Malé modulární reaktory? Máme svá želízka v ohni

Sháníme jadernou elektrárnu. Zn.: Levně

Malé modulární reaktory? Máme svá želízka v ohni
Sháníme jadernou elektrárnu. Zn.: Levně

Obsah dostupný jen pro předplatitele.
Přihlásit se můžete zde.

Pokud nemáte předplatné, nebo vám vypršelo, objednat si ho můžete zde.

Obsah dostupný jen pro předplatitele.
Předplatné můžete objednat zde.

Pokud nemáte předplatné, nebo vám vypršelo, objednat si ho můžete zde.

Nová technologie malých modulárních reaktorů by mohla snížit cenu nových jaderných elektráren na přijatelnou výši – za předpokladu, že všechny plány vědců a techniků vyjdou, jak mají.

Ostrůvek Olkiluoto, oddělený jen uzoučkým proužkem bažin od finské pevniny, by za normálních okolností nikdo neznal. Takových ostrůvků je podél Botnického zálivu spousta a většinou jsou liduprázdné.

Olkiluoto zná ovšem celý svět, nebo aspoň všichni ti, kdo se zajímají o energetiku. Stojí tu jaderná elektrárna se dvěma reaktory. Třetí reaktor je ve výstavbě – bohužel už sedmnáctým rokem. Staví jej francouzská firma Areva s pomocí celé armády subdodavatelů a její dílo se snad konečně chýlí k závěru. Třetí blok by měl být spuštěn v březnu 2022.

Původní termín spuštění přitom zněl květen 2009. A náklady na třetí blok vyrostly přímo astronomicky, ze tří miliard eur zhruba na jedenáct. Tím se nový blok finské elektrárny zařadil na seznam nejdražších budov postavených lidstvem. Před ním jsou už jen dva poutnické komplexy v Mekce, obří fyzikální výzkumné centrum ITER – a také francouzská jaderná elektrárna Flamanville 3, stavěná toutéž firmou Areva už od roku 2007. Ani ta ještě není v provozu, její spuštění se odhaduje na rok 2023.

A hned za Olkiluotem jsou v seznamu slovenské Mochovce, konkrétně rozestavěné bloky 3 a 4. Další jaderná elektrárna, a opět v malé zemi, která není ani hospodářskou velmocí, ani ropným královstvím.

Je patrné, že proti 70. letům, kdy si Francie postavila hned několik desítek jaderných elektráren v relativně krátkém čase a za přijatelnou cenu, se poměry změnily. Atomové elektrárny jsou dnes drahé a jejich výstavba se táhne do absurdních délek. Ale prudké výkyvy cen energie na burzách v posledních letech, způsobené z velké části závislostí na nepředvídatelných přírodních zdrojích typu slunce a větru, vzbudily v evropské veřejnosti nový zájem o jadernou energetiku. Jádro má novou šanci k rozkvětu.

Jak ale uskutečnit jadernou renesanci, aniž bychom přitom zbankrotovali a aniž bychom na spuštění nových zdrojů čekali někdy do roku 2040? To jsou důležité otázky, bez jejichž zodpovězení k žádnému zmrtvýchvstání jádra nedojde.

Reaktory, které plují

Možnou odpovědí je zmenšení elektráren. Současné jaderné elektrárny bývají gigantické, což je jeden z důvodů, proč jsou tak drahé. Komplex jaderné elektrárny Temelín zabírá plochu 123 hektarů a kvůli jeho stavbě bylo nutné vystěhovat několik obcí. Takové zábory půdy by si dnes už obyvatelstvo nenechalo nikde v Evropě líbit, snad s výjimkou řídce osídlených oblastí. Ale ty jsou zase často chráněné.

Přitom menší reaktory existují už velmi dlouho. Reaktor nemusí být sám o sobě velký. Samozřejmě platí, že větší reaktory jsou schopny vyrobit víc elektřiny, ale jaderné štěpení funguje i v menším měřítku. A velké reaktory mají kromě své ceny i další citelnou nevýhodu. Pokud je nutno je odstavit, vypadne ze sítě velký zdroj, třeba tisícimegawattový. Musí za něj „zaskočit“ jiné zdroje, aby se přenosová soustava nedestabilizovala, a to je něco, bez čeho by se energetici rádi obešli. Co kdyby tedy došlo k pravému opaku „temelínizace“ a jaderné elektrárny se naopak začaly zmenšovat?

Menší reaktory jsou už dnes v běžném nasazení, i když normální smrtelník se s nimi jen tak nesetká. Jde o reaktory na lodích a ponorkách. Pro určitý typ plavidel, který se z povahy své činnosti musí pohybovat dlouhé týdny daleko od civilizace, je jaderný pohon ideální. Patří mezi ně i ledoborce, nasazované ve vodách podél severního pobřeží Ruska, kde je po cestě jen krajně obtížné doplňovat palivo. Jaderný reaktor, který vydrží bez doplňování paliva v provozu řadu let, je pro ruské ledoborce logickou volbou.

Úplně stejnou výhodu mají reaktory pro vojenská plavidla, jejichž provozovatelé musejí počítat s nasazením v nepřátelských podmínkách; dojde-li k válce na širých mořích, může být nejbližší otevřený přístav tisíce kilometrů daleko. Jaderné letadlové lodi provozují pouze USA a Francie, Rusko má ve své flotile jaderné křižníky třídy Kirov. Seznam provozovatelů jaderných ponorek je daleko delší: kromě USA a Ruska jsou to i Velká Británie, Francie, Čína a Indie, přičemž tři další státy – Argentina, Brazílie a Austrálie – se snaží jaderné ponorky teprve získat. Na rozdíl od civilního energetického sektoru se nezdá, že by v tom vojenském hrozil jaderné technologii nějaký úpadek. Její efektivita je příliš zřejmá a generálové také nebývají na nátlak organizací typu Greenpeace moc citliví.

Což ale použít stejný postup i pro běžné generování elektřiny na souši?

Továrna na reaktory

Přesně tímto směrem se ubírá vývoj v oblasti malých modulárních reaktorů, známých pod anglickou zkratkou SMR. Nejde o novou záležitost, o malých reaktorech se hovořilo už kolem roku 2000. Poslední dobou se ale některé projekty přesouvají ze stadia výzkumu a vývoje do fáze reálného nasazení.

Základní myšlenka je jednoduchá. Významným prvkem v ceně jaderné elektrárny je, kromě její masivní velikosti, i skutečnost, že každý reaktor se musí na staveništi konstruovat zvlášť. Moderní průmyslová civilizace vždycky těžila z toho, že dokázala vyrábět produkty hromadně, na výrobní lince. Pásová výroba je ekonomicky mnohem efektivnější než skládat každý kus výrobku dohromady ručně.

Sériově vyráběné reaktory ovšem nemohou být příliš velké. Jejich ideální podobou by byl přepravovatelný kontejner, dost malý na to, aby se dal odvézt i kamionem po silnici, a dostatečně unifikovaný na to, aby se od jednoho typu daly vyrobit desítky či stovky kusů. Ty už by pak nevyžadovaly drahé a pomalé schvalování. Příslušnou certifikaci by zkrátka dostal jen prototyp a ty ostatní kusy, které se mu budou podobat jako vejce vejci, by byly certifikovány už od výroby.

Toto je budoucnost, kterou nám autoři malých modulárních reaktorů slibují. Ale jak to dnes vypadá v praxi?

Souboj titánů – i menších hráčů

Zatím jediné malé modulární reaktory, které reálně slouží k výrobě elektřiny pro koncové spotřebitele, mají v Rusku na palubě lodi Akademik Lomonosov. To je první plovoucí jaderná elektrárna na světě, aktuálně zakotvená v přístavu Pevek na severním pobřeží Čukotky. Pevek, kdysi jeden z mnoha Stalinových gulagů a významná důlní lokalita, je dnes důležitou zastávkou na severomořské lodní cestě. Akademik Lomonosov začal zdejším obyvatelům dodávat proud v květnu 2020. Na jeho palubě jsou dva malé reaktory o výkonu 35 MW, což pro několik tisíc obyvatel oblasti úplně stačí. Rusové plánují stavbu ještě minimálně šesti takových lodí-elektráren s očekávanou životností kolem čtyřiceti let.

