Ministerstwo Gospodarki ogłosiło we wrześniu drugą wersję "Polityki energetycznej dla Polski do 2030 r.". W tym ważnym dla naszego bezpieczeństwa energetycznego dokumencie wspomina się o możliwości budowy elektrowni jądrowej w odpowiedzi na rosnący apetyt energetyczny gospodarki, z konieczności sprostania unijnym normom emisji dwutlenku węgla do atmosfery oraz z potrzeby dywersyfikacji źródeł energii.

Energetyka jądrowa to nie tylko reaktory atomowe. To także surowce do produkcji paliwa jądrowego, a przede wszystkim problem składowania silnie promieniotwórczych odpadów głęboko pod powierzchnią ziemi. Dlatego pragnę Państwu zaproponować spojrzenie na energetykę jądrową z perspektywy geologa.

W 30 krajach 442 reaktory wytwarzają ok. 17% światowej energii elektrycznej. Dalszych 28 reaktorów jest budowanych, głównie w Azji. Największymi azjatyckimi tygrysami atomowymi są Korea Południowa i Japonia, w których odpowiednio 40 i 30% energii elektrycznej pochodzi z elektrowni atomowych. Najdynamiczniej energetykę jądrową rozwijają Chiny (10 reaktorów czynnych, 5 w budowie, a dalszych 30 jest planowanych!). Indie stały się eksporterem reaktorów jądrowych. Produkcja energii elektrycznej w amerykańskich elektrowniach jądrowych wzrosła od roku 1990 o 36%. Polska otoczona jest wianuszkiem krajów atomowych, które rozwijają energetykę jądrową, jak Czechy i Słowacja lub, mimo ogłoszenia podzwonnego dla energetyki jądrowej, zajmują w tej sprawie coraz mniej nieprzejednane stanowisko (Niemcy, Szwecja). Co powoduje, że mimo ciągle żywej pamięci o katastrofie w Czarnobylu oraz protestów części społeczeństwa, energetyka jądrowa jawi się jako interesująca propozycja zaspokojenia głodu energetycznego w wielu krajach? Zwłaszcza w państwach rozwijających się, a pamiętać trzeba, że ponad półtora miliarda ludzi nie korzysta z dobrodziejstw prądu elektrycznego. Decydują o tym zasadniczo trzy czynniki: bezkonkurencyjna wydajność energetyczna, niska cena produkowanej energii oraz brak negatywnych oddziaływań na środowisko.

Jeden kilogram uranu daje 17 tysięcy razy więcej energii elektrycznej od kilograma węgla i 12 tysięcy razy więcej od kilograma ropy naftowej. Siedmiogramowa pastylka paliwa jądrowego wytwarza energię równoważną ponad 800 kg węgla kamiennego. Osiem takich pastylek wystarcza do zapewnienia elektryczności gospodarstwu domowemu przez cały rok. Duża konwencjonalna elektrownia spala dziennie trzy pociągi węgla, podczas gdy jedna ciężarówka paliwa jądrowego zapewnia funkcjonowanie przez cały rok elektrowni o identycznej mocy.

Spalaniu węgla towarzyszy emisja dużych ilości dwutlenku węgla, odpowiedzialnego za efekt cieplarniany, a także metali ciężkich. Tymczasem, elektrownie jądrowe poza parą wodną nie emitują niczego. Paradoksalnie, narażenie radiacyjne ludności związane z promieniowaniem odpadów z elektrociepłowni węglowych jest 100 razy większe od narażenia wynikającego z normalnej pracy elektrowni jądrowej.

Prąd elektryczny wyprodukowany w elektrowniach jądrowych jest tańszy od prądu generowanego przez inne nośniki i to pomimo niezwykle wysokich kosztów budowy elektrowni atomowych. Ceny ropy naftowej i gazu ziemnego od dłuższego czasu szybują niebotycznie, podczas gdy cena uranu ma tendencję malejącą. Ponadto elektrownie mogą gromadzić zapasy paliwa jądrowego nawet na dziesięć lat, co w znacznym stopniu uniezależnia je od wahań cen na rynkach surowcowych. Skutkuje to stabilnymi i niskimi cenami. Nie dziwi, że najniższe rachunki za prąd w Europie płacą Francuzi z powodzeniem rozwijający energetykę jądrową, wytwarzającą prawie 80% energii elektrycznej. Przeciwnicy energetyki jądrowej podnoszą trzy zasadnicze argumenty: możliwość groźnej w skutkach awarii elektrowni jądrowej (syndrom Czarnobyla); ograniczone zasoby uranu oraz - ich zdaniem - nierozwiązany problem odpadów promieniotwórczych.

W sprawie bezpieczeństwa kompetentnie i uspokajająco wypowiadają się specjaliści zapewniający o bezpiecznej pracy współczesnych reaktorów, o czym zaświadczają statystyki. Od czasu katastrofy w Czarnobylu, w 1986 roku, nie odnotowano żadnej groźnej awarii w elektrowniach atomowych. Niegroźne awarie zdarzają się, ale jak twierdzi wybitny autorytet w dziedzinie bezpieczeństwa atomowego profesor Jerzy Niewodniczański "skutki są bardziej medialne niż rzeczywiste". Skupię się na dwóch pozostałych problemach, gdyż są one domeną geologii. Paliwem jądrowym najczęściej jest dwutlenek uranu wzbogacony w izotop uranu o masie 235. Surowcem do produkcji paliwa jądrowego jest ruda uranu utworzona głównie przez promieniotwórczy minerał uraninit - naturalny dwutlenek uranu. To właśnie w uraninicie Maria Curie Skłodowska stwierdziła obecność nowych pierwiastków polonu i radu. Nawiasem mówiąc słowo "promieniotwórczość" również zawdzięczamy wielkiej uczonej.

Największe złoża uranu występują w geologicznie starych formacjach piaskowcowych i innych szczególnych typach złóż, skąd uraninit wydobywany jest metodą odkrywkową, głębinową, a ostatnio coraz częściej w procesie ługowania ("wypłukiwania"). Złoża uranu eksploatuje 19 krajów. Aż jedna czwarta wydobycia przypada na Kanadę. Pozostali wielcy producenci to Australia, Kazachstan, Rosja, Niger i Namibia. Produkcja uranu nie zaspokaja potrzeb energetyki jądrowej. Reaktory atomowe na świecie wymagają rocznie około 67 tysięcy ton uranu, podczas gdy wydobywa się nieco ponad 42 tysiące ton. Różnica pokrywana jest uranem z nagromadzonych zapasów oraz z głowic jądrowych rozbrajanych głównie w USA i Rosji.

Mimo deficytu wydobywczego, energetycy jądrowi śpią spokojnie, jako że udokumentowane światowe zasoby rudy uranu (ok. 8 milionów ton) są tak duże, że nawet przy znacznym wzroście popytu na ten metal wystarczą na przynajmniej sto lat. Geolodzy wskazują, iż do odzyskania jest jeszcze dodatkowych ponad 11 milionów ton uranu w nierozpoznanych złożach. Jeśli jeszcze wziąć pod uwagę ciągłe udoskonalenia konstrukcji reaktorów jądrowych zwiększające ich wydajność, a tym samym zmniejszające ilość potrzebnego paliwa, to zasoby rudy uranu zachowawczo licząc starczą na 1000 tzw. "reaktorolat" pracy działających i budowanych reaktorów. Przyszłościowym źródłem uranu może być woda morska. Ilość uranu w światowym oceanie jest wprost gigantyczna: 4,5 miliarda ton. Jak do tej pory Japończykom udało się uzyskać z wody oceanicznej 3 kg uranu, ale kto wie jak będą wyglądały technologie wydobywcze w przyszłości? To, co jest nieopłacalne dzisiaj, jutro może stać się lukratywnym przedsięwzięciem.

