Boj s větrnými mlýny. Tento pojem bychom dnes mohli nahradit „bojem s obnovitelnými zdroji“. Je jasné, že takový boj je předem prohraný. Obnovitelné zdroje ukusují stále větší část „koláče“ – energetického mixu. Po celém světě.

Přesto i zastáncům zelené energetiky je stále více jasné, že představa o stoprocentním přechodu na obnovitelné zdroje není v dohledné době ničím jiným než utopií. A „zelené“ úvahy se tak ubírají jiným směrem: Který další zdroj získá to privilegium, aby doprovodil slunce, vítr, vodu či biomasu v jejich vítězném tažení?

Je paradoxní, že v představách mnoha zastánců nízkouhlíkové energetiky toto privilegium získává fosilní zdroj – zemní plyn, který dokáže pružně a rychle vyvažovat závislost fotovoltaických a větrných elektráren na počasí. „Reálná zelená politika“ Německa pak ve skutečnosti zatím nahrávala zdroji s ještě podstatně většími emisemi skleníkových plynů – tradičnímu uhlí.

Bezemisní jádro je podle řady zastánců obnovitelných zdrojů zcela mimo hru. Údajně jde o neflexibilní zdroj, který dokáže fungovat jen v základním zatížení, baseloadu, a neumí se nové energetice přizpůsobit. To je ovšem z pohledu advokátů jádra mýtus. Technicky vzato už dnes jaderné elektrárny dokáží svůj výkon přizpůsobovat. Například ve Francii s tím mají zcela praktické zkušenosti. A požadavky na flexibilitu a „manévrovatelnost“ nových jaderných elektráren stoupají.

Zástupci jaderného průmyslu a energetiky se proto ozývají čím dál více. Dokazují, že právě jádro je, z hlediska emisí, jako čistý zdroj tím nejlepším partnerem obnovitelné energetiky. Ne všichni zastánci atomu či obecně klasických elektráren jsou touto argumentací nadšeni. Fakticky znamená příliš velký ústupek obnovitelným zdrojům, jako by už šlo opravdu jen o to, jak se jim ty ostatní přizpůsobí. Zastánci „vyvážené“ energetiky argumentují, že úvahy by měly vycházet ze zvážení všech předností a slabin jednotlivých zdrojů, jejich uplatnění v konkrétních podmínkách a následně stanovení vhodného mixu.

Foratom se ozývá

Ať tak či onak, faktem je, že vývoj postupně směřuje k čím dál tím větší flexibilitě jaderných elektráren. Nedávno na to ve svém dokumentu (Position Paper) upozornil Foratom, asociace evropské jaderné energetiky a průmyslu se sídlem v Bruselu.

„Navzdory rozšířené představě, že jaderné elektrárny jsou neflexibilními zdroji pro základní zatížení, ve skutečnosti jaderná energie může ve velkém rozsahu poskytnout také řešení požadavku na flexibilitu a stabilitu sítě v některých členských státech,“ uvedl Foratom.

Foratom dále zdůrazňuje, že jaderná energetika je hlavním partnerem obnovitelných zdrojů, pokud jde o dekarbonizaci v rámci Evropské unie. Asociace připomíná, že jádro dnes zajišťuje 27 % elektřiny v EU a téměř 50 % nízkouhlíkové elektřiny. Zastánci jádra (nejenom z Foratomu) také upozorňují, že bez atomových elektráren nebude možné se ani přiblížit plnění Pařížské klimatické dohody. Ve svém dalším dokumentu Foratom loni uvedl, že bez jádra nelze splnit cíle takzvaného zimního balíčku EU, nereálné je i dosažení evropského závazku snížit emise skleníkových plynů o více než 80 procent do roku 2050 (oproti úrovni roku 1990).

63 MW za minutu

Bruselská asociace vypočítává, že u nových jaderných reaktorů už bude zcela běžné, že v případě potřeby sníží či navýší výkon o 5 procent celkového výkonu za minutu. Jako se samozřejmostí se počítá i s tím, že se výkon reaktorů bude pohybovat od padesáti do sta procent maximálního výkonu. To nedávno uvedl také Zalán Bács, šéf Rosatomu v Maďarsku, když mluvil o chystané výstavbě nových bloků jaderné elektrárny Paks.

„To už není pouhý baseload, reaktory generace 3+ opravdu dokáží reagovat na požadavky přenosové sítě,“ řekl Bács na konferenci Pro-Energy Forum ve slovenském Pezinku. Předpokládá, že tato možnost manévrovatelnosti bude také skutečně využívána.

Při přepočtu na konkrétní číselné hodnoty pak Foratom ve svém materiálu uvedl příklad reaktoru s instalovaným výkonem 1260 megawattů. Jeho výkon se tedy může pohybovat mezi 630 a 1260 megawatty s tím, že měnit výkon je možné tempem plus minus 63 megawattů za minutu.

Francie i Česko

Jaderná elektrárna Temelín. Zdroj: Archiv ETE

Pokud jde o flexibilitu stávajících reaktorů, ani ta není z technického hlediska vůbec zanedbatelná. Zdaleka ne všichni ji ale využívají. Foratom uvádí, že určité zkušenosti mají především ve Francii, Německu, Slovensku a Česku. Češi zatím využívají manévrovatelnost jaderných elektráren spíše výjimečně, poměrně běžnou záležitostí je ve Francii. Je to logické – jádro se podílí na tamní výrobě elektřiny celými třemi čtvrtinami, takže je nutné spoléhat právě na flexibilitu atomových reaktorů.

Při celkovém počtu téměř šedesáti francouzských reaktorů je možné dosáhnout poměrně významné flexibility i relativně malým snížením výkonu u většího počtu bloků. Foratom nicméně uvádí, že Francie je schopna zvýšit či snížit výkon všech svých jaderných elektráren o 21 tisíc megawattů za méně než půl hodiny.

České jaderné elektrárny už také získaly certifikaci na možnost poskytovat podpůrné služby pro provozovatele přenosové soustavy ČEPS. Elektrárenská společnost ČEZ ale obvykle dává přednost jiným možnostem, jak zajišťovat flexibilitu celkového výkonu svých elektráren. Ideálním způsobem je využití vodní přečerpávací elektrárny v Dlouhých stráních. Nicméně i v případě jednotlivých českých jaderných bloků se počítá například s případnou změnou výkonu o 100 MW rychlostí minimálně 5 MW za minutu (v rámci takzvané sekundární regulace). A i u současných reaktorů už je technicky možné měnit výkon mezi 50 a 100 procenty rychlostí 10 MW za minutu (v rámci takzvané terciární regulace).

Nesedí ekonomika

Otázkou je, proč už dnes, v Česku či jiných zemích, nevyužíváme flexibility jaderných elektráren více. Foratom ukazuje, že hlavní důvod je ekonomický. Výstavba jaderných elektráren se sice stává stále dražší záležitostí, náklady na jejich provoz včetně paliva jsou ale relativně nízké – ve srovnání s ostatními klasickými zdroji. Operátoři jsou tedy pod ekonomickým tlakem, aby své jaderné elektrárny „vyždímali“ co nejvíc a jeli na plný výkon, ideálně s co nejmenším počtem odstávek. Neplánované odstávky kvůli technickým potížím, které v posledních letech zažila i zmiňovaná Francie, pak celou situaci pochopitelně dál komplikují.

Foratom vidí řešení v celkové změně tržního designu. Evropská unie by měla zohlednit specifika dlouhodobých investic do nízkouhlíkových zdrojů a odměnit poskytování flexibility. Kritici mohou namítnout, že půjde o další narušení tržního prostředí – vedle takzvaných kapacitních plateb pro záložní zdroje, otázkou ale je, jestli se v současné situaci nabízí nějaké lepší řešení. Také by pomohlo, kdyby svůj účel začal konečně plnit evropský systém obchodování s emisními povolenkami, který je sám o sobě obětí tržních deformací.

Technologická omezení

Zároveň je ovšem nutné dodat, že omezení ve využívání „jaderné flexibility“ nejsou jen ekonomická, ale i technologická. Nadměrné manévrování s jadernými reaktory by vedlo ke snižování životnosti jednotlivých dílů, navíc je nutné brát ohled na palivový cyklus elektráren. Možnosti manévrovatelnosti se v jednotlivých fázích tohoto cyklu liší. Otázkou tedy je, jak se do budoucna bude dařit vylepšovat také celkové technologické předpoklady reaktorů.

Pokud jde o nejnovější evropské požadavky na budoucí jaderné elektrárny (European Utility Requirements), ty stanovují, že reaktor musí být schopen změny výkonu mezi sto procenty a „minimální operační úrovní“. Rychlost změny musí být minimálně 3 procenta reaktorového výkonu za minutu, nicméně s možností navýšit na maximálně 5 procent po dohodě s provozovatelem přenosové sítě. Důležité jsou i požadavky ohledně četnosti podobných změn výkonů – mohou nastat dvakrát během dne, pětkrát během týdne a kumulativně až 200krát za rok.

A co přinese budoucnost?

Budoucnost je těžké předvídat. Hodně záleží na tom, zda a kdy přijde zásadní průlom v možnostech komerčního nasazení baterií v opravdu velkém měřítku. Tím by se potřeba flexibility jaderných elektráren pochopitelně omezila. Na druhou stranu ještě větší flexibilitu než stávající bloky mohou v dlouhodobějším horizontu nabídnout budoucí malé modulární reaktory. Zastánci jádra tak mohou živit naděje, že klíčový bude pokrok právě v tomto směru. To by byla dobrá zpráva pro tradiční jaderný průmysl, například i v Česku.

Návrhy SMR.

O tom, jaké jsou vyhlídky flexibility u malých modulárních reaktorů, mluvil již dříve v rozhovoru pro web oEnergetice bývalý šéf Centra výzkumu Řež Martin Ruščák (zde a zde). Budoucnost je podle něj v kombinaci velkých a malých reaktorů. Zatímco velké reaktory budou dál zajišťovat hlavně baseload, základní zatížení sítě, malé reaktory mohou nabídnout právě větší flexibilitu. Náklady na náběh malých modulárních reaktorů budou zaručeně nižší než náklady na náběh velkých reaktorů. Vyšší flexibilitu pak potenciálně nabídne případná kombinace několika malých reaktorů – třeba místo jednoho velkého.

Autor článku je konzultantem a specialistou pro energetické projekty agentury HATcom.

Úvodní fotografie: Jaderná elektrárna Isar, Německo

Komentáře

0 komentářů ke článku "undefined"

Přidat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *