Reaktor Billa Gatese: Budoucnost jádra mezi Čínou a Amerikou

Když administrativa Donalda Trumpa letos v říjnu zpřísnila podmínky pro vývoz jaderných technologií do Číny, zdálo se, že hlavní obětí sílící obchodní války se stane projekt podporovaný jedním z nejvlivnějších amerických podnikatelů a vizionářů Billem Gatesem. Někdejší zakladatel Microsoftu je investorem a šéfem správní rady společnosti TerraPower, která s Čínou spolupracuje na projektu atomového reaktoru budoucí čtvrté generace.

Projekt TerraPower, postavený na dlouhodobém výzkumu ve Spojených státech, se mohl stát terčem útoku už proto, že v očích kritiků umožňuje technologický transfer k největšímu rivalovi – tedy do Číny jako nastupující hospodářské a stále více i technologické velmoci.

O měsíc později si přesto Bill Gates na velkolepém šanghajském fóru pro importéry do Číny potřásal rukou s nejvyššími čínskými představiteli. Bavili se o tom, jak projekt TerraPower může podpořit hospodářský rozvoj Číny.

Billa Gatese nicméně přivedly ke spolupráci s čínskou státní společností China National Nuclear Corporation (CNNC) před třemi lety ambice celoplanetárního rozměru. Jeden z nejbohatších mužů světa podporuje nové technologie, díky nimž lidstvo dokáže čelit hrozbě klimatických změn. Jaderné energetice v tomto směru přikládá mimořádný význam – oproti dnešku má ale jít o mnohem bezpečnější, účinnější a ekologičtější reaktory, u nichž navíc nehrozí zneužití pro vojenské účely. A časem by měla být jejich výstavba také levnější.

Reaktor s postupnou vlnou

Gates spojil síly se zemí, která věnuje dalšímu rozvoji jaderné energetiky možná největší úsilí a finanční podporu na světě. Právě v Číně by měl během několika příštích let vyrůst první prototypový reaktor TerraPower o výkonu 600 megawattů. Výkon budoucího komerčního reaktoru má být ještě podstatně vyšší.

Vývoj takzvaného reaktoru s postupnou vlnou TerraPower směřuje právě ke všem zmíněným přednostem. Reaktor má vyrábět energii po dobu padesáti let bez výměny jaderného paliva, které dokáže oproti dnešním elektrárnám daleko lépe zužitkovat. Jako palivo může sloužit neobohacený – čili „ochuzený“ přírodní uran (převážně izotop 238). K chlazení už nebude sloužit voda, jak tomu je v případě dnešních reaktorů, ale tekutý sodík.

Takovým reaktorem se postupně šíří vlna štěpných reakcí, izotop uranu 238 se mění na uran 239, ten dále na neptunium a nakonec na plutonium. Logika reaktoru spočívá v maximálním využití plutonia, nikoliv v jeho separaci pro vojenské účely.

Konec problémů s odpadem?

„Myšlenka firmy TerraPower je spalovat místo uranu 235, který představuje pouze jedno procento v přírodě se vyskytujícího uranu, uran 238, kterého je těch zbylých 99 procent,“ argumentoval před časem sám Bill Gates.

Reaktor podle něj „spaluje“ uran průběžně, funguje tak trochu jako svíčka. Tímto laickým přirovnáním Gates ukazuje, proč reaktor vydrží dlouho bez výměny paliva. Výhodou TerraPower má být i to, že dokáže využít i dosud naakumulovaný odpad ze stávajících reaktorů – v češtině poněkud nepřesně označovaný jako „vyhořelé palivo“.  (Více informací o technologii TerraPower najdete zde, zde a zde.)

Projekt TerraPower se dnes pohybuje na tenkém ledě mezi Amerikou a Čínou, historické kořeny vývoje reaktoru s postupnou vlnou je možné hledat v další bývalé supervelmoci – v Sovětském svazu. Původním konceptem se totiž zabýval v 60. letech minulého století sovětský fyzik Savelij Feinberg.

V 90. letech se myšlenky ujal známý americký vědec maďarského původu Edward Teller, označovaný za otce vodíkové pumy. V roce 2006 se rozhodl projekt podpořit Bill Gates s dalšími investory, o dva roky později vznikla společnost TerraPower. Rusové se mezitím od původního výzkumu vydali trochu jinou cestou a jsou zatím relativně úspěšní ve vývoji takzvaných rychlých množivých reaktorů řady BN.

Pohled na čtvrtý blok Bělojarské jaderné elektrárny, kterým je rychlý sodíkový reaktor BN-800 (zdroj Rosatom)

Pohled na čtvrtý blok Bělojarské jaderné elektrárny, kterým je rychlý sodíkový reaktor BN-800. Zdroj: Rosatom

Jádro v éře superpočítačů

Bill Gates sám vysvětloval, proč je dnešní výzkum mnohem nadějnější než v ten v minulém století, kdy se ještě skutečného průlomu ve vývoji nové nadějné technologie dosáhnout nepodařilo: „Nyní máme věk moderních superpočítačů, můžeme vše simulovat a pozorujeme, že se správnými materiály by to mohlo jít.“

Dokud nebude uveden do provozu první komerční reaktor, nic samozřejmě není jisté – jako u žádného výzkumu a vývoje. Nathan Myhrvold, Gatesův zástupce v TerraPower a někdejší technologický šéf Microsoftu, v nedávném článku pro Scientific American připomněl, že vědci a americké národní laboratoře se v minulosti zabývali spoustou alternativních projektů v jaderné energetice, ale právě současná schopnost simulace posouvá dřívější myšlenky mnohem dál. TerraPower se tak stejně jako řada dalších „jaderných“ start-upů přiblížila k výstavbě prvních reaktorů. Pokud mají vizionáři, kteří stáli za boomem Microsoftu, pravdu, dvacátá léta tohoto století se v jaderné energetice stanou dalším průlomovým obdobím.

Nejspíš není náhoda, že Myhrvoldův článek vyšel zhruba ve stejné době, kdy si Bill Gates v Šanghaji potřásal rukou s čínskými představiteli a kdy se objevily spekulace, že Washington by mohl projektu TerraPower házet klacky pod nohy. Myhrvold připomíná, jak se v roce 2006 společně s Gatesem zamýšleli nad energetickými potřebami lidstva ve 21. století a došli k závěru, že energetické úspory i rozvoj obnovitelných zdrojů jsou skvělými trendy, ale samy o sobě nestačí. Na těchto úvahách se z pohledu vizionářů z hnízda Microsoftu nic nezměnilo ani dnes.

Jaderná energetika jinak

Nathan Myhrvold tvrdí, že jaderná energetika v posledních desetiletích ztratila inovačního ducha. Elektrárenské společnosti podporovaly výzkum a vývoj, který měl sloužit „pouhému“ vylepšování a zvyšování bezpečnosti stávajícího typu reaktorů. Tedy reaktorů, které se původně vyvíjely pro ponorky či letadla. Faktem je, že zmiňovaný geniální fyzik Edward Teller vždy zpochybňoval využití ponorkového designu pro komerční jaderné reaktory.

Otázkou zůstává, jak bude projekt TerraPower pokračovat v době napjatých americko-čínských vztahů. Svým způsobem mohou být ohlášené americké restrikce vůči Číně pozitivním signálem – Washington bere další rozvoj jaderných technologií vážně a nechce v rozvoji atomové energetiky za nastupující technologickou mocností zaostávat. TerraPower ostatně spolupracuje na dalším projektu budoucnosti s americkým ministerstvem energetiky – jde o malý modulární reaktor na bázi tekutých solí.

Gatesův budíček v USA

Tři roky stará dohoda Billa Gatese s Číňany mohla být pro Američany celkem hlasitým budíčkem. Web oEnergetice už v době nástupu Donalda Trumpa do Bílého domu upozorňoval, že americký prezident, který chce „učinit Ameriku opět velkou“, bude muset reagovat na sílící čínskou konkurenci. Američtí vědci, ekonomové a environmentalisté v té době adresovali Trumpovi dopis, v němž si stěžovali na nedostatečnou podporu jaderného výzkumu. Doslova uvedli: „Nutíme inovativní a finančně silné podnikatele jako Bill Gates, aby své nové projekty budovali v zahraničí.“ Připomněli, že Čína silně investuje do nejméně pěti různých pokročilých designů nových jaderných reaktorů.

Nejasné je na druhé straně také to, čeho chce Donald Trump svým tvrdým postojem vůči Číně dosáhnout. Obchodní válka mezi oběma zeměmi se vyhrocuje, americký prezident je ale znám tím, že podobným stupňováním napětí hodlá svého rivala (a potenciálního partnera zároveň) nakonec dotlačit k dohodě.

Ať tak,či onak, americké úřady i v případě uplatňování zpřísněných restrikcí budou posuzovat jednotlivé případy. Je pravděpodobné, že se nová omezení nebudou vztahovat na Westinghouse, který už v rámci společných projektů ostatně své know-how Číně do značné míry předal. A není vyloučeno, že Američané nakonec vyhodnotí spolupráci kolem reaktoru s postupnou vlnou jako oboustranně výhodnou.

Gates, Trump a Peking

Někteří kritici vyčítají Billovi Gatesovi, který podporuje úsilí o zmírnění klimatických změn, že se nepustí do ostřejší kritiky Donalda Trumpa, jenž od mezinárodních klimatických dohod naopak ustupuje. Bill Gates nejspíš ví, co dělá a snaží se pro své projekty získat jak Washington (kde nyní argumentace ohledně klimatické změny nefunguje), tak Peking.

I když to může znít v době nejistot kolem současného stavu americké jaderné energetiky paradoxně, největšími nadějemi pro budoucnost jádra jsou právě Amerika a Čína. Amerika díky své rozvinuté kultuře státního a soukromého partnerství, kdy státem podporovaný výzkum mohou dále rozvíjet start-upy a inovativní společnosti. Velkou předností Číny jsou zase obrovské státní investice do inovací a tamní stále rostoucí trh. Těžko říct, co si Bill Gates myslí o čínské politice, ale není pochyb o tom, že oceňuje tamní tlak na inovace i přístup k hrozbě klimatické změny.

Autor je konzultantem a specialistou pro energetické projekty agentury HATcom.

Úvodní fotografie: Gisela Giardino, Flickr

Autor:



17 odpovědí na Reaktor Billa Gatese: Budoucnost jádra mezi Čínou a Amerikou

  1. Milan Vaněček napsal:

    A u nás chtějí stavět reaktory starého typu i když ty co máme mohou ještě fungovat do 2047 či 2062. Proč nepočkat na čtvrtou, novou generaci? Když dokončí stavbu dalšího reaktoru starého typu v roce 2040, tak už po 20 letech provozu to bude „historická vykopávka“. Technologie (jaderná i OZE) v roce 2060 už budou určitě zcela jinde.

    • AP napsal:

      Protože než vymyslí novou technologii, a to ještě dlouho nebude, potřebujeme svítit. Za 2 roky odstaví ČEZ 1500 MW v uhlí, už nebudeme tolik exportní, potom budou postupně odcházet další výkony v uhlí. A to je potřeba nahradit stávajícím jádrem. Čekat na IV. generaci by byl velký vabank, co když nebude. Před 14 lety když jsem psal diplomku, popisoval jsem v rešerši nové technologie. U některých jsem psal, že jsou v hlubokém vývoji, daleko od komerčního nasazení. U jiných technologií jsem psal, že jsou nadějné a už už budou komerčně využity. Jenže 14 let je pryč a pořád nic není v provozu (objektivně musím říct, že vývoj je dál). A vsadit na to, že budeme čekat 10 let a pak to rozjedeme, by bylo dost nezodpovědné, protože by se mohlo stát, že nebude na co vsadit.

      • Milan Vaněček napsal:

        ad AP „za 2 roky odstaví ČEZ 1500 W v uhlí“, to jádrem nenahradíme, nic nemůžeme novým jádrem nahradit AŽ DO ROKU 2040 !!!
        Můžeme to nahradit jen OZE, ale není třeba spěchat, protože máme velký přebytek kapacity. Jedině OZE, ale bez spěchu a bez dotací.

    • Martin Pácalt napsal:

      Překvapujete mně už jen připuštěním, že by jádro mohlo u nás v 4.generaci fungovat. Osobně jsem vás na tomto fóru poznal jako člověka „slunce+vítr+plyn+baterky“.

      • Milan Vaněček napsal:

        Mám rád moderní technologie založené na nových vědeckých poznatcích a současně mám starý konzervativní přístup k přírodě a za základ beru „selský rozum“.
        Tož tak.

    • Petr napsal:

      Komerční nasazení takových reaktorů (nehledě na v tomto případě primární určení pro rozvojové země, kde se na 40 let zakopou) je ještě pěkně daleko, první z nich budou extrémně drahé, a zlevňování bude trvat pak minimálně ještě další dekádu.
      A není žádná šance, aby firmy z Česka s českými zaměstnanci to mohly postavit alespoň z 70-80% jako u dostavby Temelína, jenž se dá stále v pohodě stihnou kompletně do roku 2030.

  2. energetik napsal:

    „u nichž navíc nehrozí zneužití pro vojenské účely“
    Tak to se nuchytí, nebo to budou muset ještě vylepšit.

    • Vinkler napsal:

      A ovšem, jen když se to bude vojákům hodit. Všechny moderní produkty jsou odpad vojenského rozvoje. Bohužel 🙁

      • energetik napsal:

        No bylo by to daleko snazší, tak jak na počátku jaderné energetiky. Bylo by to skrytě financováno přes armádu, nikdo by do toho nemohl kecat, žádné problémy s aktivisty, odpady a EIA a podobné byrokratické nesmysly.
        A určitě by tomu Trumpeta neházel klacky pod nohy.

      • Milan Vaněček napsal:

        Souhlas s panem Vinklerem.

  3. Petr napsal:

    „Tedy reaktorů, které se původně vyvíjely pro ponorky či letadla.“ 🙂
    -Neměly to spíš být letadlové lodě?-

    • Jan Žižka napsal:

      Dobrý den, ne, opravdu jde o letadla. Více info například tady: http://atominfo.cz/2015/06/jaderna-letadla-sen-konstrukteru-ktery-se-nepodarilo-splnit/

    • Milan Vaněček napsal:

      Jestli je to typ který se vyvíjel pro ponorky tak už má za sebou více než padesátiletý vývoj a bylo těch reaktorů vyrobeno zhruba stejně jako některého z x typů standardních reaktorů pro energetiku.
      Tak kde to vázne?

      • Bizon napsal:

        USA nakonec vyzkoušeli kovem chlazený reaktor jen v jediné ponorce, do všech dalších ponorek dávali zase tlakovodní reaktory (princip uplně stejný jako energetické reaktory, jen daleko větší obohacení). To je důvod proč to vázne.

        • Milan Vaněček napsal:

          Takže asi slepá cesta.

          • Jan Žižka napsal:

            Teď si nejsem jistý, jestli se v této debatě neposouváme od toho, na co sázejí Gates a spol. Zjednodušeně řečeno říkají, že do ponorek se hodí (nebo dosud hodilo) něco jiného než pro komerční reaktory na pevnině. Nechci teď hodnotit, jen upřesňuji…

          • Bizon napsal:

            Ano, odchýlili jsme se obecně k reaktorům chlazeným kovem. Ty jsou částečně vyzkoušené a určitě mají potenciál.

            To co navrhuje Gates je jejich podtřída se specifickým uspořádání aktivní zóny s tou postupnou vlnou, což není vyzkoušené vůbec, je to dodnes jenom koncept. Těžko říct jak praktické a náročné to eventuálně bude…

            Osobně z rychlých množivých reaktorů mi příjde nejnadějnější koncept Molten Salt Reactor/LFTR. Palivo je roztavená súl za normálního tlaku, totální pasivní bezpečnost, možnost používat Thorium jako palivo. Pár reaktorů opravdu pracovalo v USA v 60. letech (vojenské projekty), ale zrušili je. Dnes je s tím nejdál společnost Kirka Sorensena – Flibe Energy.

            Dnešní doba bohužel rozvoji reaktorů nepřeje, ty věci samotné jsou drahé, a díky extrémní legislativní zátěži spojené se vším jaderným je to tak náročné že do toho nechce nikdo investovat. 🙁

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *