Dôležitá úloha jadrovej energie vo svete s nízkymi emisiami CO2

_{Názor Vysokej vedeckej rady Európskej nukleárnej spoločnosti (ENS): Zmena klímy je dnes najväčšou hrozbou pre našu planétu.}

1. Vítame výsledok COP21, v ktorom sa 174 krajín a Európska únia dohodli na znížení svojich emisií skleníkových plynov (GHG) s cieľom udržať rast globálnej teploty v tomto storočí hlboko pod 2 °C nad úrovňou z predindustriálnej éry a vynaložiť úsilie na ešte väčšie obmedzenie zvýšenia teploty na 1,5 °C.
2. Znepokojuje nás, že vlády sú stále príliš pomalé pri implementácii dôležitých opatrení, ktoré sú potrebné na dosiahnutie týchto životne dôležitých cieľov.

Záväzky, ktoré krajiny prijali v rámci Parížskej dohody, tzv. stanovené príspevky, povedú k otepleniu o 3 °C. Zo správy IPCC SR15 [1] vyplýva, že globálne oteplenie o 1,5 °C sa môže dosiahnuť v období rokov 2030 – 2050, čo bude mať vážne následky. Správa zdôrazňuje, že emisie skleníkových plynov sa musia znížiť oveľa naliehavejšie ako sa predpokladalo: Scenár 1,5 °C vyžaduje zníženie emisií do roku 2030 na polovicu a do roku 2050 dosiahnutie čistej nuly.

Nevidíme žiadne skutočné dôkazy o zmenách. Globálne hospodárstvo naďalej rastie rýchlejšie ako intenzita znižovania emisií; emisie CO₂ z vyspelých ekonomík sa v roku 2018 dokonca zvýšili o 0,5% a prvýkrát za 5 rokov sa zvrátil ich klesajúci trend.

3. Z hľadiska týchto skutočností musí byť dekarbonizácia svetového hospodárstva najvyššou prioritou. Na dosiahnutie cieľov COP21 sú naliehavo potrebné obrovské investície. Podľa správy IPCC by sa mal podiel investícií do nízkouhlíkových investícií do energetiky zvýšiť z 2% na 2,8% HDP a na tejto úrovni by sa mal zachovať do roku 2050. Okrem toho by sa 2,5% svetových úspor malo presmerovať do infraštruktúry nízkouhlíkového hospodárstva do roku 2035. Odkladanie investícií bude z hľadiska dlhodobých následkov oveľa nákladnejšie.

Uvedomujeme si, že nasmerovanie takýchto obrovských investícií na dosiahnutie cieľov dekarbonizácie by mohlo mať nepriaznivý krátkodobý vplyv na iné dôležité spoločenské ciele; avšak tieto Investície prinesú nové pracovné miesta a budú stimulovať nové technológie na celom svete.

4. Pri voľbe ekonomicky udržateľnej a nákladovo efektívnej cesty k dekarbonizácii je preto je dôležité vyhnúť sa zbytočnému zaťaženiu spotrebiteľov a daňových poplatníkov. To si vyžaduje uprednostňovanie investícií s najvyšším pomerom znižovania emisií skleníkových plynov k nákladom, pri zvažovaní všetkých dostupných nízkouhlíkových technológií na základe ich zásluh pri dosahovaní týchto cieľov. Vyžaduje si to aj finančné mechanizmy na zníženie rizika pred rozsiahlymi nízkouhlíkovými investíciami, ktoré sú v súčasnosti všetky vysoko kapitálovo náročné.
5. Svet zaostáva a čím dlhšie bude trvať úplné zavedenie dekarbonizácie svetového hospodárstva, tým väčšie budú škodlivé vplyvy a náklady na ľudstvo. Nie je čas čakať a staviť na nepreukázanú technológiu alebo hypotetické budúce technologické prielomy (napríklad medzisezónne skladovanie elektrickej energie alebo zachytávanie a sekvestrácia uhlíka); s otáľaním musíme skončiť. Sme presvedčení, že s rozsiahlou implementáciou osvedčených technologických riešení by sa mali začať teraz.
6. Prvou prioritou by mala byť dekarbonizácia výroby elektriny. Je to najjednoduchší krok s najvyšším počiatočným pomerom znižovania emisií skleníkových plynov k cene, je prístupný s existujúcimi technológiami a uľahčí dekarbonizáciu ostatných sektorov.

Vo výrobe elektrickej energie v súčasnosti dominujú fosílne palivá s uhlím a zemným plynom zodpovednými za 63% celkovej produkcie. Tieto fosílne palivá prispievajú asi 40% k svetovým emisiám CO₂. V súčasnosti existujú alternatívy na výrobu elektriny s nízkym obsahom uhlíka vo forme jadrovej energie, vodnej energie a ďalších nestabilných zdrojov energie, ktoré využívajú obnoviteľnú slnečnú a veternú energiu. Dekarbonizovaná výroba elektriny umožní dekarbonizáciu iných odvetví, ako sú vykurovanie domácností a doprava prostredníctvom elektrifikácie železníc a zavedením hybridných a elektrických vozidiel.

7. Prakticky, tam kde sú prírodné zdroje vodnej energie s obmedzenými zásobami, napr. vo väčšine rozvinutých krajín je jadrová energia a nevodná obnoviteľná solárna a veterná energia jediná preukázaná existujúca technológia dostupná na dekarbonizáciu výroby elektrickej energie.

Jadrová energia je dnes po vodnej energii druhým najväčším zdrojom nízkouhlíkovej elektriny na svete. Svetová výrobná jadrová kapacita prekročila prvýkrát 400 GWe v roku 2018 a 54 reaktorov je vo výstavbe v 18 krajinách po celom svete. Podľa IPCC sú priemerné emisie počas celého životného cyklu jadrovej energie 12 g / kWh, také nízke ako pri veternej energii. Výroba elektrickej energie z jadrovej energie zabránila emisiám 60 Gt ekvivalentu CO₂ od roku 1970, čo je ekvivalentné emisiám CO₂ za päť rokov zo svetového sektora elektrickej energie. Európske krajiny, ktoré dosiahli výrazné zníženie emisií z výroby elektrickej energie (Francúzsko, Švédsko, Švajčiarsko a Spojené kráľovstvo), majú veľký podiel jadrovej alebo vodnej energie.

V správe IPCC [1] sa uvádza, že „škálovateľnosť a rýchlosť škálovania jadrových elektrární bola v roku 2006 vysoká v mnohých krajinách“, čo poukazuje na prípad Francúzska, ktoré úspešne dekarbonizovalo väčšinu svojho elektrického mixu za menej ako 20 rokov vytvorením prevažne výroby elektriny z jadrovej energie. Posledné práce [2] dospeli k záveru, že ak mnoho krajín pridá jadrovú kapacitu rovnakým tempom na obyvateľa ako dosiahli Francúzsko a Švédsko počas agresívnej národnej expanzie v 70. – 80. rokoch, globálny podiel fosílnych palív na výrobe elektriny by sa mohol vymeniť za 25–35 rokov. Okrem toho je jadrová energia schopná sledovať zaťaženie a dopĺňať tak prerušovanú povahu výroby elektrickej energie veternou a solárnou energiou, (ako demonštruje francúzska jadrová flotila za posledné dve desaťročia a nedávno aj Nemecká jadrová flotila).

V posledných rokoch neustále rástla inštalovaná kapacita solárnej fotovoltiky (FV) a veternej energie na výrobu elektriny a pôsobivo klesali  náklady na jej výrobu a inštaláciu v dôsledku silnej podpory vlády. Priemerné výrobné náklady na MWh veternej a solárnej FV sú stále vyššie ako pri jadrovej energii, ale táto medzera sa už nezdá neprekonateľná.

8. Požadované ambiciózne ciele zníženia uhlíkovej stopy výroby elektrickej energie nie je možné dosiahnuť v požadovanom časovom rámci ďalším nasadením iba týchto nevodných obnoviteľných technológií. Sme presvedčení, že jediný spôsob, ako dosiahnuť tieto ciele, je dosiahnuť kombinovanie nevodných obnoviteľných zdrojov energie s jadrovými technológiami, z ktorých jadrová energia poskytuje nízkouhlíkovú disponibilnú energiu, schopnú prispôsobiť sa variabilite slnečnej a veternej energie a zaručuje bezpečnosť dodávok energie

Energia generovaná solárnymi FV generátormi a veternými turbínami je prerušovaná. Výkon závisí od dostupnosti slnečného žiarenia a intenzity vetra, pričom dostupnosť týchto prírodných zdrojov sa nie vždy zhoduje s požiadavkami na elektrinu. Zladenie výroby a dopytu v systéme s vysokým podielom prerušovanej výroby obnoviteľnej energie si vyžaduje komplementárne prenosné zdroje energie na zabezpečenie spoľahlivých dodávok v hodinách alebo dňoch, keď nefúka vietor alebo slnko nesvieti. Vodná a jadrová energia sú jediné existujúce nízkouhlíkové možnosti, ktoré sú k dispozícii na vykonávanie týchto funkcií.

9. Výzvou pre výrobu elektrickej energie je preto poskytnúť nákladovo efektívne riešenie, ktoré je schopné dosiahnuť požadované zníženie emisií uhlíka v požadovanom časovom rámci. Na dosiahnutie nákladovo efektívneho a spoľahlivého riešenia na výrobu elektrickej energie, musí existovať primeraná rovnováha medzi disponibilnou nízkouhlíkovou a prerušovanou inštalovanou výrobnou kapacitou. Sme presvedčení, že na dosiahnutie tejto rovnováhy by penetrácia prerušovanej obnoviteľnej energie nemala prekročiť 40 – 50% požadovanej inštalovanej výrobnej kapacity krajiny. Pre krajiny, ktoré nemajú vodnú energiu, to znamená, že bude potrebný podstatný podiel jadrovej energie na zabezpečenie kapacity výroby elektriny.

Nedávna štúdia Massachusettského technologického inštitútu (MIT) ukázala, že náklady na dekarbonizáciu výroby elektriny sú omnoho nižšie, ak výrobný mix obsahuje značné množstvo jadrovej energie [3]. Nová štúdia OECD / NEA [4] ukazuje scenár „minimalizácie nákladov pomocou lacných obnoviteľných zdrojov“, ktorý uvažuje pomerne ambiciózne predpoklady, pokiaľ ide o budúci pokles nákladov na solárnu FV a veternú energiu, podľa ktorého optimálna zmes technológií výroby elektriny, realistická pre široké spektrum krajín OECD, pozostáva z podielu 30 – 40% technológií výroby solárnej PV a veternej energie a väčšieho podielu 40% – 60% poskytovaného prostredníctvom technológií na výrobu energie s nízkym obsahom uhlíka, ako sú napr. jadrové a vodné elektrárne alebo možno jedného dňa fosílne elektrárne so zachytávaním, využívaním a ukladaním uhlíka (CCUS).

Hlavným dôvodom obmedzenia podielu prerušovanej výroby energie z obnoviteľných zdrojov je, že v prípade zvyšovania prerušovanej výroby dochádza k nadmernému zvýšeniu nákladov na elektrický systém. To je preto, lebo prerušovaná výroba vyžaduje inštaláciu ďalšej disponibilnej výrobnej kapacity ako zálohy, keď generátory s prerušovanou výrobou energie nevyrábajú. Veľké technológie skladovania energie nie sú k dispozícii, a preto disponibilné technológie výroby, či už jadrové alebo fosílne palivá budú mať nižšie faktory zaťaženia. Nízke faktory zaťaženia vedú k menej efektívnej výrobe. Keďže sa usilujeme o hlbšie zníženie emisií uhlíka v sektore elektrickej energie, náklady na prírastky energie z obnoviteľných zdrojov sa dramaticky zvyšujú. Je potrebné pochopiť, že okrem zvýšených nákladov na elektrickú sústavu, priemerná hodnota solárnej FV (a v menšej miere aj vetra) klesá významne so zvyšovaním úrovne ich penetrácie. Hodnota solárnej FV sa teda zníži takmer na polovicu, keď úroveň penetrácie dosiahne 12,5% a jej nasadenie do úrovne penetrácie 17,5% ďalej zníži na polovicu jej trhovú hodnotu.

Ako sa uvádza v štúdii MIT, na úrovni „hlbokej dekarbonizácie“, o ktorej sa vo veľkej miere diskutovalo na medzinárodných politických rokovaniach (napríklad cieľ v oblasti emisií do roku 2050 pre elektrotechnický priemysel pod 50 g CO₂/kWh v porovnaní so súčasným svetovým priemerom ~ 500 g CO₂/kWh) vrátane jadrovej energie v mixe výrobnej kapacity pomáha minimalizovať alebo obmedzovať rastúce náklady na systém a pomáha dosiahnuť prísnejšie ciele v oblasti emisií.

Všetky štyri modelové cesty obmedzujúce globálne otepľovanie na 1,5 °C, ktoré ponúka IPCC SR15, sa spoliehajú na významné zvýšenie globálnej výroby jadrovej energie, a to dvojnásobne až šesťnásobne.

Sme presvedčení, že je dôležité, aby si tvorcovia politík a širšia verejnosť uvedomili významné technické a ekonomické ťažkosti s dosahovaním ambicióznych cieľov znižovania emisií uhlíka len pomocou technológií s premenlivou obnoviteľnou výrobou.

10. Vzhľadom na obrovské investície, ktoré budú potrebné na uskutočnenie tejto radikálnej transformácie, veríme, že je nanajvýš dôležité implementovať dlhodobé rámce, ktoré poskytnú stabilitu a dôveru investorov do všetkých nízkouhlíkových energetických technológií.

V prípade krajín, ktoré sa spoliehajú na deregulované veľkoobchodné trhy, sa vyžaduje najmä:

1. a) v politikách dekarbonizácie vytvoriť rovnaké podmienky, ktoré umožnia všetkým nízkouhlíkovým výrobným technológiám vrátane jadrovej energie, aby mohli súťažiť na základe svojich zásluh. Malo by sa tiež uznať, že jadrová energia zohráva významnú úlohu pri zvyšovaní bezpečnosti dodávok energie;
2. b) zabránenie, aby sa stanovovali ciele progresívne rastúceho podielu konkrétnych technológií (ktoré by boli proti nákladovej efektívnosti); a
3. c) implementácia finančných mechanizmov na zníženie rizika pre investície do veľkých nízkouhlíkových zdrojov, ktoré sú všetky kapitálovo náročné.
4. Znepokojuje nás, že zatiaľ čo EÚ tvrdí, že je majstrom sveta v boji proti zmene klímy, niektoré členské štáty uprednostňujú zníženie podielu jadrovej energie alebo jej postupné vyraďovanie namiesto znižovania emisií skleníkových plynov, čo vedie k stagnácii emisií uhlíka v týchto členských štátoch.

Znepokojuje nás skutočnosť, že v USA je tlak na predčasné odstavenie jadrových elektrární a ich plánovanú výmenu za plynové elektrárne.

Znepokojuje nás tiež, že do elektrární spaľujúcich uhlie ešte stále investujú Afrika, Čína a ďalšie časti sveta. Je skľučujúce vidieť krajiny, ktoré sa doma vzdávajú technológií s vysokými emisiami CO₂ len preto, aby podporovali alebo predávali uhoľné elektrárne v zahraničí.

Uvedomujeme si, že nič v živote nie je bez rizika a dekarbonizácia si bude vyžadovať zložité rozhodnutia. Sme presvedčení, že riziko spojené s využívaním jadrovej energie pre ľudí a spoločnosť je nízke a zvládnuteľné. Neobmedzená zmena klímy však bude predstavovať značné riziko pre ľudstvo. Ako sa uvádza v správe IPCC SR15, tí, ktorí sa rozhodnú postupne vyradiť jadro, by si mali byť vedomí (a mali by byť informovaní!), že budú musieť okrem iných rizík akceptovať aj riziká pre biodiverzitu.

12. Všetky dôveryhodné a dostupné scenáre dekarbonizácie vyžadujú značné zvýšenie globálneho využívania jadrovej energie. Bude si to vyžadovať nielen značné zníženie nákladov na nové projekty jadrovej energie, ale aj akceptáciu zo strany verejnosti. Aby spoločnosť akceptovala rozsiahle využívanie jadrovej energie, domnievame sa, že je potrebné urobiť viac pre zvýšenie informovanosti verejnosti o potenciálnych rizikách a výhodách tejto technológie.
13. Myslíme si, že samotná technológia nevyrieši problém zmeny klímy. Dekarbonizácia, ktorá je potrebná na predchádzanie katastrofickým zmenám klímy, bude vyžadovať politickú aj spoločenskú zmenu. Všetky krajiny budú musieť uznať, že dlhodobé zachovanie našej planéty a tiež ľudstva bude vyžadovať naliehavé rozhodnutia a zmeny nášho spôsobu života. Veríme, že zvýšené využívanie jadrovej energie je najlepším spôsobom, ako minimalizovať dopad na spoločnosť. Dosiahnuť to nebude ľahké, ale je to ušľachtilý cieľ pre nás všetkých, najmä pre politikov a medzinárodné organizácie.

Referencie

[1] IPCC. (2018). Special Report on Global Warming of 1.5°C (SR15).

[2] Qvist, S. and Brook, B. (2015). Potential for Worldwide Displacement of Fossil-Fuel Electricity by Nuclear Energy in Three Decades Based on Extrapolation of Regional Deployment Data. PLOS ONE, 10(5), p.e0124074.

[3] MIT. (2018) The Future of Nuclear Energy in a Carbon-Constrained World. An interdisciplinary MIT study. MIT Future of Series.

[4] NEA. (2019). The Costs of Decarbonisation: System Costs with High Shares of Nuclear and Renewables. NEA No. 7299

Ilustračný obrázok MIT.