Fókuszban az urán

Ma már minden mérvadó szakmai szervezet és felelősen gondolkozó szakember egyetért abban, hogy a globális klímavédelmi, ellátásbiztonsági és versenyképességi célok elérésének érdekében az atomerőművek és a megújulók részarányának nagymértékű növelésére van szükség, miközben a fosszilis, különösen a szénerőművek részarányát radikálisan csökkenteni kell.

Egyre több ország épít, illetve kíván építeni új atomerőműveket. Köztük van Lengyelország is, ahol a varsói kormány a napokban fogadta el a 2040-ig szóló energiastratégiát. A következő két évtizedben 6 új atomerőművi blokkot kívánnak megépíteni Lengyelországban, ahol már a közeljövőben is növekvő villamosenergia-fogyasztással számolnak. A lengyelek ugyanakkor csökkenteni kívánják a rendkívül szennyező szénerőművek részarányát a termelésben, valamint biztosítani kívánják a versenyképes áramellátást a lakosság és az ipar számára is, és ehhez az atomenergiát hívják segítségül.

Forrás: Roszatom

Hatalmas energiasűrűség

Az atomerőművekben használt urán egy olyan speciális energiahordozó, amelynek az energiasűrűsége egyetlen ma használatban lévő energiaforráshoz sem mérhető. Egy kilogrammnyi átlagos dúsítottságú uránpasztilla felhasználásával 444 000 kWh villamos energia termelhető, amely révén például több mint 200 hazai háztartás éves fogyasztása biztosítható. Ugyanezt a mennyiségű villamos energiát csak mintegy 110 tonna szén vagy 220 tonna fa elégetésével lehetne biztosítani. A friss nukleáris üzemanyag stratégiai raktározása, készletezése – akár több évre is – nem jelent gondot. A hatalmas energiasűrűség miatt egy 2-3 éves készlet elfér egy nagyobb teremben. A Paksi Atomerőmű jelenleg is kétéves folyamatos üzemelésre elegendő tartalékkal rendelkezik.

Van elég urán

Rendkívül fontos kérdés, hogy az atomerőművek működtetéséhez szükséges uránkészletek meddig állnak az emberiség rendelkezésére. A mértékadó szakmai szervezetek, az OECD Nukleáris Energia Ügynöksége és a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség (NAÜ) 2020 végén publikált jelentése Uranium 2020: Resources, Production and Demand című kiadvány (röviden: a „vörös könyv") szerint az elmúlt években folyamatos volt az uránellátás-, a -kutatás és a -termelés is. A kiadvány adatai szerint 2019. január 1-jén a világon gazdaságosan (<130 usdkg u) kitermelhető urán mennyisége 6 147 800 tonna volt.

A legnagyobb forrással Ausztrália (28 %), Kazahsztán (15 %), Kanada (9 %) és Oroszország (8 %) rendelkezik. A négy országban található a gazdaságosan kitermelhető uránmennyiség közel 60 százaléka. Ugyanakkor a kutatások szerint 260 USD/kg U kitermelési árig további készletek is rendelkezésre állnak, ezekkel számolva globálisan már közel 8 070 400 tonna uránra nő az elérhető mennyiség.

Hogyan lesz az uránércből télen-nyáron és éjjel-nappal klímabarát villamos energia?

Sokan nem is gondolnák, de jelen pillanatban az Amerikai Egyesült Államokban üzemel a legtöbb atomerőművi blokk. Szám szerint 94, de uránból az ország importra szorul. 2019-ben például az amerikai atomerőművek üzemanyagaként szolgáló urán döntő részét, 72 százalékát négy külföldi országból, nevezetesen Kanadából (21%), Kazahsztánból (18%) Ausztráliából (18%) és Oroszországból (15%) szerezték be. Az amerikai részesedés csak néhány százalékot tett ki. Sőt, 2019-ben az amerikai urán átlagos ára mintegy kétszerese volt az orosz importurán árának. Mindez azt mutatja, hogy az urán piaci termék, ezért az USA szükségletei több forrásból is kielégíthetőek.

Csak a jelenleg ismert, gazdaságosan kitermelhető forrásnagyságot (6,14 millió tonna urán), a nyitott üzemanyagciklust és a jelenlegi éves, mintegy 60 000 tonna uránfelhasználást feltételezve is legalább 100 évre elegendő az urán. További készletekkel kiegészítve pedig közel 130 évig. Zárt üzemanyagciklussal számolva – több száz, gyorsneutronos reaktorokat alkalmazó rendszer esetén – több ezer évig elég a készlet.

A jövő elkezdődött....

A következő években, évtizedekben hatalmas fejlődés következhet be a nukleáris üzemanyagciklus zárásának eredményeként. Ez környezetvédelmi szempontból is még biztonságosabbá és még inkább elfogadottabbá teszi majd az atomenergiát, hiszen segíti a termikus neutronokkal működő reaktorok – ilyenek a paksiak is – kiégett fűtőelemeinek újrahasznosítását, jelentősen csökkentve a végleges elhelyezést igénylő nagyaktivitású hulladék mennyiségét. Ez azt jelenti, hogy a fejlett atomenergetikai ipar és a felelős szakemberek a kiégett fűtőelemekben nem „eltemetendő" hulladékot, hanem potenciális új üzemanyagot látnak.

Az orosz BN-800 típusú blokk

Az üzemanyagciklus zárásához létfontosságú a gyorsneutronos technológiák alkalmazása, ami hatalmas mérföldkövet jelent a globális atomipar és az emberiség számára is. E technológia már nemcsak álom, hanem valóság. Jelenleg Oroszország az egyetlen olyan ország a világon, amely rendelkezik az üzemanyagciklus zárásához szükséges összes technológiával, valamint több évtizedes üzemeltetési tapasztalattal, fejlesztésekkel és kipróbált technológiákkal.

Oroszország a gyorsneutronos blokkok üzemeltetésében is világelső, hiszen jelenleg is két ilyen, BN-600 és BN-800 típusú üzemelőblokkja van. Az orosz gyorsneutronos technológiát világszerte elismerik. Nemrég a patinás amerikai energetikai szaklap, a POWER a 2020-ban történt 12 legfontosabb szakmai esemény közé sorolta a kevert urán-plutónium MOX-üzemanyaggal töltött első kazetták behelyezését a Belojarszki Atomerőmű gyorsneutronos BN-800 típusú reaktorának aktív zónájába.

Egyre több ország épít, illetve kíván építeni új atomerőművi blokkokat azért, hogy elérje a klímavédelem, az ellátásbiztonság és a versenyképesség együttes céljait. A növekvő igények kielégítéséhez hosszú távra elegendő az urán mennyisége. A gyorsneutronos technológia pedig már ma rendelkezésre áll, amely további fejlesztések után lehetővé teszi az üzemanyagciklus zárását, ez - a meglévő készletekkel számolva - több ezer évre biztosítja, hogy az atomenergia az emberiség szolgálatában álljon.

Hárfás Zsolt
atomenergetikai szakértő
az atombiztos.blogstar.hu oldal szerzője