Malé reaktory mohou využít výrobní zařízení uhelných
elektráren18.1.2023 Součástí energetických zdrojů založených na malých modulárních
reaktorech není jen reaktor sám jakožto „pouhý“ zdroj tepelné energie,
ale také veškeré další technologie sloužící k vlastní výrobě elektřiny.
Zde se nabízí prostor pro jejich zefektivnění. Ukazuje to patent (resp.
patentová žádost) jednoho z výrobců malých modulárních reaktorů,
americké společnost Holtec International, z ledna 2023, umožňující
využít pro malé modulární reaktory zařízení uhelných elektráren. 
Malé modulární reaktory
Malé modulární reaktory jsou malé stavební jednotky (moduly), které se
vyrábějí v továrně a následně se převážejí na vybrané místo, kde se
sestavují. Díky variabilnímu výkonu se od nich očekává, že budou moci
vhodně doplňovat a zálohovat obnovitelné zdroje energie, především pak
větrné a fotovoltaické elektrárny.
Podle Mezinárodní agentury pro jadernou energii se za malý modulární
reaktor považuje elektrárna s výkonem do 300 MWe. O jaderných
elektrárnách a jaderných reaktorech viz též v naší nápovědě k článkům
zde.
Firmy, které vyvíjejí malé jaderné zdroje, avizují jejich první
komerční nasazení do konce desetiletí. Zájem o ně roste v souvislosti s
trendem snižování emisí i zvyšování energetické bezpečnosti.
První pilotní projekt malých jaderných zdrojů by měl být realizován v
areálu současné Jaderné elektrárny Temelín, kde vznikne Jihočeský
jaderný park (South Bohemia Nuclear Park). V té souvislosti jednal ČEZ i se zmíněnou společností Holtec
International.
SMR-160 od Holtec International
Malý reaktor SMR-160 od Holtec International má
elektrický výkon 160 kWe. Svým principem jde o tlakovodní reaktor,
který jako palivo používá nízko obohacený uran, tedy uran obsahující
méně než 20 % izotopu U-235. Tento reaktor je doplněn parní turbínou a
generátorem pro výrobu elektřiny. Použité palivo zůstává uskladněno v
kontejnerech v podzemí pod reaktorem.
Reaktor je konstruován tak, aby vyžadoval pouze minimální péči a
zároveň poskytoval maximální provozní bezpečnost. Reaktorové jádro a
všechny součásti související s radioaktivitou jsou umístěny pod zemí –
zařízení sahá do hloubky 26 m. Náročným požadavkům na pasivní
bezpečnost odpovídá i jeho nadzemní část – 36 m vysoký vrchní kryt
odolá pádu letadla.
Reaktor má pasivní chladicí systém, založený na gravitaci (tedy
termosifonové chlazení, kdy cirkulace chladiva je řízena změnou jeho
teploty), a nepotřebuje tudíž žádné aktivní komponenty, jako jsou
čerpadla. Potřebné vnější chlazení probíhá do okolní atmosféry pomocí
vzduchem chlazených kondenzátorů, reaktor tedy není nutno budovat v
blízkosti vodního zdroje.
Řešení Holtec International pro využití zařízení uhelných elektráren
Jaderný reaktor vyrábí horkou páru pro generátor teplem štěpné reakce,
uhelná elektrárna teplem vzniklým při spalování uhlí. To je zdánlivě
jediný rozdíl. Problémem jsou ale významně odlišné fyzikální parametry
páry na výstupu obou těchto procesů, které určují množství energie v
páře obsažené. Jedná se zejména o teplotu a tlak páry.
Uhelné elektrárny pracují s párou o tlaku cca 10 – 30 MPa a teplotách
nad 500 °C. Malý modulární reaktor SMR-160 naproti tomu
produkuje na výstupu páru o tlaku 4,8 MPa při 313 °C.
Patent Holtec International spočívá v přidání několikastupňového
kompresoru, kterým se dosáhne zvýšení tlaku a přehřátí páry z malého
reaktoru tak, aby mohla být využita v parním generátoru uhelné
elektrárny. Podle výrobce nebude toto přídavné zařízení potřebovat ve
většině případů externí zdroj energie.
Pokud se předpoklady výrobce potvrdí a osvědčí, otevírá se tím široký
prostor k dekarbonizaci uhelných elektráren náhradou spalovacího kotle
a uhelného hospodářství za malé modulární reaktory. Jen v USA by se tak
celkový výkon bezemisní jaderné energetiky zvýšil o 350 GWe.
redakce
Proelektrotechniky.cz
Ilustrační foto ©
archiv redakce Proelektrotechniky.cz
Další
informace zde
 Přečtěte si také:
 5.1.2023 Důležitým
rozvojovým směrem v jaderné energetice jsou malé modulární
reaktory. Jedním z nejvýznamnějších hráčů na poli této technologie je
americký výrobce NuScale Power se svým produktem VOYGR. Na sklonku roku
2022 byl učiněn další významný krok k jeho komercializaci: Byla
dokončena příprava jeho typového projektu, který slouží jako základ pro
individuální projekt adaptovaný pro konkrétní umístění
reaktoru. 
 2.1.2023 České jaderné
elektrárny vyrobily v roce 2022 rekordní množství
energie. Do přenosové sítě dodaly téměř 31 TWh elektřiny, o 110 000
megawatthodin více než v předchozím roce. V roce 2023 očekává ČEZ kvůli
plánovaným rozsáhlým investicím do nejméně šedesátiletého provozu mírně
nižší produkci.
 6.12.2022 Společnost
Elektrárna Dukovany II, a. s., (EDU II), stoprocentní
dceřiná společnost ČEZ, obdržela na konci listopadu 2022 nabídky od tří
uchazečů na stavbu nového jaderného zdroje v Dukovanech. Jsou jimi
americko-kanadský Westinghouse, francouzská EdF a korejská společnost
KHNP. Nyní probíhá u EDU II analýza nabídek a následně jednání s
uchazeči. Poté do konce září příštího roku předloží uchazeči finální
nabídky.
 15.11.2022 Polská
energetika stojí v současné době z více než 80 % na spalování
uhlí. Výrazný odklon od této ekologicky i klimaticky náročné výroby by
mělo přinést vybudování nového jaderného zdroje.
Na začátku
listopadů schválila polská rada ministrů, že tímto zdrojem budou tři
reaktory typu AP 1000 od Westinghouse. Pro tohoto amerického dodavatele
je to historicky první zakázka na dodávku reaktorů v zemích Střední
Evropy.
 1.11.2022 Za 30 let od
vzniku samostatné České republiky v roce 1992 po rozpadu
bývalého Československa došlo k významným změnám ve struktuře našich
energetických zdrojů. Významnou měrou se na nich podílela skupina ČEZ
jakožto dominantní výrobce elektrické energie v ČR. Od roku 1992
vzrostla výroba elektrické energie o více než 44 %,
především se ale výrazně změnila struktura energetiky. Zatímco před
třemi desítkami let dominovaly s více než 70 % uhelné zdroje, nyní je
tomu jinak.
 14.10.2022 ČEZ je
jednou z elektrárenských společností, které se aktivně zabývají
možným uplatněním malých reaktorů. Svědčí o tom i připravovaný
Jihočeský jaderný park.
Dalším
důležitým krokem se stalo 12. října 2022 podepsání memoranda o
porozumění (MoU) mezi ČEZ a kanadskou elektrárenskou společností
Ontario Power Generation (OPG) s cílem spolupracovat na uplatnění
jaderné technologie včetně malých modulárních reaktorů pro bezpečnou,
čistou a spolehlivou výrobu elektrické energie.
 10.10.2022 V prvním
říjnovém týdnu 2022 byla spuštěna mezinárodní platforma MARI
pro přeshraniční výměnu regulační energie. Současně v ní začala
probíhat výměna regulační energie. Společnost ČEPS, která v ČR
provozuje přenosovou síť, se k této platformě připojila jako první
provozovatel přenosové soustavy již v červenci 2022, a následně
provedla její testování.
 29.9.2022
Přínos v podobě 2 385 MWh/rok navíc vyrobené elektrické energie získají
energetici v Jaderné elektrárně Dukovany díky náhradě ručních armatur
zimních ochran chladicích věží za elektricky a dálkově ovládané.
Odborná veřejnost o tom byla informována koncem září 2022.
 19.9.2022 Zhruba
polovina elektrické energie v Německu je dnes vyráběna z
obnovitelných zdrojů, pro něž je charakteristická nestálost. Udržení
rovnováhy v přenosové síti a zabránění rozsáhlým výpadkům včetně tzv.
blackoutu
pomáhají zařízení pro jejich stabilizaci. Jedním z nich je STATCOM od
General Electric, s nímž byla odborná veřejnost seznámena v září
2022.
 31.8.2022 Malé
modulární reaktory (SMR) jako jeden z perspektivních směrů v
rozvoji jaderné energetiky jsou především doménou zemí, jako jsou USA a
Kanada, s velkými vzdálenostmi mezi místy spotřeby a výroby v
klasických elektrárnách. Tato technologie je ale významně podporována i
v zemích EU, Českou republiku nevyjímaje.
Ve druhé
polovině srpna 2022 zaznamenaly významné milníky: malý reaktor
Rolls-Royce v Nizozemí a malý reaktor VOYGR v Estonsku.
 25.8.2022
Kanada je se svými geografickými poměry předurčena k
tomu, aby se právě
zde rozvíjel koncept malých reaktorů a měl k tomu vládní podporu. Po
nedávné zprávě o podpoře malých reaktorů v
provincii
Saskatchewan přichází v
srpnu 2022 také provincie Alberta, která prostřednictvím své organizace
Invest Alberta podepsala memorandum o porozumění (MoU) s výrobcem
malých reaktorů Terrestrial Energy používajících technologii
MSR.
 27.7.2022 Malé
modulární reaktory představují jeden z důležitých směrů v rozvoji
jaderné energetiky, sledovaný
i v České republice. Velký
praktický význam mohou mít tyto reaktory v Kanadě s velkými
vzdálenostmi mezi sídly a mezi místy výroby a spotřeby energie.
Nepřekvapí proto informace, že energetická společnost SaskPower vybrala
na konci června 2022 malý reaktor GE Hitachi Nuclear Energy's (GEH) pro
potenciální nasazení v provincii Saskatchewan v polovině následujícího
desetiletí.
 8.7.2022 S originálním
řešením, jak uchovávat přebytečnou energii z
obnovitelných zdrojů nebo z jiných přebytků v energetické síti, přišla
na začátku července 2022 americká společnost Holtec International, v ČR
známá jako jeden z výrobců malých jaderných reaktorů.
Její
technologie s označením Hi-HEAT umožňuje tyto přebytky elektřiny
ukládat do páry pro centrální zásobování teplem nebo pro jiné
využití.
 1.7.2022 V posledním
červnovém týdnu 2022 uzavřela skupina ČEZ smlouvy se
společnostmi Westinghouse a Framatome na dodávky palivových souborů pro
Jadernou elektrárnu Temelín. Stvrdil tím důležitý krok směřující k
dalšímu posilování energetické bezpečnosti České republiky. Oba
dodavatelé, americký a francouzský, byli vybráni ve výběrovém řízení v
dubnu 2022. Dodávky souborů na více než 10 let začnou v roce 2024.
Hodnota kontraktu se pohybuje v řádu miliard Kč.
 21.6.2022 Jako významný
příspěvek k diskusím o ekologických přínosech jaderné
energetiky provedl provozovatel francouzských jaderných elektráren,
společnost EdF, posouzení životního cyklu (LCA) výroby elektřiny ve
svých jaderných elektrárnách. V porovnání s jinými zdroji elektřiny,
včetně obnovitelných, vychází jaderná energetika v tomto ohledu jako
klimaticky nejšetrnější. S výsledky byla odborná veřejnost seznámena v
červnu 2022.
 31.5.2022 Společnost
ČEZ v březnu 2022 oznámila, že první pilotní projekt malých
jaderných zdrojů by měl vzniknout v
areálu současné Jaderné elektrárny
Temelín. Na
základě toho Jihočeský kraj, společnost ČEZ a její dceřiná firma ÚJV
Řež koncem května 2022 podepsali memorandum o vzniku Jihočeského
jaderného parku (South Bohemia Nuclear Park).
|
