Az atom és megújulók a nyerő páros

Az atomerőművek és a megújuló energiaforrások közül döntően a nap- és szélerőművek szerepe egyre inkább felértékelődik a klímavédelmi és fenntarthatósági célok szempontjából, miközben mind több ország jelenti be, hogy záros határidőn belül bezárja a szénerőműveit.

A Nemzetközi Energia Ügynökség (IEA) 2024 végén publikálta a globális energetikai iparra vonatkozó előrejelzéseit a World Energy Outlook 2024 című kiadványban. Ez a 2050-ig tartó időszakra részletes, mindenre kiterjedő elemzést ad a globális energetika jövőbeli kihívásairól és trendjeiről is. 

Paks hazánk „energiaszíve”  
Fotó: Hárfás Zsolt

A kiadvány szerint a jelenlegi geopolitikai feszültségek és a széttagoltság jelentős kockázatot jelentenek mind az energiabiztonság, mind az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentésére irányuló globális fellépés szempontjából. A jelentés szerint az elkövetkező éveket a geopolitikai veszélyek, valamint a többféle üzemanyag és technológia viszonylag bőséges kínálata jellemzi majd. 

Olyan új energiarendszereket kell kiépíteni, amelyek esetében elsőrendű az ellátásbiztonság, a különböző külső hatásokkal szembeni ellenálló képesség és a rugalmasság, valamint a klímavédelmi célok teljesítése.

A nemzetközi szervezet szakmai elemzése három forgatókönyvet mutat be

A World Energy Outlook 2050-ig szóló nettó nulla kibocsátású forgatókönyve (NZE) meghatározza, hogy milyen intézkedések szükségesek ahhoz, hogy ezen időtávig elérhető legyen a nettó nulla kibocsátás. A kiadvány másik két forgatókönyvet is vizsgál. A Stated Policies Scenario (STEPS) a kormányok eddigi ténylegesen bevezetett intézkedéseit veszi alapul, beleértve az energia-, az éghajlatpolitikai lépéseket és a kapcsolódó iparpolitikákat is. A másik forgatókönyv, az Announced Pledges Scenario (APS), felvázolja azt az utat, amelyet követve a kormányok eddig bejelentett klímavédelmi kötelezettségvállalásai időben és hiánytalanul teljesíthetők. Mindhárom forgatókönyv tartalmaz érzékenységi vizsgálatokat is a megújuló energiaforrásokkal, az e-mobilitással és a cseppfolyósított földgázzal (LNG) kapcsolatban. Kitér arra is, hogy az egyre gyakoribb hőhullámok és a mesterséges intelligencia (AI) térnyerése milyen hatással lehet a villamosenergia-igényre.

Növekvő villamosenergia-igények

A kiadvány STEPS és APS forgatókönyve szerint a globális villamosenergia-igény 2050-ig nemhogy csökkenne, hanem két-két és félszeresére növekedhet. Mindez döntő részben köszönhető az e-mobilitás és a hőszivattyús rendszerek elterjedésének, valamint a hidrogéntechnológia fejlesztésének. Ez hatalmas, 28 500-40 700 TWh igénynövekedést jelent, ami Magyarország éves áramfelhasználásának mintegy 630-900-szerese. Az NZE forgatókönyv szerint, ezen időtávig az igény 2,7-szerese lehet a 2023-as mintegy 30 000 TWh-s értéknek, tehát elérheti 80 200 TWh-t is.  

Atom és megújuló reneszánsz

A STEPS forgatókönyv szerint globálisan az atomerőművekben megtermelt villamos energia a 2023-as 2765 TWh-ról 2030-ra 3266 TWh-ra, 2050-re pedig 4460 TWh-ra növekedhet. Ez a forgatókönyv 2030-ig 62 GW új nukleáris kapacitás létesítésének befejezését, valamint további 232 GW új atomerőművi kapacitás rendszerbe állítását teszi szükségessé 2030 és 2050 között, több mint 30 országban. E forgatókönyv szerint a nap- és szélerőművek termelése is nagymértékben növekszik, ami azt jelenti, hogy a 2023-as mintegy 4000 TWh-s termelésük 2050-ig 34 000 TWh-ra növekedhet. A szénerőművek termelése viszont 2050-ig megfeleződhet, a gázerőművek globális termelése pedig közel azonos szinten marad.

