Elektrownia Bełchatów - nocna panorama zakładu. / Power Plant Bełchatów - night panorama of the plant.

"Nocne piękno energetycznego giganta"

06.08.2022

 

Rola atomu

 

Po wielu latach bez przełomu w sprawie budowy pierwszych elektrowni atomowych, ostatnie miesiące przynoszą daleko idące plany i stopniowe uściślanie założeń dotyczących wdrażania energetyki jądrowej w Polsce. Czy przyjęta strategia rozwiąże kwestie związane z bezpieczeństwem energetycznym i cenami energii dla przemysłu energochłonnego?

 

Miks energetyczny obecnie

 

Polski system elektroenergetyczny potrzebuje obecnie do około 25 GWe (25 000 MWe) mocy i należy zakładać wzrost tej wartości wynikający z rozwoju gospodarczego. Pomimo stopniowej modyfikacji miksu energetycznego w kraju rola węgla kamiennego jak i brunatnego jest w dalszym ciągu kluczowa. Węgiel kamienny jest paliwem pokrywającym zapotrzebowanie krajowe na poziomie nawet 14 GWe czyli ponad 50% wymaganej mocy w kraju. Największe elektrownie opalane węglem kamiennym to Elektrownia Kozienice o mocy 3675 MWe, która eksploatuje jeden z największych i najnowocześniejszych bloków energetycznych w Europie o mocy 1075 MWe. Drugą pod względem wielkości zainstalowanej mocy jest Elektrownia Opole posiadająca 3340 MWe w tym 1810 MWe pochodzi z dwóch bloków energetycznych nr 5 i nr 6, uruchomionych w 2019 roku. Pozostałe elektrownie o znacznej mocy powyżej 1000 MWe to Elektrownie: Jaworzno, Połaniec, Rybnik. Znaczną rolę w kształtowaniu polskiego miksu energetycznego odgrywa także węgiel brunatny. Największa w Polsce elektrownia czyli Elektrownia Bełchatów opalana jest węglem brunatnym i dysponuje mocą 5300 MWe, co odpowiada aż 20% krajowego zapotrzebowania. Zakład jest największą pod względem zainstalowanej mocy elektrownią opalaną węglem brunatnym na świecie. Największą elektrownią opalaną węglem kamiennym na świecie jest natomiast od 2017 roku Elektrownia Tuoketuo w Chinach o mocy 6720 MW. Znaczna rola bełchatowskiej elektrowni czyni z niej z jednej strony strategiczny element krajowego systemu elektroenergetycznego w budowaniu bezpieczeństwa energetycznego z drugiej jednak strony długoterminowy byt potężnego zakładu jest uzależniony od dostępności węgla brunatnego, którego złoża stopniowo się wyczerpują. Odkrywka Bełchatów wkrótce całkowicie zakończy wydobycie. Jedynym źródłem węgla będzie uruchomiona w 2009 roku Odkrywka Szczerców, której złoża także zostaną wyeksploatowane do 2036 roku a już na przełomie lat XX i XXX bieżącego wieku ich wydobycie będzie stopniowo spadać. Wszystko wskazuje, że nie dojdzie do budowy trzeciej w Bełchatowskim Zagłębiu Węgla Brunatnego odkrywki czyli Odkrywki Złoczew. Złoże niniejsze zawiera około 600 mln ton węgla brunatnego i pozwoliłoby na przedłużenie eksploatacji Elektrowni Bełchatów o około 15 lat do 2050 roku. Wojna na Ukrainie i związane z nią konsekwencje dla bezpieczeństwa energetycznego Polski wznowiły dyskusję o potrzebie powrotu do prac nad Odkrywką Złoczew, jednak w realiach polityki klimatycznej UE inwestycja wydaje się mało prawdopodobna. Ponadto rozpoczęcie wydobycia miałoby miejsce za 8-10 lat a zatem obecny moment jest ostatnim dzwonkiem do rozpoczęcia ewentualnej budowy przy założeniu ciągłości pracy Elektrowni Bełchatów z obecną mocą w dłuższej perspektywie. Plany zakładają jednak wygaszenie Elektrowni Bełchatów do 2036 roku z racji wyczerpania obecnie eksploatowanych złóż. Przez dłuższy okres czasu eksploatowana może być natomiast Elektrownia Turów, ponieważ Kopalnia Węgla Brunatnego Turów dysponuje złożami pozwalającymi na zaspokajanie potrzeb Elektrowni do 2044 roku. Elektrownia Turów posiada moc 2029 MWe i jest wyposażona między innymi w nowy blok energetyczny o mocy 496 MWe. Trzeci i najmniejszy obecnie ośrodek energetyczny bazujący na węglu brunatnym czyli Konińskie Zagłębie Węgla Brunatnego eksploatuje w oparciu o węgiel brunatny już jedynie jedną z niegdyś 3 elektrowni ZE PAK (Pątnów-Adamów-Konin). Elektrownia Pątnów jest ostatnią na tym terenie elektrownią opalaną węglem brunatnym z Kopalni Węgla Brunatnego Konin (czynne Odkrywki Tomisławie i Jóźwin). Pozostałe odkrywki w tym rejonie już zostały zamknięte, między innymi Odkrywka Drzewce we wrześniu 2022 roku. Elektrownie ZE PAK niegdyś posiadały moc nawet około 2500 MWe. Obecnie z wykorzystaniem węgla brunatnego powstaje już jedynie do 1100 MWe w Elektrowni Pątnów. Elektrownia Adamów została wyłączona i zlikwidowana natomiast Elektrownia Konin pracuje w oparciu o biomasę (2 bloki po 50 MWe). Zakończenie wydobycia węgla brunatnego na tym terenie może nastąpić nawet w ciągu zaledwie 5-6 lat. Łącznie zatem węgiel brunatny odpowiada w Polsce za moc wynoszącą około 7500 MWe czyli 30% krajowego mixu energetycznego a w ciągu 10 lat wielkość ta spadnie do około 4000 MWe, co stanowi już tylko około 16% miksu energetycznego Polski. Wzrosła w ostatnich latach rola gazu ziemnego za sprawą budowy kilku dużych bloków energetycznych opalanych gazem. Sztandarowym tego przykładem jest Elektrownia Dolna Odra opalana obecnie węglem kamiennym, która realizuje budowę dwóch bloków parowo-gazowych o łącznej mocy 1200 MWe. Duże inwestycje w moce gazowe zrealizowano także w Warszawie (PGNIG Termika EC Żerań 497 MWe), Stalowej Woli (450 MWe), Płocku (PKN Orlen 600 MWe) i Włocławku (463 MWe). Rozpoczęto już także prace przy budowie nowego bloku gazowo-parowego w Ostrołęce o mocy 754 MWe (zamiast przerwanej budowy bloku opalanego węglem o mocy 1000 MWe). Konsekwencje rosyjskiej agresji na Ukrainie ograniczają jednak perspektywy rozwoju energetyki gazowej w Polsce i nie należy zakładać dalszego dynamicznego rozwoju tego segmentu energetyki. Gaz pozwala pozyskać obecnie około 2500 MWe co stanowi około 10% mocy w Polsce. Kształtowanie się rozwoju energetyki gazowej będzie ściśle związane z cenami gazu i jego dostępnością. Obecny jego udział mimo niesprzyjających realiów wydaje się odpowiedni w roli czynnika dywersyfikacyjnego. Pozostałe źródła należą do OZE, które odpowiadają za maksymalnie około 20% miksu energetycznego. Należy jednak pamiętać, że trudno jest jednoznacznie określić udział energetyki odnawialnej w miksie energetycznym, ponieważ zakładanie mocy maksymalnej w przypadku źródeł niesterowalnych jest nieobiektywne. Elektrownie wiatrowe są w stanie w Polsce dać nawet około 7000 MWe w bardzo wietrzne dni, jednak przy niesprzyjającej tym elektrowniom aurze to już zaledwie poniżej 1000 MWe. Coraz większą rolę odgrywa także fotowoltaika – około 10 000 MWe mocy zainstalowanej.

 

Atom niezbędny?

 

Przedstawiona sytuacja w systemie wytwarzania energii elektrycznej w Polsce i perspektywy znaczącego spadku produkcji energii z węgla kamiennego i brunatnego wymuszają wdrażanie alternatywnego źródła energii, którego podstawą będzie sterowalność. Istnieją wprawdzie techniczne możliwości utrzymywania wysokich mocy np. Elektrowni Bełchatów z racji potencjału do budowy Odkrywki Złoczew a nawet budowy potężnego kompleksu energetycznego na Dolnym Śląsku w okolicach Legnicy, jednak koszty emisji CO2 i obecna polityka klimatyczna UE zdają się uniemożliwiać takie perspektywy. Jedyną szansą na długoterminową perspektywę stabilizacji w obliczu warunków geograficznych Polski, dających ograniczone możliwości energetyki odnawialnej, wydaje się zatem energetyka atomowa. Koszt wdrożenia energetyki atomowej jest wprawdzie ogromny, jednak długofalowe korzyści wynikające z niskiego kosztu późniejszego wytworzenia energii przemawiają za wyborem tego wariantu. Koszt budowy pierwszego reaktora atomowego o mocy około 1100 MWe to wydatek rzędu 40-50 mld zł. Budowa odpowiadającego mu mocą bloku energetycznego opalanego węglem to około 8-9 mld zł. Tym samym na 1 MWe mocy elektrowni jądrowej przypada wydatek inwestycyjny wynosi 50 mln zł a w przypadku 1 MWe mocy elektrowni węglowej wydatek ten to 8-9 mln zł. Należy jednak mieć na uwadze, że elektrownia atomowa nie będzie obciążona kosztami emisji CO2 – nawet około 100 EUR/tona. Tylko w roku bieżącym PGE czyli właściciel największych w Polsce elektrowni opalanych węglem zapłaci 12 mld zł opłat z tytułu emisji a zatem opłaty niniejsze w ciągu niespełna 5 lat wyniosą tyle ile budowa pierwszego reaktora. Ponadto budowa kolejnych reaktorów w elektrowni atomowej będzie już tańsza, ponieważ będą częściowo korzystać z infrastruktury wspólnej. Udowadnia to zasadność budowy elektrowni atomowych, które pozwolą wyeliminować kosztowną emisję i otrzymywać tańszą energię pozbawioną tych opłat. Budowa nowych kopalń węgla brunatnego to także wydatek kilku-kilkunastu miliardów zł. Polski system energetyczny znajduje się w momencie krytycznym, gdyż brak ściśle zaplanowanej i konsekwentnie realizowanej polityki inwestycyjnej będzie prowadził do zagrożenia bezpieczeństwa energetycznego Polski. Ostatnie lata pokazywały, że w miesiącach największej konsumpcji energii (lipiec-sierpień, styczeń-luty) system energetyczny pracował przy maksymalnym obciążeniu a sytuację ratowały między innymi rezerwowe bloki energetyczne opalane węglem, których będzie coraz mniej. Ponadto istniejące moce także wymagają okresowych remontów, które wykluczają z eksploatacji na pewien czas poszczególne bloki – wyłączenie na czas remontu jednego bloku energetycznego klasy 1000 MWe to aż 4% krajowego zapotrzebowania na moc. Decyzja o wdrożeniu energetyki atomowej wydaje się zatem niezbędnym krokiem, podjętym zbyt późno. Sytuacja Polski byłaby znacznie łatwiejsza, gdyby procesy wdrażania energetyki jądrowej były bardziej zaawansowane i pozwalały na szybsze uruchomienie pierwszych reaktorów atomowych.

 

Obecne założenia

 

Plany ogłoszone przez rząd dają perspektywę uruchomienia pierwszego reaktora atomowego w Polsce o mocy około 1100 MWe netto w 2033 roku. Dostarczy on 4 % potrzebnych w kraju mocy. Pierwsza elektrownia jądrowa ma powstać na Pomorzu w Lubiatowie-Kopalinie. Zakład ma się składać docelowo z 3 reaktorów AP1000 o łącznej 3300 MWe netto. Tym samym zakończenie budowy elektrowni, które planowane jest na 2037 rok, pozwoli na zastąpienie np. 62% obecnej mocy Elektrowni Bełchatów. Czynnikiem przemawiającym za wybraną lokalizacją jest bliskość dostępu do wody z Morza Bałtyckiego, co kształtuje bezpieczeństwo elektrowni pod kątem jej chłodzenia. Przygotowywany jest obecnie projekt drogi do miejsca budowy, która połączy elektrownię z drogą ekspresową S6. Nowa droga uporządkuje kwestie komunikacyjne, które także przekładają się na bezpieczeństwo Zakładu i sprawność jego budowy. Technologię do budowy elektrowni dostarczy amerykańska Firma Westinghouse. Wybór amerykańskiego partnera wydaje się dobrą decyzją w obliczu roli USA w budowie bezpieczeństwa Polski nie tylko w aspekcie energetycznym (dostawy gazu LNG) ale także militarnym, co nie jest bez znaczenia w tego typu inwestycji. Plany budowy elektrowni atomowych idą jednak znacznie dalej. Druga Elektrownia atomowa może powstać w Pątnowie, gdzie obecnie mieści się wspomniana wcześniej Elektrownia Pątnów opalana węglem brunatnym. Wybór tej lokalizacji wynika między innymi z energetycznych tradycji regionu a tym samym szeregu specjalistów z branż związanych z energetyką. Ponadto ma także miejsce rozbudowana infrastruktura energetyczna oraz zbiorniki wodne, także te powstające w miejscach byłych odkrywek. Czynnikiem finansowym jest możliwość potencjalnego zaangażowania w inwestycję Grupy ZE PAK. Elektrownia miałaby posiadać początkowo 2 reaktory o mocy około 1400 MWe z możliwością rozbudowy o kolejne 2 jednostki do 2043 roku. Elektrownia zatem pozwoliłaby najpierw na produkcję energii na poziomie, przewyższającym łącznie 3 elektrownie Zagłębia Konińskiego w szczytowym okresie produkcji. Moc ta jednak będzie osiągnięta dopiero w II połowie lat 30. Dostawcą technologii ma być koreańska Firma KHNP mająca ogromne doświadczenie w realizacji elektrowni atomowych w Korei Południowej, gdzie chociażby ze względu na sąsiedztwo Korei Północnej bezpieczeństwo w energetyce jądrowej stanowi absolutny priorytet. Nieznana jest jeszcze natomiast lokalizacja trzeciej elektrowni atomowej, która ma powstać w centralnej Polsce. Wydaje się, że w przypadku porzucenia planów budowy Odkrywki Złoczew, mogą być brane pod uwagę okolice Bełchatowa, gdzie stopień rozbudowy infrastruktury i ilość specjalistów z zakresu energetyki stanowi potencjał do transformacji energetycznej tych terenów. Zalanie największej odkrywki Bełchatów uczyniłoby z niej potężny zbiornik wodny, który mógłby stanowić rezerwuar wody chłodzącej reaktory. Elektrownia ruszyłaby jednak w pełni blisko dekadę po wyłączeniu obecnej Elektrowni Bełchatów. Zagłębie Bełchatowskie ma dobre połączenie z racji bliskiego przebiegu autostrady A1 północ-południe, co powinno być dodatkowym atutem w aspekcie transportowo-komunikacyjnym. Obecnie nie jest jeszcze znana moc niniejszej elektrowni. Łącznie 3 elektrownie atomowe w Polsce mogą dać około 10 GWe, co będzie stanowić do 30% miksu energetycznego Polski, której rozwijająca się gospodarka prawdopodobnie będzie zwiększać zapotrzebowanie na energię. Czy to dużo? Rodzi się pytanie, jak będzie tworzone pozostałe 60-70% miksu energetycznego. Jeszcze większym wyzwaniem będzie okres lat 2025-2035, kiedy tempo likwidacji sterowalnych źródeł energii stopniowo będzie narastać. Niewątpliwie odpowiedzialna transformacja w perspektywie nawet ćwierć wieku powinna uwzględniać stabilizującą rolę węgla, pozwalającego na reagowanie w przypadku ryzyka niedoborów energii w systemie. Około 5000 MWe obecnego miksu energetycznego tworzą bloki energetyczne uruchomione w ostatnich latach i mające kampanie eksploatacyjne założone na około 30 lat (Jaworzno, Opole, Turów, Kozienice), które pozwolą jeszcze w długiej perspektywie nawet do 2045-2050 roku pełnić swoją rolę o ile będą zaopatrzone w paliwo. Powodzenie kształtowania roli OZE jako stabilnego źródła w miksie energetycznym będzie zależne przede wszystkim od rozwoju technologii magazynów energii.

 

Subiektywne spojrzenie

 

Rola energetyki jądrowej wydaje się kluczowa jednak pozostaje problem zapewnienia odpowiedniego poziomu mocy w Polsce do czasu osiągnięcia przez planowane Elektrownie jądrowe. Perspektywa pełnego uruchomienia około 10 GWe dopiero na początku lat 40. stawia Polskę w niełatwej sytuacji i jest skutkiem wieloletnich zaniedbań i bezwładu organizacyjnego. Plany wyłączenia między innymi 4 GWe mocy w Elektrowni Bełchatów budzą obawę o zaspokojenie potrzeb krajowej gospodarki w sterowalne źródła energii. Sytuacja niniejsza powinna skłonić decydentów do pilnej modyfikacji założeń, szczególnie w kwestii odkrywki Złoczew, która pozwoliłaby przedłużyć żywotność największej krajowej Elektrowni do czasu osiągnięcia pełnej mocy elektrowni jądrowych. Elektrownia Bełchatów powinna być z racji swojej mocy traktowana jako „energetyczny bezpiecznik”, ponieważ odpowiada za aż 20% produkcji energii w Polsce i jest źródłem w pełni sterowalnym. Decyzja o budowie Odkrywki Złoczew w obliczu wojny na Ukrainie jest konieczna z racji ograniczonej możliwości wykorzystania energetyki gazowej w roli źródła przejściowego. Górnicy z Bełchatowa domagają się specustawy, która umożliwiłaby budowę Odkrywki Złoczew. Inicjatywę w tej sprawie podejmuje Krajowa Sekcja Górnictwa Węgla Brunatnego NSZZ Solidarność. Rezygnacja ze Złoczewa odbije się na cenach energii, bezpieczeństwie energetycznym Polski i możliwości rozwoju polskiej gospodarki a szczególnie przemysłu energochłonnego. Patrząc na kwestię energetyki z perspektywy hutnika należy analizować sytuację branży właśnie przez pryzmat dostępności taniej energii, która warunkuje możliwość transformacji hutnictwa pod kątem redukcji emisji CO2. Energetyka jądrowa stanowi drogę do produkcji akceptowalnej cenowo energii, jednak nim zostanie wdrożona, trzeba zapewnić hutom niezbędną energię elektryczną, której konsumpcja w hutnictwie będzie wbrew pozorom intensywnie rosła (huty surowcowe będą modernizowane między innymi w kierunku zakładów z instalacjami redukcji bezpośredniej i elektrycznym wytopem stali).

 

Fotografia przedstawia Elektrownię Bełchatów nocną porą. Upalnego wieczora udałem się razem z Łukaszem Wiewiórą na nocną dokumentację bełchatowskiej elektrowni i kopalni. Więcej ujęć w przyszłości 😉 Chociaż widoki były wspaniałe to ja czułem się fatalnie a jak się okazało kolejnego dnia, Covid rozłożył mnie na dobre 😛

Done