V nedávném článku jsem se zabýval dopady poslední zimy a ruské invaze na Ukrajinu na evropskou a českou energetiku a příčinami energetické krize, kterou přinesly. Válka už probíhá přes čtyři měsíce a lze tak stále jasněji vidět nastoupené trendy. Zvláště charakteristické je to na Německu. Tam se jasně ukazují jejich základní charakteristiky. V diskuzích se zelenými aktivisty jsem zdůrazňoval, že v Německu v důsledku Energiewende nedojde k přechodu k nízkoemisní energetice, ale pouze k přeměně jedné kombinace fosilní a nízkoemisní energetiky na jinou. Předpovídal jsem, že dojde k odstranění nízkoemisních jaderných zdrojů a jejich náhrady obnovitelnými zdroji a náhradě uhelných zdrojů zemním plynem. Před událostmi letošní zimy a ruské invaze na Ukrajinu bylo možné zakrývat tuto realitu odvoláváním se na snižování emisí oxidu uhličitého v elektroenergetice v důsledku přechodu od uhlí k zemnímu plynu. Vzhledem k emisím metanu při těžbě a dopravě zemního plynu to sice nebylo úplně korektní, ale přinejmenším v grafech to vypadalo pěkně. Ovšem problémy s dodávkami plynu po začátku války Ruskem ukázaly jasně realitu Energiewende, kterou už nebylo možné zakrývat. Německo, Rakousko a další státy, které se zřekly jaderné energetiky se vracejí k využívání uhlí. Jako příklad států, které se k elektroenergetice právě díky využívání jaderné energie k uhlí vrací v minimální míře, lze uvést již zmíněnou Francii, Švédsko nebo našeho souseda Slovensko. I když třeba ve Francii, z důvodů, ke kterým se ještě vrátíme, možná v letošní zimní sezóně jeden uhelný blok znovu uvedou do pohotovosti.
Abychom se podívali, jak se rozdíl mezi Francií a Německem projevuje v elektroenergetice na konkrétních číslech využijeme data Energostatu). Francie měla při výrobě elektřiny v první polovině roku 2022 podíl uhlí jen 0,9 % a z plynu 9,1 %, celkově tak měla z fosilních zdrojů jen 10 % elektřiny. V roce 2021 to bylo v první polovině roku 0,6 % elektřiny z uhlí, 6,6 % z plynu a celkově tak z fosilních zdrojů jen 7,2 %. V Německu se za první pololetí roku 2022 vyrobilo 31,1 % elektřiny z uhlí a 10,0 % z plynu. Celkově pak z fosilních zdrojů 41,1 % elektřiny. V první polovině roku 2021 byl podíl uhlí 26,7 % a podíl plynu 11,8 %. Celkově pak v této době bylo z fosilních paliv v Německu 38,5 % vyrobené elektřiny. Lze také připomenout, že fosilními palivy, zvláště zemním plynem, se v Německu intenzivně i vytápí. Naopak ve Francii je velký podíl vytápění elektřinou, plyn se tak v této zemi dominantně využívá pouze v oblastech průmyslu, kde není jeho nahrazení zatím možné.
Odchod od místních fosilních zdrojů jen v případě existence náhrady
V Německu se tak ukazuje, že Energiewende je spíše ve znamení přechodu od jednoho fosilního zdroje k jinému. Počítalo se, že místo domácího i dovezeného uhlí, se bude dominantně využívat dovezený plyn. I proto se budovaly plynovody Nord Stream I a II. Německo si tak vytvořilo extrémní závislost na ruském plynu. I z hlediska snižování emisí CO2 šlo o značně problematický krok. Při spalování plynu je sice produkce tohoto plynu poloviční, než je tomu u uhlí. Pokud však započteme úniky metanu, který je daleko silnějším skleníkovým plynem, při těžbě a dopravě zemního plynu, není přechod od uhlí k plynu velkou výhrou. Po invazi Ruska na Ukrajinu a nutnosti snížit závislost Evropské unie na fosilních zdrojích z této země, se tak Německo vrací k uhlí. Jasně se tak ukazuje, že plánovaná Energiewende je fosilní cestou. Pro nás je obrovský problém, že vysoké ceny elektřiny dané tím, že závěrnými elektrárnami právě v Německu jsou plynové, se přelévají z Německa i k nám. A naše obyvatelstvo opravdu není tak movité, jako to německé.
Německo sice inzeruje extrémní zvýšení snahy o výstavbu obnovitelných zdrojů. Větrné turbíny by například měly pokrýt 2 % území Německa. Jak se mu však bude reálně dařit nahrazovat fosilní zdroje obnovitelnými, a za jakou cenu, je otázka velmi otevřená. Při takovém pokrytí území Německa větrnými turbínami s výškou silně převyšující sto metrů už bude velmi často situace, že je bude vidět v každém směru. Je otázka, do jaké míry to dokážou obyvatelé akceptovat. Stejně tak budou odpor proti výstavbě nových větrných zdrojů zvyšovat i narůstající environmentální dopady tak intenzivního využívání větrníků. Už teď je hlavně v Bavorsku odpor místních komunit velký. Plánují se sice zákony, které by měly takový odpor společnosti překonat, ale jejich účinnost je nejistá. Stejně tak je otázka, jak se bude dařit budovat propojení vedení vysokého napětí ze silně centralizovaných mořských větrných farem k průmyslovým podnikům a aglomeracím na jihu Německa.
Podle mého názoru se cesta k nízkoemisnímu mixu založená pouze na obnovitelných zdrojích v Německu realizovat nedá. Stejně tak i v ostatních státech, které nemají tak specificky příznivé podmínky, jako třeba Norsko. To vůbec neznamená, že by obnovitelné zdroje nebyly velmi užitečnou a důležitou součástí energetického mixu. Měly by se však budovat v podílu a způsobem, který odpovídá geografickým a dalším podmínkám daného regionu. U nás to znamená zaměření na obnovitelné zdroje v decentralizované podobě. Vzhledem ke geografické poloze máme možnosti v této oblasti omezené. Využití biomasy už do značné míry začínají narážet na hranice, kdy začínají konkurovat produkci potravin a environmentální funkci krajiny. Už nyní se pro produkci bioplynu využívá nejen odpad, ale i speciální produkce třeba kukuřice. I v případě větrných turbín jsou naše podmínky omezené. Je třeba je efektivní využít, ale není příliš smysluplné turisticky a environmentálně významná území pokrýt větrnými turbínami, které navíc jen těžko mohou ekonomicky konkurovat velkým větrníkům na mořském pobřeží. Asi největší potenciál je tak ve využití fotovoltaiky, u niž je však velmi důležité zajistit její efektivní zapojení do sítě. Při využití evropských dotací v této oblastí musí být jednou z klíčových podmínek souběžný rozvoj akumulace a schopností regulace sítě. I výstavba nových obnovitelných zdrojů, přebudování sítě a posílení její schopnosti regulace potřebuje dost dlouhý čas. V tomto ohledu to nebude v odpovídajícím rozsahu o moc lepší situace, než je v případě výstavby nových jaderných zdrojů.
Nejen pro Německo tak v současné době platí, že by se mělo přistupovat k odstavování uhelných zdrojů pouze v případě, když už máme odpovídající nízkoemisní náhradu, která dokáže zajistit nejen celkovou výrobu elektřiny, ale také dodávky podle potřeby v každém okamžiku. Je tak potřeba si uhelné elektrárny i schopnost odpovídající těžby uhlí zachovat do doby, než bude k dispozici náhrada v jaderných a obnovitelných zdrojích.
Jaderná energetika
Podobnou situaci a problémy, které pociťujeme nyní, zažil západní svět už na začátku sedmdesátých let v dobách ropné krize. Tehdy státy OPEC snížily těžbu a vyhlásily embargo na vývoz ropy některým západním státům za podporu Izraele v Jomkipurské válce. Odezvou na tuto událost byla změna energetické politiky řady států. Francie tak realizovala svůj přechod k nízkoemisní elektroenergetice s využitím jaderné energetiky během zhruba dvaceti let.
Po současných událostech se tak přinejmenším Francie k intenzivnímu využívání jaderné energie doplněné obnovitelnými zdroji vrací. Problém, který zůstává a je potřeba jej řešit, je ztráta kompetencí, ke kterým v Evropské unii a USA v tomto oboru došlo.
V druhé polovině minulého století byly Evropská unie a USA v čele rozvoje jaderné energetiky. Dokázaly budovat jaderné bloky rychle a efektivně. Kvůli intenzivní kampani zelených protijaderných hnutí došlo k zastavení výstavby jaderných reaktorů a omezení výzkumu pokročilých jaderných technologií. Zároveň se projevovaly velmi intenzivní tlaky na ukončení provozu existujících jaderných bloků. Probíhaly tak souběžně dvě protichůdné tendence. Na jedné straně se ukazovalo, že životnost jaderných bloků je delší, než se původně předpokládalo. Zvláště v kritické oblasti poškození reaktorové nádoby neutronovými toky se dařilo vliv tohoto faktoru omezovat. Provozování stávajících bloků se tak dalo prodlužovat a v současné době lze u řady z nich uvažovat životnost dosahující i přesahující šedesát let. Na druhé straně však kampaň protijaderných aktivistů vedla k předčasnému uzavírání bezpečných reaktorů ve velmi dobrém technickém stavu. To lze pozorovat například v Německu, kde se poslední reaktory odstaví na konci tohoto roku.
V posledních měsících se sice i v Německu, zvláště v Bavorsku, objevily hlasy, aby se odstavování zbývajících jaderných bloků odložilo. Z technického a z bezpečnostního hlediska by to bylo možné, bloky jsou relativně nové a moderní, v provozu zatím okolo třiceti let. Problémy jsou spíše ekonomické, politické a právní. Provozovatelé s odstavením bloků počítali. Tomu přizpůsobili objednávku paliva, režim údržby i zajištění pracovních sil. Vyřešit by se tak musely dodávky nového paliva, zajištění potřebných povolení u jaderného dozoru i odpovídající údržba a pracovníci. Znamenalo by to tak odpovídající nejen finanční náklady. Ekonomicky by to mělo smysl v případě, že půjde o prodloužení provozu o deset či více let. To by však potřebovalo jasnou deklaraci a podporu politického vedení. Tedy nestačí diskuze o tom, že by se mohl provoz možná prodloužit o pár let, ale jasné rozhodnutí o jejich využívání nejméně desetiletí. To však nelze od současné německé vlády očekávat. Prodloužení provozu zbývajících bloků v Německu je tak velmi nepravděpodobné.
Velmi nejasný postoj k jaderné energetice ovlivnil velmi silně toto odvětví i ve zmíněné Francii. Zde je v posledních desetiletích neustálá kampaň proti jaderné energetice. Podpora tohoto odvětví a předpokládaná jeho budoucnost se tak často měnila. Vyhlašoval se odchod od jaderné energetiky, brzké snížení jejího podílu při výrobě elektřiny ze 75 % na 50 % a odstavování všech bloků po čtyřiceti letech provozu. Omezovala se tak i finanční a další podpora využívání jaderných reaktorů. To nevedlo k podpoře a investicím do dlouhodobého provozování stávajících bloků. A v současné době se tak zanedbání v péči o provozované bloky projevují velice negativně.
Došlo k několika problémům, které vedly k vynuceným neplánovaný odstávkám různých reaktorů. V poslední době byly spojeny s objevem nežádoucí koroze u některých svarů. Tyto problémy a jejich původ by měly být jasným poučením i pro nás. Je třeba jasně deklarovat, že chceme jaderné bloky v Dukovanech provozovat 60 let a o tyto reaktory odpovídajícím způsobem pečovat.
Nové jaderné bloky
V druhé polovině minulého století byly západní Evropa a USA na technologické špičce v rozvoji jaderné energetiky. Jak v budovaných reaktorech, tak i ve vývoji v oblasti rychlých reaktorů a uzavření palivového cyklu. Připomeňme, že právě i v současnosti odstavované reaktory v Německu jsou na špičkové technologické úrovni. Ve Francii se pak dostali daleko i ve vývoji rychlých sodíkových reaktorů, připomeňme projekty Phénix a Superphénix. Intenzivní kampaň zelených protijaderných aktivistů a následný odklon evropských politiků od strategické bezpečnosti a snahy o vědecký a technologický rozvoj k zelené ideologii, která zablokovala téměř všechen rozvoj jaderné energetiky a vedla k odchodu od jádra v řadě zemí, však situaci dramaticky změnily. V současné době je vrchol rozvoje jaderné energetiky v Rusku a v Číně, a to v oblasti reaktorů III. generace, malých modulárních reaktorů i reaktorů IV. generace (podrobněji je to popsáno například v přehledu současného stavu jaderné energetiky). V Evropě rozvoj jaderné energetiky zamrzl a ztratila se celá řada potřebných kompetencí. I to stojí za problémy s výstavbou nových zdrojů, ke kterým zde dochází.
##seznam_reklama##
Po rozpoutání války Ruskem a jeho chování k jaderným zařízením na Ukrajině je jasné, že není možné spolupracovat s tímto státem v jaderné oblasti. Jak bylo popsáno v předchozím textu, při cestě k uhlíkové neutralitě se nelze bez jaderné energetiky obejít. Evropská unie tak nutně potřebuje vybudovat vlastní produkci jaderných reaktorů III. generace, malých modulárních reaktorů i reaktorů IV. generace. Zásadní nutnou podmínkou je obnovení potřebných kompetencí v dané oblasti. Nejde pouze o jaderné odborníky, ale také třeba i stavaře a špičkové svářeče. Právě problémy se svary jsou ty největší, které zavinily zpoždění nejen při dokončování bloku Flamanville 3.
Pokud se podíváme na současnou situaci v oblasti reaktorů III. generace, tak tlakovodní reaktory této kategorie kromě Číny a Ruska nabízí francouzské firmy, firma Westinghouse a Jižní Korea. Jde o reaktory EPR, AP1000 a APR. Právě tyto modely se také účastní probíhajícího tendru na výstavbu bloku Dukovany 5. Připomeňme, že jednou z podmínek tohoto tendru je výkon bloku do hodnoty 1200 MWe. Tato podmínka vyplývá z dostupných kapacit chlazení pro společný provoz tohoto bloku z existujícími bloky v této lokalitě. Dále je třeba připomenout, že menší bloky lépe zapadají do české energetické sítě. Tuto podmínku splňuje reaktor AP1000. U reaktoru EPR, který má v případě nyní budovaných bloků výkon okolo 1700 MWe, bude nabízena menší varianta tohoto reaktoru. Stejně tak tomu bude i v případě jihokorejského reaktoru APR1400. Při výběru reaktoru EPR nebo APR se tak bude budovat první jeho zmenšená varianta. Pokud však povede současná situace k renezanci jaderné energetiky v Evropské unii i dalších oblastech, budou se určitě i zmenšené varianty těchto reaktorů stavět ve větším počtu.
K výstavbě nových jaderných bloků se chystá celá řada evropských států. Pro dosažení nízkoemisní energetiky a uhlíkové neutrality bude potřeba jich postavit poměrně velký počet, což znamená i vybudování dostatečné základny jaderného průmyslu. Pokud se podíváme na řetězce dodavatelů, tak jsou provázané a zastupitelné. České firmy by se tak mohly zapojit do budování všech tří zmíněných typů reaktorů III. generace. Podle mého osobního názoru by však možná bylo pro Evropskou unii nejlepší vybudovat a postavit svou renezanci jaderné energetiky na evropském základě bloků EPR. Což však neznamená, že by výběr dvou ostatních typů reaktorů nebyl možný a vhodný. Každý z nich má své výhody i problémy.
Pokud chce Česká republika přejít k nízkoemisní energetice, bude potřebovat realizovat nejen jeden blok v Dukovanech, ale i druhý nový reaktor v této elektrárně. Dva reaktory s výkonem okolo 1000 MWe by tak v konečném důsledku nahradily dosluhující reaktory VVER440. Stejně tak je potřeba realizovat dva velké bloky III. generace v Temelíně, které nahradí část současného uhelného výkonu. V Temelíně i Dukovanech je připraveno místo pro výstavbu velkých bloků III. generace. Pokud budou tyto bloky budovány s cílem zajistit dlouhodobě spolehlivé a levné dodávky elektřiny a pro tento cíl bude vybrán vhodný model financování, nepřinese čekání na malé modulární reaktory žádnou výhodu.
Malé modulární reaktory
V případě České republiky by velkým přínosem zavedení malých modulárních reaktorů bylo proniknutí jaderné energetiky do oblasti decentrálních zdrojů a také teplárenství. Ovšem tato možnost potřebuje splnění dvou klíčových podmínek. První je spojena s tím, že bude existovat komerční nabídka malých modulárních reaktorů. Druhou je nutnost existence specifického přístupu k licencování malých modulárních reaktorů, které by zohlednilo jejich specifické bezpečnostní parametry. Zatím musí splňovat stejné podmínky, jaké platí pro velké reaktory. Pokud proces licencování nevezme v úvahu jejich odlišné bezpečnostní parametry, nebude možné je využít jako náhradu středně velkých a menších fosilních elektráren a tepláren.
Je velice dobře, že se Česká republika zapojuje do vývoje i přípravy využití malých modulárních reaktorů. V Česku se pracuje na čtyřech různých projektech těchto zařízení. Dva projekty jsou zaměřeny na klasické typy reaktorů, které předpokládají využití stávajících palivových souborů VVER, jedná se o Teplátor a systém David. Dva další projekty ÚJV a.s. v Řeži jsou zaměřeny na inovativní typy. Jde o reaktor Energy Well chlazený tekutými solemi a vysokoteplotní reaktor HeFASTo chlazený héliem. Pokud se alespoň jeden z nich dostane do fáze prototypu, bude to velký úspěch. V každém případě však přispějí k získání potřebných kompetencí studentů, výzkumných organizací a českého průmyslu. Česká republika i firma ČEZ jsou zapojeny do řady perspektivních mezinárodních projektů malých modulárních reaktorů.
