Mobili versija | Apie | Visos naujienos | RSS | Kontaktai | Paslaugos
 
Jūs esate čia: Pradžia » Visos temos » Technologijos » Energija ir energetika

Elektros energijos gamyba: mitai ir realybė apie riziką ir kainą

2012-03-15 (7) Rekomenduoja   (0) Perskaitymai (3819)
    Share

Šio straipsnio tikslas – išsklaidyti kai kuriuos mitus, susijusius su įvairių elektros energijos gamybos technologijų vertinimu, palyginant elektros energijos gamybos būdus su kitomis žmogaus veiklos rūšimis ne tik iš ekonominių, bet ir iš rizikos, saugos ir ekologijos pozicijų.

Įvairių elektros energijos gamybos technologijų privalumai ir trūkumai – populiari tema žiniasklaidoje. Po avarijos Fukušimos Daiichi branduolinėje elektrinėje tapo populiaru akcentuoti branduolinės energijos trūkumus ir keliamas grėsmes, pabrėžiant alternatyvių energetikos technologijų teigiamas savybes. Deja, šiose diskusijose labai retai sutiksime objektyviai analizuojamus realius faktus bei nepriklausomus statistinius duomenis, tačiau rasime pateikiamas šališkas, suinteresuotoms visuomenės grupėms naudingas interpretacijas. Blogiausia, kad vadovaujantis tokiu būdu neobjektyviai suformuota nuomone, priimami itin svarbūs valstybinio masto sprendimai, galintys stipriai paveikti ekonominės plėtros perspektyvas ir ateities kartų gerovę. Ryškiausias pavyzdys – Vokietijos vyriausybės sprendimas uždaryti savo AE. Šiuo straipsniu siekiama išsklaidyti kai kuriuos mitus, susijusius su įvairių elektros energijos gamybos technologijų vertinimu. Juo norima supažindinti skaitytoją su kai kuriais gana retai analizuojamais duomenimis, leidžiančiais palyginti elektros energijos gamybos būdus su kitomis žmogaus veiklos rūšimis ne tik iš ekonominių, bet ir iš rizikos, saugos bei ekologijos pozicijų. Vienas didžiausių mitų, susijusių su technologijų keliamos rizikos vertinimu: esą rizikingiausia yra branduolinė energetika. Ši nuomonė yra gana toli nuo tikrovės, ir neatitikimas tarp visuomenės nuomonės ir tikrovės šiuo klausimu yra pats didžiausias. JAV surinkti statistiniai duomenys ir ekspertų vertinimai liudija, kad pagal sukeliamą mirtingumą branduolinė energetika užima tik 20-ą vietą tarp kitų žmogaus veiklų ir technologijų. Didžiausią pavojų žmogaus gyvybei ir sveikatai šiuolaikinėje visuomenėje kelia rūkymas, alkoholio vartojimas ir važinėjimais lengvaisiais automobiliais. Gana akivaizdžiai įvairių veiklos rūšių keliamos rizikos lygį parodo JAV statistiniai duomenys apie labiausiai pavojingų profesijų darbuotojų mirtingumą (žr. 1 pav.). Šiame sąraše nerasime AE operatorių ar kitų branduolinei energetikai būdingų specialybių. Nors absoliučiais dydžiais vertinant daugiausia žmonių žūva vairuodami automobilius ir sunkvežimius, dirbdami statybose ar žemės ūkyje, santykinai vertinant (atsižvelgiant į bendrą toje srityje dirbančiųjų skaičių) šios sritys nėra pavojingiausios. Santykinai pavojingiausios profesijos neabejotinai yra pramoninėje žvejyboje, medienos paruošų ir apdirbimo pramonėje, aviacijoje. Analogiškas pasiskirstymas nesikeičia jau daugelį metų. 1 pav. pateikti duomenys gali būti įdomūs ne tik įvairių profesijų rizikai įvertinti, bet ir renkantis būsimą specialybę.

Elektros energijos gamybos kainą, naudojant įvairius pirminės energijos šaltinius ir technologijas, galima vertinti įvairiais aspektais. Ir nors šiuos skirtumus yra įprasta vertinti piniginiais vienetais, nereikia pamiršti ir juodosios statistikos - kai elektros kaina matuojama žmonių gyvybėmis. Tokio vertinimo rezultatai yra pateikiami 1 lentelėje ir 2 pav., ir jie taip pat griauna mitą apie branduolinės energetikos pavojingumą. Pavyzdžiui, 1 lentelė iliustruoja įvairių žmogaus naudojamų energetikos rūšių sukeliamo mirtingumo analizės rezultatus, perskaičiuojant mirčių skaičių vienai pagamintos elektros energijos teravatvalandei (1TWh). Joje taip pat pateikiami palyginimui skirti duomenys apie elektros energijos gamybos kainas įprastiniais vienetais - €/MWh (eurai pagamintos energijos megavatvalandei), naudojant įvairius pirminės energijos šaltinius.

Pirminės energijos šaltinis, iš kurio generuojama elektros energija

Šio šaltinio dalis bendrame pasaulio energetiniame balanse, %

Elektros energijos dalis, generuojama iš šio šaltinio, %

Mirčių skaičius, tenkantis 1 TWh

Elektros energijos gamybos kaina EU, €/MWh



Pastabos





Anglis

Vidurkis pasaulyje

30
41
161
40-50

Deginant pulverizuotą anglies suspensiją

Kinija
47*
77
278



Ukraina
3,8*
25
100



Rusija
5,0*
19
55



JAV
19*
45
15



Nafta
34,2
5,5
33
31-94

JAV duomenys 1997-2009 m.

Gamtinės dujos

23,6
21,3
4
50-60

Kombinuoto ciklo dujų turbinos

Biokuras
0,27


12
55-215
Biodujos
80-195

Kietas biokuras

Durpės



12



Saulės energija

0,17
2,3
0,44
520-880


Vėjo energija

0,27


0,15
75-110

gaines ant kranto

85-140

Jėgaines jūroje

Geoterminė energija

0,08





Hidro energija

Pasaulyje
6,48
15,9
1,4



Europoje
3,67
9,0
0,10
60-185

Mažos HE

35-145

Didelės HE

Branduolinė energija

5,35
13,5
0,04
50-85


1 lentelė. Įvairių elektros energijos gamybos technologijų ir pirminės energijos šaltinių pavojingumo ir ekonominiai rodikliai

Analizuojant mirtingumo statistiką, įvertinamos ne tik elektrinėse bei pirminių energijos šaltinių gavybos ir transportavimo metu vykstančių avarijų aukos, bet ir mirtys dėl aplinkos užteršimo dulkėmis, dūmų dalelėmis bei radionuklidais. Vertinant tiesioginių avarijų pasekmes Europos Sąjungoje, panaudoti duomenys apie 4290 energetikoje įvykusių įvykių, iš kurių 1943 buvo klasifikuoti kaip sunkios avarijos. Šiose avarijose žuvo 15000 žmonių naftos pramonėje, per 8000 žmonių anglies pramonėje ir apie 5000 žmonių hidroenergetikoje. Atmosferos užteršimo įtaka sveikatai vertinta Europos Komisijos projekte ExternE naudotu taip vadinamu poveikio trajektorijos metodu (the impact pathway method) remiantis Pasaulinės Sveikatos Apsaugos Organizacijos duomenimis. Sutinkamai su šiuo metodu, išmatuotos arba apskaičiuotos kiekvienos energijos gamybos technologijos generuojamos teršalų emisijos yra naudojamos kaip pradiniai duomenys modelyje, kuris skaičiuoja teršalų dispersiją atmosferoje ir jų inhaliacijos dydžius. Sekantis gana sudėtingas etapas - inhaliuotų teršalų poveikio žmogaus sveikatai skaičiavimas. Jis remiasi daugelio eksperimentinių tyrimų ir teorinių studijų rezultate sudarytomis dozės - efekto priklausomybėmis. Pavyzdžiui, tokiu būdu apskaičiuojama, kiek padidėja rizika susirgti vėžiu žmogui, gavusiam tam tikrą radiacijos dozę arba įkvėpusiam tam tikrą dozę kokios nors nuodingos cheminės medžiagos. Šis metodas nėra labai tikslus ir turi tam tikrų neapibrėžtumų, tačiau skirtingų technologijų įtakos sveikatai palyginimui laikomas tinkamu.

1 lentelėje neįvertinama žala, sukeliama žmonijai klimato pokyčių ir jų pasekmių (dažnesni potvyniai, sausros, uraganai, miškų ir durpynų gaisrai, daugelio biologinių rūšių išnykimas, žemės ūkio kultūrų derliaus sumažėjimas, miškų produktyvumo sumažėjimas ir kitos negatyvios pasekmės). Taip pat neįvertinama žala, sukeliama karinių konfliktų dėl energetinių resursų (visų pirma naftos, dujų, anglies) kontrolės. Analizuojant 1 lentelėje ir 2 pav. pateiktus duomenis galima pastebėti, kad įvairių energijos gamybos technologijų įtaka žmogaus sveikatai ir mirtingumui tiek Europoje, tiek visame pasaulyje iš esmės analogiška. Tam tikri skirtumai tarp Europos ir viso pasaulio atitinkamų rodiklių gali būti paaiškinti stambių avarijų pasekmėmis ir itin dideliu mirtingumu Kinijos anglies pramonėje ir hidroenergetikoje. Pavyzdžiui, žuvusiųjų skaičius Kinijos anglies pramonėje (278 žuvusieji tenka 1 TWH) yra žymiai didesnis nei bet kurioje kitoje pasaulio valstybėje. Pasauliniams mirtingumo rodikliams hidroenergetikoje didelę įtaką turėjo avarija, kilusi sugriuvus Ban-čiao (Kinija) hidroelektrinės užtvankai (175 tūkstančiai žuvusiųjų). Neįvertinant šios avarijos, hidroenergetikos sukeltas mirtingumas yra žymiai mažesnis (žr. duomenis lentelėje atspindinčius Europos rodiklius). Mirtingumas dėl branduolinės energetikos didžiąja dalimi susijęs su Černobylio katastrofa; skaičiavimai grindžiami prielaida, jog šios avarijos metu žuvo 4000 žmonių (šį įvertinimą cituoja eilė nepriklausomų ekologinių organizacijų). Anglies, naftos ir netgi biokuro deginimu pagrįstos technologijos daro žymiai didesnį neigiamą poveikį žmonių sveikatai ir sukelia žymiai didesnį žmonių mirtingumą nei likusios technologijos. Branduolinė ir hidro- energetika sukelia maždaug dviem eilėmis mažesnę neigiamą įtaką žmogaus sveikatai nei aukščiau minėtos iškastinį kurą vartojančios technologijos. Šiame straipsnyje nėra keliamas tikslas atlikti gilią ekonominę elektros energijos gamybos technologijų efektyvumo analizę. Tačiau 1 lentelėje ir 2 paveiksle pateikti duomenys leidžia palyginti elektros energijos gamybos kaštus, naudojant įvairius pirminės energijos šaltinius. Čia pakankamai akivaizdžiai matosi, jog sąnaudos 1 MWh elektros energijos pagaminti saulės energetikoje yra daugiau nei 10 kartų didesnės lyginant su branduoline ar hidro- energetika. Santykinai gerokai brangesnė yra ir iš biokuro ir vėjo energijos gaminama elektra. Šio palyginimo rezultatai turėtų būti nepamiršti, vertinant įvairiais mitais paremtus teiginius apie galimybes pakeisti bazinius elektros energijos gamybos pajėgumus saulės baterijomis ar vėjo generatoriais. Dar vienas plačiai paplitęs ir niekuo napagrįstas mitas yra susijęs su aplinkos apsauga ir ekologija, esą branduolinė energetika yra bene labiausiai aplinką teršianti elektros energijos gamybos technologija, o elektros gamyba iš atsinaujinančių energijos šaltinių aplinkosaugos požiūriu yra nepalyginant pranašesnė už branduolinę energetiką. Šį mitą nesunku sugriauti, panagrinėjus 3 pav. pateiktus daugelio tyrimų rezultatus. 3 pav. palyginti įvairių energetikos technlogijų generuojami CO2 - taip vadinamų "šiltnamio dujų" - kiekiai. Jame yra apibendrinti daugelio studijų rezultatai, įvertinant viso bet kurio energijos gamybos būdo technologinio ciklo metu susidarančias emisijas. Pavyzdžiui, yra įvertinami branduolinėje energetikoje generuojami "šiltnamio dujų" kiekiai, susidarantys urano rūdos kasimo ir sodrinimo metu, branduolinio kuro gamyboje, atominių elektrinių statybos, eksploatavimo ir uždarymo metu, įskaitant radioaktyviųjų atliekų tvarkymą. Reikėtų atkreipti dėmesį, jog 3 pav. pavaizduotuose grafikuose masteliai yra skirtingi. Viršutinėje paveikslo dalyje (a) vaizduojami iškastinių energijos šaltinių pagrindu veikiančių technologijų emisijų lygiai, perskaičiuoti ekvivalentiniam anglies dvideginio kiekiui (mastelis nuo 0 iki 1800 gCO2 eq/kWh), o apatinėje paveikslo dalyje (b) vaizduojami neiškastinių energijos šaltinių pagrindu veikiančių technologijų emisijų lygiai (mastelis nuo 0 iki 180 gCO2 eq/kWh). Kiekvienos technologijos generuojami ribiniai emisijų lygiai vaizduojami spalvotu stačiakampiu, įvertinat įvairių šaltinių pateikiamus skirtingus rezultatus. Analizuojant 3 pav. pateiktus duomenis galima pastebėti, jog branduolinė, hidro- ir vėjo energetika sukuria mažiausias "šiltnamio dujų" emisijas, daugiau nei 10 kartų mažesnes lyginant su iškastinio kuro technologijomis ir trečdaliu mažesnes nei saulės energijos ir biomasės technologijos. Nepaisant technologijų pažangos, analogiškas santykinio "šiltnamio dujų" emisijų kiekio pasiskirstymas išlieka praktiškai nepakitęs jau daugelį metų. Pavyzdžiui, branduolinėje energetikoje yra apytikriai generuojama 10 gCO2-eq/kWh (vidurkis iš 15 studijų rezultatuose nurodomo diapazono nuo 2.8 to 24 gCO2-eq/kWh). Didžioji šių emisijų dalis tenka branduolinio kuro ciklui "iki elektrinės" - urano rūdos kasimas, perdirbimas, sodrinimas, branduolinio kuro gamyba. Faktiško emisijų lygio kitimas nurodytame diapazone yra gana stipriai susijęs su naudojama urano sodrinimo technologija: uranui sodrinti centrifugose reikia tik 2% elektros energijos, kuri buvo sunaudojama tą patį procesą atliekant dujinės difuzijos metodu. Emisijų lygis taip pat priklausys nuo to, iš kur gaunama elektros energija uranui sodrinti - iš anglimi kūrenamų ar atsinaujinančius energijos šaltinius naudojančių elektrinių.

Nė viena žmogaus veiklos rūšis nėra absoliučiai saugi. Tai visiems gerai žinoma ir rizika pasirenkant tam tikrą veiklą yra priimama kaip neišvengiama būtinybė, atsižvelgiant į kitus tos veiklos teikiamus privalumus ir trūkumus. Tas pats principas turėtų būti taikomas ir vertinant elektros energijos gamybos technologijas.

Šiame straipsnyje yra parodyta, jog pavojingiausios yra anglies ir naftos deginimu pagrįstos energetikos technologijos; pačios saugiausios yra branduolinė energetika ir hidroenergetika. Pastarosios dvi energetikos rūšys yra neginčijamai pranašesnės už likusias ir ekonominiu bei aplinkosauginiu požiūriu.

Reziumuojant straipsnyje pateiktus duomenis, reikia pažymėti, jog visų išnagrinėtų aspektų požiūriu branduolinė energetika išlieka viena iš konkurencingiausių, o gal net ir perspektyviausių ateities elektros energijos gamybos technologijų.

Literatūra

  1. Kastenberg W. (University of California at Berkeley). Risk and system analysis. Presentation at FJ/OH summer school’2000 at Cadarache, France, August 2000.
  2. U. S. Bureau of Labor Statistics, U. S. Department of Labor, 2010.
  3. Toscano G. A. Dangerous Jobs. Bureau of Labour statistics. Safety and Health. Compensation and Working Conditions, 1997.
  4. Canton J., Johannesson Lindén A. Support schemes for renewable electricity in the EU. European Economy: Economic Papers, 408, March 26, 2010.
  5. U. S. Electricity Production Costs 1995-2009. Nuclear Energy Institute, http://www.cameco.com /uranium_101/electricity_sources/
  6. Starfelt N., Wikdahl C. E. Economic Analysis of Various Options of Electricity Generation- Taking into Account Health and Environmental Effects. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.180.4490.
  7. ExternE: Externalities of Energy. National Implementation. European Commission, Directorate General XII, 1999. http://externe.jrc.es
  8. World Health Organization. Global Health Observatory Data Repository. 2011. http://apps.who.int/ghodata/?vid=34300.
  9. Reviewing the air pollution death and health impact numbers and peer reviewed epidemiological studies. November 19, 2011. http://nextbigfuture.com/2011/11/reviewing-air-pollution-death-and.html.
  10. Deaths per TWH by energy source. March 13, 2011. http://nextbigfuture.com/2011/03/deaths-per-twh-by-energy-source.html
  11. Weisser D. A guide to life-cycle greenhouse gas (GHG) emissions from electric supply technologies. Energy 32 (2007), p. 1543-1559.
  12. Spadaro J. V., Langlois L., Hamilton B. Greenhouse Gas Emissions Of Electricity Generation Chains: Assessing The Difference. IAEA Bulletin, 42/2/2000.
Verta skaityti! Verta skaityti!
(0)
Neverta skaityti!
(0)
Reitingas
(0)
Komentarai (7)
Komentuoti gali tik registruoti vartotojai
Kiti tekstai, kuriuos parašė Stanislovas Žiedelis
Naujausi įrašai

Įdomiausi

Paros
17(0)
17(0)
16(0)
15(0)
13(0)
12(0)
12(0)
11(0)
Savaitės
123(10)
122(2)
72(5)
71(0)
68(4)
Mėnesio
135(0)
114(13)
105(0)
102(13)
101(1)