Država koja proizvodi najveći udio svoje električne energije u nuklearnim elektranama jest Francuska sa 75% proizvedene električne energije u nuklearnim elektranama. Slijede je Litva sa 73%, Belgija s 58%, Bugarska, Slovačka i Švedska s 47%, Ukrajina s 44% i Južna Koreja s 43%. U još deset država iz nuklearne energije proizvodi se po više od 25% električne energije

Država koja proizvodi najveći udio svoje električne energije u nuklearnim elektranama jest Francuska sa 75% proizvedene električne energije u nuklearnim elektranama. Slijede je Litva sa 73%, Belgija s 58%, Bugarska, Slovačka i Švedska s 47%, Ukrajina s 44% i Južna Koreja s 43%. U još deset država iz nuklearne energije proizvodi se po više od 25% električne energije. SAD proizvodi 19,8% električne energije u nuklearnim elektranama, ali zbog velikog opsega proizvodnje ima najveći udio u ukupno proizvedenoj energiji u nuklearnim elektranama s 28%. Slijedi ga Francuska s 18% i Japan s 12%.

S povećanjem broja država koje imaju nuklearne elektrane, povećao se i rizik da gorivo iz nuklearnih elektrana dođe do pojedinaca koji ga žele upotrijebiti u svrhe koje nisu mirnodopske. U zadnje vrijeme je aktualan terorizam, a teroristi bi s nuklearnom tehnologijom mogli prouzročiti nuklearnu katastrofu. Pri zaštiti od zlonamjernog korištenja nuklearnom energijom i političari i znanstvenici moraju poduzeti određene mjere. Zbog tog problema međunarodne organizacije nametnule su pravila o sigurnosti za 140 država diljem svijeta. Problem s čuvanjem nuklearnog goriva (a i radioaktivnog otpada) trenutačno je najizraženiji u državama koje su nastale raspadom Sovjetskog Saveza.

Stanje korištenja i razvoj nuklearnih elektrana
Nuklearne elektrane su dosegle razinu pouzdanog i ekonomičnog izvora električne energije. To potvrđuje i rad NE Krško u protekle 23 godine pogona.

Prema najnovijem izvještaju IAEA, u svijetu je u pogonu 441 nuklearna elektrana s ukupnom instaliranom snagom 358.661 MW, koje su u 2002. godini proizvele 2574 TWh, što pokazuje da je prosječno iskorištenje instalirane snage 7176 h/god. (odnosno da je prosječni faktor opterećenja oko 82 %). Najviše je sagrađenih nuklearnih elektrana u SAD-u (109), zatim u Francuskoj (59), Japanu (54), Vel. Britaniji (31), Rusiji (30), Njemačkoj (19), J. Koreji (18), Kanadi (14). Krajem 2002. godine u svijetu su bile u izgradnji 32 nuklearne elektrane, najviše u Indiji (7) i Kini (4).

U okviru europskih zemalja upravo je odlučena gradnja nuklearne elektrane u neposrednoj budućnosti u Finskoj (koja već ima četiri nuklearne elektrane u pogonu). Osim u Finskoj, zbog opisanih poteškoća s osiguranjem dobave i poskupljenjem plina, kao i problemima zbog emisija stakleničkih plinova iz termoelektrana, još se u nekim europskim zemljama (posebno Francuskoj) razmišlja o budućnosti nuklearnih energetskih programa. Zemlje Dalekog istoka (naročito Kina, Koreja i Indija) nastavljaju s intenzivnom gradnjom nuklearnih elektrana. U SAD se očekuje narudžba novih nuklearnih elektrana još u ovom desetljeću.

U sljedećem razdoblju može se očekivati promjena stava o nuklearnoj energetici i u onim europskim zemljama koje su se u prošlosti negativno odnosile prema tom pitanju.

Zastoj gradnje nuklearnih elektrana (nije općenit, u Americi se dogodio primarno zbog dovoljnih kapaciteta i velikog porasta iskorištenja postojećih nuklearnih elektrana) u 1980-im godinama nastaje dijelom zbog poskupljenja gradnje elektrana jer se oteže s licenciranjem već gotovih postrojenja nakon kvara na elektrani Otok tri milje (zastoj u Americi nastupio je prije kvara) i zbog jeftine proizvodnje plinskih elektrana. Kao odgovor na to dolazi u razdoblju 1980.-90. god. do razrade projekata unaprijeđenih nuklearnih elektrana (treća generacija). Izgrađeno je nekoliko takvih elektrana (prvenstvenu u Japanu) ili u su u fazi gradnje (Finska).

Grupa najrazvijenijih zemalja (na čelu s SAD-om) nedavno je pokrenula inicijativu produljenja vijeka NE po godini pogona reaktora.
Današnje su izvedbe nuklearnih elektrana pogonski veoma sigurne. Analizama je dokazana vjerojatnost topljenja jezgre današnjih energetskih reaktora reda 10-5, a vjerojatnost većeg ispuštanja radioaktivnosti u okoliš u granicama 10-7-10-6. Kod tih elektrana, pored povećanja sigurnosti i bolje ekonomičnosti treba još riješiti pitanje potpunog energetskog iskorištenja nuklearnog goriva, znatnog smanjenja radioaktivnosti otpada i opasnosti od proliferacije višestrukim recikliranjem svih aktinida te pitanje ekonomične proizvodnje ekološki čistog goriva (vodika). Gradnja nuklearnih elektrana četvrte generacije se očekuje nakon 2030. godine.

Sigurnost nuklearnih elektrana i utjecaj na okoliš
Upitno je bi li se racionalnim razlozima mogao pravdati zahtjev za još višim stupnjem sigurnosti pogona nuklearnih elektrana.
Do stjecanja pogonskog iskustva i komercijalne primjene nuklearnih elektrana četvrte generacije (kao i fuzijskih elektrana koje se također razvijaju) za primjenu će biti raspoloživi sadašnji- elektrane druge i treće generacije kod kojih su pogonska sigurnost i pouzdanost veoma dobri.

Na temelju izrađenih studija u okviru Europske unije (ExternE 95/97) je dokazano da je utjecaj na okoliš nuklearnih elektrana po jedinici proizvedene energije povoljniji od utjecaja termoelektrana na plin, a naročito od termoelektrana na ugljen, te da je usporediv s utjecajem na okoliš elektrana na obnovljive izvore.

Ekonomičnost nuklearnih elektrana
Analize komparativne ekonomičnosti nuklearnih elektrana s elektranama na plinovita i kruta goriva već i kod sadašnjih investicijskih troškova (uzimajući u obzir očekivano poskupljenje prirodnog plina, a posebno ako se uzmu u račun i štete zbog emisija u okoliš), pokazuju ekonomsku prednost nuklearnih elektrana.

Sumarne prednosti i mane nuklearne opcije u odnosu na gradnju termoelektrana

Prednosti i mane nuklearne opcije u prema sadašnjim saznanjima su:
Prednosti
• Konkurentna cijena proizvedene električne energije
• Očekivana stabilnost raspoloživosti i cijene energenta
• Dugoročna perspektiva korištenja nuklearne energije u elektroenergetici u svijetu
• Povoljan utjecaj elektrane na okoliš (niski eksterni troškovi, nema emisija CO2)
Mane:
• Viša specifična investicija i duže vrijeme gradnje (4-5 godina)
• Nepotpuno prihvaćen način konačnog odlaganja odzračenog nuklearnog
goriva i visokoradioaktivnog otpada.
• Mogućnost proliferacije nuklearnih materijala. To je, međutim, opći problem iz kojeg proizlaze određene tehničke mjere i međunarodne obveze, što se ne bi trebalo tretirati kao mana.
• Nepovoljan prihvat u javnosti (u usporedbi s termoelektranom na plin, bez obzira na povoljniji utjecaj nuklearne elektrane na okoliš)

Nuklearna energetika danas
Vodom hlađeni i moderirani reaktori danas dominiraju među 441 nuklearnim energetskim reaktorom u pogonu. Nuklearne elektrane postoje u 30 država proizvodeći blizu 17% električne energije.

Raspodjela elektrana još odražava s jedne strane blokovsku podijeljenost i strah od širenja nuklearnog oružja u uvjetima kada nuklearne velesile nisu ispunile i ne ispunjavaju svoje obveze prema Ugovoru o neširenju nuklearnog oružja (Non-Proliferation Treaty-NPT, 1968), a s druge strane želju niza zemalja da smanje svoju ovisnost o uvozu fosilnih goriva. Francuska i Japan intenzivirale su svoje nuklearne programe nakon naftne krize 1973. godine. S oko 60 nuklearnih elektrana Francuska proizvodi više od 70% električne energije u nuklearnim elektranama. Najavljuje se intenzivan nuklearni razvoj Kine i Indije. U cjelini EU 13 zemalja članica posjeduje nuklearne elektrane, koje proizvode oko 35 % električne energije. Službene studije EU (ECOSOC 2004) ukazuju da predviđeni razvoj energetike u Uniji, uz uvažavanje obveza prema Protokolu iz Kyota, smanjenje emisije CO2 za 7,5% do godina 2008./12., nije moguć bez nuklearne energije.

Takva mišljenja postaju sve izraženija i globalno, uz rastuću suglasnost znanstvenika, uključivo i nekadašnjih oponenata nuklearne energije (James Lovelock), da se emisija CO2 mora ograničiti želi li se izbjeći katastrofalne promjene klime, kao i da se alternativne mogućnosti proizvodnje energije u velikim količinama, bez emisije CO2, ne mogu razviti na vrijeme. Iako su se neke zemlje članice EU, Belgija, Njemačka i Švedska opredijelile za prestanak korištenja nuklearne energije, sasvim je upitno kako bi to one mogle doista i provesti uz poštivanje opredjeljenja EU za redukciju emisije CO2. Pri tom se Njemačka opredijelila za redukciju emisije CO2 i iznad prosjeka Unije. Njemačka je u 2003. godini proizvela 59 % električne energije iz fosilnih goriva, 29 % nuklearne električne energije, a samo 12 % iz obnovljivih izvora, uključivo hidro. Nije vjerojatno da bi se nuklearna proizvodnja mogla zamijeniti alternativnim izvorima u dogledno vrijeme, a u svakom slučaju uz visoku gospodarsku cijenu s obzirom na skuplju energiju iz alternativnih izvora.

