JADERNÁ ENERGIE: BÝT ČI NEBÝT? František Janouch Ústav jaderného výzkumu, Řež The Royal Institute of Technology, Stockholm Nadace Charty 77, Praha LEDNICE, KVĚTEN 2013
Krátce po příchodu do Švédska jsem, v červnu 1975, napsal článek, uveřejněný v odborářském časopise Metallarbetaren s názvem
ENERGIE, SVOBODA, NEZÁVISLOST
Švédští politici, jak zleva, tak i zprava, článek vůbec nepochopili a ptali se : Jakou souvislost mohou mít tyto pojmy? Svobodu či nezávislost přece uhájíme armádou!
O rok později jsem napsal anglický vědecký článek, rozšířený po celém světě Nuclear Energy - To be or not be? (On Swedens health and political risks Of NOT going Nuclear) František Janouch Research Institute for Physics, Stockholm 1976-7
Český název článku:
JADERNÁ ENERGIE – BÝT ČI NEBÝT? (O POLITICKÝCH A ZDRAVOTNÍCH RISICÍCH ŠVÉDSKA V PŘÍPADĚ, ŽE SE VZDÁ JADERNÉ ENERGIE)
Na tento článek již reagoval švédský expremiér Palme a Andrej Sacharov
ŠVÉDSKÝ PREMIÉR OLOF PALME ZAČÍNAL CHAPÁT DŮLEŽITOST ENERGETICKÉ POLITIKY JIŽ V ROCE 1977 (poté co prohrál volby!!!) USA – O 20 LET POZDĚJI! EU SNAD TEPRVE NYNÍ!
Andrej Sacharov vyhověl mé prosbě a vyslovil se k západní diskusi o zákazu jaderných reaktorů článkem, který jsem měl po jeho prosbě uveřejnit na Západě. Článek nazval prorocky: JADERNÁ ENERGETIKA A SVOBODA ZÁPADU Západ začal trochu chápat Sacharovovo varování teprve o čtvrt století později.
Poslední, důležitá, stránka rukopisu článku Andreje Sacharova s jeho PS adresovaným mně osobně. Bez tohoto PS by článek zřejmě na Západě nikdy nevyšel!!!
Publikace Sacharovova článku v Bulletinu Atomových vědců (červen 1978). Vyšel též v der Spiegel a řadě největších světových deníků (např. Der Speigel, Neue Zürcher Zeitung atd.)
AKROPOLIS, PRAHA 2011
Energetický Slabikář
*
Příručka pro politiky, mé zelené přátele a taktéž pro nás, občany Planety Země
*Celý Energetický Slabikář bude vydán jako útlá knížečka nejpozději na podzim 2012
1.Fyzika zná pouze jeden zdroj energie: energii jadernou. Energie v přírodě vzniká pouze v důsledku syntézy lehkých jader nebo při štěpení jader těžkých.
Původ našich energetických zdrojů Sluneční energie: Geotermální energie: Energie v ětru: Hydroenergie: Fosilní paliv a: Organická paliv a: Příliv ov á energie:
Syntéza lehkých j ader Rozpad radioaktiv ních j ader uv nitřZemě Slunce Slunce Konzerv ov aná a kondenzov aná energie Slunce Fotosyntéza - Slunce Grav itace - Velký třesk (Big Bang)
2. Energii, na rozdíl od všech druhých surovin, nelze ničím nahradit. Energii lze pouze proměňovat, ukládat, energií lze šetřit nebo jí plýtvat. Zákony zachování a proměňování energie patří k nejfundamentálnějším zákonům, objeveným a potvrzeným již v předminulém století.
ZÁKONY ZACHOVÁNÍ A PROMĚNY ENERGIE První věta termodynamiky Robert Mayer (1844-1878), Herman Helmholz (1821-1894),
Druhá věta termodynamiky Sadi Carnot (1796-1832) Robert Clausius (1822-1888)
Perpetuum mobile
- Patentní úřad USA zamítal zkoumat patentové přihlášky již v 19. století, Francouzská akademie věd dokonce dříve
Ekvivalentnost hmoty a energie Albert Einstein (1879-1955)
2
E=mc
,
3. Energie je na naší planetě používána krajně nerovnoměrně: bohatší menšina lidstva používá značnou část energie.
Globální disproporce Obyvatelstvo • Bohatí 16%
•
Spotřeba Energie Bohatí 49%
Chudí 84%
84% = 5 554 000 000 (2009)
Spotřeba elektřiny Bohatí 58%
Chudí 51%
Chudí 42%
World Bank WDI 2006
4. HND a některé důležité civilizační parametry, jako například průměrná doba života nebo dětská úmrtnost jsou přímo úměrné množství energie, kterou společnost disponuje.
Energie a „Kvalita“ života Svět
Státy s vysokými příjmy
Státy se středními příjmy
Státy s nízkými příjmy
Obyvatelstvo
6534
1048
4217
1268
Spotřeba energie
1820
5416
1267
478
Spotřeba elektřiny
2751
9675
1651
309
48 863
37079
11102
700
67
79
65
56
49,4
5,2
35,7
92,7
(mil.)
(kg of oil equivalence per capita)
(Kwh per capita)
GDP v bil. $
Průměrný věk (roky)
Kojenecká úmrtnost World Bank WDI 2006
GDP per capita (in current USD) OECD versus countries of South of Sahara
40000
35000
30000
World
25000
OECD Sub-Saharan Africa
20000
15000
10000
5000
0 1981
1991
2001
World Resources Intitute 2008
2006
Sub-Sah. Africa
1981
9270
710
1991
17578
582
2001
20474
485
2006
34735
920
5. Energie je dokonce spojena s pojmy jako je svoboda, nezávislost, demokracie, tržní hospodářství. Naše politické a demokratické instituce a občanská práva a svobody by dokonce byly ohroženy výrazným nedostatkem energie. Lidstvo musí proto počítat s růstem spotřeby energie v budoucnosti.
Ve fyzice energie a čas úzce souvisí. Mnohé rovnice v klasické i kvantové fyzice (relace neurčitosti) dokonce napovídají, že existuje určitý vztah mezi energií a časem:
E x t ~ h (h - Planckova konstanta) Ilustrace Člověk, používající energii koně, větru, parního stroje či tryskového motoru dosáhne cíle dříve a dokáže více než člověk, používající pouze svou vlastní energii. Demokratická společnost bez dostatečných zdrojů energie by nemohla uplatňovat svá základní pravidla a mechanizmy (omezení tiskovin, vysílacích časů, dopravních prostředků na volební schůze atd).
6. Dosud se nepodařilo zastavit populační explozi: každý den přibývá na naší planetě téměř 250 000 obyvatel.
World Population Clock
01/04/2010 6,811,988,144 01/05/2010 6,818,119,630 7,131, 486 za měsíc 237,716 za den
World Population Clock
237,716 Čistý DENNÍ přírůstek populace naší planety v dubnu 2010
INSTALOVANÝ VÝKON PRO VÝROBU ELEKTŘINY V JEDNOTLIVÝCH A REGIONECH Země Kanada
13.2
Norsko
13
USA
11.2
Japonsko
5.7
Evropa (Západní a Východní)
1995
Výkon na obyvatele (1995) v kW
4.8
Bývalý SSSR
4
Čína
0.99
Indie
0.37
Rozvojové země
0.1-1
Svět (průměr)
2.1
K zajištění pouze nejzákladnějších potřeb elektřiny na úrovni velmi chudého světového průměru pro přírůstek populace naší Planety potřebujeme denně uvést do provozu elektrárny s výkonem
499 MW!! Jinými slovy: k zachování dnešnho ( velice mizerného!!!) energetického standartu bychom museli uvádět do provozu
Jeden Temelínský blok (reaktor)
KAŽDÝ DRUHÝ DEN (!!!) (Viz předešlá tabulka 2.1 Kw per capita)
Jinak….
Předešlý obrázek ukázal…
A COMPLETE BLACKOUT
BLACKOUT IN THE STATE OF NEW YORK 14 ve Aug. Výpadek 23:15 dodávkyEST elektřiny státě2003 New York
Largest blacouts in the world since 1993
7.V současné době přes 80% spotřebovávané energie pochází z fosilních paliv a tento podíl zatím prakticky neklesá.
Svět TPES
IEA 2008
Světová výroba elektřiny podle surovin in TWh
OECD Factbook 2008
Světová výroba elektřiny podle zdroje 1971
2006 Other 2,3%
Other 0,7% Hydro 16,0%
Hydro 23,0%
Coal and Peat 41,0%
Coal and Peat 40,1% Nuclear 2,1%
Nuclear 14,8%
Gas 13,3%
Oil 20,9%
5245 TWh OECD Factbook 2008
Gas 20,1%
Oil 5,8%
18930 TWh
8. Fosilní paliva vznikala v průběhu stovek miliónů let absorpcí kysličníku uhličitého z atmosféry: s pomocí reakce fotosyntézy byl kyslík uvolňován zpět do atmosféry a uhlík ukládán do zelené masy.
9.Budou-li fosilní paliva spotřebovávána dnešním tempem, budou jejich zdroje zřejmě vyčerpány v průběhu několika málo stovek let (IEA 2008: nafta vystačí na 200 let, zemní plyn na méně než 200 let, uhlí na 300 let). * Zdroje známé v roce 2000
10. Kysličník uhličitý je již dnes při spalování fosilních paliv emitován do atmosféry zhruba milionkrát rychleji než byl před stamilióny lety z atmosféry odebírán.
Obnovitelné zdroje
Pozor na prognózy!
Švédská prognóza z roku 1978 pro rok 1989 a skutečnost 1993 (Obnovitelné zdroje)
Solar (TWh)
Wind (TWh)
Biomass (TWh)
1989 projection
3
2
5
1993 reality
0,0001
0,05
0,1
•Poznámka: Švédské jaderné elektrárny vyráběly v té době kolem 75 TwH elektřiny!!!
Po referendu 1980 švédský Riksdag přijal zákon, podle kterého budou všechny švédské jaderné reaktory odstaveny do roku 2010. V letech 2006-2008 musel toto rozhodnutí revidovat a jaderná energetika má nyní ve Švédsku zelenou…
Růst výroby elektřiny Additional energy production compared to the base year 1989 7000
6000
5000
TWh
4000
3000
2000
1000
0 1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
ENERGY FROM OTHER SOURCES
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
Years
ENERGY FROM RENEWABLE SOURCES
Nehledě na ohromné subvence a jiné výhody pro výrobu elektřiny z obnovitelných zdrojů!!! OECD Factbook 2008
!
! Poznámka: V průběhu desetiletí 1995-2005 byl globální růst spotřeby elektřiny několikanásobně vyšší než růst výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů!!!!
Nakonec!!! ZÁPADNÍ ZEMĚ A JEJICH VLÁDY ZAČÍNAJÍ CHÁPAT SOUVISLOSTI MEZI ENERGIÍ A SVOBODOU A NEZÁVISLOSTÍ
It will require policy leadership to bring energy to the top of the policy agenda and to keep it there; It will require vision to anticipate problems well ahead of time so that they can be addressed in an orderly manner; It will require political courage to make difficult choices, notably for the trade-offs between the welfare of the present versus future generations. Energy Policy: Key Challenges for the 21st Century. Donald J. Johnston, Secretary-General, OECD, April 2002
Bude vyžadovat politické líderství, aby se energie dostala do čela politických programů a zůstala tam; Bude vyžadovat vizi, aby problémy byly řešeny s dostatečným předstihem a řádným způsobem; Bude vyžadovat politickou odvahu zvláště při rozhodování mezi blahobytem dnešních versus budoucích generací..
Washington 2001
Spolehlivá, přijatelná a zdravá z hlediska životního prostředí energie pro budoucnost Ameriky
K vytvoření evropské strategie k zajištění bezpečnosti zásobování energií
Evropská Unie • Neuskutečnitelnost energetické soběstačnosti • Zdaleka ne dokonalé možné zdroje energie • Nový referenční systém: klimatické změny
Bílá kniha o energii Budoucnost naší energetiky: vytvoření nízkouhlíkové ekonomiky 2003
2003
V předmluvě k druhému vydání britské Bílé knihy k energetické situaci premiér Tonny Blair napsal, že se cíle nízkouhlíkaté energeticky (2006) nepodaří uskutečnit bez dalšího jaderné jaderné energetiky.
"We can meet our carbon dioxide emissions targets, but only if we are willing to think ahead... and give serious consideration to nuclear power…„ Tonny Blair, The Times, May 23, 2007
February 2011
01/01/11 6,890,646,738 01/02/11 6,897,078,213 Za jeden den se obyvatelstvo naší Planety zvětšilo o
207466 net daily increase http://www.census.gov/main/www/popclock.html
ZÁVĚR: ABYCHOM NEZHORŠOVALI JIŽ TAK STRAŠNOU NEROVNOVÁHU, MUSELI BYCHOM KAŽDÉ 3-4 DNY SPOUŠTĚT
JEDEN TEMELÍNSKÝ REAKTOR
Hlavní problém energetické politiky
4 roky versus 40 let
Politická – ale i ekonomická - rozhodnutí ohledně energetické politiky jsou velice obtížná.
4 roky versus 40 let 4 roky je ve většině demokratických zemí délka volebního údobí, tedy doba, na kterou je politik volen do parlamentu 40 let je rozumný časo horizont pro plánování velkých energetických rozhodnutí – tedy energetické strategie
Mr. Donald J. Johnston, Secretary General of OECD, Pamplona, Spain in April 2002:
• Bude vyžadovat politické vůdcovství aby energie byla umístěna do čela politického programu a aby se tam udržela • Bude vyžadovat předvídavost, aby energetické problémy mohly být řádně a včas řešeny • Bude vyžadovat politickou odvahu k politickým rozhodnutím, zvláště co se týká politické volby mezi blahobytem současné versus budoucích generací. (podtrhnuto mnou, FJ)
Budoucí jaderné zdroje
Vývoj jaderné energetiky Generace I Generace II První prototypové reaktory • • • •
Shippingport Dresden Fermi I Magnox
Generace III Komerční energetické reaktory • • • • •
1960
Pokročilé LWR reaktory
LWR – PWR,BWR CANDU AGR VVER 440, 1000 RBMK
generace I 1950
Generace III+
• • • • •
1970
1980
Evoluční typy nabízející zlepšenou ekonomiku
ABWR Systém 80+ AP 600 EPR VVER 1000
generace III
generace II 1990
2000
Generace IV
2010
generace III+ 2020
• vysoce ekonomické • vysoká bezpečnost • minimum odpadů • Proliferation resistent
generace IV 2030
63
TERMOJADERNÁ ENERGIE (JADERNÁ FÚZE) (Mezinárodní projekt ITER – založený na myšlence Andreje Scharova Tokamak. Zřejmě ještě desetiletí do praktického využití. Víme však, že to jde: důkazem je slunce a vodíkové bomby
Diagram of the D-T reaction
Výbuch vodíkové bomby
Breedery (množivé reaktory se zvýšenou pasivní bezpečností) Sodium-Cooled Fast Reactor (SFR) Gas-Cooled Fast Reactor (GFR) Led-Cooled Fast Reactor (LFR) Super-Ccritical Water cooled Reactor (SCWR) Very –High-Temperature Reactor (VHTR) Molten-Salt Reactor (MSR)
Jak vidíte, snažím se po desetiletí ze všech svých sil přesvědčovat politiky o nezbytnosti a nevyhnutelnosti jaderné energie. Někdy to jde, jindy ne. Já to ale nikdy nevzdám!
Vaš článek v angličtině jsem přelouskal, dokonce bez slovníku, a musím říct, že mne docela přesvědčil. Zajisté: celkovou krizi moderní technické civilizace nevyřeší příklon k tomu či onomu novému energetickemu zdroji; nicméně z různých alternativ perspektivních zdrojů energie se zdá – podle Vašeho výkladu – být energie jaderná řešením nejlepším. Obzvlašť na mne – jako na nevědce, ale spíš poetu – zapůsobil argument, že to je vlastně jediná skutečně přirozená a autentická energie, která se přírodě vyskytuje; to jsem si neuvědomoval. Zda se orientovat, či neorientovat na jadernou energii nebyl ovšem námět našeho dokumentu; tam šlo skutečně jen o to, k čemu to vede, když si s atomem zahrává tenhle druh režimu. Je vyborné, že jste na ten dokument napsal odpověď – dokumenty Charty jsou od jisté doby diskusní a zatím bohužel moc diskusních příspěvků k nim není; Váš je vlastně první. Škoda, že když jsme spolu o tom poprve mluvili telefonem, nedomluvili jsme se na tom, že byste to nejdřiv poslal nám – my bychom to jako diskusní příspěvek vydali – a teprve pak by to mohlo vyjít venku. Ale na to je teď už pozdě. Sacharovův dopis5 jsem taky se zájmem přelouskal, už dlouho jsem v tom nábytkovém písmu nic nečetl, ale docela to šlo. Z dopisu Václava Havla Františku Janouchovi, 2.2.1979, psán na Hrádečku. (Podle korespondence Havel Janouch, Akropolis Praha 2007)
17.10.2000
DĚKUJI ZA POZORNOST!
Russia
Reactors under construction: China 23 Russia 10 India 7 Korea 5 USA 3
Totally worldwide 73 Reactors under construction
