Budou se restartovat odstavené jaderné reaktory?

Elektrifikace dopravy a průmyslu, a hlavně nárůst spotřeby elektřiny datových center v souvislosti se zaváděním umělé inteligence vedou k růstu potřeb elektřiny, který se v budoucnu bude ještě zrychlovat. Zároveň se vypíná řada fosilních zdrojů a začínají dramaticky chybět stabilní zdroje, které nejsou závislé na počasí. Právě datová centra potřebují stabilní dodávky elektřiny. Začíná tak přibývat případů, kdy se uvažuje o znovuspuštění už odstavených jaderných bloků.

Ve Spojených státech, Kanadě i Evropské unii se v současné době předpokládá, že i přes významné snahy o úspory elektřiny povede probíhající elektrifikace dopravy, průmyslu i vytápění a nárůst spotřeby datových center nejen v souvislosti s rozvojem umělé inteligence k poměrně dramatickému růstu spotřeby elektřiny. Celá řada průmyslových procesů, a právě i zmíněná datová centra, pak potřebují její stabilní dodávky.

Zároveň se v těchto regionech v souvislosti s vypínáním fosilních zdrojů a stále větším spoléhání se na obnovitelné zdroje závislé na počasí začíná nedostávat stabilní zdrojů elektřiny. Zatímco se v prvních dvou desetiletích jaderné reaktory i z ekonomických důvodů vypínaly, v posledních letech je stále větší tlak na co nejdelší prodloužení jejich bezpečného provozování.

V Jaderné elektrárně Darlington je renovace jejich čtyřech reaktorů téměř dokončená (zdroj OPG).

Probíhají intenzivní programy renovace a vylepšení existujících starších bloků. Příkladem takového úspěšného projektu je postupná renovace celé série kanadských těžkovodních reaktorů CANDU. Ta spočívá ve výměně palivových kanálů i parogenerátorů a vylepšení i modernizaci celé řady pomocných systémů, aby odpovídaly současným nejen bezpečnostním standardům. Renovace umožňuje reaktoru dalších 20 až 30 let provozu. Proběhla, probíhá nebo se připravuje v jaderných elektrárnách Bruce (renovace bloků 1 a 2 byla dokončena v roce 2012, u bloku 6 byla dokončena v roce 2023 a u dalších bloků, celkově je elektrárna osmibloková, se renovace realizuje nebo připravuje), Darligton (renovace bloku 2 byla dokončena v roce 2022, u bloku 3 byla dokončena v červenci 2023, u bloku 1 má být dokončena v posledním čtvrtletí roku 2024 a u posledního bloku 4 je nyní zhruba v polovině), Pickering (z této osmiblokové elektrárny jsou bloky 2 a 3 odstavené, zbývající jsou v provozu a u bloků 5 až 8 se předpokládá v budoucnu renovace a prodloužení provozu) a Point Lepreau (renovace byla dokončena v roce 2012).

Firma Holtec plánuje opětné spuštění jaderné elektrárny Palisades (zdroj Holtec).

Reaktor Palisades

Ve Spojených státech bylo několik jaderných reaktorů odstaveno z ekonomických důvodů, jen velmi těžko mohly konkurovat s levným zemním plynem z frakování a dotačně podporovanými obnovitelnými zdroji. Jak už bylo zmíněno, tak se situace v posledních letech dramaticky mění a objevují se úvahy o obnovení provozu některých z těchto nedávno odstavených jaderných reaktorů.

Nejblíže případnému opětnému spuštění má jednobloková elektrárna Palisades v Michiganu. Jedná se o tlakovodní reaktor s výkonem 805 MWe chlazený vodou z Michiganského jezera. Do provozu se dostal na konci prosince 1971. Trvale odstaven pak byl z ekonomických důvodů po více než padesáti letech provozu. Nejdříve reaktor provozovala firma Nuclear Managemet Company a vlastnila jej firma CMS Energy. V roce 2007 byl prodán firmě Entergy. Ta již v roce 2016 rozhodla z ekonomických důvodů o jeho odstavení, které se realizovalo v květnu 2022. Následně elektrárnu předala i s licencí pro provozování firmě Holtec International´s, která podniká v jaderném průmyslu a zabývá se i likvidací jaderných zařízení. Palivové soubory byly z reaktoru vyvezeny v červnu 2022.

Inspekce u budovy kontejnmentu reaktoru Palisades (zdroj Holtec).

Cíl se však v tomto případě u firmu Holtec změnil. Rozhodla se pro opětovné zprovoznění reaktoru. Již krátce po převzetí jaderné elektrárny Palisades tak firma Holtec požádala o podporu u amerického ministerstva energetiky DOE. První aplikace nebyla úspěšná, až ta další. Vzhledem k důležitosti tohoto nízkoemisního zdroje pro stát Michigan získala firma finanční podporu pro restart bloku i od tohoto státu. Klíčová pro rozhodnutí o provozování jaderného zdroje byla také předběžná dohoda s firmou Wolferine Power Cooperative o odběru dvou třetin produkce reaktoru po dobu několika desetiletí. Tato dohoda se vztahuje případně i na dva malé modulární reaktory, které by firma Holtec chtěla v areálu elektrárny v budoucnu postavit. Mělo by jít o typ malého modulárního reaktoru vyvíjeného touto firmou.

Firmě se podařilo získat poměrně dost prostředků na realizaci restartu reaktoru, intenzivně na něm pracuje a jedná s americkým úřadem pro jadernou bezpečnost NRC (Nuclear Regulatory Commission). V areálu elektrárny proběhlo chemické čištění primárního chladícího okruhu a detailní inspekce vnitřních částí reaktorové nádoby. Zároveň probíhá rekvalifikační výcvik a obnovení licencí pro 26 původních operátorů tohoto bloku a nabírání a příprava nového personálu. V polovině září se dokončovaly inspekce parogenerátorů, turbíny a elektrických rozvodů. Probíhá revize budov a postupný program renovací.

Předpokládá se, že by k opětnému spuštění mohlo dojít na konci roku 2025. Není zatím jasné, jak dlouho bude možné reaktor provozovat, ale v USA už jsou reaktory, které mají licenci na 80 let provozu.

Reaktor Three Mile Island by se mohl v roce 2028 opět rozběhnout (zdroj NRC/Exelon).

Reaktor Three Mile Island

Dalším reaktorem, který by se po konečném odstavení mohl znovu dostat do provozu, je první blok elektrárny Three Mile Island v Pensylvánii. Zde firma Constellation podepsala smlouvu na dvacet let o odběru elektřiny s firmou Microsoft, která ji využije pro zásobování svých datových center. Psalo se o tom už ve včerejším článku.

Jde o tlakovodní reaktor s výkonem 837 MWe, který byl spuštěn v roce 1974 a v provozu byl z ekonomických důvodů odstaven v září roku 2019. V září 2024 se však firma Constellation, která blok vlastní od roku 1999, rozhodla pro jeho opětné zprovoznění. K tomu by mělo dojít v roce 2028. Stejně jako u Palisades bude nutné před spuštěním realizovat řadu renovací a kontrol, půjde o reaktorovou nádobu, primární chladící okruh i celé řady podpůrných systémů. Pod dohledem amerického úřadu pro jadernou bezpečnost NRC bude také třeba realizovat celou řadu inspekcí a získat potřebná povolení. I tento reaktor by pak bylo možné provozovat několik desetiletí.

Zajímavostí je, že v areálu je druhý blok, který je známý havárií s tavením aktivní zóny v roce 1979. Její dopady na okolí byly minimální, ale reaktor byl zničen a silně kontaminován. Likvidace následků havárie a dekontaminace reaktoru byla dokončena v roce 1993. Úplná likvidace reaktoru Three Mile Island byla z ekonomických důvodů odložena až na dobu ukončení provozu prvního bloku a jejich společnou likvidaci. Podrobněji o průběhu vyřazování vysloužilých i havarovaných jaderných bloků se psalo v dřívějším článku ve dvou částech (zde a zde).

Závěr

Možnost spuštění některých nedávno odstavených jaderných bloků je velmi atraktivní možností. Pochopitelně je to spojeno s celou řadou otázek spojených nejen s ekonomikou renovace a dalšího provozování. Bude velmi zajímavé sledovat, jestli se to alespoň v některém s popsaných případů podaří realizovat. V současné době, kdy se v extrémní podobě ukazuje budoucí růst spotřeby elektřiny a potřeba stabilních nízkoemisních zdrojů, budou tyto případy sledovány velice pečlivě nejen ve Spojených státech.

Přednáška o budoucnosti jaderné energetiky na VUT Brno: