Úterý, Únor 25

Jihoafrická republika: Může se stát jadernou velmocí? (část 2.)

Přinášíme vám pokračování první části pojednání o roli jádra v Jihoafrické republice. Minule jsme skončili tím, že zde výrazně roste populace a napíná se poměr mezi spotřebovanou energií a možnostmi elektráren. I tak ale plány z roku 2006 na zvýšení instalovaného výkonu jaderných elektráren na 20 GWe ztroskotaly kvůli vysokým finančním nákladům.

To však neplatí o budoucích jaderných elektrárnách. V současné době existuje plán na zvýšení kapacity až na 10 GW díky šestici nových velkých reaktorů, které budou zprovozněny do roku 2023. Je zřejmé, že se úvahy rozšířily i mimo dvě výše zmíněné firmy Areva a Westinghouse, protože se do soutěže aktivně zapojiloi Rusko, Číňa a Korea. Cena je velkým problémem, nicméně po havárii na jaderné elektrárně Fukušima, je nutné nabídnout návrhy, které splňují požadavky na reaktory III. generace. Mezi nejdůležitější požadavky na reaktory III. generace patří: vysoký součinitel využití, doba životnosti reaktoru 60 let a výstavba reaktoru do pěti let společně s vysokou úrovní bezpečnosti (více o třetí generaci tlakovodních reaktorů v článku Zaostřeno na MIR 1200). Proto Číňané (jak CNNC, tak CGNPC) prezentovali aktualizované verze 1000MW jednotky čerpající ze základů francouzského návrhu reaktoru v JE Koeberg (přestože firma Areva může tvrdit, že s tímto návrhemrektoru jsou spojeny otázky ochrany jejího stále ještě trvajícího duševního vlastnictví). V každém případě národní regulátor bude muset odsouhlasit jak návrh, tak místo elektrárny.

Objevily se také politické námitky k dalším jaderným elektrárnám (početné sdružení horníků se bojí o práci v dolech), ale plán je nyní takový, že nabídky mají být přijaty v roce 2014 a první reaktor by měl být zprovozněn v roce 2023. Jsou vyhodnocovány tři perspektivní oblasti pro stavbu, všechny v oblasti Kapského města. Ačkoli jaderné plány se zdají být v rozporu s názory některých ministerstev a výsledek je poněkud nejistý, pravděpodobní dodavatelé se staví do fronty.

Vnitřní prostor reaktoru s kulovým ložem.
Vnitřní prostor reaktoru s kulovým ložem.

Až do nedávné doby se v Jihoafrické republice pracovalo na projektu Pebble Bed Modular Reactor (PBMR), což v překladu znamená modulární reaktor s kulovým ložem. Modulární reaktory jsou malé reaktory, tj. s výkonem do 300 MWe a v současné době existuje mnoho různých návrhů od tlakovodních reaktorů, plynem chlazených reaktorů až po sodíkem či olovem chlazené rychlé reaktory. Výhoda malých modulárních reaktorů je vyšší bezpečnost a obecně snížení zóny havarijního plánování a z ekonomického hlediska snížení investičních rizik a počátečních nákladů. Projekt PBMR byl vysokoteplotní plynem chlazený reaktor určený pro výrobu elektřiny, ale díky vysoké teplotě na výstupu by našel i neelektrické využití, například v teplárenství. Kulové lože je název speciální aktivní zóny vysokoteplotního reaktoru, jejíž geometrie je kulová a palivo s názvem TRISO je ve formě obalovaných částic s vrstvou karbidu křemíku a pyrolytického křemíku, které je do aktivní zóny volně vsypáno. Tento typ paliva ve formě koulí o velikosti tenisáku vykazuje vyšší inherentní bezpečnost a v reaktoru nemůže dojít k protavení paliva. Navíc jsou palivové články TRISO umístěny v grafitové matrici, která velmi dobře zpomaluje přechodné jevy a tvoří tak další inherentní bezpečnostní prvek.

Firma Eskom měla v programu zahraniční partnery jako je Westinghouse, ale program byl ukončen v září roku 2010. O tento projekt byl velký zájem po celém světě, ale problémem bylo (jako ostatně u většiny budoucích reaktorových projektů) sehnání investorů, kteří by technologii využili. Číňané v současné době stavějí prototyp reaktoru PBMR velikosti komerčního reaktoru v Š‘-tao-wanu (Shidaowan), a je dost pravděpodobné, že nyní povedou světový vývoj této technologie právě oni.

Palivový článek TRISO.
Palivový článek TRISO.

