Как ниските води на Дунав се превръщат в енергиен риск?

Автор: Борислав Колев, "Климатека"

Ниските нива на Дунав, продължителната суша и екстремните горещини вече оказват влияние върху работата на ядрените електроцентрали в Югоизточна Европа. В края на юли АЕЦ „Пакш“ в Унгария започна да намалява производството и работеше с под 50% от общия си капацитет от 2 GW, след като нивото на Дунав спадна до рекордно ниски стойности.

През август дебитът на Дунав при влизането му в Румъния спадна до исторически минимум от около 1370 куб. м/сек.

В Румъния ниските води доведоха до спирането на единия от двата реактора на АЕЦ „Черна вода“, които заедно осигуряват около 20% от електроенергията на страната. Властите предприеха извънредни мерки – драгиране, пренасочване на водния поток и изграждане на временна преграда – за да осигурят достатъчно вода за охлаждането на оставащия в работа реактор.

Засушаването на най-голямата река в региона не е еднократен проблем. По-голямата промяна е в сезонното разпределение на водата: по-топлите зими, по-ранното снеготопене и по-силното изпарение на вода от почвата и растенията означават, че през лятото и ранната есен, когато нуждите са най-големи, водата може да е по-малко достъпна. Наред с това се увеличава и хидрологичната променливост – периоди на силни валежи и продължителни засушавания могат да се редуват все по-рязко.

Случващото се показва, че климатичните промени вече не са предизвикателство само и единствено за водните ресурси, земеделието или горските пожари. Те поставят нови въпроси и пред енергийните системи, включително пред ядрената енергетика, която традиционно се възприема като надежден източник на електроенергия. Защо ниските води на Дунав затрудняват работата на атомните централи? Възможен ли е подобен сценарий за АЕЦ „Козлодуй“ и как трябва да се подготви енергийната ни система за все по-чести екстремни горещини и суши?

Защо ниските води на Дунав са проблем за атомните централи?

АЕЦ „Пакш“ и АЕЦ „Черна вода“ използват т.нар. проточни системи за охлаждане с водовземане директно от реката. Когато нивото на Дунав е ниско, помпите могат да засмучат въздух и наноси.

Проблем създава и високата температура на водата. Когато тя е прекалено топла, не може да охлажда достатъчно ефективно кондензатора на турбината. Това води до по-ниска ефективност и съответно до намаляване на мощността на централата.

Възможен ли е подобен сценарий за АЕЦ „Козлодуй“?

Ситуацията при АЕЦ „Козлодуй“ е различна от тази при централите, които разчитат пряко на водата от реката за охлаждане. За щастие, водовземната конструкция на АЕЦ „Козлодуй“ е значително по-устойчива. Централата е проектирана да работи при по-ниски нива на реката и използва дълбок изкуствен канал за водовземане и охладителни кули. Според ядрения експерт проф. Георги Касчиев, при спад с още 11-12 см. ще се прибегне към намаляване на мощността, а до изключване на мощности ще се прибегне, когато нивото намалее с повече от 30 см.

Остава обаче проблемът с високата температура на околния въздух. При такива условия турбините работят с по-ниска ефективност и мощност.

Има ли риск за сигурността на централата?

Много е важно да направим разграничение между проблемите при производството на електроенергия и ядрената безопасност.

Проблемите с охлаждането в този случай засягат електрическите, а не ядрените съоръжения в АЕЦ. Това означава, че е възможно да се стигне до ограничаване на мощността, а при екстремно засушаване – дори до временно спиране на единия блок, така че да има достатъчно охлаждане за другия.

Макар да няма пряк риск за ядрената безопасност, трябва да отчетем, че всяко отклонение от нормалния режим на работа носи известен риск от дефекти и допълнителна амортизация на съоръженията.

Може ли това да доведе до проблеми с електроснабдяването?

През април миналата година мащабен срив на електроенергийната система остави Испания и Португалия без ток. Причината не е била отпадането на една-единствена централа, а поредица от взаимно свързани проблеми, довели до каскадно изключване на мощности.

При силна жега и суша едновременно могат да бъдат засегнати различни части на енергийната система – да намалее хидропроизводството, да се увеличи потреблението за охлаждане и да се влошат условията за работа на ТЕЦ и АЕЦ, които използват вода. Именно съвпадението на няколко подобни ефекта представлява по-сериозния системен риск.

Затова евентуално ограничаване на производството на АЕЦ „Козлодуй“ само по себе си не би могло да предизвика срив като този в Испания и Португалия. Подобен сценарий в България е и по-малко вероятен заради добрата свързаност на страната с електроенергийните системи на съседните държави.

Инфраструктурата трябва да бъде проектирана за климата на бъдещето

Енергийната инфраструктура се изгражда, за да работи десетилетия. Това означава, че една централа, електропровод или друго съоръжение, което проектираме днес, ще трябва да функционира при климатични условия, различни от тези, които познаваме от миналото.

Затова само исторически данни вече не са достатъчно надеждни за планирането на инфраструктурата. При проектирането вече трябва да се отчитат и климатичните промени и бъдещи сценарии и прогнози за по-чести и по-интензивни горещини, суши, наводнения и други екстремни явления, особено когато тези съоръжения ще трябва да работят десетилетия.

Това променя и начина, по който мислим за климатичните действия. Наред с намаляването на емисиите е необходима и адаптация – съществуващата и бъдещата инфраструктура да бъде подготвена за условията, в които реално ще трябва да работи.

Инвестициите навреме могат да се окажат значително по-евтини от поправянето на щетите по-късно. Анализ на Climate Policy Initiative показва, че цената, която ще трябва да платим за щети и преустройство, надхвърля десетократно цената, която трябва да плащаме, за да намалим емисиите си.

Разходите от бездействието при климатичните промени могат многократно да надхвърлят необходимите инвестиции за ограничаването им. Затова въпросът вече не е само колко струва адаптацията, а колко ще ни струва, ако я отлагаме.

Горещините поставят под натиск цялата енергийна система

Проблемът не се ограничава до ядрените централи. Високите температури затрудняват охлаждането и намаляват ефективността на различни енергийни мощности, като едновременно с това могат да увеличат натоварването върху електроенергийната система.

Кондензационните ТЕЦ също изпитват трудности и работят с влошени параметри при подобни условия. При фотоволтаиците производителността също намалява с нагряването на панелите, а при вятърните генератори горещият въздух е с по-ниска плътност, а това наред с безветрието може да ограничи мощността и да затрудни охлаждането на отделни компоненти.

Батериите от друга страна разполагат със собствено охлаждане, но ако са изложени на директно слънцегреене и много високи температури, това също може да има неблагоприятен ефект върху тях.

Затова трябва да осъвременим изискванията към компонентите и съоръженията, като предвиждаме работата им при подобни и дори по-високи температури.

Рискът е в натрупването на проблеми

При екстремни горещини няколко проблема могат да възникнат едновременно: част от енергийните мощности работят с по-ниска ефективност, загубите по мрежата нарастват, а потреблението се увеличава заради по-голямата нужда от охлаждане.

Така рискът не е непременно в отказа на една конкретна технология, а в съвпадението на няколко неблагоприятни фактора в един и същи момент. Затова цялата енергийна система трябва да бъде подготвена да остава надеждна и при все по-екстремни условия.

Енергийната сигурност не спира на националните граници

Първият урок е, че системите, които не са проектирани за екстремни явления, вече не са надеждни.

Дунав е трансгранична система и случващото се нагоре по течението неизбежно влияе и върху България. Затова управлението на водите и енергийната сигурност не могат да бъдат разглеждани само като национален въпрос.

Трябва да загърбим примитивния национализъм и да осъзнаем, че глобалните проблеми изискват да работим заедно. Важно е да се ръководим от добросъседство при управлението на реките и водите във времена на кризи, да си помагаме при гасенето на големи пожари и да имаме добра междусистемна свързаност. Трябва да се научим да работим заедно, да си помагаме и да гледаме в една посока. Само така можем да смекчим бъдещите кризи и бедствия, които ни предстоят.

Прочети цялата публикация