Jaderná energetika na prahu roku 2011

 

Vladimír Wagner

 

Pokud se podíváme na současný rozvoj jaderné energetiky, lze pozorovat dva trendy. Situaci v jihovýchodní Asii (Čína, Indie, Japonsko, Jižní Korea a další) lze opravdu bez nadsázky označit jako jadernou renesanci. V Evropě a v USA jde spíše o změnu pohledu a postupný pomalý rozjezd. V ostatním rozvojovém světě jde pak o stále rostoucí zájem, i když konkrétních realizovaných projektů je zatím málo. Podívejme se tedy na to, jaká je situace s novými reaktory a dalšími zařízeními jaderné energetiky ve světě a k čemu došlo v této oblasti v minulém roce. Pochopitelně se nebude jednat o úplný přehled, ale pouze o výběr některých zajímavých aspektů. Nejdříve se podíváme na situaci v naší Evropské unii

 

 

Reaktorová nádoba z Česka se přesunuje ze skladu k třetímu bloku na staveništi nové části elektrárny Mochovce (zdroj portál ALLFORPOWER).

 

Nové reaktory v Evropské unii

 

V Česku se výstavba nových bloků teprve plánuje, ale i nyní dochází k růstu výkonu naší jaderné energetiky. Dochází totiž k modernizaci a zvýšení výkonu u jednotlivých bloků VVR440 elektrárny Dukovany, které jsou poté schopny dodávat elektrický výkon 500 MW. Tedy zhruba o 40 MW více než před touto úpravou (před modernizací dodávají zhruba 460 MW). V lednu tohoto roku proběhly testy zmodernizovaného čtvrtého bloku. Třetí blok už bylo modernizován dříve a v plánu je i modernizace dalších. V druhé polovině tohoto roku proběhne u prvního bloku. Podobné modernizace postupně probíhají i na dalších blocích stejného typu, které jsou ve slovenské elektrárně Mochovce a maďarské elektrárně Pakš. V Maďarsku se plánuje čtyři bloky VVR440 doplnit dvěma novými bloky s výkonem okolo 1000 MW. Tendr na jejich dodávku by měl být vyhlášen v  tomto roce.     

 

 

Usazování reaktorové nádoby nového třetího bloku elektrárny Mochovce (zdroj portál ALLFORPOWER).

 

Jaderná elektrárna Mochovce

 

Na Slovensku významně na podzim minulého roku pokročila dostavba jaderné elektrárny Mochovce. Připomenu, že se budují dva nové reaktory typu VVR440. Ty doplní dva dosavadní reaktory stejného typu. V září se usadila reaktorová nádoba třetího bloku. Pro nás je určitě zajímavé, že nádobu vyrobil český podnik ŠKODA JS, který se velmi úspěšně na dostavbě dvou nových bloků jaderné elektrárny Mochovce podílí. I další práce pokračují dobře, takže by mělo být splněno plánované dokončení třetího bloku v roce 2013 a čtvrtého v roce 2014. Vlastníkem podniku Slovenské elektrárne, která jadernou elektrárnu Mochovce provozuje, je italský energetický gigant Enel.

Pro něj je to velmi důležitá zkušenost i z toho důvodu, že Itálie přehodnocuje svůj postoj k jaderné energetice. Plánuje právě i pomocí jádra řešit v budoucnu své energetické problémy. Jádro by mohlo zajistit zhruba 25 % potřeb elektrické energie. Právě na začátku letošního února schválil nejvyšší soud referendum o návratu Itálie k rozvoji jaderné energetiky. To by mělo proběhnout někdy v létě a pokud bude pro jadernou energetiku pozitivní, mohla by se první italská jaderná elektrárna začít stavět v roce 2015.

 

 

Usazování reaktorové nádoby nového třetího bloku elektrárny Mochovce (zdroj portál ALLFORPOWER).

 

Jaderné elektrárny Belene a Cernavoda

 

V případě bulharské jaderné elektrárny Belene se zatím řeší problém finančního zajištění a přístupu strategického investora. Výstavba je tak pozastavena. V rumunské jaderné elektrárně Cernavoda se připravuje dostavba bloků tři a čtyři. Začátkem ledna tohoto roku ji odsouhlasila Evropská komise po téměř osmnáctiměsíčním zkoumání. Budou zde novější vylepšené typy kanadských reaktorů CANDU. Pokračování stavby by podle posledních zpráv mělo být zahájeno až v roce 2012, takže dokončení bloků, které mělo být v roce 2015, bude nejspíše také posunuto. Pro nás může být zajímavé, že do projektu byl zapojen ČEZ, který však z něj v minulém roce vycouval v rámci přenesení důrazu ze zahraničních projektů na domácí. Oba popsané projekty by měly pomoci řešit velký nedostatek elektrické energie na jihovýchodě Evropy. V obou případech je hlavním problémem financování projektu.

 

 

 

 

 

 

Už fungující část jaderné elektrárny Cernavoda

 

 Reaktory III+ generace budované v Evropské unii

 

Jedinými dvěma reaktory III+ generace, které se v současnosti v Evropské unii budují, jsou bloky EPR Olkiluoto 3 ve Finsku a Flamanville 3 ve Francii. Průběh jejich výstavby jsem naposledy rozebíral před více než rokem. Takže se podívejme, co nového se stalo během minulého roku. Na stavbě bloku Olkiluoto 3 se zdá, že se po potížích v minulých letech situace konsolidovala a v roce 2010 probíhala stavba velmi intenzivně a v podstatě podle plánu. Podařilo se překonat řadu milníků. Během roku byla dokončena instalace reaktorové nádoby a jejich komponent. Může nás těšit, že i některé komponenty reaktoru EPR jsou vyráběny v podniku ŠKODA JS. Do Olkiluoto už dorazily i vnitřní konstrukce reaktoru sloužící k uchycení palivových souborů. Koncem minulého a začátkem tohoto roku pak byla dokončena instalace potrubí chladícího systému reaktoru, instalován parní kompenzátor objemu a čtyři mohutné parogenerátory. Ty mají výšku 23 m a hmotnost 520 t.

 

 

Staveniště třetího bloku jaderné elektrárny Olkiluoto v září 2010 (zdroj TVO).

 

Jak je vidět z obrázku staveniště, pokročila už i vnější betonáž vrchní vnější části kontejnmentu.  Vnější vzhled třetího bloku tak stále více nabývá konečné podoby a práce se přesunují na instalaci technologií uvnitř. Velmi intenzivní práce probíhaly například i v turbinové hale. Dobrý průběh prací opravňuje naději, že termíny dokončení a zavezení paliva před koncem roku 2012 a připojení k síti v roce 2013 by mohly být splněny. Tyto termíny potvrdila firma AREVA i ve svém vyhlášení v listopadu 2010.

 

 

Instalace parního kompenzátoru objemu (zdroj TVO).

 

 

Stavba třetího bloku jaderné elektrárny Flamanville pokračuje také velmi intenzivně, i když ne úplně hladce. Proto bude jeho spuštění nejspíše zpožděno a nedá se očekávat v roce 2012, jak se předpokládalo. V listopadu, právě i na základě zkušeností s projektem ve Flamaville, se však podařilo uspokojit britské dozorové orgány, které schvalují získání licence pro výstavbu reaktoru EPR ve Velké Britanii. Firma AREVA se totiž snaží prosadit stavbu reaktorů EPR i v tomto státě Evropské unie.

Jako investor se na budování bloku ve Flamanville podílí například i už zmiňovaný italský ENEL, který je jedním z investorů i pro plánovaný další francouzský blok v Penly, jehož výstavba by měla být zahájena v roce 2012 i dalších uvažovaných francouzských jaderných elektrárnách. Je to další jeho krok k zapojení do jaderné energetiky a získání tolik potřebné elektrické energie pro Itálii. Ta uvažuje, v případě pozitivního výsledku zmiňovaného referenda o jaderné energetice, o výstavbě právě bloků EPR.

 Francouzská společnost EDF dosáhla také v současnosti nového rekordu. Pro překlenutí zimních měsíců, které se vyznačují vysokou spotřebou elektrické energie, se ji během letošního ledna podařilo, vhodným rozvrhem výměn paliva a plánovaných odstávek v průběhu roku, udržet kontinuální připojení všech 58 reaktorů 19 francouzských elektráren k elektrické síti. V roce 2010 vyprodukovala EDF 408 TWh elektrické energie, což bylo o pět procent více než v předchozím roce. To umožnilo zdvojnásobením vývozu elektrické energie podržet Evropu, právě třeba zmiňovanou Itálii, která se potýká s nedostatkem stabilních a spolehlivých zdrojů elektrické energie.

 

 

Instalace poslední komponenty systému chladícího potrubí reaktoru (zdroj TVO).

 

Reaktory III+ generace budované v Číně a Indii

 

Přes reaktory EPR se dostáváme k budovaným jaderným elektrárnám ve světě. Dvojice těchto reaktorů se staví v Číně. Tam práce na prvním bloku jaderné elektrárny Taishan v provincii Guangdong úspěšně pokračují. Koncem dubna začala betonáž základové desky o průměru 55 m i pro druhý blok této elektrárny. Při její výstavbě se velice intenzivně využívají zkušenosti z Olkiluota a Flamaville, takže zde zatím probíhá vše podle plánu a je naděje, že celá výstavba už proběhne bez dětských nemocí rychleji a levněji. Velkou výhodou je také relativně levná pracovní síla s velmi rozsáhlými zkušenostmi z velkých a náročných staveb. Zajímavé je, že ačkoliv většina vybavení prvního bloku bude přivezena ze zahraničí, reaktorová nádoba od firmy Toshiba z Japonska a parogenerátory z Francie, u druhého bloku už zajistí dodávku čínské podniky. Reaktory by měly být postupně dokončeny v roce 2013 a 2014. Na tomto místě by měly být v budoucnu postaveny ještě další čtyři jaderné reaktory. Jejich plánování však nabírá zpoždění.

Na začátku prosince minulého roku pak došlo k podpisu oficiální dohody o výstavbě prvních dvou bloků EPR z celkově šesti plánovaných v Indii. Stavět se bude v městě Jaitapur ve státě Maharashtra. Studie, které mají umožnit začít s přípravou staveniště, a jednání o technických a bezpečnostních detailech projektu v Jaitapuru začaly hned na začátku tohoto roku.

 

 

Posledního ledna byl osazen poslední, tedy čtvrtý, parogenerátor(zdroj TVO).

 

 

Také další typ reaktoru III+ generace se staví v Číně. Jedná se o reaktory AP1000 firmy Westinghouse. Dva bloky jsou rozestavěné v elektrárně Sanmen v provincii Zhejiang a další dva v elektrárně Haiyang v provincii Shandong. Práce jdou podle plánu nebo jsou dokonce v mírném předstihu. Začátkem tohoto roku se podařilo dokončit v Číně budování továrny na řadu komponent budoucích reaktorů tohoto typu. Zároveň Westinghouse vyrobil první čtyři palivové soubory pro budované reaktory v Sanmenu. První reaktor v Sanmenu by měl začít pracovat v roce 2013. Plánována je výstavba dalších osmi bloků a v návrhu je pak třicet dalších. Začátek stavby řady z nich se očekává již v tomto a příštím roce. Stavbu bloků jaderné elektrárny Taohuajiang v provincii Hunan lze například už od konce minulého roku považovat za zahájenou. Reaktor AP1000 si Čína zvolila jako svůj standard reaktorů III+ generace. To je i důvod, proč se řada podniků vyrábějících komponenty k těmto reaktorům buduje přímo v Číně.

V případě Číny lze bez nadsázky  mluvit o jaderné renesanci. V současnosti má v provozu třináct reaktorů, z nichž dva byly do komerčního provozu uvedeny v minulém roce. Jednalo se o třetí blok druhé fáze elektrárny Quinshan v provincii Zhejiang a první blok druhé fáze elektrárny Ling Ao v provincii Guangdong.  Ve výstavbě je pětadvacet bloků, což je téměř polovina ve světě budovaných reaktorů. Navíc v plánu je jich ještě více a řada z nich již velice blízko k zahájení stavby. Cílem Číny je mít v roce 2020 výkon nejméně 80 GW, v roce 2030 pak 200 GW a v roce 2050 dokonce více než 400 GW. Čína totiž potřebuje přejít alespoň z části k nefosilním zdrojům elektrické energie. Do roku 2020 chce nejméně 15 % elektrické energie získávat jinými než fosilními zdroji. Staví sice také velké množství vodních, větrných i slunečních elektráren, ale bez jádra tohoto cíle dosáhnout nelze. Chtěl bych se v blízké době o velice zajímavém vývoji čínské jaderné energetiky na Oslovi rozepsat podrobněji a doplnit tak rozbory situace jaderné energetiky v Indii a Japonsku.

 

 

 

Jeden z dřívějších snímků turbíny před dokončením její instalace v Olkiluoto (zdroj TVO).

 

 

Reaktory III+ generace z Japonska a Jižní Koreji

 

V Japonsku probíhá opětné spouštění bloků v elektrárně Kashiwazaki-Kariwa po vyřešení problémů vzniklých při silném zemětřesení v roce 2007 a zlepšení jejich seismické odolnosti. V elektrárně je sedm varných reaktorů. O spuštění bloku sedm, prvního ze dvou nejmodernějších, který je označován jako ABWR a řadí se ke III. generaci, jsem psal už ve zmíněném článku o japonské jaderné energetice. V roce 2009 byl ještě spuštěn druhý ABWR blok, který má číslo šest. V roce 2010 pak postupně starší bloky jedna a pět. Blok tři je naplněn palivem a pracuje se na jeho opětném spuštění. Nejmodernější reaktory ABWR pracují také jako pátý blok v jaderné elektrárně Hamaoka a druhý blok v elektrárně Shika.

V tomto roce by měl být dokončen nový třetí blok elektrárny Shimane, který je také varného typu ABWR a v polovině minulého roku byla zahájena výstavba tohoto typu reaktoru v elektrárně Ohma. I v roce 2011 se čeká zahájení výstavby nového bloku tohoto typu v elektrárně Higashidori. V tomto roce by už také snad měl být konečně spuštěn alespoň první ze dvou reaktorů tohoto typu stavěných od roku 1997 v elektrárně Lungmen na Taiwanu.

Požadavky na daleko intenzivnější testy a studie seismické odolnosti jaderné elektrárny jsou důvodem zpoždění výstavby dvojice nových jaderných bloků v elektrárně Tsuruga v provincii Fukui. V tomto případě jde o japonské tlakovodní reaktory III+ generace označované jako APWR a vyvinuté firmou Mitsubishi. Pozastavený start výstavby by měl proběhnout v roce 2012 a dokončení reaktorů se tak zpozdí o šestnáct měsíců. K dispozici tak budou až v letech 2017 a 2018.

Také Jižní Korea doplňuje svoji flotilu 21 reaktorů výstavbou dalších. Nejnovějším je první blok elektrárny Shin Kori a byl spuštěn v minulém roce. Také v letošním roce by měl být jeden reaktor dokončen, jde o druhý blok stejné elektrárny. Mezi nově budovanými jsou i první dva reaktory III+ generace tlakovodního typu APR 1400, které se začaly stavět v roce 2008 a 2009 jako třetí a čtvrtý blok už zmíněné elektrárny Shin Kori. Dokončeny mají být v roce 2013 a 2014.  Schválena byla také výstavba dvou bloků elektrárny Shin Ulchin vybavených stejnými reaktory, která bude postupně zahájena v tomto a příštím roce. Dokončeny by měly být v letech 2015 a 2016. Tento typ jihokorejského reaktoru vyhrál začátkem minulého roku soutěž o realizaci čtyř bloků ve Spojených arabských emirátech.

 

 

 

 

Pokračující práce na bloku jaderné elektrárny Taishan (zdroj Bui Nguyen Hoang).

 

 

Reaktory III+ generace v Rusku

 

Rusko má v současnosti v provozu 32 reaktorů. Nejnovější reaktor byl spuštěn právě v minulém roce a jedná se druhý blok elektrárny Rostov. V tomto případě jde o reaktor typu VVER1000, který je i v Temelíně. Jde o druhý z dvojice, jejichž výstavba byla zahájena už v roce 1979, ale hospodářská krize v Rusku v devadesátých letech výstavbu na delší dobu přerušila. Je to pouze třetí blok (všechny jsou typu VVER1000), který byl v Rusku spuštěn po roce 2000. Předchozí byly spuštěny v roce 2001 (Rostov 1) a 2004 (Kalinin 3). Měl by to být ovšem počátek nové renesance ruské jaderné energetiky. V současné době je rozestavěno deset reaktorů a plánováno dalších čtrnáct. Mezi rozestavěnými jsou i čtyři reaktory generace III+. Jde o reaktory typu VVER1200, dva v druhé etapě Leningradské jaderné elektrárny a dva v druhé etapě Novovoroněžské elektrárny. Jejich budování úspěšně pokračuje a dokončení prvních z nich by mohlo být v příštím nebo přespříštím roce. V následujících letech bude v Rusku každý rok spouštěn jeden nebo dva nové reaktory. Mezi teprve plánovanými reaktory jsou už téměř výhradně typy VVER1200 III+ generace. První z nich by se měly začít stavět už v tomto nebo příštím roce. Licence na daší dva bloky (3 a 4) Leningradské jaderné elektrárny už byly vydány.

Mezi dalšími by měl být například i první ze dvou bloků Baltické jaderné elektrárny v Kaliningradské oblasti, která by měla řešit problém nedostatku zdrojů elektrické energie v této oblasti, vzniklé po odstavení reaktorů jaderné elektrárny Ignalina v Litvě. Případně i první blok ze čtyř u první Běloruské jaderné elektrárny. Tyto projekty jsou do jisté míry politicky kontroverzní. I když jsou hlavně důsledkem nekoncepčnosti evropské energetické politiky nejen v oblasti jádra a neschopnosti Evropské unie pomocí pobaltským státům s náhradou jaderné elektrárny Ignalina, jejíž uzavření si vynutila.

 

Volgodonsk 4 - June 2010 (Rosenergoatom)

 

Elektrárnou, která je dostavována po přerušení výstavby v devadesátých letech, je Rostov. U čtvrtého bloku typu VVER1000 začaly v minulém roce s prvními betonážemi. (Zdroj Rosenergoatom)

 

Pár doplnění ke stavbě rychlých reaktorů

 

Před necelým rokem jsem psal, že rok 2010 bude kritický pro stavbu a vývoj rychlých sodíkových reaktorů, proto bych krátce doplnil přehled loňského roku v této oblasti.

Smolným je stále japonský rychlý reaktor v Monju. Dne 6. května 2010 proběhlo po dlouhé téměř patnáctileté odstávce jeho opětné spuštění. Do 22. července pak probíhaly první výzkumy a testy. Dne 26. srpna pak došlo k pádu třítunového zařízení pro výměnu paliva do reaktorové nádoby při návratu po uskutečnění plánované výměny paliva. Protože nebylo vyloučeno poškození reaktorové nádoby, stal se termín opětného zprovoznění reaktoru otevřenou otázkou.

Úspěšně pokračuje výstavba reaktoru BN800 v Bělojarské jaderné elektrárně. Počítá se s dokončením reaktoru v roce 2012. Před tím, než se bude moci v roce 2014 připojit k síti, bude provedena řada testů a zkoumání pomocí tohoto reaktoru. Hlavně pak práce s různými druhy paliva. Má totiž sloužit k efektivnímu spalování plutonia. V minulém roce byla také podepsána smlouva o postavení dvou bloků BN800 v Číně. Začalo se s projektovou přípravou. Tato zařízení by měla Číně pomoci při rozvoji rychlých reaktorů na jejím území a jde o pokračování spolupráce při vývoji a budování nedávno spuštěného čínského experimentálního rychlého reaktoru CEFR o výkony 25 MW.

Náročnost zavádění rychlého reaktoru se projevila i při pokračujícím budování reaktoru o výkonu 500 MW v indickém Kalpakkamu. Tam se objevily technologické potíže, které se však podle posledních vyhlášení z ledna tohoto roku podařilo vyřešit a dokončování instalace technologie intenzivně pokračuje. Přesto však je pravděpodobnější spuštění reaktoru až v roce příštím.

 

 

 

Budování kontejnmentu reaktoru AP1000 v Sanmenu už významně pokročilo (zdroj ALSTOM)

 

Závěr

 

V předloženém přehledu jsem se snažil ukázat, že minulý rok byl v jaderné energetice poměrně velice úspěšný. Ne všechno se podařilo bez problémů a ne všechny plány byly splněny. Je však jasně vidět, že v jihovýchodní Asii opravdu probíhá se stále větší silou renesance jádra. A nejde jen o stále intenzivnější stavbu dalších nových reaktorů, ale i o intenzivní výzkum a vývoj při hledání nových technologií v této oblasti. Jak v oblasti využití štěpení (rychlé reaktory, transmutační systémy, pokrok v oblasti uzavřeného uranového i thoriového cyklu) tak i v oblasti fůze. Ale o tom podrobněji někdy příště. Tato renesance se začíná rozbíhat také v Rusku a v případě tohoto státu byl v oblasti jaderné energetiky minulý rok opravdu přelomový. V Evropě stejně jako ve Spojených státech jde zatím spíše o změnu pohledu a zvyšování zájmu. Stejně tak se zvýšený zájem o jaderné zdroje energie objevuje v řadě dalších oblastí. Do jaké míry se tento zájem promítne do konkrétních realizovaných projektů, je otevřenou otázkou. Je tak možné, že i v této oblasti nám „rozvíjející“ se svět bude nejen šlapat na paty ale ukáže nám také záda.

Velice důležité je pro Českou republiku, že úspěšně pokračuje realizace staveb bloků všech moderních typů reaktorů III+ generace, které jsou přihlášeny do tendru o stavbu nových temelínských bloků. U všech tří typů reaktorů se průběh výstavby zlepšuje a zdá se, že se daří překonávat dětské nemoci. Už brzy by měly být alespoň některé z těchto bloků dokončeny. Bude tak možno reálně posoudit kvalitu jejich realizace a jejich reálné technické i ekonomické parametry. To by mohlo zkvalitnit proces výběru dodavatele pro Temelín. Zároveň se ukazuje, že se české firmy dokáží stále ještě dobře prosazovat v jaderném průmyslu.

Co se může stát kritickým místem, je narůstající nedostatek technicky vzdělaných odborníků. Jde nejen o jaderné specialisty, ale hlavě o kvalitní strojaře, elektrotechniky a stavaře. To začínají velice silně pociťovat ve zmiňované jihovýchodní Asii. Tam je to dáno obrovským ekonomickým a technologickým rozvojem. Do jisté míry to zmírňuje zájem tamní mládeže o technické vzdělání a jejich píle a úsilí. Obrovské problémy mohou nastat i u nás. Během devadesátých let nastal velký propad zájemců o studium na technických oborech. V posledních pár letech se situace zlepšovala. Nepozoruji to jen já na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT, ale kolegové i na dalších technických školách. Bohužel to přichází pozdě, neboť v nejbližších letech poklesne počet mladých lidí v ročníku, který vstupuje na vysoké školy zhruba o pětadvacet procent. A takový bude více než desetiletí. To, ve spojení  s úpadkem úrovně přírodovědných a technických dovedností na základních a středních školách, nevzbuzuje přílišný optimismus. Navíc bude třeba obměnit v energetice velký počet inženýrů a techniků, kteří se dostávají do důchodového věku. Například bude třeba vyměnit velkou část zaměstnanců jaderné elektrárny Dukovany. Nedostatek technicky vzdělaných lidí v odpovídajících oborech budou pociťovat i všechny státy v okolí. Jak jsem se zmínil, Slovensko jaderné bloky staví a Polsko i Maďarsko o jejich výstavbě v současnosti intenzivně uvažují. Německá politická reprezentace sice rozhodla o odstoupení od jádra, ale odborníkům i některým politikům je jasné, že je to nerealistické. A současné odložení odstavování jaderných bloků je důsledkem dopadu reality. Situace, kdy se nestaví ani jaderné elektrárny a ani páteřní vedení, které by elektrickou energii s rychle budovaných větrných elektráren na mořském pobřeží převádělo ze severu na jih nemůže skončit dobře. V určité ne tak vzdálené době bude Německo nuceno rychle situaci změnit a začít s intenzivní stavbou jaderných elektráren. A to v situaci, kdy v celé této oblasti Evropy budou chybět příslušní odborníci. Situace si zaslouží důkladnější rozbor, ale asi jinde než na Oslovi.

 

 

V Řeži 16. 2. 2011


Zpet