Πυρηνική Ασφάλεια: Νέες Γενιές Αντιδραστήρων

Transcript

1 ΤΕΕ/ΤΚΜ Πυρηνική Ενέργεια. Λύση για την κλιματική αλλαγή ή απειλή στο περιβάλλον; Θεσσαλονίκη, 9 Δεκεμβρίου 2009 Πυρηνική Ασφάλεια: Νέες Γενιές Αντιδραστήρων Γιώργος Γιαδικιάρογλου (George Yadigaroglu) Ομότ. Καθηγητής Πυρηνικής Τεχνολογίας Πολυτεχνείο Ζυρίχης Παρουσίαση: Ν. Κατσαρός ΕΚΕΦΕ «ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ» Ο Ο 1/32

2 Ευχαριστίες και συγνώμη για την απουσία Ευχαριστώ θερμά τους οργανωτές της Ημερίδας για την πρόσκληση τους και λυπάμαι πάρα πολύ που δεν είμαι παρών. Δυστυχώς, αναπάντεχα, μια ξαφνική σοβαρή κρίση υγείας στην οικογένεια μου, στην Ελβετία, μου το απαγόρευσεα ε Είμαι υπόχρεος στον Ν.Κατσαρό που είχε την καλοσύνη να καλύψει το καινό 2/32

3 Ανάγκη για διάλογο Το 2008 η Επιτροπή Ενέργειας της Ακαδημίας Αθηνών συγκρότησε 15μελή μ ή Ομάδα Εργασίας Ελλήνων ειδικών για να μελετήσει το θέμα Πυρηνική Ενέργεια και Ενεργειακές Ανάγκες της Ελλάδος. Το βιβλίο των Πρακτικών κυκλοφόρησε τον Μάρτιο του Οι μοναδικές εισηγήσεις της ΟΕ ήταν: Διοργάνωση, από κυβερνητικούς και μη-κυβερνητικούς φορείς, διαλόγου για την ένταξη ή μη της πυρηνικής ενέργειας στον ελληνικό χώρο. Θεώρηση από τους αρμοδίους κρατικούς φορείς ένταξης της πυρηνικής επιλογής στον μακροχρόνιο ενεργειακό σχεδιασμό της Ελλάδος. Ακόμα και αυτές οι δύο (μετριοπαθείς) φράσεις δημιούργησαν σάλο στους κύκλους και στα ΜΜΕ που δογματικά αντιτίθενται σε κάθε διάλογο 3/32

4 Ανάγκη για διάλογο Σε αυτό τον χώρο, κάτω από την αιγίδα του ΤΕΧΝΙΚΟΥ ΕΠΙΜΕΛΗΤΗΡΙΟΥ ΕΛΛΑΔΟΣ ΤΚΜ θα μπορούσε να γίνει μια ανταλλαγή απόψεων και ένας πραγματικός διάλογος όχι μεμονωμένοι μονόλογοι με βάση σοβαρά και τεκμηριωμένα τεχνικά στοιχεία, - χωρίς να παραβλέψουμε όμως και τις κοινωνικές, πολιτικές, τοπικές ιδιορρυθμίες, απόψεις και σκοπιές αλλά αποφεύγοντας τις δογματικές τοποθετήσεις Το εύχομαι και εύχομαι καλή επιτυχία 4/32

5 Περιεχόμενα Έχετε ήδη ακούσει για τις τέσσερις γενιές αντιδραστήρων Η παρουσίασή μου θα εστιαστεί στις γενιές ΙΙΙ και ΙV 5/32

6 "Τρίτη γενιά" : ανάπτυξη/κατασκευή στο εγγύς μέλλον Εξελιγμένοι (Evolutionary), κυρίως αντιδραστήρες ελαφρού ύδατος ALWRs (με κλασσικά αλλά βελτιστοποιημένα, πολλαπλά, υπεράριθμα συστήματα ασφάλειας ) 6/32

7 EPR με ενεργά συστήματα επείγουσας ψύξης (ECCS) Αντιδραστήρας πεπιεσμένου ύδατος: Φινλανδία, Γαλλία, Κίνα, (ΗΠΑ) 7/32

8 EPR υπό κατασκευή στήν Φινλανδία 8/32

9 "Τρίτη γενιά + " για ανάπτυξη στο εγγύς μέλλον Passive ALWRs (αντιδραστήρες ελαφρού ύδατος με απλοποιημένα,, παθητικά συστήματα ασφάλειας) 9/32

10 Προχωρημένοι ΑLWR με παθητικά συστήματα επείγουσας ψύξης της καρδιάς και του περιβλήματος ασφάλειας Αντικατάσταση των ενεργών συστημάτων (αντλίες, γεννήτριες, ) με παθητικά συστήματα που βασίζονται για τη λειτουργία τους σε φυσικές δυνάμεις: βαρύτητα, αποθηκευμένη ενέργεια, παθητική απόρριψη θερμότητας στο περιβάλλον, Εξίσου καλή η καλύτερη ασφάλεια με πολύ σημαντική απλοποίηση του όλου συστήματος 10/32

11 Παράδειγμα: Ρήγμα του πρωτεύοντος κυκλώματος ψύξης του AP1000: Core Make-up Tank (CMT) Principle of CMT: the top of the tank is connected to the primary system by a pressure equalization line; gravity injection of coolant into the RPV at any pressure is made possible. 11/32

12 Παράδειγμα: Παθητική ψύξη του περιβλήματος ασφάλειας Passive Containment cooling AP1000 Cooling of the containment from outside by natural circulation, aided initially by a water spray 12/32

13 Το εργοτάξιο του ΑΡ1000 στο Sanmen στην Κινα 13/32

14 Το εργοτάξιο του ΑΡ1000 στο Sanmen στην Κινα 14/32

15 H πιθανότητα πυρηνικών ατυχημάτων (τήξη του πυρήνα συνεχώς μειώνεται) ) 15/32

16 Αντιδραστήρες τέταρτης γενιάς 16/32

17 Μακροχρόνιος σχεδιασμός: Generation IV have agreed on a framework for international cooperation in research for an advanced generation of nuclear energy systems, known as Generation IV. Deployment before /32

18 Τα έξη συστήματα Generation IV 18/32

19 Πρωτεύοντες στόχοι Generation IV Systems Sustainability / αειφορία Economics / οικονομία Safety and Reliability / ασφάλεια και αξιοπιστία Proliferation Resistance and Physical Protection ti / μη εξάπλωση πυρηνικών όπλων και φυσική προστασία 19/32

20 Παρένθεση: προσωπική αφελής ερώτηση «Πρωτεύοντες στόχοι Generation IV Systems: (2) οικονομία» Γιατί πρέπει οι πυρηνικές εγκαταστάσεις να είναι εμπορικά συναγωνίσημες με τις συμβατικές (ορυκτά ά καύσιμα) ) όταν διαθέτουμε επιδοτήσεις της τάξης μεγέθους του 0.50 EUR/kWh για γα φωτοβολταϊκα συστήματα (που δυστυχώς, έτσι κι αλλιώς, έχουν μηδαμινή επίδραση στην συνολική ηλεκτροπαραγωγή αν και δεν θέλουμε να το πιστεύουμε) Όταν μια αύξηση του κόστους της kwh της τάξης μεγέθους του λεπτού του Ευρώ ανά kwh θα μπορούσε να αυξήσει την ασφάλεια των σημερινών και μελλοντικών πυρηνικών αντιδραστήρων (π.χ. με απλή μείωση της ισχύος, kw ανά λίτρο όγκου πυρήνα) 20/32

21 Στόχοι: παραδείγματα - δευτερεύοντα κριτήρια Βελτιστοποίηση της χρήσης του καυσίμου Ελαχιστοποίηση των καταλοίπων Ελαχιστοποίηση του κόστους λειτουργίας ζωής (συμπεριλαμβάνειλ το κόστος των κατάλοιπων και της αποξηλώσεως) Παραδεκτό οικονομικό ρίσκο (για τους επενδυτές) Ασφάλεια και διαθεσιμότητα Πολύ μικρή πιθανότητα τήξης της καρδιάς + Απάλειψη της ανάγκης απομάκρυνσης πληθυσμού σε περίπτωση ατυχήματος Αντοχή στη διασπορά (υλικά) και φυσική προστασία κτλ 21/32

22 Παράδειγμα: VHTR: τεχνολογία "γραφίτης-ήλιο" αλλά για πολύ υψηλές θερμοκρασίες (1000 C) : παραγωγή Η 2 22/32

23 Tο καύσιμο HTR-VHTR Diameter 1 mm 23/32

24 Το ενεργειακό πρόβλημα και οι προσφερόμενες λύσεις Εξοικονόμηση/βελτιστοποίηση: τα περισσότερα σοβαρά σενάρια προβλέπουν αύξηση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας Ανανεώσιμες ενέργειες Ορυκτά καύσιμα και απομόνωση, αποθήκευση του CO 2 (sequestration) Πυρηνική ενέργεια 24/32

25 Η "αναπόφευκτη" άμεση και μεσοπρόθεσμη λύση Για να μειωθούν τα ατμοσφαιρικά επίπεδα του CO 2 : Ανυπαρξία άλλης πλήρους λύσης η εξοικονόμηση ενέργειας - η καλύτερη λύση - σκοντάφτει σε κοινωνικά και πολιτικά εμπόδια η εισαγωγή των ανανεώσιμων πηγών είναι βραδεία, ακριβή και περιορισμένη Carbon sequestration είναι μια μακρινή, αβέβαιη, ακριβή και προσωρινή λύση (εξάντληση των ορυκτών καυσίμων) η σύντηξη δεν θα είναι έτοιμη πριν πολλά χρόνια όταν / εάν πραγματοποιηθεί θα είναι μια πολύπλοκη τεχνολογία οι αναπτυσσόμενες χώρες δεν είναι διατεθειμένες να κάνουν ενεργειακές θυσίες Πρέπει να μειωθούν ακόμα τα residual risks της πυρηνικής τεχνολογίας (που υπάρχουν όμως και αλλού). Αντί να την αντιπαλεύουν, οι ενάντιοι θα έπρεπε να δρουν σε αυτή την κατεύθυνση (άλλη μια αφελής πρόταση) ) 25/32

26 Και μια τελική διαπίστωση Η ΕΕ επιβάλλει μέτρα αντιμετωπίσεως του φαινομένου του θερμοκηπίου Οι κυβερνήσεις πολλών κρατών μελών αναγγέλλουν πολιτικά ευπρόσδεκτα (politically correct) μέτρα και μεγαλεπήβολα προγράμματα (στα οποία πιστεύουν πολύ λίγο) Όλος ο κόσμος χαίρεται και είναι ευχαριστημένος Η σκληρή πραγματικότητα είναι πώς στην ΕΕ συνεχίζουμε να χτίζουμε και να προγραμματίζουμε σταθμούς φυσικού αερίου ή ακόμα και άνθρακα (στη Γερμανία) με πολύ μικρή συμμετοχή των ανανεώσιμων πηγών 26/32

27 Κυότο και πραγματικότητα: σταθμοί υπό κατασκευή στην Ευρώπη χ 1/3 χ 1/3 Πηγή VGB, Έκθεση Πεπραγμένων, 2007/ /32