Az APS forgatókönyv a nukleáris alapú áramtermelés növekedését 2030-ra 3462 TWh-ra, 2050-re pedig 6055 TWh-ra teszi. Ez azt jelenti, hogy a globális atomerőművi kapacitás 2023-as 416 GW értéke 2050-ig 874 GW-ra növekedhet. Az időjárásfüggő megújulók termelésének nagymértékű növekedése mellett a szénerőművek 2023. évi 10 648 TWh-s termelése 2030-ig, illetve 2050-ig közel 2630 és 9450 TWh-val csökkenhet. A gázerőművek szerepe 2050-ig várhatóan megfeleződik. 

Az atomerőművek villamosenergia-termelésének alakulása az egyes forgatókönyvek alapján (TWh)
Ábra: WEO-2024 

A nettó nulla kibocsátást alapul vevő forgatókönyv szerint a nukleáris alapú áramtermelés 3887 TWh-ra növekedhet 2030-ra, 2050-ben pedig 6969 TWh-ra, ami azt is jelzi, hogy 2050-ig a beépített nukleáris kapacitás meghaladhatja a globális célként kitűzött 1000 GW-ot. A nap- és szélerőművi termelés tekintetében hatalmas növekedés várható 2050-ig. A szén- és gázerőművek esetében azonban radikális változás várható, hiszen 2050-ig a szenes erőművek termelése 0, a gázerőművek termelése pedig minimális lehet.

Jól látszik, hogy az atomerőművek villamosenergia-termelése minden forgatókönyv szerint növekedni fog. 

A feltörekvő piacok és a fejlődő gazdaságok hajtják ezt a növekedést. Különösen Kína, amely a STEPS-forgatókönyv szerint 2035-re a globális nukleáris kapacitásbővítés 40 százalékát, az NZE-forgatókönyv szerint pedig csaknem 50 százalékát adja majd. A Nemzetközi Energia Ügynökség megjegyezte, hogy ezek a tervezett kiegészítések azt jelentik, hogy Kína minden forgatókönyv szerint jó úton halad afelé, hogy 2030 körül a világ legnagyobb atomerőművi kapacitásával rendelkezzen.

A STEPS-forgatókönyv szerint a globális szén-dioxid-kibocsátás 2023-ban érte el a csúcspontját, évi 37,7 milliárd tonnát, ami 2050-re fokozatosan 28,6 milliárd tonnára csökken. Ezzel ellentétben az APS-forgatókönyv azt állítja, hogy a kibocsátás a tavalyi évben tetőzött és 2050-re 11,7 milliárd tonnára csökken. A NZE-forgatókönyv előrejelzése szerint viszont a kibocsátás nullára csökkenhet 2050-ig.

Az atomenergia egyre népszerűbb a világon  

A Nemzetközi Energia Ügynökség a kiadványban leszögezi, hogy „Az elmúlt években nőtt az atomenergia politikai támogatottsága". 2023 decemberében több mint 20 ország tett ígéretet arra, hogy 2050-ig megháromszorozza a globális nukleáris kapacitást. Számos európai országban tartozik a figyelemre méltó fejlemények közé a meglévő atomerőművi egységek további üzemidő-hosszabbítása. Svédországban és Lengyelországban is új atomerőművi egységeket kívánnak építeni, emellett nagyon sok ország mutat érdeklődést a kis moduláris reaktorok iránt. 

Szerelési munkálatok a Törökországban épülő Akkuyu Atomerőmű egyik turbinacsarnokában
Fotó: Roszatom

A kiadvány arra is rámutat, hogy az atomerőművek alkalmazására nyitott országokban a nukleáris alapú termelés az alacsony kibocsátású áramellátás fontos pillére lehet. Jelenleg a globális villamosenergia-termelés mintegy 10 százaléka származik atomenergiából. A jövőben ez az áramtermelési mód növeli a hálózatok stabilitását és rugalmasságát, továbbá optimalizálni fogja a hálózati kapacitások kihasználását.  

Az IEA 2025. január közepén publikált, Az atomenergia új korszaka felé vezető út címet viselő kiadvány szintén rámutat arra, hogy az atomenergia megújuló lendülete új korszakot nyithat a biztonságos és tiszta áramtermelési módok előtt, mivel világszerte erőteljesen növekszik a villamos energia iránti kereslet.  

 Félezer új atomerőművi blokk  

A Nemzetközi Energia Ügynökség kiadványaiban foglaltakat erősítik meg a Nukleáris Világszövetség aktuális, 2025. januári adatai is. Világszerte 62 új blokk épül mintegy  
64 500 MW villamos teljesítményt képviselve. A jövőben pedig több mint 430-450 új blokk építésével számolnak a világ 36 országában. 2024-ben hét új egység kapcsolódott a villamosenergia-hálózata Kínában, az Egyesült Államokban, Indiában, az Egyesült Arab Emírségekben és Franciaországban. Mindezek mellett nyolc új blokk építése kezdődött meg.  Csak 2025-2030 között 60 új blokkot kívánnak az áramtermelés szolgálatába állítani világszerte, ebből a tervek szerint csak az idén tizenkettőt. 

Ezek az adatok is egyértelműen azt mutatják: a világ egyre több országa kíván belépni az atomenergiát használók klubjába. 

Kiváló példa erre Üzbegisztán és Kazahsztán, ahol az elmúlt időszakban születtek döntések új atomerőművi kapacitás megépítéséről. Üzbegisztán tavaly májusban állapodott meg Oroszországgal 6 kis moduláris egység építéséről, de nem mondtak le a két új paksi egységhez hasonló, VVER-1200 típusú blokkok építéséről sem. Kazahsztánban tavaly október elején tartottak népszavazást, ahol a választópolgárok döntő többsége (több mint 71 százaléka) a fenntartható energiaellátást biztosító atomerőmű építése mellett tette le voksát. Kazahsztánnak, a világ legnagyobb uránkitermelőjének is várhatóan lesz ezért saját atomerőműve. 

Kazahsztán, Asztana 
Fotó: Hárfás Zsolt

Az új paksi VVER-1200 típusú blokkokat a Roszatom, a világ vezető atomerőmű-építő cége építi. Az orosz vállalatnak 10 országban 39 új atomerőművi blokk építésére van szerződése (ebből 6 kis moduláris egység). Ezek a projektek a megvalósítás különböző szakaszában vannak. A Roszatom mindezek mellett további atomerőművek építéséről is folytat előrehaladott tárgyalásokat. Törökországban például egy újabb atomerőmű építéséről folynak tárgyalások az orosz féllel, illetve Egyiptomban is felmerült, hogy további orosz típusú blokkok épülhetnek. Sokatmondó tény az is, hogy a két új paksi blokk építője az elmúlt 18 évben, 2006 és 2024 között, összesen 20 új atomerőművi egységet adott át. Többet, mint nyugati versenytársai együttvéve. Ezek között van a világ első, valóban kis moduláris technológiára épülő úszó atomerőműve is.

Záródik a nukleáris üzemanyagciklus 

2024-ben Oroszországban, a Belojarszki Atomerőmű BN-800 típusú gyorsneutronos reaktorában már több mint 1 éven kizárólag kevert, urán-plutónium, MOX-üzemanyagot használnak. A nukleáris iparban hagyományosan használt dúsított urántól eltérően a MOX-üzemanyag plutónium-oxidot tartalmaz, amit a hagyományos nyomottvizes VVER típusú reaktorokból származó kiégett üzemanyag feldolgozásával nyernek, azaz kinyerik a még használható izotópokat.  

A BN-800 típusú gyorsneutronos reaktor – a jövő technológiája 

A gyorsneutronos egység további előnye az is, hogy a kiégett üzemanyagból kinyert hosszú felezési idejű másodlagos izotópokat (például amerícium, neptúnium) is fel lehet használni, ami azt jelenti, hogy ily módon nagyon nagy mértékben csökkenthető a nagy aktivitású radioaktív hulladék mennyisége és egyben a biztonságos tárolás időtartama is. Tavaly nyáron a BN-800 típusú reaktorba az üzemanyagátrakás során már három ilyen, másodlagos izotópókat is tartalmazó üzemanyag-kazettát is elhelyeztek tesztelés céljából. 

Folyamatban van a BN-1200 típusú gyorsneutronos egység építésének előkészítése is.  Ez lesz az úgynevezett kétkomponensű atomenergetika zászlóshajója, miután sorozatgyártást – és adott esetben – exportot is tervez a Roszatom.   

Oroszországban, a nyugat-szibériai Szeverszkben már épül az ólomhűtésű BRESZT-OD–300 gyorsneutronos, negyedik generációs egység, amelyhez az adott telephelyen a kiégett üzemanyagot feldolgozó üzem és üzemanyaggyár is kapcsolódik. A létesítmények kivitelezése a terveknek megfelelően halad. A globális atomipar hosszú távú jövőképe szempontjából különleges és fontos hír, hogy december 25-én legyártották az első, új generációs és egyedülálló nitrid urán-plutónium üzemanyag-kazettákat. A tervek szerint az ólomhűtésű blokk már 2026-ban megkezdheti a működését. Ezért a világon elsőként ezen az orosz telephelyen fog megvalósulni a zárt nukleáris üzemanyagciklus.  

Egy új korszak kezdete az atomenergetikában  

A hír önmagában nem sokat mond az olvasónak, ám ha hozzátesszük, hogy egy olyan mérföldkőről van szó, amely nagyságrenddel segít megnövelni a jelenleg csak néhány száz évre elegendő földi uránkészletet, nem mellesleg pedig hozzájárul a világszerte felhalmozott hatalmas mennyiségű kiégett üzemanyag újrahasznosításához, akkor már jobban értjük, milyen jelenetős eseményről van szó. Ráadásul a nukleáris üzemanyagciklus-zárásnak nevezett folyamat nyomán a végső elhelyezésre kerülő sugárzó hulladék mennyiségének jelentős csökkentése várható. Mi több, a hulladék csak olyan izotópokat fog tartalmazni, amelyek felezési ideje több ezer vagy akár százezer év helyett csak 2-300 év lesz. Ezért a gyorsneutronos reaktoroknak köszönhetően a sokkal gyorsabban "lecsengő" nagy aktivitású hulladék végleges tárolókban való elhelyezésének költségigénye is sokkal kisebb lesz, mivel kevésbé bonyolult eljárásokra lesz szükség az ártalmatlanításukhoz.  

Európában is az atom a nyerő 

Az európai atomerőművek már jelenleg is nagyon fontos szerepet töltenek be a biztonságos villamosenergia-ellátásban. 2024-ben az Európai Unióban a legtöbb klímabarát villamos energiát az atomerőművek biztosították, amelyek 657 TWh-s termelése 24,1 százalékos részaránynak felel meg. Európában tehát egyértelműen az atomenergia a legjelentősebb klímabarát áramtermelési mód, hiszen az atomenergia használatával a tagországok eddig mintegy 620 millió tonna szén-dioxid-kibocsátást előztek meg. 

Magyarország a világ többi – az atomenergiának az energiamixben betöltött jövőbeni szerepét felismerő és racionális döntést hozó – országával együtt kíván haladni a versenyképességi, az árstabilitási, a klímavédelmi és az ellátásbiztonsági célok elérése érdekében. Hazánk a Paksi Atomerőmű tervezett további üzemidő-hosszabbításával, a Paks II. Atomerőmű megvalósításával, valamint a megújulók, különösen a naperőművek fejlesztésével kívánja ezt a célt elérni. Mindezek mellett természetesen szükség lesz új gázerőművek építésére, szivattyús-tározós erőművi kapacitásra is. Középtávon pedig szükséges lehet egy újabb telephelyen egy újabb atomerőműre is. Ma már a piacon elérhető olyan SMR technológia, amelynek teljesítménye széles skálán szabályozható, így kiválóan alkalmas lehet rendszerszabályozási célokra is. 

Szerző: Hárfás Zsolt, atomenergetikai szakértő, az www.atombiztos.org oldal szerzője és szerkesztője.