Więcej uranu dla elektrowni jądrowych – czy Europa może liczyć na bezpieczeństwo dostaw? 

Atomowy renesans 

Pomimo wieloletniego zastoju energetyki jądrowej na Starym Kontynencie a także projektów wygaszania – często poprawnie działających – reaktorów jądrowych po awarii w elektrowni w Fukushimie w 2011 roku, atom zaczyna przeżywać renesans. Podczas grudniowej konferencji klimatycznej COP 28 ponad 22 kraje (m.in. USA, Francja czy Wielka Brytania) zobowiązały się do potrojenia globalnej zdolności w zakresie energii jądrowej do 2050 roku.

Jak zaznaczył dyrektor generalny MAEA, Rafael Mariano Grossi, deklaracja „pokazuje, że istnieje obecnie globalny konsensus co do konieczności zwiększenia skali tej czystej i niezawodnej technologii, aby osiągnąć nasze istotne cele w zakresie zmiany klimatu i zrównoważonego rozwoju”. Według rocznych prognoz instytucji zainstalowana moc jądrowa wzrośnie blisko dwukrotnie (do 890 GW do 2050 roku), co stanowi kolejny wzrost w stosunku do prognoz sprzed trzech lat.   

W marcu odbył się również międzynarodowy Szczyt Energii Jądrowej (NES) w Brukseli – pierwsza tego typu inicjatywa, w której wzięło udział ok. 40 delegacji, w tym z Chin, Indii i Stanów Zjednoczonych, a także ponad 300 liderów branży. Pomimo silnego antyatomowego stanowiska niektórych krajów Unii (przede wszystkim Niemiec i Austrii), a także niezdecydowania instytucji takich jak Europejski Bank Rozwoju, inicjatywy związane z energią atomową wydają się ponownie zyskiwać aprobatę na Zachodzie.

W kwietniu 2023 roku Stany Zjednoczone, Wielka Brytania, Japonia, Kanada i Francja utworzyły na marginesie G7 sojusz nuklearny, który ma na celu m.in. wypchnięcie Rosji z rynku paliwa jądrowego. Pod koniec ubiegłego roku kraje te przeznaczyły 4,2 mld dolarów na rozwój bezpiecznego, niezawodnego globalnego łańcucha dostaw energii jądrowej, koncentrując się na zwiększaniu zdolności wzbogacania i konwersji na Zachodzie.  

Pod koniec lutego bieżącego roku szwedzka ministra ds. klimatu i środowiska Romina Pourmokhtari ogłosiła rozpoczęcie procedury w sprawie zniesienia obowiązującego zakazu poszukiwania i wydobycia uranu. Z kolei w marcu Financial Times podał informację, że Uranium Producers of America przewodzi branżowej inicjatywie, mającej na celu ożywienie nieczynnych kopalni i zainwestowanie w ponowną produkcję surowca.

Niemniej jednak wzrost zainteresowania elektrowniami jądrowymi rodzi pytania o bezpieczeństwo dostaw. Nagłe wycofanie się Europy i USA z przemysłu jądrowego wywołało kryzys wielu prywatnych firm świadczących usługi związane z uranem i energią jądrową, co w naturalny sposób wykorzystali konkurencji z Rosji, Chin czy Kazachstanu, przejmując kluczowe elementy łańcucha dostaw. Dodatkowo, Pekin i Moskwa wydają się wyprzedzać Zachód we wdrażaniu technologii SMR, m.in. dzięki finansowemu wsparciu ze strony państwa.

Kazachstan, Kanada, Namibia i… Australia 

Patrząc na kwestię bezpieczeństwa dostaw w zakresie elektrowni jądrowych, niejednokrotnie pierwszym, co przychodzi na myśl, jest uran i dostęp do jego złóż.

Jak podaje World Nuclear Association, światowymi liderami w wydobywaniu uranu są Kazachstan, Australia, Namibia oraz Kanada. Blisko dwie trzecie globalnej produkcji surowca pochodzi właśnie z tych krajów, a w 2021 roku Kazachstan odpowiadał za pokrycie 45 procent światowej podaży na uran wydobyty z kopalni (na kolejnych miejscach znajdowała się Namibia z wynikiem 12 procent oraz Kanada – 10 procent). 

W przypadku łącznych, szacowanych zasobów surowca, na pierwszym miejscu znajduje się Australia (28 procent udziału w zasobach globalnych), Kazachstan (15 procent), Kanada (9 procent), Rosja (8 procent) oraz Namibia (7 procent). Dodatkowo największe na świecie kopalnie uranu znajdują się odpowiednio w Kanadzie (Cigar Lake), Namibii (Husab, Rössing), Kazachstanie (Inkai, Karatau, Central Mynkuduk) czy Australii (Olympic Dam, Four Mile).  

W latach 90. przemysł produkcji uranu uległ konsolidacji w drodze przejęć, fuzji i zamknięć,  jednak sytuacja ta uległa ponownej dywersyfikacji. Jak zaznacza World Nuclear Association, ponad połowa urobku kopalń uranu pochodzi od państwowych przedsiębiorstw wydobywczych. W 2022 roku 10 największych firm pod względem produkcji odpowiadało za 90 procent światowej produkcji uranu. Należą do nich m.in. kazachski Kazatomprom (23 procent globalnych dostaw uranu), kanadyjski Cameco (12 procent), francuskie Orano (11 procent), chińskie CGN (10 procent), amerykańskie Uranium One (9 procent) czy uzbeckie Navoi Mining (7 procent). 

