Wytwarzanie energii: Światowa flota jądrowa zapewnia dostawy energii elektrycznej na świecie

Według Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej w 32 krajach istnieją 444 "działające" reaktory jądrowe (stan na 27 września 2021 r.). Prawie 70% z nich to ciśnieniowe reaktory lekkowodne (PWR), takie jak te zainstalowane we Francji. W 2020 r. światowa flota jądrowa wygenerowała 2 553 TWh, czyli 10,2% całej energii elektrycznej wyprodukowanej na świecie w tym roku. Największymi producentami są Stany Zjednoczone (93 reaktory jądrowe) i Francja (56 reaktorów).

Działające reaktory

Na dzień 27 września 2021 r. łączna moc elektryczna elektrowni jądrowych na świecie wynosiła prawie 395 GW. Ponad połowa tej mocy przypada na trzy kraje: Stany Zjednoczone, Francję i Chiny.

Pomimo posiadania największej liczby reaktorów jądrowych, Stany Zjednoczone w 2020 r. wytwarzały tylko 19,7% energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych. Francja jest krajem o najwyższym udziale energii jądrowej: 67,1% w 2020 r., zgodnie z bilansem energii elektrycznej RTE.

Na świecie wykorzystywanych jest sześć typów reaktorów jądrowych^

• Reaktory wodne ciśnieniowe (PWR);
• Reaktory ciężkowodne ciśnieniowe (PHWR);
• Reaktory wodne wrzące (BWR);
• Reaktory prędkie (FBR);
• Reaktory lekkowodne zasilane gazem (GCR);
• Reaktory lekkowodne chłodzone grafitem (LWGR).

Reaktory w budowie

Na dzień 27 września 2021 r. w 19 krajach w budowie znajdowało się 51 reaktorów o łącznej mocy około 54 GW. Najwięcej reaktorów w budowie znajduje się w Chinach. Finlandia i Francja, z jednym reaktorem w budowie, to pozostałe dwa kraje, które budują EPR, reaktor trzeciej generacji. Najbardziej rozwiniętym typem reaktora jest nadal reaktor typu VVER, z łącznie 43 jednostkami w budowie.

Reaktory wyłączone na stałe

Na dzień 27 września 2021 r. MAEA odnotowała trwałe wyłączenie 194 reaktorów w 20 krajach od 1963 r. (data pierwszego trwałego wyłączenia reaktora). Wyłączone reaktory to głównie reaktory PWR (61 jednostek), PWR (53 reaktory) i SCR (38 jednostek), które mają zostać zdemontowane. Niektóre z nich mają charakter eksperymentalny, jak mały reaktor powielający Phénix w Marcoule (zamknięty w lutym 2010 r.), lub prototypowy, jak reaktor Superphénix (zamknięty pod koniec 1998 r.).

Jak kontrolowana jest światowa flota jądrowa

Utworzona w lipcu 1957 r. z inicjatywy prezydenta USA Eisenhowera Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej (MAEA) powstała w celu promowania "atomu w służbie pokoju". Obecnie 173 kraje są członkami tej organizacji ONZ.

Główne obszary działalności MAEA to:

• Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona;
• Zabezpieczenia i weryfikacja działań i obiektów jądrowych;
• Promowanie pokojowego wykorzystania nauki i technologii jądrowej.

Wśród krajów z największą liczbą reaktorów znajdują się:

• Kanada - Kanadyjska Komisja Bezpieczeństwa Jądrowego (CNSC);
• Chiny - Narodowa Administracja Bezpieczeństwa Jądrowego (NNSA);
• Korea Południowa - Koreański Instytut Bezpieczeństwa Jądrowego (KINS);
• USA - Nuclear Regulatory Commission (NRC);
• Francja - Agencja Bezpieczeństwa Jądrowego (ASN);
• Indie - Rada Regulacyjna Energii Atomowej (AERB);
• Japonia - Nuclear Regulation Authority (NRA);
• Wielka Brytania - Urząd Regulacji Jądrowych (ONR);
• Rosja - Federalna Służba Ochrony Środowiska, Nadzoru Przemysłowego i Jądrowego (ROSTECHNADZOR).

Przeszłość i teraźniejszość

Energia jądrowa została po raz pierwszy wykorzystana do wytworzenia energii elektrycznej 20 grudnia 1951 roku. Stany Zjednoczone były pionierem (w Arches, Idaho) eksperymentalnego reaktora EBR-I. Reaktor ten dostarczył cztery żarówki i potwierdził koncepcję generatora jądrowego. W 1954 roku po raz pierwszy elektrownia jądrowa została podłączona do sieci elektrycznej.

Niecałe trzy lata później, 26 czerwca 1954 r., pierwsza na świecie elektrownia jądrowa, NPP-1, została po raz pierwszy podłączona do sieci w Obnińsku w Rosji. Elektrownia ta, o mocy elektrycznej 5 megawatów (MW), była pierwszą, która produkowała energię jądrową do użytku komercyjnego.

Odkąd elektrownia jądrowa została po raz pierwszy podłączona do sieci w 1954 roku, globalna moc elektrowni jądrowych rosła niemal nieprzerwanie. Wzrost ten był znaczący w latach 1970-1990 (szczyt budowy reaktorów jądrowych przypadł na lata 80.). W 1970 r. zainstalowana moc elektryczna wynosiła około 20 GW, a w 1990 r. wzrosła do 300 GW, co oznacza piętnastokrotny wzrost. Obecnie Europa Zachodnia i Ameryka Północna pozostają głównymi producentami energii elektrycznej wytwarzanej w elektrowniach jądrowych, wyprzedzając Azję oraz Europę Środkową i Wschodnią.

Obecnie globalna moc elektrowni jądrowych ponownie rośnie, choć w wolniejszym tempie. Wzrost ten wynika głównie z budowy reaktorów w krajach rozwijających się (Chiny, Indie itp.).

Jaka przyszłość czeka elektrownie jądrowe na świecie

MAEA szacuje, że do 2050 r. globalna produkcja energii elektrycznej wzrośnie dwukrotnie. Według "wysokiego" scenariusza Agencji, energia jądrowa może stanowić 12% światowego koszyka energetycznego w 2050 roku (i tylko 6 procent w scenariuszu "niskim"), w porównaniu do około 10,2% w 2020 roku.