Poznaj atom

Wydobycie i przerób złóż uranu w Polsce i na Świecie

Czwartek 29 sierpnia 2013

Wydobycie uranu po okresie spadku w latach 90. ub. wieku od 2003 r. stale wzrasta i w 2012 r. wyniosło 58.394 tU (68.864 tU3O8). Zlokalizowane było głównie w Kazachstanie (36,5%), Kanadzie (15,4%) i Australii (12%). Te trzy państwa pokryły 64% światowego wydobycia uranu.

W 2012 r. wydobycie nadal oparte było głównie o konwencjonalne kopalnie podziemne i odkrywkowe (48,3%), jednak coraz większego znaczenia nabierała technologia otworowa (ISL). Za jej pomocą w 2012 r. wydobyto 45% uranu. Wykorzystuje się ją głównie w kopalniach znajdujących się na terytorium USA i Kazachstanu. Obecnie podział ze względu na metody wydobycia kształtuje się następująco:
- metoda otworowa (ISL) – 26.263 tU (45%);
- kopalnie podziemne – 16.324 tU (27,9%);
- kopalnie odkrywkowe – 11.906 tU (20,4%);
- produkt uboczny – 3.851 tU (6,6%).

Od początku lat 90. XX w. można zaobserwować konsolidację na rynku producentów uranu. Dokonuje się ona poprzez przejęcia firm, ich łączenie i zamykanie. W 2012 r. zaledwie 8 największych przedsiębiorstw wyprodukowało 47.846 tU, pokrywając aż 88% światowego wydobycia uranu.

Wśród przedsiębiorstw wydobywczych pierwsze miejsce utrzymuje firma z Kazachstanu KazAtomProm z wynikiem 8864 tU. Kolejne pozycje zajmują francuska Areva – 8641 tU i kanadyjska Cameco - 8437 tU. Do czołówki dołączyła rosyjsko-kanadyjska firma ARMZ-Uranium One z wynikiem 7629 tU. W 2012 r. 64% światowego wydobycia uranu skupione było w 15 największych kopalniach, które wydobyły ogółem 37.549 tU.

Pokrycie zapotrzebowania na uran jako paliwo do reaktorów energetycznych

Aktualnie na świecie eksploatowane są 432 reaktory energetyczne o mocy 372 GWe, budowanych jest 68 bloków o mocy 71 GWe, a kolejne 162 o mocy 183 GWe są planowane. Zapotrzebowanie na uran dla tej ilości reaktorów wynosi w 2013 r. - 66.512 tU. Obecne wydobycie uranu na poziomie 58.394 tU w 2012 r. pokrywa to zapotrzebowanie jedynie w 86%.

W najbliższym okresie uruchomionych zostanie kilka nowych projektów wydobywczych:
Vitimsky Rosja - 2013 r.
Four Mile Australia - 2013 r.
Cigar Lake Kanada - 2013 r.
Talvivaara Finlandia - 2014 r.
Imouraren Niger - 2015 r.
Husab Namibia - 2015 r.

Przewidywana produkcja z istniejących kopalń oraz z nowych projektów nie wystarczy do pokrycia rosnącego zapotrzebowania na uran dla celów energetycznych. Wg przewidywań Światowego Towarzystwa Nukleonicznego (WNA) zapotrzebowanie to wyniesie w 2030 r., w wariancie szybkiego rozwoju energetyki jądrowej, ok. 137.000 tU lub 108.000 tU w wariancie wolniejszego rozwoju przy produkcji odpowiednio 97.000 tU i 89.000 tU.

Brakujące ilości uranu pokrywane są obecnie z innych źródeł, do których należa:
- przerób wypalonego paliwa i produkcja paliwa MOX,
- ponowne wzbogacanie zubożonego uranu jako odpadu z pierwotnego procesu wzbogacania,
- nadwyżka uranu i plutonu zgromadzonych dla celów militarnych,
- zgromadzone w latach ubiegłych zapasy paliwa w elektrowniach.

W związku z rosnącym wydobyciem uranu z kopalń udział dodatkowych źródeł w ogólnym jego bilansie w ostatnich latach maleje (z 22% w 2010 r. do 14% w 2012 r.).

W 2013 r. nastąpi zakończenie programu konwersji uranu zgromadzonego dla celów militarnych „Megatons to Megawatts” (M2M). który w okresie ostatnich 20 lat był źródłem paliwa powstałego ze stopienia wysokowzbogaconego uranu klasy zbrojeniowej (WGU) z uranem zubożonym, w wyniku czego powstawał niskowzbogacony uran (LEU) dla celów energetycznych. Rosja pozbyła się w ten sposób 500 ton WGU, a Stany Zjednoczone 210 ton. Oprócz tego państwa te zobowiązały się do redukcji do 2014 r. po 34 ton plutonu militarnego (WGPu), który posłużyć ma do produkcji paliwa typu MOX dla reaktorów energetycznych. Zakończenie tych programów redukcji może wpłynąć na wzrost ceny uranu, co przyczyni się do zwiększenia opłacalności wydobycia złóż o mniejszej zwartości uranu oraz do rozwoju technologii pozyskiwania uranu jako produktu ubocznego w innych procesach technologicznych.

Jedną z takich obiecujących technologii jest otrzymywanie uranu z kwasu fosforowego podczas produkcji nawozów fosforowych. Technologia ta została zarzucona w XX w. z uwagi na ówczesne niskie ceny uranu. W 2012 r. australijska firma Uranium Equities stosując technologię PhosEnergy rozpoczęła w Stanach Zjednoczonych produkcję uranu w przewoźnej (2 kontenery) instalacji pilotażowej. Opanowanie przemysłowej produkcji w oparciu o tą metodę może w przyszłości zmienić mapę producentów uranu, bowiem przybędzie na niej Afryka Płn. (Maroko, Jordania, Tunezja, Egipt), gdzie znajdują się największe złoża fosforytów na świecie.

Duży wpływ na skalę wzrostu popytu na uran ma rozwój technologii reaktorów w kierunku zwiększania ich efektywności. Najnowsze reaktory generacji III i III+ umożliwiają znacznie większe wypalenie paliwa, dochodzące do 60.000 MWd/t. Wzrasta również stopień wzbogacania paliwa z 3,3 do 5% U-235. Redukowana jest także zawartość uranu w odpadach podczas procesu wzbogacania co zmniejsza ilość uranu naturalnego niezbędnego do wyprodukowania uranu wzbogaconego. Wszystko to powoduje, że mimo stałego wzrostu zainstalowanej mocy reaktorów energetycznych zapotrzebowanie na paliwo uranowe nie rośnie w tym samym tempie.

W grudniu 2010 r. MAEA oficjalnie certyfikowała utworzenie w rosyjskich zakładach wzbogacania uranu w Angarsku pierwszego międzynarodowego banku paliwa jądrowego. W ramach tego projektu zgromadzony został zapas 120 ton niskowzbogaconego uranu w postaci sześciofluorku uranu wzbogaconego do wartości 2-5% U-235.

Rada Gubernatorów (RG) MAEA w 2010 r. zatwierdziła utworzenie drugiego międzynarodowego banku paliwa dla reaktorów energetycznych. Prawdopodobnym kandydatem na organizację i przechowanie paliwa jest Kazachstan. Finasowanie tego projektu zapewnią kraje członkowskie MAEA a jego zasób ma wynosić 80 ton LEU. Planowany termin uruchomienia tego projektu to koniec 2013 r.

Zgromadzone zasoby paliwa w miedzynarodowych bankach będą mogły być w każdej chwili sprzedane dowolnemu państwu należącemu do MAEA, które miałoby kłopoty z zaopatrzeniem w paliwo jądrowe. Zapasy LEU mają zagwarantować nieprzerwane, niezależne od żadnych czynników politycznych dostawy takiego paliwa. Uzyskana gwarancja ma zachęcić państwa rozwijające energetykę jądrową do niepodejmowania prac związanych z samodzielną produkcją paliwa jądrowego. Zwiększona w ten sposób zostanie odporność jądrowego cyklu paliwowego na nieproliferację broni jądrowej – co jest statutowym zadaniem MAEA.
Facebook