ZRÍNYI MIKLÓS NEMZETVÉDELMI EGYETEM Prof. Dr.Solymosi József ny. mk. ezds., a hadtudomány doktora: A hazai és EU energiabiztonság és a megújuló energiaforrások PhD. I. előadás Budapest, 2011. november 29.
Európai Bizottság: Energia 2020 A következő 10 év uniós energiapolitikájának a céljai: a versenyképesség, a fenntarthatóság és az ellátásbiztonság. Eszközök: Energiatakarékosság Integrált páneurópai energiapiac és a szükséges infrastruktúra A huszonhét tagállam egységes globális fellépése az energiaügyben Európa vezető szerepe a technológia és az innováció területén Biztonságos, kiszámítható és megfizethető energia, aktív fogyasztók
Globális átlaghőmérséklet növekedés Comission staff working document, Impact Assessment Summary (COM(2007) 2 final; SEC (2007) 8
Üvegházhatású gáz kibocsátás (t/fő) Comission staff working document, EU Energy Policy Data (SEC (2007) 12)
EU - kihívások, célok, kérdések Kihívások Fenntarthatóság (+2C fok átlaghőmérséklet, +5% CO2 növekedés veszélye) Ellátásbiztonság (2030-ban gáz 85%-a, olaj 93%-a import lesz Versenyképesség (drága munkaerő, nagy energiaszámla 100$/barrel feletti olajár 2030-ban) Stratégiai célok Üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentése 2020-ig 30%-al, 2050-ig 50%- al, ebből fejlett országokban 60-80%-al EU kötelezettségvállalása mindenképpen 20% csökkentésre 2020-ig 1990-hez viszonyítva (ez hozzájárul a versenyképességhez is, mivel így jelentősen csökkenteni kell a primerenergia felhasználást is) 20 % energiahatékonyság + 20 % megújuló + 20 % CO 2 kibocsátás csökkentés Kérdések: Megvalósíthatóság, versenyképesség, egyenlőtlenségek kezelése igazságosság
Hazai villamos energiatermelés 1000 GWh Import: 3 914 GWh Hazai termelés: 39 886 GWh Atomerőmű részaránya a hazai termelésben: 37,2 % 6
A megújuló energiaforrások Természeti energiaforrás, amely nem károsítja a környezetet (üvegház hatás) A legfontosabb megújuló energiaforrások: napenergia (naperőmű, napelem, napkollektor) vízi energia (vízi erőmű) árapály-energia hullám energia szélenergia geotermikus energia biomassza bioetanol (Oláh György) biodízel Környezetbarát energia: nukleáris - atomerőművek
Reális megújuló potenciál Vízenergia (Duna, Tisza, Mura, Dráva) Terület igény (km 2) Energia potenciál (PJ/év) Biomassza 203-328 (60-72) Teljesítőképesség (MW) Villamos energia potenciál (GWh/év) ~460 ~3550 ~1000-1200 ~5000-6000 Szélenergia 37920 84500 148000 Napenergia 9027 405158 486007 Geotermikus energia 200-300
Az atomerőmű környezeti versenyképessége Forrás: Eurelectric: Efficiency in electric generation Különböző erőmű típusok tüzelőanyag felhasználása és szennyezőanyag-kibocsátása (1000 MW-os teljesítmény, évi 6600 órás kihasználtság (75%), összességében tehát évi 6.600 GWh villamos energia termelése esetén, adatok tonnában) Tüzelőanyag fogyasztás Szénerőm ű Ligniterőmű Olajtüzelésű erőmű Földgáztüzelésű erőmű (CCGT) Atomerőmű 2 000 000 7 600 000 1 289 768 920 000 20 Oxigén felhasználás 3 800 000 4 800 000 3 270 047 1 600 000 0 Széndioxid kibocsátás 5 200 000 6 600 000 4 496 314 2 200 000 0 Kéndioxid kibocsátás 3 800 4 300 3 134 1 200 0 Nitrogén-oxidok 3 800 4 300 3 134 3 500 0 Por 600 640 470 200 0 Hamu Megjegyzés: az egyes erőműtípusoknál 150 000 a 950 tüzelő(fűtő-) 000 anyagtól 2 000 függően eltérő jellegű 0 és 0 mennyiségű hulladék-anyag is keletkezik, melyek kezelése további költséget jelent
Széndioxid kibocsátás (kt/év) Üvegházhatású gáz emisszió alakulása 19000 18000 20% csökkentés 30% csökkentés Alapeset (business as usual) Intenzív biomassza program Intenzív biomassza+ szélerőmű program Alapeset atomerőmű bővítéssel 17000 16000 15000 2005 2010 2015 2020 Év
Átlagköltség (Ft/kWh) Fogyasztói költségek 16,0 15,5 15,0 14,5 14,0 13,5 13,0 12,5 Alapeset (business as usual) Intenzív biomassza program Intenzív biomassza+ szélerőmű program Alapeset atomerőmű bővítéssel 2005 2010 2015 2020 Év
Az atomerőmű bővítés eddigi előkészületei, további teendők 12 12
Az új energiapolitikáról A Parlament elfogadta az új energiapolitikai koncepciót*, szerint a Kormány:... mely f) kezdje meg az új atomerőművi kapacitásokra vonatkozó döntés-előkészítő munkát. A szakmai, környezetvédelmi és társadalmi megalapozást követően a beruházás szükségességére, feltételeire, az erőmű típusára és telepítésére vonatkozó javaslatait kellő időben terjessze az Országgyűlés elé; 13 *40/2008. (IV.17.) OGY határozat g) gondoskodjon a nukleáris hulladékok végleges elhelyezésére irányuló programok megfelelő
Környezeti hatásvizsgálat 14 Előzetes csak a parlamenti elvi hozzájáruláshoz szükséges terjedelemben készült Blokkfüggetlen átfogóan kezeli a típust, teljesítményt, a minden környezet kiszemelt jelen állapota, típus esetét lefedi, a telephely meglévő létesítményei, terhelhetőségi korlátai, csak hűtőtornyos kivitelben. a környezet változása létesítés/üzemelés/üzemzavar/baleset nyomán, hatótényezők, folyamatok, hatásterület lehatárolása, országhatáron átterjedő hatások, tevékenységek, anyagfelhasználás folyamatábrái, felhagyás hatásai.
Nukleáris üzemanyag Feltárt uránforrások eloszlása a világban Régiók viszonylag kis geopolitikai kockázattal kitermelési költség < 130 USD/kg
A döntés, 2009. március Kormány ülése döntés: parlamenttől elvi hozzájárulást kérnek a atomerőmű blokkok építés előkészítéséhez Parlament, Gazdasági Bizottság egyhangúan támogatta a kormány előterjesztését Parlament, Környezetvédelmi Bizottság 15 igen/1 nem/1 tartózkodás Parlament, plenáris ülés megadta az előzetes elvi engedélyt az előkészítés megkezdéséhez 330 igen/6 nem/10 tartózkodás 16
Közvélemény 17 Elmozdulás van az atomerőmű elfogadásában a klímavédelem egyre inkább belátott fontossága, az atomenergia növekvő nemzetközi elismertsége, a gazdasági krízis előtt egekbe szökő olaj- és gázár, a 2009. évi januári gázszállítási kiesés.
% Egyetért-e Ön azzal, hogy Magyarországon atomerőmű működik? Igen 100 Nem NT/NV 90 80 70 67 73 68 73 75 75 76 74 73 60 50 40 30 20 25 24 23 24 23 22 21 23 23 10 0 8 1991-1999 (N=11373) 3 2001. febr. (N=1051) 9 2002. május (N=1036) 2003. június (N=1017) 3 2 2 2 3 2004. június (N=1012) 2005. aug. (N=1008) 2006. július (N=1028) 2007. augusztus (N=1049) 5 2008. augusztus (N=1016)
Mi történt a Fukushimában? A baleset lefolyása
Földrengés és cunami Március 11.(14:46) 9-es erősségű rengés Majd cunami (15:10) XXXVI. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam 20
Érintett erőművek XXXVI. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam 21
Fukushima Dai-ichi 5. és 6. karbantartás 4. karbantartás kirakott zónával 1. blokk 2. blokk 3. blokk 4. blokk 5. blokk 6. blokk BWR-3 BWR-4 BWR-4 BWR-4 BWR-4 BWR-5 Konténment típus Mark-1 Mark-1 Mark-1 Mark-1 Mark-1 Mark-2 Villamos teljesítmény (MWe) Állapot március 11-én 460 784 784 784 784 1100 Normál üzem Normál üzem Normál üzem XXXVI. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam Karbantart Karbantart Karbantartá ás, ás, s, átrakás átrakás átrakás 22
XXXVI. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam 23
Földrengés és cunami méretezés Maximális talajgyorsulás (Fukushima Daiichi) 0,517 g a 3. blokknál, 0,44 g a 6. blokknál. Cunami A méretezési földrengés (SSE) 0,45 g ill. 0,46 ezekre a blokkokra! Cunami max. magassága > 14 m XXXVI. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam 24
Közvetlen következmények Földrengés Fukushima Dai-ichi 6 blokk mind a 8 energia betáplálási útja megsérült A dízel generátorok automatikusan indultak Cunami tengervíz behatolás A vízkivételi mű megsemmisül Fukushima Dai-ini A turbina épületben a dízelgenerátorok, kapcsolótáblák, kábelezés tönkre mennek 15:41: Station blackout teljes XXXVI. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam 25
Reaktorcsarnok Acél konténment tartály Vagy szárazakna Pihentető medence Reaktortartály Nedvesakna szerepe: nyomáscsökkentés XXXVI. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam 26
Események 03.1 1 03.1 2 03.1 14.46 földrengés (JST) Leállnak a reaktorok Külső villamos betáplálás megszűnik, dízelgenerátorok indulnak 15:50 szökőár tönkreteszi a dízeleket, csak akkumulátor és passzív hűtés (RCIC) Kimenekítés 3 km-es körzetben (megelőzés) 1. blokk: estére magas RPV-nyomás 1. és 2. blokk H-robbanás és nagy nyomás kockázata miatt lefúvatás, radioaktív kibocsátás (1 msv/h) Kimenekítési zóna 10 km-re növelve 1. blokk H-robbanás (15:36), reaktorépület felső része, 4 alkalmazott sérül Kitelepítési zóna 20 km Este tengervíz befecskendezés a tűzoltó rendszeren keresztül a reaktortartályba és konténmentbe. Ez kidolgozott súlyosbaleset-kezelési eljárás! 1. blokk Kimenekítés 20 km-es körzetben XXXVI. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam 27
Események 03.1 4 03.1 5 3. blokk 11:00 körül jóval nagyobb robbanás, de a konténment feltehetően ép 11 munkás sérül meg 2. blokk este a fűtőelemek részben majd teljesen szárazra kerülnek (RCIC leáll) kb. 2 óra időtartamra, végül stabilizálják a tengervizes hűtést Megbontják az épületet a hidrogén elengedés érdekében 4. blokk Hajnalban robbanás majd tűz a 4. blokkon, ami kialszik, majd újra ég és végül eloltják. 2. blokk Robbanás, valószínűleg a konténment is sérül, a robbanást a vizes aknába feltételezik (nem látszik csak hallatszik) 4. blokk forr a víz a pihentető XXXVI. medencében Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam 28
Többi reaktor Fukusima Dai-ichi 5-6. blokk A 6-os reaktor dízelgenerátora ép maradt, ezzel hűtik mindkét blokkot, később a villamos betáplálás is helyreáll Közös kiégett üzemanyag tároló 03.18- tól rendben Fukusima Dai-ini 1., 2. és 4. blokkal hűtési gondok, ellentétes info-k a lefúvatásról, végül sikerül a villamos betáplálást helyreállítani 29 XXXVI. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam
1. és 2. blokk XXXVI. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam 30
3. blokk robbanása XXXVI. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam 31
4. blokk XXXVI. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam 32
Ideiglenes INES besorolás: 7-es INES 7-be kell sorolni, ha a jód-131 egyenértékben kiszámított légköri kibocsátás eléri a néhány ezer TBq szintet. Becsült kibocsátás a Fukushima Dai-ichi atomerőműből NISA becslés I-131 1,3 x 10 5 TBq Cs-137 Cs-137 jód ekvivalense Total I-131 6,1 x 10 3 TBq 2,4 x 10 5 TBq 3,7 x 10 5 TBq Kibocsátás Csernobilb an NSC becslés 1,5 x 10 5 1,8 x 10 6 TBq TBq 1,2 x 10 4 8,5 x 10 4 TBq TBq 4,8 x 10 5 3,4 x 10 6 TBq TBq 6,3 x 10 5 5,2 x 10 6 XXXVI. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam 33
Ami nem változott Nukleáris biztonsági alapelvek (mélységi védelem) Gátak rendszere kibírta Földrengést Cunamit Hősugárzást Robbanásokat Tengervizes hűtést Az üzemanyagból az illékony anyagok távoztak, fűtőelem darabok nem! XXXVI. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam 34
EU: stressz-teszt Tervezési alap: - Földrengés (Paks: 0,25 g) - szökőár (árvíz) - áramkimaradás Nem: repülőgép, terrorista támadás, kibertámadás
Mi történt Csillebércen? I-131 légköri kibocsátás I-131 légköri kibocsátás az éves érték 39%-a Október 30. Északi szél November 7. É-Ny szél A többletdózis: az évi 2,4 msv + 3 5 perc Tájékoztatás hiánya Hatósági felügyelet: megosztott Következmény: Bizalomvesztés, Tanulságok leszűrése
A tudásalapú (értelmi) és az érzelmi megközelítés együttes vizsgálata 2. Ellenszer az elfogult érzelmekre: Hiteles és objektív tájékoztatás - a kiválasztottak, a tanultak és a média jogosultsága, egyben komoly felelőssége A természettudományok és a műszaki tudományok ismerete elengedhetetlen nemcsak az atomenergia tudásalapú (értelmi) megítéléséhez, de a hazai gazdasági gyarapodás és társadalmi felemelkedés érdekében egyaránt. Az ismeretek megszerzésének fontossága: Lenin: Tanulni, tanulni, tanulni! Ny. Sz. H. a 60-as években szlogenné vált. Teller Ede: Nincs jogotok félni, amíg nem ismeritek meg a félelmetek tárgyát, nem tudjátok felmérni a veszély valóságos mértékét. (MISZTIKUM!) Japán példája (Hirosima, Nagaszaki és FUKUSIMA dacára, vagy talán éppen azért!): Bizalom a kiváló japán termékek iránt, de ha meghibásodik, akkor hiteles tájékoztatás és haladéktalanul helyreállítás, A nukleáris fűtőelem évekre előre beszerezhető, amikor a világpiacon a legolcsóbb, és kis helyen tárolható a túlzsúfolt szigetországban, Hirosima és Nagaszaki majd minden családot érintett, ezért széleskörűen elsajátították a sugárveszély mértékének reális megítéléséhez szükséges sugárvédelmi ismereteket.
A Föld lakosságát átlagosan érő sugárterhelés eredete Forrás:http://www.rhk.hu/ismeret/sugved/sugv2.htm
A természetes és mesterséges eredetű sugárzások A lakossági egyéni éves effektív dózisok világátlaga források szerint Éves egyéni effektív dózis (msv) Természetes 2,41 10 Orvosi diagnosztika (terápia nélkül) 0,60,03 20 Légköri atomfegyver kísérletek globális hatású kibocsátása0,0051963-ban: 0,11, azóta csökken Az egykori tesztek helyén elérheti a néhány msv-t Csernobili balesetglobális hatás:0,0021986-ban az északi féltekén: 0,04 ~ 300 000 likvidátor kapott 150 msv-t; ~350 000 egyén kapott > 10 msv-t. Nukleáris üzemanyagciklusglobális hatás:0,00002északi féltekén néhányszoros a kritikus csoport tagjaira elérheti a 0,02 0,04 msv-t gyes volt uránbányák környezetében néhány msv. Teljes mesterséges~ 0,60 20 Elsősorban az orvosi sugárterheléstől, az egykori teszt és baleseti helyszínek közelségétől függ
A természetes eredetű sugárzások A lakosság természetes sugárzástól származó átlag dózisa A természetes sugárzás forrásaévi effektív dózis (msv) Kozmikus sugárzásközvetlenül ionizáló és foton összetevő 0,28 neutron összetevő 0,10 Kozmikus eredetű izotópok 0,01 Kozmikus eredetű összesen 0,390,3 1,0 Természetes izotópok külső sugárzása szabadban 0,07 épületben 0,41 Természetes izotópok összesen 0,480,3 0,6 Természetes izotópok belégzéseurán és tórium sor 0,006222Rn1,15220Rn0,10 Belégzéssel összesen1,260,2 10 Természetes izotópok fogyasztása40k 0,17urán és tórium sor0,12 Fogyasztással összesen0,29 Összesen2,41 10
A lakosságot érő külső sugárterhelés Forrás:http://www.rhk.hu/ismeret/sugved/sugv1.htm
Mindennapi sugárdózisok
Energiaigény = apokalipszis? Az eredendő bűn és kiűzetése a Paradicsomból (Sixtus-kápolna, Vatikán) Michelangelo Buonarroti
Köszönöm a figyelmet! Bolyai János Katonai Műszaki Kar Katonai Műszaki Doktori Iskola Zrínyi Miklós Nemzetvédelmi solymosi.jozsef@zmne.hu Egyetem