Průběh semináře, který se uskutečnil 5. prosince 2024, si můžete pustit na stránkách E15. Jeho pozadí bych chtěl využít pro přehled přístupu a koncepce firmy ČEZ v oblasti jaderné energetiky. Za ČEZ byl v diskuzi přítomen Tomáš Pleskač, který je členem představenstva, za SÚJB ředitel Sekce jaderné bezpečnosti Štěpán Kochánek, za MPO ředitel Sekce jaderné energetiky a nových technologií Tomáš Ehler a za ÚJV Řež to byl generální ředitel Martin Ruščák. Optimismem mě naplnilo, jak pánové zdůrazňovali to, že všechny jejich organizace mezi sebou velmi intenzivně komunikují a pracují na řešení otázek spojených s budoucím zavedení malých modulárních reaktorů v České republice.

Podívejme se tak podrobněji na tři oblasti, které jsou klíčové pro rozvoj jaderné energetiky v České republice.

Jaderná elektrárna Dukovany (Petr Adámek, Wikipedie).

Prodloužení provozu stávajících reaktorů přes 60 let

Na semináři jsem poprvé slyšel oficiální deklaraci představitele společnosti ČEZ, že se budou snažit o provozování stávajících reaktorů v Dukovanech déle než šedesát let. Prodloužení provozu bloků VVER440 na sedmdesát let se snažím propagovat již dlouhou dobu a myslím, že je to o velmi důležité. Tomáš Pleskač zdůraznil, že stálá péče o fungující bloky je prioritou ČEZ a při zajištění dlouhodobého bezpečného provozování bude firma velice úzce spolupracovat s SÚJB, který bude velmi pečlivě dozírat na splnění všech bezpečnostních podmínek.

V současné době se podařilo vyřešit jedno z klíčových bezpečnostních rizik spojených s provozováním bloků VVER440 ve státech Evropské unie i na Ukrajině. Westinghouse začal intenzivně testovat své palivo pro tyto reaktory. Na začátku září 2024 byla do druhého bloku finské jaderné elektrárny Loviisa vložena první várka tohoto nového paliva firmy Westinghouse. Po ukončení tendru na dodávky paliva pro Dukovany u Rosatomu tak bude možné zajistit dodávky právě od této firmy.

Dva reaktory elektrárny Loviisa byly zprovozněny v roce 1977 a 1981, čtyři reaktory jaderné elektrárny Dukovany pak mezi léty 1985 až 1987. Finská elektrárna je tak o pět až deset let starší. Také u ní se uvažuje o provozu delším než šedesát let. V současné době už má elektrárna dokonce licenci na provozování sedmdesát let. Bude tak možné sledovat, jak se bude dlouhodobé provozování dařit u této elektrárny.

Jedinou komponentou, která se nedá u reaktoru vyměnit, je reaktorová nádoba. Ta je vystavena toku neutronů, který ji poškozuje. Pro sledování jejího stavu jsou v ní umístěny tzv. svědečné vzorky. Nádoby reaktorů v Dukovanech byly vyrobeny v Česku a jsou velmi kvalitní. Prodloužit jejich životnost se v případě potřeby dá provést vyžíháním, které dokáže částečně radiační poškození odstranit. S takovým vyžíháním má zkušenosti i náš průmysl, který realizoval vyžíhání jednoho z reaktorů ve zmíněné elektrárně Loviisa. Je však možné, že nádoby reaktorů v Dukovanech vydrží zmíněných sedmdesát let i bez vyžíhání.

Parogenerátory a kabely se v principu vyměnit dají. Může to však být tak náročné, že se to ekonomicky nemusí vyplatit. Proto je velmi důležité i sledování stavu parogenerátorů i kabelů. Jejich případný různý stav v různých reaktorech může způsobit, že se reaktory budou odstavovat v různých časech.

Pokud by se by se dukovanské reaktory provozovaly šedesát let, jejich odstavení by proběhlo v letech 2045 až 2047. Při provozu sedmdesát let by to bylo v letech 2055 až 2057. U temelínských reaktorů je velmi vysoká pravděpodobnost, že poběží déle než šedesát let a budou se využívat hluboko do druhé poloviny tohoto století.

První palivové soubory firmy Westinghouse jsou v reaktoru Loviisa 2 (zdroj Fortum).

Jasný je i směr na využití tepla z těchto velkých bloků. Byl dokončen teplovod z Temelína do Českých Budějovic a letošní zimní sezóna je první, kdy se využívá. Na přípravě projektu horkovodu z Dukovan do Brna se intenzivně pracuje. Zvyšuje se tak využití tepla z jaderných bloků.

Intenzivní práce na realizací nových bloků APR1000 v Dukovanech

V letošním roce došlo k rozhodnutí o vítězi tendru na výstavbu nových reaktorů v Dukovanech. Připomeňme si klíčová rozhodnutí v průběhu tohoto tendru. V září 2021 došlo k vyřazení Číny a Ruska, a to z geopolitických bezpečnostních důvodů. To se brzo ukázalo být velmi prozíravým, když ke konci února 2022 rozpoutalo Rusko válku na Ukrajině. V tendru se tak rozhodovalo mezi třemi nabídkami. Šlo o reaktor EPR1200 francouzské firmy EDF, reaktor AP1000 americké firmy Westinghouse a jihokorejský reaktor APR1000.

Hlavními kritérii v tendru jsou ekonomické parametry a záruky ceny a termínů dokončení výstavby. V lednu 2024 byla z tendru vyřazena firma Westinghouse, která nesplnila zásadní podmínku tendru. Šlo o nutnost podání závazné nabídky s garancí realizace stavby. Zároveň se podmínky změnily z výstavby jednoho bloku a opce na tři další na výstavbu dvojice bloků v Dukovanech a opce na další dvojici v Temelíně. V červenci 2024 byla vybrána nabídka jihokorejské firmy KHNP jako ve všech podstatných bodech lepší.

Podrobně jsem o výsledku tendru, a proč byl vybrán reaktor APR1000, psal v článku z té doby. U obou potenciálních dodavatelů šlo o zmenšené varianty jejich reaktorů III. generace. Výhodou Jihokorejců bylo, že jejich reaktor APR1400 s výkonem 1400 MWe vznikl z jejich reaktoru II. generace OPR1000 s výkonem 1000 MWe vylepšením, přidáním prvků zajišťujících parametry III. generace a zvýšením výkonu. Pro realizaci reaktoru APR1000 tak mohou opět vyjít z reaktoru OPR1000, ovšem bez realizace zvýšení výkonu.

V přípravě projektu tak jsou mnohem dále, než je tomu u francouzského reaktoru EPR1200, kde je třeba významně snížit výkon a přejít od čtyř smyček ke třem. Jihokorejci si také po velmi úspěšné výstavbě čtyř bloků ve Spojených arabských emirátech mohou být v otázce ceny a termínů výstavby mnohem jistější v kramflecích.

Zároveň bylo jasně vidět, že firma KHNP i Jižní Korea o projekt extrémně stojí. Jako nepovinný požadavek tendru byla realizace licencování zmenšeného bloku určeného pro Česko i v zemi původu. Ve Francii i Jižní Koreji se výstavba zmenšených reaktorů neplánuje. Francouzi jasně řekli, že toto licencování dělat nebudou. Jihokorejci naopak dokonce změnili zákon, který nedovoloval jejich úřadu pro jadernou bezpečnost licencovat reaktor, jež se u nich neplánuje stavět. Licencování reaktoru APR1000 v Jižní Koreji tak realizují. To je významná pomoc pro průběh licencování u našeho SÚJB.

Klíčové pro úspěch tendru je jeho transparentnost a jasné stanovení parametrů, které určují vítěze. Zatím se zdá, že by to mohlo být v pořádku. Firmy EDF a Westinghouse sice podaly stížnost na Úřad pro ochranu hospodářské soutěže. Ta však byla s velmi jasným zdůvodněním zamítnuta 31. října 2024. Obě firmy sice podaly rozklad, ale je velmi pravděpodobné, že bude zamítnut. Vyjádřit se má Úřad na ochranu hospodářské soutěže do 60 dnů. Je tak velmi pravděpodobné, že by neměl být ohrožen podpis konečné smlouvy, ke kterému by mělo dojít v březnu 2025.

Také v licenčním sporu mezi firmou Westinghouse a KHNP došlo k pokroku. Dospělo se k dohodě mezi vládou Jižní Koreje a USA. Zůstává tak pouze otázka finančních kompenzací mezi firmami, která se nedotkne realizace českého projektu.

Zároveň mě naplňuje optimismem, když vidím velmi intenzivní aktivitu týmu Petra Závodského, který už má okolo 200 lidí a jejich korejských kolegů. Je jasně vidět, že jsou plně odhodlání projekt úspěšně realizovat.

Vizualizace malého modulárního reaktoru Rolls-Royce (zdroj Rolls-Royce).

Pokud se podaří prodloužit provozování starých reaktorů na sedmdesát let, tedy přes polovinu tohoto století, a nová dvojice bloků bude dokončena v druhé polovině třicátých let, může být překryv jejich provozu delší než deset let. V tomto případě by se mohly projevit nedostatečné kapacity chlazení. Tento problém lze řešit různými způsoby. Je možné využít suché chlazení, rozšířit kapacitu vodních děl nebo využít úpravy režimu využívání jednotlivých reaktorů. V létě, kdy se dají očekávat problémy s chlazením, je nižší potřeba elektřiny a také vysoká produkce z fotovoltaických zdrojů. Lze tak danou dobu využít pro výměnu paliva, údržbu a modernizaci. Již nyní probíhá analýza, který z možných přístupů bude nejlepší.

ČEZ vybral malý modulární reaktor Rolls-Royce

V Česku by mohly nahradit uhelné bloky využívané pro kogenerační dodávky elektřiny a tepla malé modulární reaktory. Takové využití by se firmě ČEZ hodilo v celé řadě lokalit, jako jsou Tušimice, Dětmarovice a další. Zde je standardně několik bloků o výkonu 200 MWe. Tyto uhelné zdroje je třeba nahradit co nejdříve, proto ČEZ začal vybírat partnera, který je ve vývoji malého modulárního reaktoru daleko a mohl by jej začít nabízet už ve třicátých letech.

Česká republika má dlouholetou tradici nejen ve využívání jaderné energetiky, ale také ve vývoji a výrobě jaderných technologií. Firma ČEZ má zároveň i výzkumné a inženýrské kapacity, například už zmíněné ÚJV a.s. v Řeži, a průmyslové podniky, jako je například Škoda JS. Chce tedy malé modulární reaktory nejen využívat, ale současně je vyvíjet a vyrábět. Do toho chce zapojit širokou vzdělávací, vývojovou a průmyslovou základnu, která v tomto oboru v Česku existuje.

Firma ČEZ tak chtěla najít partnera, u kterého bude možné se zapojit do vývoje i výroby malých modulárních reaktorů. Zpočátku uvažovala o pěti možnostech. Jednalo se o reaktor AP300 firmy Westinghouse, BWR300 firmy GE Hitachi, Rolls-Royce stejnojmenné britské firmy, NUWARD firmy EDF a SMR160 firmy Holtec. Postupně se však ukázalo, že stav některých projektů není dostatečně pokročilý. U některých došlo k výraznému přepracování konceptu a projekt integrálního reaktoru NUWARD byl úplně zastaven.

Ve hře tak zůstaly projekty BWRX300 a Rolls-Royce. Reaktor BWRX300 je klasický varný reaktor o výkonu 300 MWe a Rolls-Royce tlakovodní s výkonem 470 MWe. Výhodou reaktoru Rolls-Royce je, že s tlakovodními reaktory má Česká republika, a zvláště SÚJB, dlouholeté zkušenosti. Zároveň zde byly daleko větší možnosti se zapojit do vývoje a produkce reaktoru. ČEZ se tak nakonec rozhodl pro projekt Rolls-Royce. Podepsal smlouvu o spolupráci a nedávno i o vstupu do společnosti Rolls-Royce SMR.

