Co říká taxonomie o jaderné energetice, recyklaci a úložišti?

Ještě před začátkem ruské invaze na Ukrajinu byla jaderná energetika zařazena do taxonomie udržitelných zdrojů. Jednalo se o důsledek průběhu letošní zimy, kdy se jasně ukázalo, že se energetika Evropské unie bez jaderných zdrojů neobejde. V současné době se vlivem dramatických událostí, které mají fatální dopady i na energetiku, o taxonomii mluví minimálně. Přesto je důležité se podívat, co by mohla znamenat.

Především je krokem od ideologie k racionálnímu pohledu. Jaderná energetika je reálně nízkoemisním zdrojem energie, který je z hlediska udržitelnosti a environmentálního dopadu srovnatelná a v řadě parametrů i lepší, než jsou obnovitelné zdroje. Zařazení do taxonomie tak konstatuje, že jaderné zdroje, pokud splní některé podmínky, budou považovány za udržitelné zdroje, které jsou v souladu s environmentálními cíli Evropské unie.

Naše poznání se rozvíjí a upřesňuje. Zároveň se zlepšují technologie, a to i ty jaderné. Podmínky, které je potřeba splnit pro zařazení do taxonomie, se tak mohou v budoucnu měnit. Aby měli investoři záruku stability pro své investice, jsou stanoveny termíny, do kdy budou platit současné podmínky. Ví tak, že změny proběhnou až po nich.

Termín v taxonomii vůbec neznamená, že by se nemohla v rámci taxonomie podpořit výstavba bloků III. generace i po roce 2045. Blok EPR v elektrárně Olkiluoto začal dodávat elektřinu (zdroj TVO).

Připomeňme, že jedním z těchto termínů je rok 2040, do kterého je možné podle taxonomie financovat modernizace současných bloků II. generace. Vůbec to nemusí znamenat, že by se po tomto termínu nemohly tyto bloky podpořit. Jen bude třeba nutné u nich splnit nějaké dodatečné nároky. Může to být například s ohledem na důraz na recyklaci vyhořelého jaderného paliva požadavek na to, aby byl určitý podíl aktivní zóny zaplněn recyklovaným palivem MOX nebo REMIX. Může však dojít i k tomu, že podpora bloků II. generace bude pokračovat po roce 2040 za stávajících podmínek.

Stejné je to i s termínem roku 2045, do kdy se musí podle současné taxonomie získat stavební povolení pro budování bloků III. generace. To jsou ty, které se plánují i pro nové Dukovany a dostavbu Temelína. Jak to s nimi bude po roce 2045 se ukáže před tímto datem, kdy se určí podmínky taxonomie pro další období. Vůbec to nemusí znamenat, že se po tomto roce už nebudou s podporou taxonomie povolovat další reaktory III. generace a budou se budovat jen reaktory IV. generace. Podle poznání a rozvoje technologií mohou podmínky zůstat stejné, ale můžou se také objevit nějaké nové. Třeba, aby nové reaktory III. generace běžely plně na recyklované palivo a společně s reaktory IV. generace vytvořily efektivní mix s do značné míry uzavřeným palivovým cyklem.

V základech taxonomie v jaderné energetice je snaha o maximální úroveň bezpečnosti a také tlak na snížení objemu jaderného odpadu a dosažení uzavřeného palivového cyklu, tedy co nejvyšší míry recyklace.

Přechodné úložiště v jaderné elektrárně Temelín (zdroj ČEZ).

Trvalé úložiště

Jedna z podmínek, která je v taxonomii, se týká vybudování trvalého úložiště jaderného odpadu. Zde si však různé požadavky v taxonomii protiřečí. V taxonomii je požadavek brzkého vybudování trvalého podzemního úložiště, které by mělo být k dispozici v roce 2050. Jak bylo zmíněno, je taxonomie zaměřena na maximální snížení objemu jaderného odpadu na jednotku energie, a tedy i tlak na recyklaci vyhořelého paliva. Ovšem realizace recyklace zpozdí o desetiletí termín, kdy se tento materiál může uložit do podzemního trvalého úložiště.

Je třeba zmínit, že reálně představuje vyhořelé palivo minimální problém, jeho objem je jen velmi malý. Pro provoz bloku s výkonem 1 GWe se spotřebuje zhruba 25 až 30 tun jaderného paliva ročně. Takové množství není problém velice dobře zajistit a hlídat. Přechodné uložení veškerého vyhořelého paliva vyprodukovaného za celou dobu životnosti tak lze realizovat v meziskladu v areálu elektrárny, která je velmi pečlivě střežena. Jde tak spíše o problém psychologický a sociologický.

Vyhořelé palivo vytažené z aktivní zóny musí chladnout řadu let v bazénu a pak desetiletí v suchém přechodném úložišti, než je možné je uložit v trvalém geologickém úložišti. Ekonomické je také ukládání v době, kdy je už pro ně připraven dostatečný objem zchladlého vyhořelého paliva. I to je důvod, proč se zatím v České republice předpokládalo otevření takového zařízení až v roce 2065.

Budování geologického konečného úložiště Onkalo ve Finsku (zdroj Posiva).

Pokud se navíc začne i u nás vyhořelé palivo recyklovat, tak se termín potřeby trvalého úložiště v čase posune ještě dále. Navíc se jeho objem na jednotku vyrobené elektřiny dramaticky sníží. Vyhořelé palivo totiž obsahuje ještě okolo 94 % uranu 238, necelé 1 % uranu 235 a téměř 1 % plutonia. To vše se může využít při přípravě recyklovaného paliva, a tak je vyhořelé palivo vlastně velmi cennou surovinou, jak je podrobněji popsáno v článku pro časopis Vesmír.

Dá se z něj připravit palivo typu MOX, u kterého se k ochuzenému uranu přidává plutonium získané z vyhořelého paliva. Jeho podíl závisí na tom, jestli jde o palivový soubor pro klasický lehkovodní nebo těžkovodní reaktor. Největší je pak pro rychlý reaktor, který může být ve spalování plutonia velmi efektivní. Druhým typem recyklovaného paliva je REMIX, u kterého se využívá z vyhořelého paliva nejen plutonium, ale také uran, který má větší obsah uranu 235, než je tomu v přírodním uranu. V klasických reaktorech však může být realizován pouze omezený počet recyklací, protože se zde postupně hromadí stále větší podíl těžších izotopů plutonia. I tak se však může významně snížit objem odpadu, který musí jít do trvalého úložiště. Efektivnější spalování transuranů a tím i větší snížení objemu odpadu by se dosáhlo pokročilými jadernými technologiemi, jako jsou rychlé reaktory IV. generace nebo urychlovačem řízené transmutory.

Velikost potřebného úložiště se tak může i významně zmenšit. Nebo by jich stačilo méně. Pokud by se tak v této oblasti dokázaly státy Evropské unie domluvit, nemusely by se trvalá úložiště stavět ve všech státech, které využívají jadernou energetiku.

V současné době mělo smysl postavit pouze jedno takové zařízení, na kterém by ukázalo, že funguje a umíme realizovat ukončení palivového cyklu. Takové je už nyní ve Finsku. V geologickém úložišti Onkalo se v minulém roce po dokončení základní struktury začal razit první ukládací tunel. Zároveň by se měl v tomto roce dokončit závod na obalové soubory. Podrobněji byla tato etapa popsána v nedávném článku. Podobné úložiště se připravuje ve Švédsku a stejná metodika se využije i u nás. Je třeba zdůraznit, že ani ve Finsku není spěch a úložiště není v současné době potřeba. Jde tak hlavně o prokázání, že bude fungovat. S dalšími opravdu nemá smysl spěchat, budou potřeba až za řadu desetiletí.

Závěr

To, že byly jaderné elektrárny zařazeny do taxonomie udržitelných zdrojů energie, je krok k racionalitě. Události z nedávné doby jasně ukázaly nezbytnost využívání jaderných zdrojů, pokud chceme snížit závislost na fosilních palivech. Ve stávající taxonomii však stále zůstávají iracionální aspekty. Jedním z nich je tlak na rychlou realizaci trvalého úložiště vyhořelého paliva. Zvláště v případě, že se bude ve stále větší míře uskutečňovat recyklace vyhořelého paliva, se naopak bude potřeba tohoto zařízení posunovat do stále vzdálenější budoucnosti. Doufejme, že se v budoucnu taxonomie ještě více přiblíží realitě a racionalitě. A podmínka rychlé realizace hlubinného úložiště z ní zmizí.

Přehled taxonomie z pohledu uzavřeného palivového cyklu a úložiště jsem referoval na semináři organizace STUŽ. Podrobnější a delší rozbor je pak zde.