Firma ČEZ nedávno vyčlenila místo v areálu jaderné elektrárny Temelín nedaleko místa připraveného pro stavbu dvou velkých bloků i prostor pro výstavbu prvního prototypu malého modulárního reaktoru v Česku. Tato firma chce být mezi prvními v Evropě, které budou realizovat malý modulární reaktor. Výběr místa je dán tím, že jde o jadernou lokalitu a nepotřebuje specifický přístup při licencování. Právě k vypracování nového postupu povolování těchto zařízení by první realizovaný malý modulární reaktor mohl přispět. Zároveň by sloužil jak školící a přípravné zařízení umožňující široké uplatnění malých modulárních reaktorů v naší decentralizované energetice.
Je vysoce pravděpodobné, že výrobu malých modulárních reaktorů budou zajišťovat firmy, které dodávají velké reaktory III. generace a je důležité, aby se do příslušných dodavatelských řetězců zapojil i český průmysl.
Závěr
Už současná zima ukázala, a invaze Ruska na Ukrajinu to jen zvýraznila, že protijaderná kampaň zelených aktivistů učinila Evropskou unii extrémně závislou na fosilních palivech, které se dováží z velké části právě z Ruska. Místo dlouhodobého bezpečného zajištění energetických potřeba a rozvoje vědy a průmyslu, se důraz kladl na ideologické zelené cíle a krátkodobé ekonomické parametry. I u nás se spojili ideologičtí protijaderní zelení aktivisté a lobbisté, kterým jde pouze o jejich soukromý krátkodobý zisk, v intenzivní kampani proti jaderné energetice.
V současné době vyhlašují opět zelení aktivisté anticenu Ropák. Už od počátku se ji organizátorům podařilo totálně zdiskreditovat. Na přelomu století byli touto cenou oceňováni hlavně ti, kteří se snažili dokončit výstavbu alespoň prvních dvou bloků v jaderné elektrárně Temelín a snažili se o využívání jaderné energetiky. Už tehdy jsem například v tomto příspěvku psal, že se v budoucnu ukáže, že pohledy těch, kteří anticenu Ropák dostali, jsou daleko správnější a ekologičtější, než je tomu u těch, kteří jim cenu přisoudili. V případě Temelína i důležitosti jaderné energetiky pro nízkoemisní energetiku se to plně potvrdilo. Psal jsem, že se může v budoucnu ukázat, že hlavními viníky toho, že se lidstvo nedokáže s růstem emisí včas vypořádat, budou právě zelení protijaderní aktivisté. Nečekal jsem, že vývoj energetiky v Německu na pozadí vývoje nejen ve Francii mou předpověď potvrdí až tak brzy. Je třeba připomenout, že srovnání výsledků dvou možných rozdílných scénářů rozvoje elektroenergetiky, tedy snahy o dosažení nízkých emisí s využitím jaderné energetiky a založené pouze na obnovitelných zdrojích, budeme mít možnost porovnávat i v budoucnu opět na příkladech Francie a Německa.
Velice smutné je, že ani po současných událostech, které jasně ukazují, jak hluboce se v případě potřeby jaderné energetiky mýlily, jaký rozvrat tato hnutí v evropské energetice způsobila, když místo podpory cesty k uhlíkové neutralitě ji vlastně brání, u nich nenastala žádná sebereflexe. Neustále tak proti jaderné energetice intenzivně bojují. Je otázka, jestli i nyní se jim podaří rozvoj jaderné energetiky zablokovat. Nebo se podaří jejich odpor překonat a Evropa zopakuje úspěch Francie při přechodu k nízkoemisní energetice z poslední čtvrtiny minulého století. Sebereflexe a přechod k racionálnímu pohledu na energetiku založenému na vědeckých a technických znalostech nejsou příliš vidět ani u evropských politiků, i zde převládá čistá zelená ideologie. Jako příklad může v tomto případě sloužit i boj proti zařazení jaderné energetiky do taxonomie udržitelných zdrojů energie. Uvidíme, jestli se podaří i za těchto nepříliš příznivých podmínek nakonec energetickou bezpečnost, ekonomickou a sociální únosnost i nízké emise zajistit.