O malých reaktorech se mluví stále více a více, ale realita zatím stále zůstává za očekáváními. Na otázky ohledně nadějných projektů a komerčním uplatnění malých reaktorů nám odpovídá Aleš John, předseda Občanské bezpečnostní komise při JE Dukovany, člen Inženýrské akademie ČR a spolku Jaderní veteráni.
Malé reaktory v Česku
V médiích jsme v poslední době četli zprávy o třech malých reaktorech (SMR) vyvíjených v Česku. Jaký potenciál na trhu podle Vás mají tyto projekty?
Velmi opatrně bych používal termín „vyvíjené“. Energy Well z CVŘ má údajně nějakou patentovou ochranu a existuje model jejich reaktoru. HeFASTo je předmětem prezentací a referátů, Teplátor je ve fázi papírových presentací. Slovem: Ano existují vlastní České koncepty reaktorů, ale jsou ve stadiu „papírové podobě principu“. Zahrnul bych do tohoto výčtu i projekt Allegro (vysokoteplotní plynem chlazený reaktor IV. generace) řešený česko-slovensko-maďarským týmem. Těmto konceptům budu pro účely odpovědí na otázky říkat „papírové reaktory“.
Co vývoj malých reaktorů znamená pro české vzdělávání a průmysl?
Práce na konceptu, řešení dílčích technických problémů, výpočty, bezpečnostní analýzy atp. to jsou oblasti, které mohou zaměstnávat český vědecko-vývojový potenciál. Rozhodně jsou to všechno témata, která stojí za to rozpracovat. Otázka je spíše, kdo to bude financovat. Bavíme se v řádech mnoha set milionů po mnoho let. Pro vlastní konstrukci, projekt a výrobu je klíčovou otázkou, zda se najde solventní investor. Český průmysl by takový reaktor dokázal asi vyrobit
Vstup malých reaktorů na trh
Vývoj malých reaktorů se ve světě ubírá několika směry a čeští vědci směřují do oblasti rychlých reaktorů. Jakou v ní mají ve světě konkurenci?
Všechny země, které mají jaderný program, vyvíjejí koncepce nových jaderných reaktorů v celé výkonové řadě. Rychlé reaktory jsou na programu dne zejména pro využití v rámci uzavřeného palivového cyklu. Když se podíváme na přehled vyvíjených SMR (např. článek Ing. Žežuly z ÚJV Řež v Jaderné energii č. 3/2021) najdeme tam PWR, BWR, PHWR (Candu), HTGR (vysokoteplotní plynné), MSR (s roztavenou solí), LMFR (s tekutým kovem).
Vstup rychlých reaktorů na trh je spíše otázkou příštích desetiletí. Jak jsou na tom jiné typy malých reaktorů ve světě? Dostávají se nějaké už do provozu?
Nesmíme zapomenout na to, že první použití PWR i rychlých reaktorů bylo a je v rámci vojenských programů. Nyní jsme svědky aktivit, které vedou k přechodu reaktorů z moře na pevninu (RITM 200, Rolls Royce, SVBR-100 a další).
A tady je začátek komplikací. Co je vhodné pro pohon lodi na moři, musí být na pevnině doplněno o mnoho dalších systémů, redundanci, zálohování atd. atd. Do komerčního provozu se dostal zatím jen KLT-40S na plovoucí jaderné elektrárně Akademik Lomonosov. Ale to není úplné řešení, je to jen přechod z moře do přístavu. Něco podobného byla USS Savanah pro zásobování Panamského průplavu elektrickou energií v šedesátých letech.
Nicméně velmi nadějně vypadá projekt RITM-200 od Rosatomu, o kterém jste již v Atominfu referovali. Podle zpráv pokračuje výstavba argentinského projektu CAREM (PWR 25 MWe). Nesmíme ale zapomenout na ekonomiku.
Ještě je potřeba se zmínit o tom, že reaktor a teploenergetický cyklus je jedna věc, kterou většinou autoři „papírových reaktorů“ nějak popisují. Ale pak jsou další systémy, které jsou pro provoz reaktoru nezbytné. Vyjmenuji jen některé: výroba a příprava provozních médií, manipulace s palivem, čištění filtrace a doplňování médií, radioaktivní odpady, řešení výpustí do ovzduší a vodotečí, zálohování bezpečnostních systémů, ochranné obálky, radiační ochrana, diagnostika, systémy řízení, systémy elektro, zabezpeční atd. atd. A z tohoto úhlu se musíme dívat na celkové náklady a ekonomiku takového SMR řešení. To, co je akceptovatelné v odlehlých polárních, zámořských atd. místech, nemusí být efektivní pro hustě obydlená místa.
Co od malých tlakovodních reaktorů můžeme očekávat? Není to spíše přechodová technologie k malým reaktorům IV. generace? Mají na trhu své místo i v budoucnu?
Malé reaktory mají a budou mít své místo pro dodávky elektrické energie a tepla v odlehlých oblastech bez propojené elektrické sítě. Komplexní fungování bylo již v sedmdesátých letech vyzkoušeno v Bilibinské jaderné elektrárně, provozované Rosatomem v lokální síti Čaun-Bilibino. Málokdo ví, že turbíny pro všechny čtyři reaktory Bilibinské elektrárny dodávala První brněnská strojírna.
Malé nebo větší PWR reaktory jsou nejvíce prověřené provozem i v extrémních podmínkách na moři. Pro použití v zalidněných oblastech světa bude nutné zvládnout mimo technické řešení zejména komunikaci s obyvatelstvem a akceptovatelnost malého reaktoru „za humny“. To by mohl být docela pěkný projekt. Odpověděl by totiž i na dosud nevyslovené technické otázky konceptu („a jak to máte vymyšleno, když se stane to nebo to“).
Jak by asi dopadlo veřejné slyšení k projektu například malého reaktoru pro vytápění Prahy na místě třeba elektrárny Mělník? Zatím se tímto problémem PR malých reaktorů nikdo seriózně nezabýval. A jaderná výtopna může být projekt, který by mohl být pilotní a řešil by teplárenství jako principiální problém.
Nakolik je pro malé reaktory palčivá otázka legislativy? Zohledňuje se nějak „neroztavitelnost“ aktivní zóny některých malých reaktorů?
To je dobrá otázka. Zatím není v legislativě a povolovacím procesu SMR zásadního rozdílu mezi velkým a malým reaktorem pro energetické účely. Měli bychom začít u zadávací bezpečnostní zprávy a EIA.
A neroztavitelnost je řešena v rámci termodynamiky procesu a konstrukce paliva. Jaderná výtopna s teplotou média 100 °C řešená jako bazénový reaktor (viz LVR-15 v CVŘ nebo Vrabec asi problém dochlazování mít nebude. Ale takové řešení není z hlediska ekonomiky produkce tepla žádná velká hitparáda. V podstatě podobně řeší odvod tepla NuScale (nevím ale jak se bude chovat, když ten velký bazén vyteče). Ale to je na diskusi odborníků v rámci bezpečnostní zprávy.
