Co znamenají malé reaktory pro Českou republiku?

Potenciál malých jaderných reaktorů pro Českou republiku byl zkoumán na konferenci, kterou pořádala agentura EventEra dne 12. února v prostorách Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské v Praze. Závěry konference byly jasné – malé jaderné reaktory nemají v současnosti potenciál podílet se na české energetice, ale pro české firmy představují velikou příležitost.

Všichni účastníci konference se shodli na tom, že představa, kdy by každé větší české město mělo vlastní malý jaderný reaktor, je utopistická a v dohledné době se neuskuteční. Tento typ reaktorů má velký potenciál pro Spojené státy, Rusko, Čínu a další státy, v nichž jsou oblasti s roztroušeným obyvatelstvem, Evropa má dostatečně kvalitní přenosovou soustavu, takže je v ní prostor pro použití zdrojů energie velkého výkonu. I když potenciál malých reaktorů leží mimo Evropu, neznamená to, že by se na nich evropské společnosti nemohly podílet.

Příklady použití malých jaderných reaktorů z praxe

Typickým příklad malé jaderné elektrárny je Bilibinská, která leží na Čukotce, ve východní části Sibiře. Tato oblast je velmi řídce osídlena, takže se zde nevyplatí stavba elektrárny velkého výkonu, která by pokrývala příliš velkou oblast a byla by obtížně regulovatelná jinými zdroji. Reálné řešení je vybudovat větší počet menších zdrojů, které budou vyrábět zároveň energii a teplo a budou se vhodně doplňovat, takže vznikne stabilní soustava schopná reagovat na proměnlivou spotřebu energie i na výpadky jednotlivých zdrojů.

Společnost Rosenergoatom zde provozuje čtyři reaktory typu EGP-6, které mají instalovaný výkon 12 MWe. Jde o kanálové reaktory chlazené vodou a moderované grafitem, které byly uvedeny do provozu v letech 1974 až 1977. Na Čukotce jsou provozovány čtyři teplárny spalující fosilní paliva, které zásobují okolní obce teplem i elektřinou. Bilibinské bloky představují 37 % celkového čukotského instalovaného výkonu pro výrobu elektřiny, ale vyrobí ročně 170 GWh, což je 70 % elektřiny vyrobené v této oblasti. Na výrobě tepla se podílí přibližně 20 %.

Druhým příkladem z minulosti je švédská jaderná elektrárna Ågesta s reaktorem R3 domácí konstrukce. Tento těžkovodní reaktor byl třetím švédským reaktorem (odtud označení R3) a sloužil k výrobě elektřiny, vytápění předměstí Stockholmu a produkci plutonia pro vojenské účely. Jeho elektrický výkon byl 10 MWe a tepelný výkon pro distribuci tepla 65 MWt. Do provozu byl uveden v roce 1964 a trvale odstaven o deset let později.

Situace v energetice

Náměstek ministra průmyslu a obchodu, Pavel Šolc, rozebral příležitosti malých jaderných reaktorů v České energetice. Uvedl, že naše energetika je zaměřena především na velké reaktory, protože máme jen omezený počet jaderných lokalit, velkou hustotu zalidnění a dobrou přenosovou soustavu. Přítomné utvrdil v tom, že jaderná energetika je strategickým závazkem státu a že má dlouhodobou perspektivu významného podílu na energetickém mixu.

Do problematiky současných reaktorů a nástupu malých reaktorů uvedl posluchače Ľubomír Sklenka, vedoucí Katedry jaderných reaktorů na FJFI. Dnes žijeme v období II. generace jaderných reaktorů, kterých je po celém světě provozováno přes 400 a které budou postupně nahrazovány reaktory III. generace. V českém kontextu jde o dukovanské VVER-440 a temelínské VVER-1000, které jsou příslušníky II. generace, a typy VVER-1200, AP1000 a EPR, které patří do generace III/III+.

Sklenka uvedl, že generace IV stále ještě zůstává především v akademických kruzích a prozatím nedoznává rozsáhlejšího průmyslového využití. Neznamená to ale, že by těchto projektů bylo málo. „Jedinou jistotou dnešního světa je, že nic není stálé. Vše se dynamicky mění,“ řekl Sklenka. Neměl tím na mysli jen bezpečnostní předpisy, energetické strategie států i celé Evropské unie, ale i vývoj projektů jaderných reaktorů. Každý měsíc se objeví nějaký nový projekt, nebo je podstatně upraven některý ze stávajících.

Ekonomická stránka malých reaktorů

Kdybychom prozkoumali projekty malých jaderných reaktorů, zjistili bychom, že u všech jsou investiční náklady na jednu MWh elektrické energie o něco vyšší než v případě velkých jaderných bloků. Jde ovšem o náklady na první bloky daného typu, které podle zkušeností klesnou, pokud stejných bloků vznikne více. U malých reaktorů bychom mohli podle názvu očekávat, že budou jednodušší. Do jisté míry to pravda je, konstrukce jaderného ostrova je do jisté míry zjednodušena, ale stále zůstává komplexní turbínový ostrov s velkým množstvím potrubí, přístrojů a kabelů. Zde příliš velké zjednodušení očekávat nemůžeme, takže výhoda malých reaktorů spočívá v tom, že se předpokládá, že budou stavěny ve větším počtu a ke snížení nákladů přispějí nově nabyté zkušenosti.

Získávání zkušeností je vidět i při stavbě velkých bloků. Typické je to pro Arevu, která má s průběhem stavby svých reaktorů EPR velké potíže. Tímto tématem se ale zabývá velký tým pracovníků a pokroky jsou znát. Podobně si můžeme všimnout, že stavba každé jaderné elektrárny je zahájena jedním blokem a druhý se blok začíná stavět až zhruba o rok později. Důvodem je právě to, že při stavbě druhého bloku již jsou používány zkušenosti, které pracovníci získali na prvním bloku. I v případě bloků s americkými reaktory AP1000 je vidět, že při výstavbě druhých bloků nedochází k tak dlouhým zpožděním.

V případě malých reaktorů je myšlenka taková, že se nebudou stavět jako unikátní stavba jednou za delší dobu, ale budou přibývat průběžně a bude jich velké množství. Personál tak získá zkušenosti a prostor pro optimalizaci nákladů i stavebního postupu.

Historie projektů malých reaktorů v ČR

Česká republika se malými reaktory začala zabývat v roce 1961, kdy byla vypracována první práce na FJFI na téma malých jaderných elektráren. V roce 1979 byla ministerstvem průmyslu a obchodu plánována jaderná teplárna na Ostravsku. V letech 1988 a 1991 byly vypracovány dvě studie o potenciálních jaderných teplárnách poblíž Plzně a v roce 1990 bylo vybráno pět lokalit pro jadernou teplárnu. V roce 2012 zpracovalo Ministerstvo průmyslu a obchodu ve spolupráci s ÚJV Řež a FJFI dokonce i výzkumný projekt o využití malých reaktorů pro výrobu elektřiny a teplárenství.

Ani jeden z těchto projektů se však nepodařilo dovést k realizaci a české teplárenství zůstává z velké části závislé na uhlí. Malé jaderné reaktory tak pro něj mají velký potenciál z hlediska dopadu na životní prostředí. Při dnešních cenách uhlí a plynu je ale levnější spalovat tato fosilní paliva, než zpracovávat sáhodlouhé žádosti o licenci pro jaderné zařízení a postavit jej.

Licenční řízení není v případě malých jaderných reaktorů snadné ani v zemích, které v této oblasti dominují. Americký regulační úřad Nuclear Regulatory Commission rozhodně není flexibilní a podobně i ruský Rosatom má problémy se získáním licence pro malý reaktor SVBR-100. Mezinárodní agentura pro atomovou energii je také zatím stále orientována na velké bloky, ale podle Milko Kovačeva ze společnosti Rusatom Overseas je zde vidět jistý posun a pomalý vývoj regulačních požadavků.

Některé společnosti připravují malé reaktory, které nebudou vyžadovat neustálou přítomnost obsluhy, což do jisté míry sníží náklady na personál. Avšak požadavky na zabezpečení nejsou dány projektem, ale legislativou, která nerozlišuje malé a velké jaderné reaktory. V tomto případě bude velký nepoměr v nákladech na fyzické zabezpečení malých reaktorů oproti velkým, pokud je vztáhneme na jednu MWh vyrobené elektrické energie a dále se prohloubí ekonomická propast mezi malými a velkými bloky. V tomto případě by pomohlo, kdyby se splnila slova Milko Kovačeva a legislativa přistupovala jinak k malým a jinak k velkým blokům.