Dnes firma Eskom provádí konverzi, obohacení a jiné služby týkající se zpracování paliva od mezinárodních dodavatelů na základě konkurenčních nabídek. Nicméně v minulosti se Jihoafrická republika snažila ve svém jaderném palivovém cyklu osamostatnit. Továrna provádějící konverzi paliva (konverzí se označuje proces přeměny tzv. žlutého koláče, neboli sloučeniny U3O8 , získaného zpracováním uranové rudy na uran kovový, který se posléze obohacuje) byla založena a provozována v osmdesátých a devadesátých letech minulého století. Při tom bylo zkoumáno několik technologií obohacování uranu. Tyto snahy byly alespoň částečně určeny pro program výroby jaderných zbraní v sedmdesátých letech, ale později převážilo komerční využití. Jedna z technologií byla založena na procesu aerodynamických vírových trubic, ale byly zkoumány i metody využívající centrifugy a molekulární lasery. Laserový program obohacování uranu (podobný americkému programu AVLIS), byl zahájen s podporou z Francie, ale byl zrušen v roce 1998. Existovala zde také menší továrna na výrobu jaderného paliva v osmdesátých a devadesátých letech minulého století, ale aktuální spotřeba je pokrývána dovozem. Mezi nedávné plány patřil také návrat ke konverzi, obohacování, výrobě paliva a také přepracování použitého paliva jako strategické priority v oblasti energetické bezpečnosti, ale to v podstatě čeká na větší růst jaderného energetického programu.

Výzkumný reaktor SAFARI 1, tlakovodní reaktor o výkonu 20 MWt.
Výzkumný reaktor SAFARI 1, tlakovodní reaktor o výkonu 20 MWt.

Prostřednictvím výzkumného reaktoru Safari 1 je společnost NECSA hlavním dodavatelem lékařských radioizotopů v Africe a může dodávat až 25 % světové spotřeby molybdenu 99. Náhrada za reaktor Safari 1 byla naznačena, protože Jihoafrická republika si chce udržet své významné postavení na trhu s radioizotopy. Firma NECSA provozuje úložiště nízko a středně aktivních odpadů a doposud nahromaděné použité palivo bylo ukládáno na elektrárně Koeberg. Uvažovalo se o přepracovávání použitého jaderného paliva v zahraničí a využívání MOX paliva. Ale jak už bylo řečeno, takové myšlenky musí doprovázet rozsáhlý jaderný program, aby se to vyplatilo.

Jihoafrická republika v podstatě poskytuje poměrně dobrý pohled na to, v čem spočívá skutečná budoucnost jaderné energetiky. Většina prognostických úřadů zná referenční a nejzazší případy pro produkci jaderné energie do roku 2030. Bez dalších reaktorů v Jižní Africe budou dokonce i referenční případy produkce energie v ohrožení, protože obecně se předpokládá, že bude postavena alespoň jedna jaderná elektrárna s dvěma bloky. Má-li být dosaženo optimističtější verze v jaderné energetice, budou muset země s hlubšími historickými zkušenostmi v oblasti jaderné energetiky postavit mnohem více reaktorů. Ekologické argumenty pro jaderné elektrárny jsou pro Jihoafrickou republiku důležité, ale zabezpečení dodávek elektřiny (s dobrými místními zásobami fosilních paliv) asi není tolik naléhavé. Budoucnost proto závisí na ekonomických faktorech: mohou být náklady na nová zařízení zváženy tak, aby mohlo být financování zajištěno? Dodavatelé s finanční podporou budou jasně upřednostňováni, ale program pouze dvou reaktorů bude drahý a pravděpodobně nepovede k silné lokalizaci dodávek. Situace zaměstnanosti má v JAR zásadní význam, ale místní průmysl není nakloněn k investicím do nových výrobních zařízení na podporu programu výstavby reaktoru, pokud mu nebude dána posloupnost příkazů. Toho by mohlo být částečně dosaženo zapojením se do mezinárodních dodavatelských řetězců anebo konkrétním typem reaktoru, ale silná místní poptávka je na prvním místě.

Jihoafrická republika je velmi aktivní demokracie – aby všechny zúčastněné strany táhly za jeden provaz ve prospěch nového jaderného programu, to je určitě obtížné dosáhnout. Vzhledem k tomu, že všechny druhy názorů byly řečeny, zde zůstává riziko, že žádné funkční řešení budoucích energetických dodávek nelze dohodnout. To by mohlo vést k nedostatečným investicím do dodávky elektřiny. Jednoduchá odpověď spočívající ve vybudování dalších uhelných elektráren prozatím postačuje, ale nenabízí rozumné nebo uskutečnitelné dlouhodobé řešení.

Zdroje: Neimagazine.com

One Comment

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..