Fukushima a Libye z pohledu energetické bezpečnosti Ing. Ivan Beneš, CityPlan spol. s r.o. 23. zasedání ČNV ONK, 24.3.2011 1
Obsah presentace Fukushima Libye Globální rizika Snižování následků katastrof v oblasti energetiky 2
Havárie jaderné elektrárny Fukushima Japonsko 11.3.2011 3 Nejvěrohodnější zdroje: Japan Atomic Industrial Forum http://www.jaif.or.jp/english/ Státní úřad pro jadernou bezpečnost http://www.sujb.cz/
Dopad zemětřesení na jaderné elektrárny v postižené oblasti Způsobilo havárii či nehodu u 64% zasažených JE Odolnost japonských jaderných elektráren v oblasti postižené zemětřesením 11.3.2011 4 14 12 10 8 6 4 2 0 5 5 5 3 4 3 bloky v zasažené oblasti bloky v provozu Daiichi 4,5,6 0 2 1 bloky mimo provoz 6 Fukushima Daichi 4 Fukushima Daini 3 Onagawa 1 Tokai bezpečně odstavené Daini 3, Onagava, Tokai vážná nehoda Daiichi 5,6 Daini 1,2,4 vážná havárie s únikem RA Daiichi 1,2,3,4
Katastrofy jsou výsledkem koincidence bezpečnostních (nešťastných náhod) Jsou ztrojené systémy dostačující? Skoronehody Mezery a slabá místa 5 Koincidence způsobí poruchu
BWR 4 bariéry úniků RA 4. bariéra 3. bariéra 1. bariéra 2. bariéra 6 Pramen. SÚJB
3 způsoby chlazení 7
Proč je důležité chlazení jaderného reaktoru 8 I po přerušení řetězové reakce se v reaktoru uvolňuje velké množství tepelné energie Teplo při ztrátě chlazení vede k přeměně vody na páru a ke zvýšení tlaku v nádobě reaktoru Roste-li teplota nad 800 C C dochází oxidací povlaku článků (zirkonia) k vývoji vodíku hrozí výbuch Při vysokém tlaku v nádobě reaktoru se přepouští pára do kontejnmentu a následně do budovy reaktoru a následně do ovzduší Co se vypouští ven záleží na stavu paliva v aktivní zóně. Dokud zůstává těsné je radiace minimální. Pokračuje-li nepříznivý scénář, palivo se začne tavit při 2700-2800 C
Proč je důležité chlazení vyhořelého paliva I vyhořelé palivo umístěné v bazénu uvolňuje velké množství tepelné energie Ztráta chlazení v bazénu vyhořelého paliva může vést k dehermetizaci palivových proutků V cestě není žádný primární kontejnment, jen reaktorová budova (Fukushima) Při jejím porušení (jako u bloku 4) se radiace dostává přímo do atmosféry 9
Poučení a otázky pro budoucnost Je praxe dochlazovacích systémů dostatečná? Jejich část bývá vytažena mimo areál elektrárny. Vyžaduje užití přepracovaného paliva MOX vyšší konstrukčně vyšší stupně zabezpečení JE? Kolik bezpečnostních systémů máme vlastně mít a jak se projeví zvýšení jejich počtu? Jaderná energetika a nestabilní svět komu lze tuto nebezpečnou a zneužitelnou technologii svěřit do rukou? 10
Rozhodnutí o budoucnosti jaderné energetiky bude vždy politikum 11 Jaderné elektrárny jsou dimenzovány na projektovou havárii nejhorší možný případ shody náhod, která se má předpokládat Nadprojektová havárie je událost, která jde za hranici našich předpokladů Může nastat nadprojektová havárie s únikem RA? Její pravděpodobnost je velmi nízká, ale vždy >0 Přes všechny bezpečnostní systémy zbytkové riziko zůstává. Jsme ochotni jej akceptovat? Jsme jako společnost, provozovatel, vláda, ochotni nést riziko nadprojektové havárie? Nebo chceme věřit, že příští nadprojektová havárie již není možná?
Prvé přehodnocení bylo po TMI, druhé po Černobylu, co přijde po Fukušimě? 26.4.1986 Černobyl, Ukrajina 12 11.3.2011 Fukushima, Japonsko 28.3.1977 Three Mile Island, USA 22.2.1977 Jaslovské Bohunice, ČSSR* 1969, 1980 Saint Laurent, Francie 3.1.1961 Idaho Falls, USA 7.12.1975 Greiswald, NDR *) Na některým místech řeky Dudváh byly zjištěny hodnoty radiace ve výši srovnatelné s okolím Černobylu v době jeho evakuace. Kontrola v roce 1990: intenzita radiace 20-násobek přirozené úrovně. Ve vrtech ve spodní vodě nalezena velká koncentrace radioaktivního tritia až 11 000 000 Bq/l (norma pro pitnou vodu činí 700 Bq/l, pro ostatní vody 5 000 Bq/l
Obsah presentace Fukushima Libye Globální rizika Snižování následků katastrof v oblasti energetiky 13
Konflikt rostoucí populace a disponibilních zdrojů (energie, vody potravin) 14
4 energetická hřiště a jejich sudí Prožíváme tvrdý zápas o zdroje Rada bezpečnosti G 20? (národní) IZS Směrnice EU Vojenské doktríny Zahraniční politika Krizové řízení Liberalizovaný trh 240/2000 Účast v misích Diplomacie Civilní nouzové plánování Podnikání v energetice 406/2000 406/2006 241/2000 239/2000 458/2000 91/2005 Zajištění přístupu ke zdrojům primárních nosičů energie Zajištění dopravních cest Zábrana nukleární proliferace Objekty kritické infrastruktury Integrovaný záchranný systém Podnikání v energetice 15 Ústřední důležitost pro sílu moderních armád má ropa Kontinuita činnosti Minimalizace ztrát v území Rozsah zprávy Pačesovy komise (6. kapitola) Maximalizace zisku Regulované oblasti? Trh?
milard barelů/miliard barelů za rok Energetická setrvačnost z vlastních zásob je ukazatelem energetické převahy Je to poměr vlastní zásoby / spotřeba (roky) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Zásoby Spotřeba Energetická setrvačnost ukazuje na politické cíle: kdo potřebuje zdroje dobývat a kdo bránit Evropa (2,9 roků) USA (3,9 roků) Čína (5,4 roků) Rusko (80,6 roků) 16
Budoucnost je v řešení čtyřčlenky mezi klíčovými hráči (Vojna a či mír?) Vojna Válečný konflikt o zbývající zdroje bude mít charakter asymetrické gerilové války s teroristickými útoky na kritickou infrastrukturu, včetně třeba vyřazení méně chráněných chladících okruhů JE EU Rusko Írán Mír Mírová spolupráce povede k rozšíření OZE, decentralizovaných zdrojů a k dálkovým přenosům elektřiny, uvolní cestu ke čtvrté generaci množivých reaktorů USA Čína 17 Víra nemůže být strategií, musíme být připraveni na vše
Země s největšími zásobami ropy místa potenciálních konfliktů Libye má 8.-9. největší zásoby na světě Náklady na těžbu jsou velmi nízké (~ 1$/bbl) 18 Země vymykající se kontrole velmocí
Sociálně složité systémy (naše západní civilizace) závisí na přebytku energie 19
Průmyslová společnost potřebuje průměrnou EROEI nejméně 4:1 EROEI Libyjské ropy je 100:1 Střední Východ 20
Kvůli poklesu EROEI bude pokles disponibilní fosilní energie rychlejší, než si lidé myslí 21
Střet zájmů při zajišťování energetických zdrojů a surovin je i v Africe. Existují úvahy, že součástí obsazení Libye je vytlačení vlivu Číny z Afriky Je otázkou, zda nebude Čína naopak vítězem. 22
Proč Libye? Národní ropná společnost je 25. nejbohatší společnost na světě 23
85% exportu jde do Evropy 24
Energetická bezpečnost a schizofrenie západní spotřební společnosti Kde a jak získat potřebnou energii? 25 Obsazením zemí bohatých na ropu? Lze tyto války vyhrát? Přátelením se s diktátory? Drahá ropa posiluje jejich sílu a bohatství!
Možné důvody nejednotnosti k rezoluci OSN USA váhaly, jsou angažovány v Afganistanu a Iráku. Je další směr zájmu Írán a Venezuela? Rusko se zdrželo, nepotřebuje cizí zdroje Čína se zdržela: když se dva perou třetí se směje Německo se zdrželo, akce v Libyi ohrožuje projekt DESERTEC (zásobování Evropy elektřinou ze Sahary; možná je i poučeno z neúspěchu v 1. a 2. světové válce) Vedle Kadáfího tak může být druhým poraženým Evropská Unie (k radosti svých ekonomických konkurentů) 26
Hypotetická kombinace Fukushima x Libye 27 Bez vojenského obsazení ropného území Libye nemá současná vojenská akce smysl Asymetrický konflikt tak povede ke gerilové válce a teroristickým útokům v zemích útočníků Vzhledem totální k závislosti západní společnosti na elektřině může být Francie zasažena útoky na vnější systémy chlazení svých JE (vnější el.vedení a zdroje chladící vody, zásobovací cesty nafty pro dieselgenerátory dochlazovacích systémů, sídliště personálu JE) Protože je Francie zásobena ze 75% z JE a současně je největším exportérem, dojde ke zhroucení evropské elektrizační soustavy UCTE Následuje nedostatek energie, vody, potravin a potenciálně i zamoření RA (vzduchu, vody, půdy)
Obsah presentace Fukushima Libye Globální rizika Snižování následků katastrof v oblasti energetiky 28
7 největších rizik v příštích 10 letech Environmentální: Klimatická změna Ekonomická: Fiskální krize Extrémní cena energie Společenská: Ekonomická nerovnost Dostupnost pitné vody Globální: Selhání globálního vládnutí Geopolitický konflikt 29 Zdroj: 2011 World Economic Forum
Vzájemné závislosti Klastr ekonomické nerovnováhy Klastr nelegální ekonomiky Klastr klimatické změny 30 Zdroj: 2011 World Economic Forum
3 významné rizikové klastry Klastr ekonomické nerovnováhy Klastr nelegální ekonomiky Klastr voda-potraviny-energie 31
Klastr energie-voda-potraviny 32 Zdroj: 2011 World Economic Forum i extrémní meteorologickohydrologické jevy
Zajištění základních potřeb v příštích 10 letech nebude vůbec samozřejmostí Potřeba seberealizace Potřeba uznání Potřeba lásky a sounáležitosti Potřeba bezpečí: jistoty, stálosti, pořádku, pravidel a mezí, osvobození od strachu, úzkosti a chaosu Fyziologické potřeby: vzduchu, přiměřené teploty, vody, potravin, spánku a odpočinku, vyhnutí se bolesti Abraham H. Maslow - hierarchie lidských potřeb Základní potřeby pro přežití základní role státu a cíle HOPKS 33 HOPKS = Hospodářská opatření pro krizové stavy
Obsah presentace Fukushima Libye Globální rizika Snižování následků katastrof v oblasti energetiky 34
Domino efekt mohou iniciovat přírodní katastrofy katastrofy (a jsou to učebnice pro teroristy) 35 Zemětřesení 11.3.2011 Tsunami Jaderná havárie v důsledku ztráty chlazení Nedostatek energie, vody, potravin, kontaminace vzduchu, půdy, vody, potravin Není účelné diskutovat o tom, zda Evropu zasáhne zemětřesení či tsunami, ale zda ztráta chlazení může nastat třeba i z jiných příčin Nedostatek základních lidských potřeb
Naše Achilova pata Přemnožené lidstvo Selhání globálního vládnutí Konečnost zdrojů Koincidence poruch Změna klimatu Migrace Zločinnost, deprivace Konflikty o zdroje Extrémní jevy Teroristické akce Guerillové akce Vojenské akce příčiny dopady Energie, voda, potraviny Narušení dodávek způsobí sociální nepokoje, které neviditelná ruka trhu neřeší Může být permakultura vhodným prostředkem k omezování účinků katastrof? Fyziologické potřeby: potřeba kyslíku, přiměřené teploty, tekutin, potravin, pohybu, spánku a odpočinku, vyhnutí se bolesti,... Potřeba bezpečí: jistoty, stálosti, spolehlivosti, struktury, pořádku, pravidel a mezí, osvobození od strachu, úzkosti a chaosu Potřeba sounáležitosti Potřeba uznání 36 Potřeba seberealizace Asi by nás měla zajímat nejen budoucnost podniků, kde pracujeme, ale i našich rodin
Energetická bezpečnost Potřeba sociální přijatelnosti Hladomory byly způsobeny hlavně tím, že selhaly distribuční cesty od zásob k potřebným Potřeba environmentální přijatelnosti Potřeba ekonomické přijatelnosti Potřeba energetické bezpečnosti (kontinuity zásobování) 37 Potřeba přístupu k primární energii
38 Konkrétní cíle a úkoly SEK zmírní dopady i v případě potenciálních černých scénářů Cílové hodnoty: Vybudovat řídící systémy a propojení zajišťující ostrovní napájení elektřinou všech aglomerací nad 50 tisíc obyvatel. Implementovat účinné nástroje pro zamezení šíření poruch a řízený přechod do ostrovních subsystémů a zabezpečit nezávislou schopnost startu ze tmy jednotlivých ostrovů. Rozvoj distribučních soustav (CityPlan nabízí využití výsledků VaV) Zabezpečit schopnost DS v případě rozpadu přenosové sítě pracovat střednědobě v ostrovních provozech a zajistit minimální úroveň dodávek elektřiny nezbytnou pro obyvatelstvo a kritickou infrastrukturu. V této souvislosti zajistit aktualizaci územních energetických koncepcí krajů tak, aby směřovaly k zabezpečení schopností ostrovních provozu v havarijních situacích. Vytvořit podmínky pro účast tepláren při vytváření krajských územních koncepcí a zabezpečení jejich úlohy v ostrovních provozech jednotlivých oblastí v havarijních situacích.
VaV projekt 2A-1TP1/065: organizace a odpovědní řešitelé CITYPLAN Ivan Beneš T-SOFT Jaroslav Pejčoch ViP Jaroslav Rosa EGÚ Č. Budějovice František Mejta AF MEACONT Ladislav Švarc 39 VaV projekt 2A-1TP1/065: Zvýšení odolnosti distribuční soustavy proti důsledkům dlouhodobého výpadku přenosové soustavy ČR s cílem zvýšení bezpečnosti obyvatel Tento projekt je realizován za finanční podpory z prostředků státního rozpočtu prostřednictvím Ministerstva průmyslu a obchodu v rámci programu Trvalá prosperita
CityPlan spol. s r.o. Kontakt: Adresa: Ing. Ivan Beneš Jindřišská 17, 110 00 Praha 1 tel.: 420-221 184 205 mobil: 420-603 261 470 fax: 420-224 922 072 e-mail: www: ivan.benes@cityplan.cz http://www.cityplan.cz 40