Jaderný reaktor do každého města

Nahrazení starých uhelných tepláren, pokles emisí škodlivin a skleníkových plynů i nový impulz k rozvoji energetického průmyslu. To vše může Česko získat v případě, že vsadí na malé jaderné reaktory.

Aspoň si to myslí příznivci této technologie, kteří se nyní vyskytují hlavně v akademických kruzích. Mezi českými energetiky a politiky naopak přetrvává nedůvěra a skepse.

První odborná studie, která hodnotí perspektivu využití malých reaktorů v tuzemsku, je již hotova. Zpracovali ji experti firmy ÚJV Řež a Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT. Materiál vznikal během posledních tří let a vláda jeho vznik podpořila dotací 19 milionů korun.

Hlavní závěry studie představil projektový manažer ÚJV Řež Lubor Žežula na odborné konferenci, která se odehrála minulý týden v budově jaderné fakulty ČVUT v Praze. Náhrada starých uhelných tepláren za modulární reaktory je podle této studie technicky možná a ekonomicky výhodná. Autoři studie přitom počítali s velmi konzervativními hodnotami, konkrétně s prodejem vyrobené elektřiny za 800 korun za megawatthodinu a tepla po 250 korunách za gigajoule. Tedy lehce pod úrovní současných cen.

I při takto opatrném scénáři by se prý jednalo o návratnou investici. "V jednom modelovém případě prostá návratnost investice vychází na osm let, ve druhém případě na 12,4 roku," uvedl Lubor Žežula. Životnost reaktorů by přitom byla minimálně 40 let. Připomeňme, že investice do velkého jaderného bloku je při současných tržních cenách elektřiny ekonomicky nenávratná.

Někdo věří velkým, jiný malým

Pod pojmem malý reaktor se rozumí zařízení o elektrickém výkonu do 300 megawattů. Pro srovnání, jeden temelínský blok má více než trojnásobný výkon. Termín "modulární" znamená, že reaktor, čerpadla i turbíny jsou umístěny do jednoho válcovitého tělesa, které by se svými rozměry pohodlně vešlo do školní tělocvičny.

Podle řady odborných studií nebudou mít nouzi o uplatnění. Výrobcům malých reaktorů a jejich subdodavatelům se tak otevírá zcela nový byznys.

Například britská Národní jaderná laboratoř odhaduje, že do roku 2035 budou po světě nainstalována tato zařízení o celkovém instalovaném výkonu až 85 tisíc megawattů. Investice do jejich pořízení dosáhnou až 400 miliard liber (15 bilionů korun).

Své příznivce nacházejí malé reaktory i v Česku. Ti se však rozcházejí v názoru, kdy přijde jejich čas. Zatímco skalní zastánci hovoří o příštím desetiletí, jiní jsou ve svých předpovědích mnohem opatrnější.

Do druhého tábora patří náměstek ministra průmyslu a obchodu Pavel Šolc, který má na starosti energetiku a je hlavním autorem nového návrhu státní energetické koncepce. "Malé jaderné reaktory čtvrté generace se mohou uplatnit v teplárenství, ale nejspíš až po roce 2050," říká Šolc.

Poslední verze koncepce počítá s tím, že v letech 2033 až 2037 v Česku vyrostou dva až tři velké jaderné bloky. Malé modulární reaktory jsou v koncepci zmíněny jen okrajově v kapitole o prioritách v oblasti výzkumu a vývoje.

Státní energetická koncepce s nimi sice v blízké době nepočítá, první zájemci však o takové investici začínají uvažovat. Takové ambice má třeba dodavatel elektřiny a plynu Lumius. "Čekáme na to, až budou první malé reaktory ve světě v provozu," zmínil ředitel společnosti Lumius Miloň Vojnar. Hned poté chce spustit přípravy na stavbu malé jaderné elektrárny na českém území.

Chtěl by je Lumius i Plzeňská teplárenská

Již před šesti lety se úvahy o pořízení jaderné teplárny objevily v Jablonci nad Nisou. Hlavní propagátorkou záměru byla senátorka Soňa Paukrtová, která tímto krokem chtěla snížit vysoké ceny tepla pro tamní domácnosti. Zprávy o "jaderném Jablonci" však po několika měsících utichly.

Loni v únoru zmínil možnost pořízení atomové teplárny generální ředitel Plzeňské teplárenské Tomáš Drápela. Městem vlastněný podnik se totiž začal zabývat otázkou, čím bude západočeskou metropoli vytápět za 20 let. Mezi zvažované varianty patří vedle plynu, uhlí, biomasy a komunálního odpadu také jaderná energie.

Zájem tedy nechybí, horší to bude s prosazením těchto plánů do reálného života. Česká legislativa nerozlišuje mezi malými a velkými jadernými reaktory, a proces licencování a schvalování malé jaderné teplárny by tak byl v praxi stejně přísný jako v případě rozšíření Temelína. Žádné investice tedy nejsou pravděpodobné, dokud nebudou zákony k malým reaktorům vstřícnější.

Největší výrobce elektřiny ČEZ sice vývoj v oblasti malých reaktorů sleduje, na žádných konkrétních projektech však nepracuje. "Otázkou je hlavně ekonomika provozu, neboť například povolování a fyzická ochrana budou stát obdobně jako u velkého zdroje," reagoval mluvčí ČEZ Ladislav Kříž.

Příznivci malých reaktorů reagují tvrzením, že velké bloky neřeší všechny problémy české energetiky. Z bezpečnostních důvodů musí být umístěny daleko od velkých měst, což limituje jejich využití pro vytápění. Malé jaderné bloky nové generace mají být natolik bezpečné, že je bude možné nainstalovat přímo v průmyslovém areálu nebo městské teplárně.

K tomu je třeba přičíst fakt, že společná výroba obou energií má příznivý vliv na ekonomiku provozu jaderného zařízení. Když vyrábí jen elektřinu, využije pouze 33 procent tepelné energie z reaktoru. V případě kombinované výroby elektřiny a tepla to může být 70 a více procent.

Předsedkyně Státního úřadu pro jadernou bezpečnost (SÚJB) Dana Drábová přesto zůstává k využití malých reaktorů v teplárenství skeptická. "Staré uhelné teplárny lze nahradit také vyšším využitím akumulačních kamen a tepelných čerpadel," říká Drábová. Elektřinu pro jejich pohon by vyrobily velké jaderné bloky v Dukovanech a Temelíně.

Příznivci malých modulárních reaktorů zmiňují celou řadu dalších plusů. Oproti velkým reaktorům budou mít jejich malí konkurenti nižší riziko selhání i vyšší odolnost proti následkům zemětřesení. Jejich provoz je též mnohem méně náročný na zábor půdy i na spotřebu vody. Právě nedostatek užitkové vody trápí stále více zemí na světě.

Jejich výstavba navíc bude výrazně rychlejší. "Celý reaktor lze přivézt z továrny na místo určení. Investor výrazně ušetří za stavební práce i díky mnohem kratší době výstavby. Malé reaktory bude možné provozovat jen s malým počtem personálu," říká L'ubomír Sklenka z jaderné fakulty ČVUT.

V této souvislosti stojí za zmínku poslední zkušenosti s výstavbou velkých jaderných bloků v Evropě i ve světě. Doslova noční můrou pro investory i dodavatelské firmy se stala třeba výstavba 1600megawattových bloků s reaktory EPR od francouzské Arevy.

Například projekt třetího bloku ve finském Olkiluotu má devítileté zpoždění, náklady se vyšplhají na více než trojnásobek původního rozpočtu. Velké jaderné bloky se zkrátka staly až příliš složitými a zvládnutí jejich výstavby se dostává na hranu technických, organizačních i finančních možností investorů a dodavatelů.

Druhou slabinou malých modulárních reaktorů je vedle nepříznivé legislativy také fakt, že stále zůstávají jen na papíře. Srovnatelná zařízení sice spolehlivě pohánějí jaderné ponorky, letadlové lodě a ledoborce, zkušenosti s využitím pro energetické účely však stále chybějí.

Podle předsedkyně SÚJB Dany Drábové nelze očekávat první tuzemskou investici do malých atomových reaktorů dříve než za 20 let. Tedy pokud vůbec jejich čas přijde.

Oregonský start-up v čele

Po celém světě lze dnes najít okolo 40 projektů v různém stadiu rozpracovanosti. Pozornost jaderných expertů se soustřeďuje hlavně na projekty amerických společností. Těm se však v posledních měsících příliš nedaří. Za současných tržních podmínek, kdy severoamerický trh zaplavila levná fosilní paliva, zájem o jádro opadl.

Jaderný expert Ondřej Chvála, působící na státní univerzitě v Tennessee, dává největší šance oregonské "start-up" firmě NuScale Energy. Ta vyvíjí malý reaktor o elektrickém výkonu 50 megawattů a jako jediná z amerických firem má reálnou šanci spustit první zařízení do provozu do deseti let.

Výhodou této firmy je flexibilita. Kromě instalace jednotlivých reaktorů nabízí možnost sdružit 12 reaktorů do jedné standardní elektrárny o výkonu 600 megawattů. "Je to vypočítané tak, že 11 bloků bude v provozu a na dvanáctém bude probíhat výměna paliva. Provozovatel elektrárny též bude mít možnost vypínat a zapínat jednotlivé bloky v závislosti na spotřebě elektřiny," zmínil Ondřej Chvála.

Technologie vyvíjené firmou NuScale Energy preferuje také americké ministerstvo energetiky, které na konci roku 2013 projekt podpořilo dotací ve výši 226 milionů dolarů. První elektrárna s reaktory NuScale má vyrůst ve státě Idaho, vytipováno je dalších pět vhodných lokalit na projaderném severozápadě USA.

Dotaci od federální vlády dostal také koncern Babcock & Wilcox, vyvíjející reaktor mPower s elektrickým výkonem až 180 megawattů. Šéfové koncernu však přestali projektu věřit poté, co se jim nepovedlo získat další spoluinvestory. Co je horší, nenalezli ani odběratele. Loni v dubnu proto ořezali financování vývoje reaktoru z 60 milionů dolarů na čtvrtinu a propustili 200 zaměstnanců pracujících na projektu.

Své plány uložil k ledu také koncern Westinghouse, vyvíjející modulární reaktor o výkonu 225 megawattů. Také nenašel zákazníky, a navíc neuspěl ani s žádostí o federální dotaci.

Právě na nezájmu investorů mohou zkrachovat i další projekty. "Najít zákazníky, to je největší slabina současné jaderné energetiky, natož nových, dosud nevyzkoušených technologií," varuje vládní velvyslanec pro energetickou bezpečnost Václav Bartuška.

Podivné čínské prvenství

Úspěch malých reaktorů v čistě tržním prostředí zůstává tedy značně nejistý. Do výhody se mohou dostat země, kde o investicích do energetiky rozhoduje vláda. Jmenovitě tedy Rusko a Čína. Číňané u přístavního města Wej-chaj v provincii Šantung již třetím rokem budují první reaktor typu HTR-PM.

Přesněji jde o dvojici reaktorů, jež mají společně pohánět 210megawattovou turbínu. Se zahájením provozu se počítá v roce 2017, tedy dříve než v případě amerických a ruských konkurentů.

Na papíře vypadá tento projekt lákavě. Heliem chlazený vysokoteplotní reaktor odpovídá standardu reaktorů čtvrté generace, což obnáší vyšší úroveň bezpečnosti provozu. V případě technického selhání by například nehrozilo roztavení reaktoru s následným únikem radioaktivních látek do okolí. Autoři projektu z pekingské univerzity Tsinghua též slibují příznivé ekonomické parametry provozu.

Účastníci pražské konference o malých jaderných reaktorech však mají o čínském projektu HTR-PM pochybnosti. "Není to nic nového, podobný reaktor postavili Němci v Jülichu již v 60. letech," poznamenal viceprezident podniku Rusatom Overseas Milko Kovačev.

Kanadský jaderný expert David LeBlanc k čínskému reaktoru dodal, že heliem chlazené reaktory jsou slepá vývojová ulička. Mezi jejich slabá místa patří velké rozměry a ani po ekonomické stránce prý nevycházejí dobře.

Vysoko je naopak v odborných kruzích hodnocen ruský projekt SVBR-100. Vyvíjí jej ruská společnost AKME -engineering, za kterou stojí státní jaderný holding Rosatom a skupina En+ Group ruského miliardáře Olega Děripasky. Avšak i tento ambiciózní projekt naráží na problémy.

Ještě před rokem platilo, že první prototyp reaktoru SVBR-100 se začne stavět co možná nejdříve a provoz zahájí koncem roku 2018 v areálu výzkumného centra v Dimitrovgradu. Loni v dubnu však partneři projektu oznámili, že mají finanční problémy a že hledají nového investora. Tím by se mohl stát třeba čínský jaderný koncern CNNC, s kterým zástupci Rosatomu vyjednávali na konci loňského roku. Neoficiálně se hovoří také o rozporech mezi oběma akcionáři.

To je špatná zpráva pro český jaderný průmysl, který má šanci se na výrobě těchto reaktorů podílet. Smlouvu o budoucí spolupráci s firmou AKME-engineering totiž v říjnu 2012 podepsali zástupci 13 českých firem. Jsou mezi nimi třeba ostravské Vítkovice, plzeňská Škoda JS, zlínská PSG International, příbramský ZAT či ZVVZ Milevsko.

První tři reaktory do tří let

Do konce tohoto desetiletí nelze čekat v oboru malých jaderných reaktorů zázraky, ale jistý pokrok se přece jen odehraje. Tři taková zařízení jsou právě teď ve výstavbě a spuštěna budou během roku 2017. Kromě výše zmíněného čínského reaktoru HTR-PM se jedná ještě o ruský KLT-40 a argentinský CAREM.

První dva reaktory KLT-40 o celkovém výkonu 70 megawattů jsou již hotové. Umístěny jsou v podpalubí lodi Akademik Lomonosov a za dva roky mají začít vyrábět elektřinu a teplo pro potřeby přístavu Pevek na Čukotce. Rusové chtějí stejné řešení zopakovat také v případě dalších odlehlých oblastí severní Sibiře a Dálného východu.

Argentinci svůj projekt CAREM odvodili z nikdy nerealizovaných plánů na pořízení ponorek s jaderným pohonem. Výstavba prvního reaktoru začala před rokem v areálu stávající jaderné elektrárny Atucha. V této fázi se jedná o pilotní projekt s elektrickým výkonem 25 megawattů. Navázat na něj má další reaktor o výkonu 100 megawattů, který má vyrůst v severní provincii Formosa. Pokud se na něčem malojaderní optimisté a pesimisté shodnou, pak je to využití prvních malých reaktorů.

Jejich role se nabízí hlavně při výrobě elektřiny v těžce dostupných oblastech Sibiře, Aljašky nebo třeba Afriky a Jižní Ameriky.

Až poté, co se zde osvědčí v ostrém provozu, bude možné začít uvažovat o jejich případném využití na evropských trzích. Třeba i pro vytápění českých měst.

8 let

Tak krátká může být podle studie ÚJV Řež a ČVUT návratnost investice do teplárny s malými jadernými reaktory, která by vytápěla část Prahy.

15 bilionů korun

Této výše může dosáhnout velikost trhu s malými jadernými reaktory do roku 2035.

AUTOR: David Tramba