Pozostaje problem odpadów promieniotwórczych. Bez wątpienia kłopotliwy. Nie chcemy, aby zdarzały się sytuacje jak ta, która miała miejsce przed laty w Laboratorium Narodowym Oak Ridge w stanie Tennessee. W laboratoryjnym stawie, do którego wlewano odpady promieniotwórcze wylęgły się radioaktywne żabki. Na szczęście w Tennessee nie ma bocianów, bo aż strach pomyśleć o dalszych konsekwencjach niefrasobliwych działań.

Paliwo jądrowe zanim trafi do reaktora nie jest szczególnie promieniotwórcze i można nim manipulować bez żadnych zabezpieczeń. Sytuacja zmienia się dramatycznie po jego wyjęciu z reaktora. Wypalone paliwo jądrowe jest tak silnie promieniotwórcze, że nieszczęśnik, który znalazłby się w jego bliskości otrzymałby śmiertelną dawkę po kilku minutach. Aktywność wypalonego paliwa szybko spada. Po 40 latach od wyjęcia z reaktora jest o 99,9% mniejsza, ale i tak niebezpiecznie duża. Ponadto paliwo wyjęte z reaktora ma temperaturę od 800 do 1200 stopni Celsjusza. Z tych względów zużyte paliwo po wyjęciu z reaktora trafia do basenu z wodą, gdzie ulega schłodzeniu. Wypalone paliwo przechowywane jest na terenie elektrowni przez okres co najmniej 50 lat. I choć ilość nagromadzonego na świecie wypalonego paliwa jądrowego, 270 tysięcy ton, w porównaniu z ilością odpadów wytwarzanych przez energetykę węglową nie jest duża, to bez wątpienia stanowią one długotrwałe zagrożenie dla środowiska i pokusę dla terrorystów (z zużytego paliwa można odzyskać pluton do produkcji broni jądrowej).

W połowie lat osiemdziesiątych kraje atomowe uznały, że najlepszym sposobem na trwałe odizolowanie odpadów od biosfery będzie ich składowanie w szczelnych i litych skałach na głębokości od 400 m do 1km. Głębokie składowiska odpadów promieniotwórczych nazwano składowiskami geologicznymi.

Składowisko geologiczne przypomina kopalnię z tą różnicą, że "urobek" jest wprowadzany do podziemnych komór składowania. Bezpieczeństwo składowiska gwarantowane jest przez system wielu barier sztucznych i naturalnych. Barierą naturalną jest skała, w której wydrążono składowisko. W zależności od budowy geologicznej krajów atomowych są to granity, sole kamienne i potasowe, skały ilaste i inne. Zasadniczym zagrożeniem dla trwałości odpadów jest woda, która mogłaby odpad rozpuścić, a rozpuszczone radionuklidy transportować na duże odległości. Dlatego wszystkie bariery mają dwa zadania: nie dopuścić do kontaktu wód podziemnych z odpadem, a gdyby jednak tak się stało i pierwiastki promieniotwórcze przeszły do roztworu, to spowolnić ich migrację do tego stopnia, żeby nie doszło do skażenia środowiska.

Na południu Nowego Meksyku koło miejscowości Carlsbad funkcjonuje głębokie składowisko odpadów promieniotwórczych w pokładzie soli potasowych. Jednak przyjmuje ono szczególny rodzaj substancji promieniotwórczych powstających w przemyśle zbrojeniowym, tak zwane transuranowce, czyli pierwiastki cięższe od uranu. Natomiast nikt jeszcze nie zbudował składowiska odpadów o dużej aktywności.

Obecnie budowane jest kontrowersyjne składowisko odpadów reaktorowych w wulkanicznych tufach góry Yucca na północny-zachód od Las Vegas. Budowa trwa już latami i pochłonęła miliony dolarów jako, że Amerykanie - jedyni na świecie - budują swoje składowisko w środowisku swobodnego dostępu tlenu atmosferycznego. Jakie to ma znaczenie? Otóż paliwo jądrowe, podobnie jak uraninit jest słabo rozpuszczalne w wodzie, jednak, kiedy znajdzie się w środowisku bogatym w tlen, uran ulega utlenieniu, a dwutlenek uranu przeobraża się w łatwo rozpuszczalne minerały pyszniące się jaskrawymi barwami. Kłopot w tym, że w czasie przeobrażenia dwutlenku uranu uwalniane są silnie promieniotwórcze pierwiastki powstałe w reakcjach jądrowych. A to jest dokładnie to, czego się boimy i czego chcemy uniknąć. Konstruktorzy składowiska bronią się, słusznie skądinąd argumentując, że bez dostępu wody, odpady promieniotwórcze nawet w warunkach utleniających będą bezpieczne. Na pustyni w Nevadzie jest sucho, a zwierciadło wód gruntowych znajduje się na głębokości trzystu metrów pod budowanym składowiskiem. Wszelako, kto zaręczy, że w przyszłości klimat w Nevadzie nie stanie się bardziej wilgotny?

Inne podejście reprezentują Skandynawowie. W Szwecji i w Finlandii, po długim namyśle wytypowano potencjalne lokalizacje składowisk geologicznych w granitach. W Szwecji w wyniku wstępnej selekcji wybrano dwa takie miejsca. Od sześciu lat prowadzono tam intensywne badania, w celu poznania najdrobniejszych detali budowy geologicznej, istotnych z punktu widzenia bezpiecznego składowania odpadów promieniotwórczych. Wkrótce zapadnie decyzja, w którym z nich rozpocznie się budowa składowiska.

W Polsce pod nadzorem Państwowej Agencji Atomistyki w ramach strategicznego programu rządowego w 2000 roku wytypowano kilka lokalizacji spełniających najbardziej podstawowe warunki bezpiecznego składowania odpadów promieniotwórczych. Spośród nich za najbardziej perspektywiczne uznano trzy złoża soli kamiennej (Damasławek, Kłodawa i Łanięta) oraz skały ilaste koło Jarocina. Polska solą stoi, a raczej na soli leży. W dużej części naszego kraju na głębokości kilku kilometrów zalegają pokłady soli kamiennej. W niektórych miejscach plastyczna sól wydźwignęła się ku powierzchni Ziemi tworząc struktury w formie słupów zwanych wysadami solnymi. Właśnie w jednym z takich wysadów solnych można by myśleć o budowie składowiska lub na południe od Jarocina, gdzie na głębokości 530 metrów zalega 200 metrowej grubości pokład skał ilastych. Zarówno sól jak i minerały ilaste mają swoje liczne zalety, ale i wady z punktu widzenia składowania odpadów. Aby stwierdzić, czy którakolwiek z tych lokalizacji nadaje się na składowisko, należy przeprowadzić szereg szczegółowych i kosztownych badań geologicznych. Niespełnienie choćby tylko jednego z wielu kryteriów bezpieczeństwa, całkowicie dyskredytuje kandydata na składowisko. Mówię o tym dlatego, że jeszcze nie zapadły żadne decyzje, co do dalszych prac rozpoznawczych, a już społeczności lokalne, skutecznie przestraszone przez media, podjęły protesty w obawie przed radioaktywnymi śmieciami. Tymczasem droga do ostatecznych decyzji jest jeszcze bardzo daleka. Sprawy nie można jednak odwlekać w nieskończoność, ponieważ w Polsce już od 50 lat gromadzono wypalone paliwo z dwóch reaktorów badawczych: "Marii" i "Ewy", z których ten pierwszy jeszcze działa.

Zasadniczym problemem składowania odpadów jest ich długowieczność. Wypalone paliwo jądrowe osiągnie poziom radioaktywności naturalnej rudy uranu po upływie około 100 tysięcy lat. I na taki diapazon czasowy projektowane są składowiska. Czy możemy z dużym prawdopodobieństwem przewidzieć ich trwałość w tak długim czasie? W tym celu tworzone są modele zachowań odpadów w składowiskach, uwzględniające przeróżne scenariusze. W bogatych krajach atomowych zbudowano podziemne laboratoria, w których symulowane są procesy, jakie mogą zachodzić w składowiskach. Wszelako nawet najbardziej wyrafinowane modele matematyczne oraz badania eksperymentalne muszą podlegać weryfikacji, tym bardziej, że często nie oddają złożoności procesów geologicznych. W sukurs przychodzą naturalne analogi, czyli obiekty przyrodnicze lub archeologiczne podobne do składowisk albo ich elementów.

Przykładem analogu są naturalne reaktory jądrowe w Gabonie, gdzie dwa miliardy lat temu w bogatej rudzie uranu spontanicznie zainicjowane zostały reakcje jądrowe, wytwarzające pierwiastki promieniotwórcze identyczne z powstającymi obecnie w reaktorach energetycznych. Odkrycie naturalnych reaktorów w 1972 roku było sensacją, ale dzisiaj są dla nas czymś więcej niż tylko ciekawostką przyrodniczą. Dostarczają cennych informacji o zachowaniu się różnych niebezpiecznych radionuklidów w środowisku przyrodniczym. Z punktu widzenia bezpieczeństwa ekologicznego reaktory naturalne zostały zaprojektowane jeszcze gorzej niż reaktory w Czarnobylu. Woda miała swobodny dostęp do naturalnego paliwa jądrowego częściowo go rozpuszczając. Ku zdumieniu badaczy okazało się, że rozpuszczone radionuklidy w ciągu dwóch miliardów lat przewędrowały, co najwyżej kilkanaście metrów. Jak to możliwe? Skutecznie zadziałały bariery mineralogiczne i geochemiczne na różne sposoby unieruchamiając uwolnione z rudy uranowej pierwiastki. Przykład ten oraz wiele innych przekonuje nas, że właściwie zaprojektowane, właściwie wykonane oraz umieszczone we właściwych skałach składowisko będzie trwałe, a tym samym zablokuje jakikolwiek kontakt odpadów ze środowiskiem na wiele tysięcy lat.

Skoro, jak zapewniają specjaliści, energetyka jądrowa jest bezpieczna, zasoby uranu zapewnią pracę reaktorów przez długi czas, a odpady mogą być składowane przez tysiące lat, to co stoi na przeszkodzie rozwojowi energetyki jądrowej w Polsce? Ewentualny brak akceptacji społecznej wywołany lękiem przed promieniotwórczością. Bez tej akceptacji nawet najbardziej ambitne i rozsądne plany rządu legną w gruzach. Przekonali się o tym Skandynawowie, kiedy w latach osiemdziesiątych podjęli próbę przeprowadzenia wstępnych badań geologicznych pod planowane składowisko odpadów promieniotwórczych. Protesty lokalnej społeczności skutecznie storpedowały zamierzenia rządu. Cierpliwa i rzetelna edukacja oraz uświadomienie ludziom konkretnych korzyści płynących dla nich z posiadania składowiska spowodowały istotny wzrost akceptacji społecznej dla budowy składowisk odpadów promieniotwórczych w wytypowanych miejscowościach. Również w Polsce nastawienie do energetyki jądrowej się zmienia. W lipcowym sondażu "Gazety Wyborczej" 48% respondentów opowiedziało się za budową elektrowni jądrowej w Polsce, ale już tylko 30% zgodziłoby się na jej lokalizację w pobliżu ich miejsca zamieszkania. Oczywistym jest, że jeśli chcemy przekonać do energetyki jądrowej naszych obywateli to musimy rozpocząć rzetelną kampanię edukacyjną z udziałem specjalistów z różnych dziedzin. A czasu nie ma zbyt wiele. Od decyzji o budowie elektrowni jądrowej do jej zbudowania upływa zwykle 10 do 15 lat. Jeszcze mniej czasu mamy na budowę składowiska odpadów promieniotwórczych. Dlatego moje wystąpienie zakończę wnioskiem, który tylko pozornie nie przystaje do głównego wątku prezentacji: najważniejsza jest edukacja. Na edukacji nie wolno i nie warto oszczędzać!