Palivo na tisíce let: Tisíciletá říše jádra

Jaderná energetika je vnímána vzhledem k rizikům provozu rozporuplně. Jednu nespornou výhodu ale má: Vydrží nám déle než uhlí nebo zemní plyn. Vědci nyní vyvíjejí nové technologie, vedoucí k uzavřenému cyklu jaderných elektráren a přepracovávání vyhořelého paliva a ke komerčnímu nasazení rychlých množivých reaktorů. "Odhaduje se, že reaktory čtvrté generace umožní využívat zásoby uranu a thoria na Zemi po dobu několika tisíců let," prohlašuje předsedkyně Státního úřadu pro jadernou bezpečnost Dana Drábová. A to je spásná myšlenka, neboť rostoucí energetický apetit světa by při současných technologiích spotřeboval zásoby uranu za 100 až 150 let.

Co se týká množivých reaktorů, jsou již technicky zvládnuty, jejich současné rozšíření je ale nízké. "Je to dáno tím, že provoz je dražší než u běžných reaktorů s tepelnými neutrony, pro něž je paliva (přírodního uranu, uranu obohaceného izotopem U 235 nebo tzv. MOX paliva se štěpitelnými izotopy uranu a plutonia) na trhu stále dostatek," vysvětluje děkan Fakulty strojní ČVUT Praha František Hrdlička, na co je nutné se zaměřit.

Temelín na druhou

V České republice pochází z jaderných elektráren (Dukovany a Temelín) zhruba třetina vyrobené elektřiny. Do budoucna má podíl jádra dále růst vzhledem k dožívání dominantních odsířených uhelných zdrojů, jejichž technologie má životnost okolo patnácti let. "Jediným zdrojem energie, který dokáže kapacitně vyřešit deficit výkonu elektráren závislých na uhlí a po roce 2030 nahradit dočerpané uhelné zásoby, je elektřina z jádra," tvrdí mluvčí Temelína Marek Sviták. Temelín spadá pod ČEZ, který je zároveň i největším provozovatelem fotovoltaických elektráren v Česku.

Strategickou energetickou potřebu země v perspektivě let 2020 až 2080 má podle státní koncepce zajistit plánovaná dostavba dalších dvou bloků Temelína, podle některých údajů za zhruba 500 miliard korun. Právě probíhá posuzování jejího vlivu na životní prostředí EIA za účasti Rakouska, Německa, Slovenska a Polska. Projekt je ve fázi přípravy zadávací dokumentace, do zadávacího řízení se kvalifikovaly francouzská Areva, americký Westinghouse a česko-ruské konsorcium Škoda JS a Atomstrojexport. "Vítěz výběrového řízení by měl být znám do konce roku 2013," dodává Sviták.

Jádro má větší perspektivu i podle některých odborníků. Používání bezemisních zdrojů energie s nízkou hustotou, jako vítr a fotovoltaika, nebude podle nich ještě dlouho, a je otázkou, zda vůbec, bez masivní podpory z veřejných prostředků ekonomicky konkurenceschopné a pro hustě osídlené oblasti ani technicky realizovatelné. "A nezachrání to ani smart grids. Nebo si umíte představit výrobu elektrické energie pro potřeby mnohamilionových megapolis formou inteligentní sítě distribuovaných malých zdrojů na střechách budov? Já nikoli," vrtí hlavou Hrdlička.

Hlubinné úložiště za 50 let

Jedním z nejdiskutovanějších problémů jaderných technologií, když se odhlédne od případné katastrofy, je ukládání vyhořelého paliva. Hlubinné úložiště má být zprovozněno v roce 2065, do té doby je použité palivo skladováno ve speciálních kontejnerech umístěných v areálech jaderných elektráren. V Dukovanech je jeden s kapacitou 600 tun uranu již naplněn. Druhý o kapacitě 1340 tun je v provozu pátým rokem. "V Temelíně byl sklad o kapacitě 1370 tun uranu uveden do zkušebního provozu v září loňského roku," dodává Sviták. Tato technologie je podle něj využívána také v německých či amerických zařízeních.

Použité palivo zde může být uloženo údajně až 60 let, navíc již nyní existují výše uvedené technologie jeho přepracování. "Proto není provozovateli jaderných elektráren považováno za odpad, ale za cennou energetickou surovinu, kterou bude možno v budoucnu opět využít, nikoli ukládat v trvalém úložišti," vyzdvihuje Sviták. Palivo je totiž v reaktoru využito pouze ze čtyř procent a po přepracování je možné jeho opětovné využití. V Evropě jsou takové závody například ve Francii a v Británii, jejich většímu rozšíření zatím brání vysoké náklady. "S předpokládaným zvyšováním cen uranu na světových trzích se tato technologie stane pro energetické firmy zajímavou alternativou," míní Sviták.

Již zmíněná IV. generace reaktorů by podle něj mohla využívat palivo z 80 až 90 procent. "Průmyslové využití těchto reaktorů se předpokládá kolem let 2040-2050," předpovídá Sviták.

Staví se po celém světě

Jaderné elektrárny se přes odpor části veřejnosti staví v řadě zemí. V současné době je v provozu podle posledních údajů World Nuclear Association přes 440 reaktorů, které se podílejí na celkové světové produkci elektrické energie 14 procenty. V loňském roce přibyla nová zařízení v Rusku, Indii, Číně nebo Jižní Koreji a začalo se budovat 13 nových zdrojů opět zejména v Číně a dále v Rusku, Indii, Brazílii. Opět se rozjela stavba jaderné elektrárny Ohma v Japonsku, jež byla přepracována na vyšší odolnost proti zemětřesení. V 14 zemích se tak staví 62 jaderných bloků a dalších 157 jich plánuje postavit 27 států. Výstavba se postupně zvyšuje takovým tempem, že v roce 2015 má být každý měsíc zahajován nový projekt.

Výhody IV. generace reaktorů:

- bezpečnost

- trvale udržitelné

- ekonomické

- bezpečnost proti zneužití

- minimum odpadu

Zdroj: Ústav jaderného výzkumu Řež

Některé typy reaktorů IV. generace

- vysokoteplotní heliový reaktor (VTHR)

- plynem chlazený rychlý reaktor (GFR)

- reaktor chlazený tekutými solemi (MSR)

- reaktor chlazený tekutým olovem (LFR)

- sodíkový rychlý reaktor (SFR)

- superkritický vodní reaktor (SCWR)

Zdroj: ÚJV Řež

AUTOR: Petr Bayer