Už v době výběru pracovníci ČEZ i SÚJB sledovali průběh licencování a práce okolo nového reaktoru. Nyní se bude rozšiřovat skupina zaměřená na tuto oblast. ČEZ předpokládá, že do firmy Rolls-Royce vstoupí významnou měrou. Chce mít 20 % podíl, který mu umožní se zapojit do řízení společnosti. Takto vysoký podíl však má jednu důležitou podmínku. Rolls-Royce musí být vybrán jako preferovaný pro Velkou Británii. O tom by se mělo rozhodnout v první polovině příštího roku. Pokud by nebyl Rolls-Royce vybrán pro mateřskou zemi a nestavěl by se tam jeho první prototyp, bude jeho šance na významný podíl v Evropě menší. ČEZ nechce být realizátorem prvního prototypu tohoto reaktoru.

Pokud bude v první polovině roku 2025 rozhodnuto o využití malých modulárních reaktorů ve Velké Británii, mělo by licencování a výstavba prvního prototypu ČEZ v lokalitě Temelín následovat jeho první realizaci ve Velké Británii za velmi úzké spolupráce. Výhodou temelínské lokality, která bude vedle místa určeného pro dva nové velké bloky, je to, že jde o dobře prozkoumanou jadernou lokalitu. Bude tak jednodušší proces licencování a stavebního řízení. Zde by se měly vypracovat standardní postupy, které se budou využívat v ostatních místech.

ČEZ předpokládá výstavbu okolo desítky malých modulárních reaktorů ve svých lokalitách, kde jsou v současnosti uhelné zdroje. Jako první se předpokládají Tušimice a Dětmarovice. V potenciálních místech se už provádí předběžný geologický, seismologický a environmentální průzkum.

Zároveň ČEZ začíná pracovat na vytvoření potřebného dodavatelského řetězce pro produkci těchto malých modulárních reaktorů. V rámci vytváření potřebné průmyslové základny uvažuje ČEZ o vybudování dvou podniků pro kompletaci a produkci modulů pro tyto reaktory. Využil by se tak potenciál průmyslu v České republice a došlo by i k jeho rozšíření.

Malé modulární reaktory by mohly nahradit i uhelné bloky v Tušimicích (zdroj ČEZ).

Pokud se podaří rozjet výstavbu malých modulárních reaktorů Rolls-Royce v Evropě i v Česku, mohly by je začít využívat i jiní producenti elektřiny a tepla. Stejně tak by je mohly využít i některé velké průmyslové podniky jako závodní elektrárny.

Závěr

Podle mého názoru je vize firmy ČEZ ve všech třech popsaných oblastech velmi racionální a smysluplná. Zároveň vidím, že odpovědní lidé na její realizaci intenzivně pracují a příslušné odbory ČEZ, SÚJB a MPO spolu intenzivně komunikují. Pokud se ji podaří realizovat, půjde o obrovský přínos pro Českou republiku. Jak už jsem psal mnohokrát, bez jaderné energetiky realizace nízkoemisní energetiky nedosáhneme. Jde však o obrovskou výzvu. V současné době je tou největší otázkou financování. Zatím je notifikován pouze finanční model pro první velký blok v Dukovanech. Je tak velmi důležité, aby politická reprezentace na vyjednání potřebné evropské notifikace intenzivně pracovala.

Velkou výzvou bude také získání dostatečného počtu kvalifikovaných odborníků, před kterou stojí vysoké školy s daným zaměřením. To však je řešitelné. I podle mých zkušeností se v případě úspěšného postupu při realizaci výstavby jaderné elektrárny ČEZ začne zvyšovat počet studentů v odpovídajících oborech. ČEZ je považován za velmi perspektivního zaměstnavatele.

Největší obavy má v současné době z chování politiků, kteří si energetiku velmi často berou čistě jako prostředek politického boje. Nedokážou docházet k racionálním kompromisům a sjednotit se v případě jednání na evropské úrovni. Tam pak pozorujeme nečinnost, která může mít na naši energetiku katastrofické dopady.

Podcast o nespuštěné rakouské jaderné elektrárně v kontextu současné energetiky v cyklu o energetice - ZDE

Seminář o malých modulárních reaktorech na Inženýrské akademii: