A nukleáris energia és az üvegház hatású gázok kibocsátás-megtakarítása az EU-ban

2009. október

1. Bevezetés

A növekvő az üvegház hatású gázok (ÜHG) kibocsátása következtében megfigyelhető klímaváltozás a legnagyobb környezeti veszély, mellyel a világnak ma szembe kell néznie. A légköri ÜHG koncentráció csökkentésére való törekvés nemzetközi szinten prioritást élvez, ezt bizonyítja a Kyotoi Jegyzőkönyv aláírása.

Az elektromos energia tiszta, de előállításához fosszilis tüzelőanyagokat: szenet, kőolajat, gázt kell elégetni. Az energiatermelés a jövőben egyre inkább a szénmentes energiaforrások, a víz-, szél-, nap-, geotermális és nukleáris energia felé tolódik el. A felsorolt energiaforrások kielégítik a kibocsátásmentes fenntartható energiatermelés követelményeit. Ezek közül a nukleáris energia jelenleg az egyetlen eszköz, amellyel korlátozni lehet az ÜHG kibocsátást és ugyanakkor alkalmas nagy mennyiségű energia előállítására stabil és alacsony áron.

2. Életciklus ÜHG kibocsátás

A fosszilis fűtőanyagok használatával szemben a nukleáris energiatermelés nem jár közvetlen ÜHG kibocsátással. Az atomenergia és a megújuló energiaforrások nem termelnek üvegház-gázokat az energia előállításának fázisában, de van kibocsátás az üzemanyag bányászata és dúsítása, az erőműépítés, a kiégett fűtőelemek és melléktermékek elhelyezése, a hulladékkezelés és az erőművek leszerelése során. Például a nukleáris ciklusban is történik ÜHG kibocsátás, mert fosszilis alapú energia kell az uránbányászathoz és az üzemanyag előállításához, a ciklus létesítményeinek felépítéséhez és az építőanyagok előállításához. Az elektromos energia-termelési láncban az összes ÜHG kibocsátás nagymértékben függ az erőmű tulajdonságaitól (típus, kapacitás, hatásfok, rendelkezésre állás, élettartam) és az erőmű földrajzi elhelyezkedésétől. A Nemzetközi Atomenergia Ügynökség (1), az OECD International Energy Agency (2) és a World Energy Council (3) által publikált adatokból számított ÜHG kibocsátási értéktartományok (t CO2eq/GWh) az egyes energiatermelési láncokra vonatkozva és a teljes élettartamot figyelembe véve a z 1. függelékben vannak összegezve.

Az adatokból kiderül, hogy a nukleáris ciklus kibocsátása a teljes élettartamot figyelembe véve 2-59 tonna CO2 egy gigawattóra megtermelt elektromos energiára vetítve, a fosszilis tüzelőanyagok ÜHG kibocsátási (CO2eq) átlagértéke 385-1464 t CO2eq/GWh, a megújuló energiaforrások energia láncának kibocsátása pedig a 7-731 t CO2eq/GWh sávban mozog.

3. Az atomerőművek ÜHG kibocsátását befolyásoló tényezők (könnyűvizes reaktorok esetén) (1)

4. Az aktualizált ÜHG kibocsátás-megtakarítás számítása

A FORATOM a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség (1), az OECD International Energy Agency (2), a World Energy Council (3) és az Eurostat (4) által publikált elektromos-energia termelési adatokból ÜHG kibocsátási tartományokat számított ki. A teljes élettartamot figyelembe véve az egyes fosszilis energiatermelési láncokra a következő ÜHG kibocsátási CO2eq átlagértékek adódtak. Az értékek a kibocsátás-tartományok alsó középértékeit jellemzik (lásd 1. függelék).

Szén 960 (g/kWh vagy t /GWh)
Olaj 720 (g/kWh vagy t /GWh)
Gáz 480 (g/kWh vagy t /GWh)

Ezen adatokat felhasználva egy teljesen atomenergia-mentes elméleti opció esetén, ha az EU mind a 146 atomreaktorát kivonnák az aktuális (2007) energia-mixből, akkor a vízenergia kivételével az összes többi energiaforrás teljesítményét 1,45-ös faktorral kellene megnövelni, hogy elérjék a 3.361.694 GWh összes 2007. évi elektromos energiatermelés szintjét. A vízenergia növekedésével azért nem lehet számolni, mert az EU-ban számottevő kihasználatlan vízenergia-kapacitás nem áll rendelkezésre. Két további feltételezés a számításokhoz: a nem fosszilis energiaforrások kibocsátása = 0, nincs súlyzó tényező a gáz vagy szél esetleges nagyobb arányú növekedésére.

Az eredmény azt mutatja, hogy az összes atomreaktor kiesése esetén az Európai Unió összes CO2eq kibocsátása 2.037 millió tonnára nőne 1.405 millió tonnáról, a különbség 631 millió tonna CO2eq. Vagyis az ÜHG kibocsátás 44,92%-al nőne, ha nem lenne nukleáris energia. Ez a kibocsátási megtakarítás majdnem egyenlő az Egyesült Királyság teljes ÜHG kibocsátásával, ami 636,5 millió tonna évente. A Kyotoi Jegyzőkönyv alapján az EU kibocsátás-csökkentési kötelezettsége mintegy 446 millió tonna CO2eq. Hasonló módszerrel kiszámították a többi megújuló energiaforrás ÜHG kibocsátás-megtakarítását, az eredmények az alábbi grafikonon láthatók.

ÜHG kibocsátás-megtakarítás az EU elektromos-energia iparában (millió t CO2eq)

Forrás: kibocsátás-megtakarítás 2007-ben, az IEA, IAEA és WEC fosszilis kibocsátás-adataival számolva és az Eurostat erőmű termelési adatai alapján

5. Következtetések

Az atomenergia jelentősen hozzájárul az energiaszektor szénmentes kibocsátáshoz az EU-ban és világszerte. Az atomenergia-termelés a jelenlegi szinten (a világon az összes megtermelt elektromos energia 15 %-a nukleáris eredetű) 2,1 milliárd tonna CO2eq kibocsátás-megtakarítást tesz lehetővé évente. EU szinten ez a kibocsátás-megtakarítás 631 milliárd tonna CO2eq évente, a 2007. évi energia mixet alapul véve. Összehasonlításul: az EU ÜHG kibocsátás-csökkentési vállalása 446 milliárd tonna CO2eq 2008-2012-re az 1990-es szinthez képest. Az átállás a kevésbé szén-intenzív vagy alacsony-szén fűtőanyagokra mint a gáz, a nukleáris energia vagy a megújuló energiaforrások, meghatározó szerepet játszik majd a kibocsátás-csökkentésben.

1. Függelék

Energia/Technológia IEA 2000 (2) IAEA 2000 (1) WEC 2004 (3)
Lignit 790-1182 837-1464 1062-1372
Szén 756-1310 757-1085
Olaj n/a 547-903 657-866
Földgáz 389-511 385-690 398-499
Napenergia (fotovolt.) 13-731 30-280 13-104
Vízenergia 2-48 4-237 4-120
Biomassza 15-101 31-61 15-49
Szél 7-124 9-48 7-15
Nukleáris 2-59 9-21 3-20

2. Függelék

Ugyanazt az elméleti forgatókönyvet alkalmazva a világban jelenleg működő összes reaktor (437 db) leállítása esetére a 2006.évi energia-mix (5) alapján elvégzett számítások eredményei azt mutatják, hogy a nukleáris energiatermelés nélkül az összes CO2eq kibocsátás 2,1 milliárd tonnával (21,32 %-al) 10,118 milliárd tonnáról 12,276 milliárd tonnára nőne.
Összehasonlításként: az UNFCCC becslése szerint a Kyotoi Protokoll Tiszta Fejlődés Rendszere (Clean Development Mechanism – CDM) összesen 1,2 milliárd tonna ÜHG kibocsátás-csökkentést generálna 2012-ig. A Kyotoi Jegyzőkönyvben az aláíró felek által vállalt összes ÜHG csökkentési kötelezettség 549 millió tonna CO2eq. A világ atomenergetikája a kyotoi kibocsátás-csökkentési vállalásoknál négyszer több ÜHG kibocsátást takarít meg, meghatározó módon hozzájárulva a klímaváltozás elleni küzdelemhez.

Források

  1. (1)     Spadaro, J.V., Langlois, L. and Hamilton, B., Greenhouse Gas Emissions of Electricity Chains: Assessing the Difference, IAEA Bulletin, 42/2/2000, Vienna, Austria, 2000.
  2. (2)     Frans H. Koch, Hydropower-Internalised Costs and Externalised Benefits, International Energy Agency (IEA)-Implementing Agreement for Hydropower Technologies and Programmes, Ottawa, Canada, 2000.
  3. (3)     Comparison of Energy Systems Using Life Cycle Assessment, A Special Report of the World Energy Council, London, United Kingdom, 2004.
  4. (4)     The Statistical Office of the European Communities (Eurostat) (2009) (http://epp.eurostat.ec.europa.eu/portal/page/portal/eurostat/home/)
  5. (5)     OECD International Energy Agency (IEA) Energy Statistics. Electricity/Heat Data for World (2009) (http://www.iea.org/stats/index.asp)

Összeállitotta A „Nuclear Energy and Greenhouse Gas Emissions Avoidance in the EU 2010” Foratom állásfoglalás nyomán: dr. Szerbin Pável