Energia nucleară pare să ofere soluția ideală pentru tranziția energetică. Cu toate ca nu produc emisii directe de CO2, centralele nucleare pot oferi o cantitate considerabilă de energie fără să fie dependente de condițiile de mediu (soare, vânt, nivelul apei).
În acest context, nu ar fi mai bine să ne focusăm pe investiții în centrale nucleare ca instrument de tranziție energetică?
O analiză în detaliu arată că energia nucleară este mai puțin avantajoasă comparativ cu regenerabilele.
Investiții
Costul de construcție a unei centrale nucleare noi este ridicat. Asemenea centrale necesită investiții mari, pentru că în momentul de față se pot construi doar în capacități foarte mari ca să justifice investițiile.
De exemplu, pentru centrala nucleară Hinkley Point C din Marea Britanie, unde construcția a început în 2016, a fost estimat un cost de aproximativ 21 miliarde de euro, deși cinci ani mai târziu, în plin proces de constructie, costul investiției a fost ajustat, astfel ajungând la 27 de miliarde.
Centrala ar urma să asigure 7% din necesarul de electricitate al țării. Prin comparatie, dacă aceeași cantitate de energie ar fi asigurată din energie eoliană, costul unei asemenea investiții s-ar rezuma undeva la 9 miliarde de euro.
Prin urmare, în cazul acestei centrale, investiția este de trei ori mai mare decât alternativa regenerabilă. Deci costă de trei ori mai mult să reducem aceeași cantitate de carbon, cel puțin dacă este să ne rezumăm la costul inițial al investiției.
Mai nou anunțatele reactoare modulare de mici dimensiuni (SMR - Small Modular Reactors), în care și România vrea să investească, nu sunt cu mult mai diferite. Reprezintă o tehnologie încă netestată, relativ departe de maturitate comercială. Când tehnologia va fi disponibilă, prețul va fi mai degrabă unul piperat, la fel ca la orice tehnologie nouă pe piață.
Asta nu înseamnă că nu este nevoie de inovație în cercetarea nucleară. Totuși, este cel puțin iresponsabil ca guvernele să-și pună baza într-o tehnologie netestată, cu un calendar de implementare incert, pentru a rezolva criza climatică, ce are nevoie de soluții ce pot fi desfășurate cât mai rapid și la un cost cât mai redus.
Timp de construcție
Perioada medie de construcție a unui reactor nuclear este între 5 și 10 ani, ceea ce este o perioadă lungă în plină criză climatică, unde emisiile de carbon trebuie reduse cât mai devreme, pentru a limita acumularea gazelor cu efect de seră în atmosferă.
Mai mult, la o construcție atât de complexă și îndelungată, intarzierile pot oricând să apară, ducând la creșterea estimărilor de preț (mai ales dacă luăm în calcul și rata inflației).
Pentru o centrală nucleară, cu cât se întârzie punerea în funcțiune, cu atât costul final de construcție este mai mare. Iar un bun exemplu în acest sens vine chiar din Franța (țară care susține puternic proliferarea energiei nucleare), unde extinderea centralei nucleare din Flamanville cu un nou reactor a început din 2007 și încă este neterminată, depășind atât bugetul (de până la 5 ori), cât și timpul de construcție estimat inițial (până în 2012).
Hinkley Point C este construită cu aceeași tehnologie ca noul reactor din Flamanville, iar problemele par a fi legate de erori în designul reactoarelor. Dacă este să comparăm cu sursele eoliene, timpul de construcție este între 1 și 3 ani, în funcție de tipul tehnologiei și locație (pe uscat sau pe mare). În primul an de funcționare, centralele eoliene compensează pentru energia consumată și emisiile de carbon din procesul de producție, având deja ani de producție în spate în timpul în care o centrală nucleară ajunge să fie construită.
Prețul energiei
In general, prețul energiei din surse nucleare nu este unul mic și nici nu sunt indicații că acesta ar scădea în viitor. De fapt, energia nucleară este singura tehnologie unde prețul capacităților noi a crescut în ultimii ani, pe când prețul tuturor tipurilor de energie regenerabilă a scăzut. Astăzi, prețul unui MWh de electricitate produs de o centrala nucleară variază între 115 și 180 de euro.
Prin comparație, prețul energiei eoliene sau fotovoltaice este jumătate din această sumă.
În unele cazuri, prețul regenerabilelor poate fi de cinci ori mai mic. Prețul fix al electricității stabilit pentru Hinkley Point C va fi de ~€126/MWh (dependent de inflație), un preț bun în 2016 comparativ cu sursele eoliene offshore (aproximativ €145/MWh), dar un preț mare astăzi, când prețurile pentru instalații eoliene offshore au ajuns la circa €77/MWh, centrala nucleară nefiind nici pe departe terminată.
Energia nucleară poate fi mai ieftină și comparabilă cu prețul electricității din surse regenerabile, dar doar în cazul centralelor nucleare depreciate, aflate la finalul vieții, sau atunci când sunt făcute investiții de extindere a duratei de operare a centralelor de generație mai veche.
Probabil de aici apare și confuzia prețului competitiv al energiei nucleare, dar este incorect să comparăm capacitățile noi de regenerabile cu cele nuclear existente.
Totuși, există și alte costuri suplimentare atunci când discutăm despre energia nucleară, dar pe care nu se pune un preț, pentru că nu se știe care este acela. Acestea se referă la costul dezafectării centralelor vechi, tratamentului și stocării deșeurilor radioactive, un preț care în cele din urmă este plătit tot de consumatori.
În Europa, un raport al Comisiei Europene indică costuri de peste 250 de miliarde de euro până în 2050 dedicate manipulării doar acestor deșeuri.
Incompatibilitatea dintre nuclear și regenerabile
Energia nucleară operează în mod constant, inflexibil, oferind puțin spațiu pentru ajustarea capacității de producție. Asta pentru că, odată “pornită”, o centrală nucleară nu poate fi oprită rapid. Nu există acel întrerupător pe care îl putem folosi relativ simplu, energia produsă de centrala nucleară trebuie consumată.
Energia regenerabilă de cealaltă parte operează în mod flexibil, în funcție de condițiile de mediu. În teorie cele două ar urma să se completeze, totuși, dacă simulăm interacțiunea între aceste două surse de energie, vom observa o neconcordanță/lipsa unei “simbioze energetice”.
Figura de mai jos ilustrează cum ar funcționa un asemenea sistem dominat de energia nucleară pe parcursul a 500 de ore dintr-un an. Exemplul nu se referă la un an sau o țară anume, ci ilustrează relația dintre nuclear și regenerabile.
În acest exemplu, consumul de electricitate (linia albastră) ar fi asigurat în mare parte din surse nucleare (banda roșie). Problema intervine atunci când încercăm să adăugăm energie eoliană acestei producții. Cum regenerabilele (în gri) operează fluctuant, acestea vor produce fie prea multa, fie prea puțină energie comparativ cu cererea.
Când turbinele eoliene produc mai multă energie, aceasta ori merge pentru export, dacă există cerere și interconexiuni, ori sunt închise, tocmai când condițiile sunt cele mai propice pentru producții mari.
Când regenerabilele produc prea puțină energie, restul de cerere trebuie suplinit de centrale pe combustibili fosili. Iar aceste situații se produc pentru că reactoarele nucleare nu pot opera flexibil ca regenerabilele, practic excluzându-se reciproc. Nuclearul limitează capacitatea de regenerabile ce poate fi inclusă în sistemul energetic: cu cât mai multă energie nucleară, cu atât mai puțin spațiu pentru regenerabile.
Acesta este un exemplu simplificat, componentele unui sistem energetic fiind diverse, atât pe partea de producție, cât și pe partea de consum și stocare.
Dar ideea de bază rămâne, și anume că energia nucleară complică drumul spre un sistem fără emisii de carbon, tocmai pentru că implică necesitatea producerii unor părți mari din energie dintr-un combustibil, cel mai probabil din origine fosilă.
Cu cât energia nucleară acoperă o parte mai mare din producție, cu atât limitează capacitatea de producție din regenerabile sau o pune într-o situație unde mari părți din producție nu pot fi folosite, tocmai atunci când prețul energiei este cel mai mic.
Un studiu recent confirmă aceeași incompatibilitate, deși mai mult din prisma atașamentelor naționale.
Acesta explică faptul că, de obicei, țările ce prioritizează energia regenerabilă nu investesc și în energia nucleară și viceversa.
Datele pentru cele 123 de țări incluse în studiu arată că, de-a lungul a 25 de ani, țările care au preferat să investească în regenerabile au rezultate mai bune în scăderea emisiilor de CO2, în comparație cu țările care au investit în energia nucleară.
Mai mult decât atât, se pare că țările care au preferat energia nucleară nu au înregistrat reduceri semnificative a emisiilor.
Eficiența energetică
Investițiile in energie nucleară subminează țintele de eficiență energetică ale UE, și anume - Energy Efficiency First, esențială în toate țintele de decarbonizare până în 2030 și 2050.
Acest principiu cere ca aspectele legate de planificarea energetică și investiții în energie să ia în considerare soluții eficiente atât la nivelul costurilor, cât și producerii, transmisiei și consumului de energie. Or, energia nucleară nu este eficientă la nivelul costurilor (așa cum este explicat mai sus), producției sau la transportul și consumului acesteia:
- În medie, eficiența unei centrale nucleare este de 33%. În alte cuvinte, doar o treime din energia extrasă din uraniu este folosită, restul de 66% este risipită sub forma de căldură. O centrală electrică pe gaz are o eficienta de 60%, iar o centrală de cogenerare (electricitate și căldură) are o eficiență de 80-90%, atunci când căldura poate fi folosită într-o rețea de termoficare urbană. Și căldura produsă de o centrală nucleară ar putea fi folosită, doar că fiind vorba de centrale foarte mari, departe de zonele urbane, doar un mic procent din această energie poate fi folosit.
- Transportul din puncte centralizate (locația centralei) va pune presiune pe rețelele naționale de transport și distribuție. Având în vedere concentrarea teritorială a producției de energie, atât transportul, cât și distribuția acesteia pot necesita investiții adiționale pentru extinderea infrastructurii. Pentru a putea transporta o cantitate foarte mare de energie dintr-un singur punct de producere către consumatorii din toată țara am avea nevoie să investim mult în îmbunătățirea sistemului național de transport și distribuție. Energia regenerabilă este mult mai ușor distribuită în rețeaua electrică, având în vedere dispersarea teritorială a acesteia. O rețea mai diversă, cu mulți producători distribuiți regional, e mai rezilientă, poate evita vârfurile de producție și consum, iar energia se poate mișca în ambele sensuri în rețea, grație prosumatorilor și oportunităților de stocare.
Stabilitate
Energia nucleară nu oferă acea stabilitate rețelei de energie, așa cum este pretins, mai ales în cazurile unde sistemele energetice sunt dependente în proporție mare de aceasta.
Centrale nucleare sunt construcții complexe ce pot deveni sensibile la perturbații ale condițiilor de mediu, evenimentele climatice sau cauzele antropice.
De exemplu, în perioade de secetă extinsă sau valuri de căldură (din cauza cantităților mici de apa pentru răcire), la fel și în cazul inundațiilor, asemenea centrale trebuie închise, in caz contrar fiind un pericol.
Putem observa exemplul Franței, unde 70% din electricitate vine din surse nucleare. În decembrie 2021, operatorul EDF a anunțat închideri la patru centrale nucleare, în parte pentru inspecții periodice (ce durează câteva luni de zile), dar și pentru că au fost identificate anomalii ce au legătură cu coroziunea la sistemele de injecție de urgență.
Alte închideri sunt programate și pentru alte centrale ce folosesc aceeași tehnologie, ceea ce pune rețeaua electrică din Franța într-o situație dificilă, mai ales în mijlocul iernii și al crizei energetice, cu posibile căderi de tensiune sau chiar întreruperi ale transmiterii energiei electrice.
Accidente și siguranță
Accidentele la centralele nucleare pot fi un risc extrem de mare.
Deși accidentele la centralele nucleare sunt relativ rar întâlnite, nu ar trebui să neglijăm riscul asociat acestor accidente. Atât catastrofa nucleară de la Cernobîl, cât și cea din Fukushima arată foarte clar că riscurile unor astfel de accidente sunt enorme. De aceea, Franța a decis să investească adițional încă 100 - 200 de miliarde de euro în centralele sale după evenimentul de la Fukushima.
Dincolo de riscurile tehnice nu putem exclude și riscurile unor acțiuni ostile premeditate (posibile acțiuni ostile din extern), centralele nucleare pot reprezenta un factor de risc.
Orice criză legată de o centrală nucleară poate duce la o cădere a întregului sistem energetic național. Practic, dacă într-o bună zi am pierde 20-30% din energia produsă la nivel național din cauza închiderii unei centrale nucleare, nu am avea cu ce să substituim această pierdere.
Din cauza dispersiei teritoriale a regenerabilelor, precum și a capacităților instalate relativ mici/parc, riscul pierderii unei părți însemnate a capacității de generare ca rezultat a unei crize antropice sau naturale este mult mai mic.
Un alt aspect ce nu trebuie neglijat este cel legat de sursele de uraniu, sursa de energie primă a centralelor nucleare. Susținătorii energiei nucleare consideră ca aceasta ne poate oferi o mai mai mare independentă de importurile de gaz natural, din țări ca Rusia.
Totuși, uraniul este o materie primă ce trebuie importată din țări terțe UE, multe dintre ele neoferind o mai mare încredere decât Rusia. În prezent, Nigeria este cel mai mare exportator către UE, locul doi fiind tot Rusia, iar pe locul trei Kazahstan. Sigur, uraniul poate fi importat și din Canada sau Australia, țări mai stabile și mai apropiate UE, dar este dificil să discutăm de independență energetică cât timp încă rămânem la discreția altor țări.
Lăsăm în grija viitorului ce am putea rezolva astăzi
Prezentul articol a urmărit să aducă în atenție unele din cele mai importante aspecte legate de energia nucleară, ce nu trebuie omise atunci când discutăm de atingerea țintelor climatice ale UE.
Energia nucleară nu este si nu va deveni, cel puțin nu în următoarele două-trei decenii, o alternativă mai fezabilă decât energia regenerabilă, tocmai din motivele expuse mai sus.
Deși este o dorința la nivel european de a oferi nuclearului mai multe șanse prin noua taxonomie a UE, la fel ca în cazul regenerabilelor, pentru decarbonizarea sistemului energetic, asemenea demersuri devin cel puțin iresponsabile și chiar pun în pericol atingerea țintelor propuse.
Astfel, investițiile în nuclear devin o diversiune de la adevăratele soluții, lăsând în grija viitorului ceea ce am putea rezolva astăzi.
Cu noile standarde de siguranță propuse pentru noile centrale nucleare nu cunoaștem cât ne vor costa noile investiții. La acestea se vor adăuga costurile pentru dezafectare (unde la fel, avem foarte puțină experiență și depozitarea deșeurilor radioactive), făcând ca în final costurile sa fie ridicol de mari.
Nuclearul are astăzi un rol important în sistemul energetic european și, deși pare paradoxal, centralele aflate azi în funcțiune ar trebuie păstrate până la finalul ciclului de viață (chiar extinse acolo unde este posibil), în timp ce ne axăm pe reducerea centralelor cele mai poluante și până construim destulă capacitate pe regenerabile.
Dar cel puțin din punct de vedere socio-economic acesta ar trebui sa fie cam singurul rol al nuclearului, să susțină implementarea regenerabilelor printr-o ieșire graduală din mixul energetic european.
Articol preluat de pe Infoclima.ro
Articolul este scris de Dr. Andrei David Korberg. Deține o diplomă de doctorat obținută în cadrul grupului de planificare sustenabilă a energiei la Universitatea Aalborg, din Danemarca. Munca sa constă în modelarea și analiza sistemelor energetice regenerabile, axată pe rolul combustibililor regenerabili în transport, dar și ca parte a întregului sistem energetic. Andrei este absolvent al masterului Orașe Sustenabile din cadrul aceleiași universități și a lucrat ca stagiar la Asociația Europeană a Pompelor de Căldură.