W południe 31 grudnia w elektrowni atomowej w niemieckim Philippsburgu odłączono od sieci reaktor B. Mógłby jeszcze długo pracować, miał dopiero 33 lata. Reaktor C został uruchomiony w 1985 r. i zostanie odłączony z końcem 2021 r. Niemcy konsekwentnie realizują politykę „Atomausstig” ogłoszoną przez kanclerz Angelę Merkel w 2011 r. W jej wyniku ostatni niemiecki reaktor ma być wyłączony do 2022 r., mimo że cały system mógłby pracować znacznie dłużej.
Złożone elektrownie atomowe
Decyzja niemieckiej kanclerz była odpowiedzią na katastrofę w Fukuszimie Daichi, która z kolei dostarczyła paliwa rosnącym w siłę Zielonym. Nie tylko jednak zmieniający się kontekst polityczny miał znaczenie – Merkel jest z wykształcenia fizykochemiczką i rozumie doskonale uwarunkowania technologii wykorzystywanych w energetyce jądrowej. Dlatego jej oficjalnie ogłoszoną argumentację należy potraktować poważnie: „znikome ryzyko związane z energetyką jądrową można zaakceptować tylko wówczas, jeśli ktoś jest przekonany, jeśli można to w ogóle po ludzku osądzić, że się nie zrealizuje”.
W tej wypowiedzi kryje się komentarz do samej Fukuszimy – katastrofa wydarzyła się w jednym z najbardziej zaawansowanych technologicznie i zdyscyplinowanych społecznie krajów świata. Skoro więc tam, to znaczy, że wypadek może wydarzyć się wszędzie. A może się wydarzyć ze względu na charakter technologii energetyki jądrowej, który opisał Charles Perrow w klasycznej już książce z 1984 r. „Normal Accidents. Living with High-Risk Technologies”.
W dziele tym Perrow analizował systemy techniczne wykorzystywane we współczesnej cywilizacji, zwracając szczególną uwagę na pewną ich kategorię. To systemy złożone, wymagające do sprawnego działania ścisłej współpracy tworzących je elementów, a których awaria doprowadzić może do katastroficznych skutków. Do systemów takich należą fabryki chemiczne, organizacja lotów kosmicznych czy elektrownie atomowe.
Zdaniem Perrowa głównym problemem nie jest sama technologia, tylko organizacja, czyli czynnik społeczno-ludzki. Jakkolwiek doskonała byłaby technologia, ze względu na jej złożoność w połączeniu ze złożonością działania systemu społecznego, w którym technologia funkcjonuje, wypadków nie można uniknąć. Już po publikacji książki wydarzyła się katastrofa w Bhopalu, a potem w Czarnobylu.
Czytaj także: Zabójczy mit Czarnobyla
Niemcy marnotrawią swój zasób jądrowy
Oczywiście, ex post można przekonywać, że ostatecznie konsekwencje Czarnobyla czy Fukuszimy nie były tak straszne, jak to się wydawało na początku, i ciągle nie zmienia się podstawowy fakt opisujący energetykę jądrową: to najbezpieczniejsza w rachunku ciągnionym forma wytwarzania energii. Niemcy muszą się pogodzić, że na skutek zastąpienia przejściowo mocy z elektrowni atomowych energią z elektrowni węglowych każdego roku umrze przedwcześnie dodatkowo ponad tysiąc osób.
Mimo to kanclerz Merkel nie zamierza się wycofać, przeciw czemu protestują pronuklearni aktywiści, również z Polski. Zwracają oni uwagę, że dziś rozważania o ryzyku należy prowadzić w innym kontekście – śmiertelnego zagrożenia katastrofą klimatyczną. Gdy nadciąga apokalipsa, coraz lepiej opisywana w scenariuszach tworzonych przez naukowców badających klimat, hipotetyczne obawy przed mało prawdopodobną katastrofą jądrową są nie tylko nieuzasadnione, ale i nieodpowiedzialne. Argumentację tę wyłożyli precyzyjnie na łamach „Polityki” profesorowie Szymon Malinowski i Tomasz Polak.
Wyłączanie sprawnych i bezpiecznych reaktorów należy potraktować jako karygodne marnotrawstwo, wszak główne nakłady inwestycyjne zostały już poniesione, a koszty wyłączania i utylizacji pozostałości reaktorów i paliwa będą podobnie wysokie jak w sytuacji pracy reaktorów do końca resursów. Szkoda tylko, że do atmosfery trafi więcej dwutlenku węgla, i szkoda ludzi, którzy umrą na skutek oddychania powietrzem zanieczyszczonym przez spalanie węgla, by uzyskać energię niezbędną w okresie przejścia do krainy OZE.
Lepszy klimat bez elektrowni atomowych?
Gdy już się użaliliśmy, czas zmierzyć się ze znacznie trudniejszym pytaniem o przejście do epoki powęglowej, kiedy energię będziemy uzyskiwać ze źródeł bezemisyjnych, zgodnie z zasadą neutralności klimatycznej. Czy takie przejście jest w ogóle możliwe? To znaczy: czy możliwa jest taka transformacja światowego systemu energetycznego, która uwzględni, że w 2050 r. (kiedy już powinniśmy być neutralni klimatycznie) na świecie żyć będzie 9,7 mld ludzi, a do tego czasu globalny popyt na energię będzie rósł w tempie 1,8 proc. rocznie?
Czytaj także: Morawiecki zaszarżował, nie godząc się na Zielony Ład
W kwietniu 2019 r. fiński uniwersytet LUT ogłosił kompleksowe opracowanie pokazujące, że transformacja jest możliwa, i to w 100 proc. w oparciu o technologie OZE, a więc bez rozwoju energetyki jądrowej. Oczywiście zwolennicy energetyki jądrowej podkreślają, że droga do celu wiedzie przez komplementarny rozwój obu nurtów bezemisyjnej energetyki – a więc i OZE, i energetyki jądrowej – jako podstawy przyszłego systemu. Świetnym wykładem takiej argumentacji jest wydana po polsku przez PWN książka „Energia dla klimatu” Joshuy S. Goldsteina i Staffana A. Qvista.
Czytaj także: Australia płonie, ratunku nie widać
OZE, atom, OZE+atom. Co się bardziej opłaca
Czy spór można jednoznacznie rozstrzygnąć? W obrębie ram racjonalności narzuconych przez zwolenników podejścia „100 proc. OZE” i adwokatów opcji „OZE+atom” obiektywne rozstrzygnięcie jest niemożliwe, bo wymaga w istocie dokonania wyborów aksjologicznych, i to niezwiązanych z ryzykiem, o którym pisał Perrow oraz mówiła kanclerz Merkel. Wybór taki musi stać jednak za określeniem stopy dyskontowej, czyli sposobu, w jaki liczymy wartość pieniądza w przyszłości. W ten bowiem sposób oceniamy podejmowane dziś decyzje inwestycyjne. Od przyjętej stopy dyskontowej zależy, czy uznamy większą opłacalność zamrożenia olbrzymiego kapitału potrzebnego do budowy reaktora jądrowego, który zacznie pracować dopiero po dekadzie albo i później, czy rozwój rozproszonej energetyki OZE o znacznie krótszych cyklach inwestycyjnych. Wybór taki wbrew technicznej nazwie nie ma charakteru technicznego, tylko w znacznej mierze aksjologiczny.
Gdy w grę wchodzą wartości, decyzję muszą podejmować politycy, a nie inżynierowie. I tak się właśnie dzieje. Stanowisko Angeli Merkel jest najlepszym przykładem decyzji podjętej w oparciu o przesłanki aksjologiczne (jeśli potraktujemy jej słowa na serio). Czy można taką dyskusję osadzić na twardszym gruncie? Owszem, dobrym przewodnikiem jest Charles Hall, z wykształcenia biolog, zajmujący się analizą systemową oraz biofizycznymi podstawami funkcjonowania gospodarki.
Hall zwraca uwagę, że podstawą funkcjonowania dowolnych systemów żywych, od pojedynczej komórki do ludzkiej cywilizacji, jest przetwarzanie energii potrzebnej do tego, żeby przeciwstawiać się entropii pchającej system do rozpadu. Im system bardziej złożony, tym więcej potrzebuje energii na podtrzymanie trwania i rozwoju. Problem w tym, że pozyskanie energii użytecznej wymaga także energii. Organizmy żywe zużywają sporo energii na strawienie pokarmu, by wydobyć z nich energetyczną nadwyżkę czyniącą proces opłacalnym.
Czytaj także: Wnioski po katastrofie w Fukuszimie
Węgiel przestaje się opłacać. Ale...
Podobnie jest z cywilizacją. Współczesna, późnoprzemysłowa, powstała dzięki dostępowi do tanich zasobów źródeł węgla i węglowodorów zapewniających duży zwrot inwestycji energetycznej, czyli czynnik EROI (Energy Return On Investment) mówiący, ile jednostek energii użytecznej można uzyskać z jednostki energii włożonej, żeby uzyskać benzynę, prąd elektryczny lub inną formę dostarczenia energii. Z jego wyliczeń wynika, że dla istnienia cywilizacji opartej na obecnym, konsumpcyjnym modelu potrzebne są źródła energii oferujące EROI na poziomie 15 lub więcej. Granica opłacalności ekonomicznej to z kolei EROI na poziomie 5.
Ropa naftowa w latach 60 XX w. zapewniała EROI na poziomie 50 i więcej, podobnie węgiel. Dziś już takich zasobów ropy nie ma, podobnie nie ma już takiego węgla, więc EROI konwencjonalnych źródeł energii szybko maleje. Problem w tym, że alternatywne ciągle nie uzyskały parametrów umożliwiających funkcjonowanie cywilizacji na dotychczasowym poziomie. Analiza programu rozwoju fotowoltaiki w Hiszpanii w pierwszej dekadzie XXI w., jaką Hall wykonał z ekspertami hiszpańskimi, pokazała, że uzyskiwane EROI nie przekraczały wtedy 3, a więc w istocie były poniżej progu opłacalności. Nie oznacza to, że były bez sensu, bo dzięki nim przyspieszył rozwój technologii fotowoltaicznych i dziś systemy instalowane np. w Szwajcarii uzyskują EROI powyżej 10.
Czytaj także: Skąd zwrot rządu w kierunku fotowoltaiki?
Termodynamika, głupcze!
Podobny rachunek można wykonać dla energetyki jądrowej i okazuje się, że EROI dalekie są od poziomów, jakie zapewniały węgiel i węglowodory w „starych dobrych czasach”. Rachunek dodatkowo zaburza fakt, że zarówno budowa elektrowni atomowych, jak i rozwój OZE są ciągle możliwe dzięki źródłom węglowym, bo to one są podstawą funkcjonowania gospodarki i kreowania nadwyżek umożliwiających inwestycje w nowe technologie. W tym też sensie żadne tzw. bezemisyjne technologie – czy to OZE, czy nuklearne – nie są w chwili obecnej bezemisyjne, bo wymagają zaplecza cywilizacyjnego, od dróg przez cementownie i huty po transport oparty na źródłach węglowych.
Niestety, dochodzimy do granicy wyznaczonej przez termodynamikę. Jednym z sygnałów tego kresu jest kryzys klimatyczny. Innym – malejące EROI dotychczasowych źródeł energii. Stawką przetrwania jest jak najszybsze ich wykorzystanie do zbudowania bezemisyjnego systemu energetycznego w oparciu o technologie zapewniające EROI umożliwiające funkcjonowanie cywilizacji na dotychczasowym poziomie.
Czy to w ogóle możliwe? Charles Hall w książce „Energy and the Wealth of Nations. An Introduction to Biophysical Economics” szacuje szanse na sukces na poziomie 25 proc. Ostateczna odpowiedź kryje się w prostej dyrektywie: termodynamika, głupcze!
Czytaj także: Czy globalne ocieplenie da się zatrzymać