Polska elektrownia atomowa z polskiego betonu. Prawdziwy test dopiero się zaczyna

– Budowa elektrowni jądrowej to przedsięwzięcie o wyjątkowej skali i znaczeniu, w którym procedury bezpieczeństwa zwłaszcza w obszarze konstrukcji jądrowej stanowią kluczowy element zainteresowania – mówi w rozmowie z serwisem E-budownictwo.pl dr inż. Sebastian Kaszuba, prezes zarządu Stowarzyszenia Producentów Betonu Towarowego.

Czy beton pierwszej polskiej elektrowni jądrowej faktycznie będzie polski? Choć pierwszy beton jądrowy ma zostać ułożony już w 2028 roku, wiadomo, że dla prac i dostaw na wyspie jądrowej obowiązywać będą amerykańskie normy – w tym system jakości NQA-1 oraz w odniesieniu do betonu norma ACI 349 – co rodzi pytania o realny udział krajowych producentów.

Jak wyjaśnia, w zakresie konstrukcyjnym jako materiał, beton odgrywa również niezmiernie ważną i istotną rolę dla uzyskania oczekiwanego bezpieczeństwa i trwałości całej infrastruktury, w tym jądrowej. – Z pełną uwagą śledzimy kolejne etapy przygotowań do realizacji tego projektu, dostrzegając zarówno jego strategiczny wymiar, jak i złożoność technologiczno-organizacyjną – podkreśla.

– Na obecnym etapie informacji publicznych, pochodzących głównie od konsorcjum Westinghouse i Bechtel, na bazie których opieramy swoje stanowisko w zakresie wymogów jakościowych, jesteśmy świadomi, że wdrożenie rozwiązań opracowanych przez konsorcjum Westinghouse i Bechtel wiąże się z koniecznością zastosowania w zakresie wyspy jądrowej standardów, które po raz pierwszy będą implementowane w naszym kraju, jak i regionie na tak dużą skalę. Dotyczy to wymogów systemu zapewnienia jakości NQA-1. Jest to wyzwanie wynikające z łączenia różnych tradycji inżynieryjnych i systemów certyfikacji – tłumaczy dr Kaszuba.

Jak tłumaczy w rozmowie z nami Tomasz Piotrowski, profesor Politechniki Warszawskiej, członek Krajowej Rady Polskiej Izby Inżynierów Budownictwa, zapytany o udział polskiego betonu w budowie polskiej elektrowni atomowej, przyznaje, że tak, ale jednocześnie podkreśla, że to kwestia decyzji, która zostanie przede wszystkim wpisana w umowie EPC (Engineering Procurment Construction), która jest obecnie negocjowana przez inwestora PEJ i amerykańskie konsorcjum Westinghouse / Bechtel.

– To m.in. w tej umowie określone będzie, jakie wymagania zostaną postawione dla poszczególnych obiektów, konstrukcji i elementów. Moim zdaniem kluczową rolę będzie odgrywać też Państwowa Agencja Atomistyki, czyli nasz krajowy regulator jądrowy, który będzie zatwierdzał wszystkie kwestie związane z wymaganiami dotyczącymi bezpieczeństwa jądrowego – tłumaczy.

Jednocześnie zwraca uwagę, że na obecnym etapie brak jest publicznie dostępnych, ostatecznych rozstrzygnięć w tej sprawie.

– Pojawia się zatem pytanie, w jakim stopniu obiekt zostanie dostosowany do polskich i europejskich warunków i naszych wymagań. Na dziś nie znamy szczegółów, ponieważ negocjacje nadal trwają i wiele kluczowych decyzji nie zostało jeszcze formalnie przesądzonych – podkreśla Piotrowski.

Zdaniem naszego rozmówcy, jednym z największych wyzwań dla krajowych firm budowlanych są potencjalne wymagania normowe.

– Jeżeli zostaną postawione wymagania w oparciu o normy amerykańskie, to należy zauważyć, że nasze firmy nie mają doświadczenia w produkcji betonu ani wykonywaniu konstrukcji zgodnie z tymi normami. Aby uzyskać certyfikat jakości dla betonu według norm amerykańskich, trzeba wykazać się biegłością w jego wykonywaniu, a do tego niezbędne jest wcześniejsze stosowanie tego typu materiału — wskazuje.

Problem ma charakter systemowy i dotyczy całego rynku.

– W Polsce, może poza nielicznymi konstrukcjami militarnymi, nie ma zapotrzebowania na tego rodzaju beton, dlatego polskie cementownie i wytwórnie betonu nie produkują obecnie tego typu materiału – dodaje.

– W Polsce nie mamy certyfikowanych laboratoriów, które mają akredytację do badań betonu według norm amerykańskich. Prowadzą one analizy zgodnie z normami europejskimi i polskimi, bo na to jest zapotrzebowanie – wymienia profesor Politechniki Warszawskiej i dodaje, że nawet przy sprzyjających warunkach proces dostosowania się do nowych wymagań byłby bardzo długotrwały.

– Nie sądzę, że da się to zrobić w kilka tygodni, czy nawet miesięcy. Jeżeli byśmy wiedzieli, jakie konkretnie wymagania będą obowiązywać, dopiero wtedy moglibyśmy zacząć się do nich dostosowywać i przygotować odpowiedni harmonogram, a przypomnijmy, pierwszy beton jądrowy zgodnie z zapowiedziami to rok 2028, więc mamy tylko trzy lata – zaznacza Piotrowski.

Zwraca przy tym uwagę na zapowiadane zróżnicowanie norm. – Konsorcjum i inwestor wskazują jedynie, że wyspa jądrowa ma być wykonana według norm amerykańskich, a wszystkie pozostałe obiekty, według norm europejskich – wyjaśnia.

Piotrowski zaznacza, że kwestia norm nie kończy się na etapie budowy, lecz dotyczy całego cyklu życia elektrowni. – Jeśli konstrukcja zostanie wykonana i przebadana na etapie wykonywania według norm amerykańskich, to monitoring tej konstrukcji w całym okresie użytkowania również musi odbywać się według tych norm – tłumaczy.

W tym kontekście przywołuje doświadczenia zespołu z Politechniki Warszawskiej. – Kilka lat temu kierowałem zespołem na Wydziale Inżynierii Lądowej Politechniki Warszawskiej, który we współpracy z IPPT PAN opracował program oceny starzenia obudowy bezpieczeństwa reaktora Maria w NCBJ w Świerku i zaproponował system jej monitoringu – mówi i dodaje, że był to proces skomplikowany i długotrwały.

– Na bazie tego programu obudowa bezpieczeństwa jest obecnie monitorowana, a reaktor w zeszłym roku otrzymał od prezesa Państwowej Agencji Atomistyki bezterminowe zezwolenie na eksploatację – mówi i zaznacza, że w przypadku planowanej elektrowni jądrowej analogiczne działania musiałyby być prowadzone według amerykańskich standardów.

– To oznacza konieczność utrzymywania przez dziesięciolecia kompetencji, procedur i zaplecza badawczego dostosowanego do norm, które nie funkcjonują dziś w polskim systemie technicznym – podkreśla.

– Odnoszę wrażenie, że jest tu też pewna gra polegająca na tym, aby jak największą część technologii amerykańskiej przywieźć do Polski, zbudować u nas środki amerykańskie i materiały amerykańskie oraz czerpać zyski przez 60 czy 80 lat użytkowania elektrowni. Wiemy również, że Amerykanie aspirują do budowy drugiej elektrowni. Pojawia się zatem pytanie, czy strategicznie jest to dobre – czy nie lepiej dywersyfikować źródła i nie uzależniać się od jednego dostawcy – mówi.

Piotrowski podkreśla, że polska branża budowlana, a w szczególności przemysł cementowy i betonowy, „jest naprawdę na bardzo wysokim poziomie, jeśli nie najwyższym w Europie”.

– Używamy wielu dodatków do betonu, które nie są tak powszechne gdzie indziej, na przykład popiołu z elektrowni węglowych, którego mamy pod dostatkiem i umiemy go w ten sposób utylizować. Produkujemy cementy i betony o niskim śladzie węglowym, a sama produkcja cementu w najnowocześniejszych cementowaniach generuje stosunkowo niską emisję CO₂. Technologie domieszek i dodatków do betonu w Polsce są także na bardzo wysokim poziomie, więc nie mamy się czego wstydzić w zakresie polskiego przemysłu betonowego – wymienia.

– W pewnych aspektach jesteśmy nawet lepsi niż Amerykanie, a „zabetonowanie” tego projektu wyłącznie według amerykańskich rozwiązań nie oznacza, że rozwijamy i stosujemy najnowsze technologie – zaznacza.

Ekspert jako przykład podaje wspomniane normy amerykańskie, które wg zapowiedzi będą wymagane, w jego opinii często nie są to najnowsze ich wersje, ale starsze wydania, które zostały zaktualizowane nawet w samych Stanach Zjednoczonych.

– Pojawia się pytanie, dlaczego trzymamy się tych starych norm, zamiast wchodzić w nowe technologie. Argument jaki jest tutaj podnoszony brzmi, że w przemyśle jądrowym nie ma miejsca na eksperymenty – ale tu nie chodzi o jakieś innowacyjne rozwiązana tylko o sprawdzone i potwierdzone wieloletnim doświadczeniem krajowe know-how, które jest dodatkowo doskonale dopasowane do lokalnych warunków. Obawiam się, że prawdziwa przyczyna leży gdzie indziej, czyli w próbie protekcji własnego amerykańskiego przemysłu i to mimo tego, że elektrownia AP 100 będzie budowana w Europie – tłumaczy.

Prezes SPBT podkreśla, że rolą Stowarzyszenia nie jest wyrokowanie lub ocena technicznych możliwości zaopatrzenia tego obszaru, aczkolwiek, jak dodaje, będąc stowarzyszeniem branżowym działającym w sferze normalizacji i regulacji funkcjonujących w obszarze europejskim dostrzega przeszkody w bezpośredniej implementacji wzorców procesów osadzonych w innych realiach systemowych.

– Niemniej pragniemy zauważyć, iż to nie jest element, którego rozwiązanie należy adresować do naszego stowarzyszenia – wyjaśnia. – Jesteśmy oczywiście żywo zainteresowani finalnym rozwiązaniem, jakie zostanie wypracowane, ponieważ da to dobry drogowskaz w ewentualnych innych inwestycjach, które będą borykać się z podobnym problemem – dodaje.

– Wierzymy w partnerski dialog, jakiego spodziewamy się na tej inwestycji, który pozwoli zharmonizować amerykańskie podejście do zapewnienia jakości z europejskimi dokumentami odniesienia oraz nieznającą rozdział systemowego odpowiedzialną praktyką inżynierską, przy jednoczesnym uwzględnieniu potencjału krajowego rynku materiałów budowlanych – podkreśla dr Kaszuba.

– Polska branża betonowa oraz ośrodki naukowo-badawcze dysponują zapleczem technologicznym oraz kompetencjami umożliwiającymi spełnienie najwyższych standardów jakości, w tym również wypracowania odpowiedniego podejścia do realizacji tej inwestycji – dodaje.

– Polski beton – tak, z kilkoma dedykowanymi węzłami pracującymi w reżimie NQA-1, z pełną identyfikowalnością i zewnętrznym nadzorem jakości; ‘outsourcing’ dotyczy kompetencji i komponentów, nie przewożenia betonu przez granicę – mówi nam z kolei Mirosław Józefczuk, ekspert branży budowlanej, były członek zarządu Warbudu.

– Największe ryzyko nie leży w recepturze, tylko w systemie jakości, powtarzalności dostaw i dyscyplinie wykonania (dokumentacja, nadzór, niezgodności, kalibracje, kwalifikacje dostawców) – dodaje.

Jego zdaniem to logistyka odgrywa tu kluczową rolę. – Przy małej liczbie węzłów betoniarskich łatwo o „pojedynczy punkt awarii” – „single point of failure”. Jeśli jeden kluczowy węzeł stanie (awaria, brak składników, przerwa w dostawie prądu, blokada transportu), to zatrzymuje się cały front betonowań i harmonogram – wyjaśnia Józefczuk.

– Równolegle jest twarda obawa branżowa, że bez mocnych zapisów o local content, polskie firmy (także producenci betonu) mogą zostać zepchnięte na margines, a duża część prac trafi do wykonawców spoza Polski (m.in. Turcja/ Azja). To jest test sprawności państwa – zaznacza ekspert.

– Jeżeli rząd i administracja ograniczą się do ogólnych deklaracji, to ryzyko jest proste: wykonawca EPC wybierze łańcuch dostaw „po swojemu”, a polskie firmy zostaną na końcu łańcucha — z minimalną marżą, wysokimi kosztami wejścia w standardy (NQA-1/ACI) i ryzykiem kontraktowym – dodaje.

– Tak, realne jest uruchomienie w Polsce kilku „dedykowanych” łańcuchów dostaw betonu jądrowego w horyzoncie ok. 3 lat, ale nie w sensie „wiele węzłów w kraju”, tylko kilka węzłów wybranych i przebudowanych pod reżim jądrowy (QA, traceability, procedury, audyty, kultura jakości) – mówi Józefczuk.

– NQA-1 to w praktyce przede wszystkim system jakości i nadzoru nad całym procesem (zakupy, kwalifikacja dostawców, szkolenia, kalibracje, zapisy, niezgodności, działania korygujące), a nie „inna receptura betonu” – dodaje.

– W polskich realiach najbardziej prawdopodobny jest model hybrydowy: polski beton (produkcja na miejscu) + zagraniczny know-how / nadzór / audyty (EPC, konsultanci QA, wsparcie w kwalifikacjach i procedurach); część składników krytycznych (np. wybrane domieszki, dodatki mineralne, czasem cement o ściśle określonych parametrach i stabilności dostaw) może być importowana; natomiast gotowego betonu towarowego z zagranicy się sensownie nie „outsourcuje” – wylicza ekspert.

– Budowa kompetencji pod standardy amerykańskie już w Polsce jest realizowana po stronie łańcucha dostaw (co najmniej na poziomie wejścia w standardy i compliance), bo PEJ komunikował postępy firm w kierunku standardów jądrowych, w tym NQA-1. Ważny kontekst harmonogramowy: przy publicznie komunikowanych planach „first concrete” ok. 2028 okno 3 lat na przygotowanie węzłów i procedur jest spójne, ale to wymaga startu „tu i teraz”, nie na końcu projektowania – podkreśla Józefczuk.

– Technicznie kluczowa jest kwalifikacja receptur i materiałów (cement/dodatki/kruszywa/domieszki) pod wymagania trwałości. Kontrola masywnych betonowań (temperatura hydratacji, skurcz, rysy, pielęgnacja) wymaga rygorystycznych procedur, monitoringu i dyscypliny wykonania – wyjaśnia Józefczuk.

– Reżim dokumentacji i identyfikowalności: od dostawy składników, przez produkcję, po konkretną wbudowaną partię w elemencie konstrukcji; wraz z obsługą niezgodności i działaniami korygującymi – to jest „jądro” NQA-1 w praktyce – dodaje.

Jak wyjaśnia, logistycznie przy małej liczbie węzłów największe ryzyko to „single point of failure”: awaria węzła, brak cementu/kruszywa, przerwy energetyczne, pogoda, zatory transportowe. Konsekwencją jest konieczność redundancji: drugi węzeł, zapasowe silosy, podwójne krytyczne urządzenia, procedury awaryjne, zabezpieczone trasy dojazdu.

– ACI 349 dotyczy wymagań projektowych i wykonawczych dla konstrukcji żelbetowych o funkcjach bezpieczeństwa jądrowego (safety-related), więc w praktyce oznacza ostrzejsze podejście do jakości wykonania i kontroli robót niż w standardowym budownictwie kubaturowym – dodaje.

– Kilka węzłów głównych w kraju (plus realna rezerwa) to wariant najbardziej praktyczny dla betonu towarowego: beton „jądrowy” powinien być produkowany możliwie blisko placu budowy, a kluczowe jest bezpieczeństwo dostaw i pełna kontrola procesu – mówi Józefczuk.

– Outsourcing zagraniczny ma sens, ale gdzie indziej niż w samym węźle betoniarskim: w know-how, audytach, wsparciu QA/NQA-1, cyfrowej identyfikowalności i procedurach, czyli w „systemie”, który pilnuje jakości; w prefabrykacji/elementach modułowych (tam, gdzie transport gotowego elementu jest realny i opłacalny); w wybranych składnikach i ściśle kontrolowanych komponentach łańcucha dostaw – wyjaśnia ekspert.

– Polski przemysł jest gotowy, elastyczny i bardzo chętny, aby zainwestować i wziąć udział w polskim projekcie jądrowym – podkreśla Mirosław Józefczuk. –Trzeba jednak wiedzieć, jakie będą wymagania dotyczące konkretnych elementów. One są przekazywane w RFI, czyli w zapytaniach kierowanych przez konsorcjum do poszczególnych firm – podsumowuje.

– W Stowarzyszeniu Producentów Cementu pracujemy nad tym, żeby słynny już local content, czy lokowanie krajowych produktów zapowiedzianych przez premiera Donalda Tuska miało miejsce przy budowie elektrowni jądrowej – mówi nam Zbigniew Pilch, dyrektor wykonawczy w Stowarzyszeniu Producentów Cementu.

– Nie wyobrażamy sobie sytuacji, że cement do budowy elektrowni będzie transportowany z północnej Afryki, czy też Turcji. Byłoby to tragedią dla naszego krajowego przemysłu, a jednocześnie ogromną porażką związaną z przygotowywaniem, czy z regulacjami unijnymi. Wierzymy w to, że cement z Polski może być stosowany – podkreśla.

Po drugie Pilch podkreśla, że technologicznie absolutnie mamy produkty na najwyższym poziomie europejskim, spełniające wszystkie wymagania normowe. W związku z tym nie ma ograniczeń technologicznych. – Pracujemy nad tym, żeby ten cement z powodzeniem był stosowany przez producentów betonu pracujących na budowie elektrowni – dodaje.

– Pamiętajmy o tym, że budowa elektrowni jądrowej to beton, beton, beton i jeszcze raz beton. Te ilości betonu, które będą potrzebne do budowy elektrowni jądrowej i całej infrastruktury towarzyszącej około elektrownianej, szacujemy na poziomie ponad 1 mln metrów sześciennych. Jest to 1/25 rynku krajowego, bo w kraju zużywamy około 22-25 mln metrów sześciennych – podaje.

Jak podkreśla, branża nie boi się tego wyzwania. – Możemy spełniać te wymagania, które stawiają wykonawcy przed nami i możemy ten materiał dostarczyć z powodzeniem do budowy elektrowni – podsumowuje Pilch.