Budućnost nuklearne energetike
Globalan doprinos nuklearne energije smanjenju emisije CO2 još uvijek je malen, s udjelom od 17 % u proizvodnji električne energije, i sa oko 6,7% u ukupnoj proizvodnji energije. Ukoliko bi nuklearna energija trebala bitno doprinijeti smanjenju emisije CO2, morao bi njezin udio u ukupnoj proizvodnji energije porasti na barem 40%. Ostvarenje takvog dugoročnog razvoja nuklearne energetike ovisi o prihvatljivim odgovorima na nekoliko pitanja:
• Sigurnost nuklearne elektrane? Unapređivanjem tehnologije, iskustvima pogona, uključivo udesa na elektrani Otok tri milje u SAD 1979., (udes na Sovjetskoj vodo-grafitnoj NE Černobilj 1986.godine irelevantan je za zapadnu reaktorsku tehnologiju) u posljednjih dvadesetak godina sigurnost NE bitno je poboljšana tako da su one među najsigurnijim izvorima energije. Vjerojatnost teškog udesa novijih reaktora smanjena je za više desetaka puta. Daljnji razvoj je u toku, kako bi se visoka sigurnost primarno ostvarivala inherentnim fizikalnim svojstvima, a manje višestrukim sigurnosnim sustavima, kao npr. u NE Sizewell B u Velikoj Britaniji.
• Ekonomičnost NE? Stalnim rastom cijena plina i nafte po cijeni energije NE već su konkurentne u europskim uvjetima, a to postaju vrlo jasno primjenom takse na emisiju CO2. No, bez obzira na povoljnu i konkurentnu cijenu energije nuklearne elektrane imaju kapitalne troškove veće od elektrana na fosilna goriva, naročito u odnosu na plinske turbine. Takva je struktura cijene energije nepovoljna za manje zemlje s ograničenim kapitalom, a i općenito u uvjetima deregulacije u energetici. Danas se u više zemalja radi na projektima tzv. Generacije 4, a jedan od primarnih ciljeva jest redukcija investicijskih troškova.
• Spremanje radioaktivnog otpada? Postoje tehnička rješenja, za sigurno spremanje radioaktivnog otpada i istrošenog goriva, ali se još raspravlja o ukupno najpovoljnijem načinu trajnog odlaganja. Danas dominira koncepcija trajnog odlaganja u suhe ili vodonepropusne geološke formacije na dubini od nekoliko stotina metara. Finska primjenjuje varijantu ove koncepcije. U Americi tako koncipirano odlagalište, Yuca Mountain, još nema konačnog odobrenja. Novija, zanimljiva, ali još nedovoljno istražena koncepcija, je odlaganje u nekoliko km duboke bušotine U međuvremenu, do konačnog izbora ukupno najpovoljnije metode trajnog odlaganja, ide se u većini slučajeva na privremeno površinsko spremanje u čelično-betonske spremnike što daje više desetljeća za nalaženje najbolje opcije trajnog odlaganja.
• Dostatnost količina nuklearnog goriva? Odgovor je da takav dugoročan razvoj traži iskorištenje i urana 238, kao i torija 232, a ne uglavnom samo urana 235, kao u današnjim reaktorima s jednokratnim prolazom goriva kroz reaktor. Postoji nekoliko načina za iskorištenje urana 238, odnosno torija 232. Tehnički je razvijen tzv. oplodni reaktor. Druge mogućnosti su pretvorba urana 238 ili torija 232 u fisibilne izotope, plutonij 239, odnosno uran 233, neutronima iz akceleratora ili fuzijskih uređaja. Potreba za preradom goriva globalno neće se pojaviti prije 2050. godine, možda i do kraja stoljeća, ali poznate velike rezerve urana nalaze se u ograničenom broju zemalja, što može dovesti do razlika u pristupu u pojedinim zemljama.
• Proširenje upotrebe nuklearne energije? Udio od 40 % ili veći u ukupnoj proizvodnji i potrošnji energije moguć je ukoliko nuklearna energija uđe u sektore transporta i industrijskih procesa, koji zajedno troše 2/3 energije. To je moguće novim tipovima reaktora, od kojih je tehnički najrazvijeniji visokotemperaturni reaktor, pogodan za industrijske procese i proizvodnju vodika. Preko vodika ili električnom energijom za punjenje baterija nuklearna energija može ući u sektor transporta.
• Sigurnost od zloupotrebe nuklearnih materijala? Ekstrapolacija postojeće prakse nacionalnih instalacija gorivnog ciklusa na daleko veći broj reaktora u povećanom broju zemalja vodila bi u sve veće opasnosti od nedozvoljenog izdvajanja i zloupotrebe nuklearnh materijala, što nije rješivo samo tehničkim mjerama. Ovaj je problem u prošlosti kočio razvoj nuklearne energetike, a u budućnosti bi mogao to u još većoj mjeri ukoliko se političko okruženje bitno ne popravi. Razmatrajući dugoročni razvoj do kraja stoljeća i dalje, nije vjerojatno da bi problemi koji određuju današnje nepovoljno političko okruženje, kao što su izraelsko-arapski, pakistansko-indijski, kinesko-tajvanski i korejski konflikt mogli tako dugo ostati neriješeni, već zbog njihovog visokog stupnja napetosti. Treba očekivati i smanjivanje raskoraka i napetosti na relaciji Sjever-Jug. U poboljšanoj međunarodnoj klimi može se, u općem interesu, očekivati uspostava djelotvorne međunarodne kontrole nad svim instalacijama za obogaćenje urana i preradu istrošenog goriva, nešto poput onoga što je propušteno 1946. godine. U tom bi slučaju čovječanstvo po isteku rezervi fosilnih goriva, odnosno zbog nužnosti da se njihovo korištenje ograniči, dobilo ekološki povoljan izvor energije za buduća stoljeća i tisućljeća.

Ankica Čižmek