Nedávno americká společnost Tennessee Valley Authority (TVA) podala k americkému regulačnímu úřadu Nuclear Regulatory Commission (NRC) první žádost na výstavbu malého modulárního reaktoru v Americe. Tento krok představuje obrovský milník na cestě malých modulárních reaktorů z vývojových center na trh. Tato nová technologie zároveň přináší záblesk naděje pro americkou jadernou energetiku.
„Jedná se o významný milník nejen pro naši společnost, ale i pro americký jaderný průmysl,“ uvedl šéf jaderné divize společnosti TVA Joe Grimes. „Společnost TVA je první firmou v USA, která k regulačnímu úřadu NRC podala žádost spojenou s realizací projektu malého modulárního reaktoru. Pro nás je to velmi významná událost v naší cestě zkoumání potenciálu malých modulárních reaktorů za cílem rozšířit a diverzifikovat naše portfolio energetických zdrojů. Technologie malých modulárních reaktorů by nám tak v budoucnu mohla pomoci zajistit stabilní, bezpečné a spolehlivé dodávky elektrické energie,“ uvedl.
Nyní úřad NRC přezkoumá žádost společnosti TVA z hlediska splnění ekologických a bezpečnostních požadavků pro potenciální výstavbu jaderného reaktoru nové generace i z hlediska bezpečnosti lokality Clinch River site nedaleko Oak Ridge ve státě Tennesse.
Nyní se pojďme podívat, jaké výhody mají malé modulární reaktory oproti současným velkým energetickým jaderným blokům a proč mají potenciál překonat současné bariéry limitující výstavbu nových jaderných elektráren.
Na velikosti záleží
Jedním z největších problémů při výstavbě jaderné elektrárny je ekonomické hledisko. V minulosti mohly společnosti držící monopol na energetickém trhu provést padesátiletou investici do velkých jaderných bloků, přičemž věděly, že investované peníze se jim při jejich exkluzivním postavení na trhu za daný čas vrátí.
Na současném energetickém trhu ale panuje tvrdá konkurence a producenti musí elektřinu dodávat v přesném místě a v přesném čase a za nejnižší cenu. Tento fakt velmi znesnadňuje vypracování predikcí, za kolik se bude elektřina z jaderných elektráren vykupovat a tím pádem je mnohem těžší ospravedlnit dlouhodobou investici do jaderných elektráren oproti obnovitelným zdrojům nebo plynovým elektrárnám, které vyžadují mnohem menší počáteční investice. Není tedy náhoda, že jediné nové jaderné bloky, které se v USA začaly stavět, jsou vlastněny firmou Southern Company, která je státem regulovanou společností.
Investiční výhledy jaderné energetiky jsou ještě horší v tom, že konvenční jaderné elektrárny musí být stavěny ve velkých výkonech, aby ospravedlnily velké investiční náklady. To znamená, že jakákoliv nová konvenční jaderná elektrárna přinese na energetický trh obrovské množství elektřiny, čím značně ovlivní dodávky a sníží tržní ceny silové elektřiny. Jednoduše řečeno, jestliže je na energetickém trhu k dispozici příliš mnoho elektřiny bez adekvátní spotřeby, její cena jde dolů. Podobné mechanizmy snížily i globální ceny ropy.
Malé modulární reaktory ale nemusejí být stavěny v tak velkých měřítkách jako konvenční jaderné elektrárny. A protože jsou menší, vyžadují menší investiční náklady (i když cena za jednotku výkonu je vyšší). Navíc je u nich mnohem méně pravděpodobné, že na trhu vytvoří přebytek elektřiny, který by snižoval její cenu. Díky těmto faktorům jsou investice do malých modulárních reaktorů z finanční perspektivy mnohem přitažlivější než do velkých konvenčních jaderných energetických bloků.
Modularita = hromadná výroba
Malé modulární reaktory jsou navrhovány, aby mohly pracovat samostatně jako jednotlivé energetické bloky, ale v případě potřeby mohou být zároveň pospojovány do výkonné jaderné elektrárny o několika blocích. Hlavní devizou tohoto systému je to, že reaktory mohou být produkovány na moderní výrobní lince namísto realizace v podobě zakázkových investičních projektů, jak jsou dnes stavěny konvenční jaderné elektrárny.
Potenciál hromadné výroby malých modulárních reaktorů znamená, že tato technologie může dosáhnout v budoucnosti mnohem nižší ceny, než dnešní velké konvenční reaktory. Představme si, že současné konvenční jaderné bloky jsou na zakázku postavené automobily, zatímco malé modulární reaktory jsou jako sériově vyráběné automobily, u kterých jde dosáhnout mnohem lepší ceny, aniž by se musely dělat ústupky v bezpečnosti nebo ve spolehlivosti.
Zatímco současné americké reaktory nemají standardizovaný design, Francie již v minulosti standardizovala design svých jaderných bloků, což jí umožnilo stát se světovým lídrem ve využívání jaderné energie s 75% podílem v energetickém mixu současně s dosažením velmi nízké ceny elektřiny.
Flexibilita
Další faktor, který limituje konvenční jaderné bloky, je fakt, že jsou navrženy, aby pokrývaly základní spotřebu, tedy aby fungovaly na plný výkon 24 hodin denně 7 dní v týdnu. V dnešním energetickém trhu s dynamicky se měnícími cenami tato vlastnost není příliš žádaná. Nejvíce ceněné zdroje jsou takové, které produkují levnou elektřinu a které mohou být rychle odstaveny a zapnuty s cílem vyrábět v době, kdy jsou ceny elektřiny vysoké a vyhnout se době, kdy je cena elektřiny nízká (zvláště pak v období, kdy nadvýroba z obnovitelných zdrojů způsobí negativní cenu za elektřinu, tj. trh musí platit zákazníkům, aby spotřebovali nadbytečnou elektřinu).
Nedávný odborný článek od expertů ze společnosti NuScale, jedné z vedoucích společností v oblasti malých modulárních reaktorů, s názvem „Může se jaderná energie přátelit s obnovitelnými zdroji?“ ukazuje potenciál malých modulárních reaktorů této společnosti regulovat výkon v zájmu dosažení rovnováhy s poptávkou, a to i v případě, že velkou část energetického mixu tvoří obnovitelné zdroje, které mají velké výchylky ve výrobě. Jejich systém může efektivně nastavit výkon v dlouhodobém, střednědobém i krátkodobém časovém rámci. Jeden nebo více modulů s reaktory tak mohou být odstaveny s cílem redukovat výkon elektrárny na dny nebo měsíce. Tepelný výkon samotných reaktorů je velmi dobře regulovatelný a tím pádem může elektrárna upravovat svůj elektrických výkon v každé hodině. Navíc pára pohánějící turbíny může být odkloněna a tím může být upravován výkon jednotlivých modulů v rámci minut. Všechny tyto aspekty dávají malým modulárním reaktorům rozhodující ekonomickou výhodu oproti konvenčním jaderným blokům a mohou tak v budoucnu pomoci lépe integrovat obnovitelné zdroje do energetického mixu.
Zdroj: Scientificamerican.com
