Zašto koristiti nuklearnu elektranu za dekarbonizaciju pored raspoložive energije Sunca i vetra (?)
U Srbiji se godišnje proizvodi oko 22 TWh električne energije u termoelektranama koje kao osnovno gorivo koriste ugalj, čija je ukupna instalisana snaga 4.000 MWe i pri tome se emituje oko 22 miliona tona CO2. Izgradnjom jedne nuklearne elektrane snage 1.200 MWe smanjila bi se emisija CO2 iz termoelektrana za oko 45%, odnosno za oko 10 miliona tona. Nikako ne znači da ne treba u određenom obimu, koji je određen stabilnošću elektroenergetskog sistema, postavljati solarne panele i vetrogeneratore ali, kapaciteti OIE su skuplji i sa kraćim radnim vekom od nuklearnih elektrana. Energetski miks, koji treba da obezbedi dekarbonizaciju postojećih termoelektrana na ugalj svakako obuhvata i nove protočne hidroelektrane i gasne elektrane.
Gradnja nuklearnih elektrana je u ekspanziji. Trenutno 37 nuklearnih elektrana se gradi u Kini, po šest u Rusiji i Indiji, po četiri u Egiptu i Turskoj, tri u Južnoj Koreji, a po dve u Velikoj Britaniji, Mađarskoj, Japanu i Bangladešu. Većina evropskih zemalja koje koriste nuklearne elektrane planiraju gradnju novih – između ostalih Francuska, Češka, Slovačka, Rumunija, Bugarska. Danska, koja je predvodnica u korišćenju obnovljivih vidova energije, pre svega biomase i vetra, razmatra ukidanje zabrane gradnje nuklearnih elektrana.
Postavlja se pitanje zašto se ovo dešava kada imamo obnovljive izvore energije – Sunca i vetra?
Opredeljujući razlozi, na primeru Srbije, a koji su kvalitativno isti i u drugim državama, bi bili sledeći:
- Savremene nuklearne elektrane generacije III i III+, koje isključuju udes pri kome bi došlo do ispuštanja radioaktivnog materijala u okolinu i čiji rad, kao i kod prethodne generacije, ne povećava inače uvek prisutan prirodni fon jonizujućeg zračenja, projektuju se za rad sa faktorom opterećenja 95%, što znači da nuklearna elektrana od 8.760 časova godišnje 8.300 časova radi na projektovanoj snazi.
- Solarne elektrane i vetrogeneratori isključivo zavise od vremenskih uslova. Stoga je faktor opterećenja solarnih elektrana na području Srbije oko 18%, a vetrogeneratora oko 32%. To znači da nuklearna elektrana snage 1.200 MWe godišnje proizvede približno 10 TWh električne energije, a za proizvodnju iste količine električne energije je potrebna instalisana snaga solarnih elektrana sa fotonaponskim ćelijama od približno 6.300 MWe, a približno 3.500 MWe instalisane snage vetrogeneratora. Dakle, instalisana snaga solarne elektrane, koja bi proizvela istu količinu električne energije kao nuklearna elektrana je oko pet puta veća od snage nuklearne elektrane, a u slučaju vetrogeneratora oko tri puta veća.
- Pored toga, vremenski promenljiva proizvodnja solarnih elektrana i vetrogeneratora zahteva skladištenje električne energije. Tehnički i ekonomski najpovoljniji vid skladištenja električne energije je korišćenjem reverzibilnih hidroelektrana. Da bi se obezbedila akumulacija električne energije za period od dve do tri nedelje, kada nema ni sunca ni vetra, što se inače dešava i u našim klimatskim uslovima, snaga potrošnje se može obezbediti iz akumulacije kapaciteta od oko 600 GWh. To donekle prevazilazi zbirni kapacitet postojeće reverzibilne hidroelektrane Bajina Bašta i buduće Bistrica.
Kapaciteti OIE skuplji i sa kraćim radnim vekom od nuklearki
Potrebne investicije u navedene elektrane i akumulaciju koja je neophodna u slučaju korišćenja obnovljivih izvora bi bile sledeće. Nuklearna elektrana snage 1200 MW se može izgraditi za 8,5 milijardi evra. Minimalne investicije po jedinici akumulisane električne energije reverzibilne hidroelektrane su 5 EUR/kWh. Za akumulaciju od 600 GWh, koja bi omogućila eksploataciju gore navedenih 6.300 MWe solarnih elektrana ili 3.500 MWe vetrogeneratora, potrebno je investirati tri milijarde evra. Minimalne jedinične investicije u solarne elektrane, koje moraju imati minimalnu baterijsku podršku za brze dnevne fluktuacije insolacije iznose oko 1.5 miliona evra po instalisanom MWe, što bi u zbiru za solarne elektrane snage 6.300 MWe iznosilo oko 9,5 milijardi evra. U slučaju vetrogeneratora 1,9 miliona evra po instalisanom MWe, odnosno za vetrogeneratore snage 3.500 MWe 6,6 milijardi evra. Zbirne investicije u elektranu i reverzibilnu hidroelektranu, u slučaju solarne elektrane iznose oko 12,5 milijardi evra, a u slučaju sa vetrogeneratorima oko 9,6 milijardi evra.
Dakle, investicije u projekte za korišćenje obnovljivih izvora su veće. Međutim, još jedna tehnička karakteristika bitno utiče na ekonomiju ovde razmatranih elektrana. Nuklearne elektrane se projektuju za radni vek od 60 godina, sa mogućnošću produženja do 80 ili čak 100 godina. Solarne elektrane sa fotonaponskim ćelijama i vetrogeneratori se projektuju za period od 25 do 30 godina. Nakon toga se zamenjuju novim postrojenjima, što znači da je potrebno ponovo uložiti reda veličine devet milijardi evra u solarne elektrane i oko šest milijardi evra u vetrogeneratore.
Prostor – takođe faktor ekonomije korišćenja
Još neke činjenice ne idu u prilog ekonomiji korišćenja obnovljivih izvora energije. To su potreba za izgradnjom prenosne mreže od decentralizovanih lokacija solarnih elektrana i vetroparkova, čije su investicije, takođe, značajne. Uz to, za solarnu elektranu snage 6.300 MWe, potrebna je površina od oko 19.000 hektara (površina od oko 14 puta 14 km), a za vetropark snage 3.500 MWe potrebno je 80.00 hektara, odnosno površina od 9×9 km.
Struja najskuplja u Danskoj, koja ima najveći obim OIE
Detaljnija analiza od ovde navedene, koja uzima u obzir vremensku vrednost novca i troškove nuklearnog goriva, eksploatacije, održavanja i zatvaranja postrojenja i odlaganja istrošenog materijala je data u radu autora sa Mašinskog fakulteta Univerziteta u Beogradu „Techno-Economic Comparison of a Large-Scale Nuclear Power Plant, Small Modular Reactors, and Wind and Solar Power Plant Deployment“, Energies, 18 (9) 2025, doi.org/10.3390/en18092355.
Navedena analiza ne znači da ne treba u određenom obimu, koji je određen stabilnošću elektroenergetskog sistema, postavljati solarne panele i vetrogeneratore i to uz korišćenje, u odnosu na reverzibilne hidroelektrane, znatno skupljih elektrohemijskih baterija za skladištenje električne energije. Solarni paneli koji se postavljaju na krovovima kuća i zgrada ili na zemljištu koje se ne obrađuje, isplativi su za fizička ili pravna lica uz podsticaje države.
Ukupni troškovi se na određeni način raspoređuju između privatnog kapitala i elektroprivrede, a pri tome se angažuje privatni kapital. Na kraju treba napomenuti i da ukupne troškove proizvodnje električne energije plaća krajnji potrošač, građanin ili industrija, tako da sa ekonomskog stanovišta nije svejedno koliki je udeo obnovljivih izvora energije u proizvodnji električne energije i da li nuklearne elektrane učestvuju u proizvodnji. Najskuplja električna energija u Evropi je u Danskoj, državi koja ima najveći udeo obnovljivih izvora u njenoj proizvodnji.
Nuklearke najefikasnije za dekarbonizaciju
I na kraju ukratko o dekarbonizaciji, koja je i osnovni razlog za zamenu fosilnih goriva obnovljivom i nuklearnom energijom.
U Srbiji se godišnje proizvodi oko 22 TWh električne energije u termoelektranama koje kao osnovno gorivo koriste ugalj, čija je ukupna instalisana snaga 4.000 MWe i pri tome se emituje oko 22 miliona tona CO2. Izgradnjom jedne nuklearne elektrane snage 1.200 MWe smanjila bi se emisija CO2 iz termoelektrana za oko 45%, odnosno za oko 10 miliona tona.
Energetski miks, koji treba da obezbedi dekarbonizaciju postojećih termoelektrana na ugalj svakako obuhvata i nove protočne hidroelektrane i gasne elektrane. U vezi s tim se napominje da su najpovoljnije lokacije za gradnju hidroelektrana već iskorišćene. Najpovoljnija lokacija koja se razmatra za novu hidroelektranu je Buk Bijela snage do 100 MWe, a procenjene investicije su veće od dva miliona evra po megavatu. Eksploatacija gasnih elektrana zavisi od pouzdanosti snabdevanja uvoznim gasom i njegove cene.
Za razliku od gasa, tržište nuklearnog goriva se pokazalo stabilnim u dosadašnjem celokupnom periodu eksploatacije nuklearnih elektrana. Pri tome, kupovinom jedne šarže reaktorskog nuklearnog goriva obezbeđuje se rad nuklearne elektrane u periodu od tri godine. Sagorevanjem prirodnog gasa se značajno smanjuje emisija CO2 u odnosu na sagorevanje uglja, ali ona i dalje postoji, tako da je to jedno od rešenja za prelazni period ka nultoj emisiji. Nalaženje optimalnog energetskog miksa za dekarbonizaciju je složeno i zahteva obimnu studiju, a ovde izložena kratka analiza ukazuje na neke važne činjenice.
(NAPOMENA: Autor, prof. dr Vladimir Stevanović, profesor Mašinskog fakulteta Univerziteta u Beogradu ovaj tekst je napisao na osnovu izlaganja na panelu „Nuklearna energija i energetska stabilnost“, održanom na Pravnom fakultetu Univerziteta u Beogradu, dana 18. februara 2026. godine.)
Autor članka: Vladimir Stevanović, profesor Mašinskog fakulteta Univerziteta u Beogradu