Francja to dzisiaj druga potęga jądrowa w świecie po Stanach Zjednoczonych, dysponująca potencjałem 63 183 MWe zainstalowanej mocy w 59 blokach jądrowych. Energetyka jądrowa stanowi główne źródło wytwarzania energii elektrycznej; w 1999r. udział jej wynosił 75%. Drugim co do wielkości źródłem wytwarzania energii elektrycznej są hydroelektrownie, których kraj ten posiada prawie 600 (zarówno przepływowe jak i pompowo-szczytowe). Francja nie posiada bogatych zasobów węgla, ropy naftowej czy gazu ziemnego.

Kiedy w latach 1970-tych postawiono na samowystarczalność energetyczną kraju, jedynym rozwiązaniem zapewniającym wykonanie tego zadania był rozwój energetyki jądrowej. Tak się też składa, że Francja ma bogate zasoby rud uranu które ocenia się na ponad 100 tys. ton, co stanowi około 3% światowych zasobów. Francja która jeszcze w latach 1970-tych należała do importerów energii elektrycznej, dzięki rozwojowi energetyki jądrowej stała się obecnie największym w świecie eksporterem energii elektrycznej – rys.1. Np. w 1955r. eksport energii elektrycznej do sąsiednich krajów wyniósł 70 TWh, co dostarczyło państwu 3,5 miliarda euro przychodu.


rys. 1. Eksport energii elektrycznej z Francji wg Electricité de France.

W 1946r. rząd francuski znacjonalizował cały sektor produkcji i dystrybucji energii elektrycznej i skupia się on głównie w jednym państwowym koncernie energetycznym Electricite de France (EdF). Działalność EdF uzupełnia ponad 200 małych miejskich i okręgowych zakładów.
Tradycje jądrowe we Francji są dość wczesne. To właśnie Francuz Henri Becquerel pierwszy w świecie odkrył fenomenalne zjawisko materii, jakim jest nietrwałość niektórych pierwiastków i związany z tym ich rozpad, któremu nadano nazwę promieniotwórczości. Niemały wkład w rozwój zjawiska promieniotwórczości wniosła nasza rodaczka mieszkająca w Paryżu Maria Skłodowska Curie.
Tuż po odkryciu przez niemieckiego uczonego Ottona Hahna zjawiska rozszczepienia jąder uranu wywołanego neutronami, Fryderic Joliot-Curie wraz z Hansem Halbanem, Lwem Kowarskim i Francisem Perrinem na początku maja 1939r. zgłosił trzy patenty dotyczące przemysłowego zastosowania łańcuchowej reakcji rozszczepienia dla celów energetycznych. Dalsze badania w tej dziedzinie prowadzone we Francji niestety przerwała inwazja hitlerowska.
W 1945r. zaraz po wojnie decyzją gen. Charlesa de Gaulla został powołany tzw. Komisariat Energii Atomowej (Commissariat a l`Energie Atomique - CEA). Wysokim komisarzem do spraw energii atomowej we Francji został mianowany F. Joliot-Curie. Pod jego kierownictwem zbudowano w forcie Chatillon i 15 grudnia 1948r. uruchomiono pierwszy reaktor jądrowy we Francji, nazwany ZOE Był to reaktor mocy zerowej (stąd Z - zero), w którym paliwo stanowił dwutlenek uranu ( a więc O - Oxyde) a jako moderator zastosowano ciężką wodę (E od Eau –woda). Kilka lat później uruchomione zostają w Marcoule na południu Francji pierwsze reaktory jądrowe wytwarzające energię elektryczną, tj. G1 w 1956r. (2 MWe), G2 w 1959r. i G3 w 1960r. (40 MWe). Francja nie posiadała jeszcze wówczas zakładów wzbogacania paliwa, stąd też stosowano rozwiązanie z uranem naturalnym oraz moderatorem grafitowym. Przejście do przemysłowego wykorzystania energii jądrowej stanowiło wybudowanie w Chinon (miejscowość nad Loarą 40 km na południowy zachód od Tours) trzech reaktorów chłodzonych gazem a więc typu GCR (Gas Cooled Reactor) o mocy odpowiednio 70, 200 i 480 MWe. W latach 1963 i 1966 uruchamiane są tego samego typu dwa kolejne bloki w Saint-Laurent-des Eaux oraz jeden w Bugey. W latach 1959-1971 zbudowano w sumie 9 reaktorów typu GCR - wszystkie one obecnie są już wyłączone z eksploatacji, a jeden z nich tj. pierwszy reaktor w Chinon został zamieniony na Muzeum Atomowe. Równolegle z budową reaktorów bazujących na uranie naturalnym, prowadzono intensywne prace nad innymi rozwiązaniami technicznymi, tj. reaktorami z ciężką wodą, reaktorami na neutrony prędkie oraz reaktorami wodnymi ciśnieniowymi. W międzyczasie uruchomiono jeden reaktor na ciężką wodę o mocy 70 MWe w Brennilis (obecnie już wyłączony z eksploatacji) oraz jeden reaktor prędki zwany Phenix o mocy 230 MWe w Marcoule. W późniejszym okresie uruchomiono jeszcze jeden reaktor prędki tzw. Superphenix w Creys-Malville w pobliżu Alp Francuskich o mocy 1200 MWe.


