|
Kanadské úřady dostaly první žádost o stavbu ukázkového zařízení
nové kategorie malých jaderných reaktorů. Tento by se měl údajně
vejít do běžného dopravního kontejneru.
Když se dnes řekne jaderná elektrárna, každý si zcela oprávněně
představí gigantický projekt, který vypadá jako pevnost a továrna
v jednom. Představy některých propagátorů a tvůrců prvních jaderných
provozů byly hodně odlišné. Řada z nich si představovala, že jaderné
elektrárny budoucnosti budou jednoduché, malé a levné.
Že je skutečnosti jiná, není překvapivé, stává se to u řady technologií.
V případě jaderných elektráren byly navíc pro stavbu dnešních „kolosů“
dobré důvody, od technologických po bezpečnostní. A tak dnes většinu
komerčně provozovaných (a v ještě větší míře plánovaných) reaktorů
světa představují velké tlakovodní reaktory podobné VVER z Temelína
s výkonem kolem jednoho gigawattu (GW), samozřejmě plus mínus pár
desítek procent.
Pozn.:
Jaderné elektrárny mají označení podle typu reaktoru:
lehkovodní reaktory s obohaceným U- tlakovodní reaktor PWR (západní
státy),VVR (ruský typ), nebo BWR varný reaktor, pára vzniká přímo
v aktivní zóně,těžkovodní reaktor CANDU palivem přírodní uran.
Trend zvětšování reaktorů je samozřejmě racionální, zároveň významně
přispívá k ekonomickým problémům jádra obecně. Investice do nových
jaderných projektů jsou enormní a dlouhé, takže na běžných finančních
trzích jsou velmi těžko „ufinancovatelné“.
Ovšem „snílci“ mezi jadernými inženýry se ještě nevzdávají a
na různých místech světa se během posledních desetiletích stále
čas od času objevují projekty na stavbu malých - a snad tedy levnějších
- reaktorů.
Podle dnes uznávané klasifikace do ní spadají zařízení s elektrickým
výkonem pod 300 megawattů (MW). Velkou část projektů ovšem tvoří
zařízení ještě menší, s výkony pod 100 MW. Byť návrhy se v řadě
technických parametrů liší, drtivá většina z nich má ještě jedno
společné: dají se „skládat“ do větších elektráren, a proto se označují
jako modulární.
Podobné designy by měly nejen pomoci vyřešit otázku investiční,
ale také umožnit výrobcům využít všech výhod výroby v sériích; podle
dnešních odhadů by výroba sérií v řádu stovek kusů mohla změnit
ekonomiku jádra jako takového. To se týká především tzv. modulárních
reaktorů, které by měly umožňovat skládání do větších energetických
celků.
To je ovšem zatím hudba budoucnosti; odborníci (např. Mezinárodní
agentura pro atomovou energii
v tomto PDF) dnes odhadují, že energie z malých reaktorů nebude
levnější než z velkých, ba spíše naopak. Výhodou má být zatím spíše
třeba možnost nasazení v odlehlých částech světa, kde jsou všechny
dnešní formy energie drahé.
I proto dnes malý reaktor jednoduše na trhu koupit nelze (jak
zjistili i přes počáteční optimismus v Jablonci a Liberci) a přes
noc se to nezmění. Navrhování, schvalování a ověřování nových jaderných
projektů je otázkou desetiletí a miliard korun. Na běžném trhu,
tedy bez podpory státu, asi mohou takové projekty těžko vzniknout.
Státní garance se jim však ve větší míře nikdy nedostalo, a rozhodně
ne v západním světě, kde je nedůvěra k „jádru“ všeobecně vysoká
a energie není naléhavý nedostatek.
Pozn.: Pokud energie bude drahá a bude
jí nedostatek, pak se situace může měnit.
V několika zemích světa běží více či méně nadějné programy, které
doufají ve změnu situace. Mezi tradičními jadernými velmocemi, jako
jsou Čína, Rusko či Spojené státy, si přitom snaží najít místo i
země, které mají na pohled menší možnosti. Jednou z nich je i Kanada.
Země zaslíbená?
Kanada má zajímavou a úspěšnou tradici vlastních jaderných technologií,
čímž máme na mysli především samozřejmě reaktor CANDU. Jeho pro
laika nejnápadnější odlišností od běžných „temelínských“ (tj. tlakovodních
reaktorů) je schopnost pracovat s neobohaceným uranem.
Vzhledem k ceně uranu to dnes představuje spíše bezpečností než
finanční výhodu. Sehrála ovšem roli v rozhodování některých zákazníků
(Pákistán, Indie), kteří tento provozně osvědčený systém koupili.
Systém má i své značné nevýhody (využívá velmi drahou „těžkou vodu“
a má nižší účinnost), proto se dnes dále nevyvíjí. Přesto měl CANDU
jistý exportní úspěch, a možná proto v zemi jeho původu vznikla
iniciativa, která by chtěla Kanadu dostat na špici vývoje malých
jaderných reaktorů nové generace.
Země by se podle některých ohlasů měla stát „inkubátorem“ této
technologie nejen pro použití v domácích podmínkách, ale také v
jiných státech světa (technologie licencovaná v Kanadě by mohla
znamenat snazší cestu ke schválení třeba v USA či jinde v západním
světě než například technologie z Číny či Ruska). Kanada tedy má
svůj státní projekt „Cesty k malému kanadskému jadernému modulárnímu
reaktoru“ (Canadian Small Modular Reactor Roadmap) a kanadské jaderné
laboratoře (CNL) loni nabídly možnost vybudování pokusného jaderného
reaktoru ve svých areálech.
Ozvalo se zhruba dvacet zájemců, z nichž zatím tři postoupili
do druhého kola příprav: a první z nich pak na konci března podal
oficiální žádost o udělení licence pro stavbu a provoz malého jaderného
reaktoru v rámci programu. Reaktor nese název Micro Modular Reactor
(tj. Modulární Mikro Reaktor), jeho autorem je americká společnost
Ultra Safe Nuclear Corporation (Global First Power je její kanadské
zastoupení) a vzniknou by měl v areálu laboratoří Chalk River.
Takto by mohl vypadat podle představ konstruktérů malý provoz
využívající Micro-Modular Reactor a k němu připojenou malou
turbínu.
Na poměry dnešních reaktorů je opravdu „mikro“. Má plánovaný
tepelný výkon zhruba 15 MW a elektrický 5 MW (těm, kdo zapomněli,
připomínáme, že jaderné reaktory vyrábí teplo, které se pak mění
na elektrickou energii pomocí klasické turbíny). Reaktor by měl
být v podstatě typu „postav a zapomeň“: měl by se tedy naplnit jednou
při spuštění, a pak fungovat zhruba 20 let v podstatě bez nutnosti
údržby a určitě bez výměny paliva. Má se tak obejít bez vnějších
dodávek elektřiny či vody.
Palivo tvoří pelety s podílem obohaceného uranu zapuštěné v blocích
ze sloučeniny křemíku a uhlíku (karbid křemíku, tedy CSi). Chlazení
má obstarat netečné hélium, které má tu výhodu, že chemicky nereaguje
s ostatními materiály v reaktoru. Plyn s výstupní teplotou zhruba
630°C předává teplo do dalšího okruhu s roztavenou solí; pak se
z něj získává elektřina.
Samotný reaktor (tedy bez solného okruhu, turbíny atd.) by měl
být natolik malý, aby se vešel do standardního přepravního kontejneru.
Instalace a výměna by měly být o to jednodušší. A reaktory by mohly
sloužit pro dodávky tepla a elektřiny v odlehlejších částech Kanady
či jiných zemí.
Všeobecně se očekává, že žádost o stavbu podají ještě dvě další
společnosti, které jsou zatím ve fázi hodnocení projektů. Konkrétně
jde o firmy StarCore Nuclear a Terrestrial Energy. Společnost StarCore
navrhla vysokoteplotní, plynem chlazený reaktor o výkonu 14 MW elektrických,
zatímco Terrestrial Energy by chtěla postavit výrazně větší zařízení:
reaktor s roztavenými solemi o výkonu 195 MW elektrických.
Průřez předpokládanou podobou reaktoru firmy Davida LeBlanca,
který se zatím označuje zkratkou IMSR (Integral Molten Salt
Reactor)
Aktivní zóna je umístěna dole, z ní zahřátá sůl stoupá nahoru,
kde se jí odebírá teplo pro pohon turbíny (ta je umístěn v jiné
části elektrárny). Reaktor je v podstatě „kontejnerového typu“:
radioaktivní materiál by se z něj neměl dostat ven a reaktor by
se měl dodávat téměř připravený k provozu přímo z výrobní linky,
ne se připravovat na místě. Výkon by měl být u této menší varianty
cca 25 megawattů elektrické energie.
Možná se časem najdou i další, kanadský jaderný dozor CNSC provádí
předběžné hodnocení návrhu dodavatele deseti malých modulárních
reaktorů. Pro obor, který se ve vyspělém světě obecně potýkal spíše
s obavami než podporou, by tedy Kanada mohla být vítanou oázou.
Samozřejmě, úspěch je stále nejistý, ani jeden reaktor se ještě
nezačal stavět a zatím nejsou přesné plány, kdy by měl být dokončen.
Asi nebude velkým překvapením, pokud kanadské projekty nakonec
nepovedou ke komerčnímu úspěchu. Může se ukázat, že malé reaktory
prostě žádné místo na trhu nenajdou - nebo uspěje některý „nekanadský“.
Na světě lze dnes napočítat desítky návrhů a několik demonstračních
malých reaktorů se již různým tempem staví.
Akademik Lomonosov připlouvá do Murmansku 17. května 2018
V Rusku by se měl na podzim letošního roku, podle nejnovějších
informací v listopadu, spouštět tlakovodní reaktor KLT-40S na plovoucí
elektrárně Akademik Lomonosov, který je odvozený od reaktoru pro
jaderné ledoborce. Již roky se odkládá dokončení malého argentinského
tlakovodního reaktoru CAREM. A po odkladech by se letos snad konečně
mohlo začít pracovat na prvním exempláři čínského reaktoru HTR-PM,
který je chlazen plynem. Čína by také příští rok mohla zahájit stavbu
malého reaktoru ACP100, což je malý tlakovodní reaktor.
|
