykonano przy założeniu, że podstawowy nakład inwestycyjny w elektrowni jądrowej wynosi 3000 DM/kW. Na wzrost lub spadek ekonomicznej konkurencyjności elektrowni jądrowej wpływają następujące czynniki: j Z 7S0BWekte 6SDQ ht 1 1 zmiisna k sztó* pu#f p z 1JSO Pf&Wh na 0 9$ Pf/KWh oajdacidw irtweslyoyjfiycn vi etektfown pgcfótnu od emisji CO Z (dla ropy ofcyli 50$/tpu) CQj i fsąrgiiipropazycja IMi r i -,.- f T r f - - f~ { 6 0-6 0-4 0-3 0-2 0-1 0 0 1 0 2 0 korzystne dla EJ - niekorzystne Rys.6. Analiza czułości porównania elektrowni jądrowej z elektrownią węglową przy jednostkowym nakładzie inwestycyjnym w EJ: 3000 DM/kW wg [8]. 22

zmniejszenie czasu użytkowania mocy szczytowej z 7500 na 6500 h/a powoduje, że elektrownia jądrowa staje się mniej korzystna; dla zachowania konkurencyjności jednostkowy nakład inwestycyjny w elektrowni jądrowej musiałby być zmniejszony o ok. 6%; zmiana kosztów przeróbki paliwa wypalonego z 1,6 na 0,95 Pf/kWh jest korzystna dla elektrowni jądrowej; jednostkowy nakład inwestycyjny mógłby więc być większy o 15%; zmniejszenie ceny węgla o 15 DM/tpu (przy założonej cenie podstawowej 90 DM/tpu) jest niekorzystna dla elektrowni jądrowej i jednostkowy nakład inwestycyjny musiałby być zmniejszony o ok. 12%; odpowiednio przy analogicznym wzroście ceny węgla jednostkowy nakład inwestycyjny mógłby wzrosnąć o ok. 12%; wzrost nakładów inwestycyjnych w elektrowniach węglowych o 300 DM/kW spowodowałby, że odpowiednie nakłady w elektrowni jądrowej mogłyby też wzrosnąć o ok. 10%; wprowadzenie podatku od emisji CO2 lub tzw. podatku zespolonego od emisji CO2 i energii spowodowałoby, że nakłady inwestycyjne w elektrowni jądrowej mogłyby wzrosnąć od 23 do 57% w zależności od modelu opodatkowania; z drugiej jednak strony sam podatek energetyczny musiałby spowodować konieczność obniżenia tych nakładów o ok. 12% ze względu na niższą sprawność energetyczną elektrowni jądrowej. Wnioski Z materiałów przedstawionych na 16. Kongresie WEC w Tokio oraz na Seminarium NG NPP'96 w Warszawie i na Konferencji TOPNUX'96 w Paryżu wynika, że energetyka jądrowa pozostaje jedną z opcji rozwoju energetyki na świecie, posiadającą szereg zalet technicznych, ekonomicznych i ekologicznych. Nowo budowane elektrownie jądrowe mogą być nie tylko opłacalne i całkowicie bezpieczne w eksploatacji, ale mogą się również przyczynić do zmniejszenia uciążliwości sektora energetycznego przez redukcję szkodliwych gazów do atmosfery i odwrócenie tendencji do niekorzystnych zmian klimatu na świecie. Warunkiem tego rozwoju pozostaje oczywiście społeczna akceptacja energetyki jądrowej w poszczególnych krajach. Literatura [1]. Kijima S.: Outlook for More Efficient Use of Natural Uranium Resources with Plutonium Utilization Technology. WEC 16th Congress, Tokyo 1995, PS 2.3, pp. 11-28. [2]. Bennett L.L., Bertel E.: Nuclear Power for Sustainable Energy Supply. WEC 16th Congress, Tokyo 1995, PS 2.3, pp. 29-44. [3]. Maeda H.: Nuclear Power - Sustainable Power Supply. WEC 16th Congress, Tokyo 1995, PS 2.3, pp. 45-59. [4]. Sidorenko VA.: Nuclear Energy in Russia - Now and Tomorrow. WEC 16th Congress, Tokyo 1995, PS 2.3, pp. 61-67. [5]. Marecki J.: Role of Nuclear Energy in Covering the Energy Demand in Poland up to 2010. Archiwum Energetyki 1992, no. 1, pp. 55-67. [6]. Marecki J., Kosmowski K., Frydryk R.: Conditions of Restarting the Development of Nuclear Power in Poland. ENC'94 Congress, Lyon 1994, vol. 2, pp. 33-36. [7], Stevens G. H., Bertel E.: Comparative Assessment of Electricity Generating Costs in OECD Countries. Seminar on New Generation Nuclear Power Plants, Warsaw 1996, Paper 1-3, pp. 11. [8]. Bilger H.: Nuclear Power in Europe Tbday and its Potential Competitive Role for Tomorrow. TOPNUX'96 Conference, Paris 1996, vol. 1, pp. 20. [9]. Long L.B.: Nuclear Power Competitiveness in the Deregulated US Market. TOPNUX'96 Conference, Paris 1996, vol. 1, pp. 21-27. [10]. Omoto A: Improving Economics of Nuclear Power - Japanese Case. TOPNUX'96 Conference, Paris 1996, vol. 1, pp. 28-39. 23