21.10.2021

Britská společnost Rolls-Royce téměř dokončila studii proveditelnosti pro vlastní technologii malého modulárního reaktoru UK SMR a letos v květnu začne hledat investory, uvedl 10. února Paul Stein, šéf technologického oddělení společnosti. Do roku 2024 pak chce Rolls-Royce získat obecné posouzení návrhu (Generic Design Assessment, GDA) a o pět let později bude podle Steina první SMR připraven k provozu.

Elektrárna středního výkonu od Rolls-Royce.
Vizualizace bloku s reaktorem středního výkonu od společnosti Rolls-Royce. (Zdroj: Rolls-Royce)

Ve svém projevu na webináři “Význam jádra pro bezemisní energetiku” (Materiality of Nuclear for Global Net Zero), který proběhl v rámci Westminsterského energetického fóra, Stein označil konsorcium Rolls-Royce za jasného lídra britského projektu SMR. Patří k němu Assystem, Atkins, BAM Nuttall, Jacobs, Laing O’Rourke, National Nuclear Laboratory, Nuclear Advanced Manufacturing Research Centre a TWI.

Časový plán

Stein uvedl: “Je to reálný plán, jehož 1. fázi právě dokončujeme. Byla to studie proveditelnosti a návratnosti, kdy jsme spolupracovali s britskou vládou, abychom si všechno vyjasnili a vytvořili z papírového projektu rentabilní projekt. Teď vyrážíme do fáze 2: dohodneme společnou investici s britskou vládou, se členy konsorcia, a, což je velmi důležité, přizveme třetí strany, které budou věřit našim hodnotám a naší technologii. Fáze 2 začne někdy v květnu tohoto roku, GDA bychom chtěli dokončit někdy v roce 2024 a připojit první SMR k síti v roce 2030.“

jaderná energie - SMR od Rolls-Royce bude hotov v roce 2030 - Inovativní reaktory (paul stein) 1
Technologický ředitel Rolls-Royce Paul Stein. (Zdroj: Rolls-Royce)

Podle Steina jde o „realistický program s nízkým rizikem“, především díky dobrým výrobním postupům a použití „standardizované“ tlakovodní technologie. Dodal, že její intelektuální vlastnictví je v britských rukou, což skýtá velký vývozní potenciál, nejen možnost, jak doma dosáhnout bezemisní energetiky (net-zero) do roku 2050. K tomuto roku by počet vyrobených SMR mohl dosáhnout „mnoha stovek až několika tisíců“ jednotek, ale ty nemusí konsorcium vyrábět celé.

“Jedním z klíčových prvků pro sériovou výrobu je u této technologie použití digitálních dvojčat,” řekl Stein. „Hned na začátku jsme se proto zaměřili na hybridní licenční model: nejprve bude všechny elektrárny vyrábět britské konsorcium, ale jakmile začne růst zájem ze zahraničí, který, mimochodem, v tuto chvíli stoupá strmě, můžeme vyvážet jen některé součásti, zatímco ty ostatní si zákazníci, kteří mají naši licenci, mohou vyrábět sami doma. To jsme zabudovali už do základního návrhu, ale potenciál je tady neomezený. Každý rok svět platí 4 triliony USD za fosilní paliva: uhlí, plyn a ropu. To vše teď musíme proměnit v obnovitelné zdroje, a my, jaderný průmysl, máme teď příležitost tomu přispět pomocí technologie SMR.“

jaderná energie - SMR od Rolls-Royce bude hotov v roce 2030 - Inovativní reaktory (rolls royce SMR 02 1) 2
Vodorovné řezy budovami. (Zdroj: Rolls-Royce)

Uplatnění reaktoru od Rolls-Royce

Podle Steina jeden SMR uspokojí potřeby města velikosti Leedsu (pozn. redakce – Leeds má zhruba 760 000 obyvatel) a celková poptávka po jejich kapacitách bude v roce 2040 až 79 GWe. Uvedl také, že UK SMR najde uplatnění nejen ve výrobě elektřiny, nýbrž i na novém poli dekarbonizace energetického systému, včetně leteckého paliva.

“Technologie SMR je krásná tím, že nabízí poměrně levný zdroj energie pro další aktéry dekarbonizační scény, například pro výrobu vodíkového a syntetického paliva,” řekl. Jedna taková jednotka bez emisí vyprodukuje až 170 tun H2, nebo 280 tun syntetického paliva za den, dodává.

Rolls-Royce věří, že UK SMR zvládne vyrábět syntetický letecký petrolej, který nahradí palivo Jet A za cenu „asi dvakrát vyšší“, než je ten fosilní.

“To není špatné, s takovými výsledky už mluvíme o konkurenceschopné nabídce. Kolem roku 2050 bude světové letectví potřebovat 500 milionů tun Jet A ročně, takže tu vedle výroby vodíku a elektřiny vzniká další ohromný průmysl. Odhadujeme, že roční světová poptávka kolem roku 2040 překročí 500 milionů tun syntetického paliva.”

Jeden blok UK SMR s příslušnou infrastrukturou zvládne vytápět nebo chladit město velikosti Sheffieldu, přičemž Stein odhaduje, že kolem roku 2040 bude roční poptávka po tepelném výkonu činit více než 10,000 TWh.

Další oblastí je odsolování mořské vody. Jedna odsolovací stanice poháněná SMR vyprodukuje až 500 milionů kubíků pitné vody ročně, uvedl Stein a dodal další odhad: světová poptávka po pitné vodě do roku 2040 vyšplhá nad 1 trilion kubíků ročně.

Zdůraznil, že UK SMR je “návrh celé elektrárny, nejen jaderného reaktoru” – podle Steina má koeficient využití více než 90 % a vyhovuje bezpečnostním požadavkům generace III+.

Na otázku o tom, kolik bloků hodlá Rolls-Royce vyrobit do roku 2050, Stein řekl: “Na náhradu uzavřených elektráren postačí 10 až 16 bloků do roku 2050. Pak je tu výroba vodíku, která poroste, především pro dopravu, autobusy a vytápění. Pak tady ve Spojeném království vzniká velká iniciativa na výrobu leteckého paliva, což by byl trh pro několik desítek bloků. Ty další trhy jsou zatím jen spekulací, ale řekl bych, že budou větší, než výroba elektřiny.“

jaderná energie - SMR od Rolls-Royce bude hotov v roce 2030 - Inovativní reaktory (rolls royce SMR 08 2) 3
Vizualizace jaderné elektrárny Rollls-Royce. (Zdroj: Rolls-Royce)

Cena UK SMR

Každý blok SMR bude stát 1,8 miliard liber (capex) (zhruba 53 miliard korun) a výroba 40-60 GBP/MWh (asi 1200 až 1800 Kč/MWh) po dobu 60 let.

“Když jsme snížili cenu na 1,8 milionů liber, otevřeli jsme cestu soukromým subjektům, které si teď mohou pořídit a provozovat vlastní jaderný reaktor. Věříme, že jaderná energie se tak může rozrůstat mnohem více, než dříve, kdy si ji mohly dovolit jen státy,” řekl Stein.

“UK SMR je první vlaštovkou zcela nového uvažování o cenách jaderné energie: přináší rozsáhlé změny ve výrobě a konstrukci, široce využívá metody digitálních dvojčat, zatímco fyzikální základ zůstává naprosto stejný. Je to tlakovodní reaktor toho typu, který známe a který máme všichni rádi.”

Pokračuje: “Celá filozofie této technologie je poplatná minimalizaci ceny energetického výstupu, takže nabízíme přijatelnou základní cenu reaktoru a věříme, že zvládneme dodávat do sítě elektřinu za cenu 40 GBP/MWh, což je zhruba 56 USD/MWh (přibližně 1200 Kč/MWh), po celý 60-letý životní cyklus reaktoru. Výše základní ceny n-tého reaktoru v sérii, kde n je plus mínus 5, bude 1,8 miliard GBP za to, co mělo být elektrárnou o výkonu 440 MW, ale my jsme nedávno našli způsob, jak navýšit výkon na 470 MW. Smyslem celého projektu je nabídnout nižší ceny, takže jsme “zmrazili celou fyziku” reaktoru a nechali ji beze změn, a teď se díváme na každý aspekt této technologie a hledáme cesty, jak jej zlevnit, jelikož právě cena byla a zůstává tou největší výzvou konkurenceschopnosti jádra.”

Až 90 % z energetického bloku vzniká v továrně: jaderný ostrov, betonové součásti a další “hlavní prvky”, na místě je stavitelé jen dají dohromady.

“To znamená, že provozovatelé nemusejí platit tolik vstupních nákladů. Mluvíme o elektrárně, která stojí 1,8 miliard GBP, a zhruba o čtyřech letech od přijetí zakázky do zahájení komerčního provozu. Věříme, že takové zkrácení cyklu změní celé paradigma jaderné energetiky a že díky našemu sériovému přístupu budou SMR skutečně lukrativní nabídkou.”

Kromě svého členství v konsorciu nedávno Rolls-Royce podepsal memorandum o porozumění s americkým provozovatelem jaderných elektráren Exelon, “který bude naše elektrárny provozovat a fungovat jako prostředník mezi námi a investičními partnery”, uvedl Stein. Rolls-Royce podle něj jedná i s dalšími provozovateli, “především v zahraničí”, dodal.

jaderná energie - SMR od Rolls-Royce bude hotov v roce 2030 - Inovativní reaktory (rolls royce SMR 06 2 740) 4
Idylická vizualizace aktuálního projektu elektrárny středního výkonu společnosti Rolls-Royce. (Zdroj: Rolls-Royce)

Inovace

Součástí UK SMR je zvláštní protiseismický tlumič, “vor” (angl. raft), který je podle Steina standardní u všech projektů SMR.

“Navrhl to jeden z našich partnerů z oblasti stavebního inženýrství, sestává z betonového “voru”, velkého asi 1,5 akru, který stojí na seismicky odolném ložisku (tzv. “pebble-bed bearing”), díky kterému reaktor skvěle odolává otřesům, a každý blok s touto technologií bude mít stejný protiseismický tlumič.“

Dalším inovativním prvkem UK SMR je podle Steina klenba. “Tu postavíme přes celou 1,5-akrovou plochu, a stavba může pokračovat i během dešťů, sněžení a jiných rozmarů počasí, což opět snižuje náklady díky spolehlivějšímu harmonogramu,” řekl.

“Mimo jaderný ostrov je drtivá většina součástí běžnými díly pro parní cyklus, to mezi vyvíječi páry u tlakovodního reaktoru a elektrickou síti, pokud zrovna elektřina má být výstupem.”

Zdroj: World Nuclear News

O autorovi

admin

Leave a Reply

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

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