Jaderné zdroje umožňují Francii realizovat nízkoemisní elektroenergetiku (zdroj Energostat).

Srovnání energetiky ve Francii a v Německu stále jasněji ukazuje, že nízkoemisní elektroenergetiku nelze v obecnějších geografických podmínkách, které neposkytují takové možnosti ve vodních zdrojích jako v Norsku nebo v geotermálních jako na Islandu, realizovat. Francie, a stejně tak Švédsko, Švýcarsko a nyní i Slovensko, má extrémně nízké emise z elektroenergetiky. Naopak Německo ukazuje jasně, že ani stát s nejsilnější ekonomikou nedokáže realizovat nízkoemisní elektroenergetický mix založený pouze na obnovitelných zdrojích.

Německo musí stále velmi intenzivně využívat fosilní zdroje (zdroj Energostat).

Podívejme se na situaci od konce dubna, kdy Německo odstavilo poslední jaderné zdroje, do současnosti. Francie v té době vyrobila pouze 4,8 % elektřiny z fosilních zdrojů a 67,3 % vyprodukovalo ze zdrojů jaderných. U těch fosilních šlo o plyn, z uhlí se vyrobilo minimum. Německo vyrobilo z fosilních zdrojů 36,3 % elektřiny a více než u dvou třetin šlo o uhlí. Česká republika vyrobila z fosilních zdrojů 40,2 % elektřiny. Slovensko se po vzoru Francie vydalo na cestu k nízkoemisnímu elektroenergetickému mixu na základě kombinace jaderných a obnovitelných zdrojů. Ve stejném období mělo z fosilních zdrojů pouze 9,2 %, jen čtvrtina z nich byly uhelné. Jaderné zdroje dodaly Slovensku 63,6 % elektřiny.

Dominantní část nízkoemisní produkce v Česku zajišťují jaderné zdroje (zdroj Energostat).

Zároveň je třeba připomenout, že zatímco Francie a Česko jsou stále významnými čistými vývozci elektřiny, Německo se stalo od dubna 2023 čistým dovozcem elektřiny, kromě listopadu, kdy byl v Německu export a import vyrovnaný, bylo ve všech ostatních měsících od května tohoto roku významným čistým importérem. Celkově pak muselo být téměř 8 % spotřebované elektřiny zabezpečeno dovozem. Německo navíc vyváželo v době, kdy foukalo a svítilo slunce, a i řada dalších státu měla významnou výrobu z obnovitelných zdrojů. Dovážet potřebovalo v době, kdy i celá řada dalších států měla nedostatek výroby. V principu má Německo zatím dostatek uhelných a plynových zdrojů, takže důvody dovozu byly do značné míry ekonomické. Pokud se však bude plnit plán s odstavováním uhelných zdrojů, bude závislost Německa na importu velmi významná.

Pokud v zimě nefouká, nedokáže v Německu i obrovský výkon větrných a solárních zdrojů v zimě zajistit dostatek elektřiny. Fosilní zdroje však musí kvůli zajištění regulace a zálohy běžet i v době, kdy fouká. (Zdroj Agorametr).

A právě i srovnání výsledků energetické koncepce Francie a Německa, a hlavně problémy Německa, vedou celou řadu evropských států k rozhodnutí o co nejdelší prodloužení využívání stávajících jaderných bloků a výstavbě nových reaktorů, jde o velké bloky III. generace i malé modulární reaktory.

Podívejme se nejdříve na celkové statistiky a pak na podrobnosti o vývoji jaderné energetiky ve světě v loňském roce.

Přehled statistiky

Současný přehled vývoje jaderné energetiky za uplynulý rok je patnáctý v řadě a navazuje na články z minulých let. Poslední část je z roku 2022. Na konci roku 2022 bylo 438 reaktorů s výkonem 394 GWe a v listopadu 2023 pak 436 s výkonem 392 GWe (údaje ze stránek World Nuclear Association a database PRIS). Ve výstavbě je 62 bloků s výkonem 70 GWe. Je vidět, že se stále odstavuje a spouští zhruba stejný počet bloků.

Vývoj produkce elektřiny z jaderných zdrojů. Rok 2022 byl silně ovlivněn výpadkem ve flotile francouzských jaderných bloků (zdroj WNA).

V průběhu roku 2023 bylo celkově odstaveno pět bloků. Jak už se psalo v předchozím přehledu, nebyly na konci roku 2022 odstaveny zbývající reaktory v Německu. Práce tři posledních reaktorů v této zemi, kterými byly Neckarwestheim v Badensku-Wűrtenbersku, Esmland v Dolním Sasku a Isar v Bavorsku, se nakonec protáhla až do dubna 2023. Pokrylo se tak kritické zimní období.

Jak už se psalo v minulém přehledu, dne 31. ledna 2023 byl po čtyřiceti letech provozu odstaven druhý blok belgické jaderné elektrárny Tihange s výkonem 1008 MWe. Na Tchaj-wanu byl po čtyřiceti letech provozu v březnu 2023 odstaven varný reaktor typu BWR-6, který byl druhým blokem elektrárny Kuosheng 2.

Nově se v roce 2023 do provozu dostaly čtyři bloky. Už v minulém přehledu jsme psali o zahájení spouštění třetího bloku VVER440 v elektrárně Mochovce na Slovensku. V Bělorusku se rozběhl reaktor VVER1200 jako druhý blok elektrárny Ostrovec. Spuštěn a do komerčního provozu byl uveden reaktor AP1000 jako blok Vogtle 3. V Číně byl začátkem ledna spuštěn reaktor Hualong One jako blok Fang-čcheng-kang 3 (Fangchenggang), ten však už byl započten v minulém přehledu.

Po čtyřiceti letech skončil provoz druhý blok v tchajwanské jaderné elektrárně Kuosheng (zdroj Taipower).

Budovat se začalo šest reaktorů, což je více, než bylo spuštěno, Ruský reaktor VVER1200 se začal stavět jako blok El Dabaa 3 v Egyptě. V Číně se pak začaly betonovat jaderné ostrovy čtyř reaktorů CAP1000 jako San-men (Sanmen) 4, Chaj-jang (Haiyang) 4, Liangjiang 1 a Sü-ta-pao (Xudabao) 1 a jednoho reaktoru Hualong One jako bloku Lufeng 6. Čína už tak má ve výstavbě 22 bloků.

Produkce elektřiny z jádra dosáhla v roce 2022 hodnoty 2 545 TWh. Oproti roku 2021, kdy se vyrobilo 2 653 TWh, klesla o 108 TWh. Potvrdil se tak vliv výpadku výroby jaderných elektráren ve Francii a na Ukrajině. Výroba v roce 2023 by měla opět vzrůst díky vyřešením problémů u francouzského jaderného průmyslu a rozběhu nových velkých bloků.

Česká jaderná energetika ve znamení tendru na Dukovany

Z hlediska naší jaderné energetiky bylo klíčovou událostí předání nabídek v tendru o výstavbu nového bloku v Dukovanech na konci října. Tendru se účastní tři dodavatelé. Jedná se o korejskou firmu KHNP s reaktorem APR1000, společnost Westinghouse s reaktorem AP1000 a francouzskou firmou EDF s reaktorem EPR1200. Podívejme se na jejich nabídky podrobněji a zmiňme některé jejich potenciální silné stránky.

Firma KHNP nabízí reaktor APR1000. Byl připraven s využitím zkušeností s bloky OPR1000 podobného výkonu s bezpečnostními prvky a dalšími vlastnostmi reaktoru generace III+ APR1400. Na začátku roku 2023 dostal reaktor APR1000 licenci organizace EUR (European Utility Requirements), která posuzuje, zda technologie pro jadernou energetiku splňují evropské podmínky. Žádost o certifikaci reaktoru byla podána v roce 2019. Posuzování pak bylo zahájeno v roce 2021. Evropská licence je velmi důležitý krok pro vstup tohoto reaktoru na evropský trh. Jeho výhodou je například to, že turbína by se mohla vyrábět v Česku. I díky korejské firmě Doosan v Plzni by mohl být velmi vysoký podíl lokalizace. Firma KHNP zároveň ukázala na příkladu elektrárny Barakah, že dokáže vybudovat jadernou energetiku dokonce i v zemi, která začíná od nuly, a staví bloky i v zahraničí velmi efektivně.

Firma EDF nabízí reaktor EPR1200. Jde o menší verzi reaktoru EPR.

Současným trendem světové jaderné energetiky je stárnutí flotily jejich elektráren (WNA).

Firma Framatom připraví inženýrské studie jaderného ostrova, systém dodávky páry a řídící a kontrolní systém. Spolupracující firma GE Steam Power dodá inženýrskou studii strojovny a klasického ostrova, kde se využije francouzská turbína Arabelle 1000. Firma Bouygues Travaux Public bude koordinovat stavební práce nové jaderné stavby. Firma našla 300 potenciálních českých subdodavatelů a s 90 z nich už bylo jednáno o zapojení. Velkou výhodou této nabídky je, že jde o jediného evropského dodavatele.

Firma Westinghouse nabízí reaktor AP1000. Jejím partnerem, který bude řídit výstavbu je firma Bechtel. Výhodou této nabídky je, že kontrolní a řídicí systém dodával Wesinghouse i pro bloky VVER1000 v Temelíně a v této oblasti má vytvořený řetězec místních dodavatelů. Je zároveň jisté, že bude dodávat bloky do Polska i Bulharska. Stejně jako v předchozích případech by se do projektu měla zapojit celá řada českých subdodavatelů. Velkou výhodou této nabídky je, že jde o jediný reaktor, který má v provozu přímo konkrétní nabízenou variantu.

Jak je vidět jsou všichni tři zájemci schopni nabídnout kvalitní a bezpečný reaktor III. generace. Ukázali, že dokáží stavět jaderné reaktory doma i v zahraničí. Každý z nich má své přednosti i slabší místa. Podle současné situace to vypadá, že v Evropské unii se budou stavět všechny tři nabízené typy reaktorů. Jaderný průmysl je velice propojený a čeští dodavatelé se mohou intenzivně podílet na každém z projektu. Firma ČEZ nyní pečlivě zhodnotí dodané podklady a bude tak mít možnost realizovat kvalifikovanou racionální volbu. Na jejím základě pak konečné rozhodnutí bude na státu. Podle mého názoru není tak důležité, který reaktor bude nakonec vybrán. Naopak, extrémně důležité je, aby tendr proběhl transparentně, srozumitelně a jeho výsledek byl všeobecně akceptován.

Reaktor VR-1 na Katedře reaktorů FJFI ČVUT (Zdroj ČVUT).

Důležitou událostí pro projekt je i vydání územního rozhodnutí o umístění až dvou nových jaderných zdrojů v dané lokalitě nových Dukovan, které na konci října vydalo Ministerstvo průmyslu a obchodu České republiky. Držme si palce, aby se konečně v nejbližších letech opravdu začalo stavět. Ještě je vhodné zmínit, že se stále více uvažuje o současné výstavbě hned čtyř bloků, dvou v Dukovanech a dvou v Temelíně. Pro takové řešení je však třeba připravit model financování a také schválení na úrovni Evropské unie.

Pro renesanci české jaderné energetiky je klíčová i obnova kompetencí v tomto oboru a výchova nových odborníků, kterých bude potřeba velký počet. Z tohoto hlediska proběhla v minulém roce významná událost. V létě roku 2023 byl v Praze uveden do provozu druhý školní výzkumný reaktor. Na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT provozují výzkumný reaktor VR-1 s názvem Vrabec už od devadesátých let. Od roku 2014 zde začali připravovat možnost realizace druhého výzkumného reaktoru, který by byl ve stejné hale. Ta pro oba poskytuje dostatek místa. Povolení pro umístění bylo získáno v roce 2020 a povolení pro vybudování reaktoru od SÚJB pak v březnu 2022. Reaktor VR-2 je podkritický soubor, který pracuje pouze s vnějším neutronovým zdrojem. V okamžiku, kdy se neutronový zdroj vzdálí z aktivní zóny, štěpná řetězová reakce se zastaví. Jde tak o jednodušší a lehce ovladatelný typ zařízení. Stejně jako u reaktoru VR-1 jde o bazénový typ reaktoru moderovaný i chlazený vodou s nulovým výkonem. Reaktorová nádoba má cylindrický tvar s průměrem 1,3 m a výškou 1,7 m. Palivové soubory jsou ve formě tyčí a využívají uran s 10 % obohacením. Dva otvory navazují na dva hliníkové kanály. Jeden umožňuje zavést DD neutronový zdroj pro řízení reaktoru, druhý pak různá experimentální zařízení. Stejně jako reaktor VR-1 Vrabec je nový reaktor primárně určen pro výchovu nových jaderných inženýrů. Studenti na něm budou realizovat i své studentské práce. Sluší se připomenout, že na FJFI ČVUT mají studenti k dispozici i fúzní tokamak Golem. Všechna zařízení jsou zapojena i do mezinárodních spoluprací a výchovy odborníků. Právě výchova jaderných odborníků je klíčová pro nadcházející jadernou renezanci, která i v Evropě nyní začíná.

Reaktory VVER440 v elektrárně Loviisa by mohly fungovat až do roku 2050 (zdroj Fortum).

V Evropské unii začala renesance jaderné fyziky

Stejně jako v České republice i v Evropě začíná renesance jaderné energetiky. V řadě států Evropské unie tak pokračuje úsilí o prodloužení fungování existujících jaderných reaktorů na co nejdelší dobu. V Belgii byla uzavřena konečná dohoda mezi francouzskou firmou Engie a belgickou vládou o prodloužení využívání bloků Tihange 3 a Doel 4 o dalších deset let. Definuje podmínky pro jejich přípravu pro další dlouhodobější provoz při nastávající odstávce. K prodlužování provozu existujících bloků dochází v celé řadě evropských států, jmenujme pro příklad Nizozemí, Švédsko, Švýcarsko, Slovinsko, Maďarsko a Slovensko. Podívejme se podrobněji na některé zajímavé příklady.

Finská elektrárna Loviisa obdržela licenci na provoz dvou bloků VVER440 v této elektrárně celkově až 70 let do roku 2050. Pro nás je to významná událost, protože jsou zde stejné reaktory jako v naší elektrárně Dukovany. Jsou však starší, takže na jejich příkladu uvidíme, jak dlouho se reálně dají provozovat.

I z příkladu Finska je vidět, že pro Evropskou unii je velmi důležité zajištění západního paliva pro ruské jaderné reaktory VVER1000 a VVER440. Pro VVER1000 už je západní palivo nabízeno. Pro VVER440 dokončil na žádost Ukrajiny vývoj palivo Westinghouse. To se teď zkouší v Rovenské jaderné elektrárně. Na takovém palivu začíná i na žádost Slovenska pracovat francouzská firma Framatome. Západní jaderné firmy se snaží vytvořit alianci, která by dokázala zajistit palivo pro ruské typy reaktorů.

Francie postupně řeší problémy s napěťovou korozí u svarů, která se objevila u některých bloků její jaderné flotily. Podařilo se také dohnat zpoždění vzniklé posunem odstávek během pandemie COVID-19. Letos tak výroba elektřiny z jádra splnila plánované hodnoty, a vejde se do cílového rozmezí, které je mezi 310 až 330 TWh. V minulém roce to bylo pouze 272 TWh. Výhledy na spuštění reaktoru EPR, který je třetím blokem ve Flamanville 3, se nezměnily. Měl by se rozběhnout v první polovině roku 2024. Zároveň by i celá flotila francouzských reaktorů měla být v ještě lepší kondici, než tomu bylo letos. Dá se tak předpokládat, že výroba v příštích letech nadále poroste.

Francie má 32 reaktorů nejstaršího typu s výkonem 900 MWe, které byly spuštěny v létech 1977 až 1988. Plánuje prodloužit využívání těchto bloků přes hranici čtyřiceti let, kterou už některé z těchto bloků překročily. Zatím se licence udělovala na další desetiletí provozu po komplexní kontrole a vylepšení. V roce 2023 byla stanovena komplexní souhrnná pravidla pro prodlužování provozu přes 40 let. Jaderný dozor v některých případech povolil zpoždění některých vylepšení, která se dostatečně rychle nedala stihnout. Jako první dostal licenci na dalších deset let provozu podle těchto pravidel reaktor Tricastin 1, který se do komerčního provozu dostal v roce 1980. Standardizace tohoto licencování je pro Francii vzhledem ke stárnutí její flotily reaktorů velmi důležitá.

Instalace struktury centrální části prvního bloku Hinkley Point C (zdroj Tractebel).

I ve Francii zintenzivňují přípravy na výstavbu nových bloků. Nejdále pokročila příprava projektu dvojice bloků EPR2 v elektrárně Penly. Firma EDF začala připravovat podklady pro schválení stavby těchto bloků a jejich vyvedení výkonu. Reálná práce na stavbě by měla začít v polovině roku 2024 přípravou staveniště. Druhá dvojice by měla být vybudována v elektrárně Gravelines a v roce 2023 bylo schváleno postavení třetí dvojice v elektrárně Bugey. Podrobně byly úspěchy i problémy francouzské jaderné energetiky popsány v nedávném článku.

Na výstavbě nových bloků pracují i další evropské státy. Francouzská firma se vypořádala i s dalším svým restem. Blok Olkiluoto 3 ve Finsku se na začátku května 2023 dostal po spuštění v minulém roce do komerčního provozu.

Umístění portálového jeřábu u prvního bloku Hinkley Point C (zdroj EDF)

Po dokončení bloků EPR v Olkiluoto a Flamanville se pozornost soustřeďuje na výstavbu dvojice těchto reaktorů v britské elektrárně Hinkley Point C. Klíčové je, zda se podaří vyhnout problémům, které se objevily při výstavbě předchozích bloků EPR a využijí se zkušenosti z jejich výstavby. V dubnu 2023 byla na prvním bloku této elektrárny instalována centrální struktura, ve které bude umístěn reaktor a bazén umožňující výměnu paliva. Jde o jednu s klíčových etap jeho budování. Na začátku prosince byl umístěn na své místo portálový jeřáb a v polovině prosince 2023 pak byla s využitím největšího jeřábu Big Carl instalována kopule kontejnmentu. Její hmotnost je 245 tun, výška 14 m a průměr 47 m. Jeřáb ji musel dopravit do výšky 47 m. Začátkem srpna 2023 byl postaven poslední ze 116 sloupů vysokonapěťového vedení 400 kV o délce 57 km, které bude vyvádět elektřinu z této elektrárny. Reaktory by měly být spuštěny v letech 2027 a 2028.

Projekt Sizewell C, kde by měla být také dvojice reaktorů EPR, obdržel tři důležitá povolení z hlediska environmentálních dopadů. Pokračuje hledání investorů a vyladění finančního modelu. Realizuje se také příprava budoucího staveniště.

O tom, že na přelomu let 2022 a 2023 začalo spouštění bloku Mochovce 3 na Slovensku se psalo už v minulém přehledu. V polovině ledna 2023 bylo po úspěšném průběhu fyzikálního spouštění zahájeno to energetické. V polovině února už běžel blok na 35 % svého nominálního výkonu a na přelomu března a dubna se zařízení dostalo na 55 % výkonu. V polovině července se zvýšil výkon na 75 % nominálního, v polovině srpna už běželo na 90 % nominálního výkonu a na konci září už nominální hodnoty dosáhlo. Na začátku listopadu už byl reaktor v komerčním provozu. Slovensko se tak stalo ve výrobě elektřiny soběstačné, a zároveň získalo nízkoenergetický mix. Po dokončení čtvrtého bloku se stane i vývozce nízkoemisní elektřiny, a to v době, kdy jeho sousedům bude chybět.

V Jaslovských Bohunicích fungují nyní dva reaktory VVER440 (zdroj Slovenské elektrárne).

Slovensko pokračuje i v přípravě nového jaderného zdroje v elektrárně Jaslovské Bohunice. Pracuje na tom společnost JESS (Jadrová Energetická Spoločnosť Slovenska), ve které má 51 % slovenská společnost JAVYS a 49 % česká společnost ČEZ. Nový zdroj by měl nahradit dosluhující bloky VVER440. Ty se dostaly do provozu v roce 1985 a předpokládá se jejich provoz nejméně 60 let. Je tak dost času na jejich náhradu. V polovině února 2023 dostal projekt povolení o umístění zdroje. O stavební povolení se plánuje požádat v roce 2025 a začátek výstavby se předpokládá v roce 2031. Uvažuje se také o další jaderné elektrárně na Slovensku. Ta by se postavila na místě současné uhelné elektrárně Vojany nebo u obce Kecerovce.

Významný pokrok byl v roce 2023 dosažen při přípravě jaderných projektů v Polsku. V první polovině roku 2023 podepsaly společnosti Polskie Elektrownie Jądrowe (PEJ), Bechtel a Westinghouse smlouvu o přípravě projektu první jaderné elektrárny v této zemi. Na konci září dalo polské Generální ředitelství pro ochranu životního prostředí (GDOS) povolení k výstavbě této elektrárny. Měla by být na pobřeží v městech Lubiatowo a Kopalino v Pomořansku. Na podzim pak obdržel projekt i územní rozhodnutí Pomořanského vojvodství. Realizovat by se měly tři reaktory AP1000. Práce na projektu tak mohly začít, zahájení výstavby se plánuje v roce 2026 a dokončení prvního bloku v roce 2033.

Zároveň společnosti ZE PAK, Polska Grupa Energetyczna a korejská firma KHNP podepsaly dohodu o záměru spolupracovat na projektu jaderné elektrárny v Patnówe v centrálním Polsku s využitím nejméně dvou jihokorejských reaktorů APR1400. Na konci listopadu 2023 dostal i tento projekt povolení GDOS.

Polsko uvažuje i o využití malých modulárních reaktorů. Firma Orlen Synthos Green Energy prozkoumala desítky potenciálních lokalit. Z nich vybrala sedm, které by byly optimální pro umístění reaktoru BWRX-300 firmy GE Hitachi. Nyní plánuje jejich podrobnější geologický průzkum. Polské ministerstvo životního prostředí ke konci roku povolilo výstavbu 24 malých modulárních reaktorů v šesti místech.

Na realizaci projektu výstavby dvou bloků VVER1200 v druhé fázi elektrárny Paks se má podílet celá řada západních firem. Jde například o francouzský Framatom a německý Siemens AG. Jejich zapojení je silně závislé na stavu sankcí proti Rusku za jeho invazi na Ukrajinu. Zatím se této oblasti sankce netýkají. V Německu jsou však k účasti německých firem kritičtější. V případě jejich odstoupení je však mohou nahradit právě ty francouzské. Na konci roku vyloučily orgány Evropské unie projekt Paks II z dvanáctého balíčku sankcí proti Rusku. Důvodem byla důležitost tohoto projektu pro maďarskou i evropskou energetiku. Na staveništi se dokončovaly zemní práce, stavební jáma dosahuje v některých místech hloubky až 26 m, a budovaly se stěny zabraňující pronikání podzemní vody. Maďarsko připravuje prodloužení provozu stávajících čtyř bloků VVER440 na sedmdesát let.

V Bulharsku byly podepsány předběžné dohody s firmou Westinghouse o přípravě projektu dvou bloků AP1000 v elektrárně Kozloduj. V červnu 2023 pak byla s firmou Westinghouse podepsána dohoda o vypracování projektu výstavby jednoho nebo více bloků AP1000 v elektrárně Kozloduj.

Zemní práce na staveništi elektrárny Paks II (zdroj Paks II).

Rumunsko se dohodlo s firmou KHNP na renovaci a vylepšení prvního bloku elektrárny Černá voda. Zde jsou dva těžkovodní reaktory, které chce Rumunsko udržet v provozu co nejdéle. Stejná firma bude také dodávat zařízení pro odstraňování tritia, které se v těžkovodních reaktorech produkuje mnohem více než v lehkovodních. Rumunsko by je mohlo využít i pro produkci tritia a stát se jeho významným výrobcem v Evropě. Připravuje také dokončení dvou rozestavěných bloků, při kterém plánuje spolupracovat s USA a Kanadou.

Celá řada dalších států Evropské unie počítá s výstavbou nových velkých jaderných bloků i malých modulárních reaktorů. Švédsko a Finsko plánují v této oblasti spolupracovat. Švédsko změnilo svoji energetickou koncepci z cesty k obnovitelnému mixu na cestu k nízkoemisnímu mixu, tedy i s využitím nových jaderných zdrojů. Nízkoemisní mix sice má už nyní, je však třeba ho udržet i při rostoucí elektrifikaci všech oblastí. Výstavba nových bloků tak již nebude omezována počtem ani místem, jak tomu bylo v švédské energetické koncepci doposud.

Výstavba nových bloků se plánuje v Nizozemsku. To uvažuje postavit v elektrárně Borssele dva korejské reaktory. Na podzim roku 2023 byla podepsána dohoda s KHNP o vypracování studie proveditelnosti tohoto projektu. Podobná smlouva byla podepsána i s firmou EdF pro francouzské reaktory. Slovinsko chce postavit druhý blok v elektrárně Krško. V principu zde mohou nabízet své reaktory všichni uchazeči, které známe z dukovanského tendru.

Evropské zaměření na jadernou energii je dáno i tím, že dramaticky snižuje závislost Evropské unie na dovozu fosilních paliv. Nutnost jeho omezení je kriticky nutná i kvůli situací, která vznikla po invazi Ruska na Ukrajinu. Tím se Evropa dostala do stínu války, ve kterém musí už dva roky žít.

Jaderná energetika ve válečné oblasti

Už v přehledu z minulého roku jsme psali o dopadech a rizicích zmíněné války vyvolané invazí Ruska na Ukrajinu. Ta ovlivňuje i konkrétní jaderné elektrárny. Ukrajina totiž získává z jaderných zdrojů přes 50 % elektřiny. Jedna z jejich jaderných elektráren, která se nachází přímo ve válečné zóně, je zároveň tou největší v Evropě. Vytlačení ruských vojsk z oblasti Černobylu a z blízkosti Charkova snížilo rizika pro likvidovanou Černobylskou jadernou elektrárnu a její okolí i charkovský neutronový zdroj. I když následky okupace pro Černobylský areál se řeší i nyní. Dne 3. ledna 2024 se po dlouhé půlroční přestávce uskutečnila nová výměna válečných zajatců mezi Ukrajinou a Ruskem. Mezi 230 navrátilci na Ukrajinu byli podle sdělených informací i někteří unesení členové ochrany areálu z Černobylu.

Naopak situace v Záporožské jaderné elektrárně se dramaticky zhoršila zničením a vypuštěním Kachovské přehrady, oficiálním připojením okupovaných území k Rusku a zvyšující se intenzitou bojů v její relativní blízkosti. V noci z 5. na 6. června 2023 došlo k protržení hráze Kachovské přehrady, přehradní jezero se tak vypustilo a byla zaplavena rozsáhlá území pod přehradou. Tato nádrž sloužila i jako zdroj vody pro chlazení Záporožské jaderné elektrárny. Pro každou tepelnou elektrárnu, u jaderné to platí ještě více, je chlazení klíčovou záležitostí.

