Nové modulární reaktory přinášejí naději na bezpečný a stabilní zdroj elektrické energie s možností snadné výstavby. Nezávislé analýzy ale upozorňují, že nejde o zcela bezproblémová řešení.
Ministr průmyslu Karel Havlíček (ANO) aktuálně podepsal memorandum o porozumění se společnostmi ČEZ a Rolls-Royce SMR, které otevírá cestu k přípravě nových lokalit, kde by mohly vyrůst takzvané malé modulární reaktory. Ty by měly rozšířit možnosti pro výrobu elektřiny bez emisí oxidu uhličitého.
Malé modulární reaktory známé pod zkratkou SMR jsou moderní jaderné reaktory, které vyrábí až 300 megawattů (MW) elektrického výkonu na jednotku. To odpovídá přibližně třetině výkonu klasické velké jaderné elektrárny. Oproti nim mají SMR řadu výhod, ale také několik nevýhod. Teď se na ně rozhodlo vsadit i Česko, které se přidalo k zemím, jež chtějí tuto technologii začít využívat.
Definice, co vlastně je „malý modulární reaktor“, není moc přesná. Mezinárodní agentura pro atomovou energii (MAAE) je definuje jako „reaktory s výkonem do 300 MW na modul, které mají pokročilé konstrukční prvky, lze je nasadit jako jednu jednotku nebo jako vícemodulovou elektrárnu, a jsou navrženy tak, aby se stavěly v továrnách a odtud se dopravovaly a instalovaly u zákazníka“. Problém je ale už s výkonem – například reaktory Rolls-Royce, které chce právě Česko, totiž mají výkon 470 MW, zmíněnou hranici tak výrazně přesahují. Označení se tedy v jejich případě používá spíše jako marketingové, protože sdílí filozofii modulární výroby.
Existují dva základní typy SMR. Prvním jsou klasické lehkovodní reaktory, které jsou jen zmenšenými variantami těch klasických velkých. Druhým jsou inovativní typy. Před šesti lety se v Číně podařilo dokončit první inovativní malý modulární reaktor – vysokoteplotní a chlazený heliem HTR-PM. V Kanadě zase vznikl MMR (MicroModular Reactor), tedy vysokoteplotní reaktor, který je chlazený plynem. Další inovativní reaktory například předpokládají využití tekutých solí k chlazení nebo kapalného paliva jako nosiče.
Nutno dodat, že myšlenka těchto reaktorů je natolik lákavá, že se uvažuje doslova o desítkách různých možností, jak je nejlépe vyrábět.
Reaktory s výhodami
Přestože ze slov v názvu reaktorů nejvíc zaujme výraz „malé“, ve skutečnosti je daleko důležitější modularita. Ta ale neznamená nutně to, co si pod tím člověk představí. Konečným cílem je totiž výroba celého jaderného reaktoru v továrně k tomu určené, který by si pak mohl koncový zákazník koupit jako produkt, který mu bude doručen. Odpadá tak náročná a nákladná část budování na místě, která je nezbytná při výstavbě klasických reaktorů.
Ekonomicky zajímavé je možné rozložení investice. Půjde postavit několik menších jednotek dle poptávky během několika let místo jednorázové dlouhodobé investice do velkého reaktoru. SMR by zároveň měly dosáhnout rychlejší návratnosti počátečního vkladu.
Další výhodou je, že díky menší zastavěné ploše mohou být SMR umístěny na místech, která se považují za nevhodná pro klasické jaderné elektrárny. Dalším bonusem by měla být cena, byť i ta je zatím do značné míry otázkou spekulací. Ale o tom víc až dále v textu.
Prefabrikované jednotky modulárních reaktorů se totiž dají, jak je výše popsané, vyrábět a poté převážet a instalovat na místě, díky čemuž jsou levnější na vybudování než velké reaktory, které bývají často individuálně navrhovány pro konkrétní lokalitu, což velmi často vede ke zpožděním. SMR nabízejí úspory nákladů a času výstavby – a dají se nasazovat postupně podle rostoucí energetické poptávky.
Podívejte se na vizualizaci SMR společnosti Rolls-Royce:
Pro oblasti se slabou přenosovou sítí je to výhoda i z jiného důvodu: jedna elektrárna by neměla tvořit více než deset procent celkové instalované kapacity sítě. V oblastech s nedostatečnou přenosovou soustavou lze SMR napojit do stávající sítě, nebo dokonce provozovat mimo ni, čímž poskytují nízkouhlíkovou energii pro průmysl.
SMR reaktory by také měly být velmi bezpečné.
Aktuální stav vývoje ve světě
Je důležité zdůraznit, že vývoj tohoto typu reaktorů je stále hlavně teoretický, protože v praxi jich funguje zatím jenom minimum. Existuje více než 80 návrhů a konceptů SMR celosvětově, většina je v různých fázích vývoje a některé jsou označovány za blízké komerčnímu nasazení.
OECD eviduje tři provozované SMR, přičemž přes 50 technologií SMR je stále ve vývoji. Podle MAAE jsou aktuálně čtyři SMR v pokročilé fázi výstavby v Argentině, Číně a Rusku, podle údajů Světové jaderné asociace (WNA) jsou ve světě v provozu zatím dva modulární reaktory, a to v Číně a Rusku. Rozdíl je daný tím, že každá organizace má pro SMR vlastní definici. Dalších asi sedm desítek projektů je ve světě v různých fázích realizace – od počáteční přípravy lokality až po zahájení zkušebního provozu.
Slabiny malých modulárních reaktorů
Z výše popsaného by to mohlo vypadat, že SMR jsou zázračným zdrojem energie, což by rádi vyzdvihli i výrobci. Existuje ale také několik odborných stanovisek, jež se na tuto technologii dívají opatrněji, některé přímo skepticky.
Zaprvé tyto reaktory nejsou nutně malé. Například ty, které zvažuje tuzemsko, tedy to od Rolls-Roycu, jež mají mít výkon 470 MW, jsou prakticky stejně velké jako reaktory v Dukovanech (původně 440 MW, dnes 510 MW). Zaberou tedy rozsáhlou plochu, potřebují ke svému chlazení vysoký objem vody a je pro ně zapotřebí velké množství bezpečnostního i odborného personálu. A musí se řešit i jejich dopady na krajinu podobně, jako je tomu u klasických jaderných elektráren.
Nejčastěji zmiňovaným problémem je ekonomická nevýhodnost menších reaktorů. Výkon totiž není přímo úměrný velikosti – a čím větší reaktor je, tím více energie spotřebuje. Tato skutečnost byla jedním z důvodů předčasného odstavení mnoha malých reaktorů postavených v USA v 50. a 60. letech minulého století.
Nižší výkon SMR jednotek (méně než 300 MW oproti zhruba tisícovce MW u typických reaktorů) znamená pro provozující energetickou firmu nižší tržby, přičemž náklady na výstavbu ovšem úměrně nižší nejsou – v přepočtu na megawatt instalovaného výkonu tak budou SMR a jimi vyrobená elektřina dražší než elektřina z velkých jaderných elektráren, říkají některé nezávislé analýzy.
Argument výrobců, že to vykompenzuje tovární sériová výroba, zůstává nejistý. Tradiční reaktory totiž už dnes částečně využívají modulární prvky, takže to, jestli SMR opravdu dokáží srazit náklady na výstavbu a překonat problém „úspor z rozsahu“, se zatím nedá dokázat. Modularita navíc přináší úspory až při dosažení hromadné výroby.
Podle analýzy IEEFA (Institute for Energy Economics and Financial Analysis) jsou SMR stále příliš drahé, příliš pomalé na výstavbu a příliš rizikové na to, aby hrály významnou roli v odklonu od fosilních paliv. Nejcitovanějším varovným příkladem je krach amerického projektu NuScale/UAMPS, který měl původně stát tři miliardy dolarů (63,5 miliardy korun). K jeho zrušení došlo, když se odhadovaná cena vyšplhala na 9,3 miliardy dolarů (asi 197 miliard korun).
Obecně podle výše uvedené analýzy IEEFA stavby dokončených SMR trvaly v průměru o 64 procent déle, než se původně plánovalo.
Nové konstrukce zároveň vyžadují zdlouhavé certifikační a povolovací procesy, čemuž se nejde vyhnout ani v případě dvou lokalit, které jsou spojené s možnou výstavbou těchto reaktorů v tuzemsku. Jde o Dětmarovice v Moravskoslezském kraji a Tušimice v Ústeckém kraji.
