Článek
Pokud to se snížením emisí CO2 myslíme vážně a zároveň chceme mít stabilní a předvídatelné dodávky elektrické energie, neobejdeme se bez jaderných reaktorů. Už nějaký čas ve světě vyskakují jako houby po dešti různé projekty malých modulárních reaktorů, které mají výrazně zefektivnit výstavbu a provoz jaderných elektráren. Místo toho, aby se všichni stavitelé reaktoru přesunuli na místo stavby a tam pokaždé postavili v podstatě originál velkého reaktoru, se mají jaderné zdroje vyrábět sériově v továrně a jenom na místo instalovat. Pojďme se tedy podívat, co se za posledních šest let od mého posledního článku o malých modulárních reaktorech (MMR) ve světě událo.
KLT-40 a Akademik Lomonosov - Rusko
Jako obvykle mají Rusové a Čína výrazný náskok, daný tím, že na Západě byla jaderná energie na indexu a teď to pracně doháníme. První modulární reaktory na světě zprovoznili Rusové pro napájení těžebných projektů na Dálném Východě. Postavili plovoucí atomovou elektrárnu Akademik Lomonosov, kterou vybavili dvěma reaktory KLT-40. Po technické stránce se jedná o „klasické“ tlakovodní varné reaktory III. generace. Elektrárna byla do provozu spuštěna 19. prosince 2019 u města Pevek na Čukotce. Je zajímavé, že je to první projekt, který můžeme už hodnotit podle metodologie LUEC = Levelized Unit Energy Cost, česky přibližně nivelizované jednotkové náklady na energii, tedy podle cen, které za dodávanou energii platí spotřebitelé. U tohoto projektu to vychází na okolo 50 USD za 1MWh. Nezbývá než dodat, že to měl být první z řady podobných projektů určených hlavně kupcům v Jihovýchodní Asii, ale po napadení Ukrajiny to šlo celé k ledu.
Výrobcem reaktoru je Rosatom.
Nástupcem typu KLT-40 má být nový reaktor z rodiny RITM-200, opět v provedení plovoucí elektrárny. Má to být opět tlakovodní reaktor III+. generace o výkonu 55MWe. Palivo má být obohaceno na 20%, výměna má být potřeba jednou za 10 let, celková životnost reaktoru je navrhována na 60 let. Stavba začala v roce 2022, letos Rusové dokončili první z dvojice reaktorů. Odhadovaná cena za 1MW má být 62 USD. Předpokládané nasazení v roce 2028, opět vysoko na Ruském severu jako podpora pro těžbu.
HTR-PM - Čína
Čína provozuje od roku 2023 reaktor HTR-PM. Jedná se o inovativní design vysokoteplotního reaktoru chlazeného héliem, jako moderátor slouží grafit. Reaktor používá palivo ve formě zrn TRISO (cca o velikosti okolo 0.5-1mm). Vnitřek tvoří UO2 s 8.5% obohacením, potom jsou tři vrstvy pyrolytického grafitu a jedna vrstva karbidu křemíku. Povlékané částice jsou smíchány s grafitem a spolu tvoří kulové palivové články, oblázky, o průměru 6 cm. Ostatně TRISO je oblíbené palivo u celé řady projektů MMR.
Projekt HTR-PM (High-Temperature gas-cooled Reactor Pebble-bed Module) je ideovým nástupcem prototypu HTR-10, jedná se dvojici reaktorů IV. generace, každý o výkonu 105 MW. Stojí v Shidao Bay, výstavba byla zahájena v 2012, dokončeno 2020 a od roku 2023 je v komerčním provozu. Publikovaná cena za 1MW je okolo 68 USD.
Výrobcem reaktoru je CNNC.
ACP-100 je další z řady čínských projektů. Stavba začala v roce 2021 a letos už probíhají první provozní testy. Má tepelný výkon 385 MW a elektrický výkon 125 MWe. Na rozdíl od klasických velkých tlakovodních reaktorů je ACP100 koncipován jako integrální PWR (iPWR). To znamená, že hlavní zařízení primárního okruhu – zejména reaktorové jádro, parogenerátory a další komponenty – jsou umístěna přímo uvnitř jediné tlakové nádoby reaktoru. U ACP100 je uvnitř nádoby 16 průtočných parogenerátorů, zatímco čtyři hlavní čerpadla jsou připojena přímo k nádobě.
Toto uspořádání výrazně omezuje délku a průměr vysokotlakého primárního potrubí. Důsledkem je mimo jiné odstranění klasického scénáře velké havárie LOCA způsobené přetržením hlavního potrubí. ACP100 navíc využívá pasivní bezpečnostní systémy, které při havarijních stavech umožňují chlazení přirozenou cirkulací bez běžného napájení.
Reaktor má 57 palivových souborů UO₂, dvouletý palivový cyklus a projektovanou životnost 60 let. Je navržen nejen pro výrobu elektřiny, ale také pro dodávku tepla a páry nebo odsolování mořské vody. První blok se staví v čínském Changjiangu na ostrově Hainan. Odhadovaná cena za 1MW je 62 USD.
V příštím díle se podíváme na tu zajímavější část, tedy jak Západ stahuje náskok a které projekty už se staví. Pro nás je zajímavý Rolls-Royce MMR, který nese výraznou českou stopu.
Vážený čtenáři, děkuji Vám za Vaši pozornost, kterou jste věnovali mému článku. Snad jste se dozvěděli něco nového, co Vás zaujalo. Chtěl bych Vás teď poprosit o příspěvek, který mi pomůže pokračovat v práci na druhém dílu, tentokrát pod názvem: Tim se zase ptá: Proč a jak funguje vesmír. Bez Vás ta kniha nevznikne :)
