Navigace
Zpět na: Home / Časopis

Pohádka o atomovém proudu bez emisí oxidu uhličitého

Atomový proud vždy zatěžoval atmosféru oxidem uhličitým. Pro těžbu a přípravu uranové rudy a obohacení kovu o štěpné izotopy je zapotřebí diesel a elektrická energie, dříve méně, dnes stále více.

Doby, v nichž bylo možné těžit rudu až do obsahu 2,5% uranu a ve výhodných lokalitách pomocí životnímu prostředí neškodící vodní energie, jsou mimo Kanadu, neodvratně pryč. Dnes se otevírají doly s průměrným obsahem rudy 0,15%. (0,044% v Olympus Dam v Austrálii až po Rabbit Lake v Kanadě 21,2%). Pro potřebné následné zpracování se převážně používá proud z uhelných elektráren. Mezi těžbou a vyrobeným palivovým článkem vzniká oxid uhličitý a spotřebovává se energie v množstvích, jež nelze opomenout.

V případě fosilních energetických nosičů závisí množství emitovaného oxidu uhličitého na obsahu uhlíku, lhostejno, zda se spaluje v kotlích nebo elektrárnách. Se zvyšující se účinností elektráren na zemní plyn emise oxidu uhličitého klesají. Dnes se pohybují kolem 480 g CO2/kWh. Atomový proud je oproti tomu nepřímo zatížen emisemi, které vznikají při jednotlivých krocích od těžby uranové rudy až po hotový palivový článek. Pro klima není důležité, zda se CO2 uvolňuje při těžbě uranové rudy v Austrálii nebo při výrobě proudu v Evropě.

Při případě fosilních energetických nosičů závisí množství emitovaného oxidu uhličitého na obsahu uhlíku, lhostejno, zda se spaluje v kotlích nebo elektrárnách. Se zvyšující se účinností elektráren na zemní plyn dokonce emise oxidu uhličitého klesají. Dnes se pohybují kolem 480 g CO2/kWh. Atomový proud je oproti tomu nepřímo zatížen emisemi, které vznikají v jednotlivých krocích od těžby uranové rudy až po hotový palivový článek. Pro klima není důležité, zda se CO2 uvolňuje při těžbě uranové rudy v Austrálii nebo při výrobě proudu v Evropě.

Výnosná uranová ložiska již byla dávno vyčerpána a k zajištění uranové spotřeby se využívá ruda stále horší kvality, což vede ke zvýšenému používání fosilních energetických zdrojů a tím i stoupajícím emisím CO2. Teoreticky je třeba pro získání stejného množství uranu při jeho obsahu v rudě 0,25% vytěženo desetkrát více rudy, kterou je nutno transportovat, rozemlít a upravit, než v případě 2,5% obsahu uranu. Ve skutečnosti je ale toto množství energie v případě méněhodnotné rudy ještě větší, protože uran nelze vytěžit z hlušiny kvantitativně. Třetím faktorem je ztížený přístup k ložiskům na odlehlých místech i jejich větší hloubka. Všechny tyto faktory se podílejí na zvýšené spotřebě energie při získávání jaderného paliva a tím rovněž s tím spojeným emisím oxidu uhličitého.

Nizozemští badatelé Jan Willem Storm van Leeuwen a Philip Smith tyto vztahy zkoumali a v roce 2005 zveřejnili výsledky. Předpovídají exponenciální nárůst energetické spotřeby a emisí oxidu uhličitého se snižujícím se obsahem uranové rudy v ložisku. Každá kilowatthodina z atomového proudu bude jednou zatížena stejným množstvím oxidu uhličitého jako plynová elektrárna. Kdy bude této chvíle dosaženo, závisí na výstavbě dalších jaderných zdrojů. Při dnešním stavu 440 jaderných elektráren a známých ložisek uranu, by k této situaci mohlo dojít během 20 až 30 let. Každá další výstavba jaderných zdrojů bude tuto dobu zkracovat.

Na objednávku australské vlády vypracovali Marcela Bilek, Clarence Hardy a Manfred Lenzen z university v Sydney v listopadu 2006 studii "Life-Cycle Energy Balance and Greenhouse Gas Emissions of Nuclear Energy in Australia" (Energetická rovnováha životního cyklu a emisí skleníkových plynů jaderné energie v Austrálii). Ve starostlivě rešeršované a dokumentované 181 stránkové studii se počítá při plánované těžbě suroviny s obsahem 0,15% uranu se zátěží 65 g CO2 na kWh. Již za několik let bude většina jaderných elektráren muset využívat štěpný materiál z podstatně horších ložisek s obsahem 0,04 až 0,08% uranu. K tomuto kritickému bodu zátěže životního prostředí oxidem uhličitým ale nedojde, protože dříve bude dosaženo druhé hranice, jež má pro hodnocení kritérií udržitelnosti mimořádný význam. Při příliš nízkém obsahu uranu v ložisku bude totiž celá energetické bilance negativní. Energetická spotřeba celkového výrobního řetězce uranového palivového článku bude větší, než z něj získaná energie. Tato hranice závisí na kvalitě rudy, vzdálenosti ložiska, technologie zpracování, apod. Je fyzikálně daná a nemůže být ovlivněna ani politickými rozhodnutími, či velikostí investic. Od této hranice již nebude možné získat zpět "šedou" energii, která byla vložena do výstavby elektrárny a získávání potřebného paliva. Atomová energie se stane prodělečným energetickým procesem již ve chvíli, kdy zhodnocení fosilních paliv na vysoce hodnotnou elektrickou energii zůstane po dlouhou dobu stále ještě ekonomicky atraktivní. Počínaje touto hranicí nebude možné řešit energetický problém výrobou jaderného proudu. Podle výpočtů van Leeuwena a Smitha leží tato hranice u 0,01 - 0,02%. Nikoliv tedy dostupnost, ale energetické náklady na výrobu štěpitelného U 238 ukončí dobu jaderné energie. Při velmi pozvolné výstavbě zařízení atomové energie lze podle Petera Diehla (2006) předpokládat, že k této energetické hranici dojde již v roce 2030.

K přežití lidstva je třeba energetický problém řešit pomocí technologií, které zajišťují pozitivní energetickou bilanci na neomezenou dobu. To může zajistit pouze energie z obnovitelných zdrojů. zatímco, podle australských výpočtů leží energetická návratnost při obsahu 0,15% uranu v ložisku již při 6 letech, dosahují větrné elektrárny energetické amortizace již během několika měsíců. Při životnosti js30 let jsou schopny vyprodukovat 100 násobek energie vložené na jejich celkovou výstavbu a zhotovení. Energetický zisk fotovoltaiky dnes leží u desetinásobku a rychle roste.

Pro obě uvedené technologie jsou hodnoty 12g CO2/kWh v případě větru a 60 g CO2/kWh pro fotovoltaiku výhodnější něž jadernou energii. Rovněž s ohledem na energetické náklady mohou amortizované větrné a solární generátory dodávat proud za výhodnějších podmínek než jaderné generátory, u nichž náklady na palivo nebude možné opomíjet.

V současné době jsou ještě zásoby štěpného materiálu výhodné, protože se používá materiál, který ještě pochází z vojenského materiálu z dob studené války. Dnešní produkce uranu není schopna již delší dobu pokrývat běžnou spotřebu. A zde leží druhý problém zdrojů, který během asi deseti let povede k zastavení některých reaktorů. Protože se ložiska uranu chýlí k vyčerpání, musí se těžba uranu v nadcházejících 5-10 letech zvětšit nejméně o 50%. Pakliže se toto nepovede, a to se zdá, pak způsobí akutní nedostatek paliva odpojení reaktorů, dlouho před tím, že skutečně zásoby dojdou a nezávisle na ceně uranu.

S ohledem na energetickou bilanci, emise oxidu uhličitého a dlouhodobou jistotu není jaderná energie proto žádnou dobrou možností. Nemůže být bází udržitelné formy energetiky. Přídavná jména "obnovitelný" a "účinný" nejlépe popisují energetickou budoucnost. Každá společnost, každá země a každý region budou muset takový přechod realizovat. Má smysl takové změny plánovitě podniknout, dokud je ještě čas si je finančně dovolit. Pakliže včas nezpomalíme jedoucí vlak, budeme muset zatáhnout za záchrannou brzdu. Energopolitika musí předvídat. Energetický problém je možné řešit pouze čistými technologiemi, jejichž energetický výnos je v průběhu jejich životnosti podstatně vyšší než energetická potřeba jejich výstavby a provozu. Energopolitika nemůže vyžadovat zachování současných podniků energetické branže. Pro provozovatele elektráren je mnoho možností jak vstoupit do profitního obchodu s energiemi z obnovitelných zdrojů, poněvadž pouze tyto zaručují dlouhodobé jisté, ekologické a nákladově výhodné zásobování energií.

Solarzeitalter 1, 2007, přeložil Milan Smrž

© eurosolar.cz 2018

Zveme vás na
křest knihy Milana Smrže

15.2.2018 v 18:30
v kavárně Člověka v tísni
v zadním traktu domu Langhans na adrese: Vodičkova 707/37, 110 00 Nové Město