mały|Wykorzystanie różnych źródeł energii przez ludzkość w latach 2000–2013 w Mtoe (przedstawione w skali logarytmicznej) i ekstrapolacja do roku 2020.
Energetyka jądrowa, atomistyka – zespół zagadnień związanych z uzyskiwaniem na skalę przemysłową energii jądrowej, czyli energii pochodzącej z rozszczepiania jąder pierwiastków ciężkich (głównie uranu 235).
Energetyka jądrowa na świecie Energię jądrową pozyskuje się głównie w wyniku rozszczepienia jąder atomowych w reaktorach jądrowych w elektrowniach jądrowych i na okrętach jądrowych. W niewielkim stopniu wykorzystuje się energię rozpadów promieniotwórczych np. w zasilaczach izotopowych (SNAP). Energetyka jądrowa obejmuje również problemy związane z wydobyciem uranu, przeróbką paliwa jądrowego oraz składowaniem odpadów jądrowych. Pierwsze elektrownie jądrowe pojawiły się w latach pięćdziesiątych, dynamiczny rozwój tej dziedziny rozpoczął się w 2. połowie lat sześćdziesiątych, w związku ze wzrostem kosztów energii uzyskiwanej ze spalania kopalin. Rozwój ten został prawie wstrzymany po katastrofie w Czarnobylu.
W 2013 energetyka jądrowa była źródłem 10,7% energii elektrycznej na świecie. Łączna moc dyspozycyjnych elektrowni jądrowych wynosiła 372 GW (333 GW po odliczeniu trwale wyłączonych). Pracowało 388 bloków energetycznych, 72 bloki energetyczne były w budowie, 50 było trwale wyłączonych i nie produkowały energii elektrycznej. W 2014 w sumie 30 krajów wykorzystywało reaktory jądrowe do produkcji energii. Elektrownie jądrowe wyprodukowały łącznie 2359 TWh energii elektrycznej – wielkość mniejszą od produkcji w 1999 oraz niższą o 11,3% od historycznego maksimum 2660 TWh produkcji energii jądrowej na świecie w 2006. Największy udział energia jądrowa w produkcji energii elektrycznej na świecie osiągnęła w 1993 roku - na poziomie 17 procent. Poziom ten spadł do 10,4 procent w 2012 roku, czyli poziomu wcześniej osiągniętego w 1980World Nuclear Industry Status Report 2013World Nuclear Industry Status Report 2014 (WNISR). Według BP, udział energii jądrowej w całkowitym zużyciu energii pierwotnej spadł do 4,4 procent - "poziomu najniższego od 1984 roku". Dla porównania energetyka węglowa posiadała moc zainstalowaną równą 1759 GW, elektrownie wodne 566,8 GW. Poziom rocznej produkcji energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych wskazywał na większe wykorzystanie w nich zainstalowanej mocy (kolejno: jądrowe: 2755 TWh, węglowe 8743 TWh, wodne 3412 TWh). Najwięcej energii elektrycznej uzyskiwały z energetyki jądrowej USA (rocznie 790 TWh, 99 reaktorów), Francja (406 TWh, 58 reaktorów), Rosja (162 TWh, 34 reaktory), Korea Płd. (132 TWh, 23 reaktory). Największy udział energetyki jądrowej w produkowanej energii elektrycznej miały: Francja (75%), Belgia (51%), Ukraina (44%), Korea Południowa (31%), Szwajcaria (39%), USA (20%) i Rosja (17%).
Zakaz oraz programy obniżania udziału i wycofywania się z energetyki jądrowej 9 lipca 1997 parlament Austrii przyjął w głosowaniu uczynienie republiki państwem antynuklearnym. Do konstytucji Republiki Austrii został wpisany zakaz budowy elektrowni jądrowych oraz zakaz składowania materiałów jądrowych a także ich transportu do i przez terytorium AustriiFederal Constitutional Act for a Nonnuclear Austria. Niemcy realizują program wyłączenia wszystkich reaktorów jądrowych do końca 2022. Francja przyjęła i realizuje program obniżenia udziału energetyki jądrowej w produkcji energii elektrycznej do 50% w 2025. Rząd Belgii przyjął program wyłączenia wszystkich reaktorów jądrowych do 2025, gdy ich wiek osiągnie 40 latWorld Nuclear News: Belgian government approves life extensions. Szwajcaria zamierza wycofać się z energetyki jądrowej, zamykając pierwszą elektrownię jądrową w 2019, a ostatnią w 2034 rokuSchweiz plant Atomausstieg.
Do 2030 Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej przewiduje wzrost mocy elektrowni jądrowych na świecie do 400 GW w wariancie minimalnym i do 699 GW w wariancie maksymalnym. Od katastrofy w Fukushimie co roku globalne prognozy MAEA dotyczące mocy zainstalowanej w 2030 (minimalna i maksymalna) są obniżaneIAEA: International Status and Prospects for Nuclear Power 2014.
Wady i zalety energetyki jądrowej Najważniejszym zarzutem jest kwestia powstawania, transportu i składowania odpadów promieniotwórczych. O ile odpady wysokoaktywne produkowane są tylko przez elektrownie jądrowe, to już odpady średnio- i nisko aktywne są produkowane w każdym rozwiniętym kraju głównie przez instytucje medyczne i naukowe. Wszystkie rodzaje odpadów są przechowywane w odpowiednich składowiskach, a wypalone paliwo często poddaje się recyklingowi. Równocześnie ilość odpadów radioaktywnych produkowanych przez elektrownie jest znikoma (ok. 12 beczek rocznie) w porównaniu np. do odpadów z elektrowni węglowych (100 tys. razy więcej), które również zawierają izotopy promieniotwórcze.
Kolejnym zarzutem są ogromne koszty związane z zamknięciem elektrowni i utylizacją pozostałości po niej. W tym wypadku elektrownie jądrowe tworzą zazwyczaj fundusz, na który odkładana jest część zysków ze sprzedaży prądu. We Francji jest to około 0,14 eurocenta za każdą sprzedaną kilowatogodzinęLikwidacja i rozbiórka elektrowni (decommissioning).
Inną ważną kwestią jest rozprzestrzenianie broni jądrowej związane z rozwojem energetyki jądrowej (np. Iran, Korea Północna) oraz zamachy terrorystyczne, stanowiące nowy wymiar zagrożenia dla instalacji jądrowych„Energia jądrowa. Mit i rzeczywistość” Publikacja Fundacji im. Heinricha Bölla.
Kwestie bezpieczeństwa działania pojawiają się przy okazji awarii i wycieków, które w 2008 roku zdarzyły się w elektrowniach w Słowenii, Węgrzech i we Francji. Wycieki te miały miejsce w obiegu zamkniętym elektrowni i nie spowodowały żadnego zanieczyszczenia środowiska zewnętrznego.
Pojawiają się także głosy wskazujące na wyczerpywanie się złóż uranu, jednak najnowsze badania dowodzą, że jego zasoby starczą na co najmniej kilkaset latOpracowanie Europejskiego Towarzystwa Fizycznego.
Największą zaletą energetyki jądrowej jest wysokie bezpieczeństwo i brak emisji szkodliwych dla środowiska gazów oraz pyłów. W opublikowanej w 2013 roku pracy oszacowano, że dzięki energetyce jądrowej udało się uniknąć ok. 1,8 mln zgonów związanych z zanieczyszczeniem powietrza z konwencjonalnych źródeł. Energetyka jądrowa jest także najbardziej skondensowanym źródłem energii obecnie wykorzystywanym przez człowieka. Światowe zasoby materiałów rozszczepialnych pozwalałyby na pokrycie wszelkich potrzeb energetycznych ludzkości na wiele tysięcy lat. Kwestię tę porusza się również w kontekście przewidywanego w nieokreślonej przyszłości wyczerpania się złóż paliw kopalnych.
Ekonomika elektrowni jądrowych W 2009 roku badacze z MIT ustalili, że koszt kilowatogodziny z elektrowni jądrowej to 0,084 $http://web.mit.edu/nuclearpower/pdf/nuclearpower-update2009.pdf. Z wyliczeń Instytutu Energetyki Odnawialnej z grudnia 2013 wynika, że nowo budowane elektrownie jądrowe w Wielkiej Brytanii i w Polsce w 2020 (początek dekady, w której miałyby zostać uruchomione) będą wytwarzały droższą energię od energii ze źródeł odnawialnych: elektrownia jądrowa 477,2 PLN/MWh, morskie farmy wiatrowe 451,7 PLN/MWh, elektrownie na biomasę 345,7 PLN/MWh, lądowe farmy wiatrowe 321,8 oraz elektrownie fotowoltaiczne 318,9 PLN/MWhOZE tańsze ale atom szybszy i skuteczniejszy w ubieganiu się o wsparcie - komentarz Instytutu Energetyki OdnawialnejMorski wiatr kontra atom.
W 2022 roku Polski Instytut Ekonomiczny oszacował jednak, że w zależności od wybranej technologii i wariantu budowy, wyrównany koszt energii w Polsce wahałby się od 12 gr/kWh do 17,5 gr/kWh (od 120 zł/MWh do 175 zł/MWh).
W tym samym roku w Finlandii uruchomiono reaktor Olkiluoto III, po wielu latach opóźnień – koszt produkcji energii z OL3 (LCOE) to 42 EUR/MWh, czyli o połowę mniej niż wynika z wcześniejszych wyliczeń Instytutu Energetyki Odnawialnej z 2013 roku. Dla porównania, wyniki aukcji OZE w Polsce w grudniu 2021 średnia cena 1 MWh dla koszyka fotowoltaiki i wiatru o mocy do 1 MW to 246,25 zł/MWh, dla fotowoltaiki i wiatru dużych mocy to 227,79 zł/MWh, a dla małych elektrowni wodnych ponad 600 zł/MWh.
Ekonomika nowych elektrowni jądrowych jest kwestią kontrowersyjną, co wynika z różnych podejść do tego problemu, jak również z tego, że z wyborem źródła energii wiążą się inwestycje warte wiele miliardów dolarów. Porównanie z innymi metodami pozyskiwania energii zależy od założeń przyjętych w odniesieniu do czasu trwania budowy oraz finansowania kapitału dla elektrowni jądrowych. Szacowane koszty muszą także obejmować koszty zamknięcia elektrowni i przechowywania odpadów nuklearnych. Z drugiej strony środki podejmowane dla złagodzenia ocieplenia klimatu, takie jak podatek węglowy czy handel emisjami, mogą poprawiać opłacalność energetyki jądrowej. W ostatnich latach zmniejsza się wzrost zapotrzebowania na energię, a finansowanie inwestycji w energetykę stało się trudniejsze, co pociąga za sobą różne rodzaje ryzykaKidd, Steve (21.01.2011). "New reactors—more or less?". Nuclear Engineering International.. W Europie Wschodniej część długoterminowych projektów boryka się z trudnościami w znalezieniu źródeł finansowania, między innymi budowa elektrowni jądrowej w Belene w Bułgarii czy dodatkowych reaktorów w Cernavodzie w Rumunii, a część inwestorów wycofała się. Innym problemem dla projektów nuklearnych jest także dostępność taniego gazu i bezpieczeństwo jego dostaw w przyszłości.
W analizie ekonomiki energetyki jądrowej trzeba wziąć także pod uwagę kwestię tego, kto ponosi przyszłe ryzyko z tytułu nieprzewidywalności elektrowni atomowych. Jak na razie elektrownie nuklearne zbudowały przedsiębiorstwa znacjonalizowane lub regulowane przez państwoEd Crooks (12.09.2010). "Nuclear: New dawn now seems limited to the east". Financial Times. ., gdzie wiele rodzajów ryzyka związanych z kosztami budowy, pracą, cenami paliwa, wypadkami itd. było ponoszonych raczej przez konsumentów niż przez producentów. Co więcej, z uwagi na wymiar odpowiedzialności za wypadek nuklearny, całkowity koszt ubezpieczenia jest zasadniczo ograniczany przez rząd, co amerykańska Jądrowa Komisja Regulacyjna uznała za znaczącą dotacjęUnited States Nuclear Regulatory Commission, 1983. The Price-Anderson Act: the Third Decade, NUREG-0957. Wiele krajów obecnie zliberalizowało swoje rynki energii elektrycznej w ten sposób, że koszt wspomnianych niebezpieczeństw, jak również ryzyka pojawienia się tańszych alternatyw przed zwróceniem się nakładów pokrywają konstruktorzy i operatorzy elektrowni, a nie konsumenci, co prowadzi do innej oceny ekonomiki nowych elektrowni jądrowychThe Future of Nuclear Power. Massachusetts Institute of Technology. 2003. ..
Liczba miejsc pracy powstająca przy rocznej produkcji 1 TWh energii elektrycznej wynosi dla: elektrowni jądrowej - 75, gazowej – 250 do 265, węglowej – 370, a w przypadku energetyki wiatrowej od 918 do 2400Goldemberg J., 2004, The Case for Renewable Energies, International Conference for Renewable Energies, Bonn, zacytowany w publikacji NEF, 2005, Mirage and Oasis, s. 41.].