Reaktory VVER1000 mají tepelný výkon zhruba 3000 MWt. Jaderný blok má i po odstavení zbytkový tepelný výkon, který vzniká z rozpadu radioaktivních jader, štěpných produktů i transuranů, vznikajících v průběhu práce reaktoru. Radioaktivita i tepelný výkon klesají exponenciálně a poměrně brzy dostává k desítkám a pak i jednotkám megawattů, po týdnech a měsících však už klesá relativně pomalu. Chladit je potřeba i bazény s vyhořelým palivem. Je tak nutné zajistit dodávky elektřiny pro čerpadla chladícího systému a také dostatek vody. V době, kdy samotná elektrárna elektřinu neprodukuje, potřebuje dodávky z elektrické sítě. Pokud jsou přerušené, využívají se dieselagregáty, které musí být vždy připraveny a musí mít dostatek paliva. Takových výpadků vnějších dodávek elektřiny už v Zaporožské jaderné elektrárně nastalo několik.

Nároky na chlazení jsou u dlouhodobě odstavené elektrárny řádově menší, než jsou u elektrárny v provozu. Elektrárna nebyla vodou z Kachovské přehrady chlazena přímo, ale má v areálu elektrárny speciální nádrž s odpovídajícími zásobami vody. Zároveň existují možnosti doplňování vody i v případě vypuštěné Kachovské přehrady. Ty se testovaly i v rámci stress testů realizovaných po havárii na Fukušimě I. Dá se využít čerpání z prohloubeného výkopu v místě nákladního přístavu elektrárny, z vodovodního systému města Energograd nebo pomocí mobilních čerpadel a soustavy hadic. Pro posílení dodávek vody se v blízkosti bazénu vyvrtalo v tomto roce několik dodatečných studní, které jsou schopny dodávat stovky kubických metrů vody za hodinu.

Pro odstavenou elektrárnu a velmi omezený tepelný výkon popsané metody stačí. Jinou záležitostí je návrat k normálnímu provozu Záporožské jaderné elektrárny. Ten nelze realizovat bez řešení otázky, co bude s Kachovskou přehradou. Do té doby bude potřeba se o elektrárnu starat bez produkce elektřiny. Hlavním úkolem je zajistit její bezpečnost a dosáhnout toho, aby nedošlo k havárii a úniku radioaktivity.

K tomu by měla pomoci i mise MAAE, která začala na Záporožské jaderné elektrárně pracovat na začátku září 2022 během první návštěvy generálního ředitele Rafaela Mariana Grossiho. Ta se pravidelně obměňuje a při letní rotaci navštívil elektrárnu opět i generální Rafael Mariano Grossi. Dne 2. listopadu 2023 proběhla třináctá rotace. Úkolem mise je dozor nad situací v elektrárně z hlediska jaderné bezpečnosti. Při této činnosti musí překonávat řadu problémů, mezi které patří i to, že jim často nebývá umožněn přístup do některých klíčových míst, jako jsou střechy reaktorů nebo strojovny.

V říjnu 2022 po ruském vyhlášení připojení okupovaných území k Rusku převzala Záporožskou jadernou elektrárnu ruská organizace. Zároveň museli pracovníci přejít k této organizaci a mít ruské občanství. I to vede k poměrně napjatému personálnímu stavu v elektrárně. Přispívá k tomu i to, že elektrárna neprodukuje elektřinu, okolo se válčí a její budoucnost je nejistá. Reaktory jsou odstavené a většina z nich je ve studené odstávce. Dva reaktory jsou dlouhodoběji v odstávce horké, aby mohly dodávat páru, která je potřeba nejen pro elektrárnu. V této roli se reaktory střídají, na podzim tohoto roku to byly bloky čtyři a pět. Při normálním provozu měla elektrárna okolo 11 500 pracovníků, nyní jich je něco mezi 3000 až 3500. Při odstavených blocích je požadavek na počet pracovníků nižší, je však otázka, zda ten současný není nízký až příliš. Zároveň může být otázkou, zda jsou přítomné všechny potřebné profese a kondice i psychický stav pracovníků.

Zimní kampaň ruských raketových útoků, jejichž cílem bylo na přelomu roku 2022 a 2023 zničení ukrajinské energetické infrastruktury, se dotkla i ostatních ukrajinských jaderných elektráren. Masivní raketové útoky na objekty energetické infrastruktury zvyšují riziko, že budou zasaženy a ohroženy i jaderné elektrárny. Přímo na jaderné elektrárny sice Rusko neútočí, ale vysoká intenzita útoků zvyšuje riziko, že vychýlená střela areál některé z nich zasáhne.

V normálních podmínkách dodávaly Ukrajině jaderné elektrárny, které má tato země bez okupované Záporožské jaderné elektrárny tři, polovinu i více elektřiny. Hrají tak v její elektroenergetice klíčovou úlohu. Ta se ještě zvyšuje tím, že se jako velký kompaktní zdroj dají lépe chránit protivzdušnou obranou. Jak už bylo zmíněno, Rusové mají přece jen zábrany na ně přímo útočit. Zničena a poškozena tak byla řada fosilních i vodních elektráren, ale jaderné elektrárny zůstávají netknuté. Problémem pochopitelně je, že ruské rakety se zaměřují na kritické body elektrické sítě, jako jsou transformátory a rozvodny. Z jaderné elektrárny tak v případě úspěšného útoku nelze výkon vyvést a ztratí i možnost napájení ze sítě. Po vypnutí reaktorů se tak musí spoléhat na dieselagregáty.

Po útoku 23. listopadu 2022 došlo po napadení klíčových prvků ukrajinské elektrické sítě k jejímu významnému poškození, rozpadu a nastal celkový blackout. Rovenská jaderná elektrárna přešla do havarijního režimu a Jihoukrajinská a Chmelnická byly odpojeny od sítě. I s takovou situací se Ukrajina vypořádala a Rusko ji zimní kampaní zaměřenou na energetickou infrastrukturu, která měla zničením zdrojů elektřiny a tepla zničit vůli Ukrajinců k obraně proti ruské invazi, nezlomilo.

Bylo vysoce pravděpodobné, že Rusko realizuje podobnou kampaň proti ukrajinské energetické infrastruktuře i tuto zimu. Ukrajinská protivzdušná obrana, samotná síť i jaderné elektrárny by však měly být nyní na rizika s tím spojená připravena daleko lépe než v minulém roce.

Rusko si pravděpodobně rozdílnou situaci v tomto roce uvědomuje, zároveň může mít více vyčerpané technologicky nejvyspělejších typu raket využívaných pro útoky na infrastrukturu. Rozdílná situace je s drony, jejichž počet i na ruské straně roste. I to je důvod, proč se letošní zimní kampaň ruské armády proti energetické infrastruktuře Ukrajiny zpozdila a zatím jsou její dopady na ní oproti minulému roku velmi malé. I útok realizovaný 28. prosince 2023, který byl počtem vyslaných raket a dronů vůbec největší v dosavadním průběhu ruské invaze, se energetické infrastruktury dotkl velmi omezeně. V průběhu minulého roku jsme situaci v Ukrajině sledovali vícekrát (zde a zde).

V roce 2023 se rozběhl blok Vogtle 3 (zdroj Georgia Power).

I přes válečnou situaci se Ukrajina snaží o rozvoj své jaderné energetiky. Pokračuje snaha o dokončení a rozšíření Chmelnické jaderné elektrárny, která je na západě země. Zde jsou dva bloky VVER1000 v provozu a dva bloky rozestavěné. V současné době se předpokládá, že třetí blok, který má vyšší stupeň rozestavěnosti, se dokončí jako VVER1000 s využitím komponent, které se připravovaly pro bulharskou elektrárnu Belene. V areálu by se pak také postavily dva bloky AP1000. V polovině prosince 2023 byla podepsána dohoda mezi Ukrajinou a firmou Westinghouse o dodávce komponent reaktoruu AP1000 pro pátý blok Chmelnické jaderné elektrárny. Připomeňme, že reaktory AP1000 chce Ukrajina využít pro postupnou náhradu svých stárnoucích bloků. Westinghouse také dodává palivo pro ukrajinské jaderné elektrárny. Palivo VVER440 se testuje v Rovenské jaderné elektrárně. Ukrajina připravuje s pomocí této firmy i vlastní výrobu paliva. Tu by chtěla rozjet do tří let a postupně palivo i vyvážet.

V USA se rozběhl první reaktor III. generace

Celý západní svět se vrací k jaderné energetice. V USA byl do provozu uveden první reaktor III. generace. V elektrárně Vogtle byl uveden do provozu první reaktor AP1000 firmy Westinghouse jako blok Vogtle 3. Štěpná řetězová reakce se u něj spustila na začátku března 2023 a 1. dubna začal dodávat elektřinu do sítě. Na konci května dosáhl reaktor plného výkonu a 31. července 2023 zahájil komerční provoz.

U bloku Vogtle 4 se horké testy dokončily v květnu 2023 a v polovině srpna se do něj začalo zavážet palivo. Kvůli poruše jedné z pump na začátku října 2023 se spouštění posunulo na první čtvrtinu roku 2024.

Na konci roku 2023 bylo zavezeno palivo do čtvrtého bloku elektrárny Barakah (zdroj ENEC).

Renesance jádra v jižní Koreji nabírá tempo

Jižní Korea je úspěšná v zahraničí i v samotné Koreji se obnovilo zahajování nových staveb jaderných zdrojů. Třetí blok elektrárny Barakah ve Spojených arabských emirátech byl uveden do komerčního provozu na konci února 2023. Průběh spouštění u tohoto bloku byl rychlejší, než tomu bylo u prvního bloku (o pět měsíců) a toho druhého (o čtyři měsíce). I čtvrtý reaktor je dokončen a na konci roku 2023 do něj bylo zavezeno palivo. V roce 2024 tak bude zahájeno jeho spouštění.

Samotná Jižní Korea překonává období vlády protijaderného prezidenta. Ten předpokládal postupný odchod od využívání jádra. Jaderné bloky se měly odstavovat po čtyřiceti letech provozu. Bloky, které se této hranici blížily, tak nežádaly o potřebná povolení pro další provoz a nerealizovala se potřebná vylepšení a renovace. Nyní je sice možné bloky provozovat další desetiletí, ale získání povolení a péče o bloky potřebuje dostatek času. Blok Kori 2 se tak musel na nějakou dobu odstavit a opět se spustí až po realizaci všech potřebných kroků.

Po spuštění prvního bloku elektrárny Sin Hanul popsaném v minulém přehledu se pracuje na dokončení druhého bloku této elektrárny. V polovině září 2023 se do něj zavezlo palivo a po intenzivních testech se v něm 6. prosince rozběhla štěpná řetězová reakce. Dne 21. prosince pak začal poprvé dodávat elektřinu do sítě. Předpokládá se, že do komerčního provozu bude uveden v první půli roku 2024.

Dva stejné reaktory už běží v elektrárně Saeul jako její první dva bloky a dva další se budují jako Saeul 3 a 4. Původní jejich označení bylo Sin Kori 3, 4, 5 a 6.

Znovu se také rozběhla zastavená realizace bloků Sin Hanul 3 a 4. V roce 2023 podepsala firma KHNP s firmou Doosan dohody o dodávkách potřebných komponent pro tyto bloky. Pozemní práce na staveništi byly zahájeny v červenci 2023 a jejich výstavba se rozběhne v roce 2024. Dokončeny by měly být v letech 2032 až 2033.

Instalace vnitřní kopule kontejnmentu u blogu Čchan-ťiang 3 (zdroj CNNC).

Rozvoj jaderné energetiky v Jižní Koreji se celkově zrychluje. Výroba elektřiny z tohoto zdroje byla v roce 2022 rekordní, dosáhla 167,5 TWh a pokryla 30,4 % její celkové hodnoty. Detailní rozbor stavu jihokorejské jaderné energetiky byl popsán v nedávném článku. Po přehledu západní jaderné energetiky se podívejme na státy, kde již jaderná renesance probíhá delší dobu a které se dostaly do čela rozvoje jaderných technologií.

Čína v nejbližší době zaujme druhé místo v počtu reaktorů

Čína se blíží k okamžiku, kdy bude mít více reaktorů, než má Francie, a dostane se před ní na druhé místo za Spojené státy. V současné době má v provozu 55 reaktorů, zatímco Francie jich má 56. Francie by mohla v příštím roce spustit blok Flamanville 3, ale Čína spustí velice pravděpodobně více než dva bloky.

V polovině roku 2023 schválila Čína výstavbu dalších šesti bloků Šlo o Nink-te (Nindge) 5 a 6, mělo by jít o reaktor Hualong One, Sü-ta-pao 1 a 2, zde půjde o reaktory CAP1000, výstavba prvního bloku byla v polovině listopadu slavnostně zahájena, a Š'-tao-wan (Shidaowan) 1 a 2, kde půjde opět o reaktory Hualong One.

Vnitřní kopule kontejnmentu u blogu Čchan-ťiang 3 je už na svém místě (zdroj CNNC).

Připomeňme, že v elektrárně Ning-te již pracují čtyři bloky CPR-1000, v elektrárně Sü-ta-pao se jako třetí a čtvrtý blok budují reaktory VVER1200 a v elektrárně Š'-tao-wan už funguje vysokoteplotní héliem chlazený malý modulární reaktor HTR-PM200.

Podívejme se nyní, jak se daří práce na rozestavěných blocích. Dokončuje se druhá dvojice bloků Hualong One. Ta byla zpožděna. Blok Fang-čcheng-kang 3 se však nyní 25. března dostal do komerčního provozu, na čtvrtém bloku byly na konci září 2023 zahájeny horké zkoušky.

Pokračuje budování i dalších nových bloků Hualong One. U bloku Čchan-ťiang (Changjiang) 3 se 21. února podařilo instalovat vnitřní ocelovou část vnitřní kopule kontejnmentu. Jeho průměr je 46,8 m, výška 23,4 m a celková hmotnost, se kterou se musel jeřáb vypořádat, je 518 tun. Výška, na kterou musela být kopule dopravena, byla 45 m. První beton jaderného ostrova tohoto bloku byl realizován v březnu 2021 a očekávaná délka výstavby je 60 měsíců. U bloku 4 této elektrárny byl první beton jaderného ostrova položen v prosinci 2021.

Instalace vnitřní kopule kontejnmentu bloku Čchan-ťiang 3 (zdroj China Huaneng).

V elektrárně Čang-čou (Zhangzhou) byla u prvního bloku instalována na přelomu ledna a února 2023 ocelová konstrukce vnější kopule. Na začátku listopadu pak byly dokončeny studené testy tohoto bloku. U druhého bloku se 28. prosince dokončila instalace vnitřní kopule kontejnmentu. Dokončila se příprava finančního modelu a zdrojů pro výstavbu druhé fáze této elektrárny s další dvojicí reaktorů Hualong One.

V elektrárně Taipingling se má celkově vybudovat šest bloků Hualong One. První dva jsou ve výstavbě. U prvního bloku byly 22. prosince zahájeny studené zkoušky. Výstavba třetího a čtvrtého bloku byla vládou schválena 29. prosince 2023. Ve stejné době byla schválena i výstavba prvních dvou bloků elektrárny Jinquimen. I zde půjde o reaktory Hualong One.

O začátku betonáže jaderného ostrova bloku Lufeng 5 v září 2022 se psalo už v minulém přehledu, betonáž jaderného ostrova šestého bloku této elektrárny začala 26. srpna 2023. Jde o reaktory Hualong One. Oba bloky by se měly připojit k síti v letech 2028 až 2029.

Instalace reaktorové nádoby u bloku u bloku Chaj-jang 3 (zdroj Shanghai Nuclear Engineering Research and Design Institute).

Dva bloky Hualong One se budují i v elektrárně Sanaocun. Na začátku října 2023 se u jejího třetího bloku instalovala kopule kontejnmentu. Do provozu by se oba bloky měly dostat v letech 2026 a 2027. Celkově by nakonec mělo být v této elektrárně šest bloků.

Začátek betonování jaderného ostrova San-men 4 (zdroj CNNC).

Podívejme se nyní na výstavbu reaktorů CAP1000, které jsou čínskou variantou projektu AP1000. O zahájení výstavby bloků San-men (Sanmen) 3 a Chaj-jang (Haiyang) 3 se psalo v předchozím přehledu. U bloku Chaj-jang 3 se 21. prosince 2023 instalovala na své místo reaktorová nádoba s hmotností 281 tun. Na konci března 2023 byla zahájena betonáž jaderného ostrova bloku San-men 4 a už na začátku května se zde instaloval hlavní a nejtěžší modul konstrukce AP1000. Modul CA20 je dlouhý 20,5 m, široký 14,1 m, vysoký 20,9 m a váží 1024 tun. Betonáž jaderného ostrova bloku Chaj-jang 4 pak byla zahájena v dubnu 2023, modul CA20 byl instalován 14. července. Předpokládá se, že obě nové dvojice bloků v elektrárnách San-men a Chaj-jang poběží už v roce 2027.

Instalace modulu CA20 reaktoru AP1000 u bloku San-men 4 (zdroj SNERDI)

Po zahájení betonáže jaderného ostrova reaktoru CAP1000 uprostřed roku se u prvního bloku elektrárny Lianjiang na začátku října 2023 začal budovat kontejnment. Zároveň se zde začala realizovat největší chladící věž, jejíž výška bude219 m a průměr u základny 175 m. Největší modul CA20 se zde instaloval na konci listopadu 2023. Celkově by zde nakonec mohlo být až šest bloků.

Bloky Hualong One budují Číňané i v zahraničí. Po úspěšném dokončení tohoto čínského reaktoru jako bloku Karáčí 3 a jeho uvedení do komerčního provozu v roce 2022 se v polovině července 2023 začal stejný reaktor budovat v elektrárně Chashma jako její pátý blok.

Rozvoj jaderné energetiky akceleruje i v Indii

V Indii pokračuje výstavba domácích těžkovodních reaktorů s výkonem 700 MWe. Na konci června 2023 byl do komerčního provozu uveden první takový reaktor jako blok Kakrapar 3. U bloku Kakrapar 4 se na konci října zavezlo do reaktoru palivo a v polovině prosince 2023 se v něm rozběhla štěpná řetězová reakce. Dva reaktory stejného typu se budují jako bloky Rajasthan 7 a 8. U bloku Rajasthan 7 proběhly na konci listopadu horké zkoušky a blíží se k zahájení spouštění. První takový reaktor ze čtyř se začal budovat v elektrárně Gorakphur. Kromě zmíněných bloků v elektrárně Gorakhpur se připravují stejné reaktory i jako bloky Kaiga 5 a 6, Mahi Banswara 1až 4. Připravuje se staveniště pro bloky Chutka Madhyaradesh 1 a 2. Celkově se tak plánuje v této sérii šestnáct těchto reaktorů.

Jaderná elektrárna Ostrovec (zdroj Bel NPP).

Rusko buduje v Indii postupně elektrárnu Kudankulam s využitím reaktorů VVER. V současné době jsou zde dva bloky v provozu a čtyři jsou ve výstavbě. U bloku Kudankulam 5 se začátkem července 2023 instaloval lapač aktivní zóny. Na konci roku 2024 byla podepsána mezi Ruskem a Indií dohoda o realizaci sedmého a osmého bloku této elektrárny. Půjde o reaktory VVER1200.

Rusko je v jaderných technologiích v čele rozvoje

Rusko je v čele počtu reaktorů budovaných v zahraničí. První reaktory III. generace VVER1200 se rozběhly v Bělorusku. V roce 2023 proběhlo spuštění druhého bloku jaderné elektrárny Ostrovec. Ke konci března se u tohoto reaktoru rozběhla štěpná řetězová reakce a začal se testovat na minimálním stabilním výkonu, který je 1 % toho nominálního. Na začátku dubna se výkon dostal na úroveň, kdy bylo možné přejít od fyzikálního k energetickému spouštění. Při výkonu 40 % nominálního se začala testovat turbína. V polovině května začal reaktor dodávat elektřinu do sítě a výkon se postupně zvyšoval až na 50 %. V červnu se pak postupně zvyšoval výkon a testovaly se různé režimy produkce elektřiny. Dne 1. listopadu pak přešel reaktor do komerčního provozu. Spolu s prvním blokem by měly dohromady zajistit okolo 40 % běloruské výroby elektřiny. Bělorusko uvažuje o realizaci druhé jaderné elektrárny nebo o vybudování třetího bloku v elektrárně Ostrovec.

Budoucí staveniště třetího a čtvrtého bloku Leningradské jaderné elektrárny (zdroj Rosatom).

Než se podíváme na další zahraniční projekty Rosatomu, popišme situaci v samotném Rusku. Pro nejmodernější bloky VVER-TOI v druhé fázi Kurské jaderné elektrárny se dokončily komponenty vnitřního vybavení reaktorové nádoby pro první blok a v současné době se už nacházejí na staveništi. V druhé polovině roku 2023 tak byly instalovány a proběhla jejich kontrola. V srpnu 2023 byla dokončena betonáž vnější části kopule kontejnmentu prvního bloku. Na staveniště byly dopraveny i všechny čtyři parogenerátory pro druhý blok a na začátku prosince byly instalovány na své místo. U něj byla také v polovině prosince 2023 umístěna kopule kontejnmentu. Dokončovaly se také práce na chladící věži pro tyto bloky. Její výška je 179 m a je tak druhá nejvyšší v Rusku.

Pro výstavbu další dvojice bloků VVER1200 v druhé fázi Novovoroněžské jaderné elektrárny je potřeba připravit místo pro budoucí staveniště. Kvůli tomu je potřeba měnit hranice správních oblastí, aby celý areál elektrárny patřil pod jeden správní celek. Probíhají tak potřebná jednání a změny, aby bylo možné začít s přípravou staveniště pro třetí a čtvrtý blok druhé fáze této elektrárny v příštím roce.

Pro třetí a čtvrtý blok druhé fáze Leningradské jaderné elektrárny byly na konci roku 2023 dodány transformátory pro přivedení elektrického proudu pro staveniště. Jeho příprava pokračuje tak, aby se betonáž jaderného ostrova třetího bloku mohla zahájit v roce 2024. Dokončuje se kácení lesa, úprava stavebního prostoru a budování přístupových cest. Zahajují se zemní práce na stavebních jámách pro některé z budov a systém odvodňování. Připravují se také kontrakty na jednotlivé komponenty budoucích reaktorů.

Instalace portálového jeřábu u bloku Akkuya 1 (zdroj Rosatom).

V druhé fázi Smolenské jaderné elektrárny je potřeba postupně nahradit tří bloky RBMK reaktory VVER TOI. V roce 2023 se realizovaly práce na přípravě projektu a průzkumu budoucího staveniště. Ke konci roku se začalo připravovat městečko pro stavaře a budoucí staveniště.

Nové reaktory by se měly budovat i v Kolské jaderné elektrárně, kde jsou nyní čtyři bloky VVER440. První z nich byl uveden do provozu v roce 1974. Předpokládá se, že poběží sedmdesát let. Jako jejich náhrada se připravuje výstavba nových reaktorů VVER-C.

Nyní se podívejme na výstavbu ruských reaktorů v zahraničí. V únoru 2023 přežilo staveniště elektrárny Akkuya bez následků několik zemětřesení, která zasáhla katastrofálním způsobem Turecko. I to ukazuje odpovídající kvalitu projektu této elektrárny. V blízkosti epicentra bylo zemětřesení 20. února byla jeho intenzita 6,4 magnitudo a v místě elektrárny pak magnitudo 2,6. V Turecku jsou zemětřesení poměrně častá, vybrané místo pro elektrárnu Akkuya však patří z tohoto ohledu k nejklidnějším. I proběhlé události v únoru ukazují správnost výběru lokality pro elektrárnu.

Dokončení vnější kopule kontejnmentu prvního bloku elektrárny Rooppur (zdroj Rosatom).

Podívejme se na hlavní události v této lokalitě v roce 2023. V první polovině března 2023 byla dokončena střecha strojovny prvního bloku. Na začátku roku se podařilo dokončit úložiště pro čerstvé palivo určené pro všechny čtyři reaktory. Na konci dubna 2023 tak bylo na staveniště elektrárny dopraveno palivo pro první blok. Od tohoto okamžiku má elektrárna oficiálně statut jaderného zařízení. V říjnu 2023 byl uveden do provozu a otestován portálový jeřáb a zařízení pro manipulaci s palivem. V posledním čtvrtletí pak byl první blok dokončen a přešel do fáze testování před spuštěním. V polovině prosince 2023 dostal povolení k zavezení paliva a v roce 2024 by mělo dojít k jeho spuštění. Na začátku listopadu 2023 byla na staveniště dopravena reaktorová nádoba pro třetí blok.

Pokračuje příprava výstavby druhé turecké jaderné elektrárny Sipon. Ta by měla mít také čtyři bloky s výkonem okolo 1200 MWe. Jako dodavatel se zvažuje Rusko, Korea nebo Čína. Turecko hledá vhodná místa pro ještě další dvě jaderné elektrárny.

V roce 2023 se dokončoval první blok elektrárny Roopor, na snímku je instalace transportní komory, která slouží k dopravě do z kontejnmentu (zdroj Rosatom).

Také dva reaktory VVER1200 bangladéšské jaderné elektrárny Roopur se blíží dokončení. Spuštění prvního bloku elektrárny Roopur je v dohledu, i když i kvůli sankcím proti Rusku se zpozdí. Bangladéšské přístavy nepřijaly některé ruské lodi, které jsou pod sankcemi, i když vezly komponenty pro elektrárnu. V polovině března se podařilo úplně dokončit vnější kopuly kontejnmentu prvního bloku. V druhé polovině roku 2023 se pracovalo napřed na vnitřní kopuli druhého bloku a pak i na vnější. V září 2023 dorazilo do areálu elektrárny čerstvé palivo a Bangladéš se ta zařadil mezi jaderné státy.

Do tempa se dostala výstavba egyptská jaderná elektrárna El Dabaa, Na začátku května 2023 byla zahájena betonáž jaderného ostrova u třetího bloku. Bylo dokončeno přístaviště, které bude přijímat lodi s komponentami pro reaktory elektrárny. První z nich už do El Dabaa dorazily. Mezi nimi byl lapač aktivní zóny pro první blok, který byl v říjnu 2023 instalován. Na konci listopadu 2023 byl pak instalován lapač aktivní zóny u druhého bloku. Koncem srpna 2023 pak bylo dáno povolení k zahájení výstavby čtvrtého bloku.

V čínské jaderné elektrárně Sü-ta-pao se jako třetí a čtvrtý blok buduje dvojice reaktorů typu VVER1200. U třetího bloku se koncem července dokončila instalace kopule kontejnmentu a zároveň bly na staveniště dopraveny parogenerátory a reaktorová nádoba. Do provozu by se bloky Sü-ta-pao měly dostat v letech 2026 a 2027.

Instalace horní části vnitřní kopule kontejnmentu bloku Tchien-wan 7 (zdroj Rosatom).

V elektrárně Tchien-wan (Tianwan) pokračovala výstavba dvou reaktorů VVER1200 jako bloků Tchien-wan 7 a 8. U bloku Tchien-wan 7 se koncem června instaloval vrchlík vnitřní kopule kontejnmentu a v srpnu dorazila také reaktorová nádoba, která byla instalována 16. října.

V Iránu se dokončuje druhý blok v elektrárně Busehr, jde o ruský reaktor VVER1000. Tohoto typu by měl být i třetí blok této elektrárny. Na stavbě je v současné době okolo 3000 pracovníků. V prosinci 2022 se pak začala příprava staveniště a zahájení stavby jaderné elektrárny Darkhowin. Má jít o iránský reaktor o výkonu 360 Mwe.

Před jadernou energetikou stojí pět výzev

Podle mého názoru existuje před současnou jadernou energetikou pět hlavních výzev. První je co nejdelší provozování existujících bloků. Druhá se týká zavedení reaktorů III. generace. Třetí je dána potřebou využití jaderné energie pro zásobování teplem budov i průmyslu. Čtvrtou je zavedení malých modulárních reaktorů a pátou pak cesta k uzavření palivového cyklu, tedy zavedení reaktorů IV. generace. První a druhou výzvu jsme podrobně rozebírali v předchozím textu, na zbývající tři se podíváme nyní.

Jaderné zdroje tepla

Hlavně dodávky průmyslového tepla jsou z hlediska přechodu k nízkým emisím obrovskou výzvou, a právě jaderné zdroje by mohly významně pomoci při jejich řešení. Jednou z možností je vytápění pomocí nízkoemisní jaderné elektřiny, které se intenzivně využívá ve Francii. Stejně tak je potřeba elektřina pro tepelná čerpadla. Další možností je využití tepla z existujících velkých jaderných zdrojů, případně využití malých modulárních reaktorů. Pro zajištění vysokopotentního tepla pro průmysl jsou potřeba inovativní vysokoteplotní reaktory.

Reaktorová nádoba pro blok Tchien-wan 8 (zdroj Rosatom/Atommash).

V oblasti využití tepla ze stávajících jaderných zdrojů proběhla klíčová událost u nás. V této zimní sezóně se začal využívat v Českých Budějovicích horkovod z jaderné elektrárny Temelín. Dodává zhruba 30 % potřeb, což je až 800 TJ ročně. Pokračuje taky příprava projektu přivedení horkovodu z Dukovan do Brna.

Celá řada projektů horkovodů pro zásobování obydlí teplem a parovodů pro zásobování průmyslových provozů se realizuje nebo připravuje v Číně. Už v minulém přehledu se také psalo o přípravě projektu horkovodu z jaderné elektrárny Chaj-jang do města Weihai. Jde o třetí etapu využívání této elektrárny pro vytápění. V první testovací etapě se zajistilo vytápění ubytoven v elektrárně a některých nejbližších domů v blízkosti. V druhé etapě se zajistilo vytápění ve městě Chaj-jang. Ve třetí etapě se pak vytápění rozšířilo k daleko větší komunitě. Realizace výstavby této etapy byla zahájena v polovině února 2023 a dokončena byla v listopadu téhož roku.

Atomový ledoborec Sibiř už je v komerčním provozu (zdroj Atomflot).

O projektu parovodu z elektrárny Tchien-wan se psalo už v minulém přehledu. V roce 2023 byl dokončen. Parou zásobuje komplex „Lianyungang Petrochemical Industry Base“. V přípravě je také projekt parovodu z elektrárny San-men. Ten by měl zásobovat horkou párou továrnu Rongsheng New Materials (Taizhou) Company. Parovod by měl být dokončen v roce 2026 a měl by dodávat 1800 tun páry za hodinu. V elektrárně jsou v provozu dva bloky AP1000 a ve výstavbě jsou dva reaktory CAP1000.

Malé modulární reaktory – úspěchy i problémy

Cesta k zavedení malých modulárních reaktorů zaznamenala úspěchy i problémy. Mezi klíčové úspěchy patří rychlý průběh výstavby čínského klasického malého modulárního reaktoru ACP100 (Lionglong One), a hlavně uvedení inovativního vysokoteplotního reaktoru HTR-PM200 do komerčního provozu. Do vývoje malých modulárních reaktorů se stále více zapojují klíčové firmy v oblasti jaderných technologií a zvyšuje se počet potenciálních zájemců.

Klíčovým problémem se stalo v minulém roce zvýšení nákladů na malý modulární reaktor NuScale, předpokládaná cena elektřiny se zvedla z 58 USD/MWh na 90 USD/MWh, a následné zrušení prototypového projektu, který se měl budovat ve spolupráci s konsorciem UAMPS (Utah Associated Municipal Power Systems) v INL (Idaho National Laboratory). Podívejme se však na minulý rok v této oblasti podrobněji.

Stejně jako v minulém přehledu se nejdříve podíváme na pokrok v oblasti atomových ledoborců. Rusko má v provozu sedm takových lodí. Z toho tři jsou toho nejmodernějšího typu, kterým je projekt 22220 využívající dva reaktory RITM-200. Jde po prototypovou Arktiku a sériová plavidla Sibiř a Ural. Budují se ještě dva ledoborce tohoto typu a dva další jsou připravovány. Na konci roku 2024 dostal čtvrtý sériový ledoborec Čukotka i druhý reaktor RITM-200 a přiblížil se dokončení.

O vyčlenění prostředků na pátý a šestý sériový ledoborec typu 22220 se psalo v minulém přehledu. V roce 2023 jim byly přiděleny názvy Kamčatka a Sachalin. Jejich budování začne postupně v roce 2024 a 2025. Ovšem první konstrukční práce u prvního z nich začaly na Baltickém závodě už v druhé půli roku 2023.

Ještě pokročilejším ledoborcem je projekt 10510 Lider. První prototypový kus už se konstruuje. Bude využívat dva větší reaktory RITM-400 s tepelným výkonem 315 MWt. Druhý ledoborec projektu 10510 Lider se začal budovat v roce 2023. Konstrukce třetího by měl být zahájena v roce 2025. Dokončeny by měly být v letech 2030 a 2032.

Důležitost Severní mořské cesty pro Rusko neustále roste. Mezi léty 2014 a 2022 vzrostl objem přepravovaného nákladu ze 4 na 34 milionů tun. Dramaticky se pak zvýšila po jeho invazi na Ukrajinu a zpřetrhání vazeb na Evropu. Zvýraznila se tak jeho závislost na kontaktech s Dálným východem a využití zmíněné transportní trasy pro vývoz surovin a dopravu průmyslových komponent a dalšího zboží nejen z Číny. Rok 2023 byl rekordní a ledoborce doprovázely více než 730 lodí. V roce 2024 by chtělo Rusko zajistit celoroční provoz v její východní části. K tom jsou atomové ledoborce klíčové.

První plovoucí jaderná elektrárna Akademik Lomonosov, která používá dva starší reaktory z ledoborců KLT-40S, funguje velmi dobře. Na konci roku 2023 došlo k první úspěšné výměna paliva u prvního reaktoru. U druhého reaktoru k ní dojde v roce 2024.

Jaderný ostrov reaktoru HTR-PM (zdroj Univerzita Cinchua).

Pro těžební podniky v Bilibinském regionu na Čukotce se pracuje na čtyřech plovoucích jaderných elektráren s reaktory RITM-200. Zde se nově otvírají doly a podniky na zpracování mědi, zlata a některých dalších kovů (Bajimská rudná zóna). Rosatom se snaží ve spolupráci s dalšími firmami připravit projekt plovoucích elektráren pro vývoz, hlavně na Blízký východ.

Stejný malý modulární reaktor využívá i elektrárna, která se připravuje v Jakutsku. Pro ni se začalo vyrábět v roce 2023 v Petrohradu vybavení. Její dokončení se plánuje na rok 2028.

Velkou pozornost si zaslouží postup výstavby čínského malého modulárního reaktoru ACP100 (Lionglong One) v elektrárně Čchan-ťiang (Changjiang). Jde o první klasický malý modulární reaktor pro výrobu elektřiny a tepla ve výstavbě. Ekonomické podmínky jsou v Číně jiné, než v Evropě nebo USA. Pokud však dokáže malý modulární reaktor ekonomicky konkurovat velkým reaktorům v Číně, mělo by tomu tak být i v Evropě. Výstavba reaktoru ACP100 začala v červenci 2021. V březnu začala instalace hlavních vnitřních konstrukcí reaktorové budovy. Reaktor je opravdu modulární a je snaha co největší část práce realizovat v továrně mimo staveniště. V červenci byl na staveniště dopraven centrální modul, který obsahuje tlakovou nádobu a parogenerátor, v srpnu byl instalován a realizovala se tak klíčová etapa výstavby. Dalším důležitým krokem bylo umístění kopule kontejnmentu na své místo.

Instalace centrálního modulu malého modulárního reaktoru ACP100 (Zdroj CNNC).

Velmi důležitou událostí bylo uvedení vysokoteplotního plynem chlazeného malého modulárního reaktoru HTR-PM200 do komerčního provozu, které proběhlo v prosinci 2023. Připomeňme, že první elektřinu do sítě dodal reaktor v roce 2021 a na konci roku 2022 poprvé testoval práci při 100 % nominálního výkonu. U tohoto reaktoru je díky vysoké teplotě velmi efektivní konverze tepla na elektřinu. Teplota vody využívána v parní turbíně je až 500ᵒC. Reaktor lze také využít pro dodávky této vysokoteplotní páry. Velmi důležité budou provozní zkušenosti, které ukáží i ekonomické parametry tohoto reaktoru. Čína by v budoucnu chtěla nabízet tyto reaktory na světovém trhu.

Reaktor NuScale aspiroval na to, že se stane prvním západním malým modulárním reaktorem, který se dostane do provozu. Jeho projekt v INL se měl dostat do provozu v roce 2029. Jak už bylo zmíněno, investoři však po zvýšení předpokládaných nákladů od projektu ustoupili, a ten tak byl zastaven. Pro NuScale je to významný problém. Všechny ostatní projekty výstavby tohoto reaktoru po světě jsou v mnohem méně pokročilém stádiu a jejich potenciální realizace je stále otevřenou otázkou. Na tomto reaktoru spolupracují intenzivně korejské firmy, v listopadu bylo v Koreji otevřeno centrum (E2 Centre) s jeho simulátorem tohoto. Korejská firma Doosan, která už připravuje materiál pro výrobu komponentů těchto reaktorů, bude v přípravě pokračovat. Lze předpokládat, že se v roce 2024 bude intenzivně pracovat na výběru nové lokality prvního prototypového projektu.

V minulém přehledu je podrobný popis dělení projektů malých modulárních reaktorů, ať už klasických typů, které by se na trh mohly dostat už v třicátých letech, tak těch inovativních, jejichž vývoj bude potřebovat více času. Všechny však zatím zůstávají stále spíše ve fázi projektových příprav. V roce 2023 sice probíhal v této oblasti docela bouřlivý vývoj v realizaci snahy o jejich předběžné licencování a hledání potenciálních spolupracovníků a subdodavatelů. Hlavně se však hledají potenciální zákazníci. Ekonomika malých modulárních reaktorů je totiž kriticky závislá na počtu vyrobených kusů. Pouze při překročení určitého počtu zakázek se začne projevovat ekonomická výhoda modulárnosti a hromadné výroby.

Instalace kopule kontejnmentu malého modulárního reaktoru ACP100 (zdroj CNNC).

Pravdou je, že v současné době počet států i průmyslových podniků, které o využití malých modulárních reaktorů uvažují, rychle roste. Jak už se psalo v minulém přehledu, vede to k tomu, že stále více velkých hráčů na trhu s jadernými technologiemi vyvíjí svůj malý modulární reaktor. V minulé roce tak začala firma Westinghouse intenzivně pracovat na malém modulárním reaktoru AP300. Jde o jednosmyčkový kompaktní zařízení založené na zmenšení reaktoru AP1000. Licenci plánují získat v roce 2027 a první prototypová jednotka by se měla dostat do provozu v roce 2033.

Cesta za uzavřením palivového cyklu

V této oblasti je nejdále Rusko a Čína. Proto se při přehledu současného stavu v této oblasti budeme věnovat hlavně těmto zemím. Jediné rychlé sodíkové reaktory v komerčním provozu jsou v Bělojarské jaderné elektrárně. Využívání bloku BN600 by se mělo prodloužit až do roku 2040. V roce 2023 se pracovalo na obdržení potřebných licencí. Reaktor by tak mohl být v provozu šedesát let.

V minulém přehledu se psalo, že reaktor BN800 začal na konci roku 2022 pracovat s aktivní zónou, která měla téměř sto procent paliva typu MOX s plutoniem. V roce 2023 tak je již roční zkušenost s využíváním takové MOX aktivní zóny. Jasně se ukázala možnost uzavření palivového cyklu v průmyslovém měřítku komerčního provozu jaderné elektrárny. Zároveň byly v polovině prosince 2023 vyprodukovány první tři palivové soubory, které obsahují kromě plutonia i minoritní aktinoidy americium 241 a neptunium 237. V příštím roce by se pak mělo toto palivo testovat přímo v reaktoru BN800. Je to další krok ke spalování nebezpečných transuranových radionuklidů z vyhořelého paliva a důležitý zlom v cestě za uzavřením palivového cyklu.

Palivo pro reaktor BN800 obsahující kromě plutonia i minoritní aktinoidy americium 241 a neptunium 237 (zdroj TVEL).

V roce 2023 začaly práce na geodetickém, geologickém, hydrologickém a environmentálním zkoumání budoucího staveniště pátého bloku této elektrárny, kterým bude rychlý sodíkový reaktor BN-1200. Pokračují i práce na vyladění jeho projektu.

Experimentální reaktor MBIR v Dmitrovgradu má testovat možnosti různých typů rychlých reaktorů. Kromě chlazení tekutým sodíkem bude studovat i chlazení olovem a plynem. V roce 2023 se vybudovala chladící věž, v polovině října se dokončila kopule budovy reaktoru, instaloval portálový jeřáb s nosností 125 tun a namontovala celá řada klíčových zařízení. Dokončení reaktoru a jeho spuštění se čeká v roce 2027.

Pokročila také výstavba reaktoru BREST-300-OD budovaného v rámci projektu Proryv. Na začátku roku 2023 byl dokončen testovací prototyp čerpadla pro chladící okruh tohoto reaktoru. V daném případě je pro chlazení využíváno olovo a vývoj potřebných čerpadel je náročný. Na konci roku 2023 se začalo budovat vedení pro vyvedení výkonu z elektrárny. Jeho délka bude 36 km a celkově bude mít 160 stožárů. Pokud se koncept ukáže být úspěšným, naváže na něj komerční verze rychlého reaktoru BR-1200. Předběžné práce na koncepci tohoto projektu už probíhají.

Reaktor AP1000, který začal fungovat v elektrárně Vogtle, je nabízen i pro Dukovany (zdroj Georgia Power).

Závěr

Jak je vidět z předchozího textu, rozjíždí se ve světě, a dokonce i v Evropě, renesance jaderné energetiky. V Evropské unii k ní dochází i přes dlouhodobou intenzivní kampaň zelených protijaderných aktivistů. Právě praktická ukázka ve srovnání výsledků energetických koncepcí Francie a Německa ukazuje, že cesta k nízkým emisím vede přes kombinaci jaderných a obnovitelných zdrojů a nelze jich dosáhnout pouze s obnovitelnými zdroji. Podrobněji o nevhodnosti následování německé cesty k nízkým emisím se psalo v nedávném článku.

Problémem pro Evropskou unii je, že během posledních desetiletí ztratila do velké míry kompetence v oblasti jaderných technologií. Zatímco v minulém století byla na čele vývoje i využití jaderné energetiky, nyní je daleko za Ruskem i Čínou. Energetika je sice dominantně v kompetenci jednotlivých států Evropské unie, ale vidíme, že ji velmi silně ovlivňují rozhodnutí Evropské komise a Evropského parlamentu. Velice často jsou tato rozhodnutí slině ideologicky ovlivněna a mimo realitu. Dnes i tam už cítí daleko více dopady reality a pomalu se názory mění, ale jde to pomalu. Důležitost voleb do Evropského parlamentu ukazuje i příklad z nedávné minulosti od nás. Naše státní energetická koncepce obsahuje výstavbu nových jaderných zdrojů a využívání jaderné energetiky. Přesto při jednání o zahrnutí jaderných zdrojů do taxonomie všichni europoslanci Pirátů v čele s Mikulášem Peksou hlasovali proti. Naštěstí se jim toto zařazení zastavit nepodařilo.

Pozitivně pro jadernou energetiku Evropská unie nakonec rozhodla i o podmínkách pro výrobu zeleného vodíku. A pro jeho produkci bude možné využít i elektřinu z nízkoemisních zdrojů, jako jsou jaderné elektrárny. Každá výroba zeleného vodíku musí být spojena s konkrétním nízkoemisním zdrojem, který splňuje dané podmínky. Výjimkou je nízkoemisní elektroenergetika, u které jsou emise menší než 65 g ekvivalentu CO2 na kWh. Ovšem tuto podmínku v současné době splňuje kromě specifických států, jako je Norsko, pouze Francie a Švédsko.

Nejbližší desetiletí bude kritickým obdobím pro obnovu rozvoje jaderné energetiky v Evropské Unii i u nás. U nás je hlavní firmou, která rozvíjí jadernou energetiku ČEZ. Tato firma plánuje stavět nové velké bloky i malé modulární reaktory. V optimálním případě chce ČEZ realizovat čtyři velké bloky a deset malých modulárních reaktorů. První prototypový malý modulární reaktor by se postavil v Temelíně. Sloužil by jako učební a pro vyladění licencování a dalších schvalovacích procesů. Další by nahradily uhelné bloky v elektrárnách Mělník, Tušimice, Prunéřov, Ledvice, Poříčí a Dětmarovice při výrobě elektřiny a tepla. Zatím probíhá výběr a ocenění vhodnosti potenciálních lokalit. V současné době se zaměřuje a dvě neperspektivnější lokality, kterými jsou Dětmarovice a Tušimice. Poříčí naopak s největší pravděpodobností využito nebude, v této lokalitě by se měl vyskytovat aktivní geologický zlom. I v dalších našich přehledech budeme sledovat, jestli a jak bude reálně renesance jaderné energetiky ve světě, v Evropě i v České republice.

Video: Přednáška pro budoucí inženýry na VUT Brno o současnosti a budoucnosti: