Nejvyšší soud v Japonsku rozhodl, že tamější vláda nemá odpovědnost za škody v souvislosti s havárií jaderné elektrárny Fukušima.

Na japonský nejvyšší soud se v této věci obrátilo v posledních letech více než 3 700 osob. Šlo hlavně o obyvatele, kteří poblíž Fukušimy dříve pobývali. Ti žádali, aby japonská vláda a provozovatel elektrárny Fukušima zaplatili dostatečné odškodné. Informovala o tom agentura Reuters.

Na základě posledního rozhodnutí ale japonská vláda žádnou odpovědnost za škody nenese. Podle soudců se tomu nedalo zabránit, ani kdyby japonský ministr průmysl nařídil provozovateli elektrárny posílit mořskou hráz.

Elektrárnu v roce 2011 výrazně poškodilo zemětřesení i následná přívalová vlna tsunami, kvůli čemuž došlo ke značnému úniku radioaktivity do okolí. Došlo tehdy k odstavení z provozu dvou chladicích systémů elektrárny. Jádra tří reaktorů se roztavila a do vzduchu, půdy a moře se uvolnily radioaktivní částice. Únik radiace ve Fukušimě vedl k evakuaci zhruba 160 tisíc osob.

Ničivé zemětřesení o síle devíti stupňů a následná přívalová vlna tsunami připravily na počátku března roku 2011 v Japonsku o život téměř 19 tisíc lidí. Šlo o druhou největší jadernou havárii na světě hned po Černobylu.

Těma jaderné energetiky bylo v sousedním Německu dlouhou dobu úplně tabu. V souvislosti s nynější energetickou krizí se ale situace u této jedné z největších zemí Evropské unie začíná pomalu měnit. Nyní ke změně postoje k jaderné energetice vyzývá i německý ministr financí Christian Lindner, který je šéfem vládních svobodných demokratů (FDP).

Lindner pro deník Bild uvedl, že Němci kvůli současným problémům ještě diskuzi o případném skutečném odstoupení od jaderné energetiky očekávají. Podporu by mohl najít třeba mezi zákonodárci konzervativní strany CDU/CSU, která je v Německu momentálně největší opoziční stranou.

„Německo nesmí zavírat oči před debatou, která se vede po celém světě. Doporučuji bez předsudků předložit na jednací stůl všechny argumenty,“ řekl pro deník Bild německý ministr financí s tím, že by se investice do německého jádra podle něj tedy vyplatily.

Podobný pohled na věc má i současný bavorský premiér Markus Söder, který je nyní v čele Křesťansko-sociální unie. Ten by nechal německé jaderné elektrárny v provozu aspoň do roku 2024. Sloužit by podle něj měly hlavně jako bezpečnostní rezerva.

Německo se rozhodlo jít cestou bez jaderné energetiky už v roce 2011. Tehdy tento přístup schválila kancléřka Merkelová. Od té doby dochází k postupnému omezování jaderné sítě a poslední tři momentálně činné jaderné zdroje má Německo odstavit na konci roku 2022. 

S ohledem na současnou značnou nejistotu, zda bude mít Evropa v příštích letech dostatek takových energetických zdrojů, aby byla schopna pokračovat v plnění závazků plynoucích z unijní politiky Green Dealu, je zřejmé, že přehodnocením bude muset projít i jaderná energetika. Řečeno jinak: v rámci diskusí o tom, zda vůbec, případně za jakých podmínek jadernou energetiku dále rozvíjet, nepochybně posílí argumenty na podporu tzv. malých modulárních reaktorů, o kterých se ostatně již delší čas hovoří jako o slibné alternativě k reaktorům klasickým.  

Tímto směrem se rozhodla jít i společnost ČEZ, která v areálu jaderné elektrárny Temelín již dokonce vyčlenila speciální prostor, kde by v budoucnu měl malý modulární reaktor stát. ČEZ o tomto kroku informoval společnosti NuScale, GE Hitachi, Rolls Royce, EdF, KHNP a Holtec International, s nimiž má již podepsanou smlouvu o spolupráci.

Mezi důvody, proč by měl pilotní projekt malého modulárního reaktoru vzniknout právě v Temelíně, ČEZ uvádí, že se jedná o prověřenou jadernou lokalitu se stabilním geologickým podložím, dostatkem zkušeného provozního personálu i pracovníků ochrany.

Menší, bezpečnější, levnější

„Touto aktivitou není nijak narušen plán na stavbu standardních dvou bloků v lokalitě Temelín. Opce na ně jsou i součástí výběrového řízení na stavbu nového jaderného bloku v Dukovanech, které jsme spustili před dvěma týdny,“ vysvětluje Daniel Beneš, předseda představenstva a generální ředitel ČEZ.

„Řada firem ve světě už pracuje na budoucnosti jaderné energetiky. Reaktory budou menší, bezpečnější, nebudou stát tolik peněz, nebudou mít tak velký výkon a budou modulární, budou se moci přidávat jeden za druhým. To je budoucnost. Řada států se zaměřuje na firmy, které takové reaktory vyvíjejí a mají, velká část z nich je na americkém kontinentu. A protože tu máme lokalitu Temelína, počítalo se, že se bude rozšiřovat, máme tu jaderné inženýry, tak bych byl rád, aby v jižních Čechách takový modulární reaktor vyrostl,“ uvedl pro ČTK hejtman Jihočeského kraje Martin Kuba. „V Česku je řada firem, které jsou v energetice velmi zdatné a patřily do dodavatelských řetězců, ale historicky spíše do těch ruských, což je přirozené. Teď je velká příležitost, jak se objevuje nový typ reaktorů, kdyby české firmy dostaly příležitost spolupracovat s americkými. Chci, aby náš kraj v tom byl lídrem,“ dodal hejtman.

ČEZ se prostřednictvím dceřiné společnosti ÚJV Řež vývoji malých modulárních reaktorů již řadu let věnuje. V pokročilém stádiu výzkumu je například projekt HeFASTo nebo projekt Energywell.

Nadějná alternativa

Malé modulární reaktory jsou relativně malé, snadněji přepravitelné a velmi bezpečné energetické zdroje o výkonu jednotek, desítek, maximálně nižších stovek megawattů (podle Mezinárodní agentury pro jadernou energii se za malý modulární reaktor považuje elektrárna s výkonem do 300 MWe) – tedy řádově menší než například současné bloky jaderných elektráren Dukovany nebo Temelín.

Jejich výhodou by měla být sériová výroba a montáž přímo ve výrobních závodech.  Zároveň bude možné soustředit větší počet těchto modulů v jedné lokalitě. V tom případě by mohly představovat alternativu stávajících jaderných bloků třetí a navazující čtvrté generace. Díky variabilitě jejich výkonu se od nich očekává také to, že budou moci vhodně doplňovat a zálohovat obnovitelné zdroje energie, především pak větrné a fotovoltaické elektrárny. Firmy vyvíjející modulární reaktory avizují, že první projekty tohoto typu hodlají spustit do konce tohoto desetiletí.

Ruské síly na Ukrajině napadly v noci na 4. března areál Záporožské jaderné elektrárny. Po střelbě došlo k požáru k jedné z budov. Situaci se však podařilo zatím zvládnout a k poškození jaderných částí elektrárny nedošlo. Jde o první případ vojenské operace proti funkčnímu jadernému zdroji.

Energetické bloky Záporožské jaderné elektrárny zůstaly nedotčeny. Pomocné budovy reaktorového prostoru prvního bloku byly poškozeny, což ale nemá vliv na bezpečnost bloku. Systémy a komponenty důležité pro bezpečnost elektrárny jsou funkční a změny radiační situace se nezaznamenaly. Uvedl to dnes v prohlášení Státní úřad pro jadernou bezpečnost .

Po nočním ruském útoku na záporožskou elektrárnu na jihovýchodě Ukrajiny vypukl v pětipodlažním výcvikovém zařízení požár, který byl později uhašen. Ruské jednotky elektrárnu ovládly, na místě zůstávají zaměstnanci a kontrolují stav jaderných bloků.

Hořelo v pětipatrovém výcvikovém zařízení. Na místě zůstávají zaměstnanci elektrárny a kontrolují stav bloků, podle ukrajinských úřadů míra radioaktivity v oblasti nepřesáhla nebezpečnou úroveň, což řekla i americká ministryně energetiky Jennifer Granholmová. O případných obětech zatím nejsou zprávy.

Šéfka českého úřadu pro jadernou bezpečnost Dana Drábová komentovala na twitteru ruský útok stručně: „Zešíleli. Ale elektrárna zatím drží.“ „Jsou porušeny ženevské konvence, které obsahují i ustanovení o ochraně nebezpečných objektů nebo objektů, které by se mohly stát nebezpečnými, kdyby se ocitly pod vojenským útokem,“ řekla pak v Českém rozhlasu.

O ostřelování jaderného zařízení informoval po půlnoci mimo jiné ukrajinský ministr zahraničí Dmytro Kuleba, který vyzval k okamžitému zastavení palby. Ukrajinské ministerstvo energetiky oznámilo, že byl zasažen jeden ze šesti jaderných bloků, ale na jeho bezpečnost to vliv nemělo. Mluvčí elektrárny Andrij Tuz upřesnil, že tento blok byl renovován a byl mimo provoz, jaderné palivo v něm ale bylo.

Během noci přicházely často rozporné informace o požáru i o radiaci. Ruská agentura TASS sice informovala, že v elektrárně vypukl požár, o ruském útoku se nezmínila. K ukončení bojů u jaderné elektrárny vyzvala mimo jiné Mezinárodní agentura pro atomovou energii (MAAE). Twitterový účet agentury je mimochodem asi nejlepším zdrojem ověřených zpráv o stavu elektrárny.

To tu ještě nebylo

Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj v reakci na dění kolem záporožské elektrárny v mimořádném projevu prohlásil, že pokud v objektu dojde k výbuchu, „bude to konec všech, konec Evropy, evakuace Evropy“. „Ruská vojska může zastavit pouze okamžitá evropská akce (…) Žádná země na světě nikdy neostřelovala jaderné bloky,“ dodal podle webu RBK Ukrajina.

To je velmi vypjaté vyjádření, situace podle dostupných informací tak vyhrocená. Riziko jaderného výbuchu se v tuto chvíli zdá minimální. I když stále není v tuto chvíli zcela jasné (a těžko v dohledné době bude), zda šlo z ruské strany o cílenou provokaci nebo omyl. Pro první možnost by svědčila skutečnost, že cílem útoku se stala výhradně nejaderná část elektrárny. Pravdou ovšem je, že situace je bezprecendentní, stejně jako potenciální škody, pokud by došlo k vážnému poškození jaderných zařízení (když izraelská letadla zaútočila na irácký reaktor Osirak před 40 let, ještě v něm nebylo jaderné palivo). Která ovšem, je zapotřebí mít na paměti, mají velmi robustní a zesílenou konstrukci.

Kvůli situaci v záporožské elektrárně ukrajinský prezident telefonoval se svým americkým protějškem a Joe Biden podle agentury Reuters podpořil Zelenského požadavek, aby v oblasti okamžitě přestaly boje. Také úřad britského premiéra oznámil, že Boris Johnson v ranních hodinách telefonicky hovořil s prezidentem Zelenským a souhlasil, že Rusko musí ihned zastavit útok.

K Enerhodaru, kde se elektrárna nachází, se ruská vojska přiblížila ve středu, civilisté je ale podle agentury Unian do města nepustili. Ve čtvrtek starosta Dmytro Orlov sdělil, že se blíží kolona více než 100 těžkých vozidel. Ruské síly podle něj ostřelovaly barikádu a použily zbraně proti civilistům, načež konvoj vyrazil k jaderné elektrárně.

Záporožská elektrárna na jihovýchodě Ukrajiny je pokládána za největší jadernou elektrárnou v Evropě s celkovým instalovaným výkonem 6000 MW (šest energobloků po 1000 MW), což je zhruba trojnásobek ve srovnání s českým Temelínem. Podle čistého elektrického výkonu (6 x 950 MW) je pátá největší na světě a zajišťuje zhruba pětinu ukrajinské produkce elektřiny.

Výstavba hlavních budov elektrárny započala roku 1979 a v roce 1980 začal být budován první z reaktorů. Elektrárna byla vybudována dle plánu čtyř tlakovodních reaktorů VVER 1000/320, každý o výkonu přibližně 1000 MW. V roce 1988 byl přijat návrh dostavby dalších dvou stejných reaktorů, celkem tedy elektrárna disponuje 6000 MW elektrického výkonu. Všechny reaktory byly do roku 1996 v provozu pouze s čtyřletým zpožděním. Záporožská jaderná elektrárna se od svého spuštění stala první jadernou elektrárnou, která od svého spuštění vyrobila 1 bilion kWh elektřiny, stalo se tak 29. března 2015 v 11:40 hodin.

Ruští vojáci už dříve ovládli odstavenou jadernou elektrárnu Černobyl, která leží zhruba 100 kilometrů severně od ukrajinského hlavního města Kyjeva a v níž se na jaře 1986 odehrála bezprecedentní jaderná katastrofa.

Evropská komise potvrdila, že technologie využívající jádro a plyn mohou být zařazeny do tzv. taxonomie udržitelných činností. Její rozhodnutí nyní posoudí členské státy a Evropský parlament. Česká republika podle vyjádření Ministerstva průmyslu a obchodu spolu s podobně smýšlejícími státy prosadila v oblasti zemního plynu téměř všechny své požadavky, u jádra pak bude i nadále usilovat o zajištění podmínek pro dlouhodobý provoz jaderných elektráren i výstavbu nových jaderných zdrojů.

„Jde o další impuls ke zrychlení procesu přípravy nových jaderných zdrojů, které v dlouhodobé perspektivě zajistí efektivní dekarbonizaci, stabilitu elektrizační soustavy a energetickou soběstačnost ČR. Zároveň podmínky pro zemní plyn umožní realizovat transformaci české uhelné energetiky,“ uvedl ministr průmyslu a obchodu Jozef Síkela.

Vstřícný krok

Komise v takzvané taxonomii vyšla vstříc zemím jako Francie, Polsko či Česko, které chtějí na jádro a plyn sázet při odstavování elektráren či tepláren využívajících uhlí nebo ropu. Pravidla, jejichž cílem je přesvědčit soukromé investory k podpoře zmíněných zdrojů v příštích dvou desítkách let, kritizuje skupina dalších států a Rakousko komisi hrozí žalobou.

Obnovitelné a jaderné zdroje mají podle Evropské komise do roku 2050 představovat páteř bezuhlíkové evropské energetické soustavy. V zájmu úspěšného naplnění Green Dealu chce Evropská komise pomocí taxonomie motivovat k investicím do udržitelných zdrojů. Návrh počítá s možností vyhodnotit aktuální stav přechodu k udržitelnému energetickému systému každé tři roky, přičemž termíny by mohly být dále upravovány.

V oblasti zemního plynu se ČR ve spolupráci s podobně smýšlejícími členskými státy podařilo prosadit téměř všechny požadavky. Ohledně výroby elektřiny z plynu se podařilo zajistit možnost počítat snížení emisí z celé životnosti zařízení. „Za oblast zemního plynu hodnotíme výsledek jako přijatelný, nejdůležitější priority v oblasti nerealistických požadavků na spoluspalování nízkouhlíkových či zelených plynů se podařilo prosadit,“ řekl náměstek pro energetiku René Neděla.

Konečná podoba taxonomie se, co se týče plynu, proti původnímu návrhu z přelomu roku dočkala několika změn. Komise například odstranila dílčí termíny pro přechod k čistému plynu a ponechala jen konečný rok 2035, kdy budou muset zelenými investicemi podpořené podniky využívat pouze nízkoemisní plyny.

