Cătălin Dragostin, expert în energie: O strategie nucleară confuză, într-o strategie energetică inexistentă (Partea I)

ERATA – ref. Pu-239 (Plutoniu-239), în loc de U-238 (Uraniu-238). În text, Pu-238 este greşit scris. Nu poate fi decât Pu-239, care rezultă din U-238 bombardat (adăugat) 1 neutron.

Strategia economică şi implicit energetică, având în vedere mai ales resursele României, ar trebui să se indrepte în direcţia dezvoltarii Bioeconomiei Circulare, in deplină concordanţă cu Strategia Bioeconomiei  publicată in Noiembrie 2025 de Comisia Europeană. (https://environment.ec.europa.eu/strategy/bioeconomy-strategy_en) din care citez esenţialul:

”...The bioeconomy represents a strategic opportunity of the 21st century - a driver of green growth, competitiveness and resilience. It makes better use of Europe’s biological resources, scientific excellence and industrial base to decarbonise our economy and replace fossil-based materials and products.The Strategy for a Competitive and Sustainable EU Bioeconomy aims to boost innovation and support European companies in making a success of the green transition.  Circular and sustainable production, and consumption of biological resources for materials and services, can increase efficiency and reduce pressure on resources. ...”

(https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=celex%3A52025DC0960)

In contextul celor de mai sus, apare foarte clar şi cu necesitate, integrarea,  cel puţin a celor 2 teme de mai sus, din titlu,  intr-o singură strategie naţională unitara, consistentă,  din care derivă si coordonatele unei diplomaţii energetice.care să sprijine mersul in direcţia aleasă.

Să analizăm, prin prisma oportunităţii strategice a sec.XXI cele 2 teme de mai sus, propuse:

Strategia nucleară şi suveranitatea energetică. Tema:   Din perspectiva securităţii, care sunt implicaţiile geopolitice ale adoptăriitehnologiei SMR (reactoare modulare mici) sub egidă americană, comparativ cu reactoarele tradiţionale de mare capacitate, în contextul autonomiei energetice europene ?.

In primul rînd, trebuie să înţelegem ca energia nucleară, mai nou, este considerată energie curată (sau regenerabilă, depinde de situaţie, după cum vom vedea mai departe), deci, faptul că va exista poate, o expansiune în România, asta nu face decit elimine din ”sursele intermitente” şi problemele pe care acestea le creează. Insă, elementul cheie care va decide totul, este – cit va fi prognoza consumului de energie pină in 2050, ca să putem evalua dacă si cită energie ”intermitentă” ne va mai trebui şi ”cită şi ce fel de expansiune nucleară (costisitoare)” va fi posibilă şi necesară ?. Aici, trebuie să spunem foarte clar că România nu are o progoză oficială a consumului prognozat de energie (electrică şi termica) a ţării/economiei şi nici o strategie energetică integrată autentică.

In al doilea rănd, în ce priveşte ”adoptarea tehnologiei SMR sub egidă americană”, răspunsul la această problemă trebuie să fie direct legat de exercitarea dreptului suveran de a alege filiera nucleară care corespunde cel mai bine intereselor şi condiţiilor concrete ale României, aşa cum s-a mai făcut in anii 60, cind a fost aleasă- optim- filiera CANDU (apa grea-Uraniu natural).

Alegerea acestei filiere U natural-Apa grea (tehnologia HWR – Heavy Water Reactors), are la bază elementele esentiale: Romănia dispunea de resurse de Uraniu natural, resurse de apa grea şi o industrie capabilă să asimileze fabricarea de componente nucleare, astfel incit de la U-3 încolo, intreaga centrala sa poata fi fabricată in ţară.

Sunt si alte avantaje, dar, posibilitatea utilizarii Uraniului natural (fără imbogăţire) este esentială.

In cazul de faţă, nu problema securităţii SMR este principală (oricum, orice tehnologie nucleară nu poate fi utilizată fără certificările legale) ci, marea problemă este utilitatea ei pe termen lung-ex. 50 de ani- pentru România in primul rînd şi nicicum pentru autonomia energetică europeană.

Să facem o analiză comparativă a tehnologiilor disponibile României, dar care să corespundă intereselor şi mai ales, tradiţiei, experientei, resurselor şi dotarilor existente deja.

De o importanţă capitală pentru România este inchiderea ciclului nuclear (circularitatea lui), astăzi, România nefiind in această pozitie care ar trebui să ne-o fixam ca obiectiv strategic !

Tehnologia SMR-NuScale (SUA)

- este o tehnologie cunoscută demult, cu reactor (LWR- Light Water Reactor ca moderator), Uraniu îmbogăţit 5%, şi după functionare (”arderea” Uraniului), rezultă deşeuri nucleare pentru procesare.

- cam nimic din tehnologia propriu-zisa, fabricatia combustibilului UO2 îmbogăţit, componente tehnologice sau procesarea deşeurilor, nu sunt cunoscute în România

- in prezent suntem în situaţia de a plăti dezvoltarea tehnologiei de către americani (neavind nici o garanţie asupra rezultatelor şi costului final) şi mai ales, dacă vom avea sau nu vreun drept IP asupra engineeringului plătit pentru dezvoltarea  tehnologiei şi desfacerea pe piaţa mondială.

- vom fi dependenti de SUA (a fi dependent de cineva, fie SUA, fie Rusia, fie China, oricum nu e bine !), tehnologic (SMR), combustibil (Uraniu îmbogăţit), tratarea deseurilor, etc.

Tehnologia LFR (Lead-cooled Fast Reactor), proiectul ALFRED, in derulare in prezent

• Aceasta tehnologie de Generaţia IV-Technology Road Map-2014, a fost clasificată in topul tehnologiilor de sustenabilitate: inchiderea unui ciclu combustibil nuclear poate fi realizată foarte uşor, fiind exact ceea ce trebuie industriei nucleare a României
• Proiectul, este dezvoltat sub egida EURATOM, si este dezvoltat de un consortiu compus din Ansaldo (Italia),  ENEA (National Agency for New Technologies Energy and Sustainable Economic Development, Italia) şi RATEN ICN (Institutul Cercetari Nucleare, Romania)
• Membrii consortiului finanteaza cercetarea, autorizarea si exploatarea unui proiect demonstrativ, iar ulterior, Consortiul va livra in piaţa, in comun, tehnologia dezvoltata.

De ce este importantă tehnologia LFR (în fapt Fast Breed Reactors) pentru România ?

Fără a intra în prea multe detalii tehnice, trebuie să fie bine inţelese conceptual urmatoarele:

- Reactoarele FBR pot ”arde” mai mulţi combustibili, respectiv:

• Pu (Plutoniu), care in mod evident este şi va fi produs in reactoarele HWR (CANDU) existente sau/si viitoare. Deci, ce înţelegem mai departe de aici:
  • Reactoarele CANDU pe care le avem, pe lingă că ne produc energie, ne mai produc ceva: un nou combustibil, Pu, utilizabil tot pentru energie !
  • Pu produs in CANDU, şi reutilizat in FBR, este element de EconomieCirculară, pentru că utilizeaza de fapt, un deşeu ! (este exact, similar conceptual cu Directiva RED-Energii regenerabile, in care in Anexa-IX, partea A sunt definite deşeurile, deexemplu agricole, pentru productia de biocombustibili avansaţi
  • Multe strategii nucleare avansate profită de sinergia ciclului unde reactoarele HWR, produc in mod efficient energie si Pu, care apoi este extras pentru alimentarea unei ”flote” intregi de FBR, pentru energie (vom vedea mai jos cum)

- Reactoarele FBR pot ”ajuta” la eliminarea ”deşeurilor” produse de filierele LWR (din nou, un important element de Circularitate):

• Reactoarele LWR (care au ”ars” combustibil nucler cu U-235 imbogaţit la 5% să zicem, după ”ardere”, concentraţia U-235 ajunge să zicem,  la 0,9% şi necesită prelucrare ca deşeu pentru extragerea U-235 si a Plutoniului-238.
  •  Utilizarea tehnologiei DUPIC (Direct Use of Spent PWR Fuel in CANDU) permite folosirea eficientei mai mari a fluxurilor de neutroni din reactoarele CANDU pentru  folosirea directa a combustibilului ars in PWR, in CANDU, pentru productia mai departe de energie, fără separarea U-235 si Pu-238 din combusutibilul ars inPWR ( LWR). Rezulta o mare ”economie de timp, resurse şi fonduri pentru re-procesare
  • Pentru o anumita cantitate de energie electrica produsa, costul combustibilul nuclear DUPIC este in mod semnificativ redus faţa de costurile ori pentru reactoarele  LWR sau HWR

- Reactoarele FBR pot produce mai mult combustibil decit consumă echivalentpentru producţia unei anumite cantitati de energie. Poate părea paradoxal, dar, e perfect posibil

• Reactoarele FBR, deja alimentate cu ”deşeuri” de U-235, PU-238, demonstrat mai sus, va fi ”invelit intr-o cămaşa” de Thoriu-232
• Reacţiile nucleare ale deşeurilor produc energie, iar o parte din fluxul de neutroni rapizi  din reactiile de fisiune ale PU-238, este absorbit de Thoriu-232 şi transformat in izotopul U-233, material fisionabil de inaltă calitate ! (acesta este extras şi folosit in alte reactoare tot HWR, cum ar fi de exemplu AHWR- (Advanced HWR)

In acest mod, se ajunge la inchiderea ciclului nuclear in România si la atingerea obiectivului unei productii de energie nucleara sustenabilă (producem mai mult combustibil decit consumăm) !...deci, potenţial şi mai multă energie, fiind necesare mai multe reactoare FBR ca să ”scăpăm” de deşeurile nucleare (adica combustibil ”ars”)

In final, să facem o scurtă evaluare a situaţiei României, potenţialului, viitorului pe care trebuie să-l decidem noi înşine.

România este foarte avantajată faţă de alte state (şi cred că incă nu realizăm acest lucru), prin alegerea filierei HWR de către atomiştii români,  in anii 60, bazat pe resursele proprii. Decizia se dovedeşte in continuarea foarte bună şi mai ales, ne arată o perspectivă foarte bună pentru urmatorii 60-70 de ani, numai uitîndu-ne sintetic pe tabelul comparativ de mai jos, in care se descrie potenţialul combustibilului ”ars” în reactoarelor PWR (LWR) – Pressurised Water Reactor (Light Water moderator) şi PHWR (HWR), CANDU – Pressurised Heavy Water Reactor (Heavy Water moderator),

Inchei acest capitol de strategie nucleară, evidenţiind caracteristicile unice ale filierei CANDU (PHWR), comparativ cu LWR şi alte filiere, in modul cit mai succinct şi simplu de inţeles şi evaluat optiunile României, nu inainte de a-l cita pe un coleg:

”...as a general conclusion we can stress that it is obvious that without a political support, no national nuclear program is possible, but, too much political involvement in technical an economic aspects is not beneficial at all...”

Autor: O. Budan – Romanian Electricity Authority, Nuclear Power Group, Romania

Source: Fuel Cycle Options for Light Water Reactors and Heavy Water Reactors

Proceedings of Technical Committee meeting – Victoria, Canada, 28 Apr-1 May, 1998

CONCLUZII:

• Cum se ştie deja, România trebuie sa reabiliteze Unitătile 1-2 Cernavodă şi intenţionează sa se angajeze la finalizarea U-3-4. Elementele critice care vor determina realismul acestor ”must have” şi ”good intentions” sunt următoarele:
  • Dacă Strategia Energetică a României (una adevărată) impune necesitatea a încă 1400 MW nucleari în România, pe principiul cunoscut deja al determinarii Long Range Lowest Marginal Cost of Electricity Generation
  • Disponibilitatea resurselor financiare, tehnice, umane
  • Planul de valorificare a parcului existent HWR (2 sau 4 unităţi ?) prin inchiderea sustenabila a ciclului nuclear cu FBR. Asta presupune:
    • Evaluarea resurselor de U natural, Thoriu, prognoza productiei de Pu-238, ”deseurile” LWR altor state ce pot fi reprocesate, inclusiv din dezafectarea armelor nucleare (sau reinnoirea lor !?),
    • capacităţi nucleare aditionale FBR , cu necesarul de reprocesare, etc.
• problemele descrise mai sus, sunt deja foarte complexe şi necesită mult timp şi resurse
• In urma descrierii avantajelor şi dezavantajelor tehnico-economice descrise mai sus, precum si complexităţii problemelor şi deciziilor ce trebuie luate, strict din punct de vedere personal, optiunea SMR pentru România in condiţiile actuale şi previzionate nu constituie o prioritate ci, mai degrabă este o deturnare de resurse tehnice, umane  şi financiare intr-o direcţie care nu aduce nici un avantaj economic şi tehnologic pe termen lung. Rezultate mult mai bune pot fi obtinute prin valorificare si mai bună a ceea ce avem deja, nu adoptind ceva nou, chiar de la un ”partener strategic”, dar care nu ne este util.  

Acestea fiind demonstrate în domeniul nuclear, cu obiectivul central de Circularitate economică (închiderea ciclului nuclear- să produc mai mult combustibil decit consum), in Partea II-a a acestui raport, voi demonstra necesitatea aplicării aceluiaşi principiu al Circularităţii, in Constructia Bioeconomiei (Circulare), conform obiectivelor EU pentru secolul XXI, mentionate la inceputul acestui raport.

România poate deveni 100 % curată, circulară si sustenabilă pentru următorii 100 de ani

...iar Diplomaţia energetică va trebui să urmeze aceste obiective, inclusiv faptul că in conceptul economiei circulare (mentionat şi in H.G. nr. 1127/2022), utilizare resurselor locale trebuie sa se efectueze local, iar rezulatate utilizării să fie consumate local). Adică, exercitarea dreptului suveran al unui stat, asupra resurselor energetice proprii, intr-o strategie energetică proprie