Chińska energetyka jądrowa. Droga do wzrostu gospodarki i redukcji CO2

Chińska energetyka jądrowa. Droga do wzrostu gospodarki i redukcji CO2
Fot. Adobe Stock. Data dodania: 20 września 2022

Jednym z kluczowych czynników, umożliwiających szybki rozwój gospodarczych Chin, jest produkcja energii elektrycznej. Na większości obszaru Chin energia elektryczna, jest uzyskiwana głównie z paliw kopalnych (wg danych z 2006 r.: 80% z węgla, 2% z ropy naftowej, 1% z gazu ziemnego), oraz z hydroelektrowni (15%). Jedynie ok. 1,4% produkowanej energii pochodzi z elektrowni jądrowych. Ponad 40% energii przypada na północno-wschodnie i wschodnie Chiny.

Wstęp

Chińska Republika Ludowa zajmuje pierwsze miejsce na świecie pod względem liczby ludności (1.347.000.000), trzecie pod względem powierzchni (9.596.960 km2) oraz drugie pod względem PKB (7.298.147 mln USD). Chiny są najszybciej rozwijającą się gospodarką narodową świata, osiągającą średnie tempo wzrostu 10% rocznie przez ostatnich 30 lat, przy inflacji ca 4,9%. Jest też największym eksporterem na świecie i drugim pod względem wielkości importerem.

Jednym z kluczowych czynników, umożliwiających szybki rozwój gospodarczych Chin, jest produkcja energii elektrycznej. Kolejnymi obszarami są: budowa sieci komunikacyjnych z transportem szynowym, lotnisk i transportu lotniczego oraz szereg innych. W roku 2010 na trasie pomiędzy Pekinem i Szanghajem osiągnięta została rekordowa szybkość pociągu wynosząca 486 km/godz. Pod koniec roku 2011 na szlakach kolejowych o długości 13.073 km pociągi jeździły z prędkością 200 km/h. Przewiduje się, że w roku 2020 będzie funkcjonował system szybkiej kolei elektrycznej o łącznej długości 16.000 km. (Dla porównania warto podać, że "Wielki Mur Chiński" ma długość ok. 6.000 km.)

Na większości obszaru Chin energia elektryczna, jest uzyskiwana głównie z paliw kopalnych (wg danych z 2006 r.: 80% z węgla, 2% z ropy naftowej, 1% z gazu ziemnego), oraz z hydroelektrowni (15%). Jedynie ok. 1,4% produkowanej energii pochodzi z elektrowni jądrowych. Ponad 40% energii przypada na północno-wschodnie i wschodnie Chiny.

Największe elektrownie cieplne znajdują się w Szanghaju, w pobliżu zagłębi węglowych oraz regionie Pekin-Tiencin-Tangshan. Elektrownie wodne są natomiast skupione głównie w górnych biegach rzek Huang He i Han Shui oraz na rzece Hongshui He oraz na małych rzekach górskich w prowincji Fujian. W północno-wschodnich Chinach mieszczą się liczne małe hydroelektrownie, obsługujące pobliskie wsie i miasta. Ostatnio rozpoczęto realizację dwóch dużych projektów: elektrowni na Zaporze Trzech Przełomów o rekordowej mocy 18,2 GWe oraz elektrowni na Rzece Żółtej o mocy15,8 GWe. W raporcie opublikowanym przez Państwową Komisję d/s Rozwoju i Reform (NDRC) podano, że w Chinach w roku 2012 moc elektrowni wiatrowych została zwiększona o 15 GWe, a elektrowni słonecznych o 3 GWe. Pozwala to oczekiwać, że zostaną osiągnięte cele wytyczone na rok 2013 zakładające: zwiększenie mocy hydroelektrowni o 21 GWe, elektrowni wiatrowych o 18 GWe oraz słonecznych o 10 GWe. W roku 2014 ma być zainstalowane dodatkowe 12 GWe mocy w elektrowniach PV.

Zapotrzebowanie na energię elektryczną wzrosło w ciągu roku 2012 zaledwie o 5,5% do 4.900 TWh, a przewidywany wzrost w roku 2013 wynosi 6,5% - 8,5%. Na koniec roku 2012 łączna moc zainstalowana elektrowni wyniosła 1.145 GWe, co oznacza wzrost o 19% w ciągu dwóch lat. Warto zauważyć, że wzrost ten następuje przy wymuszonym zamykaniu małych lokalnych elektrowni o niskiej sprawności i znacznej szkodliwości dla środowiska naturalnego. Przewiduje się w związku z tym, że dalszy wzrost mocy zainstalowanej ulegnie pewnemu spowolnieniu, do poziomu około 1.600 GWe w roku 2020 oraz 2000 GWe w roku 2025.

Warto zwrócić uwagę na fakt, że w Chinach w szybkim tempie rozbudowywana jest sieć elektroenergetyczna, do której podłączone są w szczególności największe hydroelektrownie. Upowszechnianie energetyki wiatrowej będzie w dużym stopniu uwarunkowane możliwościami podłączenia wiatraków do sieci przesyłowych. Problemami tymi zajmują się dwa przedsiębiorstwa państwowe: State Grid Corporation of China (SGCC) oraz China Southern Power Grid Co (CSG). W sieciach, których długość ma w 2015 roku osiągnąć 40.000 km, wykorzystywane są linie przesyłowe najwyższych napięć 1.000 kV AC oraz 800 kV DC. Przewiduje się ponadto zmniejszenie strat przesyłowych z obecnych 6,6% do 5,7% w roku 2020.

Wykorzystanie alternatywnych metod produkowania energii elektrycznej prawdopodobnie będzie dość ograniczone z uwagi na nieregularną dyspozycyjność elektrowni wiatrowych, czy słonecznych z jednej strony, oraz wysokie koszty możliwych do realizacji metod magazynowania energii w okresach nadwyżki jej produkcji w celu jej udostępniania w okresach zwiększonego zapotrzebowania na energię - z drugiej strony. Na ograniczenia te składa się również brak sieci rozwiniętej elektroenergetycznej

Rosnące zapotrzebowania na energię elektryczną, wytwarzaną z konwencjonalnych paliw kopalnych, prowadzi do wzrostu zanieczyszczenia atmosfery. Wobec ogromnej ogólnoświatowej presji na ograniczanie, a docelowo na niemal całkowite wyeliminowanie emisji gazów cieplarnianych powstających w elektrowniach konwencjonalnych zrozumiałe jest, że z tych względów w Chinach zintensyfikowano prace zmierzające do wdrażania energetyki jądrowej. Większe zaangażowanie Chin w opanowywanie pełnego cyklu technologii jądrowej, włącznie z niezbędną do tego bazą produkcyjną wskazuje ponadto na zamiar pojawienia się na globalnym rynku energetyki jądrowej w charakterze jednego z jej głównych partnerów.

Intensyfikacja wdrażania energetyki jądrowej

Rząd ChRL wydał 24 października 2012 roku Białą Księgę poświęconą sprawom polityki energetycznej. Dokument ten przewiduje zwiększenie w energetycznym "miksie" udziału energii "nisko-węglowej", uzyskiwanej z paliw kopalnych oraz z innych paliw, a także promowanie wykorzystania węgla w sposób efektywny i nie powodujący zanieczyszczenia środowiska. Chiny zamierzają więcej inwestować w innowacyjne technologie, do jakich zaliczana jest także energetyka jądrowa, oraz większą wagę będą przywiązywać do spraw szkolenia potrzebnych do tego kadr.

W 2015 roku moc zainstalowana elektrowni jądrowych ma osiągnąć 40 GWe, w dziedzinie energetyki wiatrowej 100 GWe oraz w zakresie energetyki słonecznej ma przekroczyć 21 GWe (pokrywając przy tym przeznaczony na ten cel obszar o powierzchni 400 milionów metrów kwadratowych).

Za początek zainteresowania Chin "atomem" można uznać koniec lat 1950-tych i początek 1960-tych, gdy przy wydatnej pomocy b. ZSRR uruchomiono wzbogacanie uranu i uzyskiwanie plutonu. Za kluczowy moment można uznać dzień 16 października 1964 r., kiedy to na poligonie Lop Nor na pustyni Takla Makan dokonano eksplozji urządzenia "569". Do połowy roku 1996 przeprowadzono ogółem 45 próbnych eksplozji jądrowych (w tym 22 podziemne).

W latach 1970-tych podjęto działania zmierzające do pokojowego wykorzystania energii jądrowej, w szczególności dla potrzeb energetyki. W 1994 roku uruchomiono elektrownię o mocy 944 MWe z wysokociśnieniowym reaktorem francuskim M310 (Framatome, EDF) oraz drugą o mocy 298 MWe z reaktorami CNP-300 własnej konstrukcji. Elektrownie te są nadal eksploatowane.

W grudniu 2011 r. państwowy urząd odpowiedzialny za sprawy energetyki - National Energy Administration (NEA) potwierdził zapowiedź chińskiego organu d/s planowania NDRC (National Development and Reform Commission), że w ciągu najbliższych 10 - 20 lat energetyka jądrowa stanie się fundamentem powiększając w tym okresie zdolności produkcyjne energetyki o 300 GWe. We wrześniu 2013 r. Państwowa Korporacja Energetyki Jądrowej SNPTC (State Nuclear Power Technology Corporation) oszacowała, że do 2015 roku potrzeba będzie budować 4 - 6 nowych bloków rocznie, a następnie w czasie 13-go 5-Letniego Planu (2016 - 2020) 6 - 8 bloków, zaś po roku 2020 liczba nowych bloków ma wzrastać w ilości do 10 bloków rocznie.

Przewiduje się zatem, że do roku 2020 nastąpi czterokrotny wzrost mocy elektrowni jądrowych do 58 GWe, a następnie do 200 GWe w roku 2030 oraz do 400 GWe w 2050 r. Podstawą aktualnej polityki Chin w dziedzinie energetyki jądrowej jest wdrażanie pełnego zamkniętego cyklu paliwowego oraz maksymalne wykorzystywanie zachodniej technologii przy jednoczesnym jej doskonaleniu. Ponadto w perspektywie przewiduje się, że w skali globalnej będzie możliwy kompleksowy eksport technologii jądrowej, włącznie z dużymi urządzeniami.

Aktualnie na terenie Chin w jedenastu elektrowniach działa 19 reaktorów jądrowych o łącznej mocy 17,13 GWe, co pozwala zaspokoić około 1,85% zapotrzebowania kraju na energię elektryczną. (Patrz załączona tabela.) W trakcie budowy jest 28 reaktorów o łącznej mocy ok. 30.000 MWe, a następne 34 bloki czeka na rozpoczęcie budowy w latach 2014 - 2018. Powstrzymano prace nad dalszymi 20 zaplanowanymi blokami do późniejszych decyzji.


Obecnie w Chinach w trakcie budowy jest 29 reaktorów jądrowych z ogólnej liczby 88 zaplanowanych. Łączna moc tych reaktorów ma wynosić 91.600 MWe. Perspektywiczne plany, nie konkretyzujące jednak terminów budowy, przewidują dalsze 148 bloków o łącznej mocy ponad 153.000 MWe. Dla porównania można podać, że obecnie w skali całego świata zainstalowanych jest 437 bloków o łącznej mocy zainstalowanej 372.613 MWe.

Dążąc do promowania stabilnego rozwoju energetyki jądrowej oraz aby pokierować inwestycjami w tym sektorze NDRC ustaliła w lipcu 2013 r. cenę hurtową 7 US centów/kWh dla wszystkich nowych projektów jądrowych. Cena ma być utrzymywana na stosunkowo niezmiennym poziomie, ale może być dostosowywana stosownie do postępu technicznego i czynników rynkowych. Energia jądrowa już jest konkurencyjna, bowiem cena hurtowa dla sieci elektroenergetycznej jest niższa od ceny energii uzyskiwanej z elektrowni opalanych węglem i wyposażonych w instalacje odsiarczania gazów spalinowych.

Energetyka jądrowa odgrywa szczególną rolę w przypadku rejonów nadmorskich, gdzie gospodarka rozwija się żywiołowo, a które są odległe od złóż węglowych. Hydroelektrownie i elektrownie wiatrowe znajdują się najczęściej w odległych rejonach, uwarunkowanych korzystnie pod względem topograficznym. Ogólnie mówiąc - elektrownie jądrowe powinny być budowane przede wszystkim w tych miejscach, gdzie występuje największy popyt na energię elektryczną. Intensyfikując plany wdrażania energetyki jądrowej, co nastąpiło na początku obecnego XXI wieku, Chiny nastawiły się na wykorzystywanie w tym celu technologii opracowanych we Francji, Kanadzie i Rosji. Najnowsze technologie uzyskano ostatnio z Francji i USA (za pośrednictwem firmy Westinghouse, należącej do japońskiej Grupy Toshiba).

Wydarzenia w Fukushimie spowodowały spowolnienie pierwotnych planów rozwoju energetyki jądrowej oraz re-ewaluację projektów pod kątem zwiększenia bezpieczeństwa obiektów jądrowych. Przedmiotem szczególnego zainteresowania są zatem najbardziej nowoczesne rozwiązania, takie jak np. reaktory EPR i AP1000, które uzyskały już akceptację organów dozoru jądrowego w Europie i USA. Uważa się, że te rozwiązania będą wielokrotnie bezpieczniejsze od istniejących i eksploatowanych elektrowni jądrowych, w których reaktory bazują na rozwiązaniach konstrukcyjnych z lat 1950 - 1960.

Technologie reaktorowe

Nowo budowane elektrownie jądrowe mają mieć znacznie udoskonalone i bardziej niezawodne systemy bezpieczeństwa, przy czym koszty ich budowy powinny maleć w miarę nabywania i gromadzenia doświadczeń oraz doskonalenia metod i technologii. Chińscy inżynierowie i specjaliści są w pełni świadomi wymagań, jakie stawiają przed nimi tak odpowiedzialne zamierzenia i plany.

W lutym 2012 roku National Energy Administration (NEA), jako organ odpowiedzialny za sprawy energetyki, zainicjowała szereg projektów naukowo-badawczych mających na celu udoskonalenie technologii dotyczących bezpieczeństwa oraz pozwalających zapewnić zdolność do reagowania na nieprzewidywane, wykraczające poza projektowe założenia wypadki w krajowych elektrowniach jądrowych. Uruchomiono 13 projektów, prowadzonych przez CNNC (China National Nuclear Group), CGN (China General Nuclear Power Group) oraz INET (Institute of Nuclear and New Energy Technology) na Uniwersytecie Tsinghua, które miały być zrealizowane do końca 2013 roku. Projekty te obejmują opracowanie awaryjnych źródeł energii i systemów wody chłodzącej, pasywnych systemów chłodzenia obudowy bezpieczeństwa, urządzeń kontrolujących emisje wodoru oraz środków zapobiegawczych mających na celu ograniczanie skutków wypadków z paliwem wypalonym, a także analizę wpływu wielu równocześnie zachodzących zewnętrznych wydarzeń, łącznie ze sposobami reagowania na takie sytuacje. Odrębne projekty dotyczą monitorowania zanieczyszczeń gleby i wód gruntowych oraz generalnych zasad postępowania w sytuacjach awaryjnych.

W procesie wdrażania energetyki jądrowej w Chinach przyjęto następujące kluczowe założenia:
- głównym, choć nie jedynym, typem reaktora będą reaktory wodny wysokociśnieniowe PWR;
- elementy paliwowe dla reaktorów jądrowych mają być produkowane w Chinach;
- zmaksymalizowana będzie krajowa produkcja urządzeń i wyposażenia dla elektrowni oraz ich budowa, w oparciu o własne projekty i zarządzanie ich realizacją;
- współpraca międzynarodowa ma być promowana i systematycznie rozszerzana.

W dziedzinie techniki jądrowej Chiny prowadzą szeroką współpracę międzynarodową od wielu lat. Jedna z pierwszych elektrowni jądrowych była budowana w Chinach przez francuską firmę Framatom, wykorzystującą technologię amerykańskiego Westinghouse'a.

Oficjalnie nie podano jeszcze, jaka będzie główna baza technologiczna przyszłych reaktorów, jednakże wiele wskazuje na to, że wysokim priorytetem zostaną objęte wysokotemperaturowe reaktory chłodzone gazem oraz reaktory na prędkich neutronach.

Niezależnie od oficjalnie głoszonej tezy o samowystarczalności Chin w dziedzinie energetyki jądrowej i związanego z nią przemysłu, w praktyce można zauważyć różne podejścia do tych zagadnień. Toczy się "swoista walka" pomiędzy CNNC (China National Nuclear Corp.), która forsuje krajowe technologie, a SNPTC (State Nuclear Power Technology Corp.) faworyzującą technologie z importu. SNPTC zaproponowała realizację w Sanmen i Haiyang elektrowni jądrowych o mocy ponad 1000 MWe, wykorzystujących technologię trzeciej generacji wywodzącą się z rozwiązania AP1000 firmy Westinghouse. Westinghouse dał zgodę na przekazanie swojej technologii dla pierwszych czterech bloków AP1000 tak, aby następne SNPTC mogła budować samodzielnie. Przewiduje się, że do wielu opracowywanych reaktorów oprzyrządowanie kontrolno-pomiarowe i systemy bezpieczeństwa będą dostarczane przez firmy Siemens i Areva.

EPR - Francuska firma Areva (nb. wywodząca się z Framatome) buduje dwa reaktory EPR o mocy 1660 MWe w miejscowości Taishan. Planowana jest budowa dwóch następnych. Pod koniec 2008 roku Areva i CGN (wtedy CGNPC) utworzyły "Joint Venture" mające na celu rozwój technologii EPR, a także innych technologii PWR w Chinach i, ewentualnie, zagranicą. Rozwija się również współpraca firmy Areva z innymi organizacjami chińskimi.

AP1000, CAP1000 - Reaktor AP1000 firmy Westinghouse, o mocy brutto 1250 MWe z dwoma pętlami chłodzenia, jest traktowany jako baza dla technologii reaktorów III generacji. Chińska wersja tego reaktora oznaczana jest jako CAP1000. Reaktory składane z modułów mają być produkowane w sąsiedztwie przewidywanej lokalizacji elektrowni. Cykl budowy zakłada 50 miesięcy od momentu wylania pierwszego betonu do załadowania paliwa. Podłączenie do sieci ma następować po upływie 6 miesięcy.

CAP1400 - W 2008 r. Westinghouse współpracuje z SNPTC (State Nuclear Power Technology Corporation) i SNERDI (Shanghai Nuclear Engineering Research and Design Institut) nad projektem o nazwie "Large Advanced Passive PWR Nuclear Power Plant" (LPP albo APWR). Jest to jeden z 16-tu kluczowych ogólnonarodowych projektów w Chinach, który być może stworzy perspektywy eksportu takich bloków zagranicę.

CNP-1000 oraz CNP-600, CNP-300 (ACP300, ACP600, ACP1000) - od wczesnych lat 1990-tych CNNC współpracuje z firmami Westinghouse i Framatome (obecnie jest to Areva) nad opracowaniem standardowej konstrukcji chińskiego wysokociśnieniowego reaktora wodnego CNP-1000 z trzema pętlami chłodzenia. Od początku 2007 roku program modernizacji AP1000 prowadzi instytut SNERDI w Szanghaju. CNNC zmierza do opracowania własnej unowocześnionej wersji całej rodziny reaktorów III generacji o różnej mocy (CNP-600, CNP-300) dla potrzeb krajowych i na eksport.

ACP100 - to niewielki reaktor typu PWR o mocy 100 MWe, będący jednym z kluczowych projektów 12-go Pięcioletniego Planu. Ten wielozadaniowy, małogabarytowy modularny reaktor ACP100 jest opracowywany pod nadzorem CNNC. Wstępny projekt reaktora powinien być gotów w 2013 r., a rozpoczęcie jego budowy, która ma trwać 36 - 40 miesięcy przewidywane jest w roku 2014 r. Projektowy okres eksploatacji reaktora ma wynosić 60 lat.

CAP150 - ten niewielki modularny reaktor typu PWR jest opracowywany przez SNERDI równolegle z modelami CAP1000 i CAP1400 wykorzystując sprawdzone rozwiązania konstrukcyjne. Przewidziany jest on jako źródło energii elektrycznej i ciepła, instalowane w oddalonych miejscowościach, które mogą być narażone na wstrząsy sejsmiczne o sile 300 Gal (1 Gal = 1 cm/s2). Projektowy okres eksploatacji reaktora ma wynosić 80 lat.

CAP-FNPP - to kolejny projekt SNERDI, który dotyczy niskotemperaturowego (250 oC) reaktora o mocy zaledwie 40 MWe, przeznaczonego specjalnie dla jednostek pływających "FNNP" (Floating Nuclear Power Plant). Przewiduje się 5-letni cykl wymiany paliwa.

CPR-1000, ACPR1000, małe ACPR'y - Reaktor CPR-1000 jest znacznie zmodernizowaną wersją francuskiego reaktora M310 o mocy 900 MWe. Projektowy okres eksploatacji ma wynosić 60 lat. Technologia ta, oznaczana jako "generacja II+" była importowana do Chin w latach 1980-tych i dla jej potrzeb stworzono własną bazę produkcyjną. Z uwagi na fakt, że większość rozwiązań dotyczy własności intelektualnej należącej do firmy Areva to możliwości eksportowe w tym zakresie mogą być ograniczone.

Istotnego znaczenia nabiera uruchomiony w listopadzie 2011 roku przez Grupę Przedsiębiorstw Energetyki Jądrowej (CGN) projekt reaktora o nazwie Advanced CPR (ACPR1000), zapewniającego bardzo wysoki poziom bezpieczeństwa oraz spełniającego międzynarodowe normy i wymagania. Rozwiązania przewidywane w tym projekcie są już wykorzystywane w przypadku niektórych realizowanych inwestycji. W styczniu 2012 roku CGN zawarła z firmami Areva i EdF porozumienie o partnerstwie w sprawie opracowania reaktora III generacji na bazie CPR1000. CGN prowadzi ponadto prace nad małymi, modułowymi rozwiązaniami ACPR50 i ACPR140 z pasywnym chłodzeniem.

VVER - Rosyjski Atomstroyexport był generalnym wykonawcą i dostawcą urządzeń dla elektrowni jądrowych Tianwan 1&2, wykorzystujących wersję V-428 dobrze sprawdzonego reaktora VVER - 1000 o mocy 1060 MWe. W 2013 r. Atomenergoproekt zaoferował CNNC reaktor VVER-TOI (typowy-optymalizowany-zinformatyzowany), należący do generacji III+, który ma być budowany w ciągu 40 - 48 miesięcy przy kosztach niższych o 17%. Uzyskanie wymaganych certyfikatów spodziewane jest w roku 2015.

CANDU - We wrześniu 2005 roku Atomic Energy of Canada Ltd (AECL) podpisała porozumienie z CNNC, otwierające możliwość dostawy ciężko-wodnych reaktorów Candu-6 dla elektrowni Quinshan Phase III.

HTR - w lutym 2006 roku Rada Państwa zakwalifikowała małe, wysokotemperaturowe reaktory chłodzone gazem (HTR), na drugim miejscu pod względem priorytetu wśród najważniejszych narodowych projektów w dziedzinie nauki i technologii w planach na okres najbliższych 15 lat. Celem jest zbadanie przede wszystkim opcji dotyczącej skojarzonej produkcji energii, a następnie produkcji wodoru. Niewielkie bloki HTR-PM o mocy 200 MWe z rdzeniem usypanym z kulek paliwowych ("peeble bed"), chłodzone helem, będą podobne do konstrukcji opracowanej w Afryce Południowej. Rozwiązanie ma bazować na własnych możliwościach, aczkolwiek mogą pojawić się całkiem nowe cechy techniczne.

FNR - Reaktory na szybkich neutronach są przez CNC widziane w dłuższej perspektywie jako jedna z podstawowych technologii. Chiński eksperymentalny reaktor na prędkich neutronach o mocy 65 MWt (CEFR - Chinese Experimental Fast Reactor) został uruchomiony pod Pekinem w lipcu 2010 r. i rok później został podłączony do sieci elektroenergetycznej. Na tej podstawie opracowano projekt koncepcyjny reaktora o mocy 600 MWe. Najnowsze plany przewidują opracowanie własnej konstrukcji reaktora CDFR (Chinese Demonstration Fast Reactor, Project 1) o mocy 1000 MWe, a następnie rozpoczęcie jego budowy w 2017 oraz uruchomienie w 2023 roku. Następnym etapem ma być budowa reaktora CFR1000, który miałby być wprowadzony do eksploatacji w 2030 roku. Trzeba dodać, że porozumienie zawarte z Rosją w październiku 2009 przewiduje dostarczenie technologii BN-800, co jest określane jako CDFR, Project 2. Budowa tego typu reaktora miała się rozpocząć w Sanming (Prowincja Fujian) w roku 2013 z przewidywanym terminem uruchomienia w roku 2019. Niestety negocjacje cenowe opóźniają ten projekt.

W styczniu 2011 roku Chińska Akademia Nauk CAS (Chinese Academy of Sciences) uruchomiła priorytetowy program badawczy “Advanced Fission Energy Program”, poświęcony dwóm zasadniczym wyzwaniom naszych czasów: długotrwałemu zapewnieniu dostaw paliwa jądrowego oraz trwałemu zagospodarowaniu paliwa wypalonego.

Program ten obejmuje dwa projekty:
- TMSR (Thorium Molten Salt Reactor), oraz
- ADS (Accelerator driven sub-critical system).

Instytut Fizyki Stosowanej w Szanghaju zamierza w ciągu 5-ciu lat zbudować reaktor eksperymentalny o mocy 2 MW z chłodziwem w postaci roztopionej soli. W tym celu utworzony już został wydzielony ośrodek badawczy "TMSR Center" zatrudniający 140 naukowców z tytułem "PhD", którym kieruje Jiang Mianheng, syn byłego przywódcy państwa Jiang Zemina.

Projekt TMSR przewiduje wykorzystanie z pośrednictwem roztopionej soli toru jako źródła dostępnej energii. Opracowywana technologia budowy tego rodzaju reaktorów ma na celu zapewnienia stałych dostaw paliwa jądrowego poprzez dywersyfikację źródeł tego paliwa. Zgodnie z tym projektem około roku 2035 ma być zbudowany prototypowy reaktor chłodzony roztopioną solą o mocy 1000 MWe oraz eksperymentalny reaktor z ciekłym paliwem, chłodzony roztopioną solą, o mocy 100 MWe. Ponadto mają być opanowane technologie wytyczające drogę do komercjalizacji systemów energetyki jądrowej bazujących na paliwie torowym.

Projekt ADS (Accelerator driven sub-critical system), czyli podkrytyczny zestaw wykorzystujący akcelerator, to ważne podejście do rozwiązania problemu długożyciowych wysokoaktywnych odpadów promieniotwórczych. Nad tym zagadnieniem prowadzone są prace w wielu krajach. Eutektyczna mieszanina ciekłego ołowiu i bizmutu LBE (Liquid Lead-Bismuth Eutectic) posiada szereg unikalnych właściwości jądrowych, termofizycznych i chemicznych, które czynią z LBE chłodziwo nadające się dla podkrytycznych reaktorów ADS. Trzeba dodać, że ołów i bizmut pod wpływem bombardowania protonami o wysokiej energii mogą wytwarzać duże ilości spalacyjnych neutronów.

Baza technologiczna dla przyszłych reaktorów energetycznych nie została wprawdzie oficjalnie określona, jednakże w chwili obecnej dominują dwa podstawowe rodzaje rozwiązań konstrukcyjnych: CPR-1000 oraz AP-1000. Oprócz wymienionych typów wysoki priorytet przyznano wysokotemperaturowym reaktorom chłodzonym gazem oraz reaktorom na szybkich neutronach.

Odnośnie reaktorów CPR-1000, które są budowane w wielu miejscach, Państwowa Agencja Energetyki (NEA) stwierdziła co następuje: "Wprowadzanie tych przedsięwzięć w naszym kraju znacznie zwiększy bezpieczeństwo technologii elektrowni jądrowych z reaktorami generacji II+, oraz w poważnym stopniu zmniejszy częstotliwość uszkodzeń rdzenia i niekontrolowanych uwolnień (substancji radioaktywnych), tak aby odpowiadały uznanym w skali międzynarodowej poziomom, wymaganym dla reaktorów III generacji". Rezultatem tych prac jest konstrukcja reaktora ACC-1000.

Przedstawione powyżej zestawienie typów reaktorów świadczy o tym, że w Chinach prowadzona jest drobiazgowa analiza większości znanych metod i technologii wykorzystywania energii jądrowej, ukierunkowana na długofalowe zapewnienie źródeł energii dla szybko rozwijającej się gospodarki. Pod tym kątem prowadzone są w szczególności prace nad wykorzystaniem toru w roli paliwa jądrowego.

Z formalnego punktu widzenia procedura wydawania zezwoleń w Chinach dla nowych obiektów jądrowych przewiduje trzy etapy:
- Studium dotyczące lokalizacji i wykonalności ("feasibility study") z zatwierdzeniem projektu elektrowni jądrowej przez NDRC;
- Realizacja budowy obiektu wymaga przede wszystkim "zezwolenia na budowę" a następnie zezwolenia na załadowanie paliwa, wydawanych przez NNSA;
- Przekazanie do eksploatacji jest podstawą do uzyskania od NNSA zezwolenia na eksploatację elektrowni jądrowej.

Fakt, że projektowanie, a następnie realizacja elektrowni jądrowych oraz produkcja urządzeń i wyposażenia dla nich ma w maksymalnym stopniu polegać na własnym potencjale naukowo-produkcyjnym Chin, posiada zasadnicze znaczenie. Władze zwracają również wiele uwagi na pilną potrzebę kształcenia kadr dla tej rozwijającej się żywiołowi gałęzi gospodarki. Trzeba przyznać, że perspektywiczne plany rozwoju energetyki jądrowej w Chinach są niezwykle ambitne i imponujące.

Będąc mocarstwem jądrowym Chiny przystąpiły w 1992 roku do traktatu o nierozprzestrzenianiu broni jądrowej NPT (Nuclear Non-Proliferation Treaty), i przestrzegają jego postanowień. W 1984 roku Chiny wstąpiły do Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej IAEA (International Atomic Energy Agency), w 1996 r. podpisały Konwencję dotyczącą bezpieczeństwa jądrowego, a pod koniec roku 1998 podpisały Protokół Dodatkowy który nabrał mocy w 2002 r. W maju 2004 roku Chiny dołączyły do Grupy Państw Dostawców Techniki Jądrowej NSG (Nuclear Suppliers Group), która z założenia przestrzega zasad "safeguardu". Wszystkie elektrownie jądrowe importowane z Francji, Kanady, czy Rosji, a także rosyjskie wyposażenie dla zakładu wzbogacania uranu w Shaanxi, podlegają przepisom IAEA w zakresie "safeguardu". Chiny zawarły ponadto dwustronne porozumienia w sprawach bezpiecznego i pokojowego wykorzystywania energii jądrowej z szeregiem krajów: Australią, Francją, Kanadą, Niemcami i Stanami Zjednoczonymi.

W załączniku poniżej podajemy dla informacji zestawienie najważniejszych instytucji rządowych i organizacji zaangażowanych w realizację programu rozwoju całego kompleksu energetyki jądrowej w Chinach

Na podstawie materiałów z Internetu opracował Jerzy I. Chmielewski

Wybrane najważniejsze organizacje rządowe, związane z wdrażaniem energetyki jądrowej w Chinach

China Atomic Energy Authority (CAEA) - Urząd Energii Atomowej Chin, odpowiada za planowanie i zarządzanie sprawami pokojowego wykorzystania energii jądrowej oraz promowanie współpracy międzynarodowej. Odpowiada ponadto za bezpieczeństwo materiałów jądrowych i w tym zakresie współpracuje z Międzynarodową Agencją Energii Atomowej (IAEA) pod nadzorem Ministerstwa Bezpieczeństwa Publicznego.

National Development and Reform Commission (NDRC) - Państwowa Komisja d/s Rozwoju i Reform jest makroekonomiczną agencją podległą bezpośrednio Radzie Państwa, która odpowiada za ocenę i zatwierdzanie najważniejszych projektów, a także decyduje które z największych projektów należy prowadzić i kiedy.

National Energy Commission (NEC) i National Energy Administration (NEA) - W marcu 2008 roku zostały powołane: Państwowa Komisja d/s Energetyki (NEC) oraz Państwowy Urząd d/s Energetyki. Komisja (NEC) ma być ciałem doradczym rządu, natomiast NEA ma zarządzać sektorem energetyki i wdrażać politykę wyznaczoną przez NEC. Kombinacja NDRC - NEC - NEA widziana jest jako kompromis polityczny i alternatywa dla Ministerstwa Energetyki z wyraźniej określonym zakresem zadań i pełnomocnictw.

National Nuclear Safety Administration (NNSA) - Państwowy Urząd d/s Bezpieczeństwa Jądrowego podlegający CAEA, został utworzony w 1984 roku jako niezależny organ przyznający licencje i sprawującya nadzór nad bezpieczeństwem jądrowym, a także odpowiadający za porozumienia międzynarodowe w sferze bezpieczeństwa jądrowego.

Ministry of Environmental Protection (MEP) - Ministerstwo Ochrony Środowiska podlega bezpośrednio Radzie Państwa i odpowiada za monitoring sytuacji radiacyjnej w kraju i gospodarkę odpadami promieniotwórczymi, a także administruje NNSA.

Ministry of Science and Technology (MOST) - Ministerstwo Nauki i Technologii odpowiada za planowanie najważniejszych projektów naukowo-badawczych w dziedzinie energii jądrowej.

China New Energy Corporation (CNNC) - Korporacja Nowych Rodzajów Energii zajmuje się promowaniem technologii "małych reaktorów jądrowych", przewidywanych do wykorzystania w przemyśle, odsalania wody morskiej oraz dla potrzeb energetyki. Podlega mu Research Institute for Nuclear Power Operations (RINPO), który zajmuje się badaniami operacyjnymi i usługami technicznymi w zakresie energetyki jądrowej, a także prowadzi inspekcje działających obiektów i ocenia ich działalność.

State Nuclear Power Technology Corporation (SNPTC) - Państwowa Korporacja Technologii Energetyki Jądrowej została utworzona w 2004 roku i powierzono jej sprawy wyboru technologii dla nowych elektrowni oferowanych przez firmy zagraniczne, współpracując przy tym z innymi organizacjami państwowymi i korporacjami.

State-owned Assets Supervision & Administration Commission (SASAC) - Komisja d/s Nadzorowania i Zarządzania Zasobami Państwowymi, powołana w 2003 roku, odpowiada w imieniu rządu centralnego w charakterze inwestora za państwowe zasoby. Jej działalność ma na celu restrukturyzację państwowej gospodarki i przyśpieszenie reform dotyczących przedsiębiorstw państwowych, które mają decydujący wpływ na rozwój energetyki jądrowej.

China Nuclear Energy Association (CNEA) - Chińskie Stowarzyszenie Energii Jądrowej zostało utworzone w 2007 roku w uzgodnieniu z władzami państwowymi jako stowarzyszenie handlowe. Należy do niego ponad 300 przedsiębiorstw działających na tym polu.

China General Nuclear Power Group (CGN) - Chińska Generalna Grupa Energetyki Jądrowej, nadzorowana przez SASAC, odgrywa wiodącą rolę w prowincji Guangdong, obejmując około 20 przedsiębiorstw energetycznych o łącznej zdolności produkcyjnej 7200 MWe.

China Nuclear Industry Alliance (Union) - Unia Chińskiego Przemysłu Jądrowego została w styczniu 2014 r. utworzona przez CNNC, CGN, SNPTC oraz szereg innych jednostek wspierających jako "samorządowa organizacja przemysłowa", mająca na celu promowanie synergii w działaniu oraz eliminowanie szkodliwej i niestosownej konkurencji na rynkach eksportowych. Unia ma działać w ścisłym kontakcie z NEA, Ministerstwem Spraw Zagranicznych i Handlu, SASAC oraz NNSA.

Źródła:
http://www.world-nuclear.org/info/Country-Profiles/Countries-A-F/China--Nuclear-Power/

http://www.world-nuclear.org/info/Country-Profiles/Countries-A-F/Appendices/Nuclear-Power-in-China-Appendix-1--Government-Structure-and-Ownership/
×

DALSZA CZĘŚĆ ARTYKUŁU JEST DOSTĘPNA DLA SUBSKRYBENTÓW STREFY PREMIUM PORTALU WNP.PL

lub poznaj nasze plany abonamentowe i wybierz odpowiedni dla siebie. Nie masz konta? Kliknij i załóż konto!

SŁOWA KLUCZOWE I ALERTY

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu

Podaj poprawny adres e-mail
W związku z bezpłatną subskrypcją zgadzam się na otrzymywanie na podany adres email informacji handlowych.
Informujemy, że dane przekazane w związku z zamówieniem newslettera będą przetwarzane zgodnie z Polityką Prywatności PTWP Online Sp. z o.o.

Usługa zostanie uruchomiania po kliknięciu w link aktywacyjny przesłany na podany adres email.

W każdej chwili możesz zrezygnować z otrzymywania newslettera i innych informacji.
Musisz zaznaczyć wymaganą zgodę

KOMENTARZE (0)

Do artykułu: Chińska energetyka jądrowa. Droga do wzrostu gospodarki i redukcji CO2

NEWSLETTER

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu.

Polityka prywatności portali Grupy PTWP

Logowanie

Dla subskrybentów naszych usług (Strefa Premium, newslettery) oraz uczestników konferencji ogranizowanych przez Grupę PTWP

Nie pamiętasz hasła?

Nie masz jeszcze konta? Kliknij i zarejestruj się teraz!