W chwili obecnej sektor energetyczny w Polsce znajduje się w szczególnej sytuacji, na co składają się następujące fakty:
• Polska energetyka oparta jest niemal wyłącznie na węglu, którego spalanie bezpośrednio w kotłach w elektrowniach prowadzi do produkcji ponad 93% elektryczności wytwarzanej w naszym kraju.
• Odnawialne źródła energii dostarczają zaledwie ok. 3% elektryczności, a należy uwzględnić fakt, że część tej energii powstaje w wodnych układach szczytowo-pompowych, które są jedynie akumulatorami energii.
• Możliwości pozyskiwania elektryczności z odnawialnych źródeł energii są bardzo ograniczone. Wyjątkowo ograniczone są zasoby energii wodnej, a zasoby energii wiatrowej również są stosunkowo niewielkie. Bezpośrednie wykorzystanie energii promieniowania słonecznego z kolei w polskich uwarunkowaniach jest możliwe jedynie w instalacjach grzewczych o symbolicznych mocach cieplnych. Jedynym tzw. źródłem odnawialnym, które w warunkach polskich może mieć pewne praktyczne znaczenie, zarówno w odniesieniu do produkcji elektryczności, jak i ciepła komunalnego, jest biomasa; wykorzystanie biomasy w sposób racjonalny wymaga jednak spełnienia określonych warunków. Pamiętać także należy, iż potencjał energetyczny biomasy jest w warunkach polskich też dość ograniczony.
• Unia Europejska zakłada do końca dekady (czyli do r. 2020) realizację postulatu 3 x 20, tzn. ograniczenie emisji gazów cieplarnianych (głównie dwutlenku węgla) o 20% w odniesieniu do poziomu emisji w roku 1990, udział 20% źródeł odnawialnych w zużyciu energii pierwotnej oraz ograniczenie zużycia energii pierwotnej o 20%. Ten ostatni wymóg ma zostać zrealizowany przez wzrost efektywności wytwarzania elektryczności, wzrost sprawności odbiorników wszelkich form energii, oszczędności energetyczne itp., itd. W warunkach polskich udział źródeł odnawialnych w produkcji energii elektrycznej ma uzyskać poziom 15%, co też jest niezwykle  trudne, a praktycznie niemożliwe do spełnienia.

• Jeszcze poważniejszy problem stanowi redukcja emisji gazów cieplarnianych. Z uwagi na rozbudowaną postać energetyki węglowej ograniczenie emisji CO2 można uzyskać na większą skalę albo wprowadzając instalacje węglowe produkujące energię elektryczną bez emisji dwutlenku węgla, albo rozwijając inne źródła elektryczności. Jak już wyżej zaznaczono, w warunkach polskich tzw. odnawialne źródła energii nie są znaczącymi przyszłościowymi źródłami energii elektrycznej. Powstaje pytanie: na ile możliwe jest bez rozwoju energetyki jądrowej ograniczenie emisji CO2.? Obecnie zostały w kraju uruchomione bardzo poważne programy badawcze, mające na celu opanowanie procesu produkcji elektryczności z węgla bez emisji lub przy znikomej emisji tego gazu. Wdrożenie efektów tych programów to jednak kwestia nie tylko dalszej przyszłości, ale także odpowiednich środków  finansowych.

Zużycie energii elektrycznej na mieszkańca jest w Polsce relatywnie bardzo niskie. Trudno oczywiście o porównania ze Szwecją lub Finlandią, ale także konfrontacja ze zdecydowaną większością innych krajów Unii Europejskiej wypada dla nas bardzo niekorzystnie. Dalszy rozwój cywilizacyjny, społeczny i gospodarczy Polski będzie zatem możliwy tylko w warunkach wzrostu omawianego wskaźnika, mimo podejmowania, koniecznych zresztą działań prowadzących do bardziej racjonalnego i oszczędnego użytkowania elektryczności.
W warunkach polskich obecnie do dość nowoczesnych można zaliczyć jedynie bloki 360 MW w Elektrowni Bełchatów oraz Opole, jak też zmodernizowane bloki Elektrowni Turoszów, najnowszy poziom zaś reprezentują tylko oddane niedawno do eksploatacji dwa bloki 460 MW – jeden w Pątnowie, spalający węgiel brunatny w kotle pyłowym oraz jeden w Łagiszy, opalany węglem kamiennym w kotle fluidalnym. W realnej budowie znajduje się ponadto też tylko jeden duży blok w Bełchatowie (858 MW). Podstawową bazę energetyki węglowej w Polsce stanowią w dalszym ciągu bloki 200 MW, których instalowanie rozpoczęto przed niemal półwieczem i których łącznie wybudowano 63 obiekty. Powyższe fakty wskazują wyraźnie, jak poważne problemy stoją przed polskim sektorem energetycznym. Dodatkowym bardzo istotnym zagadnieniem jest takie planowanie rozwoju polskiego sektora energetycznego, aby w maksymalnie możliwym stopniu produkować elektryczność w układach skojarzonych, zwłaszcza służących do wytwarzania ciepła na cele grzewcze. Zapotrzebowanie na to ciepło jest w warunkach polskich relatywnie duże i pozostanie ono znaczne, mimo wprowadzania w budownictwie rozwiązań energooszczędnych oraz akcji ocieplania budynków. Istotne znaczenie mają tu przede wszystkim układy skojarzone o postaci elektrociepłowni zawodowych, ale też duże bloki energetyczne przystosowane do pracy przy częściowym skojarzeniu oraz „małe” układy kogeneracyjne.
Istniejąca sytuacja w zakresie szeroko rozumianej energetyki w Polsce skłania wyraźnie do podjęcia działań zmierzających do uruchomienia instalacji energetycznych z reaktorami jądrowymi.

 Instalacje te mogą mieć następującą postać:
• zawodowe elektrownie jądrowe z reaktorami wodnymi o dużych mocach,
• zawodowe elektrociepłownie o dużych mocach cieplnych,
• ciepłownie jądrowe,
• „małe” układy z reaktorami jądrowymi do wytwarzania niewielkich ilości elektryczności oraz ciepła.

W przypadku elektrowni jądrowych sytuacja jest dość oczywista – w praktyce w warunkach polskich mogą to być jedynie bloki z reaktorami wodnymi, najprawdopodobniej wodnymi ciśnieniowymi, jak np. na rys. 1 i 2. Bloki takie mogą, po odpowiedniej modyfikacji zespołu turbinowego, pracować przy częściowym skojarzeniu, co zresztą było już planowane w przypadku elektrowni Żarnowiec. W energetyce światowej nie stosuje się obecnie „dużych” elektrociepłowni jądrowych, choć pewnym wyjątkiem jest instalacja rosyjska w Bilibino, gdzie pracują 4 reaktory wodno-grafi towe o mocy elektrycznej 12 MW i cieplnej 62,5 MW (przez nieco ponad 10 lat układ o zbliżonych mocach z reaktorem wodnym działał w Sztokholmie). Historia prac nad reaktorami jądrowymi, ciepłowniczymi jest dość złożona, w praktyce jednak dotąd nie uruchomiono takiego reaktora. Dość ciekawa jest natomiast sytuacja w odniesieniu do „małych” reaktorów całkowicie nowej generacji, w praktyce bezobsługowych. Reaktory takie, gdyby powstały, współpracowałyby z generatorami elektryczności, a równocześnie mogłyby stanowić źródło ciepła grzejnego (rys. 3).
Jak wynika z powyższych uwag, w Polsce obecnie można rozważać jedynie zastosowanie energetyczne wodnych reaktorów jądrowych w zawodowych blokach energetycznych, z ewentualną modyfikacją zespołu turbinowego umożliwiającą wprowadzenie skojarzonego wytwarzania ciepła i elektryczności. Zainstalowanie bloków z reaktorami jądrowymi ma oczywiste zalety, a są nimi m.in.: niemal całkowite uniknięcie emisji substancji szkodliwych oraz CO2, dywersyfikacja źródeł elektryczności, „odporność” na zmiany cen surowców na rynkach światowych (koszt rudy uranowej w cenie elektryczności z elektrowni jądrowej jest rzędu 3-5%), ale także rozwój technologiczny i naukowy. Problemem są, co oczywiste, odpady promieniotwórcze, ale przede wszystkim dwa elementy. Elementy te, mające pozornie zupełnie inną specyfi kę, są jednak ze sobą dość ściśle związane. Pierwszy to wyjątkowo zdeterminowany i w znacznym stopniu trudny do zrozumienia opór pewnych środowisk przeciwnych energetyce jądrowej. Oczywiście są w tych zespołach osoby, które nie walczą z energetyką jądrową całkowicie bezinteresownie, nie zmienia to jednak faktu dużego wpływu takich ugrupowań na opinię publiczną. Drugi aspekt ma bardziej pragmatyczno ekonomiczną postać. Elektrownia jądrowa jest obiektem drogim, kapitałochłonnym. Obliczenia ekonomiczne „tradycyjne” mogą wykazywać nieopłacalność takiej inwestycji, która według klasycznych reguł bankowych powinna spłacić się w ciągu np. 15 lub 20 lat, a która ma gwarantowany okres pracy minimum 60 lat. Autorzy pracy w tym miejscu pozwalają sobie na osobistą refleksję o bardziej ogólnym charakterze. W tej chwili polskie państwo jest dość poważnie zadłużone i zadłużenie to będzie jeszcze przez wiele lat rosnąć. Budowa elektrowni jądrowych, które w przyszłości będą relatywnie tanio produkować elektryczność, może być pewną formą rekompensaty dla przyszłych pokoleń za długi, które są obecnie przez nasz krajowy budżet, w znacznym stopniu na ich konto, zaciągane.

Autorzy: Jan Składzień, Tomasz Bury

Artykuł został opublikowany w magazynie "ECiZ" nr 7,8/2010