Uran to nie wszystko 

Niemniej jednak, dostęp do rud uranu to nie wszystko. Jak zaznacza dr inż. Paweł Gajda z AGH, samo posiadanie złóż uranu nie wystarcza do tego, aby produkować paliwo jądrowe. Zdaniem eksperta, uran de facto jest najmniej problematyczną i skomplikowaną częścią łańcucha dostaw. Kupienie go nawet z Australii nie powinno stanowić problemu, szczególnie biorąc pod uwagę niewielkie ilości surowca – typowa elektrownia jądrowa o mocy ok. 1 GW potrzebuje ok. 25 ton paliwa jądrowego rocznie, do czego niezbędne jest ok. 200 ton uranu. 

„Istnieją cztery główne etapy łańcucha dostaw do elektrowni jądrowej” – podkreśla dr inż. Gajda. „Pierwszym z nich jest wydobycie uranu. Kiedy patrzymy na kontekst bezpieczeństwa dostaw, w ciągu ostatnich lat Rosja zapewniała ok. 15 procent dostaw. Doliczając Kazachstan, z tego kierunku pochodzi ok. 40 procent zużywanego uranu w Europie. Z jednej strony to znaczący udział, jednak z drugiej stosunkowo łatwo zastąpić go innym dostawcą – a przynajmniej o wiele łatwiej, niż dostawcę gotowego paliwa jądrowego”. 

Drugi etap to konwersja uranu w przeznaczonym do tego zakładzie. Chemicznie przetworzy on tlenek uranu do postaci sześciofluorka uranu. „Największym dostawcą tzw. uranu po konwersji jest francuskie Orano w europejskich zakładach. Generalnie transport uranu na duże odległości jest najłatwiejszy jeszcze przed jego konwersją, ponieważ potem następuje etap wzbogacania” – mówi dr inż. Gajda. 

Jak zaznacza ekspert, Europa posiada generalnie wystarczające moce wzbogaceniowe na własne potrzeby. „Jedna czwarta wzbogacania pochodziła w ostatnich latach z Rosji, pozostała część to przede wszystkim kraje UE (ok. 10 procent pochodziło z Wielkiej Brytanii). Ostatni etap to produkcja samego paliwa – blisko 80 procent procesu wytwarzania paliwa, przeznaczonego na rynek europejski, wykonywane jest na terenie Europy”. 

Problemy z dostawami?  

Dr inż. Paweł Gajda podkreśla, że wąskim gardłem nie są zasoby uranu czy dostawy surowca, ale przede wszystkim bardziej zaawansowane technologicznie etapy produkcji paliwa jądrowego. Wymiana dostawcy na początkowych etapach produkcji jest stosunkowo prosta, jednak na etapie trzecim bądź czwartym wymaga specjalistycznych technologii, maszyn czy linii produkcyjnych.  

„Do momentu wzbogacania uranu mówimy niejako o etapach neutralnych technologicznie, czyli taki uran można przeznaczyć potem do dowolnego typu elektrowni” – mówi dr inż. Gajda. „W momencie, w którym dochodzimy do czwartego etapu, produkujemy specyficzne paliwo do konkretnego reaktora. W tym miejscu kilkunastoprocentowy udział Rosatomu dotyczy przede wszystkim dostaw do krajów, które używają reaktorów technologii poradzieckiej. Wszystko trafiało do Finlandii, Czech, Słowacji, Węgier i Bułgarii”. 

Jednocześnie, jak zaznacza ekspert, obecnie większość producentów jest w stanie wykonywać paliwo nie tylko do swoich reaktorów, tylko również do reaktorów innego typu. Przykładem może być Ukraina, która po 2014 roku zaczęła dość intensywnie odchodzić od dostaw z Rosji i kupować paliwo od amerykańskiego Westinghouse, który produkuje paliwo do reaktorów WWER konstrukcji radzieckiej. Podobnie postąpili Czesi, którzy początkowo kupowali rosyjskie paliwo jądrowe do elektrowni w Temelinie i reaktorów WWER-1000, jednak w 2022 roku podpisali umowę łączoną z Westinghouse i francuskim Framatome.  

„Im bardziej zaawansowany etap produkcji paliwa, tym więcej czasu wymagają zmiany, jednak są one możliwe – ale sytuacja w Europie pod tym względem wygląda najlepiej” – mówi dr inż. Gajda. „Wydaje się, że zrezygnowanie z rosyjskich dostaw nie będzie stanowić większego problemu, choć do tej pory to Moskwa miała większy udział we wzbogacaniu uranu – przede wszystkim ze względu na olbrzymie zapasy mocy przetwórczych, będące w dużej morze spadkiem po zimnowojennym programie zbrojeniowym. Dzięki nadmiarowi możliwości produkcyjnych, byli w stanie bardzo mocno obniżyć cenę i nią konkurować”.  

„Europa może zwiększyć dostawy uranu z Australii, posiadającej znaczące złoża, powstają amerykańskie i europejskie inicjatywy wydobycia surowca, a decydenci zaczynają patrzeć na całość łańcucha dostaw, wspominają o rozbudowie zdolności produkcyjnych paliwa czy też wzbogacania uranu. Nie zapominajmy również, że ogromną zaletą energetyki jądrowej jest niewielka ilość paliwa, niezbędnego do jej całorocznego funkcjonowania. Umożliwia to łatwe przechowywania na terenie elektrowni zapasu na nawet kilka lat pracy. Po zapewnieniu zapasów można być niezależnym energetycznie nawet, jeśli nie wydobywa się surowca u siebie” – podkreśla dr inż. Gajda.