Sázka na malé modulární reaktory. Klasické nenahradí, ale budou je doplňovat

Stále více scénářů budoucího vývoje energetiky počítá s tím, že kvůli elektrifikaci dopravy a vytápění poroste poptávka po elektřině. Jenže klasických zdrojů, které ji vyrábějí, bude postupně ubývat. Česko se bude v následujících letech postupně loučit s výrobou elektřiny a tepla z uhlí, ve 40. letech oslaví první bloky v Jaderné elektrárně Dukovany šedesát let provozu a budou pravděpodobně končit. Jak to bude s plynem, není zatím jisté.

Každopádně ze současných velkých zdrojů zůstane v roce 2050 v provozu pouze dvojice reaktorů v Jaderné elektrárně Temelín a vodní elektrárny. Ačkoliv se v Česku chystají mohutné investice do výstavby obnovitelných zdrojů, zejména do fotovoltaických elektráren, spoléhat pouze na ně nelze. Přestože se chystá výstavba nejméně jednoho nového velkého jaderného bloku, stát i energetická společnost ČEZ hledají i další možnosti. Zajímají se také o „malé“ jádro, které by mělo velké bloky doplnit.

Jaderná energie

Jaderná budoucnost Česka: Delší provoz, nové bloky a malé modulární reaktory

28. 3. 2023 ▪ 10 min. čtení

Podle představ ČEZ by první malý modulární reaktor mohl být spuštěn v Temelíně v optimistické variantě už za devět let, po roce 2035 mají přibýt další dva. Firma před pár týdny ohlásila, že mají vyrůst v Dětmarovicích na Karvinsku a Tušimicích na Chomutovsku, kde nyní provozuje uhelné elektrárny. V záloze ponechává i několik dalších lokalit, kde dnes vyrábí elektřinu z uhlí. ČEZ počítá s tím, že po roce 2040 by celkový instalovaný výkon malých modulárních reaktorů mohl přesáhnout tisíc megawattů. To je, pro srovnání, zhruba výkon jednoho temelínského bloku.

Jeden reaktor za druhým

Energetici si od malých modulárních reaktorů slibují, že pomohou vyřešit problém s vysokou investiční náročností klasických bloků. „Malé reaktory představují cestu, jak redukovat vysoké jednorázové investiční náklady. Například rozložením v čase, postupnou výstavbou a spouštěním vícemodulového komplexu,“ říká Jiří Duspiva z ÚJV Řež.

Jejich výstavba by ve srovnání s klasickými bloky mohla být navíc rychlejší. Nestavěly by se na místě vznikající elektrárny, ale podstatná část technologického zařízení by se už hotová dovezla z továrny. To by umožnilo „sériovou“ výrobu, a tedy teoreticky zkrácení výstavby. Výrobci malých modulárních bloků tvrdí, že hotovo by mohlo být za čtyři roky. To je proti velkým reaktorům zhruba polovina. Postupně by také šlo na jednom místě přidávat další jednotlivé moduly.

Člen představenstva skupiny ČEZ a ředitel divize Jaderná energetika Bohdan Zronek nicméně upozorňuje, že i malé reaktory budou muset projít stejným povolovacím procesem jako velké. „Pokud projde změna legislativy, která by alespoň některá povolovací řízení sloučila, časově by nám to pomohlo, ale ty podmínky jsou nyní platné pro velké bloky i malé modulární reaktory,“ říká. Případnou výstavbu by také urychlilo, kdyby pro jeden typ reaktoru stačila jedna licence a nebylo třeba žádat pro každou lokalitu zvlášť.

Až příliš velcí optimisté

ČEZ už v minulých letech podepsal memoranda o spolupráci se sedmičkou firem, které na malých reaktorech pracují. Konkrétně jde o firmy NuScale, GE Hitachi, Rolls‑Royce, EdF, Westinghouse, KHNP a Holtec. Některé z nich už doma mají licenci a většina z nich počítá s tím, že rozjede výstavbu prvního zařízení svého druhu ve druhé polovině aktuální dekády. Na jejím konci, někdy kolem roku 2030, mají podle plánu začít dodávat elektřinu. Je pravděpodobné, že firmy v rámci konkurenčního boje uvádějí příliš optimistické termíny.

„Jsme v kontaktu se všemi společnostmi, sledujeme, jak postupují v licenčním procesu, jak dodržují nebo posouvají harmonogram. Nechceme v Temelíně stavět první zařízení svého druhu, chceme počkat. Ovšem ne do doby, než postaví někde svůj modulární reaktor, ale chceme být rychlým následovníkem. Být o krok, o dva za nimi,“ říká ředitelka útvaru ČEZ pro rozvoj malých modulárních reaktorů Silvana Jirotková. ČEZ chce podle ní ještě letos zahájit výběr dodavatele pro první modulární zdroj.

V lokalitách, kde by mohly jednou malé modulární reaktory stát, nyní probíhají průzkumy. Zkoumá se například geologické podloží nebo případná hrozba otřesů. „Díváme se primárně na lokality, které jsou ve vlastnictví společnosti ČEZ. Přemýšlíme, jak je využít, až skončíme s provozem uhelných elektráren. Nepočítáme s jednostranným využitím, vždy je to kombinace zdrojů, včetně obnovitelných. Velmi často se počítá i s plynem. Nelze přejít z uhlí rovnou na jádro, to časově nevychází,“ říká Jirotková.

Budování jádra v těchto lokalitách dává smysl. Energetické zdroje budou potřeba právě v místech, kde se nyní nacházejí. Jsou to průmyslové regiony, zejména severní Čechy a severní Morava. „Transformace nejaderné lokality na jadernou zabere zhruba tři až pět let. Kromě přírodních podmínek zkoumáme i zásahy způsobené člověkem. Jsou to uhelné regiony, takže například zkoumáme, jaký vliv na možný budoucí jaderný zdroj by mohlo mít poddolování,“ říká manažerka.

Jaderné lokality v tom mají výhodu – není třeba je už tak detailně zkoumat. To je i jeden z hlavních důvodů, proč ČEZ chce stavět první malý reaktor právě v Temelíně. Při snaze postavit tento zdroj co nejrychleji nejde podle Jirotkové pouze o zabezpečení dodávek elektřiny, ale také o podnícení zájmu ze strany dodavatelských firem a lidí. Dukovany připadají pro malý reaktor v úvahu až po odstavení prvních čtyř bloků.

České řešení pro teplárny

V komerčním provozu zatím na světě žádný malý modulární reaktor není. Nebereme‑li v úvahu, že se za ně někdy považují také reaktory, které už dlouhá léta slouží na palubách ponorek, letadlových lodí a dalších vojenských i civilních plavidel. V odvětví ovšem panuje čilý výzkumný ruch. Po celém světě existuje více než sedm desítek konceptů malých reaktorů, a to v různém stadiu rozpracovanosti.

Na několika z nich pracují také výzkumníci z Řeže u Prahy, ať už sami, nebo ve spolupráci s jinými institucemi v zahraničí. V únoru představili design tlakovodního reaktoru CR‑100 s instalovaným tepelným výkonem 100 megawattů. V tomto případě jde o využití známé konvenční technologie jenom převedené do menšího a zjednodušeného formátu. Na rozdíl od reaktorů střední velikosti, o kterých uvažuje ČEZ, je menší CR‑100 určen především pro teplárenství.

Ředitel sekce jaderné bezpečnosti v Centru výzkumu Řež David Harut říká, že by mohl sloužit jako náhrada dožívajících tepláren na uhlí. „Aktuálně se více než 55 procent tepla vyrábí z uhlí. Velké teplárny jsou rozmístěné po celém Česku. Zatímco elektřinu jsme schopni přepravovat na větší vzdálenosti, případně importovat ze zahraničí, u centrálního zásobování teplem to jde pomocí teplovodů maximálně na desítky kilometrů,“ vysvětluje Harut.

A dodává, že chtěli přijít s rychlým řešením, s nímž bude schopen pracovat český průmysl. „Využíváme konvenční palivo podobné tomu, které se používá i ve velkých jaderných blocích,“ říká Harut. Výhodou proti standardním reaktorům je delší palivový cyklus. S výměnou paliva se počítá jednou za pět let. Rozdíl je podle Haruta ve větší míře bezpečnosti, která umožní mít zařízení bez vnější zóny havarijního plánování. „Díky tomu budeme schopni umístit reaktor blíž městům právě jako náhradu za současné teplárny,“ říká Harut.

Prvotní investice vedoucí k přípravě potřebných podkladů pro získání stavebního povolení budou činit zhruba 2,5 miliardy korun. „Myslím, že je úkolem státu, aby takovou iniciativu podpořil. Nejde jen o náhradu tepláren, v Česku by navíc vznikl produkt s vysokou přidanou hodnotou,“ říká Harut. Ministerstvo průmyslu již podle Haruta pro tento projekt vytipovalo přibližně čtyři desítky lokalit, přičemž 28 z nich chce podrobněji analyzovat.

Předběžný harmonogram počítá s tím, že následujících sedm let zabere příprava projektové dokumentace pro vytvoření detailního designu reaktoru. Pokud by projekt dostal zelenou, mohla by výstavba prvního reaktoru v ideálním případě začít někdy na začátku 30. let. Trvala by podle Haruta kolem tří let. Existují však i hlasy, podle nichž jsou tyto plány příliš ambiciózní. Projekty by mohly narazit už při licencování základního designu.

Jaderná energie

Stáhněte si přílohu v PDF

Čtvrtá generace až po roce 2040

V Řeži připravují i další projekty malých modulárních reaktorů. Na rozdíl od CR‑100 ovšem představují pokročilejší technologii, čtvrtou generaci reaktorů. V ní jde zejména o posun přístupu k bezpečnosti na vyšší úroveň, snížení objemu jaderného odpadu díky uzavřenému palivovému cyklu a lepší ekonomiku celé výroby.

Jako první představilo Centrum výzkumu Řež koncept Energy Well, modulární vysokoteplotní reaktor s nízkým tepelným výkonem kolem 20 megawattů, který je chlazený tekutými solemi. Dalším přírůstkem pak byl heliem chlazený reaktor HeFASTo o tepelném výkonu 200 megawattů. Jedním z jeho přínosů je efekt „množení paliva“ – jadernými reakcemi během provozu reaktor vygeneruje více štěpného materiálu, než sám spotřebuje.

Byť se na těchto projektech pracuje v Řeži již několik let, do komerčního provozu se dostanou výhledově až někdy po roce 2040. S oběma se počítá v teplárenství, mimo topnou sezonu by tyto reaktory mohly vyrábět vodík, který by se dal využít pro sezonní akumulaci energie. Konkurenční řešení pro dekarbonizaci českého teplárenství chystá také společnost Teplátor.

Článek byl publikován ve speciální příloze HN Jaderná energie.