Spuštění Lomonosova a jeho plavba ze Sankt-Petěrburgu, kde byl postaven, do cílového přístavu na Sibiři vyvolaly značně negativní reakce ze strany organizace Greenpeace, která označila loď za „sibiřský Černobyl“ a „jaderný Titanic“. Je patrné, že v zeleném hnutí bude i nová technologie narážet na staré předsudky. Snahou inženýrů navrhujících malé modulární reaktory je ovšem maximálně omezit riziko úniku radioaktivního materiálu mimo kontejner. Další katastrofa typu Černobylu, i kdyby se odehrála v podstatně menších rozměrech, by patrně celé odvětví zničila.

Na půdě Evropské unie je pionýrem Rumunsko, které v těchto dnech, 3. listopadu, ohlásilo záměr zbudovat jadernou elektrárnu z malých reaktorů ve spolupráci s americkým výrobcem NuScale Power. To je firma, která se vývoji malých modulárních reaktorů věnuje od roku 2000 a její prefabrikované modely by měly mít výkon 50–60 MW na kus, s budoucí perspektivou směřující k větším číslům. 590 tun vážící reaktory jsou rozměrově navrženy pro snadnou dopravu po železnici a silnici a v cílové lokalitě by mělo být možno jich postavit hned několik naráz vedle sebe. Příslušné prototypy už v USA prošly schválením úřadů zabývajících se jadernou bezpečností, takže největší papírová překážka už byla překonána.

Rumuni plánují uvést novou elektrárnu do provozu roku 2028. To je o hodně lepší vyhlídka než v případě Olkiluota, Flamanville nebo britského projektu Hinkley Point C – samozřejmě za předpokladu, že optimistické předpoklady vyjdou a z nové technologie se nestane další černá díra v červených číslech. To je ale v současné době nemožné určit. Výrobci se tváří sebevědomě, ale skutečné síly či slabiny jejich produktů odhalí až realita. Jedno varovné pozorování: ruský Lomonosov sice funguje, avšak jeho stavba také zrovna levná nebyla.

Států, které jsou ochotny investovat do vývoje malých jaderných reaktorů, je ale i tak dost. Velká Británie podporuje firmu Rolls Royce, producenta reaktorů pro ponorky, v podobném záměru – i když výkonnostně řádově větším, protože „malé“ sériově vyráběné reaktory od Rolls Royce cílí na výkon 440 MW. Pro pokusné zařízení je určena velšská lokalita Trawsfynydd, kde už stojí stará, dávno vypnutá jaderná elektrárna s reaktorem typu Magnox. (Starou elektrárnu nelze použít, ale starou rozvodnou síť stále ještě ano.) Svoji roli hraje nepochybně i politika a snaha upozornit obyvatele Walesu, že vybičovaný nacionalismus skotského typu by se jim nemusel vyplatit. Maličký Wales by svými vlastními silami nové jaderné elektrárny realizovat nemohl.

Do vývoje malých modulárních reaktorů investují také Čína, Kanada, Japonsko, Dánsko nebo Francie. I Česká republika má svoje koně v závodě. Jedním z nich je DAVID, projekt severomoravské skupiny Czechatom. Druhým je pokusný prototyp malého reaktoru jménem Energy Well, vyvíjený v jaderném výzkumném ústavu v Řeži. Model tohoto reaktoru odplul letos do Dubaje na odloženou výstavu EXPO 2020.

Bude tam mít úspěch? A bude jej mít u nás doma? Produkce malých reaktorů by České republice jistě pomohla v tom, zbavit se v cizině nálepky laciné montovny. Od našich německojazyčných sousedů ale v takovém případě nemůžeme čekat žádné pochopení.