A maghasadásra alapuló energiatermelés kilátásai Magyarországon

Átírás

1 A maghasadásra alapuló energiatermelés kilátásai Magyarországon Készítette: Gadó János, MTA KFKI Atomenergia Kutató Intézet A kezdetek és a paksi blokkok Mihelyt az 1950-es évek közepén megnyílt az út az atomenergia békés felhasználása elıtt, Magyarországon azonnal megvolt a szándék erre. Ennek jegyében létesült a KFKI reaktora (1959), az ország legjelentısebb kutatási nagyberendezése. Az atomerımő üzembe lépésére 1982-ig kellett várni. Az elıkészítés során kutató- és tervezı intézetek, egyetemi tanszékek foglalkoztak atomenergetikával, és a Mőegyetemen létrejött az atomenergetikai szakemberek oktatásának központja, az Oktatóreaktor is (1971). A paksi atomerımő szovjet tervezéső négy blokkját 1982 és 1987 között helyezték üzembe. A négy blokk, amelynek eredetileg 4x440 MW e teljesítményét a közelmúltban emelték 4x500 MW e -ra, a magyar villamosenergia termelés és fogyasztás közel 40%-át szolgáltatja. A blokkok tervezett üzemideje 30 év, de megkezdıdött az 50 évre elképzelt üzemidı-hosszabbítás engedélyeztetése is. A blokkok termelése várhatóan a 2030-as években fog megszőnni. Tekintettel a magyar erımő-park általános elöregedésére, és a környezı országok hasonló problémáira, teljes egyetértés van abban, hogy az üzemidıhosszabbítás nélkül a magyar villamosenergia szolgáltatás rövid idın belül ellehetetlenülne. A paksi VVER-440/V213 blokkok az atomerımővi blokkok 2. generációjához tartoznak, csakúgy, mint az Európában mőködı atomerımővi blokkok döntı többsége. A blokkok biztonsága európai mércével mérve is megfelelı, Magyarország EU-csatlakozási tárgyalásain ezzel kapcsolatban érdemi kérdés nem merült fel. E pozitívan értékelhetı helyzetnek az okai között említendı - a VVER-440/V213 blokkok konzervatív tervezése - a blokkok építése során alkalmazott minıségbiztosítási követelmények érvényesítése - a szovjet tervezés gyenge pontját jelentı ember-gép kapcsolatnak idıben történt kiváltása megfelelı eszközökre - a blokkok biztonságának idıben történt felmérése korszerő nyugati eszközökkel - a törvényi háttér kialakítása, korszerő nukleáris biztonsági hatóság mőködtetése - a blokkokon megvalósult biztonságnövelési program. Az erımő irányításában természetesen visszatükrözıdik az ország általános állapota, ezzel is magyarázható a 2003-ban bekövetkezett súlyos üzemzavar, amelynek következményeit azóta jórészt felszámolták, és amelybıl megfelelı következtetéseket vontak le a biztonsági kultúra vonatkozásában. A paksi atomerımő társadalmi elfogadottsága kiemelkedıen jónak mondható, a lakosság (a súlyos üzemzavar ellenére is) megbízik az erımő mőködésében. Ennek számos tényezıje van, amelyek elemzése nem tárgya jelen anyagnak. Érdemes megemlíteni viszont, hogy az egészségkárosodással egyébként nem járó üzemzavar fı oka az erımő rendszereitıl függetlenül, egy idıközben felmerült célra készült ún. mosatótartály hibás nuclear_hu.doc 1/5

2 tervezése volt, de az üzemzavarhoz jelentıs mértékben hozzájárultak az erımő üzemeltetıjének hibái is. Az üzemzavar következményeit viszonylag gyorsan felszámolták. A kiégett főtıelemeket öt évig a reaktor melletti vizes pihentetı medencében tárolják és hőtik. A paksi atomerımő kiégett főtıelemeit egy ideig visszaszállították Oroszországba. A késıbbiekben létrehozták a Kiégett Kazetták Átmeneti Tárolóját (KKÁT), amely alkalmas a kiégett főtıelemek legalább 50 évig tartó befogadására. Itt a főtıelemeket passzív módon, a levegı természetes cirkulációs áramlásával hőtik. Bátaapátiban most kerül üzembe a kis- és közepes aktivitású radioaktív hulladékok tárolója, amely magába fogadja a paksi atomerımő teljes élettartama során keletkezı ilyen hulladékokat. A Mecsekben, Bodán megkezdıdött egy olyan tárolóhely kutatása, amely alkalmasnak tőnik a nagyaktivitású hulladékok (kiégett főtıelemek, azok reprocesszálásának hulladéka, leszerelési hulladék) végleges mélygeológiai elhelyezésére. Ez a tároló legkorábban a XXI. század harmadik harmadában léphet mőködésbe. A leszereléssel és a hulladékokkal kapcsolatos problémák megoldása Magyarországon az állami tulajdonban lévı Radioaktív Hulladékokat Kezelı Kft. feladata. A szükséges pénzügyi fedezet biztosítására az atomerımő(vek) évente befizet(nek) az ún. Nukleáris Pénzügyi Alapba. A paksi atomerımőben felmerülı problémák megoldásában (a szovjet-orosz intézetekkel fenntartott kapcsolatok meggyengülésével) mind nagyobb szerepet kaptak a hazai kutató és tervezı intézetek. Bár az orosz kapcsolat ma is rendkívül fontos, hiszen pl. az orosz OAO TVEL cég a paksi üzemanyag kizárólagos szállítója, a magyar intézeteknek egyre több feladat jut. Elég megemlíteni a fenti stratégiai fontosságú biztonsági feladatok közül kettıt: a szovjet tervezés gyenge pontját jelentı ember-gép kapcsolatnak idıben történt kiváltását megfelelı eszközökre (VERONA zónamonitorozó rendszer, 3-4. blokki irányítórendszer, teljesléptékő szimulátor) és a blokkok biztonságának idıben történt felmérését korszerő nyugati eszközökkel (AGNES projekt), vagy a tanulmány elején említett, szinte felmérhetetlen anyagi haszonnal járó teljesítménynövelés és üzemidıhosszabbítás tudományos-mőszaki megalapozását. A Magyar Tudományos Akadémia és intézetei, valamint az ipari kutatóintézetek fontos szerepet vállaltak az atomenergetikai problémák megoldásában. A fenti feladatok megoldásában a kutatóintézetek közül a Központi Fizikai Kutató Intézet, a KFKI Atomenergia Kutatóintézet és a VEIKI Villamosenergiaipari Kutatóintézet Zrt. említendı, de meg kell említeni az informatikai kérdések fı szakértı intézményét, a SZTAKI-t, valamint az azóta sajnálatosan eltőnt Vasipari Kutatóintézetet is, amely utóbbi kiemelkedı szerepet játszott a minıségbiztosításban. Említeni kell az erımő generáltervezıjét, az ERİTERV-et, és beruházóját, az ERBÉ-t is. Sajnos, számos intézet a változások során megszőnt vagy lényegesen meggyengült. Újabban részben a BME Nukleáris Technikai Intézete, valamint magánkézben lévı vállalkozások (pl. SOM Systems Kft.) is fontos szerepet kapnak a különbözı K+F feladatok elvégzésében. nuclear_hu.doc 2/5

3 Új blokkok létesítése augusztusában új fejezet kezdıdött a magyar atomenergetikában: a Magyar Villamos Mővek Zrt. ekkor indította el az új atomerımővi blokkok létesítésének elıkészítését végzı ún. Teller projektet. A projekt során elkészült - az új blokkok megvalósíthatósági tanulmánya - a környezeti hatások elızetes felmérését tartalmazó tanulmány - a radioaktív hulladékok kezelésére vonatkozó tanulmány. Jelen anyagnak nem feladata ezeknek a tanulmányoknak az ismertetése, azok hozzáférhetıek. A tanulmányok fı következtetései az alábbiak voltak: - az új blokkokat Pakson, ezen az ismert, jól megkutatott telephelyen érdemes megépíteni, azért is, mert itt a társadalmi elfogadás nagyon kedvezı; - a két blokk kapacitása egyenként kb MW lehet, kisebb blokkok nincsenek a piacon, a nagyobb blokkok építése jelentıs hálózati beruházásokat involválna; - a piacon megtalálható blokkok biztonsága közel azonos színvonalú, így egy versenyben nyilván az ajánlott pénzügyi konstrukció határozza meg az erısorrendet; - minden szempontból célszerő, hogy az MVM meghatározó szerepet játsszon az új blokkok létesítésében; - újra át kell gondolni a nagyaktivitású radioaktív hulladékok elhelyezésének stratégiáját. A tanulmányok alapján készült kormányelıterjesztést a Parlament március 30-án elfogadta, és így megkezdıdhetett a tényleges elıkészítı munka. Meg kell jegyezni, hogy új atomerımővi blokkok létesítése nem valami más lehetıség alternatívájaként, hanem a többi lehetıséggel együtt jelenik meg Magyarországon. A valamelyest növekvı fogyasztás, az erımővek elöregedése, a környezı országok hasonló helyzete mind-mind jelentıs új erımővi kapacitások létesítését igényli. Természetesen erıfeszítéseket kell tenni intenzív energiatakarékossági programok bevezetésére, amivel a szükségleteket csökkenteni lehet. Tudomásul kell venni azonban, hogy egy fejlett gazdaságnak amelynek eljövetelét mindannyian annyira óhajtjuk Magyarországon elıfeltétele a villamosenergia-ellátottság magas színvonala. Az új kapacitások egy részét megújuló energiaforrásokból lehet és kell fedezni, de ez távolról sem elegendı. Gazdaságossági megfontolásokból elınyös lehet földgáz-tüzeléső, kombinált ciklusú erımővek létesítése, amire nyilván sor fog kerülni, de ezek fejlesztésének gátat kell, hogy szabjon a megkérdıjelezhetı ellátás-biztonság és a várhatóan növekvı árak. Így az üvegházhatású gázok kibocsátásától mentes, versenyképes áron termelı atomenergetika a mainál nagyobb részarányt képviselhet a jövıben. nuclear_hu.doc 3/5

4 A hazai nukleáris kutatás-fejlesztés és oktatás kérdései A magyar nukleáris kutatás-fejlesztés elıtt nagy kihívás áll: egyszerre három területen kell magas színvonalú feladatokat ellátnia. A három terület: - a paksi atomerımőben felmerülı tudományos-mőszaki problémák megoldása - részvétel az új atomerımővi blokkokkal kapcsolatos hazai elıkészítı munkákban - részvétel az atomerımővek új generációját célzó európai K+F erıfeszítésekben. Minden további részletezés nélkül is valószínőleg nyilvánvaló, hogy egyik területet sem lehet felhagyni, akkor sem, ha a másik egy-két terület pillanatnyilag fokozott erıfeszítést is kíván. A három területtel való foglalatoskodás persze inkább a fejlesztések és az alkalmazások sokféleségét jelenti, maguk a kutatások ettıl még néhány fontos területre koncentrálhatnak. Az eddig eredményesen mővelt kutatási területek mellett (reaktorfizika, termohidraulika, főtıelem-viselkedés, szerkezeti anyagok viselkedése, sugárvédelem, reaktorkémia, súlyos baleseti folyamatok, biztonsági elemzések módszerei) egyrészt fokozott jelentıséget kell, hogy kapjon - a kiégett főtıelemekkel kapcsolatos K+F, amelynek a főtıelem-ciklus zárását kell szolgálnia, valamint - az energiatermelési módok környezeti hatásainak összehasonlító elemzése. Az atomerımővek 4. generációjával kapcsolatos hazai kutatások eddig a szuperkritikus víz hőtéses reaktorra (SCWR) koncentráltak. A jövıben megfelelı tudásbázist kell kialakítani itthon ahhoz, hogy a különbözı gyors reaktorokra vonatkozó közös európai erıfeszítésekbıl ne maradjunk ki teljesen. Komoly erıfeszítések szükségesek továbbá ahhoz, hogyaz európai kutatási infrastruktúra valamely fontos eleme Magyarországra, vagy legalábbis Kelet-Európába kerüljön. Ebbıl a szempontból fontos körülmény, hogy az Európai Spallációs Forrás minden bizonnyal Svédországban épül meg, de ennek egy részlegét (a tudományos mőszerpark elıkészítését) a Budapesti Kutatóreaktor Mőszerközpont fogadhatná be. Ennél is lényegesebb, hogy a jelenlegi elképzelések szerint komoly esély van arra, hogy a gázhőtéses gyorsreaktor elıkísérletének, az ALLEGRO kísérleti reaktornak egy Csehország, Magyarország és Szlovákia által alkotott konzorcium adhatna helyet (valamelyik atomerımő telephelyén). A nemzetközi K+F együttmőködések Európai Uniós projektek, valamint a kétoldalú francia-magyar kooperáció kereteiben történhetnek. Nagy szakmai jelentıségük van továbbá az OECD Nuclear Energy Agency kereteiben folyó együttmőködéseknek és projekteknek is. Az oktatás terén a feladat, a kihívás legalább ilyen jelentıs. A BME-nek kulcsszerepet kell játszania a nukleáris kompetencia megtartásában, a nukleáris szakemberek nuclear_hu.doc 4/5

5 képzésében, különös tekintettel az új atomerımővi blokkokra. A Budapesti Kutatóreaktor, valamint az Oktatóreaktor minden oktatási lehetıségét célszerő kihasználni. Az oktatás területén továbbra is részt kell venni az európai együttmőködésekben. Nyilvánvaló ugyanakkor, hogy az ambicózus fejlesztési tervek megvalósításához az országnak jóval több nukleáris szakember kiképzésére lesz szüksége, mint amennyit a BME jelenleg képez. Az igények csak a képzés jelentıs fejlesztésével lesznek kielégíthetıek. A kifejezetten nukleáris mérnökökön kívül a Mőegyetem szinte minden karán kellene az adott szakma nukleáris aspektusaihoz is értı mérnököket képezni, továbbá elképzelhetı, hogy a képzésben más egyetemek is részt vegyenek. A nukleáris kutatás-fejlesztés és az oktatás elengedhetetlen része a nukleáris kultúra fenntartásának és a nukleáris berendezések biztonságos mőködésének. Rendet kellene teremteni abban, hogy egy olyan országban, ahol a villamosenergia jelentıs részét az atomenergia adja, mindez milyen mértékben állami feladat és milyen mértékben várható el a villamosenergia termelıinek anyagi támogatása. Budapest, augusztus nuclear_hu.doc 5/5