Více respektu k reálným potřebám

„V oblasti jádra jsme společně s dalšími zeměmi prosadili úpravy, které odstraňují či zmírňují dodatečné podmínky pro jaderné zdroje. S označením jaderné energetiky za přechodnou aktivitu a se stanovením lhůt pro stávající a nové jaderné zdroje ale nesouhlasíme ani my, ani naši spojenci,“ podotkl náměstek pro jadernou energetiku Tomáš Ehler. Podle něj bude pro Českou republiku klíčové zajistit podmínky pro dlouhodobý provoz jaderných elektráren i rozvoj nových jaderných zdrojů bez ohledu na „nezávazná vodítka v podobě taxonomie“.

Podle Evropské komise budou státy muset kromě jiného mít například vybudovaná hlubinná úložiště vyhořelého paliva od roku 2050. Zelený status budou mít pouze ty nové jaderné bloky, které získají stavební povolení do roku 2045. Každé tři roky přitom bude moci komise na základě nových vědeckých poznatků pravidla přehodnotit a navrhnout změnu podmínek.

Dosavadní česká koncepce plánuje zprovoznit hlubinné úložiště v roce 2065. „Komisi jsme opakovaně upozornili, že taxonomie nemá nijak zasahovat do oblasti jaderné bezpečnosti a že je vhodné respektovat reálnou potřebu zprovoznění hlubinného úložiště radioaktivního odpadu v jednotlivých členských zemích. Stanovení podmínky roku 2050 pro zprovoznění úložiště je tak čistě politické. MPO ve spolupráci se Správou úložišť radioaktivních odpadů nyní analyzuje možnosti splnění tohoto data,“ dodal Tomáš Ehler.

Cesta k nezávislosti

Evropská komise bude taxonomii nadále doplňovat a aktualizovat. Vychází z předpokladu, že dotčené technologie se budou časem zlepšovat a budou také vznikat technologie nové. Investoři by tak měli mít průběžně přehledný seznam „zelených technologií“, aby se mohli kompetentně rozhodovat, do jakých projektů vloží své peníze.  

„Taxonomie přinese předvídatelnost pro trh a v dlouhodobějším měřítku také levnější energii vyrobenou v Evropě. A tak pomůže nezávislosti Evropy na geopolitické mocenské hře,“ uvedla místopředsedkyně komise Věra Jourová s odkazem na současnou energetickou závislost řady unijních zemí na Rusku. Výsledná podoba pravidel je podle ní „zdravý evropský kompromis a dobrá dohoda pro Česko“.

Státy a Evropský parlament přenesly na komisi mandát ke schválení taxonomie, proto do její podoby po dnešku již nemohou zasahovat. Mají ale možnost ji odmítnout jako celek. Muselo by se však pro to nejdéle do půl roku vyslovit alespoň 20 z 27 členských zemí či většina europoslanců. To je však podle dosavadních vyjádření politiků nepravděpodobné.

Dlouho budovaný a odkládaný finský jaderný blok Olkiluoto 3 dostal povolení zvýšit výkon nad pět procent maxima. Provoz bloku byl zahájen v listopadu 2021, plného provozního výkonu by měl dosáhnout v létě letošního roku.

Finský jaderný dozor, úřad známý jako STUK, dal provozovateli jaderného reaktoru Olkiluoto 3 svolení k tomu, aby reaktor přešel ze zkušebního provozu do režimu, ve kterém už má začít vyrábět elektřinu. Blok, který je osazen evropským reaktorem EPR společnosti Areva, mohl tedy od 4. ledna poprvé začít pracovat na více než pět procent svého maximálního výkonu.

K jeho „spuštění“ (dosažení kritického stavu) došlo v noci na 21. prosince 2021, přesně ve tři hodiny a 22 minutu. Od té doby na bloku probíhaly prověrky všeho možného, především samozřejmě klíčových „jaderných“ částí (aktivní zóny a přidružených systémů). Zkoušky měly odhalit problémy, které by při vyšším výkonu mohly způsobit vážné potíže či poškození reaktoru. Vzhledem k téměř nulovému výkonu reaktoru za těchto testů nedošlo na výrobu elektřiny.

Schválení k navýšení výkonu neznamená, že blok se nyní může rozběhnout naplno. Provozovatel bude muset znovu žádat o svolení k navýšení výkonu nad hranici 30 procent maxima. To činí 4 300 megawattů tepla, ze kterého se pak turbíny vyrobí zhruba 1 600 MW elektřiny. Ovšem již ve výkonovém pásmu mezi 5 a 30 procenty by nový blok měl vyrábět elektřinu a dodávat ji do sítě. I tyto systémy se musí před zahájením běžného provozu ověřit v chodu.

Blok by mohl na plný výkon začít pracovat nejvdřív v červnu 2022, předtím si provozovatel bude muset ještě vyžádat schválení ke zvýšení výkonu nad 60 procent maxima. Pokud to tak bude a naběhnutí reaktoru do plného provozu proběhne podle harmonogramu, bude to pro Olkiluoto 3 dosti netypické. Podle plánu šlo při jeho stavbě máloco.

Neshody od samého začátku

Jaderný blok Olkiluoto je totiž v mnoha ohledech skutečně varovným příkladem, jak jadernou elektrárnu nestavět. Finská vláda obecnou žádost o záměru výstavby jaderné elektrárny schválila na počátku roku 2002. V roce 2005 schválila samotnou výstavbu, která pak v létě téhož roku byla zahájena. To tedy znamená, že tento jeden blok se stavěl zhruba 17 let.

Problém byl přitom již se samotnou přípravou projektu. Dnes se komentátoři a znalci shodují, že nešlo o ideální typ spolupráce prakticky na všech stranách. Hlavním dodavatelem se stalo konsorcium firem Areva a Siemens (tehdy známé jako Framatome). Elektrárnu měly dodat „na klíč“. Nad konkurencí (GE a ruský Atomstrojexport, který byl ovšem vyřazen z formálních důvodů) francouzsko-německá skupina zvítězila především díky ceně.

Areva, která potřebovala velkou stavbu, nabídla, že projekt dokončí levně a rychle. Projekt byl tedy uzavřen na fixní cenu 3,2 miliardy euro a s řadou velmi bolestivých finančních sankcí za pozdní dodání – u reaktoru, který nikde jinde na světě nestál. Vznikl tak vztah, který nahrával ostrým sporům: TVO průběh výstavby sledovalo jen v omezené míře – vždyť byla „na klíč“ – a tak bylo například překvapeno, že Areva si vybralo subdodavatele primárně podle ceny.

Všechny tři bloky finské jaderné elektrárny Olkiluoto (foto TVO)
Všechny tři bloky finské jaderné elektrárny Olkiluoto (foto TVO)

Francouzská firma, která měla od začátku na starosti dohled nad celou stavbu i přípravu hlavních jaderných částí projektu, také nadělala spoustu chyb. Zpozdila se s dodáním dokumentace finskému jadernému dozoru. Na stavbě byly od začátku problémy s koordinací prací, projevovala se i neznalost finského prostředí ze strany Arevy. Která si problém ještě znásobila tím, že minimálně zpočátku nevyužívala místních subdodavatelů.

Řada z nich také neměla kromě znalostí finského prostředí a podnebí žádné zkušenosti ani s jadernými projekty obecně. Došlo tak mimo jiné k dodávce nekvalitního materiálu pro betonáž základů. Jejich část musela být zdemolována a provedena znovu. Finský jaderný úřad při svém šetření dospěl k závěru, že nezkušení subdodavatele neměli od Arevy a Siemensu dostatečné instrukce, aby mohli pracovat podle plánu, a na stavbě chyběl dostatečný dohled.

Jak se množily problémy, bylo jasné, že původní termín – spuštění v roce 2010 – je zcela nereálný. Siemens, který svou nejadernou část dokončil celkem včas (celkové zpoždění je asi rok proti plánu), v roce 2009 z projektu vycouval, a tak hlavní tíži sankcí za prodlení nakonec nesla Areva.

