Témata
Reklama

Postavit velkou jadernou elektrárnu je projekt na celé desetiletí, ve kterém se investice počítají na miliardy dolarů a délka použitých trubek a kabelů na tisíce kilometrů. Náklady i rozměrné technologie lze přitom už dnes srazit do téměř "kapesních" formátů, aniž by konstruktéři museli ustoupit od výroby energie postavené na jaderném štěpení.

Zvlášť po havárii ve Fukušimě se výzkum a vývoj soustředil na levnější a technologicky jednodušší malé reaktory. Tedy ty, které Mezinárodní agentura pro atomovou energii definuje hranicí 300 MW elektrického výkonu. Hráčů na trhu je ovšem přinejmenším stejně jako konkurujících si technologií. A na zásadní průlom v podobě komerčních objednávek se stále čeká.

Zatímco světu tradičních atomových elektráren konkuruje „velká trojka“ v podobě Rosatomu, Westinghousu a Arevy, „kapesní“ reaktory plánují také Japonci, Korejci, Indové, Číňané, Jihoafričané nebo Argentinci. Ti letos v únoru začali betonovat podloží pod vlastní tlakovodní design typu CAREM o výkonu 25 MW, odvozený od jaderného pohonu ponorek. Ostatně vojenské technologie stojí v pozadí mnoha dalších projektů, které čekají na komerční využití. Konkurence panuje také v rámci národních trhů. Třeba americký Westinghouse zastavil nedávno vývoj svého malého reaktoru. Mimo jiné proto, že americké ministerstvo energetiky při rozdělování vývojových grantů dalo přednost konkurenci v podobě firem Babcock & Wilcox a NuScale Power.

Portlandský NuScale plánuje výrobu malých modulárních reaktorů (SMR) o výkonu 45 MW, které by šlo snadno propojovat jako obyčejné baterie. Babcock & Wilcox chce zase formou joint venture postavit do roku 2020 funkční minireaktor mPower v Tennessee o elektrickém výkonu kolem 180 MW. I tady je ve hře identický a snadno propojitelný druhý modulární blok. Oba projekty počítají s parogenerátorem přímo zabudovaným v reaktorové nádobě, která je v případě NuScale včetně celého kontejnmentu (ochranné budovy) velká asi jako vagon metra.

Reklama
Reklama
Schéma kompaktního reaktoru KLT-40S společnosti OKMB

Zajímavý tlakovodní projekt založený na odzkoušené technologii mají i Rusové, kteří reaktor KLT-40, původně užívaný na ledoborcích, přebudovali na plovoucí elektrárnu Akademik Lomonosov. Plavidlo osazené minireaktory v konfiguraci 2x 35 MW by mělo začít dodávat proud u břehů Kamčatky v roce 2016. S umístěním na lodi se počítá i pro mnohem menší reaktor ABV-6M, který má oproti typu KLT-40 zhruba čtyřikrát nižší výkon.

Jaderná teplárna

Existují ale i mnohem odvážnější projekty, než jsou zmenšeniny klasických a v praxi odzkoušených tlakovodních reaktorů typu PWR, které jsou vylepšenými modely III. generace. Rosatom staví na Sibiři pokusný reaktor Brest-300, který využívá technologii chlazení vysoce čistým olovem (LFR). Odpadl by tak problém s případnou netěsností chladicího systému, radioaktivními parami nebo korozí.

Ve vývoji je také další model zařazený mezi reaktory IV. generace, které se vyznačují delším palivovým cyklem a vyšší účinností. SVBR-100 je rychlý množivý reaktor chlazený olovem, do něhož Rosatom a Irkutskeněrgo předloni zaangažovaly coby subdodavatele i několik českých firem. Reaktor zalitý v monobloku by měl začít pokusně dodávat proud v roce 2017. Díky vyššímu tepelnému výkonu se s SVBR-100 počítá také jako s jadernou teplárnou, uvažuje se i o výrobě vodíku termochemickým rozkladem vody. Ani kogenerace není žádnou novinkou. Již od roku 1976 pracuje v čukotském Bilibinu soubor čtyř varných reaktorů, z nichž každý dodává jen 11 MW elektřiny, zato téměř šestkrát více tepelné energie do parovodu.

Vývoj reaktoru IV. generace SVBR-100 s delším palivovým cyklem a vyšší účinností

Nejen olovo by mělo nahradit vodu. Japonci zkoušejí v mezinárodním konsorciu uspět s technologií tekutých solí (MSR), kdy by klasické palivo v podobě izotopu uranu U 235 nahradilo thorium a chlazení by obstarala tavenina soli. Prototypem by měl být model miniFuji o výkonu pouhých 10 MW. S jeho rozjetím se ale nepočítá dříve než po roce 2025.

Nukleární baterie

Ještě kompaktnější design vyvíjí evropské konsorcium Urenco, které sází na vysokoteplotní minireaktor o výkonu pouhých 5–10 MW. U-Battery, tedy nukleární baterie, by byla postavena na technologii „plug and play“. Pokud se projekt podaří dotáhnout do fáze prototypu, Urenco slibuje bezúdržbový zdroj elektřiny téměř bytových rozměrů, který by se vešel pod 100 milionů dolarů.

Tak jako u drtivé většiny ostatních minireaktorů je však nejprve třeba investovat do vývoje. A vzhledem k tomu, že v komerční sféře zatím malé a kompaktní reaktory nepracují, zůstane miniaturizace jaderných technologií ještě přinejmenším celou další dekádu úkolem pro veřejný rozpočet. Zatímco třeba státní Rosatom náklady na výzkum a vývoj pravidelně zvyšuje, o zbytku Evropy, která je stále největším provozovatelem jaderných zařízení na světě, se to říci nedá. „Jestli něco nezačneme dělat, pak se obávám, že za nějakých třicet let budeme minireaktory dovážet z Číny nebo Indie,“ varuje Helmut Engelbrecht, výkonný ředitel konsorcia Urenco.

-mm-


Pro zvětšení klikněte na tabulku

Tab. Existující nebo chystané malé kompaktní reaktory pod 300 MW výkonu

Reklama
Firmy
Související články
S uranem v podpalubí

V březnovém vydání MM Průmyslového spektra jsme publikovali článek pod názvem Jaderné ledoborce pro Severní cestu. Jelikož tento text vzbudil zájem řady čtenářů, rozhodli jsme se na toto téma připravit další podrobnější příspěvek.

Jaderná energetika: Indové chtějí zlevnit jádro

K nejvíce ekologickému způsobu výroby elektrické energie bezesporu patří jaderná energetika. Podle statistik světové nukleární asociace WNA bylo v loňském roce ve třiceti zemích světa v provozu přes 430 jaderných reaktorů s celkovou instalovanou kapacitou cca 372 tisíc MW, což představuje produkci 13 % celosvětové elektřiny. Nyní se staví 68 reaktorů v plánu je výstavba dalších 162.

Atraktivní projekty: Chytře na energetiku

Stále častěji se hovoří o chytrých sítích v energetice (smart grids), ale cesta k nim je ještě daleká. Zatím je nutné se držet spíš při zemi a myslet na inteligentní energetické řešení budov. Těch nových, ale i těch stávajících.

Související články
Atraktivní projekty: Vídeň jedničkou mezi Smart Cities

První celosvětové porovnání měst z hlediska inovace, technologií a kvality života, tzv. Smart Cities, označuje Vídeň jako číslo 1. Tento seznam zahrnující světová velkoměsta sestavil americký klimatolog Boyd Cohen a publikoval jej v on-line magazínu Co.Exist.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Atraktivní projekty: Jak vykořisťovat poušť

Strach o dostatek energie je silným hnacím motorem, který žene techniky i investory do hledání dalších možností jak vykořisťovat pouště. Zvláště ty na západě Spojených států.

Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 3. díl: Energetický mix České republiky

V minulém díle jsme upozornili na tu skutečnost, že elektromobily lze za vozidla s nízkými anebo nulovými emisemi skleníkových plynů považovat pouze podmíněně a že jednou z takových podmínek je energetický mix dané země. To jsme ilustrovali na rozdílných emisích bateriových elektrických automobilů mezi Řeckem (155,3 g CO2/km) a Švédskem (4,1 g CO2/km). V tomto díle se zaměříme právě na energetický mix, jak všeobecně, tak v souvislosti s očekávaným postupným přechodem na elektromobilitu.

Úspory naruby - Pravda a lži o vytápění, 2. část

S neustálým zdražováním energií se mnoho obyvatel ptá, čím ekologicky a současně i ekonomicky, tedy levně a s účinností pokud možno přes 100 %, vytápět svůj rodinný dům?

Vyvíjí se nový solný reaktor

Ruští vědci zahajují přípravu koncepce reaktoru chlazeného tekutými solemi, který je považován za nezbytnou součást budoucnosti jaderné energetiky. Tento reaktor je totiž schopen spalovat nejrizikovější radioaktivní odpady pocházející nejen z jaderné energetiky. Dále se připravuje tendr na výstavbu reaktoru BREST-300, který také přispěje k řešení problému použitého jaderného paliva.

Supravodič, to je 8 200 vláken o průměru pět mikrometrů

Poměrně dobře je známo, že Velký hadronový urychlovač v CERNu používá supravodivé magnety a že je bude používat i tokamak ITER. Jak je to však s použitím supravodičů v dalších vědeckých zařízeních? Kdy byl použit supravodič poprvé?

Hyperrychlost pro superspolehlivost

Rosatom vyvíjí a používá superpočítače schopné provést stovky trilionů operací za sekundu.

Bakterie a olej od hranolek zachraňují svět

Svět má slušnou šanci být zbaven jednoho ze svých nejtíživějších problémů. Týmu z Vysokého učení technického v Brně se totiž podařilo přijít s technologickou inovací, která dokáže zastavit pokrývání zeměkoule odpadem.

Jaderná energetika: Liga přestárlých

Kam nemůže slunce, tam musí lékař, praví staré přísloví. I ten si ovšem může na ledacos v těle posvítit – třeba pomocí radionuklidů v injekční stříkačce. Výroba nejpoužívanějších radiofarmak na bázi metastabilního izotopu technecia 99mTc, s nímž se provádí více než tři čtvrtiny vyšetření, je přitom závislá na několika dosluhujících reaktorech. A přestože v Česku podobné radionuklidy umíme vyrobit také, zatím stále marně čekáme, zda se na trhu naskytne další šance. V našem seriále o využití štěpení jádra pro civilní účely se tentokráte vypravíme do prostředí, které je nám všem blízké – lékařství a medicíny.

Atraktivní projekty: Jen vítr to ví…

Zkrotit vítr a využít jej ve svůj prospěch toužil člověk už od úsvitu dějin. Dodnes jsou známé větrné mlýny na starověké Krétě nebo ve středověkém Holandsku. I na některých místech Čech a Moravy se v minulosti osvědčily. Moderní doba však proměnila i tuto techniku.

Atraktivní projekty: Energie jako politikum

Nejnovější krize na Ukrajině není jen politická, ale i ekonomická. Jednou z jejích hlavních charakteristik je dimenze vědeckotechnická, potažmo energetická.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit