Jaderná energetika na prahu roku 2015 (1. část – Evropa, Rusko)

Tento každoroční přehled vývoje jaderné energetiky je už šestý v pořadí. Vývoj situace v roce 2013 je popsán v minulém přehledu   (aktualizovaná pozdější verze zde). V prosinci roku 2013 bylo ve světě 434 reaktorů s výkonem 374 GW a v prosinci roku 2014 pak 437 reaktorů s výkonem 377 GW (údaje ze stránek organizace World Nuclear Association). Počet reaktorů vzrostl o tři a výkon o tři gigawatty.

Z databáze provozovaných reaktorů byly v prosinci minulého roku odepsány dva reaktory, jedná se o pátý a šestý blok ve Fukušimě I. Ty nebyly zničeny v průběhu cunami a následné havárie. V principu by tak mohly být opraveny a znovu spuštěny. Ovšem jejich rekonstrukce do stavu, aby splňovaly nová bezpečnostní pravidla, by byla náročná. Ale hlavně bylo nerealistické si myslet, že jejich opětné provozování schválí místní obyvatelstvo v prefektuře. Proto bylo rozhodnuto, že budou sloužit jako trenažéry pro testování metod likvidace zničených reaktorů (podrobněji zde). Oficiálně tak klesl počet provozovaných reaktorů v Japonsku z padesáti na čtyřicet osm. Je však třeba připomenout, že celý rok neběžel v Japonsku ani jeden. A je velmi otevřenou otázkou, kolik z nich se opět uvede do provozu. K situaci v japonské jaderné energetice se vrátíme v jedné z části článku.

Do komerčního provozu bylo uvedeno pět reaktorů, čtyři v Číně a jeden v Argentině. Zatímco zmíněné čtyři čínské jaderné bloky se stavěly okolo šesti let, je argentinský reaktor velmi starý rest, jehož výstavba byla zahájena v roce 1981. Je třeba zdůraznit, že se jedná pouze o reaktory uvedené do operačního provozu, několik dalších bylo v roce 2014 dokončeno, či u nich byla dokonce odstartována štěpná řetězová reakce i dodávka elektřiny do sítě. Nebyly však ještě oficiálně uvedeny do operačního provozu. To ukazuje, že i v příštím roce začne u několika nových reaktorů operační provoz. Pozitivní také je, že se začalo budování několika dalších reaktoru a je tak 70 bloků, které se staví. To je jen o jeden méně než v minulém roce. Dále stoupl počet připravovaných projektů reaktorů.

V roce 2013 neklesla, jak jsem se obával, celková produkce elektřiny oproti roku 2012, kdy jaderné elektrárny vyrobily 2346 TWh, ale zůstala zhruba stejná u hodnoty 2359 TWh. Je velmi pravděpodobné, že v roce 2014 bude vyšší a pokud se podaří v roce 2015 zprovoznit alespoň některé reaktory v Japonsku, bude nárůst v přicházejícím roce velmi výrazný.

Podívejme se na vývoj jaderné energetiky v končícím roce 2014 v jednotlivých regionech světa. V každé části bude nejdříve krátké shrnutí nejdůležitějších trendů a potom podrobnější rozbor.

Situace v Evropě – stále stagnace a úpadek

V Evropě se stále výrazněji projevuje ztráta schopnosti realizovat efektivně velké infrastrukturní projekty. Reálná strategie energetiky je stále více zaměňována nereálnými ideologickými cíli. Zatím má Evropa, kromě Velké Británie, dostatek velkých zdrojů z minulého období. To se týká i jaderných, u kterých se ukazuje potenciálně daleko delší doba životnosti, než se předpokládalo. Ta závisí dominantně na životnosti reaktorové nádoby. Vše ostatní lze v principu vyměnit a modernizovat. Daří se tak provozovat jaderné bloky déle než čtyřicet let a stále je ještě prostor pro prodlužování jejich činnosti. Ovšem ze 132 reaktorů, které v současnosti v Evropě pracují, jich více než 40 % dosáhne v příštím desetiletí čtyřiceti let provozu. Hlavně ve Velké Británii, kde se stavba nových zdrojů dlouhodobě zanedbávala, je nutné situaci řešit už teď. V roce 2012 dodávaly jaderné zdroje v Evropské unii stále zhruba 27 % elektřiny. A není náhodou, že právě státy s největším podílem jaderné elektřiny, jako Francie (74 %), Slovensko (53 %), Belgie (51 %), Maďarsko (48 %), Švédsko (43 %) mají i nižší podíl fosilní elektřiny než ty bez jaderných zdrojů. Reálně se však nyní v Evropské unii staví pouze čtyři nové bloky. A to se značnými obtížemi.

První je třetí blok finské elektrárny Olkiluoto. Staví se zde již od roku 2005 blok III+ generace firmy Areva tlakovodního typu EPR s výkonem 1720 MWe. Začátkem roku 2014 u něj proběhla řada tlakových testů a analýza integrity řady systémů, hlavně kontejnmentu. Schválení se také dočkala plánovaná architektura řídícího a kontrolního systému. Podle posledních informací však dojde k dalšímu zpoždění projektu a zahájení komerčního provozu se tak očekává až v roce 2018. Hlavním důvodem je velmi špatná součinnost firmy Areva jako dodavatele a firmy TVO jako budoucího provozovatele. Právě v období testování a zprovozňování bloku je součinnost těchto subjektů kruciální. Ty se však místo toho soustředí na vzájemné arbitrážní spory.

Finsko chce pomocí jaderných zdrojů vytlačit fosilní produkci elektřiny. Proto podporuje stavbu dalších jaderných bloků. Společnost TVO má v souvislosti s prodlužováním výstavby bloku Olkiluoto 3 značné problémy i s plánováním stavby bloku Olkiluoto 4. Ta se odkládá také a hrozí, že dojde k vypršení licence na možnost předložení projektu, která je do června 2015. Povolení ke stavbě nových bloků dává totiž finská vláda a ratifikuje je parlament. Ovšem na omezenou dobu. Pokud nebude projekt stavby včas předložen, povolení vyprší a bude třeba o ně žádat znovu. Společnost TVO požádala o prodloužení této lhůty o pět let, ale vláda zatím nechce takový krok schválit. Pokud své rozhodnutí nezmění a TVO se rozhodne i přesto blok stavět, bude muset znovu projít celým procesem schvalování.

V září naopak schválila vláda projekt stavby ruského bloku VVER-1200 v plánované elektrárně Hanvikivi a v prosinci jej schválil parlament. Společnost Fennovoima, která za projektem této elektrárny stojí, tak musí podat do konce června 2015 žádost o příslušné stavební povolení.

Ve Francii je momentálně ve výstavbě jediný blok. Ve Flamaville, kde se staví druhý reaktor EPR firmy Areva v Evropské unii, se v lednu instalovala reaktorová nádoba do kontejnmentu. Patří s hmotností 425 tun k těm nejtěžším, její průměr je 5,5 m a výška 11 m. Její usazování zabralo tři dny a bylo dokončeno 24. ledna 2014. Následovala pak instalace čtveřice parogenerátorů. V listopadu pak došlo k ohlášení dalšího zdržení výstavby související s dodávkou hlavy reaktorové nádoby a dalších komponent firmou Areva. Nyní se předpokládá, že reaktor by mohl být spuštěn až v roce 2017.

Také je otázkou, do jaké míry bude provozovatel EDF se spuštěním bloku Flamaville spěchat. Francouzský parlament v tomto roce totiž odsouhlasil novou energetickou koncepci, která předpokládá snížení podílu jaderné produkce elektřiny na 50 % v roce 2025 z dnešních 75 %. Součástí je i to, že každý nový blok uvedený do provozu musí být kompenzován blokem odstaveným, aby celkový výkon jaderných bloků ve Francii zůstal zhruba stejný. Snížení podílu jádra může v principu přispět k efektivnějšímu využívání bloků, které pak budou méně využívány k regulaci. Francie má poměrně značný potenciál pro zařazování jiných zdrojů do mixu.

Posledními dvěma rozestavěnými bloky jsou třetí a čtvrtý blok Jaderné elektrárny Mochovce na Slovensku. Jedná se o dva tlakovodní reaktory ruského typu VVER-440, podobné těm, které zde již pracují nebo jsou u nás v Dukovanech. Zde jsou problémy hlavně s velmi špatnou koordinací výstavby italskou firmou ENEL, která vlastní hlavní podíl ve firmě Slovenské elektrárne a nemá s podobnými stavbami žádné zkušenosti. Navíc se dostala do značných dluhů a velmi vážně uvažuje o prodeji svého podílu. Pro nás je zajímavé, že o koupi tohoto podílu vážně uvažuje firma ČEZ. Pro ní by to byla velmi dobrá příležitost pro opětné propojení české a slovenské výroby elektřiny a využití vznikajících synergií. Velkou výhodou je třeba možnost využívat pro regulaci sítě vážskou kaskádu vodních děl. Zkušenosti firmy ČEZ a českých firem s jadernou energetikou by mohly pomoci s dostavbou třetího a čtvrtého bloku v Mochovcích. Je však nyní v každém případě jasné, že jejich komerční provoz nelze očekávat před rokem 2016.

Finanční situace se pravděpodobně vyřešila u projektu v maďarské elektrárně Paks. Zde se maďarská vláda dohodla s Ruskem na financování a výstavbě dvou nových bloků v této elektrárně. Rusko poskytne půjčku s výhodným úrokem v rozsahu 80 % ceny. Půjde o ruské tlakovodní reaktory III+ generace VVER-1200, jejichž dokončení se předpokládá v letech 2023 a 2025. Pro tuto elektrárnu je velmi důležité i to, že i druhý blok, ze čtyř VVER-400, které zde fungují, dostal licenci na dalších dvacet let provozu, tedy do roku 2034. První blok už tuto licenci dostal před dvěma roky. Bloky by tak měly být provozovány celkově nejméně 50 let.

Na podzim roku 2014 podepsaly rumunský provozovatel Nuclearelectrica a čínský investor smlouvu o dokončení třetího a čtvrtého bloku elektrárny Cernavoda v Rumunsku. V areálu byla zahájena stavba celkově pěti bloků. První blok byl dokončen v roce 1996. Práce na dalších byla pozastavena už v roce 1991. Druhý blok se pak podařilo dokončit v roce 2007.  Stavební práce u třetího a čtvrtého bloku jsou dokončeny z 52 % a 30 %. Zatím je rozestavěné staveniště zakonzervováno. Nejpravděpodobnějším kandidátem na dostavbu těchto bloků je vylepšený kanadský těžkovodní reaktor III. generace „Enhanced CANDU 6“ (EC-6) s výkonem 700 MWe, jehož licenční řízení proběhlo v Kanadě a předpokládá se jeho nabídka pro stavby v Kanadě i za její hranicí.

Projekt sedmého bloku v elektrárně Kozloduj v Bulharsku sice zatím pořád není jistý, ale přece jen se posunuje dopředu. Měl by se stavět blok AP1000, který by dodaly Westinghouse s Toshibou.

Už dlouho se také připravují jaderné bloky v Litvě, které by měly nahradit uzavřenou elektrárnu Ignalina. V červnu 2014 se Litva dohodla s firmou Hitachi na vytvoření společného podniku, který by stavbu konečně realizoval.

Pro program stavby nových jaderných bloků ve Velké Británii bylo v letošním roce klíčové rozhodnutí Evropské komise, která akceptovala nastavení způsobu financování. Využívat se bude způsob anglicky označovaný jako „contract of difference“. To znamená nastavení garantované ceny. Pokud cena silové elektřiny bude nižší, dostane provozovatel elektrárny doplatek. Naopak, pokud bude cena silové elektřiny vyšší, část získané ceny, která překračuje garantovanou hodnotu, provozovatel vrátí. Garantovaná cena byla stanovena nejen pro jaderné, ale pro všechny nefosilní zdroje.  Jaderné zdroje mají garantovanou cenu 92,5 GBP/MWh, větrné na pevnině 95 GBP/MWh, vodní v rozsahu od 5 do 50 MW pak 100 GBP/MWh, fotovoltaika 120 GBP/MWh, zdroje na biomasu 125 GBP/MWh, geotermální 145 GBP/MWh, mořské větrné 155 GBP/MWh a mořské přílivové dokonce 305 GBP/MWh. Nutnost tak silné podpory nefosilních zdrojů vyplývá z toho, že Velká Británie přijala na základě kampaně a tlaku ekologických hnutí velmi striktní zákon na potlačení emisí CO2. Chce dosáhnout do roku 2050 snížení emisí CO2 o 80 % oproti roku 1990. To znamená, že v principu zde nelze stavět žádnou novou fosilní elektrárnu. Předpokládá se, že v tomto případě bude potřeba, aby jaderné elektrárny dodávaly mezi 45 až 50 % elektřiny.

Zatím dodává šestnáct jaderných reaktorů ve Velké Británii 18 % elektřiny, okolo 60 % dodávají zdroje fosilní. Ovšem jaderné bloky stárnou a do roku 2023 by mělo být patnáct z nich odstavených. To je důvod, proč tak intenzivně Britové usilují o stavbu nových. Do roku 2030 by mělo vyrůst nejméně 12 bloků s celkovým výkonem 16 000 MWe. Snahou britské vlády je, co nejvíce do výstavby zapojit jako subdodavatelé místní firmy. Právě proto bylo před třemi lety zřízeno Výzkumné centrum pro jadernou pokročilou výrobu.

Pravidla nejen pro cenu elektřiny byla jako první příklad dohodnuta pro elektrárnu Hinkley Point C, kde by se měly stavět dva bloky EPR s výkonem 1700 MWe každý. Měly by nahradit dva bloky britských pokročilejších plynem chlazených reaktorů, které by měly být v provozu do roku 2016 v elektrárně Hinkley Point B. Francouzská EDF chce postavit další dva EPR bloky v elektrárně Sizewell C.

Další nové bloky plánuje firmy Hitachi, která získala firmu Horizon, v jaderné elektrárně Wylfa Newydd. Ze dvou plynem chlazených bloků Magnox je zde v činnosti ještě jeden. Ten by měl ukončit činnost koncem roku 2015. V nové elektrárně v tomto místě se plánují dva varné bloky III. generace ABWR právě od firmy Hitachi, které budou dodávat dohromady více než 2700 MWe. V tomto roce firma Horizon informovala jaderný regulační úřad o svých záměrech týkajících se objednávek komponent, které jsou náročné na výrobu a je potřeba je mít relativně brzo. Začala tím jednání, jejichž cílem je získat potřebná povolení pro stavbu zmíněných dvou bloků. V letošním roce se prováděl geologický průzkum budoucího staveniště. V souvislosti se zintenzivněním prací se zvýšil i počet lidí ve firmě Horizon ze 150 zaměstnanců na 400. Práce na přípravě staveniště by měly být zahájeny v roce 2015.  Pokud se podaří získat patřičná stavební povolení, bude sama stavba prvního bloku zahájena v roce 2018. Spuštění se pak očekává v první polovině dvacátých let. O výstavbě dvou bloků stejného typu uvažuje zmíněné konsorcium i v elektrárně Oldbury. Tam však budování nezačne dříve než v pozdních dvacátých letech.

Pátým místem, kde by se ve Velké Británii měly stavět nové bloky, je elektrárna Moorside. Tam plánuje stavět konsorcium NuGeneration, ve kterém je nyní i firma Toshiba. Plánuje se tam výstavba tří bloků AP1000. Zapojení Toshiby do konsorcia NuGeneration, kde převzala podíl španělské společnosti Iberdrola, znamená, že nyní už je v každém britském projektu plánovaný dodavatel reaktoru i v roli investora.

Rusko – stále rychlejší rozvoj

Rusko naopak v rozvoji jaderné energetiky pokračuje a staví řadu nových bloků. V letošním roce sice zatím žádný reaktor do komerčního provozu neuvedlo, ale několik reaktorů je úplně či téměř dokončeno a k uvedení do operačního provozu se blíží. Jedná se například o třetí blok elektrárny Rostov nebo prvního bloku II. fáze Novovoroněžské elektrárny.

Ovšem nejdále je rychlý sodíkový reaktor BN-800, který je čtvrtým blokem v Bělojarské elektrárně. V březnu bylo do areálu dovezeno z ústavu v Dmitrovgradu  celkově 106 palivových souborů s MOX palivem (směs oxidů uranu a plutonia). K odstartování štěpné řetězové reakce u reaktoru došlo 27. června 2014. A jde opravdu o historickou událost. To, že produkce elektřiny pomocí sodíkových rychlých reaktorů spolehlivě funguje, prokázaly už ruské reaktory BN-300 a BN-600, francouzské reaktory Phénix a Superphénix či nedávno zprovozněný čínský reaktor CEFR. Ovšem pouze BN-600 funguje už dlouhou dobu jako standardní elektrárna (viz zde  ). Blok BN-800 by však v případě úspěšného provozování mohl znamenat nástup hromadnějšího využívání rychlých množivých reaktorů v jaderné energetice. To je kruciální krok, který umožní efektivní využití zásob uranu, tedy i izotopu uranu 238, i thoria. A také snížení objemu jaderného odpadu na jednotku vyrobené energie. Rychlý reaktor bude produkovat plutonium 239 z uranu 238, které lze využít jako palivo a také toto plutonium i některé další transurany dokáže efektivně spalovat. Reaktor BN-800 by se měl také podílet na spálení zbraňového plutonia z ruských zásob. Podrobný popis reaktoru i jeho vlastností a významu si lze přečíst v podrobném článku.  Uvedení do komerčního provozu se předpokládá v prvním kvartále roku 2015. Dokončení a úspěšné zprovoznění reaktoru BN-800 bude silným impulsem pro stavbu dvou vylepšených bloků BN-1200, které se mají v areálu začít budovat.

Dalším blokem, který se tomto roce podařilo dokončit, je třetí blok Rostovské jaderné elektrárny. Jedná se o reaktor VVER-1000 s o něco větším výkonem, zhruba 1100 MWe. V březnu proběhly testy těsnosti tlakové nádoby reaktoru a chladících okruhů. V září začaly probíhat horké zkoušky. Koncem listopadu pak bylo dokončeno zavezení všech 163 palivových souborů do reaktorové nádoby a vytvoření aktivní zóny. Začalo probíhat fyzikální spouštění tohoto bloku a dne 7. prosince 2014 začal pracovat na minimální kontrolovaný výkon. Je tak velice pravděpodobné, že se do komerčního provozu dostane na přelomu roku 2014 a 2015.

V září proběhly zkoušky těsnosti tlakové nádoby čtvrtého bloku ve výrobním závodě. Tento blok by měl být dokončen v roce 2016.

Do finiše se blíží bloky III+ generace, které se staví v několika jaderných elektrárnách. Dvojice bloků VVER-1200 model 491 se staví v druhé fázi Leningradské jaderné elektrárny II. Zde se začátkem roku 2014 u prvního bloku instalovaly jeřáby ve strojovně a začala i instalace samotné turbíny. V reaktorové budově se instaluje kabeláž. V červnu se pak do kontejnmentu umístila tlaková nádoba reaktoru. Pro dopravu těžkých komponent se intenzivně využívá vodní cesta. Například i řeka Moskva protékající hlavním městem Ruska. Jednalo se například o parogenerátory, které jsou následně umisťovány na svá místa v kontejnmentu. Po jejich usazení se začalo svařovat hlavní cirkulační potrubí. U druhého bloku se pokračuje ve stavbě kontejnmentu. Dva budované bloky by měly být spuštěny v letech 2016 a 2018. Výstavba další dvojice se plánuje.

Ještě dále je budování reaktorů jiné modifikace VVER-1200 bloků (392M) v Novovoroněži II. První blok se blíží ke spuštění. V září bylo na vrchol kontejnmentu umístěno zařízení, které umožňuje s využitím pasivní cirkulace odvod tepla z kontejnmentu v případě havarijního výpadku chlazení. Je to poprvé, kdy se takové zařízení na bloku VVER instaluje. U druhého bloku došlo v listopadu k instalaci kupole kontejnmentu. Postupně také dorazily těžké komponenty, které se budou v kontejnmentu instalovat, tlaková nádoba a parogenerátory, které jsou u těchto bloků čtyři.

U Baltické elektrárny v Kaliningradské oblasti bylo schváleno mezinárodní posouzení vlivu na životní prostředí. Staví se zde dva bloky VVER-1200. Původně byl projekt otevřen pro mezinárodní účast a měl být silně zaměřen na vývoz elektřiny do zahraničí. Nyní však po současných politických změnách probíhá restrukturalizace projektu. Ten je částečně pozastaven, i když v srpnu 2014 dorazil na staveniště velký jeřáb pro manipulaci s těžkými komponentami.

Nová elektrárna Smolensk II se také připravuje v blízkosti elektrárny Smolensk I, kde jsou tři bloky RBMK. Ty mají být v provozu do doby, než se nové bloky spustí. Proto se u prvního z nich již uskutečnila rekonstrukce a modernizace. Úspěšně skončila v roce 2012 a povolení k provozování bloku je nyní do roku 2022. U druhého bloku proběhne rekonstrukce v roce 2015 a pak bude následovat rekonstrukce třetího. Nová fáze elektrárny Smolensk II by měla mít čtyři bloky VVER-TOI, který je standardizovaným modelem VVER-1200. První z nich by se měl začít budovat v roce 2017 a do provozu by měl být uveden v roce 2022. Druhý blok by měl být dokončen v roce 2024. Stejná dvojice bloků by se měla začít v letech 2014 a 2016 stavět také Kurské jaderné elektrárně II a Nižegorodské jaderné elektrárně. Do roku 2030 se plánuje uvést do operačního provozu 26 bloků (1 BN-800, 2 VVER-1000, 8 VVER1200, 14 VVER-TOI a 2 BN-1200), ovšem zároveň bude nutné odstavit 23 starých bloků, hlavně typu RBMK.

V roce 2014 postupovaly také podle plánu práce na první plovoucí jaderné elektrárně Akademik Lomonosov I. Je tak velice pravděpodobné, že bude dokončena v roce 2016 a v následujícím roce začne pracovat na Čukotce.

Ruský jaderný průmysl je úspěšný i v zahraničí, jak bude dokumentováno na některých příkladech v dalších částech článku. Je otázkou, jak bude vývoj ovlivněn současným politickým a ekonomickým vývojem v souvislosti s událostmi na Ukrajině, sankcemi a klesající cenou ropy. Na jedné straně to může snížit tok financí do odvětví a tím i možnosti rozvoje. Na straně druhé je jaderná energetika jedním z mála oborů, kde je Rusko schopno dodávat špičkové technologie a uplatnit se velmi dobře na zahraničních trzích. A právě takové odvětví by Rusko mělo rozvíjet, aby zvýšilo podíl exportu technologií oproti exportu surovin. Jedním z nejbližších států, kam Rusko jaderné technologie vyváží, je Bělorusko.

V Bělorusku se plně rozběhla stavba první jaderné elektrárny Ostrovec. Staví se zde dva ruské bloky III+ generace VVER-1200. Na staveništi byl instalován největší jeřáb v Bělorusku, který pomůže při manipulaci s velmi těžkými komponentami. Letos bylo zahájeno budování druhého bloku. Pro něj byl na staveniště dopraven lapač aktivní zóny, který v případě havárie a tavení paliva zachytí vzniklou taveninu. Dokončení prvního reaktoru se plánuje v roce 2019 a druhého v roce 2020.

2. část – Blízký východ a Čína

3. část – Asie

4. část – Amerika, závěr

V článku byly využity informace získané ze stránek World Nuclear Association, World Nuclear News, Atominfo, stránek řady dodavatelů jaderných technologií i provozovatelů, časopisu Nuclear Engineering International, přehledu The World Nuclear Industry Status Report (WNISR) a řady dalších zdrojů.

Jednou z hlavních osob stojících za přehledem The World Nuclear Industry Status Report (WNISR) je Mycle Schneider. Tento přehled je velmi zajímavým zdrojem dat, i když v jejich interpretaci se dost lišíme, podrobněji video besedy, kterou jsme měli v dubnu 2014 (viz zde)

Vladimír Wagner

Zdroj: Osel.cz