rys. 2. Reaktor jądrowy w Chinon (obecnie Muzeum).

W 1969r. Francja dokonała wyboru ostatecznego typu reaktora - miał nim być reaktor wodny ciśnieniowy PWR ( Pressurized Water Reactor). W 1970r. rozpoczęto budowę dwóch pierwszych bloków tego typu (po 900 MWe) w Fessenheim przy granicy z Niemcami - synchronizacja z siecią państwową nastąpiła w 1977r. Należy tutaj podkreślić, iż Francja zdecydowanie poszła w tym momencie tylko w jednym kierunku, tworząc standaryzację reaktorów PWR (bloki o mocy 900 MWe i 1300 MWe) i uruchamiając ich seryjną wręcz produkcję.
W tym celu znacznie rozwinęła swój potencjał wytwórczy urządzeń dla energetyki jądrowej, m.in. zakłady w Saint Marcel w pobliżu Chalon-sur-Saône, należące do krajowego wytwórcy reaktorów FRAMATOME.
Dość wspomnieć, iż w latach 1977-1990 Francja wybudowała i uruchomiła 34 bloki o mocy 900 MWe i 20 bloków po 1300 MWe co daje średnią 4 duże bloki rocznie przez kolejnych 13 lat! W przeliczeniu na bloki o mocy 360 MWe, tj. takie jak w elektrowni „Bełchatów” czy „Opole” daje to 12 bloków rocznie, czyli co miesiąc jeden blok 360 MWe przez kolejnych 13 lat. Ostatnio oddane zostały do eksploatacji bloki nowej już generacji, udoskonalone tzw. serii N4 o mocy 1450 MWe: dwa bloki w Chooz oraz dwa w Civaux. Zamierzeniem serii N4 jest stworzenie punktu odniesienia dla europejskiego wodnego reaktora ciśnieniowego EPR (European Pressurized Reactor) konstruowanego wspólnie przez Francję oraz Niemcy.


rys. 3. Zakłady produkcyjne urządzeń dla energetyki jądrowej w Saint Marcel.

Tak więc obecnie pracuje we Francji 58 bloków PWR oraz jeden blok z reaktorem prędkim. Reaktor prędki tj. Phenix aktualnie nie pracuje od czterech lat, to jednak nie został on wycofany z eksploatacji - rys.4. Francja nie eksploatuje ani jednego bloku BWR, które na równi z PWR stosowane są dość powszechnie w wielu krajach jak np. w Stanach Zjednoczonych, Japonii czy Niemczech. Wycofano natomiast z eksploatacji dziewięć bloków typu GCR, jeden na ciężką wodę typu PHWR (Pressurized Heavy Water Reactor), jeden PWR oraz reaktor powielający Superphenix - w sumie zamknięto 12 bloków.
Francuskie bloki jądrowe charakteryzują się wysokimi parametrami techniczno-ekonomicznymi. W blokach o mocy 1300 MWe wydłużono np. czas pracy bloku (między kampaniami przeładunkowymi paliwa) z 12 do 18 miesięcy. Nakłady inwestycyjne na budowę bloku jądrowego we Francji są jedne z najniższych w świecie i wynoszą obecnie około 1200 $/kW zainstalowanej mocy. Stosunek całkowitych kosztów wytwarzania energii elektrycznej odpowiednio w elektrowniach jądrowych i elektrowniach węglowych wynosi 0,65 (przy stopie dyskonta 5%) i 0,77 (przy stopie dyskonta 10%). Oczekiwany czas pracy energetycznych bloków jądrowych szacuje się przynajmniej na 30 lat, ale prowadzone od 1985r. przez EdF analizy potwierdziły możliwość 40-letniego okresu eksploatacji 59 bloków jądrowych. Wynik ten jest zgodny z badaniami prowadzonymi w Japonii (okres 40 do 70 lat) i Stany Zjednoczone (40 do 60 lat).


rys. 4. Lokalizacja bloków jądrowych we Francji (stan na 31.12.2002r.).

Bardzo duży udział elektrowni jądrowych w systemie elektroenergetycznym kraju doprowadził do konieczności pracy elektrowni jądrowych już od 1983r. przy zmiennym obciążeniu. Wprowadzono zmiany w systemie sterowania reaktorem i przystosowano je do automatycznej zmiany mocy reaktora ze zmianą częstotliwości sieci. System nadążania za obciążeniem pozwala na automatyczną zmianę mocy reaktora w zakresie 30 – 100% z prędkością około 5% mocy nominalnej na minutę.
Do chłodzenia kondensatu wykorzystywany jest obieg zamknięty, tj. układ z chłodniami kominowymi (29 bloków) jak i obieg otwarty tj. woda z rzeki (16 bloków) bądź woda morska (14 bloków).

rys. 5. Elektrownia jądrowa Paluel nad kanałem La Manche (4x 1300 MWe).

Jak już wcześniej wspomniano, Francja chcąc się uniezależnić od importu paliwa, w tym również paliwa jądrowego, uruchomiła u siebie proces wzbogacania uranu jak i produkcji gotowego paliwa. Pokłady rudy uranowej znajdują się w trzech obszarach tj. Vendee, Haute-Vienne oraz w Masywie Centralnym. Aczkolwiek w przeszłości było eksploatowanych wiele kopalń uranu, to obecnie po 2001r. jest czynna tylko jedna kopalnia tj. Jouac/La Bernardan (departament Haute–Vienne). Wzbogacanie uranu w U-235 przeprowadza się metodą dyfuzji gazowej w zakładach Tricastin i w Pierrelatte, natomiast produkcja paliwa odbywa się w Romans i Pierrelatte (zwykłe paliwo uranowe) oraz w Cadarache i Marcoule (paliwo mieszane uranowo-plutonowe tzw. MOX od Mixed Oxides); zakłady te należą do konsorcjum francusko-hiszpańsko-włosko-belgijskiego Eurodif.
Francja jako jeden z nielicznych krajów na świecie zajmuje się przeróbką paliwa wypalonego. Dwa duże zakłady tego typu, tj. w Marcoule na południu Francji (o zdolności produkcji 1000 ton/rok, uruchomione już w 1958r.) oraz w La Hague na północy w Normandii (o zdolności produkcji 1600 ton/rok, uruchomione w 1967r.) świadczą również usługi dla elektrowni spoza Francji, np. dla Niemiec, Szwajcarii, Japonii. Całością procesów wytwarzania i przeróbki paliwa jądrowego we Francji zajmuje się państwowe towarzystwo COGEMA (Compagnie Générale des Matieres Nucléaires).


rys. 6. Zakłady produkcji paliwa w Marcoule.

Problematyką odpadów promieniotwórczych zajmuje się we Francji instytucja pod nazwą ANDRA (l`Agence Nationale pour le traitement des Déchets Radioactifs) utworzona w 1979r., która dysponuje dwoma składowiskami powierzchniowymi, tj. „La Manche” oraz L`Aube”. Pierwsze zlokalizowane w Pointe-du-Cotentin w pobliżu La Hague to składowisko odpadów nisko- i średnioaktywnych o powierzchni 12 ha i pojemności 535 000 m3 uruchomione w 1969r.
Obecnie prowadzone są prace związane z zamknięciem tego składowiska. Drugie składowisko zlokalizowane w Soulaines w pobliżu Aube w Szampanii - to składowisko odpadów niskoaktywnych o powierzchni 95 ha i pojemności 1 mln m3, uruchomione w 1992r. Należy podkreślić, iż francuska energetyka jądrowa dąży do systematycznego obniżania wielkości odpadów promieniotwórczych z elektrowni jądrowych. O ile 10 lat temu roczna ilość odpadów wynosiła 350 m3 na jeden blok, to obecnie jest ona 3-krotnie niższa i wynosi poniżej 100 m3. W przeliczeniu na jednego mieszkańca rocznie energetyka jądrowa we Francji wytwarza 1 kg odpadów promieniotwórczych, z czego 10 gram stanowią odpady wysokoaktywne (w nich zawarte jest 95% całkowitej promieniotwórczości). Dla przykładu warto podać iż wielkość odpadów przemysłowych na jednego mieszkańca Francji wynosi 3000 kg rocznie; tak więc wielkość odpadów promieniotwórczych stanowi zaledwie 0,03% wielkości odpadów przemysłowych.
Większość społeczeństwa francuskiego akceptuje energetykę jądrową, rozumie problemy związane z odpadami promieniotwórczymi i wpływem energetyki jądrowej na otoczenie. W pobliżu elektrowni jądrowych zamieszkują duże skupiska ludności – np. w promieniu 10 km od elektrowni Cattenom ok. 80 000 mieszkańców, w rejonie Marcoule ok. 60 000 mieszkańców. Przykładem wpływu energetyki jądrowej na problemy społeczne może być rozwój miejscowości Gravelines nad Kanałem La Manche w pobliżu Dunkierki, gdzie w yniku zbudowania elektrowni jadrowej o mocy 6 x 900 MWe, drugiej co do wielkości w Europie po elektrowni Zaporoże na Ukrainie, liczba ludności zwiększyła się z 600 do 14 000 mieszkańców. Ta jedna tylko elektrownia produkuje rocznie 35 TWh energii, czyli tyle ile wynosiło całe zużycie energii we Francji w 1950r.
Przemysł jądrowy Francji daje zatrudnienie ponad 100 000 pracownikom przy budowie, eksploatacji, utrzymaniu elektrowni jądrowych, produkcji paliwa i jego przeróbce oraz składowaniu odpadów. Sama EdF zatrudnia w sektorze jądrowym nieco ponad 25 000 pracowników, z czego 17 000 pracuje w 59 elektrowniach jądrowych, co daje średnią liczbę pracowników w jednej elektrowni tylko 295 osób, lub uśredniony dla Francji wskaźnik poniżej 0,27 pracownika na 1 MW zainstalowanej mocy elektrycznej!


rys. 7 Elektrownia jądrowa Daya Bay w Chinach wybudowana na licencji francuskiej.

Jądrowy przemysł francuski, dysponując dużym potencjałem wytwórczym, buduje elektrownie jądrowe również poza granicami Francji. Reaktory energetyczne wg francuskiej technologii pracują w wielu krajach m.in. trzy reaktory w Tihange - Belgia oraz po dwa reaktory w Koebergu - RPA, w Ulchin - Korea Południowa i w Daya Bay - prowincja Guangdong w Chinach.