Za razogljičenje energetike z večinskim deležem jedrske energije v proizvodnji elektrike, imamo dva referenčna primera, Francijo in kanadsko provinco Ontario. Tema dvema primeroma v nekoliko manjši meri sledita Švedska in od zagona elektrarne Olkiluoto 3 tudi Finska.
Brez upoštevanja obresti je francoski jedrski program v letu 1993, ko so bili dokončani še zadnji francoski jedrski reaktorji 2. generacije, stal približno 80 milijard evrov (pretvorjeno v današnjo vrednost evra). Za to ceno, je Francija zgradila 50 jedrskih reaktorjev, ki še danes proizvedejo okrog 70 % vse električne energije v državi.
Zahvaljujoč svoji jedrski floti ima Francija z 68 milijoni prebivalcev eno najmanj ogljično intenzivnih proizvodenj električne energije v Evropi.
Kanadska provinca Ontario z 14,6 milijona prebivalcev ima 18 delujočih jedrskih reaktorjev. Če ima Francija 0,8 jedrske elektrarne na milijon prebivalcev, jih ima Ontario 1,23.
Ker gre v Ontariu za drugačen tip reaktorske tehnologije, ki potrebuje več servisiranja od francoske, jedrski reaktorji proizvedejo okrog 58 % električne energije.
Skupni stroški gradnje jedrskih reaktorjev v Ontariu znašajo približno 19 milijard evrov. Strošek razogljičenja elektroenergetike je tako v Ontariu nekoliko višji kot v Franciji, če upoštevamo razliko v številu prebivalcev.
Podobno učinkovitost znižanja izpustov CO2 so dosegli še na Švedskem, kjer pa se je delež jedrske energije v proizvodnji elektrike ustavil na 40 %. Podobno je na Finskem.
Vse štiri države oz. province so z izgradnjo večjega števila jedrskih elektrarn dosegle občutno zmanjšanje odvisnosti od fosilnih goriv.
Resnična cena civilnih jedrskih programov
Kot smo opisali že v članku Ekonomika jedrskih elektrarn, finančne strukture novih jedrskih elektrarn temeljijo na zadolževanju, državni garanciji in 20 - 30 let trajajočem odplačevanju posojil, ko elektrarna enkrat prične oddajati električno energijo v omrežje.
Tako cena kanadske kot francoske jedrske flote sta ceni izgradnje brez obresti na vzeta posojila, ki so bila potrebna za izgradnjo elektrarn. A hkrati gre tudi za zneske, ki jih niso pokrili davkoplačevalci, temveč trg električne energije.
Z izjemo manjšega zneska državnih subvencij so se jedrske elektrarne v Franciji, Ontariu in na Švedskem odplačale samostojno in so danes zanesljiv vir čiste in ugodne električne energije.
Cena in učinkovitost obnovljivih virov energije
Povprečni faktorji zmogljivosti po energetskem viru
| Vir energije | Faktor zmogljivosti (ang. capacity factor) |
| Jedrska energija | 90-95 % |
| Hidroenergija | 40-60 % |
| Sončna energija (Celinska Evropa) | 10-15 % |
| Sončna energija (Mediteran in puščave) | 20-30 % |
| Vetrna energija (kopno) | 20-25 % |
| Vetrna energija (morje) | 25-45 % |
Hidroelektrarne, geotermalna energija, biomasa
Med tako imenovanimi obnovljivimi viri energije (OVE) je k razogljičenju energetike doslej daleč največ prispevala hidroenergija.
Hidroelektrarne so dolgoživi in precej enostavni objekti, ki delujejo na principu izkoriščanja padca vode. Kot zanimivost: hidroelektrarne so tudi edini proizvodni vir električne energije, ki ga je slovenska industrija zmožna v celoti proizvajati doma.
Cene posameznih hidroelektrarn so si zelo različne. Cena je odvisna od lokacije kjer se hidroelektrarno gradi, od velikosti zajezitve in števila turbin. Proizvodnjo energije iz elektrarne narekujeta velikost padca in režim pretoka.
| HE | Inštalirana moč (MW) | Faktor izkoriščenosti | Cena izgradnje (infrastrukturni del) | Cena izgradnje (energetski del) | EUR na kW moči |
| Boštanj | 32,5 | 38.3% | 26,9 mio | 66.97 mio | 2061 EUR/kW |
| Blanca | 39,12 | 43.2% | 45 mio | 92.6 mio | 2368 EUR/kW |
| Krško | 39,12 | 42.6% | 70,6 mio | 95.2 mio | 2435 EUR/kW |
| Brežice | 47,4 | 38.8% | 141 mio | 113 mio | 2384 EUR/kW |
Kyotska konvencija za obnovljiv vir šteje tudi biomaso, a problematičnost takšne obravnave biomase si zasluži svoj članek. Zavoljo poenostavitve tega prispevka bomo biomaso ignorirali.
Poleg hidroenergije ima podobno učinkovitost pri zmanjševanju toplogrednih emisij le še geotermalna energija. Tako hidro kot geotermalni potencial za proizvodnjo energije sta geografsko omejena na zelo specifične lokacije, zato je omejen tudi njun prispevek k razogljičenju.
Vetrne in sončne elektrarne
V Evropski uniji je bilo od leta 2004 za investicije v obnovljive vire energije namenjenih vsaj 1.300 milijard evrov sredstev. Ta znesek ni prinesel želenega obsega razogljičenja, saj je ekonomsko še vedno najbolj smiselno OVE združevati s plinskimi elektrarnami, ki imajo sposobnost hitrega prižiga ter večanja/nižanja moči in s tem dohajanja spreminjajočim se vremenskim razmeram, ki narekujejo dnevno proizvodnjo iz OVE.
Veliko denarja je bilo namenjenega tudi prilagajanju električnega omrežja, ki za priklop večje količine nestabilnih virov energije potrebuje drage nadgradnje.
Vetrne in zlasti sončne elektrarne imajo veliko nižji faktor zmogljivosti (capacity factor) od jedrskih in hidroelektrarn.
Primerjava cen vetrnih in sončnih elektrarn zgrajenih v zadnjem desetletju
| Naziv elektrarne | Moč | Tip elektrarne | Cena | Cena/MW |
| BARD Offshore 1 | 400 MW | vetrna (morje) | 3 mrd. € | 7,5 mil./MW |
| Benban | 1650 MW | sončna (Egipt) | 3,8 mrd. € | 2,5 mil./MW |
Vetrna elektrarna BARD Offshore 1 v Severnem morju s kapaciteto 400 MW je stala 3 milijarde evrov oziroma 7,5 milijona evrov na MW inštalirane moči. Elektrarna ima teoretični faktor razpoložljivost okrog 40 %,
Inflacija od leta 1970 je bila izredno visoka (300 %), zato to elektrarno težko direktno primerjamo s starejšimi projekti hidro ali jedrskih elektrarn, a na prvi pogled so bile tako jedrska industrija kot masivne hidroelektrarne, med 4 in 17-krat bolj cenovno učinkovite pri proizvodnji brezogljične energije, kot so danes povprečni vetrni projekti.
Solarni park Benban v Egiptu je stal 3,8 milijarde evrov in ima 1650 MW kapacitete, s faktorjem razpoložljivosti 26 %. Elektrarna je bolj ekonomična od vetrne elektrarne BARD, saj je stala le 2,5 milijona evrov na inštaliran MW, a ob zgolj dveh tretjinah faktorja razpoložljivosti, ki ga premore vetrna elektrarna. Projekt je kljub ugodni legi še vedno daleč za najboljšimi rezultati jedrske in hidroenergije.
Tako Benban kot BARD sta ekstremna primera, ki sta slaba predstavnika za vetrno in solarno energetsko industrijo kot celoto. Gre za elektrarni, ki sta bili grajeni na geografsko najugodnejših področjih za tip energije, ki ga izkoriščata.
Večina sončnih in vetrnih elektrarn ni zgrajena na tako odličnih lokacijah, kar načeloma pomeni precej nižjo učinkovitost.
Ali sončne in vetrne elektrarne dosegajo želene cilje razogljičenja?
Sončne in vetrne elektrarne so nekompatibilne z dnevno porabo energije. Za njih je potrebno:
- prilagoditi tudi električno omrežje in
- zagotoviti rezervne kapacitete, kar v praksi najpogosteje predstavljajo termoelektrarne.
Tehnologija sončnih in vetrnih elektrarn žal ni dovolj napredovala, da bi bila zmožna na enostaven način nadomestiti klasične elektrarne, za katere je bil prvotno načrtovan elektroenergetski sistem.
Ker je proizvodnja električne energije iz sončnih in vetrnih elektrarn odvisna od vremenskih razmer, je za napajanje omrežja potrebno zgraditi nekajkrat več MW sončnih in vetrnih elektrarn, ki ob neugodnih vremenskih razmerah nadomestijo izpad proizvodnje (ang. overbuild).
Zakaj jedrske elektrarne z močjo 1000 MW ni mogoče nadomestiti s 1000 MW sončnih panelov?
V Sloveniji npr. okrog 700 MW sončnih panelov na letni ravni proizvede le približno 2 % vse električne energije.
Jedrska elektrarna v Krškem ima podobno inštalirano moč, a zagotavlja okrog 20 % vse električne energije, ki jo porabimo v državi, enako količino energije pa proizvede še za Hrvaško.
1 MW jedrske kapacitete je trenutno v Sloveniji 20-krat bolj učinkovit od 1 MW solarnih kapacitet. Treba pa je upoštevati, da solarne kapacitete, tudi če bi jih zgradili ogromno, ne morejo samostojno napajati elektroenergetskega sistema, saj ponoči ne delujejo, pozimi pa ima sončna energija le povprečno 2 % uporabne proizvodnje.
Da bi omrežje zares delovalo le na sončni in vetrni energiji, bi bili potrebni enormni hranilniki energije (črpalne elektrarne, sintetični plini ali baterije), ki energijo hranijo za čas noči, brezvetrja in zimskih mesecev, ko proizvodnja iz OVE močno upade.
Tak sistem bi bil seveda precej manj učinkovit od obstoječega elektroenergetskega sistema, ki je narejen tako, da se proizvodnja prilagaja porabi in s tem minimizira izgube. Sončne in vetrne elektrarne bi v času, ko bi imeli obilico vetra in sonca, morali večinsko ugašati. Ko bi bile vremenske razmere neugodne, pa bi nas v najhujših časih verjetno morali znova reševati fosilni energenti. To pomeni, da se s t. i. »100 % OVE scenarijem« fosilnih goriv ne bi znebili še zelo dolgo časa, saj bi bila ta vedno v ozadju in se dodatno zažirala v javna sredstva - brez subvencij takšne “stand-by” elektrarne namreč težko obratujejo.
Še ena predlagana tehnološka rešitev, ki jo industrija obnovljivih virov močno promovira, so sintetični plini. Zamisel je, da bi se obstoječo plinsko infrastrukturo uporabilo za skladiščenje in transport metana, ki bi ga proizvajali z odvečno energijo iz obnovljivih virov energije. Na tak način bi se lahko velike količine energije skladiščilo dovolj dolgo, da bi to rešilo dober del tehnoloških težav, ki pestijo obnovljive vire. A zamolčano dejstvo te rešitve je uhajanje metana, ki je danes vseprisotno v celotni proizvodni in dobavni verigi zemeljskega plina. Metan je veliko bolj toplogreden od ogljikovega dioksida, zato takšen scenarij, četudi bi bil ekonomsko upravičljiv (v kar dvomim), ne bi prinesel zadostne rešitve za zaustavitev procesa podnebnih sprememb zaradi toplogrednega učinka.
Zdi se, da vsaka tovrstna rešitev, ki jo predlaga industrija OVE, kvečjemu služi dokazovanju, da je v teoriji mogoče zasnovati elektroenergetski sistem, ki bi deloval brez jedrske energije. Podporniki takšnih scenarijev pogosto ne pomislijo na morebitne izjemno visoke stroške in energetske nevarnosti tako kompleksnih sistemov, ki še niti niso bili nikjer preizkušeni.
Bi s preusmeritvijo sredstev iz OVE v jedrsko energijo dosegli razogljičenje energetike?
Če upoštevamo ceno in obseg francoskega jedrskega programa bi podoben vseevropski program razogljičenja z jedrsko energijo (vključujoč Veliko Britanijo) moral biti po obsegu 7,6-krat večji. Ko temu dodamo še stopnjo inflacije za obdobje med leti 1970 in 2004 (260 %) in odštejemo vrednost francoske nuklearizacije, bi bil končni znesek takšnega programa 1.372 milijard evrov.
Pod pogojem, da bi jih začeli financirati leta 2004 (in gradili s podobno učinkovitostjo kot Francozi), bi s tem denarjem zgrajene jedrske elektrarne danes zadovoljevale med 70 in 80 % vseh potreb po električni energiji v EU. Premog bi danes po takšnem scenariju bil že davna preteklost.
Je to odgovor? Namesto 1.300 milijard evrov, ki so bile namenjene projektom OVE, bi EU denar morala nameniti v jedrsko energijo in vsi naši problemi bi bili rešeni?
Realnost ni tako preprosta. Najprej je potrebno izpostaviti, da pri znesku 1.300 milijard za OVE govorimo o kombinaciji javnih in zasebnih sredstev, najverjetneje v deležu 1:1. EU je z izdatnimi subvencijami za vetrne in sončne elektrarne pritegnila zanimanje zasebnikov, ki so javna sredstva dopolnili z lastnim kapitalom.
Poleg direktnih subvencij v nove kapacitete OVE so posamezne države vložile veliko denarja v nadgradnjo lastnih elektroenergetskih sistemov in tako omogočile priključitev večjih količin obnovljivih virov. Ta sredstva se načeloma financirajo s povišanjem omrežnin na računih za energijo. Gre za prikrit strošek OVE, ki ga analize stroškov posameznih energetskih virov kot so npr. pogosto citirane analize podjetja Lazard, ne vključujejo.
Inflacija v jedrski industriji je tudi precej višja od povprečne stopnje inflacije. Temu so botrovali višji varnostni standardi zaradi jedrskih nesreč ter manjša ekonomija obsega zaradi padca politične podpore jedrski energiji in preklica številnih načrtovanih jedrskih reaktorjev.
Vseeno pa bi sredstva podobna tistim, ki so jih države EU namenile za OVE, pomenila konkreten premik za jedrsko industrijo in veliko hitrejše opuščanje fosilnih goriv.
Kot smo analizirali v prispevku Ekonomika jedrskih elektrarn, te subvencij za dosego ekonomičnosti sploh ne potrebujejo. Kar jedrska industrija potrebuje, je dostop do ugodnega kreditiranja in politično podporo za hitrejšo odobritev novih jedrskih gradenj.
Če bi temu dodali še subvencije v znesku 650 milijard evrov, bi finančne sheme novih jedrskih elektrarn postale veliko bolj enostavne, hkrati bi se zaradi povečanega obsega naročil dobavne verige izboljšale. V takšnem okolju bi verjetno celo zasebniki bili pripravljeni investirati v nove jedrske projekte.
Razogljičenje proizvodnje električne energije je le petina tega, kar potrebujemo
Preusmeritev subvencij iz obnovljivih virov v jedrsko energijo bi zagotovo prinesla veliko boljše rezultate pri zniževanju izpustov CO2 iz sektorja proizvodnje električne energije. A elektrika predstavlja le petino vse energije, ki jo porabimo, preostalih 80 % energije predstavljajo promet, ogrevanje in industrijski procesi.
Najboljša rešitev za znižanje izpustov v teh sektorjih je dodatna elektrifikacija, saj so električne naprave veliko bolj energetsko učinkovite od motorjev in kotlov na notranje zgorevanje. Z vsesplošno elektrifikacijo bi lahko prihranili tudi do tretjino trenutno porabljene energije. A vsesplošna elektrifikacija takšnih razsežnosti bi zahtevala kar potrojitev zmogljivosti za pridobivanje električne energije.
Za razogljičenje energetike samo z jedrsko energijo bi potrebovali kar 30-kratno povečanje števila jedrskih kapacitet oziroma tudi do 10.000 novih jedrskih reaktorjev. Glede na kompleksnost jedrskih projektov ter potrebne specifične kadrovske in kapitalske zahteve, bi to svetovna gospodarstva težko zmogla. Za kaj takega bi bila potrebna mobilizacija sredstev vojaških razsežnosti.
Obnovljivi viri in jedrska energija se pri doseganju cilja povečanja proizvodnje elektrike ne ovirata. Cilj, ki bi ga morali zasledovati, je čim večja proizvodnja električne energije s čim manjšim ogljičnim odtisom. Kar potrebujemo, je sodelovanje različnih industrij in celostni pristop do energetske politike.
Diskriminacija jedrske energije s strani odločevalcev je nesmiselna in škodljiva. Gre za energetski vir, ki se je izkazal za daleč najbolj učinkovitega pri zmanjševanju izpustov CO2.
Če imamo podnebno krizo, zakaj se kot družba ne obnašamo temu primerno in v boju proti tej krizi ne uporabimo vseh razpoložljivih sredstev?
