Malé jaderné reaktory jsou perspektivní technologií, mají ale svá úskalí, říká expert | info.cz

Články odjinud

Malé jaderné reaktory jsou perspektivní technologií, mají ale svá úskalí, říká expert

Ač je část společnosti i politiků vůči jaderné energii skeptická, vývoj relevantních technologií jde stále dopředu. Jednou z oblastí na vzestupu jsou takzvané malé jaderné reaktory (SMR – small modular reactors), které by v budoucnu mohly zaujmout důležitou pozici v energetickém mixu. Je zde ale mnoho úskalí, která bude nutno překonat. Jak vlastně technologie funguje a jaké jsou její vyhlídky v rozhovoru pro INFO.CZ vysvětluje Martin Ševeček z katedry jaderných reaktorů Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT.

Jak vlastně technologie SMR funguje? Je její princip totožný s klasickými reaktorovými bloky jaderných elektráren, nebo je nějak modifikovaný?

Ve vývoji jsou v současné době na světě až desítky druhů SMR. Některé z nich jsou principiálně velmi podobné současným lehkovodním reaktorům, jaké známe třeba z našich Dukovan a Temelína, a jedná se v zásadě o jejich zjednodušené a zmenšené verze. Typickým zástupcem je například jeden z nejvíce rozvinutých konceptů – americký NuScale. Jiné jsou naopak od současných reaktorů poměrně vzdálené, jako například reaktory chlazené solemi nebo rychlé reaktory. S tím souvisí také náročnost nejen jejich výzkumu a vývoje, ale třeba i licencování a vlastní výstavby. Zmenšené verze současných reaktorů je pak jednodušší vyvinout, otestovat, licencovat a následně i postavit, což ve výsledku povede k nižší ceně oproti exotičtějším modelům.

Základní princip je ale u všech typů stejný?

Ano, fundamentální princip všech jaderných reaktorů je stále totožný. V reaktoru dochází ke štěpení jader paliva, typicky uranu, při kterém se uvolňuje velké množství energie. Tato energie je následně ve formě tepla odváděna z reaktoru a dále využita ať už k výrobě elektrické energie, k vytápění, k produkci vodíku, k odsolování vody nebo k dalším způsobům využití.

INFOGRAFIKA: Jaderná energie v Evropě

Když se řekne malý reaktor, co to vlastně znamená? O jak velké zařízení se jedná – do velikosti i výkonu?

Zde je situace o něco komplikovanější, protože definicí SMR je hned několik a místo toho, aby se slučovaly, tak naopak výrobci z důvodů vlastního PR neustále přichází s novými. U nás je asi nejvíce uznávána definice Mezinárodní agentury pro atomovou energii (IAEA), která jako malý reaktor definuje reaktory do výkonu 300 MWe. Nicméně například firma Rolls Royce pracuje na reaktoru označovaném také jako SMR s výkonem až 450 MWe. Pro srovnání – jeden blok elektrárny v Dukovanech má výkon 500 MWe. Na druhou stranu existují (ale zatím pouze na papíře) typy SMR s velmi malým výkonem srovnatelným s výkonem několika solárních panelů. Výkonu pak samozřejmě odpovídá i samotná velikost zařízení, které může být velké jako skříň, nebo jako několik lodních kontejnerů.

K čemu všemu je možné SMR používat? Jaké jsou hlavní výhody technologie?

SMR typicky produkuje tepelnou energii, kterou lze v dalším kroku využívat prakticky jakkoliv. Nejekonomičtější je produkce elektřiny, ale teplo lze použít i k produkci vodíku, odsolování vody, v teplárenství, klimatizaci, průmyslových aplikacích nebo v kogeneraci s jinými technologiemi. Hlavní výhodou SMR je pak samozřejmě jejich velikost. Menší reaktory jsou jednodušší, jejich součásti lze jednoduše přepravovat, menší projekt je jednodušší řídit a podobně. Zároveň lze díky menší velikosti rozložit investici. Vezmeme-li příklad Dukovan, teoreticky by mělo být možné přidávat menší bloky v čase a nestavět jeden velký blok, který představuje obrovskou investici, finanční zátěž pro investora a tím pádem i značné riziko.

Když se bavíme o výhodách, je pochopitelně nutné zmínit i nevýhody. Jaká jsou hlavní úskalí malých reaktorů?

Tou hlavní nevýhodou je skutečnost, že většina benefitů SMR je stále vidět pouze na papíře. Aby se všechny pozitivní stránky jako modularita, rychlost výstavby a flexibilita užití reálně ukázaly, musely by se konkrétního typu SMR vystavět na světě desítky. V případě, že se postaví jen několik málo jednotek, je velmi pravděpodobné, že se proklamované benefity neukážou. Druhou nevýhodou je cena produkované elektřiny, která bude vyšší než u standardních velkých reaktorů. Bylo ukázáno, že když bude 1000 MWe produkovat jeden blok například v Temelíně nebo pět malých reaktorů o výkonu 200 MWe, bude produkovaná elektřina ze SMR dražší. Nicméně nesmíme zapomínat na to, že v jaderné energetice jsou zásadní zejména investiční náklady na začátku projektu, které naopak vychází díky modularitě výrazně lépe pro SMR.

Co se nákladů týče, v jakých částkách se pohybují? Na kolik přijde pořízení, uvedení do provozu a provoz jako takový?

Na tuto otázku není tak snadné odpovědět. Jak už jsem říkal, existují desítky typů SMR a pro každý to bude jiné. Z bloků, které jsou již v provozu a lze je považovat za SMR, to také nelze příliš dobře určit. Byly totiž postavené v rámci jaderných národních programů Ruska, Indie nebo Číny. Žádný blok postavený ve vyloženě komerčním projektu v provozu zatím není. Demonstrační jednotky plánované například v USA jsou také typicky podporované tamním ministerstvem energetiky a je tak velmi těžké nyní odhadnout, jaká by byla jejich cena v případném veřejném tendru a jaké budou jejich provozní náklady. I když je samozřejmostí, že firmy vyvíjející tyto reaktory ve svých propagačních materiálech uvádí zlomky cen, oproti velkým blokům nebo jiným alternativám jako plyn.

Vzhledem k vyjádřením ministra průmyslu a obchodu o tom, že Česko je využívání jaderné energie nakloněno, lze předpokládat i zájem o SMR, nebo pouze o budování tradičních jaderných elektráren?

To ukáže až čas. Pokud nějaký výrobce dokáže postavit několik bloků a prokáže všechny deklarované benefity SMR, je pravděpodobné, že k zavedení SMR dojde například i u nás nebo v dalších menších zemích. Aktuálně například projevilo zájem o SMR Estonsko nebo Rumunsko. Podle mého názoru bychom se ale neměli zbytečně rychle tlačit do výstavby prvních bloků SMR. Měli bychom raději počkat na licencování, výstavbu a provozní charakteristiky několika referenčních reaktorů a teprve poté se na základě jejich vyhodnocení rozhodnout. Pro velké reaktory tato data již známe a je tak logické, že MPO zvolilo primárně výstavbu větších reaktorů v Dukovanech a Temelíně. Ty nicméně mohou být časem doplněny SMR, ale kvůli energetické bezpečnosti bychom měli spoléhat spíše na známou a prověřenou technologii, nikoliv jen na sliby na papíře.

Už jste to trochu zmínil, jsou již ve světě nějaké bloky SMR v provozu?

Bloky spadající podle definice do kategorie SMR jsou v provozu v Rusku, Indii nebo v Číně. V západním světě prozatím ne. Je třeba dodat, že ani ony reaktory ve východních zemích nejsou SMR ve smyslu toho, jak se na západě prezentují. Například v Indii byly menší bloky stavěny, protože větší nebyly dostupné a v Rusku šlo o vědomou strategickou volbu pro konkrétní aplikaci a použití v odříznutých oblastech nebo u plovoucí elektrárny.

K vývoji SMR dochází i u nás v Řeži, je to pro Česko perspektivní technologická oblast, v níž bychom mohli prorazit i do budoucna?

Česká republika a předtím i Československo má v jaderné energetice i výzkumu významnou historii a zkušenosti. Je tedy logické, že se výzkumníci zabývají i touto v současnosti perspektivní oblastí. Reaktor Energy Well je pro využití v ČR asi moc malý a nejspíše u nás stát nebude. Svou velikostí se však může hodit pro různé odříznuté oblasti jako ostrovy, výzkumné stanice nebo vojenské základny. Také díky tomuto projektu se stále držíme ve světové špičce jaderného výzkumu a z hlediska udržení know-how je nutné na podobných projektech pracovat. Obávám se ale, že SMR se pro naši ekonomiku nestanou novými „škodovkami“.

Je možné považovat SMR za vhodný doplněk k obnovitelným zdrojům energie co do jejich čistoty?

Samozřejmě. Stejně jako velké reaktory jsou i SMR bezemisními zdroji. Oproti velkým reaktorům se zde určitě projeví výhoda SMR v jednodušší regulaci výkonu. Velké reaktory lze také regulovat, ale poměrně pomalu. Takže když přestane foukat vítr, SMR by teoreticky měly být flexibilnější a na výkyvy v síti lépe reagovat. Aby byla tato regulace možná, muselo by jich být postaveno více. Když to budou jednotky, stabilitu sítě před výkyvy OZE nezachrání.

Jak je v případě SMR řešeno odpadové hospodářství?

Opět velmi záleží na konkrétním typu reaktoru a na zvolené strategii konkrétního státu či investora. U států, jako je Rusko, lze předpokládat přepracování paliva a využití například v rychlých reaktorech, jinde zase ukládání vyhořelého paliva a odpadů do hlubinných úložišť. Pravděpodobně to bude záviset na ekonomických analýzách pro konkrétní jednotky a státy. Představa, že SMR nebudou produkovat žádný radioaktivní odpad a vyhořelé jaderné palivo, je určitě mylná.

 
Přejít na homepageVíce z kategorie

Články odjinud