Gospodarka wypalonym paliwem reaktorów energetycznych - technologie, ekonomika, środowisko

• Autorzy: Chwaszczewski S.

Warianty tytułu

EN

The management of the spent fuel from power

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przeprowadzone analizy zbilansowania podaży i popytu na energię elektryczna w Polsce wskazują na konieczność wykorzystania po około 2020 roku jądrowych surowców energetycznych. Dążenie do zrównania poziomów życia społeczeństwa Polski ze społeczeństwami sąsiednich krajów Unii Europejskiej wymusi wzrost zapotrzebowania na energie elektryczną. Kraj nasz nie będzie obszarem wykorzystania niespotykanych w innych krajach energooszczędnych technologii. Jednocześnie rosnące koszty wydobycia krajowego węgla przy rosnących wymaganiach ochrony środowiska wymuszą stosowanie czystych ekologicznie surowców energetycznych: gazu i paliw jądrowych. Uniezależnienie się od dostawców gazu i zmian cen tego surowca wymusi poważne rozważenie opcji energetyki jądrowej. Biorąc pod uwagę te aspekty, przeprowadzone w 1997 roku przez PSE SA i Instytut Energetyki analizy określiły zapotrzebowanie na produkcję energii elektrycznej z elektrowni jądrowych w 2050 roku w Polsce na 158 TW×h rocznie w scenariuszu dolnym i 209 TW×h rocznie w scenariuszu górnym. Wytworzenie takiej ilości energii elektrycznej wymaga uruchomienia elektrowni jądrowych o mocy 22 GW w scenariuszu dolnym i 29 GW w scenariuszu górnym. Zakładając 60-letni okres eksploatacji tych elektrowni jądrowych oraz współczynnik wykorzystania 85%, przeprowadzono analizy gospodarki wypalonym paliwem z tych reaktorów. Zgodnie z dokumentem EUR (European Utility... 1995) założono wykorzystanie w Polsce reaktorów wodnych nowej generacji, z wypaleniem paliwa uranowego do 55 GWdni na tonę uranu i 50 GWdni na tonę HM w paliwie MOX, z możliwością wykorzystania w reaktorze do 50% załadunku paliwa MOX. Przeanalizowano opcję składowania wypalonego paliwa w przechowalnikach, a następnie ich ostateczne składowanie w głębokich formacjach geologicznych. Przeanalizowano również opcję przerobu wypalonego paliwa i wykorzystania odzyskanego plutonu w paliwie MOX. Zakładając stały poziom cen przeprowadzono oszacowania kosztów gospodarki wypalonym paliwem w obu opcjach przy stopie dyskonta 0,5 i 10% w przeliczeniu na 1MW×h sprzedanej energii elektrycznej (wykorzystanie na potrzeby własne i poziom strat w sieci - 15%). Koszt gospodarki wypalonym paliwem bez przerobu wynosi od 2 do 4 zł/MW×h, natomiast w opcji przerobu wypalonego paliwa od 8 do 12 zł/MW×h (poziom cen 1998 rok). Wykazano, że wzrost stopy dyskonta prowadzi do zmniejszenia kosztów gospodarki wypalonym paliwem reaktorów energetycznych. W referacie przedstawiono wyniki analiz radioaktywności, energii promieniowania oraz radiotoksyczności wypalonego paliwa w porównaniu z naturalnymi pierwiastkami radioaktywnymi znajdującymi się w środowisku. Wykazano, że po 1000-letnim okresie "studzenia" wypalonego paliwa wielkości te są zbliżone do odpowiednich parametrów promieniowania naturalnego środowiska. Wykazano także - wbrew rozpowszechnionej opinii - że wykorzystanie uranu w reaktorze jądrowym zmniejsza bilans radioaktywności środowiska.

EN

Proposals of systematics of the methods of energy intensity analysis in national economy on the base of international comparison are given in this paper. The definitions of macroeconomic and energy quantities, which are used in energy intensity analysis are described. Differences of energy and macroeconomic data aggregations applied by international organisations are discussed in detail. Problems of obtaining comparable data as regards subject and object are reported. Definitions of new quantities useful for energy intensity analysis are presented. Conception of estimating method of energy consumption in financial expression is reported. Definitions of indices for energy intensity assesment in national economy are given. Conception of so-called structural energy intensity indices based on regression equation analysis and describing links between GDP and energy consumption is presented. Methodical problems connected with calculating annual average growth rate of macroeconomic and energy quantities and elasticity indices of energy consumption with respect to GDP are described. Methodical considerations are illustrated by calculation results for OECD countries.

Słowa kluczowe

PL

reaktor jądrowy; paliwo jądrowe; paliwo MOX; elektrownia jądrowa; uran

EN

nuclear reactor; nuclear fuel; Mox fuel; nuclear power plant

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Polityka Energetyczna
• Rocznik: 1999
• Tom: T. 2, z. 1-2
• Strony: 65--79
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Chwaszczewski S.

• Instytut Energii Atomowej, Otwock-Świerk

Bibliografia

• BAIRIOT H., VANDENBERG C., 1989 — Use of MOX fuels. Nuclear Fuel Cycle in the 1990s and Beyond the Century: Some trends and Foreseeable Problems. IAEA Technical Report 305. Vienna.
• BELL M.J., 1973 — ORIGEN — the ORNL Isotope generation and depletion code. ORNL 4628, May.
• Central Interim Storage Facility for Spent Nuclear Fuel — CLAB. Swedish Nuclear Fuel and Waste Management CO.
• CHANTOIN P.M., FINUCANE J., 1993 — Plutonium as an energy source: Quantifying the commercial picture. IAEA Bulletin Vol. 35. No 3. September 1993, s. 38.
• CHWASZCZEWSKI S., 1997___Koszty wytwarzania energii elektrycznej w elektrowni jądrowej. Materiały XI Konferencji z cyklu: Zagadnienia surowców energetycznych w gospodarce krajowej, Zakopane 5-8 październik, s. 43.
• CHWASZCZEWSKI S. i in., 1998 — Analiza wariantowa bilansów unieszkodliwiania i składowania odpadów promieniotwórczych oraz wypalonego paliwa z reaktorów jądrowych nowej generacji (w przypadku podjęcia programu jądrowego w Polsce) w latach 2010-2100. Opracowanie wykonane na zlecenie Państwowej Agencji Atomistyki w ramach Strategicznego Programu Rządowego „Gospodarka odpadami promieniotwórczymi i wypalonym paliwem w Polsce".
• Cost analysis methodology of spent fuel storage. IAEA Technical Report Series. No 361. Vienna 1994.
• CROFF G., 1983 -- ORIGEN 2 a versatile computer code for calculating the nuclide compositions and characteristics of nuclear materials. Nuclear Technology V. 62 September 1983 s. 335.
• European Utility Requirements for LWR Nuclear Power Plants. A document produced by DTN, Electricite de France, ENEL SpA, KEMA Nederland By, Nuclear Electric, Tractebel and Vereinigung Deutscher Electrizitdtwerke. Revision B. November 1995.
• JASTRZĘBSKI A., KROCHMALSKI R., STANKIEWICZ S., 1998 — Rozwój podsystemu wytwarzania energii elektrycznej w horyzoncie 2050 roku z punktu widzenia perspektywy zapotrzebowania na jądrowe źródła energii. Warszawa luty 1998 r. Opracowanie wykonane na zlecenie Instytutu Energii Atomowej w ramach Strategicznego Programu Rządowego „Gospodarka odpadami promieniotwórczymi i wypalonym paliwem w Polsce".
• JONES P.M.S., 1987— The economics of the back end of the nuclear fuel cycle. Back End of the Nuclear Fuel Cycle: Strategies nad options. Proceedings of .a Symposium, Vienna, 11-15 may 1987 IAEA, Vienna, s. 223.
• KUNSH PL., VAN STEENBERGHE TJ., DECRESSING A., 1987 — A multicriteria study on LWR fuel management in countries of the European Economics Community. Back End of the Nuclear Fuel Cycle: Strategies nad options. Proceedings of a Symposium, Vienna, 11____15 may, IAEA, Vienna, s 143.
• KWIATKOWSKI M., 1997— Scenariusz rozwoju energetyki jądrowej w Polsce do 2020 roku. Warszawa, grudzień 1997 r. Opracowanie wykonane na zlecenie Instytutu Energii Atomowej w ramach Strategicznego Programu Rządowego „Gospodarka odpadami promieniotwórczymi i wypalonym paliwem w Polsce".
• Maly Rocznik Statystyczny, 1994 s. 40.
• Nuclear energy and its fuel cycle in Japan: Closing the circle. IAEA Bulletin Vol. 35. No 3. September 1993, s. 34.
• STRZELECKI R., WOŻKOWICZ S., SZEWCZYK J., LEWANDOWSKI P., 1994 — Mapa radioekologiczna Polski. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa.