Energetikos problemų sūkuryje (2)

Pradžia Nr. 17

Mūsų pašnekovas – Lietuvos energetikos instituto direktorius, Lietuvos mokslų akademijos narys korespondentas prof. habil. dr. Eugenijus UŠPURAS.

Šiuo metu Lietuvoje egzistuoja visa būtina branduolinės energetikos infrastruktūra: be Ignalinos AE, kuri taip pat atlieka eksploatuojančios organizacijos funkciją, yra jos savininkas – Ūkio ministerija (naujos būsimosios AE savininkas ir eksploatuojanti organizacija bus kiti), Valstybinė atominės energetikos inspekcija (VATESI) atlieka kontroliuojančios organizacijos funkcijas. Be to, šios infrastruktūros dalis yra valstybėje leidžiami atominę energetiką reglamentuojantys įstatymai ir normatyviniai aktai, taip pat techninės paramos organizacijos, galinčios šalies atominei energetikai suteikti mokslinę ir ekspertinę paramą – Lietuvos energetikos ir Fizikos institutai, Kauno technologijos ir Vilniaus Gedimino technikos universitetai, taip pat į šį procesą dabar mėginantis įsitraukti Vilniaus universitetas.

Ar visada sutampa Jūsų minėtų mokslo ir studijų institucijų specialistų požiūris į branduolinės energetikos reikalus Lietuvoje? Pavyzdžiui, Lietuvos energetikos instituto ir Kauno technologijos universiteto?

Kartais sutampa, kartais – ne visai, nes kiek mokslininkų, tiek ir nuomonių. Tai visai normalu. KTU naudoja savo tyrimų metodus, daro savo prielaidas, atlieka savo skaičiavimus, o mūsų institutas – savo, tad rezultatai ir išvados ne visada sutampa. Tai gerai, nes atsiranda pagrindas diskusijoms. Taip ir turi būti, kad įvairūs moksliniai kolektyvai tas pačias užduotis sprendžia skirtingai. Branduolinė energetika – tokia veiklos sritis, kur negali būti vienos, šimtu procentu teisios ir nekontroliuojamos institucijos. Tai ne sovietinė armija, kur visi pavaldūs vienam neklystančiam vadui. Kad būtų išvengta klaidingų sprendimų, kiekvienoje branduolinės energetikos srityje turi būti bent dvi viena kitą kontroliuojančios organizacijos, viena organizacija atlieka saugos įvertinimą, siūlo savo problemos sprendimą, kita atlieka šių darbų nepriklausomą ekspertizę. Jos viena kitą dubliuoja.

Ir seka, kaip skirtingoms žinyboms priklausančios saugumo tarnybos?

(Juokiasi). Gal ne visai. Bet kurios branduolinės valstybės energetinės infrastruktūros dalis turi būti organizacija, rengianti atskaitą, ir kita, atliekanti nepriklausomą ekspertizę. Galų gale visi esame žmonės, vadinasi, niekas neapsaugotas nuo klaidų. Pagaliau tyrime galima remtis skirtingomis prielaidomis, tad galime gauti ne visada sutampančius, o gal net skirtingus rezultatus.

Antai rengdamas Lietuvos energetikos strategiją mūsų institutas rėmėsi vienomis prielaidomis, o KTU – kitomis. Todėl KTU išvados buvo tokios: naują AE Lietuvoje reikia pastatyti iki 2015 m., o Lietuvos energetikos instituto išvada – naują AE būtina pastatyti iki 2020 metų. Nesakėme, kad nereikėtų užbaigti naujos AE statybos iki 2015 metų. Mūsų išvada skambėjo kiek kitaip: ekonomiškai pagrįstas naujos AE statybos terminas yra 2017–2020 metai.

Nenorėčiau veltis į tolesnį ginčą, bet ir LEO LT vadovai šiandien pripažįsta: greičiau kaip iki 2018 m. AE pastatyti nespėsime. KTU mokslininkų vadovas buvo prof. Jonas Gylys, mano kolega, kuris yra dirbęs ir mano vadovaujamos Ignalinos AE saugos analizės grupėje. Tačiau tai, kad mes naudojame skirtingus analizės metodus, skirtingas prielaidas, gauname skirtingas išvadas, netrukdo mums ne tik diskutuoti, bet ir bendradarbiauti. Kai Lietuvos energetikos institute išaugo savų atominės energetikos specialistų grupė, KTU taip pat ėmė gilintis į tas problemas, savo katedroje įsteigė atitinkamą tyrimų grupę. Mes nesame priešininkai, bet mūsų prognozės gali skirtis, atsižvelgiant į pasirinktus pradinius duomenis, nuo kurių atsispiriama.

Kokius pradinius duomenis turite mintyje?

Tai priklauso nuo šalies BVP augimo prognozių, kurias pasirenkame, elektros energijos kainų didėjimo ir kt. Koks bus tas augimas ateityje, niekas nežino, tad įmanoma, kad pasirinkti dydžiai skirsis. Be to, prognozės labai priklauso nuo ekspertinio vertinimo. Kas galėjo pamanyti, kad nafta pabrangs beveik 5 kartus? Tiesa, dabar kaina vėl trečdaliu nukrito, bet niekada nebus kaip ankstesnė. O tai tik pirminės energijos kaina, nes kainuoja ir energijos gamyba.

Malonu girdėti, kad savo oponentus laikote ne konkurentais, bet bendraminčiais, kuriems lemta spręsti tas pačias problemas.

Iš tiesų taip ir yra.

Ar užteks žmogiškųjų išteklių

Kalbant apie branduolinės energetikos teisinę-reglamentinę bazę, Lietuvoje viskas praktiškai padaryta. Branduolinės energetikos reglamentuojančiais aktais rodoma, ko reikia naujajai statybai, kaip turi būti pagrįsti svarbiausi saugos kriterijai ir pan. Tačiau, kai teks vertinti naujosios AE projektą, pateikti gausybę ataskaitų, reikės daugybės branduolinės energetikos specialistų, ekspertų. Ar mums užteks šių žmogiškųjų išteklių? Štai šis klausimas mane jaudina. Nėra paprasta atsakyti, ar visose srityse esame pasirengę atlikti tuos didelius darbus.

O kompetencijos reikalai tenkina?

Kompetenciją visada galima užsiauginti. Pradedant visiškai nuo nulio, ją galima užsiauginti per 5–10 metų. 1992 m. buvo įsteigta Ignalinos AE saugos analizės grupė, po 5 metų jau nemažai galėjome padėti Ignalinos AE, o po 10 metų (2002 m.) galėjome savarankiškai atlikti Ignalinos AE antrojo bloko saugos analizės ataskaitą. Ji buvo įteikta VATESI, kad ši licencijuotų antrąjį bloką tolimesnei eksploatacijai. Pirmojo bloko saugos analizę atliko RBMK reaktorių kūrėjas Kompleksinių energetinių technologijų mokslinių tyrimų institutas (NIIKET) kartu su Ignalinos AE ir Kanados branduolinės energetikos specialistais. Antrajam blokui tą patį darbą padarė jau vien Lietuvos mokslininkai ir specialistai. Per 10 veiklos metų mes pasiekėme visai kitą lygmenį. Dabar Lietuvos energetikos institutas švedams atlieka jau ne sovietinio projekto kanalinio tipo RBMK reaktoriaus, o Vakaruose suprojektuotų reaktorių saugos analizę. Dirbame su BWR ir PWR, kitaip tariant verdančio ir slėgimo tipo vakarietiškais branduoliniais reaktoriais. Šiandien dar nežinome, kokie reaktoriai ir naujausia technologija ateis į Lietuvą. Jeigu ateis CANDU (CANada Deuterium Uranium), teks perprasti šią technologiją. Konkursui pasibaigus, matysime, kokias technologijas reikės įsisavinti. Aišku, reikės savo kompetenciją kelti.

Šiandien, jei ko ir trūksta, tai aiškumo, į kurią branduolinę technologiją reikės orientuotis, šio aiškumo reikia ne Lietuvos energetikos institutui, o labiau pačiai LEO LT ar VATESI. Ne kam kitam, bet LEO LT reikės priimti sprendimą, kokį reaktorių pasirinkti, o VATESI teks eksploatacijai licencijuoti naujuosius AE blokus.

Galima suprasti, kad institutas yra patekęs į šiek tiek neapibrėžtą padėtį ir gaišta laiką. O jis būtų labai naudingas giliau studijuojant į Lietuvą ateisiančias naujas branduolines technologijas?

Nors LEO LT institutui nemoka už išankstinius darbus, bet mes laiko dykai neleidžiame, nes turime ir savąjį rizikos kapitalą. Jį naudojame savo atitinkamos srities darbuotojų parengimui net ir nežinomybės sąlygomis. Manau, LEO LT irgi žino, ką daro, nes įkūrę branduolinės saugos ir AE projektavimo skyrius.

Kokių reaktorių reikėtų

Reikalavimai yra įvardyti naujosios AE poveikio aplinkai vertinimo ataskaitoje. Čia išnagrinėti 11 trečiosios ir trečiosios plius kartos reaktoriai. Tai daug tobulesni reaktoriai už dabar veikiančius. Jie daug saugesni, kompaktiškesni, ekonomiškesni, tad buvo nagrinėjami tik tokie reaktoriai.

Ar tai tobuliausi reaktoriai iš šiuo metu esamų?

Iš turinčių licencijas statybai ir eksploatacijai – taip, bet jau dabar kalbama apie ketvirtosios kartos reaktorius, dar saugesnius, aprūpintus visiškai pasyviomis saugos sistemomis, tačiau jie rinkoje atsiras tik po 20 ar 30 metų.

Po tiek metų gal jau bus sukurti termobranduoliniai reaktoriai?

Energetiniai pramoniniai termobranduoliniai reaktoriai, skirti elektros energijos gamybai, tikrai negreit atkeliaus į rinką. Dabar Prancūzijoje statomas tokio reaktoriaus prototipas ITER, paskui bus demonstracinis projektas DEMO ir tik dar vėliau bus sukurta pramoninių termobranduolinių reaktorių pavyzdžių. Kol kas galime kalbėti apie 1,5 sekundės dirbančius mažyčius eksperimentinių termobranduolinių reaktorių pavyzdžius. 1,5 sekundės veikia, o toliau vėl dvejus metus tenka ruoštis kitam eksperimentui.

Kai kalbuosi su termobranduolinių reaktorių kūrėjais, jie vis juokauja ir žada, kad termobranduolinį reaktorių turėsime po 30 metų. Ir taip kasmet vis tie patys pažadai – po 30 metų…

Juk taip pat buvo ir dėl komunizmo horizonto, kuris vis tolo prie jo artėjant.

Arba kaip pokalbyje su užkietėjusiu biurokratu, kuris žino tik du žodžius: „Ateik rytoj.“ Panašiai girdime ir apie termobranduolinį reaktorių, kurio sukūrimo laikas kažkodėl jau kelis dešimtmečius niekaip nepriartėja. Tai dar vienas pavyzdys, kokios nepatikimos gali būti prognozės, su kuriomis mums savo darbe nuolat tenka susidurti.

Termobranduoliniai reaktoriai – dar tolima ateitis

Apie termobranduolinių reaktorių problemos sudėtingumą byloja kad ir štai toks palyginimas. Branduoliniame reaktoriuje šilumnešio temperatūra pakyla iki kelių tūkstančių laipsnių, o termobranduoliniame plazmos temperatūra – iki šimtų milijonų laipsnių. Tai jau ne fizikinė, bet ypač sudėtinga inžinerinė problema. Kur gauti, kaip sukurti medžiagą, kad išlaikytų plazmą, kurios temperatūra siekia kelis šimtus milijonų laipsnių?

Laikyti plazmą magnetiniame lauke.

Taip, o pavyzdys – mūsų Saulė ir kitos žvaigždės. Tai termobranduolinių reaktorių pavyzdžiai Visatoje. Žmonija nori žvaigždę atnešti į Žemę, todėl kuria termobranduolinį reaktorių. Bet mes nenorime, kad ta žvaigždė sudegintų Žemę ir visą žmoniją. Štai kodėl ši problema tokia sudėtinga. Iškyla pirmosios sienelės, turinčios išlaikyti tokią aukštą temperatūrą, problema.

Bet tai toli nuo Lietuvos energetikos instituto atliekamų darbų problematikos?

Ne taip jau toli. Mes jau dabar prisidedame prie pirmosios sienelės problemos sprendimo, atliekame galimų avarinių situacijų analizę, jeigu tokamake (riestainio formos magnetinį lauką sukuriančiame įrenginyje, skirtame plazmai išlaikyti – Redakcijos pastaba) staiga dingtų magnetinis laukas. Kas darytina, kad įkaitinta iki šimtų milijonų laipsnių plazma neišsilakstytų, nesudegintų visko aplinkui? Vadinasi, būtina antra nepriklausoma saugos sistema, galinti sulaikyti tą plazmą. Tam reikia visiškai kito saugos principo, kuris sutramdytų ištrūkusį gaivalą. Kyla galybė tokių ar panašių problemų… Žmonija mano jas greitai išspręsianti, bet pasirodo, kad tikrovėje kai kuriuos dalykus įgyvendinti daug sunkiau, negu manyta. Kad ir itin aukštas temperatūras atlaikančios medžiagos. Jos sintetinamos, nes Žemėje nėra tokių medžiagų.

Ką galėtumėte pasakyti apie jaunų mokslininkų dalyvavimą žmonijai svarbiausiuose projektuose, ar jie turi galimybių pasitobulinti kad ir Prancūzijoje, kur bus pastatytas pirmasis eksperimentinis termobranduolinis reaktorius?

Ne tik mūsų jaunimas vyksta į Prancūziją, bet ir į Lietuvos energetikos institutą atvažiuoja prancūzų. Štai vienas iš jų šiemet mūsų institute apsigynė daktaro disertaciją, tiesa, iš vandenilio energetikos srities, bet toje pačioje laboratorijoje, kurioje sprendžiamos ir termobranduolinės problemos. Kai kurios iš jų panašios, nes siejasi su medžiagotyros tyrimais. Tenka sukti galvą, kaip atlaikyti aukštas temperatūras arba kaip kompaktiškai saugoti vandenilį. Saugomas kietu pavidalu jungiant su metalu. Taip pat yra būdų, kaip vandenilį cheminėmis reakcijomis atpalaiduoti iš metalo. Sujungus su magniu, vandenilis tampa „metalinis“, taip gali būti saugiai laikomas, tačiau jį išlaisvinti reikia aukštos temperatūros.

Valstybei svarbu jaustis saugiai

Klausimas logiškas, tačiau kiekviena valstybė turi jaustis saugi. Energetinis saugumas yra vienas svarbiausių. Mūsų žmonės, pramonė, verslo subjektai, bankai, ligoninės ir kitos struktūros elektros ir šiluminės energijos turi gauti bet kada, bet kuriuo metu ir reikiamos kokybės. Dabar svarbu užsitikrinti ne bet kokią, o kokybišką energiją.

Reikia suprasti, kad tai 50 Hz dažnio elektros srovė – nei daugiau, nei mažiau?

Lygiai 50 Hz, ne 51 ir ne 48. Jeigu tinkle elektros srovės dažnis bus mažesnis kaip 48,5 Hz arba didesnis kaip 51 Hz, Ignalinos AE automatiškai bus sustabdyta. Srovės stabilumas yra vienas svarbiausių kokybės parametrų. Svarbu ne vien dažnis, bet ir patikimumas, įtampos svyravimai ir kiti dalykai. Vien pirkdami elektros energiją neužtikrinsime viso to būtino šalies energetinės sistemos stabilumo ir patikimumo.

Užtektų prisiminti, kaip vieną žiemą Maskvoje iš rikiuotės išėjo didelė dalis šiluminės sistemos pajėgumų. Sustojus vienai šiluminei elektrinei, kitos elektrinės turi padidinti savo galią, o jei tai nepavyksta, pradeda stoti kitos elektrinės, visa energetinė sistema neišlaiko, prasideda jos griūtis. Panašiai buvo JAV – Niujorke, Kalifornijoje ir kitur.

Patirtis rodo, kad norint užtikrinti energetinės sistemos stabilumą ir patikimumą, pakankamas energetines galias būtina turėti savo šalyje. Bent 80 proc. galios būtina turėti savo valstybėje, arba reikia būti didelės bendros energetinės sistemos dalimi, kad, sustojus vienoms jėgainėms, energijos stygių pavyktų kompensuoti iš kitų.

Taip pat svarbu užtikrinti kuro diversifikaciją, kad energetinė sistema nebūtų priklausoma nuo vienos kuro rūšies. Matome, kad gamtinės dujos ir mazutas nuolat brangsta, niekas nėra užtikrintas, kad mazuto visada pakaks pačiai Rusijai. Branduolinė energetika patikimesnė tuo, kad jai nereikia dujų, mazuto ar orimulsijos. Branduolinio kuro galima nusipirkti ilgesniam laikui, pavyzdžiui, pusei metų, ir iš skirtingų šalių – Vokietijos, Prancūzijos, Kanados, Rusijos. Lietuva jau kurį laiką beveik nenaudoja akmens anglies, nes ji labai teršia aplinką. Vis dėlto pasaulis grįžta prie anglies, nes kuriamos vis švaresnės deginimo technologijos. Pasaulyje viena kertinių pramonės ir mokslo bendradarbiavimo sričių – tai švarios anglies deginimo technologijos. Siekiama, kad oro tarša būtų ne didesnė kaip deginant gamtines dujas.

Bet naudodami pažangias ir brangias technologijas prarasime gamybos konkurentiškumą rinkoje.

Naujos technologijos turi būti konkurentiškos gamybos ir kainos požiūriu, ne tik aplinkosaugos reikalavimų srityje. Kai kuriose šalyse jau kuriamos tokios mažai CO2 išskiriančios anglies deginimo technologijos. Šios technologijos bus baigtos kurti ir paplis pasaulyje tikrai greičiau negu ketvirtosios kartos branduoliniai reaktoriai ar pavyks sukurti praktikoje taikomus termobranduolinius reaktorius.

Kiek ši nauja akmens anglies deginimo technologija aktuali Lietuvai?

Jeigu laiku pastatysime naują AE, tai gal ir neverta grįžti prie akmens anglies deginimo technologijų, tegul ir modernių. Bet tai vienas iš variantų, kurį būtina turėti mintyje. Latviai netoli Liepojos rengiasi statyti būtent tokią elektrinę. Estijoje deginami skalūnai dar labiau teršia aplinką nei akmens anglis, o Kioto protokolo reikalavimai neleidžia didinti savo energetinių pajėgumų teršiant aplinką. Jeigu estai degins skalūnus, tai ir latviai galėtų statyti naują elektrinę, kurioje degintų akmens anglį, atitinkančią aplinkosaugos reikalavimus. Tai visai įmanoma. Tokios elektrinės privalumas, kad ją galima greičiau pastatyti negu AE – pakaktų 2–3 metų nuo projektavimo pradžios iki komercinės eksploatacijos. Latvijoje kalbama apie 600 MW galios elektrinę – tai trečdalis Elektrėnų elektrinės galios, arba maždaug pusė Ignalinos AE bloko galios. Ar latviai pastatys šią elektrinę, priklausys ir nuo jų šalies dujininkų ir energetikų ginčų. Kol kas susikalbėjimo ne per daugiausia.

Bus daugiau

Nuotraukoje:

Lietuvos energetikos instituto direktorius prof. Eugenijus Ušpuras iškilmių dieną kreipiasi į instituto darbuotojus ir svečius