Malé reaktory i do Česka?

6.5.2015

JÁDRO - Zmenšování jaderných elektráren je reálnou a technicky představitelnou cestou, jak zajistit relativně čistou a dostupnou energii. Nová generace jaderných zařízení je prakticky připravena.

485296467.jpg

Přesto vývoj těchto zařízení nebude ještě jednoduchý a má svá úskalí, například bezpečnostní. Na tom se shodli zástupci odborníků z oboru, kteří se setkali v únoru v Praze na konferenci na toto téma. Uplatnění malých reaktorů se zdá být nejreálnější v rozvojových ekonomikách, které jsou velmi hladové po energii nebo ji vyrábějí z velmi špinavých zdrojů. Ale výhledově je možné si je představit i u nás, například v náhradě českých uhelných tepláren. Jak naznačila na konferenci představená studie českých vědců, ekonomicky by taková náhrada mohla dávat smysl.

Prospělo by jaderné energii zmenšení? Nad touto otázkou se na půdě pražského ČVUT v únoru sešli odborníci na jaderné technologie na konferenci o tzv. malých jaderných reaktorech. Zařízení, jejichž výkon by měl být několikanásobně menší než například temelínských reaktorů, ale zato by měla být méně investičně nákladná, výrazně jednodušší pro provozování a o mnoho bezpečnější. Odborníci se také shodli na tom, že z technického hlediska vývoji takových reaktorů nic nebrání a jejich výkony mohou být v řadě míst oceněny. Třeba v i Česku.

Malé jaderné reaktory by mohly být dobrou náhradou dnešních uhelných tepláren, ukazuje česká studie. 

Malé jaderné reaktory by mohly být dobrou náhradou dnešních uhelných tepláren. Takové výsledky své předběžné studie prezentoval tým z Ústavu jaderného výzkumu v Řeži a Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT. Podle nich takovému využití nebrání žádný technologický aspekt a finančně by mohla být výhodná i při cenách nižších, než jsou současné (megawatthodina elektřiny za 800 korun a teplo 250 Kč za gigajoule). Podle nich by se návratnost takové investice při zvažovaných cenách pohybovala kolem 12–15 let, reaktory by mohly sloužit dobu ale zhruba třikrát delší.

Je však také jasné, že technologie nebude dostupná hned. Zbývá vyřešit celou řadu jiných, také závažných problémů. Například otázku bezpečnosti: pokud by bylo zapotřebí pro podobný podnik mít tak propracovaný bezpečnostní a strážní systém jako pro velké jaderné elektrárny, neúnosně by ho to ekonomicky zatěžovalo. Na druhou stranu, nechat reaktor volně přístupný a bez dozoru je nesmyslné riziko.

Podobně problematické jsou předpisy pro bezpečnostní zóny kolem reaktorů. Malé reaktory jsou navrhované jako fyzikálně bezpečné, tedy tak, aby u nich prakticky neexistovalo riziko neřízené štěpné reakce. Dovolily by ovšem úřady, aby bezpečnostní pásmo kolem nich bylo menší než kolem Temelína? Bez změny současných pravidel by šlo znovu o zcela nerealistický projekt.

Začneme od vody

green_bio_vector_icon_set.jpgZ hlediska technického je situace mnohem jasnější. Jediné malé reaktory, jejichž nasazení si lze v blízké době představit v praxi, jsou podle všech odborníků tzv. tlakovodní, tedy varianta, která dnes slouží ve velkých elektrárnách typu Temelína. Tato technologie je nejlépe známá, nejen výrobcům, ale i regulátorům. A to i v malém měřítku, protože tlakovodní reaktory se používají také v současných ponorkách či letadlových lodích (technická řešení jsou trochu jiná, protože určení je také jiné, ale to není v principu důležité). Pomaleji se začnou prosazovat podle odborníků i jiné typy reaktorů, které jsou účinnější, produkují méně odpadu a mají rovněž další výhody. Ale zatím je s nimi málo zkušeností.

Návrháři si tyto nové typy představují jako malé monoblokové „kontejnery“. V jediném pevném obalu, který slouží jako bezpečnostní prvek proti vnitřnímu poškození reaktoru, stejně tak jako proti průniku zvenčí, jsou soustředěny všechny důležité součásti reaktoru. Mimo tento obal je pak tzv. druhý okruh, ve kterém už se nepohybuje radioaktivní materiál, a který slouží k pohonu turbíny a přímo výrobě elektřiny. Stejně jako u větších typů pára samozřejmě neprochází přímo aktivní zónou, a tak není radioaktivní. Zvenčí vypadají jako velké válce o průměru několika metrů a výšce od několika metrů až zhruba ke 30 metrům.

Měly by se vyrábět sériovým způsobem na jedné ústřední lince výrobce, odkud by se pak hotové reaktory měly dovážet na místo už připravené k provozu, někdy včetně paliva. Toto řešení by mělo přispět ke zlevnění výroby v delším časovém měřítku. Problémem zatím je, že k náběhu sériové výroby je zapotřebí objednávek v řádech desítek kusů, ale ty zatím nejsou v dohledu. Technicky jsou sice řešení dostatečně vyspělá, obchodní stránka je jasná méně.

Je to vidět i na vývoji těch nejpokročilejších. Vedoucími firmami v oboru malých modulárních reaktorů v USA byly donedávna firmy mPower a NuScale. Jejich projekty jsou si dosti podobné, v obou případech jde o malé reaktory běžného tlakovodního typu s výkony řádově o stovkách megawattů. Projekt mPower byl považován za vyspělejší, NuScale byl o něco pozadu. Bylo to dáno i tím, že mPower za sebou má společnost Babcock & Wilcox, což je špičková firma v oboru jaderných zařízení, která s jejich návrhy má bohaté zkušenosti. Zázemí velké firmy bylo ovšem zároveň slabinou projektu.

Akcionářům se nezdálo, že by projekty za stovky milionů dolarů s nejistou návratností byly v jejich zájmu a do značné míry kvůli jejich tlakům byl projekt malých reaktorů mPower odložen. Firma hledala nějakého jiného silného partnera z oboru, ale velké firmy musí brát ohled na zájmy svých majitelů a do riskantního projektu (byť s možnou vysokou návratností) se nikdo neodvážil.

Investice pro otrlé

Možnou cestou by mohl být vznik menších specializovaných firem, které se budou zaměřovat právě na vývoj slibných reaktorů. S tímto názorem vystoupil na konferenci David LeBlanc, šéf vývoje právě jednoho atomového „start-upu“, kanadské Terrestrial Energy: „Proto je teď podle mého nejblíže nasazení firma NuScale její investoři vědí, do čeho šli, a nebojí se dlouhodobého rizika.“

Soukromé peníze se navíc podle něj nehodí jen pro nejvyspělejší typy reaktorů, ale i ty v ranějších fázích vývoje. „Vyvíjíme zcela nový typ reaktoru s roztavenou solí, a nejsme firma pro běžného investora. Ale našli se i tací, kteří se rizika nebojí a jsou ochotni do dlouhodobého projektu jít,“ říká šéf malé kanadské společnosti. Investoři jsou ochotni nést vysoké riziko, pokud je vyváženo potenciálně vysokým výnosem. 

Co je malé?

„Malé reaktory“ jsou podle mezinárodně uznávaného označení všechny reaktory s elektrickým výkonem méně než 300 MW, „střední“ od 300 do 700 MW. Ty s vyšším výkonem jsou „velké“. Podle Mezinárodní agentury pro atomovou energii se pro reaktory obou kategorií dohromady používá zkratka SMR (Small and Medium Reactors). Použít se dá i v češtině, pouze v obráceném pořadí – „střední a malé reaktory“. Stejná zkratka SMR také v anglicky psané literatuře znamená někdy „malé modulární reaktory“, ale název popisuje prakticky stejnou skupinu zařízení. Modulární reaktory jsou totiž zařízení, která se dodávají v modulech: nestavějí se na místě, ale dováží se na místo užití hotová od výrobce. Takový postup je ekonomicky mnohem výhodnější, a tak se obě skupiny zařízení prakticky překrývají.  

Zoom gallery

(MWth – tepelný výkon reaktoru v MGW. MWe – elektrický výkon, tedy množství elektřiny vyrobené turbínou připojenou k reaktoru)

Brouk a reaktory

Srovnání velikosti připravovaných „malých a středních“ jaderných reaktorů s populárním Volkswagenem Beetle. Vlevo jsou dva typy reaktorů tzv. IV. generace s roztavenou solí, které chce vyvíjet firma Davida LeBlance, s výkonem 25 (vlevo) a 300 megawattů elektrického výkonu. Vedle nich (SmAHTR) je další typ reaktoru s roztavenými solemi, který byl připravován laboratoří Oak Ridge v USA, ale plány na realizaci zatím nejsou. Vpravo jsou pak pro srovnání dva „malé“ reaktory, vycházející z dnes používaných komerčních reaktorů s vodou v aktivní zóně: tlakovodní reaktory NuScale a mPower. Druhý zmíněný se donedávna zdál nejblíže realizaci, ale projekt byl v podstatě zastaven.

(spe)

Svět plný energie > Témata > Malé reaktory i do Česka?

Aktuality
7.11.2019 Lomonosov na místě

AKTUALITY - První ruská plovoucí jaderná elektrárna Akademik Lomonosov dorazila na svou trvalou základnu blízko izolovaného ruského města Pevek na Čukotce, a stala se tak nejseverněji položenou jadernou elektrárnou. Rosatom má za cíl uvést elektrárnu do provozu do konce letošního roku. Společnost chce své malé plovoucí elektrárny s reaktory odvozenými od pohonných jednotek jaderných ledoborců nabízet do odlehlých oblastí, zatím ale žádné zahraniční zákazníky nemá. Mohou fungovat bez přestávky a potřeby doplnit palivo tři až pět let, elektrický výkon reaktorů je 70 MW.  celý článek

15.10.2019 Stát elektromobilů ve tmě

AKTUALITY - Zhruba milion domácností, firem, veřejných institucí a dalších odběratelů v americkém státě Kalifornie se v týdnu od 7. října ocitlo bez dodávky elektřiny. Tamní energetická společnost Pacific Gas and Electric Company (PG&E) je v několika postupných vlnách odstavovala kvůli snížení rizika vzniku lesních požárů.  celý článek

16.7.2019 Emisních povolenek znovu ubude

AKTUALITY - Přebytek emisních povolenek na trhu je podle dat Evropské komise pro 2019 stejný jako v loňském roce. celý článek

12.6.2019 177 GW obnovitelných zdrojů do provozu v roce 2018

AKTUALITY Podle Mezinárodní agentury pro energii (IEA) celkový instalovaný výkon obnovitelných zdrojů uvedených v roce 2018 do provozu činil 177 GW. celý článek

13.5.2019 Uranová kostka z válečného Německa

AKTUALITY - Fyziky z univerzity v Marylandu překvapila nečekaná anonymní zásilka, ze které se vyklubala palivová kostka z nacistického jaderného reaktoru. celý článek

  

Chcete dostávat své osobní vydání tištěného magazínu Svět plný energie?

Ano, chci

Podporujeme:

SVĚT PLNÝ ENERGIE

Webový magazín a tištěný
čtvrtletník přináší témata,
zajímavosti, rozhovory
a důležité informace nejen
ze světa plného energie.

Pro Lumius, spol. s r.o.
vydává Business Media CZ a BARIDA Agency

Redakce:
Josef Janků, Jan Gregor a další ...

Grafické zpracování:
Michael Ehrlich

Texty:
neoznačené materiály jsou redakční

Foto:
archiv firem a autorů, redakce,
Thinkstock

Kontakt:

Aktuality
7.11.2019 Lomonosov na místě

AKTUALITY - První ruská plovoucí jaderná elektrárna Akademik Lomonosov dorazila na svou trvalou základnu blízko izolovaného ruského města Pevek na Čukotce, a stala se tak nejseverněji položenou jadernou elektrárnou. Rosatom má za cíl uvést elektrárnu do provozu do konce letošního roku. Společnost chce své malé plovoucí elektrárny s reaktory odvozenými od pohonných jednotek jaderných ledoborců nabízet do odlehlých oblastí, zatím ale žádné zahraniční zákazníky nemá. Mohou fungovat bez přestávky a potřeby doplnit palivo tři až pět let, elektrický výkon reaktorů je 70 MW.  celý článek

15.10.2019 Stát elektromobilů ve tmě

AKTUALITY - Zhruba milion domácností, firem, veřejných institucí a dalších odběratelů v americkém státě Kalifornie se v týdnu od 7. října ocitlo bez dodávky elektřiny. Tamní energetická společnost Pacific Gas and Electric Company (PG&E) je v několika postupných vlnách odstavovala kvůli snížení rizika vzniku lesních požárů.  celý článek

16.7.2019 Emisních povolenek znovu ubude

AKTUALITY - Přebytek emisních povolenek na trhu je podle dat Evropské komise pro 2019 stejný jako v loňském roce. celý článek

12.6.2019 177 GW obnovitelných zdrojů do provozu v roce 2018

AKTUALITY Podle Mezinárodní agentury pro energii (IEA) celkový instalovaný výkon obnovitelných zdrojů uvedených v roce 2018 do provozu činil 177 GW. celý článek

13.5.2019 Uranová kostka z válečného Německa

AKTUALITY - Fyziky z univerzity v Marylandu překvapila nečekaná anonymní zásilka, ze které se vyklubala palivová kostka z nacistického jaderného reaktoru. celý článek

  

Chcete dostávat své osobní vydání tištěného magazínu Svět plný energie?

Ano, chci

Podporujeme:

SVĚT PLNÝ ENERGIE

Webový magazín a tištěný
čtvrtletník přináší témata,
zajímavosti, rozhovory
a důležité informace nejen
ze světa plného energie.

Pro Lumius, spol. s r.o.
vydává Business Media CZ a BARIDA Agency

Redakce:
Josef Janků, Jan Gregor a další ...

Grafické zpracování:
Michael Ehrlich

Texty:
neoznačené materiály jsou redakční

Foto:
archiv firem a autorů, redakce,
Thinkstock

Kontakt: