Ruski pritisk na evropsko jedrsko energijo - Energetsko svetovanje ZaEnSvet

Ta članek temelji na poročilu Patricije Lorenz z naslovom “Ruski pritisk na evropsko jedrsko energijo” oz. “Russian grip on EU nuclear power“, napisanem za Dunajskega varuha človekovih pravic za varstvo okolja[1]. Objavljen je bil v reviji Nuclear monitor št. 902, 11. november 2022. S tem je razgaljeno ozadje taksonomije.

Uvod

Ko je Rusija februarja 2022 napadla Ukrajino, je hitro prisilila druge evropske države, da ponovno preučijo svoj odnos do uvoza ruske oskrbe z energijo in do ruske energijske odvisnosti. Poslanci Evropskega parlamenta so 7. aprila 2022[2] zahtevali popoln embargo na rusko nafto, premog, plin in jedrsko gorivo. Glede plina so bile težave, saj so bile številne EU države, zlasti Nemčija in Avstrija, zelo odvisne od ruskega uvoza za oskrbo z energijo. Pri nafti je bila EU uspešnejša. Prepoved uvoza surove nafte in naftnih derivatov je Svet sprejel 3. junija 2022[3].
Jedrska energija je ostala nekoliko izven pozornosti. Četrtino evropske električne energije proizvajajo jedrske elektrarne in jedrska energija v Evropi je močno odvisna od ruskega uvoza, strokovnega znanja, vzdrževanje in delovanje. To je vse prek Rosatoma, ruskega podjetja v državni lasti, ki je vodilno na trgu v industriji jedrske energije, vredni 500 mrd €. Ta članek opisuje Rosatom, njegove povezave z EU in evropskimi državami članicami ter ugiba, ali ga je mogoče zlahka nadomestiti.

Rosatom

Rosatom Holding je ustanovil Vladimir Putin leta 2007. To je gospodarska in politična moč, s katero je treba računati. Glede na Rosatomovo spletno stran vključuje korporacija približno 300 podjetij in organizacij, ki zaposlujejo skupno delovno silo več kot 290.000 zaposlenih[4]. Naslednja shema kaže, da prek hčerinskih družb Rosatom zajema celoten “cikel jedrskega goriva” jedrske industrije, od rudarjenja in bogatenja do gradnje, vzdrževanja in razgradnje.

Rosatom in lobiranje

V nedavnem poročilu je Greenpeace očital Rosatomu obsežno lobiranje v EU za ugodno zakonodajo. Velik del tega je očitno lobiranje za vključitev jedrske energije v politiko taksonomije EU za označevanje zelenih naložb [6].

Babuške, od leve k desni : Vladimir Putin; Viktor Žubkov, predsednik *Gazprom*; Torben Brabo, predsednik *Gas Infrastructure Europe*; Dawn Summers, predsednica *GasNaturally*; Ursula Von Der Leyen, predsednica *Evropske komisije*

Gorivo

Rosatom zdaj proizvaja skoraj 20 odstotkov svetovnega jedrskega goriva – kar zagotavlja pomemben tok prihodkov za Moskvo, tako kot fosilna goriva. Po podatkih letnega poročila za leto 2020 je Rosatom proizvedel več kot 1.000 ton težke kovine (tHM) jedrskega goriva in 7.100 ton urana. Hčerinsko podjetje Rosatom, ki je odgovorno za celotno dejavnost z gorivom, se imenuje TVEL.

TVEL je dobavitelj jedrskega goriva za serijo reaktorjev VVER, iz katere izhajajo vsi reaktorji ruske konstrukcije. Uporabljajo drugačno gorivo kot na zahodu projektne jedrske elektrarne. S tem ustvarjajo hudo odvisnost za tiste države, ki še vedno uporabljajo jedrske elektrarne iz komunističnih časov Sovjetske zveze. Položaj za starejše enote VVER-440 se razlikuje od večje in novejše serije VVER-1000, saj v tem trenutku ne more noben zahodni dobavitelj zagotoviti goriva za manjše jedrske elektrarne.

Westinghouse še razvija gorivo za VVER-440. Leta 2021 je bila med Energoatomom in Westinghousom podpisana pogodba o razvoju in dostavi dokumentacije za izdajo dovoljenj za sklope goriva, ki primerna za reaktorje VVER-440. po navedbah Energoatoma pričakujejo prvo polnitev goriva Westinghouse v ukrajinski jedrski elektrarni VVER-440 Rovno-2 leta 2024. To se seveda lahko spremeni zaradi sedanjih vojnih razmer; glede drugih operaterjev VVER-440 je vprašanje, ali je za Westinghouse komercialno in tehnično mogoče proizvajati gorivo za nekaj reaktorjev VVER-440 goriva z različnimi značilnostmi.

Nekatere države (Ukrajina, Bolgarija, Češka) so že začele iskati zahodne dobavitelje, vendar je Westinghouse edini, ki že dobavlja sklope goriv za VVER-1000. Poleg tehničnih težav z nadomestnim gorivom, kar se je zgodilo v zadnjih desetletjih, je jasno, da Westinghouse ne bo mogel oskrbeti velikega števila novih odjemalcev z zahtevanim gorivom. Westinghouse bo najprej moral zgraditi nove proizvodne zmogljivosti. Kratkoročne rešitve niso verjetne, nekateri voditelji EU pa so začeli pozivati k embargu tudi na jedrsko gorivo ruskih državnih podjetij.

Češka republika

Češka republika se namerava izogibati ruski odvisnosti. To dokazuje njihov javni razpis za novo jedrsko elektrarno, ki ne dovoljuje ruske ali kitajske ponudbe. Od začetka vojne v Ukrajini so Čehi že tretjič prejeli dobavo jedrskega goriva iz Rusije. To je bilo tako nujno, da je bilo treba sredi vojne v Ukrajini začasno ukiniti prepoved letov ruskih letal v zračnem prostoru Evropske unije. ČEZ, upravljavec obratov Temelín in Dukovany, je pojasnil, da so to bile zadnje od načrtovanih dobav. ČEZ je tudi obvestil javnost, da ima Temelín trenutno dovolj goriva za dve leti, in Dukovany za tri leta.
Njihova pogodba s TVEL poteče čez dve leti in je ne nameravajo podaljšati.

Ukrajina

S svojo floto 13 enot VVER-1000 in 2 enot VVER-440 je Ukrajina dosledno vodila pri iskanju nadomestnih dobaviteljev za gorivo od TVEL in prikazovala realne možnosti dobav v zapletenih pogojih. Razvoj prvega goriva Westinghouse za VVER-1000 za dostavo Ukrajini se je začel leta 2001. Vendar so se po več tehničnih težavah morali vrniti na dobavo goriva k TVEL. Po pridružitvi Krima Rusiji leta 2014 je Ukrajina ponovno zagnala diverzifikacijo goriva. Westinghouse je bil sposoben zagotoviti izboljšano zasnovo – Robust Westinghouse Fuel Assembly (RWFA). Zamenjava na Westinghousova goriva je počasna. Po pogodbi iz leta 2018 naj bi TVEL še naprej oskrboval devet od petnajstih ukrajinskih jedrskih obratov. Šele leta 2025 bi jedrska elektrarna Rivne-3 VVER-1000 lahko v celoti deloval na ameriško jedrsko gorivo.
Ukrajina namerava od družbe ZDA prejeti tudi VVER 440-gorivo. Leta 2021 je bila med Energoatom in Westinghousom podpisana pogodba o razvoju in dostavi dokumentacije o licenciranju za sestave goriva, ki ustrezajo reaktorjem VVER-440. Prva polnitev goriva Westinghouse v ukrajinski jedrski elektrarni VVER-440 bo po navedbah Energoatoma leta 2024 na Rivne-2. Vendar je bila pričakovana že za leto 2022.

Bolgarija

Bolgarija ima dve enoti VVER-1000, ki delujeta na lokaciji Kozloduj. Bolgarija se je začela pripravljati na zamenjavo pred tremi leti. Po mnenju bolgarskih strokovnjakov bo nova dobava Westinghouse goriva potrjena, vendar bodo potrebni testi potekali 2-3 leta, novo gorivo pa še vedno potrebuje dovoljenje za obratovanje. V začetku leta 2021 je bila med bolgarsko vlado in Westinghousom podpisana pogodba o varnostni oceni jedrskega goriva Westinghouse kot dodatka h gorivu iz ruskega izvora za 1.000-MW Kozloduy-5. Kakor koli, TVEL ima pogodbo za dobavo goriva v Kozloduy-5 in -6 do leta 2025.

Finska

Po invaziji v Ukrajino so poročali, da se je Finska odločila, da Rosatom izloči iz gradnje njihove nove jedrske elektrarne Hanhikivi. Za zdaj se sicer zdi, kot se je 25. marca 2022 izrazil finski operater jedrske elektrarne Fortum AGM37, da nameravajo ostati s TVEL (podjetje Rosatom), kot je predvideno v pogodbah do 2027 in 2030.

Slika 2: Največji proizvajalci na trgu naravnega urana v 2020[7]

Slovaška

Slovaška je dober primer popolne odvisnosti. Trenutno je slovaški gospodarski subjekt “Slovenské elektrárne” upravljavec štirih enot reaktorjev VVER-440, ki zagotavlja več kot 50 % slovaške elektrike. Ta tip reaktorja deluje z gorivom, ki ga lahko dostavi le rusko podjetje TVEL. Slovaška ni upoštevala opozorila institucij EU, ki so ves čas predlagale alternativne dobavitelje goriva. Namesto tega je Slovaška nadaljevala gradnjo dveh dodatnih enot VVER-440 (Mochovce 3 & 4).

Slovaška ne poroča, če si prizadeva za iskanje drugih dobaviteljev jedrskega goriva. Razloga bi lahko bila, da za enote VVER-440 ne obstajajo alternativni dobavitelji goriva, obstoječa infrastruktura za izdajanje dovoljenj za novo gorivo – Jedrski regulator in TSO – pa očitno ni dovolj sposobna. Posledično bi lahko podaljšali čas, ki je potreben za uporabo novega goriva, do deset let. Domnevamo, da Slovaška najverjetneje lobira pri drugih državah članicah in Evropski komisiji za ohranjanje ruskega jedrskega goriva, kljub sedanji vojni, vojnim zločinom in zločinom proti človeštvu, ki jih je zagrešila ruska vojska v Ukrajini.

Madžarska

Zdi se, da bo Madžarska obdržala Rosatom v svojem novem projektu VVER-1200 Paks-2, ki naj bi začel delovati leta 2025, vendar bo predvidoma začel obratovati leta 2030. Obstajajo načrti za podaljšanje življenjske dobe svojih 4 starejših reaktorjev VVER-440, ki jih bo še naprej oskrboval TVEL.

Zamenjava Rosatoma v rudarstvu in predelavi

Da bi razumeli, zakaj ruskih dobav jedrskega goriva v evropske države ni mogoče preprosto nadomestiti z uvozom recimo avstralskega urana, je treba razumeti, da je gorivo specifično za tipe reaktorjev in da so različne proizvodne faze na voljo le v omejenem obsegu v nekaterih državah, to so lahko ozka grla. Približno 40 % urana, uvoženega v EU, je iz rudnika Rosatom ali iz Kazahstana, ki politično velja za zaveznika Rusije. Nekateri rudniki v Kazahstanu so v lasti ali solasti ruskih podjetij.

Zadnji evropski rudnik urana Rožná na Češkem je bil zaprt leta 2017. Vendar si je vlada pridržala možnost, da ponovno odpre druge rudnike, kot je Brzkov. Brzkov ima kapaciteto 3000-4000 tU, okoli 300 m globoko; državno podjetje Diamo je dejalo, da bo za odprtje rudnika potrebovali šest do sedem let; lokalni odpor je velik.

V Španiji je bil projekt Salamanca v pripravi in bi lahko 14 let proizvajal po 4,4 milijona funtov (Mlbs) koncentrata urana letno. A to je bilo pred kratkim preklicano.

Podobno se rudarski projekt Kvanefjeld ni začel, potem ko je grenlandski parlament leta 2021 sprejel predlog zakona o prepovedi raziskovanja in rudarjenja urana.

Cena urana ima za upravljavca jedrske elektrarne manjšo vlogo, vendar je odločilna pri odpiranju ali širitvi rudnika urana. Primer tukaj so ZDA, kjer je bil dramatičen upad proizvodnje urana od leta 2016 do 2018 zaradi nizkih tržnih cen. Obenem so ameriška podjetja začela uvažati cenejši uran iz Rosatoma; do marca 2022 je bila odvisnost tako velika, da so močno lobirali, da bi Beli hiši preprečili prepoved uvoza; to se lahko razveljavi.

Pretvorba in obogatitev

Ruski Rosatom s številnimi podružnicami je bil vodilni na trgu v jedrski industriji. Rusija ni gradila jedrskih elektrarn zgolj doma, ampak je tudi uspešno zaključila svoje projekte jedrskih elektrarn (Astravets-1/ Belorusija) v tujini, zagotovo z manj zamudami in manj prekoračitev stroškov v primerjavi s konkurenti. Rusija ima od leta 2009 prevlado na jedrskem izvoznem trgu in je pripravljala nove pogodbe v številnih državah.

Po vojaškem napadu na Ukrajino in posledičnih sankcijah je Finska odpovedala pogodbo z Rosatomom. Madžarska in Turčija nista pokazali, da bi nameravali prekiniti svoje pogodbe z Rosatomom glede njihovih prihodnjih projektov.

Trenutno so poleg Rusije še 4 države, možne proizvajati reaktorje, ki bi jih lahko izvažali, vendar ima vsaka od njih svoje težave.

EPR/Francija

Francoska jedrska industrija, ki jo običajno razumejo kot močno vejo, je zelo precenjena. Tu je vprašanje potenciala francoske jedrske industrije za nadomeščanje starih reaktorjev, ki jih je ali jih je morda dobavil Rosatom. Edini evropski reaktor na trgu, ki ga je razvila državna energetska družba EDF, je EPR-1600 MW, ki se je pred 20 leti imenoval vodilni v jedrski renesansi. Vendar je ta reaktor generacije III+ neslavno v težavah, zaradi prekoračitev stroškov in zaradi zamud gradnje pri Flamanvillu 3 v Franciji in Olkiluoto 3 na Finskem.

Reaktorji EPR1600, delujoči in v gradnji.

Dve ključni težavi ovirata širitev izvoza: proizvodna zmogljivost in pomanjkljivosti v zasnovi EPR, ki so postale očitne, ko je prva EPR začela delovati na Kitajskem. To bi lahko bila glavna napaka pri projektiranju, kar vpliva na vse reaktorje EPR, težave še niso odpravljene.

Vsi novi projekti bodo vključevali razvito različico EPR, imenovano EPR2, ki naj bi bila cenejša in preprostejša za gradnjo. Francoski predsednik Macron je napovedal načrte za izgradnjo vsaj 6, morda pa 8 reaktorjev EPR2, ki naj bi postali operativni leta 2035 [8]. EDF je poljski vladi predložil predhodno, nezavezujočo ponudbo za gradnjo štirih do šestih jedrskih elektrarn EPR na Poljskem na dveh ali treh različnih lokacijah. Upajo tudi, da bodo zgradili šest EPR na lokaciji Jaitapur v državi Maharashtra v zahodni Indiji. Vse to znese potencialnih 26 novih reaktorjev EPR-2.

Lahko dvomimo o sposobnosti Francije, da od gradnje štirih EPR v zadnjih 15 letih razvije potencial zmožnosti gradnje 26 EPR. Zlasti ob upoštevanju, da mora podjetje EDF vzdrževati številne in precej stare jedrske elektrarne v Franciji, kar bo še okrepilo pritisk na obstoječe pomanjkanje usposobljene delovne sile in na drugo infrastrukturo jedrske industrije. Reaktor EPR2 seveda še ni bil testiran, njegova zasnova bi lahko vsebovala tudi pomanjkljivosti. Francija in EDF bi lahko zamenjala Rosatom, vendar pa morata odgovoriti na veliko težavnih vprašanj.

ZDA/Westinghouse

Druga možnost je novi tip reaktorja Westinghouse, AP 1000. Oglaševalo se je, da ima nove pasivne varnostne funkcije, namenjene prenašanju dogodkov tipa Fukušima. To pa bi lahko privedlo do zamudnega postopka izdajanja dovoljenj, saj evropski regulatorji nimajo izkušenj in pravne določbe za ta tip reaktorja z bolj pasivnimi varnostnimi funkcijami.

Westinghouse je obljubil, da bo odpravil slab sloves, da imajo »stroški gradnje in gradbeni urniki neposredne koristi od velikih poenostavitev predvideno z zasnovo« in zaradi posvojitve »modularnih tehnik gradnje«. Westinghouse je predvideval, da bo imel reaktor AP1000 »pospešeno časovno obdobje gradnje približno 36 mesecev, od vlivanja prvega betona do nakladanja goriva«. Vse te projekcije so se na Kitajskem spektakularno izkazale za napačne na dveh projektih, Sanmen in Haiyang, predvsem pa projekti v Združenih državah Amerike. Modularni način gradnje je povzročil prenos nekaterih težav z gradbišča v tovarne, je ugotovilo Svetovno jedrsko poročilo leta 2017.

Poleg tehničnih vprašanj mnogi opazovalci dvomijo o sposobnostih Westinghousa kot dobavitelja reaktorja. Družba Westinghouse je leta 2017 vložila predlog za reorganizacijo stečaja, ki so ga pognale obveznosti v zvezi z dvema projektoma ZDA. Novi lastnik Brookfield Business Partners je dejal, da podjetje želi ostati le dobavitelj reaktorjev in ne več gradbeni izvajalec pri projektih jedrskih elektrarn.

Kitajska

Kitajska razvija svojo jedrsko industrijo in izvoz energetskih tehnologij, kar je del pobude “En pas, ena cesta“. Odgovor na vprašanje, ali bo Kitajska nadomestila Rosatom pri gradnji jedrskih reaktorjev v Evropi, je kratek. Evropske države bodo imele preprosto preveč varnostnih skrbi, da bi kitajskemu podjetju omogočile nadzor nad takšno uvozno značilnostjo svoje energetske infrastrukture. Češka republika je pred kratkim glede tega izključila tako Rusijo kot Kitajsko iz razpisa za novo jedrsko elektrarno.

Južna Koreja

Južnokorejska energetska družba Korea Hydro and Nuclear Power (KHNP) je potrdila, da namerava sodelovati v razpisnem postopku Češke republike. Njena vodilna izvozna tehnologija je 1.345 MW APR-1400, zasnova vodnega reaktorja pod pritiskom, ki je bil doslej izvožen le v jedrsko elektrarno Barakah v Združenih arabskih emiratih. Na domačem trgu KHNP upravlja APR-1400 na Shin-Kori-3 in 4 in gradi več enot, ShinHanul-1 in 2 ter Shin-Kori-5 in 6. Vendar vse od leta 2009, ko je Južna Koreja dobila to pogodbo, s čimer je premagala Francijo, ni dobila niti ene pogodbe o izvozu reaktorja. Še pomembneje je, da APR-1400 trenutno ni priznan kot Gen III+ reaktor v Evropi.

Zaključek

Ruska državna energetska družba Rosatom je bila sestavni del evropske jedrske industrije. Zdaj, ko je Rusija napadla Ukrajino, je postala prednostna naloga EU, da zmanjša svojo rusko energetsko odvisnost. Ne bo lahko, da bi se evropske jedrske elektrarne postopno osvobodile ruske odvisnosti, zlasti če bo to treba opraviti hitro.
Zamenjava Rosatoma kot dobavitelja goriva je najtežja naloga. Glede goriva za reaktorje serije VVER-1000 bi jih lahko zamenjali, saj ameriško podjetje Westinghouse že proizvaja takšno gorivo za nekatere obrate. Velika težava predstavlja gorivo za starejše reaktorje VVER-440, saj nobeno podjetje razen Rosatoma trenutno nima strokovnega znanja za njegovo izdelavo. Sicer obstajajo načrti, vendar bodo morda potrebna leta za proizvodnjo nadomestnega goriva.

Podobno lahko rečemo za rudarjenje in predelavo urana. Izključitev Rosatoma pušča le nekaj drugih možnosti in te alternative. Spremembe proizvodnje, da bi zadostile povpraševanju, ne bodo prenagljene. Za nova podjetja je veliko negotovosti. Njihove novozgrajene zmogljivosti za rudarstvo, pretvorbo in bogatenje bodo zaman, če se kmalu konča vojna in Evropa ter ZDA ne prenehajo uvažati jedrskega goriva iz Rusije.
Možni alternativni prodajalci za nove reaktorje so zelo omejeni. Poleg običajnega gradbenega časa in prekoračevanja stroškov sta tako francoska EPR kot ameriška 1000 AP-1000 naletela na več konstrukcijskih okvar. Južnokorejski APR-1400 v Evropi ni priznan kot reaktor Gen III+. Kitajski reaktorji so izključeni iz varnostnih razlogov.