Evropa to začíná chápat. Expert Wagner vidí nadějný vývoj v energetice

Svět zažívá renesanci jaderné energetiky. Můžete tento stav našim čtenářům popsat?

S celosvětovou jadernou renesancí to není tak jednoznačné. V oblasti výstavby nových bloků probíhá renesance v Číně a Jižní Koreji. Rusko staví řadu bloků u sebe doma i v rozvíjejících se státech. V Indii se podařilo vyřešit problém s domácím těžkovodním reaktorem IPWR700, nedávno se po řadě zdržení dokončila čtveřice těchto reaktorů a rozbíhá se jejich hromadná výstavba. V Evropě a USA je případná renesance teprve ve výhledu. Zde v současnosti probíhá poměrně dramatická změna pohledu na potřebu jaderné energetiky. Společnost v Evropě a USA začíná chápat, že se bez jaderné energetiky neobejdeme. Zatím to vede k tomu, že se ruší předpokládaný odchod od jaderné energie a prodlužuje se předpokládaná doba bezpečného provozování stávajících bloků na 60 až 80 let. Investuje se do údržby a péče o reaktory, případně se zvyšuje jejich výkon a zefektivňuje jejich provoz.

Výstavba nových zdrojů se v Evropě a USA se teprve připravuje, i když o ní uvažuje stále více států. Řada států, jako je Belgie, Švédsko, Švýcarsko a další, zrušila svůj odchod od jaderných zdrojů a připravuje i výstavbu nových. Stejný krok plánuje třeba i Itálie. Je tak vysoce pravděpodobné, že v Evropě a USA renesance i ve výstavbě nových jaderných zdrojů nastane.

V současné době řeší jaderná energetika v případě její renesance několik zásadních výzev. První je zvyšování doby bezpečného provozování. Jde o využití veškerého potenciálu daného typu reaktoru. U řady z nich to může být 60 až 80 let. Druhým úkolem je zvýšení využití jaderných zdrojů pro produkci tepla. Příkladem může být i výstavba horkovodů z Temelína a Dukovan. Třetí výzvou je přechod k reaktorům III. generace. Ten už velice intenzivně probíhá. V provozu je přes 50 reaktorů této generace a ve výstavbě okolo 70. Celkově je v provozu 439 reaktorů a ve výstavbě téměř 80. Je tak vidět, že reaktory této generace tvoří už více než 10 % současné jaderné flotily a dominantní část těch ve výstavbě. Čtvrtou výzvou je zavedení malých modulárních reaktorů. První se dostávají do výstavby i do provozu. Mohly by být základem pro širší využití jaderné energie v decentralizovanější podobě. Pátou výzvou, která začne být velmi aktuální v případě, že se jaderná energetika začne využívat velmi intenzivně, je přechod k uzavřenému palivovému cyklu a využití reaktorů IV. generace.

V mnoha státech obnovují provoz jaderných bloků, které předtím uzavřeli. Kde všude a proč?

Anketa

Chcete, abychom od roku 2035 dávali na zbrojení alespoň 3,5% HDP?

Ano

96%

Nevím / Je mi to jedno

hlasovalo: 13984 lidí

Nedá se říct, že v mnoha státech, zatím je to reálně ve Spojených státech. Jak už jsem zmínil, zde je trendem prodlužování provozování existujících bloků. V předchozích dvou desetiletích stlačilo dramaticky cenu plynu v USA využití frakování. Kombinace levného plynu a dotovaných obnovitelných zdrojů zhoršila ekonomickou situaci některých jaderných elektráren. Z ekonomických důvodů se tak v té době odstavilo několik jaderných reaktorů, které měly licence na řadu dalších let. Některé z nich se nyní připravují k opětnému obnovení provozu.

První je elektrárna Palisades o výkonu 800 MWe. Ta byla odstavena z ekonomických důvodů v roce 2022 po 51 letech provozu. Převzala ji firma Holtec, která se dlouhodobě zabývá vyřazováním jaderných elektráren. Nyní se rozhodla se uplatnit i při provozování, a dokonce i výstavbě nových jaderných bloků. Od roku 2023 tak pracuje na opětném spuštění elektrárny Palisades. Podstatné je, že o elektrárnu bylo před odstavením pečováno s cílem ji provozovat do roku 2031, do kdy má licenci, i déle. Firma Holtec tak měla jednodušší cestu při jejím vylepšení, kontrole a přípravě pro opětovné spuštění. Zároveň USA provozují velký počet jaderných bloků a od jádra neodchází, zajištění paliva, servisu i odborníků tak není problém. Opětovné spuštění bloku by se tak mohlo realizovat do konce tohoto roku. Provozování pouze jednoho bloku není tak efektivní, jako využívání většího výkonu. Firma Holtec zde tak plánuje postavit ještě dva své malé modulární reaktory SMR-300.

U dalších dvou odstavených reaktorů probíhá opětovné spuštění přímo na základě podpisu smlouvy s výpočetním gigantem na dvacet let odběru elektřiny. První případ je zajímavý, jde o první blok elektrárny Three Mile Island s výkonem 880 MWe. Ten byl z ekonomických důvodů odstaven v roce 2019 po 45 letech provozu. Po podpisu smlouvy s firmou Microsoft o dvaceti letech odběru elektřiny obnoví firma Constellation Energy provoz v roce 2027. Elektrárna Dune Arnold v Iowě o výkonu 660 MWe byla uvedena do provozu v roce 1974. V roce 2022 u ní došlo při smršti k poškození chladící věže. Kvůli předpokládané finanční náročnosti řešení tohoto problému byl blok odstaven. Nyní, po podpisu dvacetileté smlouvy s firmou Google, se připravuje její opětovné spuštění v roce 2028. Kvůli zájmu o opětovné zprovoznění odstavených bloků byl na americkém úřadu pro jadernou bezpečnost vytvořen nový odbor zaměřený na tuto problematiku.

Zásadně jiná situace je v Belgii, která si uzákonila v roce 2003 úplné odstoupení od jaderných zdrojů do roku 2025. Právě v tomto roce měly být odstaveny jako poslední dva nejmodernější bloky Doel 4 a Tihange 3 s výkonem 1000 MWe z roku 1985. Už v roce 2023 bylo jasné, že se bez jádra Belgie jen těžko obejde. Podařilo se tak změnit politickou situaci a zrušit zákaz provozu jaderných bloků po roce 2025. Stihlo se u těchto bloků zároveň realizovat údržbu, potřebné kontroly a v roce 2025 schválil regulační úřad FANC restart bloků a jejich provoz dalších deset let. Doba odstavení tak byla minimální. Jiná je situace u pěti starších bloků. Ty jsou odstaveny a francouzská firma Engie, která je vlastní, nemá po všech belgických kotrmelcích v této oblasti o jejich další provozování zájem. Jejich uvedení do provozuschopného stavu bude náročnější. Belgický stát se tak s firmou domlouvá na zestátnění. Nové bloky chce provozovat nejméně do roku 2045 a staré znovu spustit. Zakázal proto činit nevratné kroky v jejich vyřazování. Plánuje také stavět nové reaktory. Jak se mu bude dařit, uvidíme v nejbližších letech.

Datová centra jsou dnes velmi moderními spotřebiči elektrické energie a potřebují stabilní dodávky. Proč se taková kombinace spotřeby a výroby elektřiny více nepropaguje?

Datová centra patří v současné době, a to nejen kvůli rozvoji využívání umělé inteligence, k nejrychleji rostoucím spotřebitelům elektřiny. Zde opravdu nelze regulovat odběr podle možností fluktuujících zdrojů. Výpočetní giganti, jako jsou Microsoft nebo Google, tak potřebují mít zajištěny dlouhodobé spolehlivé dodávky elektřiny. Proto se obrací na dodavatele a zdroje, kteří takové požadavky dokáží naplnit. Ideálně je můžou zajistit právě jaderné zdroje. V případě využití fotovoltaických nebo větrných zdrojů je můžete využít, pokud jsou v kombinaci se zdroji, které je zastoupí v případě, že nefouká nebo nesvítí. Příslušný dodavatel tak musí mít odpovídající kombinaci zdrojů zajišťující stabilní spolehlivou dodávku. To většinou vyjde finančně náročnější. I to je důvod, proč právě výpočetní giganti podepisují dlouhodobé smlouvy na odběr elektřiny z nových jaderných zdrojů nebo těch opětovně spuštěných.

Vy jste spolu s Danou Drábovou a dalšími spoluautorem přispěli k práci na aktualizaci energetické koncepce ČR v roce 2015. V té době jsme počítali provoz Dukovan do roku 2035. Změnila se od té doby technologie, diagnostika nebo celospolečenská důvěra k jaderné energii?

Nelze říci, že by došlo k nějaké dramatické změně. Metody nedestruktivní diagnostiky se určitě zlepšují, důvěra v jaderné technologie také roste, i když u nás byla vždy poměrně vysoká. Máme však dalších deset let zkušeností s provozem. A to nejen u Dukovan, ale i podobných bloků v zahraničí. Ukazuje se, že reaktorová nádoba může těch 80 let provozu vydržet a při kvalitní péči o parogenerátory a další komponenty, průběžné výměny a vylepšování lze Dukovany i Temelín bezpečně a spolehlivě provozovat i těch osmdesát let.

V Německu si jaderné bloky zavřeli, zatímco jinde ve světě prožívá tento obor nový rozvoj. Mohou je znovu zprovoznit, jako třeba v Belgii nebo v USA?

V Německu je zásadně jiná situace, než je v USA a Belgii. Tam si uzákonily zákaz provozu jaderných bloků a zároveň dlouho dopředu cílili na ukončení jejich provozu. V Německu už nepočítali, že budou někdy v budoucnu jaderné reaktory provozovat. Chybí tak palivo, firmy pro údržbu, odborníci na elektrárnách, ale také na regulačním úřadu, který zkoumá, zda elektrárna splňuje všechny podmínky pro bezpečný provoz.

Anketa

Chcete, aby Andrej Babiš pravidelně jednal s Petrem Pavlem?

Ano, měli by spolu mluvit

Ne, s Pavlem už není o čem mluvit

97%

Nevím / Je mi to jedno

hlasovalo: 7634 lidí

Zatímco v USA se znovu uvádějí do provozu bloky, jejichž stáří je okolo padesáti let, v Německu měly odstavené reaktory mezi třiceti až čtyřiceti lety. Zároveň byly německé reaktory velmi moderní a kvalitní. V principu by mohly být v provozu i dalších čtyřicet let. Z technického hlediska by tak obnovení jejich provozu a bezpečné provozování řadu desetiletí nebyl problém.

Potřebovalo by to však zásadní změnu v přístupu Německa. Muselo by schválit opětovný návrat k využívání jaderné energie. A to dlouhodobý a nejspíše i s výstavbou nových zdrojů. Opětovné spuštění i posledních tří odstavených bloků by bylo časově náročné. Dohnat všechnu údržbu a kontroly jak provozovatelem, tak hlavně dozorovým orgánem, by zabralo řadu měsíců, a spíše i let. A to jsou procesy, které jsou klíčové pro jadernou bezpečnost. V případě, že se nebudou bloky provozovat a nebude to v kontextu celkového návratu k jaderné energii, jako je tomu v Belgii, tak to není ekonomicky opodstatněné. V Německu je ještě jeden moment, který situaci ztěžuje. Firmy okamžitě přistoupily k vyřazování odstavených bloků a došlo k některým úkonům, jejichž následky by se likvidovaly jen velmi náročně.

Podle mého názoru nelze v Německu očekávat tak dramatickou změnu přístupu k energetice, aby opětovné spuštění odstavených jaderných bloků umožnila.

Budou podle vás malé modulární reaktory náhradou teplárenství a kdy budou běžně dostupné?

Malé modulární reaktory, a v tomto případě jde opravdu o malé reaktory s tepelným výkonem mezi 20 až 70 MWt, se připravují. Ty by byly umisťovány do bazénu, počet modulů by závisel na potřebném výkonu. V tomto případě je v bazénu dostatek vody, aby nemohlo dojít k tavení a reaktory jsou pasivně bezpečné. Na takových reaktorech se pracuje hlavně pro využití v severských státech, jako je Finsko a Švédsko. Právě na využití v Helsinkách cílí dva podle mého názoru nejperspektivnější projekty. Prvním je projekt LDR-50 startupu Steady Energy. Ten nedávno dokončil dobrovolné bezpečnostní posouzení na finském dozorovém orgánu STUK. Na jeho posuzování se podílel i náš SÚJB. V tomto případě sice nejde o licencování, návrh pro něj není zatím dostatečně detailní. Závěr, že se nenašla bezpečnostní rizika, která by projekt ohrožovala, má však svou váhu. Podobný projekt realizuje i francouzská firma Calogena. Na vývoji reaktoru CAL-30 s ní spolupracuje i firma ČEZ. I tento projekt cílí na první realizaci ve Finsku, hlavně v Helsinkách. Obě firmy by chtěly mít první prototypy a komerční nabídku na začátku třicátých let. Opravdu doporučuji sledovat situaci v Helsinkách.

Vyplatí se investovat do „přechodného“ dovozu zemního plynu namísto domácího uhlí, nebo raději počkat na ty MMR?

Infobox

Vladimír Wagner

Jaderný fyzik zabývající se výzkumem reakcí neutronů důležitých pro pokročilé štěpné a fúzní jaderné technologie v Ústavu jaderné fyziky AV ČR. Přednáší na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT. Popularizuje vědu, hlavně fyziku a techniku. Zajímá se o energetiku a pracoval ve více komisích, které se touto problematikou zabývaly.

Tady bych oddělil dvě oblasti. V případě náhrady současných velkých uhelných elektráren, které dodávají elektřinu i teplo, považuji jejich přechodné nahrazování velkými plynovými bloky, které budou plánovány jen pro omezenou dobu fungování, za nesmyslné. Z hlediska ekonomiky i ekologie vyjde daleko lépe prodloužení jejich provozování do doby, než budou nahrazeny nízkoemisními zdroji. V tomto případě bych doporučoval zajistit kapacitní platby, které jsou potřeba i u nových plynových zdrojů, a provozovat uhelné zdroje až do jejich náhrady nízkoemisními variantami.

Jinou otázkou jsou uhelné zdroje v centrálních teplárenských soustavách. Zde je většinou využívána řada různých menších zdrojů a je i více možných variant náhrady. Možnost využití uhlí také silně závisí na zachování těžby uhlí. Jak jsem už zmínil, je otázka, kdy budou k dispozici tepelné malé modulární reaktory, stále otevřená. Zatím není na trhu ani jeden. Můžou se však objevit i velmi brzy. Rozhodnutí zde tak více závisí na konkrétní situaci u daného provozovatele.

Je podle současných zákonů možné u nás skladovat jaderný odpad z německých vyřazovaných elektráren?

Současný český atomový zákon umožňuje u nás trvalé uložení pouze našeho radioaktivního odpadu. Dovoz a uložení radioaktivního odpadu ze zahraničí dovoleno není. Pravidla EU zakazují vývoz jaderného odpadu k uložení mimo EU. Je možné posílat vyhořelé palivo k recyklaci, ovšem vzniklý odpad se vrací do země původu.

V principu není zakázána existence společného trvalého geologického úložiště pro více států EU. Bez toho by se těžko řešila situace malých států, které mají velmi malý počet reaktorů a výstavba úložiště by v jejich případě byla extrémně neekonomická. Ovšem možnost trvalého uložení vyhořelého odpadu v jiném státě je extrémně ztížena. A zásadně nemůže být realizována proti vůli daného státu.

Současná taxonomie EU věnovaná jaderné energetice je v případě pravidel věnovaných nakládání s vyhořelým palivem značně iracionální. Na jedné straně jsou doporučení k udržitelnosti, recyklaci a co největšímu podílu využití recyklovaného paliva. Vyhořelé palivo musí nejdříve měsíce i léta chladnout v bazénu, poté řadu let i desetiletí v suchých přechodných úložištích. Teprve pak je možné je poslat na recyklaci nebo do trvalého úložiště. Zároveň je objem vyhořelého paliva velmi malý, takže lze v areálu elektrárny přechodně skladovat i veškeré vyhořelé palivo. I v případě, že se nevyužije recyklace, budeme potřebovat trvalé úložiště za řadu desetiletí. Pokud se navíc bude intenzivně využívat recyklace, není potřeba trvalé úložiště před koncem století. Realizovaný projekt úložiště ve Finsku jasně ukazuje, že je možné je vybudovat a funguje. V principu tak není třeba v Evropě před koncem století stavět žádné další. Povinnost rychlého postavení úložiště prosadili do taxonomie protijaderní aktivisté, kteří tak doufali přes odpor obyvatelstva proti výstavbě úložiště zabránit rozvoji jaderné energetiky.

Co bychom měli u nás dělat pro rozvoj jaderné energetiky?

Česká republika je v současné době na velmi dobré cestě k renesanci jaderné energetiky u nás. Rozhodla se provozovat stávající bloky až 80 let a údržbu i péči o tyto reaktory cílí právě na tuto dobu bezpečného provozování. Má vyřešeného dodavatele velkých bloků III. generace, dva korejské reaktory APR1400 mají být v Dukovanech a dva v Temelíně. Práce zatím postupují zhruba podle plánu a velmi intenzivně. Je rozhodnuto o vývoji, výrobě i využití malých modulárních reaktorů Rolls-Royce u nás. Svým výkonem 470 MWe jde spíše o střední reaktor, vhodný pro výměnu našich velkých uhelných elektráren a tepláren. Práce na přípravě prototypové výstavby v Temelíně je už v plném proudu. Pracuje se již na geologickém výzkumu lokality Tušimice, kde by mohly stát tři tyto reaktory. Posuzují se i další možné lokality. Není zatím rozhodnuto, jaký typ malého teplárenského reaktoru budeme využívat. V tomto směru je třeba sledovat situaci ve Finsku, a i tady máme dobře našlápnuto. Je třeba v oblasti vzdělávání, průmyslu i celospolečenské napřít veškeré úsilí, abychom dokázali tyto vize naplnit, a hlavně využít vše, co nám to může přinést.