Spojené království se začíná zaměřovat na jadernou kogeneraci
Jaderná energetika by mohla Spojenému království pomoci dosáhnout nulových emisí oxidu uhličitého do roku 2050. Tohoto ambiciózního cíle lze dle Royal Society dosáhnout i pomocí jaderné kogenerace. Část odvedeného tepelného výkonu jaderné elektrárny lze využít k vytápění domácností, výrobě vodíku nebo dekarbonizaci průmyslu.
Royal Society vydala zpráva pojednávající o možnostech jaderné kogenerace s názvem Nuclear cogeneration: Civil nuclear energy in a low-carbon future. Zpráva uvádí, že zavedením přerušované výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů spojené s potřebou omezit výrobu z plynových elektráren vyžaduje od jaderných elektráren větší flexibilitu. To platí za podmínky, pokud má jaderná energetika důležitou součástí energetického mixu. Jaderná kogenerace může být klíčem k získání této potřebné flexibility.
„Když je domací poptávka po elektrické energii uspokojena větrnými, solárními nebo jinými zdroji, kogenerace umožní přejít jaderné elektrárně z čistě elektrické výroby na kombinovanou výrobu ,“ uvádí zpráva.
I když ve Spojeném království v současné době neexistují žádné projekty jaderné kogenerace, v několika zemích již několik jaderných kogenerací existuje. V České republice se například dokončuje výstavba horkovodu z jaderné elektrárny Temelín do Českých Budějovic.
Zavedení malých modulárních reaktorů (SMR-Small Modular Reactor) by mělo znamenat nižší investiční náklady a úspory ve výstavbě. SMR také poskytují větší flexibilitu při umisťování a umožňují jim přizpůsobit se energetickým potřebám jednotlivých regionů nebo průmyslových podniků.
Finanční náročnost pro přizpůsobení stávající flotily reaktorů ve Spojeném království pro kogeneraci by byla podle Royal Society vysoká. Plánované i budoucí jaderné bloky ve Spojeném království by mohly vyhovět aplikacím kombinované výroby.
„To by Spojenému království pomohlo zvýšit flexibilitu své přenosové soustavy, aby podpořilo podíl obnovitelné energie a umožnilo dekarbonizaci jinak energeticky náročných procesů. Nabízí to také příležitost k vytvoření nového odvětví s exportním potenciálem. Toto je skutečná příležitost pro jadernou energetiku. To, co nám kogenerace dává, jsou možnosti a upřímně řečeno, potřebujeme možnosti, když čelíme nejisté budoucnosti,“ uvedl Robin Grimes, hlavní autor zprávy a profesor fyziky materiálů na Imperial College v Londýně.
Zdroj úvodní fotografie: The Royal Society
pr
10. říjen 2020, 14:43
"...... ve Spojeném království v současné době neexistují žádné projekty jaderné kogenerace,..." Přes to nadpis uvádí: "Spojené království se začíná zaměřovat na jadernou kogeneraci"
Dělá si z nás pisálek článku prdel? To že někdo vytvořil powerpointovou vizi znamená že tento datový cár projde ať už jakýmkoli relevantním schvalováním?
PetrV
11. říjen 2020, 06:31
Ono je to těžké vymyslet lákavý název, aby nebyl zavádějící. Pan Moravec to nemyslel špatně. Jsou tu horší pisálkové. Důležité je že chtějí využívat odpadní teplo. Spíš bych to neviděl na dálkový horkovod, ale aplikaci na přeměnu tepla na jinou energii blízko elektrárny, tak aby se to dalo převézt. Angličaní jsou ještě větší paka co se týče vedení něčeho na cizím pozemku.
Z temelína do CB bude konečně po 20 ti letech horkovod.
Dukovany měly vést horkovod do Brna. Je to u ledu protože mají teplárnu Krpole -Červený mlýn . Myslet se mělo před 25 ti lety.
https://cs.wikipedia.org/wiki/Tepl%C3%A1rensk%C3%BD_provoz_%C4%8Cerven%C3%BD_ml%C3%BDn.
Takže Dukovany mohou taky využívat odpadní teplo, třeba do skleníků.
Carlos
10. říjen 2020, 15:40
Dokud nebude dostupný malý, levný a bezpečný reaktor, který bude v případě havárie bezpečný a nebude třeba kolem toho dělat jak... však víme (armádní cvičení, prověrky NBÚ pro zaměstnance...), a nebude je možné bezpečně umístit blízko odběrů tepla, tak se to nemůže chytit. Honit horkou vodu (nedej bože páru) světa kraj, není moc řešením. Navíc je otázka jak moc rozšířené centrální vytápění v Británii je.
Jaderné energetice chybí jedno klíčové zařízení, podkrytický reaktor, který by bylo možné regulovat jednoduše pomocí výkonu urychlovače, ideálně protonů. Pokud by toto měla, tak by bylo po většině problémů a bylo by třeba řešit jenom velmi malé množství odpadu, který by byl vyprodukován. Zejména pokud by zvládaly zároveň při svém provozu jaderný odpad spalovat.
Na druhou stranu je možné že toto bude impuls pro vytvoření i nových zařízení, která budou poháněna teplem, například klimatizační jednotky pro velké prostory atd. by se mohly ve velkém rozšířit a pak následně se rozšířit i do zbytku světa.
Jan Veselý
10. říjen 2020, 16:24
Malý jaderný reaktor už, už bude mít britský Rolls-Royce, má mít 400 MW :-)))
pr
10. říjen 2020, 19:00
jo, třeba o jaderné fůzi slyším od prvního stupně ZŠ, no za chvíli to bude půlstoletí. Takže co nevidím v chodu to pro mne neexistuje. Smějící se fousatý děda je na místě
Petr
10. říjen 2020, 22:02
Skoro všechno lepší než ta obludná trapárna z Francie s 1600 MW, kterou absolutně nezvládají. Alespoň že už si to uvědomili u jiné obludné přerostlosti a konečně utnuli výrobu letadla A380, předchozí trapné pýchy Francie plýtvavě dotované EU.
Emil
10. říjen 2020, 18:14
Carlosi, honit horkou vodu světa kraj dává asi tak stejný smysl jako honit elektřinu světa kraj, a mnohem větší smysl než vozit štěpku nebo LNG světa kraj, o zeleném vodíku nemluvě. Podstatná je účinnost resp. ztráty, a ty jsou i na desítky kilometrů relativně malé, např. u 26 km dlouhého horkovodu Temelín - Č. Budějovice mají být do 3%. Horkovod z JE Kola má 64 km.
pr
10. říjen 2020, 19:05
Zase coby kdyby. Denně nabíjím u teplovodu po kterém ve velkém migrují (v létě) gangy mládeže z jednoho místa sídliště do druhého. V zimě zase bezdomovci. A tak 3% jsou pouze vlhkým snem projektantů.
Emil
10. říjen 2020, 19:27
To bude asi třeba tím, že ten váš teplovod není 1,3 metru pod povrchem země jako ten z Temelína.
Carlos
11. říjen 2020, 12:38
Emile,
honit vodu světa kraj je hloupost, zejména pokud se bavíme už o vzdálenostech mezi JE a velkými městy, energie přenášené teplem vody jsou odhadem setinové proti LNG na jednotku hmotnosti, kolik by bylo třeba přenést každou vteřinu vody aby se do Brna dostal zhruba výkon Špitálky? Cca 2-3 kubické metry za vteřinu.
Ano, technologicky je možné realizovat potrubí na horkou vodu klidně stokilometrové a delší, ale nesmíse při tom ztratit cenová výhoda oproti jiným palivům, nebo kratším systémům. Všechno co totiž přeroste nějakou mez začne být neefektivní. Například táhnout teplo z Dungenesské elektrárny do Londýna (jedna z tří nejbližších)bude znamenat 70-100km horkovodu, 50-70 z Bradwellu. Aby se to vyplatilo, musela by jednak ta elektrárna fungovat ještě dlouho a jednak by nesměla by cena tepla z ní překročit nějakou mez. A pokud v Británii extra nemrzne a je stále tepleji, tak bude muset stát CZT proti TČ, navíc bude možná třeba, nevím, ve městech (znovu) vybudovat CZT, opravdu nevím jestli jim ještě ty Viktoriánské a Edwardiánské trubky fungují. :) A to nebude levné a je tak otázka zde by CZT z JE při těchto parametrech vyplatilo. To by odpadlo při řešení "swap in" reaktorem, takový se ale vehementně jaderný průmysl snaží nevyvinout přestože základní koncept toho navrhl už ve 30. Leo Szilard, byť se špatně odhadnutým zdrojem umělé radiace, byl by třeba -tron ne rentgenka.
Podle mne, a zase to berte jako můj názor, se jaderná energetika nemůže stát široce přijímanou a žádanou dokud nebudou k dispozici reaktory podkritické, řiditelné elektronicky a s hermetickým palivovým souborem, to vše při výkonu 500-20 000kWt a spotřeba 5-200kWe.
Co se týče elektřiny, víte, mám takovou teorii "zřídel" dálkový přenos se vymyslel v zásadě jen z důvodu nutnosti přenesení vysokého výkonu produkovaného na jednom místě z přírodního zdroje, že se do toho zapojili později ve velkém parní elektrárny je věc druhá. Jinak by se na to pravděpodobně lidi vykašlali, nebýt Niagary a dalších velkých vodních elektráren.
Emil
11. říjen 2020, 13:11
Hloupost to není, tlakovodní reaktor má účinnost výroby elektřiny někde kolem 30-35 %, takže i na relativně velkou vzdálenost jsou ztráty při přenosu tepla pořád daleko menší, než ztráty při výrobě elektřiny/zisky z tepelného čerpadla.
Z pohledu ekonomiky záleží, jak jsou zohledněny externality v podobě spalování uhlí nebo zemního plynu. V budoucnosti bez fosilních paliv bude výhodnost CZT z JE úplně jinde než dnes.
Např. Helsinky zvažují možnost zásobování teplem buď z JE Loviisa (cca 85 km), nebo pomocí vlastního vyvíjeného SMR.
Bizon
11. říjen 2020, 17:24
Nápad s podkritickými reaktory místo tepláren nezní špatně. Že nehrozí řetězová reakce je velké plus z pohledu bezpečnosti, a postupně klesající reaktivita souboru by se dala řešit vyhořívajícím jedem.
S těmi "zřídly" a dálkovým přenosem je to těžké.. Elektřina se principielně přepravuje snadno, ale i tak nejdelší UHVDC současnosti se rozhodlo z polito/eko/technologických důvodů. Čistě ekonomicky bylo výhodnější postavit železnici na uhlí a elektráru u města, než elektrárnu u dolu a dlouhé dráty do města. Nebyl to ale extrémní rozdíl, přenos EE považuji za přirozenou součást civilizace.
Přeprava tepla je ale poněkud kontroverzní. Myšlenka se mi taky líbí, rozvody páry ve velkých chemičkách fungují skvěle, ale honit tu horkou vodu světa kraj se prakticky ukazuje jako problematické. Kdyby byl svět ideální tak nemám námitek, ale už samotná JE je tak komplexní a dlouhodobá že to dnes nechce skoro nikdo stavět, naplánovat a postavit ještě teplovody, výměníky a záložní kotelny, protlačit to všechno byrokratickou mašineríí aby to zůstalo efektivní je podle mně utopie...
Paliva jsou prostě šíleně praktická a energeticky hustá. Energie se z nich uvolňuje snadno takže zařízení mohou být delokalizovaná, náročnost dopravy je relativně k obsažené energii nízká. Jestli má někdy být veškerá energetika (nejen elektro) opravdu bez-fosilní, tak já osobně nevidím žádnou rozumnou možnost jak toho dosáhnout bez jaderných reaktorů.
Petr
10. říjen 2020, 21:55
Řešení je trapně jednoduché.
Nezačínat s nápady jak umístit jaderku do centra měst, ale naopak postavit u už fungujících jaderných elektráren, které mají ještě alespoň 30ti letou budoucnost, modelové sídliště či městečko pro bezdětné důchodce s koncentrací jim přizpůsobených služeb a levným teplem. U nás to bude jednoduší, jelikož není šance na rozdíl od Anglie jejich masovější stěhování do Španělska či Řecka.
Ivan Novák
11. říjen 2020, 12:31
Vystěhovat lidi, co se hůře pohybují a pomaleji myslí a jsou z toho nesví, daleko od jejich navyklých sociálních kontaktů a všeobecného prostředí, do toho bych se raději nepouštěl, zatracené stáří čeká na každého. To už spíš vyhřívat okolní skleníky (jako v Turowě) nebo rybníky.
Na okraj: dnes spustili v Ostrovci řetězovou reakci.
Jan Veselý
11. říjen 2020, 13:00
Cokoli nového by se takhle stavělo, tak by to bylo hodně nízkoenergetické nebo v pasivním standardu. Obzvláště malometrážní byty pro důchodce.
Nějaký další nápad?
Petr
12. říjen 2020, 09:05
Já nepsal pár paneláků nebo jeden velký důchoďák, já psal sídliště či městečko. A co dělají důchodci nejraději? Prochází se, a hned můžete narvat teplo do zimního vyhřívaných chodníků a náměstí jako na Islandu. Plus samozřejmě ty skleníky, kam můžou chodit na pár hodin denně na brigádu zahradničit.
Carlos
17. říjen 2020, 18:49
Říkám si jestli to vůbec ještě budete číst, ale takováto jednoúčelová města/sídliště, to blbě končívá. Takových příkladů máme v zemi hafo a po světě tak bambilion. Takováto místa totiž nefungují jako město nebo čtvrť, podívejte se jak dopadla sídliště se vším tím plánováním, obchody a vybaveností... nechytlo se to a jsou s tím problémy. Potřebujete desítky let na to aby se v místě vytvořilo něco fungujícího. Jistě nějaký architekt/urbanista by věděl víc, ale bude existovat limit kolik naráz můžete přidat na jedno místo nových domů a obyvatel a jakého typu musí být zástavba aby to fungovalo. Pokud postavíte na Starém Brně u Mendláku novou čtvrť blokové zástavby bude to s okolím srůstat jinak než pokud tam postavíte věžáky a tato část bude s Brnem srůstat jinak rychle než by stejně velká srůstala s Přerovem, nebo třeba Konicemi.
Vytvářet něco takového je hodně nebezpečné.
Chemik
20. prosinec 2020, 13:50
Co takhle využit zbytkové nevyužité tepelné energie na výrobu EE (zvýšení účinnosti) pomocí uzavřeného cyklu vhodnou nízko chladovou kapalinou, jejím zplyněním a vedenou přes turbínu. Nemělo by to být nic nového, přesto se nikde neshledávám s ekonomickou rozvahou.
Michal Mazgal
11. říjen 2020, 12:55
Nabídnout chladící okruh jaderné elektrárny jako zdroj tepla pro TUV a topení by mělo být samozřejmostí. Jaderné elektrárny by měly mít chladící okruh veden skrze města a lidi by měli mít tepelná čerpadla na odčerpávání potřebného tepla!!! To znamená, že by bylo nabídnuto odpadní teplo z výroby elektřiny a tak by se elektrárna chladila! Jen v případě, že by nebylo teplo spotřebováno, třeba v létě, by se spustily chladící věže.
St
11. říjen 2020, 13:48
Dobrý nápad. Zabíjí se tak dvě mouchy jednou ranou. Levný, stabilní zdroj EE a jako bonus zdarma teplo počas topné sezóny. Přes léto mohou vyhřívat nějaká jezera, kde se bude tak dát hezky koupat hodně dlouhou dobu.
Pokud by to bylo i nás, tak bych se vůbec nezlobil. Myslím, že kdyby lidé měli díky JE teplo za hubičku, že by se u mnohých změnil pohled na ně.
Jan Veselý
11. říjen 2020, 15:00
Ten nápad je fakt prastarý, tohle už měli v NDR. V reálu to vždy ztroskotá na tom, že to levné teplo v JE se musí někam daleko dopravit, to z něj spolehlivě udělá drahé teplo. O krmení teplárenských monopolistů ani nemluvě.
Bizon
11. říjen 2020, 17:49
A taky už by to chtělo vysokoteplotní reaktory! Kapalná voda tu maximální teplotu hodně limituje, jaderné odvětví je hrozně zamrzlé=/ Vysoká teplota by jednak zvedla účinnost výroby EE ze současných trapných 25-30%, a odpadní teplo by mělo daleko větší teplotu, což by snad usnadnilo tyhle topné věci (znám ze školy jen entalpie/entropie páry, v honění horké vody přes půl světa se nevyznám...) Plus vysokou teplotou se dá dělat vodík přímo chemicky. Tomu říkám kogenerace, když by se udělal vodík efektivněji než dnes, pak elektrika efektivněji než dnes (super-kritický nebo plynový cyklus), a zbylé teplo na topení by pořád bylo na vyšší teplotě než dnes! Současné parní soustrojí JE na trapných ~350°C by tam bylo jen na léto když se netopí...
Ó, vzývám bohy všech náboženství a proroky všech filozofií, sešlete na zem "jaderného Elona Muska" :D
Ivan Novák
11. říjen 2020, 19:26
On už tu byl, jmenoval se Hyman Rickover, jen měla tehdy doba jiné priority. Napadá mne v té souvislosti, že je divné, že se vojáci drží od nových energií a elektrických vozidel stranou.
Ještě k těm souborům, kde se kritičnost dohání vnějším zdrojem nukleonů: běžné energetické reaktory moderované obyčejnou vodou nemají za tepla kladnou výkonovou zpětnou vazbu, na rozdíl např. od původního černobylského RBMK nebo některých těžkovodních designů. Riziko výkonové "exkurze" je tedy u nich malé. Větší problém, včetně těch jakoby podkritických reaktorů, je použité palivo, obsahující spoustu radioaktivních atomů, s dlouhými poločasy, při každé přeměně uvolňujících tzv. zbytkové teplo (které musí někam disipovat, jinak průběh á la Three Mile Island nebo Fukušima).
Nejasnost "kam s ním" uvádějí Němci jako jeden z důvodů, proč opustili svůj dobře fungující program vysokoteplotních reaktorů (helium 950°C), jakož celou jadernou energetiku. Číňani to v poslední době plánují, řekněme, znovu vymyslet.
Bizon
11. říjen 2020, 20:13
Rickover byl borec, ale to co dělal je prakticky jiný obor. O ekonomiku se skoro nemusel starat, už protože alternativa se stejnými schopnostmi neexistuje dodnes. Požadavky i parametry takových reaktorů jsou celkově hodně jiné, přestože jsou to PWR, tak kamarád z FJFI zvyklý na klasku mi vůbec nechtěl věřit jak vysoké obohacení využívají! (93%)
Dobrá poznámka že zbytkové teplo může roztavit reaktor i bez exkurze nadkritičnosti, to jsem opomněl.. Zase slabší reaktory mají i méně zbytkového tepla.
US ozbrojené složky moderní energie jakž takž sledují. Některé projekty jsou zjevné PR, některé spíš experimentální, ale někde už je akutní zájem. S velkou slávou vyhlašovali soutěž na hybridní vozidla, že můžou jet chvilku potichu, ale ukázalo se to moc těžké, drahé a složité. Míso těch hybridů už začali vyvíjet 2-taktní diesel pro další generaci těžší techniky. Letectvo má P2L syntetické palivo pro bombardéry, ale za rok toho vyrobí sotva pár tisíc tun, a létá na to jen jeden bombardér který to má v separátní nádrži jen pro část motorů, nebo toho přímíchají pár procent do normálního kerosenu, prostě docela trapas. Kde ale tlačí na FVE+baterky apod. jsou vzdálené základny co mají po celém světě! Dopravit litr paliva pro diesel-agregát na vzdálenou Afgánskou základnu může stát stovky dolarů, část těch peněz navíc jde do kapsy povstalcům.. A na polárních základnách samozřejmě RadioTermoElektrické generátory:D I elektro-magnetický katapult má zatím svoje mouchy, a stejně je u něj energie uložena mechanicky, to jsem uplně nepochopil proč..
Emil
11. říjen 2020, 20:33
Daleko blíže realizaci než podkritické reaktory "5. generace" jsou koncepty, ve kterých se palivo roztavit nemůže, ať už proto, že je roztavené už z principu (MSR), nebo proto, že vydrží daleko vyšší teploty, než jakých je možné dosáhnout i během havarijních stavů (TRISO).
Carlos
12. říjen 2020, 20:08
Ale tyto koncepty pořád trpí tím co klasické reaktory, je to něco co se může samo rozjet a regulace tam je třeba to brzdit atd. Navíc je u toho třeba kritická masa atd. Výzkum může být sice, dál, ale je otázka nakolik budou praktické.
Nevím jestli je dobře že se tato pokročilá zařízení vůbec řadí do klasické evoluce reaktorů a jejich generací, které navíc vytváří mentální blok paralelního vývoje. Když to trošku přeženu, tak s Fermiho Chicago Pile I to má asi tolik společného jako ještěrka s člověkem. No oboje to žere hmyz, když na to dojde.
Navíc, jak jsem psal, je otázka co bude praktičtější do budoucna, respektive co bude pro uživatele více "sexy", jestli něco co se dá bez problému naškálovat od stovky kWt po stovky MWt a co se dá regulovat poměrně triviálně, nebo něco co má problémy a regulace závisí na pohlcování neutronů nějakou jinou látkou.
Emil
12. říjen 2020, 20:26
Co "se může samo rozjet"?
Bizon
13. říjen 2020, 00:24
Většina reaktorů ma negativní koeficient zpětné vazby na zvýšení teploty i vznik bublin páry (narozdíl od RBMK v Černobylu=) , takže při statickém provozu "rozjetí" nehrozí (oficiální termín je tuším "exkurze reaktivity", ale česky to zní divně.=) Pravda ale je že při skokové velké změně výkonu pak za několik hodin poskočí reaktivita a je třeba regulovat. Kdyby regulace selhala tak tlačítko nouzového odstavení, a přinejhoším regulační tyče drží na servech elektromagnety, když přestane jít elektrika tak tyče spadnou a reaktor odstaví.
Chápu že Carlos nemá rád regulaci a chce něco pasivního. U velkých výkonných reaktorů to prakticky moc nepůjde(ani nevidím moc důvod), a mám pochybnosti i o velkém škálování těch pod-kritických reaktorů s urychlovačema. Ale pokud se bavíme sexy jaderných teplárnách snadno škálovatelných od desítek kWt po lehké stovky MWt, tak tam se shodnem že je lepší "pasivní zóna" než "aktivní zóna". Při zastavení protonové pušky je potřeba dochladit zbytkové teplo, ale v topném systému je dostatečný nadbytek chladiva i při velké ztrátě.
Emil
13. říjen 2020, 08:09
No právě, nepředpokládám, že tohle Carlos neví, tak by mě zajímalo, co tím chtěl básník říci...