Kraje zachodnie stawiają na energię jądrową dziesiątki lat po tym, jak obawy o bezpieczeństwo wyparły ją z ich łask – tylko tyle że państwa te straciły swoją ekspertyzę na temat budowy reaktorów.
Rządy chcą, aby energia elektryczna bez emisji dwutlenku węgla pomogła w walce ze zmianami klimatycznymi i zmniejszeniu zależności od rosyjskiej ropy i gazu. Stany Zjednoczone, Francja i Chiny wspierają nową generację reaktorów, które mają być łatwiejsze w budowie i bezpieczniejsze niż wcześniejsze projekty. Inwazja Rosji na Ukrainę podsyciła poczucie pilności wprowadzenia ich do sieci.
Takie ambicje napotykają na Zachodzie poważną przeszkodę. Krajom, które zapoczątkowały erę nuklearną, brakuje menedżerów i wykwalifikowanych pracowników z doświadczeniem w budowaniu reaktorów po latach unikania energii jądrowej. Kilka fabryk już w budowie w USA i Europie jest spóźnionych o lata i przekracza miliardy w swoich budżetach. Projekty spowodowały niewypłacalność firm i ujawniły słabości amerykańskich i europejskich umiejętności w zakresie inżynierii jądrowej.
We Francji budowa najnowocześniejszego reaktora w elektrowni jądrowej Flamanville miała zakotwiczyć niezależność kraju od zagranicznych dostaw energii i produkować elektryczność przy niemal zerowej emisji gazów cieplarnianych.
Reaktor miał być gotowy do 2012 roku. Dekadę później spawacze wciąż naprawiają błędy wykryte siedem lat temu, wciskając lutownice w labirynt rur reaktora i używając robotów do naprawy ponad 100 niespełniających norm spawów w układzie chłodzenia reaktora.
„Jakość była bardzo daleka od oczekiwanego poziomu” – powiedział Julien Collet, zastępca dyrektora francuskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Jądrowego.
Georgia Power buduje dwa reaktory, jedne z pierwszych od ponad trzech dekad nowych amerykańskich jednostek jądrowych. Projekt jest opóźniony, a jego szacowany koszt przekracza miliardy dolarów. „Musieliśmy szkolić spawaczy i wszystkich innych rzemieślników na pracowników jądrowych” — powiedział Will Salters, urzędnik związkowy pracujący przy budowie zakładu Vogtle w hrabstwie Burke w stanie Georgia. „Prawie ich nie mieliśmy w kraju. Wszyscy, których mieliśmy, albo byli na emeryturze, albo odeszli”.
Zachód w dużej mierze zaprzestał budowy nowych reaktorów w następstwie wypadków jądrowych na Three Mile Island w Pensylwanii w 1979 r. i Czarnobylu w 1986 r. Nastroje antynuklearne, w tym obawy dotyczące bezpieczeństwa związane z przechowywaniem odpadów, stały się kamieniem węgielnym ruchów ekologicznych.
Katastrofy w 2011 roku w Fukushimie w Japonii jeszcze bardziej odepchnęły narody od energii jądrowej. Stany Zjednoczone zaostrzyły przepisy, a Niemcy zdecydowały się zamknąć wszystkie swoje reaktory – posunięcie, które ma zostać zakończone w tym roku.
Obawy te schodzą teraz na dalszy plan w celu spowolnienia zmian klimatycznych. Międzynarodowa Agencja Energetyczna twierdzi, że spodziewa się, że globalna moc jądrowa będzie musiała podwoić się do 2050 r., aby świat osiągnął tak zwane zero netto, w którym emisje gazów cieplarnianych są tak niskie, że mogą być całkowicie zrekompensowane przez lasy i inne naturalne sposoby pochłaniania dwutlenek węgla z atmosfery. Naukowcy twierdzą, że osiągnięcie zera netto jest niezbędne do wypełnienia porozumienia klimatycznego z Paryża, w którym wzywa się rządy do ograniczenia globalnego ocieplenia do około 1,5 stopnia Celsjusza powyżej temperatur sprzed epoki przemysłowej.
