Pátek, Říjen 19

Malé jaderné reaktory: odpověď, která si hledá svou otázku

Stanou se malé jaderné reaktory adekvátní odpovědí výzvám, kterým nyní čelí jaderná energetika? Americká politoložka Kennette Benedicte si klade tuto otázku ve svém sloupku v časopise Bulletin of Atomic Scientists.

Model malého reaktoru společnosti NuScale, která uspěla v soutěži amerického ministerstva energetiky a získala finanční podporu pro vývoj tohoto projektu. (Zdroj: Pennenergy.com)
Model malého reaktoru společnosti NuScale, která uspěla v soutěži amerického ministerstva energetiky a získala finanční podporu pro vývoj tohoto projektu. (Zdroj: Pennenergy.com)

Možné odpovědi

Americké ministerstvo energetiky 12. prosince 2013 poskytlo 226 milionů dolarů společnosti NuScale z Oregonu na vývoj a návrh projektu jaderné elektrárny malého výkonu a jeho přípravu k licenčnímu procesu. Obdobný grant získala v roce 2012 firma Babcock & Wilcox, která má již dlouholetou tradici v konstrukci malých reaktorů pro jaderné ponorky.

Potenciál pro využití malých jaderných reaktorů je dnes předmětem pozornosti mnoha zájemců po celém světě. Někteří experti v nich spatřují optimální odpověď na největší výzvy, kterým jádro dnes čelí: vysoká cena výstavby, riziko jaderných havárií, používání jaderných objektů k vojenským účelům.

Nejdůležitějším rozdílem malých jaderných reaktorů oproti tradičním velkým elektrárnám jsou rozměry a odebíraný výkon. Malé reaktory potřebují pro svůj provoz až pětkrát méně místa, než klasické bloky. Výkon standardního velkého bloku dnes činí přibližně 1 GWe nebo o něco více. U malých reaktorů typicky činí okolo 300 megawattů.

Spousta velkých bloků je v současnosti v provozu už tak dlouho, že v průběhu několika let je čeká vyřazení z provozu. V případě, že provozovatel má zájem vypadlé kapacity nahradit, jaké jsou jeho možnosti? Může místo jednoho velkého bloku postavit více malých? A je vůbec velký výkon hlavní příčinou problémů, s nimiž se dnes jaderný průmysl potýká?

V listopadu 2013 se techničtí odborníci z jaderných oborů, státních agentur a úřadů jaderného dozoru sešli ve švýcarském Villingenu na mezinárodním semináři pod záštitou americké univerzity Carnegie Mellon University a švýcarského Ústavu Paula Scherera. V průběhu diskuze o stávajícím stavu v oblasti malé jaderné energetiky a nabízených projektech, během níž zjišťovali jejich výhody a nevýhody a zkoumali překážky, které stojí v cestě jejich širšímu uplatnění, začalo být stále jasnější, že debata postrádá smysl.

Podněty a potíže

Důležitým podnětem a impulsem pro stavbu malých reaktorů je naléhavá potřeba snížit velikost počátečních investic do energobloků. Obzvlášť důležitý je tento faktor ve Spojených státech, kde cena výstavby už vzrostla natolik, že soukromé firmy prakticky ztratily zájem o financování nových projektů.

Druhým důvodem pro stavbu je potenciální možnost zásobovat elektřinou oblasti, například na venkově, které jsou vzdálené nebo nemají přístup k běžným distribučním sítím, ale zároveň nepotřebují velké silné zdroje.

Tady ale narážíme na problém. Na jednu stranu počáteční investice do stavby jedné jednotky s reaktorem malého výkonu je skutečně nižší, než je tomu u velké elektrárny, na druhou stranu v případě, že celkový výkon má být okolo 1 GW, například při nahrazování vysloužilé velké elektrárny, budou jich zapotřebí až desítky. Pak cena elektřiny z malých bloků vystoupá k hodnotám, které jsou zcela srovnatelné a možná i vyšší, než v případě velké elektrárny.

Zastánci malých reaktorů uvádějí také bezpečnostní argumenty: podle nich mají malé systémy mnohem nižší riziko roztavení aktivní zóny v případě ztráty přívodu elektrické energie nebo úmyslné sabotáže, jelikož je lze umístit pod zemi, a disponují řadou řešení, která činí bezpečnostní systémy méně závislými na lidském faktoru. V případě nejhoršího možného scénáře s roztavením aktivní zóny a její ztrátou je palivo mnohem lépe zadrženo v areálu objektu, aniž by ohrožovalo životní prostředí.

Je pravdou, že pokud malý reaktor umístíme pod zem, výrazně tím snížíme riziko úniku radioaktivních látek do atmosféry v případě těžké havárie. Zároveň však ztížíme všechny úkony spojené s likvidací havárie a zvýšíme riziko kontaminace podzemních vod.

Co se týče technických řešení pro zvýšení bezpečnosti, používaných u malých systémů, mohou být stejně dobře zařazeny do bezpečnostních obvodů na velkých blocích.

Tovární výroba

Velkou výhodou malých reaktorů je možnost sestavit celé bloky nebo jednotlivé komponenty v jednom celém kuse ve výrobním prostoru a pak je dopravit na místo, kde mají fungovat. To je velmi důležité například z hlediska zkušených pracovníků: můžete shromáždit zkušené inženýry a konstruktéry na jednom místě a posílat je na cesty podle potřeby, což snižuje náklady na pracovní sílu.

V českých podmínkách to nevypadá jako příliš silný argument, ve velkých zemích typu Spojených státech je však situace zcela jiná. Současný postup vypadá tak, že při stavbě nového bloku se na místě určeném pro výstavbu shromáždí všichni pracovníci od dělníků po inženýry a zůstanou tam několik let jen proto, aby se pak stěhovali na stavbu nového bloku. Průmyslová sériová výroba může situaci zcela změnit.

Nicméně je otázkou, nakolik důležitý je tento faktor v jiných zemích. Ve Spojených státech se sériová výroba může ukázat jako velmi výhodná, jaderný průmysl je ale dnes globalizovaný a především rozvojové země, které jaderný program teprve zahajují, mají k takovým modelům námitky.

Představme si zemi třetího světa, která si objedná ve Spojených státech, Evropě nebo Rusku malý modulární (sériově vyráběný) reaktor, který do ni dopraví a postaví výrobce. Možná to bude lacinější, ale přijde o možnost zaškolení vlastních profesionálních pracovníků a nebude moct rozvíjet svůj jaderný program vlastními silami.

Na semináři ve Švýcarsku odborníci došli k jasnému a tvrdému závěru: většina potenciálních zákazníků nemá zájem o schéma „postavit-vlastnit-provozovat“, při kterém jediné, co udělá zákazník, je objednání si reaktoru a pak z něj jen odkupuje elektřinu. To, co je pro ně skutečně důležité, je lokalizace výroby. K čemu pak ale sériová výroba vlastně je?

Další výzvou, které jaderný průmysl dnes čelí, je spolehlivá ochrana technologií před jejich vojenským zneužitím. Nejvyšší riziko v tomto směru představují technologie palivového cyklu, například obohacování uranu. Je zřejmé, že snížení výkonu reaktoru s tím nemá mnoho co do činění. Rozhodně tedy nelze tvrdit, že přechod na malé jaderné reaktory může nějakým způsobem vyřešit problém nešíření jaderných zbraní.

Odpověď ještě před otázkou

Americká autorka shrnula tyto úvahy v jednoduchém aforismu: „Malé reaktory jsou odpovědí, která ještě nenašla svou otázku“.

V současném světě je taková situace běžná a vcelku normální. Spousta odpovědí přichází ještě předtím, než si vůbec položíme otázku nebo vytyčíme úkol, který splní. Příkladem jsou smartphony, twitter, televize vysokého rozlišení a mnoho dalšího.

Jaderný průmysl je však jiný v tom, že v něm je obzvlášť rizikové zkoušet zapřáhnout vůz před koně. Pro start každého nového směru či rozjezd nového nápadu jsou v tomto oboru potřeba obrovské zdroje a jádro je příliš nebezpečná síla, než abychom si s ním mohli zahrávat na zkoušku.

Malé modulární reaktory mají dozajista mnoho kladů a mohou být velmi atraktivním zbožím z mnoha důvodů. V žádném případě však samy od sebe nevyřeší ty nejdůležitější a principiální otázky, které jaderný průmysl dnes má: vysoké počáteční náklady, bezpečnost a problém nešíření jaderných zbraní.

Zdroj: Atominfo.ru

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.