Ta musela nakonec otevřeně přiznat, že není připravena je zaplatit v plné smluvní výši. S TVO se dohodla mimosoudně (ale až po zahájení soudního sporu) na zaplacení penále 450 milionů euro. Které se nakonec ještě navýšilo o dalších 400 milionů, protože se nepodařilo dodržet ani v této dohodě stanovený termín zahájení provozu v roce 2019.

Dřelo to, ale vyšlo to

Při zpětném hodnocení se analytici a znalci celkem shodují v tom, že velkou roli v problémech hrála jak samotná, velmi „přísná“ podoba smlouvy o stavbě, tak především nezkušenost Arevy. Ta neměla dostatek kvalifikovaných zaměstnanců a kapacit na dohled nad projektem (což zahrnovala i části, na které se obecně nespecializovala). Audit vypracovaný na zakázku francouzské vlády také dospěl k názoru, že i v Arevě bylo interně jasné, že informace ohledně plánované délky výstavby jsou lživé. Společnost si tak chtěla zvýšila šnace na získání zakázky.

Původně odhadovaná cena 3,2 miliardy eur tak ani zdaleka nebyla dodržena. V roce 2012 Areva odhadla celkové náklady na 8,5 miliardy eur, ale to je nejspíše ještě „podstřelený“ odhad. Firma ovšem žádnou aktualizaci nákladů nezveřejnila – což samozřejmě samo o něčem svědčí. Zadavatel a provozovatel, společnost TVO, pro média otázku celkové ceny elektrárny nechce komentovat. Na jaře letošního roku ovšem uvedl, že jeho investice – vzhledem k typu smlouvy nižší než cena stavby – činila zhruba 5,7 miliardy eur.

Zkušenost Arevy je tedy nepochybně bolestivá. Finský reaktor se ovšem podařilo minimálně dostavět. Ostatně, není divu, Finové náročné jaderné projekty umí připravit, ukazují jiné příklady.

Přestože šlo o první zahájený reaktor svého typu, celková cena není zase o tolik vyšší než by mohla být v případě dostavby českých reaktorů. Jejich konečná cena by velmi pravděpodobně přesáhla 250 miliard korun, což by dnes odpovídalo zhruba 11 miliardám eur. Hlavní rozdíl je v tom, že na rozdíl od Čechů, kteří o něm dlouhé roky pouze mluví, Finové svůj reaktor už mají.

Co ve Finsku stojí

Evropský tlakovodní reaktor (European Pressurized Water Reactor nebo Evolutionary Power Reactor) je tlakovodní jaderný reaktor generace III+ vyvinutý francouzskými firmami Areva (dříve Framatome) a EDF ve spolupráci s německým Siemens AG.

Koncepce EPR vychází z kombinace předností modelu německé jaderné elektrárny KONVOI a francouzského projektu N4, tak aby typ vyhovoval požadavkům evropských regulátorů s důrazem na aktivní bezpečnostní systémy a vysoký výkon.

Reaktor může během normálního provozu vyvíjet maximálně 4 300 MW tepelného výkonu, z nichž se vyrábí zhruba 1 600 megawattů elektrického výkonu. Elektrický výkon se postupně bude samozřejmě měnit, pokud se pokusí zvýšit účinnost turbín, které nejsou dimenzovány na stejnou životnost jako jaderná část bloku.

Design obsahuje řadu bezpečnostních prvků, které v minulosti nebyly standardem. Na rozdíl od předchozích generací jaderných elektráren projekt (a další stejné generace III+) řeší i možnost těžké havárie s tavením aktivní zóny. K tomu slouží tzv. lapač koria (lapač roztavené aktivní zóny), který má zbytky aktivní zóny zachytit.

Oproti ruskému projektu MIR-1200 se u EPR lapač koria nenachází přímo pod reaktorovou nádobou, ale roztavené korium se po protavení ocelovou přepážkou ve dně reaktorové nádoby odvádí transportním tunelem mimo šachtu reaktoru do záchytného prostoru. Odvedení mimo šachtu reaktoru umožňuje vybudovat velký záchytný prostor o ploše 170 m2, který je pokryt vrstvou tzv. obětovaného betonu. Jedná se o speciálně navržený beton, který rozředí taveninu a vytvoří tak homogenní směs s výrazně odlišnými vlastnostmi.

Reaktorová nádoba se skládá ze čtyř svařovaných částí a je v průměru 5,5 metrů široká, vysoká 11 metrů. Díky vyměnitelné vnitřní výstelce, tzv. těžkému reflektoru z nerezové oceli, je reaktorová nádoba pro EPR navržena nejméně na 60letou dobu provozu. Tento těžký reflektor slouží ke snižování neutronového toku dopadajícího na tlakovou nádobu a částečně odráží neutrony zpět do aktivní zóny.

Aktivní zóna je navržena tak, že obohacení oxidu uraničitého pro počáteční vsázku nepřesahuje 5% a reaktor lze provozovat i s použitím stoprocentního MOX paliva, přičemž jedna reaktorová kampaň může trvat až 24 měsíců. Samotná aktivní zóna se skládá z 241 čtvercových palivových kazet a každá kazeta obsahuje 265 palivových tyčí a 24 vodicích trubek klastrové regulace.

V současnosti (k 19. 10. 2017) jsou dokončeny či ve výstavbě na celém světě čtyři reaktory – Olkiluoto 3 (Finsko), Flamanville 3 (Francie) a dva v čínském Taishan, které jsou již v běžném provozu. Další dva bloky jaderné elektrárny Hinkley Point C (Velká Británie) jsou v návrhu realizace a jejich dokončení je předběžně plánované na rok 2027.

Kvůli mnoha potížím spojených s výstavbou dvou evropských jaderných bloků EPR, které výstavbu elektráren nejen prodlužovaly, ale i výrazně zdražovaly, pracuje Areva na novém modelu EPR, který by měl být jednodušší a levnější.

Aktualizace: Do článku jsme doplnili informaci o výši investice TVO do elektrárny (která je ovšem nižší než cena samotné stavby). Děkujeme našim pozorným čtenářům za inspiraci a upozornění.

Firma Rolls-Royce založila novou odnož zaměřenou na vývoj menších jaderných reaktorů. Ta dostala do začátku 400 milionů liber (cca 12 mld. Kč), napůl od soukromých investorů, napůl od britské vlády. Nové typy reaktorů mají zemi pomoci splnit cíl snižování emisí.

Nová „divize“ společnosti ponese název Rolls-Royce SMR. Tři písmena v názvu jsou zkratkou anglické podoby výrazu „malý modulární reaktor“ („small modular reactor“). To je označení pro reaktory, které by měly mít menší výkon než dnešní kolosy a zároveň by se měly stavět do jisté míry „sériově“: z modulů, které se staví ve výrobním závodě, a pak se relativně jednoduše skládají na místě, kde má stát samotná elektrárna.

Nejde přitom rozhodně o exkluzivní nápad společnosti Rolls-Royce, podobné projekty vznikají prakticky po celém světě. Ale jejich realizace vázne, a to hlavně z ekonomických důvodů. Jak to chce změnit známá britská společnost?

Od ponorek k elektrárnám

Firma Rolls-Royce rozhodně není žádný jaderný nováček. Její konstruktéři navrhly tři generace reaktorů pro ponorky britského královského loďstva, její inženýři a dělníci je pak staví.

Navíc na projekt není sama: vede konsorcium osmi dalších firem, které mají zkušenosti z jiných aspektů výstavby jádra. Do konsorcia tedy patří například společnosti stavební, které mají zkušenosti mimo jiné i s velkými infrastrukturní veřejnými zakázkami. Rolls-Royce je ovšem hlavním účastníkem projektu: ve výsledku by měla vlastnit cca 80 procent nově vzniklé společnosti.

Jejím hlavním úkolem bude vyvinout nový typ jaderné elektrárny postavené kolem malého reaktoru využívající osvědčené technologie tzv. lehkovodních reaktorů. Jde tedy v podstatě o zařízení s velmi podobnými výkony a na stejném principu jako jaderné reaktory v Dukovanech (V Temelíně stojí již reaktory výrazně výkonnější). Výkon reaktorů Rolls-Royce by měl být cca 470 megawattů (MW), dukovanské měly původně 440 MW (dnes 505 MW po instalaci lepších turbín). Tento údaj mimochodem také znamená, že striktně řečeno nejde o „malý modulární reaktor“, protože ty podle klasifikace Mezinárodní agentury pro atomovou energie (IAEA) mají výkon do 300 MW.

Hlavní výhodou nového reaktoru by ovšem neměly být rozměry, ale cena. Po rozjezdu výroby by měla jedna jednotka stát méně než dvě miliardy liber (tedy méně než 60 miliard Kč) při výkonu zhruba kolem 470 MW elektrického výkonu.

Pro srovnání: v Británii se dnes staví velké, „tradiční“ reaktory v elektrárně Hinkley Point. Ty vyjdou podle všeho na více na 20 miliard liber (asi 600 miliard korun), přičemž budou mít zhruba třikrát větší výkon než připravovaný reaktor Rolls-Royce.

Velkou roli v tomu hrát sama velikost projektu. Cenu velkých atomových elektráren do značné míry určuje, kolik investor zaplatí na úrocích z peněz, které si na stavbu musel půjčit. Proto dnes velké jaderné elektrárny na běžném komerčním finančním trhu nemají prakticky šanci – objem půjčených peněz by musel být tak veliký, že splácení úvěru se extrémně protáhne a prodraží.

Ze stejného, tedy finančního důvodu, bude projekt malých reaktorů Rolls-Royce poměrně technicky konzervativní. Čím je projekt větší nebo náročnější z technického hlediska, tím riskantnější se může zdát bankám, vysvětlují své rozhodnutí Rolls-Royce a jeho partneři. Pokud by nová jednotka stále méně než dvě miliardy liber, rozhodně by se tím usnadnilo shánění financování.

Zednické inovace

Třetím faktorem, který o finančním úspěchu rozhoduje (a je spjatý s náročností projektu i jeho celkovou velikosti) je čas. Cílem je, aby se stavba nové „malého reaktoru“ Rolls-Royce dala zvládnout do čtyř let – a to od určení a schválení místa až ke schválení k provozu.

Schvalování místa firma nepočítá, protože v první fázi předpokládá, že se bude stavět hlavně na místech, která jsou vyčleněna na stavbu jaderných reaktorů. Například v České republice jsou v podstatě připravená „volná místa“ jak v areálu elektrárny Dukovany, tak Temelín, a na obou by se výhledově měly stavět další bloky.

Harmonogram stavby by pak měl být zhruba následující: zhruba rok a půl až dva roky by měly trvat přípravné práce, při nichž se kopou základy, připravuje se staveniště a tak dále a tak podobně. Tato fáze představuje zhruba 15 % celkových nákladů na elektrárnu. V druhé fázi se na místo dopravují moduly vyrobené ve specializovaném závodě a montují se dohromady.

Právě v této fázi se britské konsorcium chce pokusit přijít s hlavními inovacemi. Jde spíše o záležitosti provozní, které mají zajistit, že zakázka půjde podle plánu a bude hotova přesně na čas.

Jednou takovou inovací má být, že stavba by měla probíhat pod střechou. Půdorys navrhované elektrárny je poměrně malý. Má tvar nepravidelné elipsy o maximální délce zhruba 180 metrů a šířce v nejširším bodě kolem 70 metrů. Tu celou plány Rolls-Royce SMR navrhují ukrýt pod lehkou, ale samozřejmě poměrně odolnou střechou. Má jít o vícenásobně použitelnou konstrukci, která se tedy má přemisťovat ze stavby na stavbu.

Stavba pod střechou má mít celou řadu výhod, ale v případě klasických jaderných elektráren je nepraktická: používají se tam příliš velké díly. Konstrukce například stavbu oddělí od okolí, takže ta méně znečišťuje a obtěžuje okolí. Během stavby není nutné ohlížet se na počasí, které třeba v britských podmínkách v některých částech roku poměrně výrazně omezuje možný rozsah stavebních činnosti. Celá konstrukce také má být funkční: pod střechou se nachází pojezdové jeřáby, které mají zjednodušit práce na staveništi.

Vizualizace možné podoby budovy malé jaderné elektrárny společnosti Rolls-Royce SMR (foto Rolls-Royce SMR)
Vizualizace možné podoby budovy malé jaderné elektrárny společnosti Rolls-Royce SMR (foto Rolls-Royce SMR)

Aby nehyzdila

Když byl návrh nové britské malé elektrárny před několika lety poprvé představen, zaujal také svým vzhledem. Samotná elektrárna je pak rozdělena do několika budov, které jsou ovšem všechny překryty lehkým krytem. Na starších vizualizacích byl často k vidění jako průhledný, na těch současných se spíše objevuje střecha pokrytá (alespoň na pohled) fotovoltaickými panely.

Celý komplex je navržen údajně s ohledem na to, aby elektrárna byla co poměrně málo nápadná, a to hlavně při pohledu z úrovně terénu. Pozorovatel by měl vidět malý pahorek s budovou, která připomíná spíše koncertní halu než průmyslovou budovu. Spodní, zelenou část „pahorku“ tvoří násyp obsahující obsahuje některé pomocné budovy a systémy. Nemá tedy funkci čistě estetickou.

Stavba by tedy neměla rušit, naopak by měla působit pokud možnost nenápadně. Což může jistě být zajímavý způsob, jak se pokusit oblomit odpor alespoň části odpůrců dalšího rozvoje jádra.

Dodejme ovšem, že Rolls-Royce si pečlivě vybíral, co veřejnosti prezentovat. Na jeho vizualizacích například nejsou nikdy vidět chladící věže. Ty skutečně nejsou nutné, pokud v blízkosti leží nějaká dostatečně velká vodní plocha, kterou lze využít k chlazení elektrárny. Ve Velké Británii to často nebývá daleko k moři, ovšem v případě vnitrozemských lokalit, včetně třeba celé České republiky, by ovšem musela stavba obsahovat ještě mohutné chladící věže. A ty nenápadné ani při nejlepší vůli být nemohou.

Nejen na britský trh

První nové „atomové rollsrojsy“ by měly nepochybně vzniknout ve Velké Británii, cílem společnosti je ovšem prodávat pokud možno po celém světě. Jednání o tom, kde přesně by to mohlo být, jsou zatím v rané fázi. V britském případě přichází ovšem v úvahu zhruba pět lokalit, na kterých by mohlo stát celkem maximálně 16 bloků.

Společnost má alespoň zatím ambiciózní časový harmonogram. První z nových bloků by měl stát v roce 2030. Ovšem již v roce 2035 by firma ráda viděla v provozu 10 svých malých reaktorů.

Na druhou stranu, Rolls-Royce SMR by mohl mít zajištěný odbyt. Ve Velké Británii totiž platí zákon o zajištění uhlíkové neutrality do roku 2050. Stát tedy musí tlačit na snižování emisí oxidu uhličitého v elektroenergetice. Jaderné zdroje přitom jsou osvědčenou možností, jak uhlíkovou stopu snížit.

Ovšem modulární stavba reaktorů je nejen pro Rolls-Royce skutečně novinkou. Bez zajištění dostatečného počtu zakázek, a tedy v podstatě „sériové“ výroby modulů, se tento ekonomický model nikdy nemůže vyplatit. Jinak bude naopak na jednotku výkonu výrazně dražší než tradiční velké jaderné zdroje. A jak jsme připomněli i my, ty jsou dnes dost drahé na to, aby to alespoň v západních zemích celkem spolehlivě pohřbilo šance na nějakou „renesanci“ těchto velkých zdrojů.

Budou malé lepší?

Malé reaktory se „papírově“ v posledních letech těší stále větší pozornosti. Mezinárodní agentura pro atomovou energii ke konci roku 2020 registrovala 70 konkrétních návrhů malých modulárních reaktorů. Nejdále v jejich vývoji pokročily firmy z jaderných mocností, jejichž vlády pokrok v oblasti jaderných technologií různými způsoby přímo podporují. Týká se to USA, Ruska, Číny, Francie i Velké Británie. Technologie SMR vyvíjí rovněž Kanada, Jižní Korea, Indonésie, Argentina a Saudská Arábie.

V dubnu 2021 schválila první projekt SMR o výkonu 125 MW například čínská vláda. Modul, který vychází z domácí technologie ACP 1000 má být v jaderné elektrárně Čchang-ťiang v provincii Chaj-nan uveden do provozu dokonce už v roce 2026.

Rusko má jako tradičně velké ambice, ale slabší reálné výkony. Ovšem v oblasti malých reaktorů si nevede tak špatně. Na konci roku 2019 připojilo k síti plovoucí jadernou elektrárnu Akademik Lomonosov se dvěma reaktory s celkovým výkonem 70 MW. Prakticky všichni ostatní o podobných zdrojů zatím jen mluví.

Situace se ale snad pomalu mění. A to i na Západě, který se aktivně snaží omezovat emise oxidu uhličitého, přitom mu však stále chybí spolehlivý a předvídatelný bezemisní zdroj.

Ukázka malé elektrárny se dvěma reaktory ACP100 (foto CNNC)
Ukázka malé elektrárny se dvěma malý připravovanými čínskými reaktory ACP100 (foto CNNC)

Kapka ke kapce

Na jaře roku 2020 udělilo ministerstvo energetiky USA kalifornské společnosti Oklo povolení k zahájení testů rychlého neutronového mikroreaktoru Aurora s výkonem 1,5 MW.

V srpnu 2020 se SMR další americké firmy NuScale Power stal prvním a zatím jediným projektem tohoto druhu na světě, který obdržel osvědčení národního úřadu pro jadernou bezpečnost, že splňuje všechny jeho bezpečnostní požadavky. NuScale Power předpokládá, že první elektrárnu složenou z dvanácti samostatných modulů, z nichž každý bude mít výkon 77 MW, spustí v Idahu v roce 2027.

Letos v březnu slíbila kanadská vláda 45 milionů USD (téměř jednu miliardu korun) na podporu vývoje 300 MW solného reaktoru společnosti Moltex Energy Ltd. a kanadský federální regulátor v současné době přezkoumává zhruba deset dalších návrhů SMR.

Kanada je každopádně z různých důvodů v poměrně dobrém postavení, aby podobný systém dotáhla do praxe. Tamní firmy nemají sice kapitálové možnosti například amerických protějšků, mají však poměrně výraznou politickou podporu a dlouholetou tradici domácího jaderného průmyslu.

Kanadský trh je velmi specifický a v jiných podmínkách by sázka na rozvoj malých modulárních reaktorů měla zřejmě menší naděje na úspěch. Nedávná analýza jejich zavedení v českých podmínkách, kterou vedl František Hezoučký, dospěla k závěru, že tato technologie by byla v důsledku nejméně několikanásobně dražší než klasické, velké reaktory chlazené a moderované lehkou vodou.

V Kanadě to ovšem na řadě míst nemusí platit, protože tam stále řeší budování zdrojů energie v odlehlejších oblastech. Výstavba velkých reaktorů je v takových oblastech z praktických důvodů nesmyslná, ať již proto, že mají příliš veliký výkon, nebo by doprava dílů do takových oblastí byla prakticky nemožná. Ekonomické výhledy mohou také samozřejmě změnit i dodávky tepla z reaktoru, zvláště pokud se podaří dodržet slibované parametry. Jak jsme již ale uvedli, jde zatím o nevyzkoušenou technologii. Nasazení musí předcházet demonstrace takového systému.

Francouzský energetický gigant EDF je lídrem národního francouzského konsorcia, které vyvíjí lehkovodní reaktor 170 MW navržený tak, aby se mohl stát náhradou středně velkých elektráren na fosilní paliva. EDF podle vedoucího její divize nových jaderných projektů Xaviera Ursata očekává, že po roce 2030 bude řada zemí potřebovat nahradit ropné, uhelné a případně plynové elektrárny, jejichž areály budou ideálním místem pro instalaci SMR. Základní konstrukce francouzského reaktoru má být dokončena příští rok a mezitím chce EDF přesvědčit vládu, aby už do roku 2030 umožnila výstavbu pilotního zařízení, které se stane referenčním vzorkem a odrazovým můstkem k obchodní expanzi.

Na vývoji SMR pracuje také české Centrum výzkumu Řež, které je součástí skupiny ČEZ. V lednu loňského roku získal jeho projekt malého modulárního reaktoru s označením Energy Well patent Úřadu průmyslového vlastnictví a nyní probíhá příprava na výstavbu experimentální jednotky. Cesta k případné realizaci bude ovšem ještě velmi dlouhá, a jiné společnosti a subjekty mají veliký náskok.

O přípravě výstavby dalšího bloku jaderné elektrárny v Dukovanech a zapojení českého průmyslu do stavebních prací jednali zástupci Ministerstva průmyslu a obchodu (MPO) a Aliance české energetiky (Czech Power Industry Alliance – CPIA). Během setkání se shodli na jednoznačné podpoře zapojení co nejvíce českých firem do tohoto projektu.

„Pro rozvoj jaderné energetiky, který nás po ukončení spalování uhlí v České republice nevyhnutelně čeká, je nezbytné, aby si český průmysl zachoval vysoké kompetence v co nejširším spektru odborností souvisejících s jadernou energetikou,“ řekl vicepremiér, ministr průmyslu a obchodu a ministr dopravy Karel Havlíček (za ANO) a dodal: „K tomu je nutné mít dostatečný počet zakázek do doby zahájení výstavby nového jaderného zdroje v Dukovanech a následně dosáhnout maximálně možného zapojení během výstavby.“

MPO od samého začátku přípravy projektu nového jaderného zdroje v Dukovanech zástupce českého průmyslu podporuje a zdůrazňuje význam domácí lokalizace prací na zaměstnanost, vědu a školství a také celkový makroekonomický přínos.

„Aktualizovali jsme přehled českých dodavatelů v oblasti jaderné energetiky, podporujeme české firmy jak ve vztahu k výstavbě nových jaderných zdrojů v ČR, tak v jejich exportních aktivitách. Zároveň oceňujeme další připravované kroky Aliance české energetiky či například aktivity Svazu podnikatelů ve stavebnictví,“ doplnil náměstek ministra průmyslu a obchodu pro jadernou energetiku Tomáš Ehler.

Představitelé ministerstva a aliance se zabývali také bezpečnostním hodnocením uchazečů, navazujícím plánovaným vyhlášením výběrového řízení, projednáváním návrhu zákona o opatřeních k přechodu ČR k nízkouhlíkové energetice v Parlamentu ČR či jednáním MPO s uchazeči o výstavbu nového jaderného zdroje v lokalitě Dukovany. Zástupci aliance informovali o jednáních s uchazeči, možnostech zapojení do dodavatelských řetězců a rovněž představili takzvanou Road map českého průmyslu.

„Jedná se o výčet dodávek a služeb, které mohou české firmy nabídnout jako potenciální subdodavatelé. Výčet byl proveden po jednotlivých technologických celcích, tj. jaderný ostrov, turbínový ostrov, pomocné provozy, systémy kontroly a řízení, elektrické systémy, ostatní systémy a zařízení a stavební části,“ vysvětlil výkonný ředitel Aliance české energetiky Josef Perlík.

Alianci české energetiky tvoří 10 strojírenských firem s celkem více než 4 500 zaměstnanci. Jsou mezi nimi například firmy Doosan Škoda Power, Škoda JS, I&C Energo, ZAT nebo Sigma Group. Tyto firmy se sdružily do neexkluzivního společenství, aby posílily svou pozici v tendrech na zajištění dodávek a služeb především v oblasti výstavby a údržby jaderných elektráren v České republice i zahraničí.

Vláda již v polovině dubna oznámila, že Česká republika se v reakci na informace o podílu ruské tajné služby na explozích v muničním areálu ve Vrběticích na Zlínsku v roce 2014 rozhodla nepřizvat do tendru ruskou společnost Rosatom. Vláda rovněž schválila usnesení, že tzv. bezpečnostní dotazník bude zaslán pouze zájemcům z Francie, Jižní Koreje a USA, tedy firmám EDF, KHNP a Westinghouse. Již dříve byla ze seznamu zájemců vyřazena čínská firma CGN.

Rozhodnutí vlády v červnu stvrdil parlament, který odsouhlasil návrh vyloučit ze seznamu uchazečů o dostavbu Dukovan čínské a ruské firmy. K dostavbě lze podle parlamentního rozhodnutí využít pouze technologie od dodavatelů ze států, které přistoupily k mezinárodní dohodě o vládních zakázkách. ČEZu pak byla odeslána finální podoba bezpečnostního dotazníku. ČEZ by měl dotazník neprodleně rozeslat uchazečům o zakázku.

Vize člověkem řízené jaderné fúze se o krok přiblížila realitě: vědcům z kalifornského National Ignition Facility (NIF), který je součástí Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), se totiž podařilo na malý zlomek vteřiny dosáhnout tzv. zapálení. To je stav, kdy záření uvolněné při jaderné fúzi stačí k zahřátí okolního paliva, které také začne fúzovat, a vznikne tak sebeudržující se řetězová fúzní reakce.

Podle LLNL tím bylo v oblasti experimentálního výzkumu jaderné fúze dosaženo důležitého milníku s nadějnými vyhlídkami do budoucna. Zvládnutí zapálení jaderné fúze by totiž pro lidstvo znamenalo nový čistý zdroj energie a nepochybně by přineslo i odpovědi na řadu velkých otázek teoretické fyziky.

Americkým vědcům se v laboratorních podmínkách podařilo zapálení dosáhnout díky obří soustavě téměř 200 laserů o velikosti tří fotbalových hřišť. Ty mířily na peletu deuterium-tritiového fúzního paliva o průměru pouhých několika milimetrů. Laserový paprsek zahřál peletu na teplotu více než 3 miliony °C, čímž se odpařil její povrch a došlo ke stlačení deuteria a tritia na hustotu, při které se jejich atomy začaly slučovat. Při tom se uvolnilo více než 1,3 MJ energie, tedy zhruba 25násobek dosud rekordního množství energie, kterého se podařilo v NIF dosáhnout v roce 2018.

Nový rekord padl i díky řadě technických vylepšení celého experimentálního zařízení: byla použita nová diagnostika, došlo ke změnám ve výrobě tzv. hohlraumu, dutého zařízení, v němž je umístěna peleta, a zvýšila se rovněž přesnost laseru.

Přestože uvolňování energie trvalo jen velmi krátkou dobu – pouhých 100 biliontin sekundy – vědce výsledek experimentu nadchl. „Tento výsledek je historickým pokrokem ve výzkumu fúze inerciálního udržení,“ radostně komentovala událost Kim Budilová, která je ředitelkou LLNL.

I nejnovější experiment si stejně jako všechny předchozí stále vyžádal na vstupu více energie, než kolik jí vyprodukoval, je však prvním, při kterém se podařilo dosáhnout klíčové fáze – zapálení. Vědci si tak připravili půdu pro dosažení další mety, tzv. breakeven, tedy momentu, kdy energie na vstupu je ekvivalentní energii uvolněné fúzní reakcí. Teprve pak bude možné začít se vážně zabývat energetickým ziskem z jaderné fúze.

Jako ve středu Slunce

Někteří vědci považují jadernou fúzi za možný energetický zdroj budoucnosti, zejména proto, že při jeho využívání vzniká jen velmi málo odpadu a žádné skleníkové plyny. Od jaderného štěpení, techniky, která se v současné době používá v jaderných elektrárnách, se zcela zásadně liší. Při štěpné reakci se přerušují vazby mezi těžkými atomy, díky čemuž dochází k uvolňování energie. Ve fúzním procesu se naopak spojují lehká atomová jádra, čímž vznikají jádra těžká a rovněž se uvolní značné množství energie.

V současné době existují dva hlavní způsoby, kterými se vědci snaží ovládnout jadernou fúzi: magnetické a inerciální udržení. Při magnetickém udržení jde o dosažení ustálených podmínek fúzního hoření a o zapálení mluvíme, pokud ohřev plazmatu stačí k stálému udržení extrémní teploty. V NIF se zaměřují na fúzi inerciálního udržení. Myšlenka řízeného uvolňování fúzní energie pomocí inerciálního udržení vychází ze stejného obecného principu, na jakém funguje vodíková bomba – palivo je zahřáto tak rychle, že dosáhne podmínek potřebných k zapálení fúze a začne hořet předtím, než se rozletí. Setrvačnost neboli inerce paliva zabraňuje jeho okamžitému úniku. Důležité však je, že množství paliva musí být mnohem menší než v případě vodíkové bomby, aby energie jednotlivé „exploze“ nezničila okolní prostředí. Objem paliva je také omezen tím, kolik energie dokážeme dodat, aby se palivo dostatečně rychle zahřálo.

Omezení množství paliva lze teoreticky vypočítat. Typické hodnoty energie uvolněné každou malou explozí by tak měly dosahovat řádově stovek milionů joulů. Pro srovnání, jeden kilogram benzínu obsahuje zhruba 40 milionů joulů, takže každá exploze by odpovídala spálení několika kilogramů benzínu. K uvolnění takového množství energie ale stačí jen několik miligramů směsi deuteria a tritia, a to díky jejímu mnohem většímu energetickému obsahu. Toto množství má v pevném skupenství podobu malé kuličky o poloměru pouhých několika milimetrů a odborně se nazývá terčík.

 V LLNL tento teoretický koncept realizují tak, že systémem laserů ohřívají na velmi vysokou teplotu palivové pelety. Ty obsahují tzv. těžké vodíky – deuterium a tritium –, které lze snáze „tavit“ a vyprodukovat z nich více energie. Palivové pelety je však třeba ohřát a stlačit do stavu, který panuje ve středu Slunce, tohoto přírodního fúzního reaktoru.

Jakmile je těchto podmínek dosaženo, fúzní reakce uvolní několik částic, včetně částic „alfa“, které interagují s okolní plazmou a dále ji zahřívají. Zahřátá plazma pak uvolňuje více a více částic alfa a rozbíhá se řetězová reakce – proces označovaný jako zapalování.

Zjistit, co bylo po Velkém třesku

„Týmy NIF odvedly mimořádnou práci,“ ocenil práci svých kolegů profesor Steven Rose, spoluředitel Centra pro studium inerciální fúze na Imperial College London, s tím, že jde o nejvýznamnější pokrok v oblasti experimentů s inerciální fúzí od jejich počátků, které se datují do roku 1972.

Jeremy Chittenden, Roseův kolega ze stejného centra, však varoval, že učinit z tohoto laboratorního a čistě experimentálního řešení prakticky využitelný zdroj energie nebude snadné. „Proměna tohoto konceptu na obnovitelný zdroj elektrické energie bude pravděpodobně dlouhý proces, během nějž bude nutné překonat řadu významných technických výzev,“ řekl, avšak optimisticky dodal: „Tempo zvyšování produkce energie je rychlé, což naznačuje, že brzy můžeme dosáhnout dalších energetických milníků, jako je stav, kdy na výstupu dosáhneme vyššího energetického výtěžku, než je energetická náročnost laserů použitých k nastartování procesu. “

Tým z Imperial College London nyní analyzuje výstupy experimentu pomocí diagnostických metod, které sám vypracoval, aby co nejlépe porozuměl tomu, co se děje za tak extrémních podmínek. Brian Appelbe, výzkumný pracovník Centra pro studium inerciální fúze, uvedl: „Lasery NIF již dříve dokázaly vytvořit ty nejextrémnější podmínky na Zemi, ale nyní se zdá, že nový experiment zdvojnásobil předchozí nejvyšší dosaženou teplotu. Dostali jsme se tak do situace, v níž jsme nikdy předtím nebyli – nacházíme se na dosud nezmapovaném území našeho porozumění plazmě.“

Zvládnutí jaderné fúze a detailní porozumění jejím mechanismům by mohlo teoretickým fyzikům otevřít nové možnosti výzkumu některých nejextrémnějších stavů vesmíru, včetně těch, které panovaly jen několik minut po Velkém třesku.

Britská energetická společnost BP nedávno zveřejnila svou již tradiční zprávu o celosvětové spotřebě energií. Tento přehled, který společnost publikuje již 70 let, je respektovaným zdrojem informací a indikátorem nových trendů pro řadu firem působících v oboru energetiky, vládních institucí i nevládních organizací. Loňský rok však byl i v oblasti energetiky značně poznamenán pandemií covid-19, takže řadu údajů obsažených ve zprávě tentokrát nelze brát jako nástup nových vývojových směrů, ale mnohem spíše jako výkyvy. Například poptávka po ropě loni dramaticky poklesla, avšak nyní je již zřejmé, že v první polovině letošního roku se do značné míry vrátila k normálu. Bylo by tedy vážnou chybou myslet si, že loňský propad je začátkem nějakého nového dlouhodobého vývoje.

Globální spotřeba primární energie v loňském roce poklesla o 4,5 %, což byl největší meziroční pokles od roku 1945. Tři čtvrtiny tohoto poklesu přitom šly na vrub spotřebě ropy – vcelku pochopitelně, protože pandemie velmi dramaticky ovlivnila pohyb osob, tedy dopravu. K menšímu poklesu došlo také ve spotřebě uhlí, zemního plynu a jaderné energie. Spotřeba energie z obnovitelných a vodních zdrojů naopak poměrně výrazně vzrostla.

I přes prudký pokles spotřeby zůstala ropa s podílem 31,2 % největším zdrojem energie. Následovalo uhlí, které se podílelo 27,2 %, zemní plyn 24,7 %, voda 6,9 %, obnovitelné zdroje 5,7 % a jaderná energie 4,3 %. Fosilní paliva tak loni stále představovala 83,1 % světové spotřeby primární energie.

K poklesu spotřeby energie došlo na celém světě – zaznamenalo jej více než 95 % zemí, nejvíce pak USA, Indie a Rusko. Jendou z výjimek byla Čína, kde spotřeba energie meziročně vzrostla o 2,1 %. I tak to však bylo výrazně pod průměrným růstem Číny za posledních 10 let, který činil 3,8 %.

Globální emise oxidu uhličitého poklesly v roce 2020 o 6,3 %. Stejně jako u spotřeby energie to byl také největší meziroční pokles od roku 1945 a celoroční emise se celkovým objemem vrátily na úroveň zaznamenanou v roce 2011. Jak však uvádí zpráva, míra poklesu emisí uhlíku v loňském roce odpovídá hodnotě, které by měl svět dosahovat každý rok po příštích 30 let, aby bylo možné naplnit cíle Pařížské klimatické dohody.

(zdroj: BP)

Bez ropy to zatím nejde

V roce 2020 svět spotřeboval 88,5 milionu barelů ropy denně. To bylo o 9,3 % méně než v roce 2019 a zhruba to odpovídalo spotřebě ropy v roce 2012. Ropa i tak stále představuje téměř třetinu zdrojů světové spotřeby energie.

Celosvětová těžba ropy poklesla v roce 2020 o 6,6 milionu barelů denně. Asi dvěma třetinami se na tomto poklesu podílely země OPEC. Produkce ropy v USA poklesla o 600 000 barelů denně, což byl tamní největší meziroční pokles zaznamenaný od začátku frakovacího boomu.

V posledních letech je nejrychleji rostoucím fosilním palivem zemní plyn. Jeho průměrná spotřeba se v posledních deseti letech každoročně zvýšila v průměru o 2,9 %. V loňském roce se jej však stejně jako v případě ropy spotřebovalo méně – meziročně o 2,3 %. To znamenalo největší pokles poptávky po zemním plynu v historii a pouze třetí meziroční pokles zaznamenaný od roku 1965.

I v roce 2020 byly světovým lídrem v oblasti výroby a spotřeby zemního plynu USA.

Celosvětová spotřeba uhlí má od svého vrcholu v roce 2014 sestupný trend. Její loňský pokles o 4,2 % byl však největším meziročním poklesem v historii.

I v případě uhlí byla výjimkou Čína, která spotřebu zvýšila, a to o 0,3 %. Zůstává tak zdaleka největším světovým producentem i spotřebitelem uhlí – v obou případech s podílem přes 50 %.

V zemích OECD se naopak poptávka po uhlí snížila na nejnižší úroveň od roku 1965, kdy se začala tato celosvětová analýza provádět. Historicky největší pokles poptávky po uhlí zaznamenaly i USA.

Obnovitelné zdroje byly i v krizi na vzestupu

Spotřeba obnovitelné energie i přes obrovský celosvětový pokles poptávky po energii obecně pokračovala v trendu z předchozích let. Nárůst poptávky po ní dosáhl 10 %.

Spotřeba solární elektřiny vzrostla o rekordních 1,3 exajoulů (EJ), což byl nárůst o 20 %, největší podíl na nárůstu poptávky po energii z obnovitelných zdrojů však měly větrné elektrárny (+1,5 EJ).

Loňský nárůst kapacity solárních a větrných zdrojů byl v kontextu pandemické krize opravdu pozoruhodný. Solární kapacita vzrostla o 127 GW, zatímco kapacita větrných zdrojů se zvýšila o 111 GW. V případě větrné kapacity to přitom znamenalo téměř dvojnásobný meziroční nárůst. Dohromady tak nyní mají větrné a solární zdroje po celém světě kapacitu 1 441 GW. Pro srovnání: v roce 2010 to bylo 221 GW.

I v případě obnovitelných zdrojů byla největším producentem energie Čína (1 EJ), následovaná USA (0,4 EJ). Evropa přispěla k tomuto nárůstu produkcí 0,7 EJ.

Spotřeba jaderné energie v roce 2020 poklesla o 4,1 %, což však lze částečně připsat poměrně značnému nárůstu v roce 2019. Největším světovým konzumentem jaderné energie zůstaly USA s 31% podílem. Nejrychleji rostla spotřeba jaderné energie v Jižní Africe (+ 13,7 %), Jižní Koreji (+ 9,1 %) a Číně (+ 4,3 %), v celkovém množství spotřebované jaderné energie však největší nárůst vykázala Čína.

Je třeba zopakovat, že údaje za loňský rok se musejí brát s rezervou. Nelze totiž očekávat, že strmě klesající trend ve spotřebě fosilních paliv bude i nadále pokračovat, určitě ne tempem z roku 2020. Ze zprávy nicméně plyne, že investoři by se měli nadále již spíše vyhýbat uhelným společnostem, ale společnosti, které vyrábějí, přepravují nebo prodávají ropu a zemní plyn se zřejmě o svou budoucnost zatím nemusejí příliš obávat.

Zcela evidentní je, že nárůst větrné a solární energie je dlouhodobým trendem, který bude pokračovat a sílit. Výzvou do budoucna tedy bude především budování potřebné infrastruktury pro tyto zdroje a zvládnutí přechodu k elektromobilitě.

Load More