Odpady zamrożone w skale

Potrzebujemy długoterminowego przechowywania odpadów atomowych po wyłączeniu elektrowni: pod ziemią, w skale macierzystej lub glinie. To sposoby absolutnie bezpieczne – mówiła w wywiadzie dla „Rzeczpospolitej” Anna Łukaszewska-Trzeciakowska, pełnomocnik rządu ds. strategicznej infrastruktury energetycznej i sekretarz stanu w Kancelarii Prezesa Rady Ministrów.

– To kwestia kilku dekad, ale trzeba takie miejsce znaleźć, przygotować, wykopać itd. W krótkim czy średnim okresie wypalone paliwo trafi do przechowalnika na terenie elektrowni. Równolegle inne niż paliwo odpady będą składowane w nowym składowisku powierzchniowym odpadów promieniotwórczych – dodawała.

Warto przy tym zauważyć, że kwestia składowania odpadów powraca na całym świecie. W ślad bowiem za renesansem energetyki atomowej, o którym pisaliśmy na łamach „Rzeczpospolitej” wielokrotnie, zwiększy się ilość zużywanego surowca, co z kolei wymusi powiększanie możliwości istniejących – oraz tworzenie nowych – składowisk.

Strumień odpadów

27 ton uranu trafia każdego roku do wodnego reaktora ciśnieniowego o mocy 1000 Mwe. Jak przeliczyło to swego czasu Światowe Stowarzyszenie Energii Atomowej (World Nuclear Association), to 18 milionów granulek umieszczonych w 50 tysiącach prętów. O podobnym, albo nieco większym, wyzwaniu będą musieli myśleć twórcy i administratorzy polskich elektrowni atomowych: uwzględnione w Polityce Energetycznej Polski do 2040 r. reaktory mają mieć moc od 1 do 1,6 GW. Gdyby wziąć pod uwagę niski próg – rzędu 1 GW – i pomnożyć przez sześć zaplanowanych reaktorów, otrzymamy 162 tony uranu rocznie. Maksymalnie to 259 t.

Oczywiście, można tu przypomnieć, że składowisko odpadów nuklearnych już w Polsce jest – w nieodległym od Warszawy Różanie. Jednak Krajowe Składowisko Odpadów Promieniotwórczych jest zlokalizowane w dawnych fortyfikacjach, na trzyhektarowym obszarze – i przez sześćdziesiąt ostatnich lat służyło przede wszystkim do przechowywania odpadów niskiej promieniotwórczości (wedle angielskiej terminologii: Low Level Waste, LLW). To w olbrzymiej mierze materiały wykorzystywane w służbie zdrowia, np. do prześwietleń rentgenowskich, oraz – stosunkowo niewielka – pula odpadów z reaktora badawczego w Świerku.

Specjaliści z polskiej branży nuklearnej nie mają wątpliwości, że to nie wystarczy. Jak wskazują, realizowane czy zatwierdzane w ostatnich latach projekty takich składowisk zakładały umieszczanie odpadów w stabilnych geologicznie skałach granitowych lub w pokładach solnych. W przypadku tak dużej ilości odpadów – bo w grę wchodzi nie tylko zużyte paliwo do elektrowni, ale również wymieniane części instalacji, a po końcu cyklu życia elektrowni i usunięciu w gruncie rzeczy całość instalacji – konieczne jest stworzenie nowego miejsca składowania, odseparowanego szczelnie od otoczenia.

Rozważając kwestie składowania odpadów, należałoby również wziąć pod uwagę potencjalne koszty stworzenia takiej infrastruktury. Sztolnie, jakie Finowie swego czasu wydrążyli na potrzeby swoich elektrowni atomowych, wymagały wysupłania z budżetu równowartości – w przybliżeniu – 16 mld złotych. Brytyjczycy z kolei na odpowiednią infrastrukturę dla wykorzystanego paliwa ze swoich dziewięciu reaktorów będą musieli przeznaczyć 53 mld funtów. Nawet stosunkowo tanie amerykańskie rozwiązanie – czyli składowanie odpadów na terenie elektrowni – oznacza dodatkową pozycję w budżecie: 300 tys. dol. rocznie przy działającej elektrowni oraz 8 mln dol. rocznie przy instalacji wyłączonej. W przypadku Polski zatem trzeba będzie się zapewne liczyć z wydatkami na poziomie od kilkunastu do kilkudziesięciu miliardów złotych – zaplanowanymi odpowiednio wcześniej, z określonymi źródłami finansowania i wieloletnim harmonogramem prac oraz składowania.

Paliwo z odzysku

Low Level Waste, odpady niskiej promieniotwórczości, zwykle pochodzą ze szpitali, uniwersytetów czy procesów wyłączania radioaktywnych instalacji, np. zamykania elektrowni jądrowych. Na poziomie Intermedieta Level Waste (ILW) natykamy się już na części reaktorów, grafit z rdzeni czy osad z instalacji, do których trafiają płynne odpady paliwowe. Wreszcie są i odpady wysokiej aktywności (High Level Waste, HLW), które, w sporym uproszczeniu, są na tyle radioaktywne, że mogą wytwarzać nawet własne ciepło – to już zużyte paliwo oraz kluczowe elementy instalacji nuklearnych. Zgodnie z obecnymi standardami te ostatnie – oraz pewna część odpadów klasyfikowanych jako ILW – powinny trafiać do składowisk podziemnych.

Jednak wspomniana World Nuclear Association podkreśla, że sporą część odpadów można poddawać recyklingowi: miałoby to dotyczyć nawet 97 proc. zużytego uranu, i w pewnej mierze plutonu, z których można by uzyskiwać paliwo o zapewne nieco gorszych parametrach, ale wciąż przydatne do użycia w niektórych rodzajach reaktorów lub potencjalnie zdatne do zmieszania ze „świeżym” paliwem na potrzeby konwencjonalnych reaktorów. We Francji, w Rosji, Japonii, Belgii – i na pewną skalę w Niemczech – takie paliwo z recyklingu służy np. do produkcji energii elektrycznej. WNA szacuje, że w sumie około 4 proc. paliw nadaje się wyłącznie do witryfikacji, czyli „unieruchomienia” lub „zeszklenia” poprzez zmieszanie ich ze szkłem.

Do ponownego użycia paliwa zachęca też Departament Energii USA. – Nawet po pięciu latach pracy w reaktorze w takim używanym paliwie wciąż tkwi ponad 90 proc. jego energetycznego potencjału – zachęca waszyngtońska instytucja. – Choć w Stanach Zjednoczonych nie poddajemy dziś paliwa recyklingowi, inne kraje, jak Francja, tak robią. Rozwijane są też bardziej wyrafinowane projekty reaktorów, które mogą częściowo lub całkowicie pracować na paliwie wykorzystanym wcześniej – czytamy.

Technologie recyklingu konsekwentnie się rozwijają. – Metalowe odpady o niskiej radioaktywności mogą być prasowane, oczyszczane i poddawane przetapianiu. Po tych procesach 95 proc. z nich spełni wymogi pozwalające uznać je za „czyste”, co oznacza, że można ich ponownie użyć w produkcji innych wyrobów, jak części samochodowe – opowiadał w rozmowie z branżowym portalem New Civil Engineer Craig Ashton, jeden z menedżerów wyspecjalizowanej na tym polu firmy Nuclear Waste Services. Według niego w stosunkowo nieodległej perspektywie, kilku–kilkunastu lat, można się spodziewać, że technologie odzysku zaczną obejmować również odpady klasyfikowane jako HLW.

Obecny renesans energetyki nuklearnej może oznaczać, że i na tym polu nastąpi przyspieszenie, a w stosunkowo niedalekiej perspektywie pojawią się technologie pozwalające w olbrzymiej mierze zredukować strumień odpadów. To z kolei oznaczałoby, że potencjalne polskie składowisko mogłoby być w przyszłości obiektem stosunkowo niewielkim, niestanowiącym wielkiego obciążenia dla środowiska naturalnego oraz niewywołującym wielkiej krytyki ze strony mieszkańców pobliskich miejscowości. Podobnie częściowo mogłaby to być również odpowiedź na potencjalne przyszłe niedobory surowców takich jak uran. Zapewne nie oznacza to, oczywiście, potencjalnych dużych oszczędności z tytułu ponownego zagospodarowania paliwa – ale takie technologie mogłyby uprościć proces postępowania ze zużytym paliwem i odpowiadać duchowi czasów, który wymaga m.in. maksymalizacji efektów przy minimalizacji marnotrawstwa.

Opinia:

Joanna Szostek, zastępca dyrektora Pionu Komunikacji i Relacji z Interesariuszami, Polskie Elektrownie Jądrowe.

Elektrownie jądrowe są bezpiecznym, czystym i bardzo efektywnym źródłem produkcji energii elektrycznej, ponieważ z niewielkiej ilości paliwa mogą wytworzyć bardzo dużą ilość energii elektrycznej. Według danych American Nuclear Society ważąca 7 gramów pastylka z paliwem uranowym wytwarza tyle energii, co 477 litrów ropy naftowej, 500 m sześc. gazu lub 1 tona węgla. Co za tym idzie, w trakcie eksploatacji elektrowni wytwarza ona niewielką ilość odpadów promieniotwórczych.
W przypadku elektrowni jądrowej na Pomorzu o mocy 3750 MWe szacuje się, że ilość wypalonego paliwa jądrowego będzie wynosić około 27 m sześc. rocznie: mniej więcej tyle, ile mieści średniej wielkości cysterna paliwowa, którą możemy zobaczyć na polskich drogach.
Plany dotyczące cyklu paliwowego dla pierwszej w Polsce elektrowni jądrowej zostały dokładnie opisane w raporcie o oddziaływaniu na środowisko przygotowanym przez spółkę. Warto więc przypomnieć, że międzynarodowa praktyka postępowania z wypalonym paliwem jądrowym zakłada, że wypalone paliwo jądrowe jest najpierw przez kilka lat schładzane w specjalnych basenach znajdujących się na terenie elektrowni jądrowej. Następnie zostanie ono przetransportowane do przechowalnika paliwa jądrowego znajdującego się na tzw. wyspie jądrowej, czyli miejscu, gdzie posadowione są również reaktory jądrowe. Należy zaznaczyć, że wypalone paliwo jądrowe będzie jedynie czasowo przechowywane na terenie elektrowni jądrowej, a odbywa się to przy wykorzystaniu odpowiednich zabezpieczeń. Dzięki temu przechowywane tymczasowo kapsuły z wypalonym paliwem jądrowym nie stanowią bezpośredniego zagrożenia dla otoczenia. Ponadto, ze względów bezpieczeństwa, na terenie obiektu oraz w okolicy prowadzony będzie stały monitoring radiacyjny – zarówno przez operatora elektrowni, jak i instytucje odpowiedzialne za bezpieczeństwo radiologiczne kraju – Polską Agencję Atomistyki. Cały proces gospodarki odpadami promieniotwórczymi jest więc ściśle kontrolowany.
Docelowo wypalone paliwo jądrowe zostanie przetransportowane do wybudowanego w tym celu głębokiego składowiska na wysokoaktywne odpady promieniotwórcze. Nad wyborem lokalizacji dla niego pracuje Ministerstwo Klimatu i Środowiska.
Plany dotyczące składowania docelowego wypalonego paliwa jądrowego zakładają wybudowanie w Polsce zarówno nowego, powierzchniowego składowiska dla nisko- i średnioaktywnych odpadów promieniotwórczych, jak i głębokiego składowiska na odpady wysokoaktywne oraz wypalone paliwo jądrowe. Szczegóły dotyczące tych przedsięwzięć znajdują się w „Krajowym planie postępowania z odpadami promieniotwórczymi i wypalonym paliwem jądrowym”. Bezpieczne składowanie paliwa jądrowego może mieć duże znaczenie w przyszłości, ponieważ nawet wypalone paliwo jądrowe zawiera wiele wysokoaktywnych izotopów i może być cennym surowcem energetycznym.
Co ciekawe, Polska jako kraj ma już doświadczenie z bezpiecznym postępowaniem z odpadami promieniotwórczymi. W Różanie na Mazowszu, około 80 km od Warszawy, znajduje się jedyne w Polsce Krajowe Składowisko Odpadów Promieniotwórczych, gdzie składowane są nisko- i średnioaktywne odpady promieniotwórcze, pochodzące m.in. z przemysłu, medycyny czy z eksploatowanego reaktora badawczego Maria w Świerku pod Otwockiem.

Foto: rp.pl