Wielka Brytania, Polska, Czechy i Holandia ogłosiły plany budowy nowych reaktorów, powiększając dziesięcioletnią europejską flotę reaktorów. Francja, która już 70% energii elektrycznej wytwarza z elektrowni jądrowych, zaczyna szkolić tysiące pracowników w zakresie rygorystycznych wymagań inżynierii jądrowej i budownictwa w ramach planu budowy do 14 nowych pełnowymiarowych reaktorów i innych mniejszych .
Francja niedawno zamknęła 12 swoich reaktorów z powodu nieoczekiwanej korozji rurociągów reaktorów, przez co kraj w większym stopniu polega na zasilanej gazem elektryczności, podobnie jak Rosja odcięła przepływ gazu do Europy. Francuscy specjaliści ścigają się z czasem, aby znaleźć przyczynę problemu przed następną zimą.
W USA zeszłoroczna ustawa o infrastrukturze zezwalała na rozwój zaawansowanych elektrowni jądrowych w wysokości 3,2 miliarda dolarów. TerraPower, firma założona przez Billa Gatesa, proponuje nowy rodzaj reaktora, który, jak twierdzi, byłby znacznie prostszy w budowie, ponieważ nie działałby pod bardzo wysokimi ciśnieniami, które są standardowe w obecnych projektach reaktorów.
Inne firmy w USA i Europie proponują budowę małych reaktorów modułowych, aby obniżyć koszty budowy atomu. Zwolennicy twierdzą, że będzie łatwiej je zbudować, ponieważ można je montować w kontrolowanym środowisku fabryk, co pomaga uniknąć niektórych problemów produkcyjnych, które nękały większe reaktory, które muszą być budowane na miejscu.
Nowe projekty reaktorów mają również na celu wytwarzanie mniejszej ilości odpadów dzięki wydajniejszemu wykorzystaniu uranu niż istniejące reaktory.
Projekty tych zaawansowanych reaktorów nie zostały jeszcze zatwierdzone przez organy regulacyjne. One również będą wymagały dużej liczby wysoko wykwalifikowanych pracowników jądrowych i opracowania nowego rodzaju paliwa jądrowego – znanego jako niskowzbogacony uran o wysokim poziomie testów – który nigdy nie był używany na skalę komercyjną.
„Największym ryzykiem, przed którym stoimy, są problemy z łańcuchem dostaw” — powiedział rzecznik TerraPower Jeff Navin. „Będziemy potrzebować wykwalifikowanych robotników — spawaczy, ogólnobudowlanych. Niektórzy z tych pracowników będą potrzebować specjalnego szkolenia. To z pewnością problem”.
Spadek kosztów energii elektrycznej z turbin wietrznych, paneli słonecznych i innych technologii odnawialnych wywołał pytania, czy energia jądrowa jest warta inwestycji. Baterie magazynujące energię elektryczną, gdy brakuje wiatru i słońca, stały się komercyjnie wykonalne, chociaż problemy z łańcuchem dostaw ostatnio wstrzymały ich wdrażanie.
„Dlaczego po prostu nie rozwijać więcej energii odnawialnej, która jest bezpieczniejsza, tańsza i znacznie szybsza w budowie? To nie ma sensu” – powiedział Mark Jacobson, profesor inżynierii lądowej i środowiskowej na Uniwersytecie Stanforda. „Przechowywanie zwiększa koszty, ale koszt jest trywialny w porównaniu z nową energią jądrową”.
W Stanach Zjednoczonych plany dotyczące elektrowni w Vogtle sięgają 2008 r., kiedy Karolina Południowa i Georgia zdecydowały się zbudować reaktory przy użyciu nowego projektu firmy Westinghouse o nazwie AP1000. Westinghouse powiedział, że reaktor byłby bezpieczniejszy ze względu na systemy pasywne, które w razie wypadku opierają się na grawitacji i innych siłach naturalnych do chłodzenia rdzenia. Byłoby również mniej zaworów, rur i pomp niż we wcześniejszych reaktorach.
Zakłady użyteczności publicznej z Karoliny Południowej zamówiły dwa reaktory dla V.C. obiektu Summer, natomiast Georgia Power zamówiła dwa do zakładu Vogtle. Aby obniżyć koszty i poprawić jakość, Westinghouse i jego partner, Shaw Group Inc., postanowili zastosować nową strategię w budownictwie jądrowym: wykuwać elementy reaktora w fabryce, a następnie montować je na terenie elektrowni.
Produkcja miałaby odbywać się w fabryce Shaw w Lake Charles w stanie Los Angeles, pośród dynamicznie rozwijającego się przemysłu naftowo-gazowego w regionie. Christopher Hartz, który był odpowiedzialny za kontrolę jakości w oddziale nuklearnym Shaw, powiedział, że wielu pracowników w zakładzie nie miało doświadczenia w spawaniu jądrowym i przechodziło męki w walce o spełnienie rygorystycznych standardów branżowych.
„Pierwsze zespawane przez nich elementy modułów wyglądały jak precle” — powiedział Hartz.
W 2010 roku pan Hartz kierował zespołem, w skład którego wchodzili dyrektorzy z V.C. Summer i Vogtle kontrolują fabrykę. Odkryli, że jakość produkcji spadła i głosowali za zatrzymaniem pracy, powiedział. Kiedy Hartz powiedział o tym kierownikowi fabryki, że kierownik rzucił w niego otwieraczem do listów i prawie go pobił. Pan Hartz złożył rezygnację kilka miesięcy później.
Zmontowane elementy, które fabryka w końcu wysłała do Vogtle, były kiepsko wykonane, stwierdzili regulatorzy i urzędnicy związkowi.
„Spoiny nie spełniały kryteriów. Były po prostu okropne” – powiedział pan Salters, urzędnik związkowy w Gruzji. „Nasi spawacze związkowi musieli zeszlifować wszystko, co zrobili, i przerobić to wszystko, co spowodowało, że praca musiała być wykonana od nowa.”
Shaw, który jest pod nowym właścicielem i zarządem, odmówił komentarza.
W Stanach Zjednoczonych Westinghouse ugiął się pod ciężarem przekroczeń kosztów w Vogtle i V.C. obiektuw Summer, ogłaszające bankructwo w 2017 roku. Santee Cooper i Scana Corp., zakłady użyteczności publicznej w Południowej Karolinie, które zamówiły reaktory w V.C. Elektrownia letnia anulowała projekt jeszcze w tym samym roku.
Georgia Power i jej spółka-matka Southern Co. posuwały się naprzód z dwoma reaktorami w Vogtle. Firmy deklarują, że zamierzają uruchomić pierwsze w pierwszym kwartale przyszłego roku.
„Wiedzieliśmy, że budowa pierwszych nowych bloków jądrowych w USA od ponad 30 lat będzie wyzwaniem” – oświadczyła Georgia Power.
Nowy reaktor wchodzący do zakładu we Flamanville został opracowany przez konsorcjum kierowane przez Areva SA, francuską państwową firmę zajmującą się inżynierią jądrową. Nazywany Europejskim Reaktorem Ciśnieniowym, został zaprojektowany tak, aby efektywniej wykorzystywać paliwo uranowe i mieć nowe funkcje bezpieczeństwa, aby złagodzić publiczne obawy dotyczące energii jądrowej – w tym system, który chłodziłby stopiony rdzeń wodą, gdyby wydostał się z reaktora.
Państwowa spółka energetyczna EDF SA złożyła zamówienie na Flamanville w 2004 roku. Rok wcześniej konsorcjum fińskich firm zleciło budowę reaktora w istniejącej elektrowni w Olkiluoto w zachodniej Finlandii.
Problemy w fińskim obiekcie zaczęły się wkrótce po zakończeniu budowy, powiedział Tapani Virolainen, zastępca dyrektora fińskiego organu ds. bezpieczeństwa jądrowego. Nowa płyta betonowa o grubości prawie 3 stóp podtrzymująca zakład nie była wystarczająco wodoszczelna. Metalowa wyściółka wewnątrz konstrukcji zabezpieczającej, która miała zapewnić jej hermetyczność, została zespawana nieprawidłowo.
Najwyższej jakości produkcja w ramach projektu pochodziła nie z Europy, ale z japońskiego konsorcjum, które wyprodukowało 460-tonowy zbiornik reaktora, powiedział Virolainen.
Fiński reaktor zaczął wytwarzać niewielkie ilości energii elektrycznej w marcu, prawie 13 lat później niż oczekiwano. Fińskie konsorcjum wydało ponad 5,7 miliarda euro (6,1 miliarda dolarów) na reaktor, początkowo szacowany na 3 miliardy euro. Areva zaksięgowała ponad 5,5 mld euro strat.
We Francji pierwotnym celem było posiadanie reaktora wytwarzającego energię elektryczną w 2012 roku. Nie ukończono go jeszcze w 2015 roku, kiedy podwykonawcy zgłosili problem z kilkoma spawami układu chłodzenia. Zajęło EDF półtora roku, aby dowiedzieć się, że problem jest na tyle poważny, aby poinformować francuski regulator bezpieczeństwa jądrowego, który wszczął dochodzenie i znalazł 110 spawów, które nie nadawały się do użytku.
Według regulatorów i kierowników EDF niektóre z problemów ze spawami były wynikiem tego, że podwykonawcy nie otrzymali poprawnych specyfikacji z projektu. Inni byli po prostu sfrustrowani przez spawaczy, którym brakowało niezbędnej wiedzy fachowej, mówią urzędnicy i kierownictwo EDF.
„Zagubiliśmy nawyk spawania na taką skalę i takie wymagania jakości, ponieważ flotylla elektrowni została zbudowana dawno temu”, powiedziała Majorie Hazeveld, dyrektor EDF odpowiedzialna za spawanie. „Ludzie, którzy pracują w elektrowniach jądrowych, wykonują tylko konserwację, a więc prace, które są dość proste”.
EDF w styczniu przesunęło datę załadunku paliwa do reaktora Flamanville na połowę 2023 roku, ponad dekadę później niż początkowo oczekiwano. Podniósło to również szacunkowy koszt do 12,7 miliarda euro, prawie czterokrotnie więcej niż pierwotnie wyceniono.
Areva i rząd francuski były ostatecznie zagrożone przekroczeniem kosztów w Finlandii i Francji. Francuzi zrestrukturyzowali firmę w 2016 r., ponieważ upadła ona po stratach, a EDF przejęło kontrolę nad działalnością firmy w zakresie budowy reaktorów.
W 2016 roku kierownictwo EDF przystąpiło do realizacji nowego, jeszcze większego projektu: budowy dwóch reaktorów w Wielkiej Brytanii w Hinkley Point za szacunkową cenę 18 miliardów funtów (22,5 miliarda dolarów).
Gerard Magnin, dyrektor non-profit, którego rząd powołał do zarządu ze względu na jego doświadczenie w dziedzinie energii odnawialnej, zrezygnował z decyzji o większych inwestycjach w energię jądrową. „Istnieje ryzyko technicznego i ekonomicznego przeterminowania dzisiejszych decyzji nuklearnych z powodu zminiejszenia się kosztów energii odnawialnej” – powiedział Magnin w wywiadzie.
Trzy lata później EDF podniosło szacunkowy koszt projektu do 21,5–22,5 miliarda funtów, mówiąc, że wykopaliska ujawniły, że fundamenty terenu są mniej stabilne niż wcześniej oczekiwano i wymagają większego wzmocnienia.
W maju EDF ponownie podniósł cenę do od 26 do 27 miliardów funtów i przesunął datę uruchomienia na czerwiec 2027 r. Ostrzegł, że istnieje ryzyko dodatkowych opóźnień.
