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.

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