Jaderná energetika v roce 2022 - 2. část: Cesta za uzavřením palivového cyklu
V roce 2022 se podařilo realizovat několik zajímavých kroků v cestě za uzavřením jaderného palivového cyklu. Podívejme se na ně podrobněji.
V této oblasti je nejdále Rusko a Čína. Proto se při přehledu současného stavu v této oblasti budeme věnovat hlavně těmto zemím. Pokračuje příprava realizace reaktoru BN1200 v Bělojarské jaderné elektrárně. Šlo by o první komerční rychlý sodíkem chlazený reaktor. Rozhodnutí o jeho výstavbě se blíží.
V Bělojarské elektrárně už dlouhodobě úspěšně pracují dva sodíkem chlazené rychlé reaktory BN600 a BN800. Pro realizaci a provoz nového bloku bude potřeba připravit více než 1000 nových pracovníků. Při výchově budoucích odborníků spolupracuje Bělojarská jaderná elektrárna s Uralskou federální univerzitou a Tomskou polytechnickou univerzitou. Jeho dokončení se plánuje v roce 2035.
Reaktor BN800 v roce 2022 dokončil postupný přechod k využívání paliva typu MOX. V polovině září toho roku už tak běžel čistě s palivem tohoto typu. Je to zlomová událost při cestě k uzavřenému uran-plutoniovému palivovému cyklu. Připomeňme, že v roce 2020 bylo roční využití výkonu tohoto prototypového reaktoru 82 %.
V roce 2023 by se měl dostat do provozu první prototypový rychlý sodíkem chlazený reaktor CFR-600 v Číně. Jeho výstavba začala v elektrárně Sia-pchu (Xiapu) v čínské provincii Fu-ťien v roce 2015. Koncem roku 2020 se zde začal budovat druhý blok tohoto typu. Palivo pro tyto reaktory dodává ruská firma TVEL, stejně jako u jeho experimentálního čínského předchůdce CEFR. Potřebné palivové soubory pro první léta provozu byla dodána v lednu 2023.
Palivové soubory pro rychlý reaktor CFR-600 (zdroj Rosatom).
V roce 2022 se šest palivových souborů typu REMIX vložilo do aktivní zóny prvního bloku Balakovské jaderné elektrárny. Zatímco u palivového souboru typu MOX se k čerstvému uranu přidává plutonium separované z vyhořelého paliva, u palivového souboru REMIX se do vyhořelého paliva přidává obohacený uran. Palivo typu REMIX obsahuje méně plutonia a méně se liší od klasického paliva. Lépe se hodí pro klasické bloky, které nejsou připraveny pro větší využívání paliva typu MOX. V Balakovské elektrárně se tak testuje nové moderní palivo využívající recyklované vyhořelé palivo firmy TVEL.
Palivo typu MOX pro reaktor BN800 produkuje firma TVEL (zdroj TVEL/Rosatom).
Pokračuje výstavba experimentálního reaktoru MBIR v Dmitrovgradu, který má testovat možnosti různých typů rychlých reaktorů. Jeho tepelný výkon bude 150 MWt. Kromě chlazení tekutým sodíkem bude studovat i chlazení olovem a plynem. Koncem ledna 2022 se otestovaly plánované palivové soubory tohoto reaktoru. Využívat se bude MOX palivo. V polovině ledna 2023 byla u tohoto reaktoru usazena na své místo reaktorová nádoba o hmotnosti 83 t. Dokončení reaktoru a jeho spuštění se čeká v roce 2027. V současné době na jeho výstavbě pracuje 1400 dělníků.
Reaktor BREST-300-OD budovány v rámci projektu Proryv by měl testovat možnosti uzavření palivového cyklu pomocí pokročilých reaktorů IV. generace. V areálu budou také zařízení pro přepracování paliva a přípravu pokročilých typů paliva.
Důležitým krokem k uzavření palivového cyklu je i vývoj reaktorů využívajících kapalné palivo v podobě tekutých solí. Podrobněji o nich ve starším článku na Oslovi. Zde došlo k události, která by mohla znamenat průlom v této oblasti. V Číně se rozběhl experimentální reaktor s palivem na bázi tekutých solí. Umožňuje využívat jako palivo thorium. Jeho budováni bylo zahájeno v čínské ve městě Wuwei v provincii Ganzu v září 2018. Šanghajský ústav aplikované fyziky Čínské akademie věd SINAP (Shanghai Institute of Applied Physics) dostal v srpnu 2022 povolení k provozování tohoto reaktoru. Systém využívající jako palivo fluorid thoria by mohl být ideální i pro urychlovačem řízené transmutory.
Usazení reaktorové nádoby experimentálního reaktoru MBIR (zdroj Rosatom).
Výzkum v této oblasti prožívá nyní v Číně renesanci. Popsaný reaktor TMSR-LF1 (Thorium Molten Salt Reactor – Liquid Fluoride) je vysokoteplotní reaktor o tepelném výkonu 2 MWt. Byl dokončen už v srpnu 2021, i když se původně dokončení čekalo až v roce 2024. Projekt se podařilo zásadně urychlit.
Reaktor bude využívat palivo s obohacením uranem 235 do 20 % a zhruba 50 kg thoria. Produkční blanket, ve kterém se bude thorium přeměňovat na uran 233, bude využívat fluorid lithia a beryllia (FLiBe) s obohacením 99,95 izotopu lithia 7. Kapalným palivem bude fluorid uraničitý (UF4).
Předpokládá se kontinuální provoz s průběžným doplňováním paliva a odstraňováním plynných štěpných produktů. Jednou za pět let až osm let by se tekutá sůl paliva kompletně odebrala a proběhla by její recyklace. Měla by se ověřit a dopracovat co nejefektivnější metodika průběžné separace štěpných produktů a minoritních aktinidů. Reaktor by měl postupně zvyšovat podíl produkce energie z thoria z 20 % na 80 %.
Pokud bude projekt úspěšný, chystá se výstavba reaktoru tohoto typu s tepelným výkonem 373 MWt kolem roku 2030. Výhodou tohoto typu reaktoru je, že ke svému chlazení nepotřebuje vodu a s úspěchem jej lze využívat v pouštních oblastech, kde je jí nedostatek. O thoriových reaktorech s kapalným palivem se uvažuje i u pokročilých konceptech malých modulárních reaktorů, ale o tom v další části.
Mohlo by vás zajímat:
Ať se to nazývá jak chce tak z těchto velmi drahých projektů stejně nevypadne neškodný produkt radioaktivní asi jako štrůdl, ale radioaktivní svinstvo. Takže vpodstatě žádný pokrok. Snad jenom se nebude muset produkovat nové palivo, ale jen staré draze přepracovat přičemž část bude nepoužitelným smrtícím odpadem.
Karaskov neznasanlivy nazor porusuje pravidla diskusie
Tak jsem byl udělat plánovanou odstávku chemického reaktoru na syntézu uhlíku a kyslíku (krbu) a vyvážecí lopatkou a smetákem jsem vyvezl vyhořelé palivo a sítu mi kromě hřebíků (hřebíky zahradu neobohacuji) zůstalo i trochu nedokonale prohořeného paliva. A tak jsem se také vydal na cestu uzavření palivového cyklu přepracováním vyhořelého paliva. Cítím se teď jak nějaký "genitální" fyzik a asi o tom napíšu článek na oenergetice.cz, takové úžasné nápady se přece musí šířit a chemické reaktory propagovat zvláště když je tam jasně viditelná cesta na uzavření palivového cyklu. Že to dosud nikoho nenapadlo?
Škoda jen že ten chemický reaktor má daleko vyšší využití paliva a prohoření než jaderný reaktor a tak toho přepracovaného paliva moc nemám, ale na druhou stanu z vyhořelého jaderného paliva je toho k využití snad ještě méně.
Sice mi do síta foukl vítr a tak jsem vyhořením palivem obohatil i dvůr a své plíce, ale to už mi průměr pozadí nijak neovlivní.
Dakujem, pad doktor, za poucny clanok. Aj ked intenzivne s kolegami pracujeme na konkurecnej OZE.
konkurenční -> doplňkové
OZE jsou budoucím základem energetiky. Spolu s vodíkem.
Kdo zvládne takové zdroje bude fakticky nezávislý, bude určovat světový vývoj a zůstane ekonomicky na čele. To je Čína a RF a jejich satelity z BRICS. Majitelé OZE jako EU skončí v problémech a budou nakonec žebrat o uhlí, plyn a naftu a USA budou EU navíc doslova vyzirat jak toho začínáme být svědky.
Je to přesně naopak, ruský bratře. Koukám, že fake farmy dostaly za úkol chválit BRICS…
Hlavně aby tam zase v nějaké jaderné elektrárně nebyl ohňostroj.
Problém je cena JE. Slunce i vítr vyrábějí levněji a u solárů je potencionál k lepším panelům i bateriím. Když nefouká a nesvítí, tak nyní je plyn za 50 EUR/MWh, neboli elektrárna s účinností 55% vyrábí elektřinu za 90 EUR/MWh plyn+20 EUR/MWh emisní povolenka = 110 EUR/MWh.
Takže soláry a větrníky zhruba 70 EUR/MWh - ve Španělsku soláry výrazně levnější.
Soláry a větrníky a přečerpávačka s účinností 75% - 93 EUR/MWh, přečerpávačku do budoucna budou doplňovat baterie, které klidně můžou mít po rozpočítání cyklů a životnosti 30 EUR/MWh = 100 EUR/MWh
JE nemá šanci cenově konkurovat.
To je hezké, ale celé se to musí v podstatě dotovat , a to přímo jako dotace ( 44 mld/ rok), nebo to parazituje na klasice ( náklady nejsou kalkulovány do OZE) viz nutné zálohy v Německu. Pokud by si OZE musely za sebe nakupovat zálohy a v době kdy svítí a fouká prodávaly za hubičku, tak jsou v háji zeleném.
Píšete nesmysly. Povolenka stojí momentálně 96 €, při účinnosti elektrárny 55 % zaplatí plynová elektrárna za povolenku 96*0,2/0,55=35 €/MWh. U nás nevycházejí soláry ani větrníky na 70 €/MWh, zvlášť u větrníků je to podstatně více.
Udávaná cena akumulace je úplně mimo realitu, v aukci v Německu se OZE s akumulací na pouhých pár hodin soutěží s příplatkem víc jak 40 € nad tržní cenu. Postavit a udržovat paroplynovou elektrárnu taky není zadarmo, do ceny to ale nepočítáte. Buď to tam taky započítejte, nebo porovnávejte marginální náklady proti marginálním nákladům. Nehledě na to, že zemní plyn není do budoucna považovaný za udržitelný, takže budou elektrárny tlačeny do spalování nízkoemisních plynů s náklady ještě podstatně vyššími.
Ok, s tou cenou emisní povolenky máte pravdu.
U nás sice nevycházejí větrníky na 70 €/MWh, ale jsme součástí evropského trhu a jak říkal pirát Peksa, že se bude k nám elektřina dovážet, tak se mu hodně lidí smálo, ale jedná se o budoucnoust.
Ta cena akumulace - uvádíte 40 EUR/MWh již dnes. Do budoucna se jistě podaří zlevnit LFP baterie nebo letos by se měly začít vyrábět sodíkové baterie. Obojí má potencionál těch 40 EUR/MWh výrazně srazit dolů.
U plynovek jsem nezapočítal fixní náklady, to je pravda, nicméně plynovky již existují a cena jejich výstavby není takový problém.
Když potom počítáte, že polovinu času pojedete na OZE, čtvrtinu na baterie a přečerpávačky a čtvrtinu na plyn a biomasu, tak v průměru jste v budoucnu pod 100 EUR/MWh.
A kolik bude stát JE? Pod 100 EUR/MWh to nebude a to ještě mají soláry a baterie velkou možnost zvýšení účinnosti a snížení ceny. U JE nic takového nehrozí.
A kolik
1) Co říkal pirát Peksa nemá vůbec žádnou relevanci. Přenosová soustava není nafukovací, takže dovozy elektřiny jsou omezené jak výkonem tak počtem hodin, který logicky bude relativně malý, když půjde jen o přebytky z jiných zemí.
2) Neuvádím 40 EUR/MWh již dnes, uvádím 40 EUR/MWh nad tržní cenu, to je úplně něco jiného.
3) Plynovky ani zdaleka neexistují v dostatečném počtu na to, aby pokryly budoucí výpadek uhlí, k tomu se budou muset postavit nové, takže je potřeba náklady na výstavbu do ceny taky započítat, když ji počítáte u jaderných elektráren.
4) "Když potom počítáte, že polovinu času pojedete na OZE, čtvrtinu na baterie a přečerpávačky a čtvrtinu na plyn a biomasu", tak počítáte nesmysly, to se při daných koeficientech využití a dalších omezeních prostě vůbec nepotkává s realitou. Pod 100 €/MWh nejste ani omylem, ani vzdáleně se k této hodnotě nepřiblížíte.
Piráta Peksu bych nepodceňoval. Nyní vyvážíme asi 25TWh a spotřebujememe asi 70 TWh, takže kapacity na dovoz nejsou malé. Nikdo neříká, že se přeshraniční linky ještě neposílí.
Plynovky nejsou u nás, ale jsou v Německu, Rakousku, Slovensku, Maďarsku, ...
Do budoucna pod 100 EUR/MWh v pohodě, nesmíte zapomínat, že JE se bude stavět 10 let a za tu dobu může být všechno jinak.
1) Vyvážíme 25 TWh ale kam? Převážně do Rakouska a na Slovensko. To asi nebudou zrovna země odkud bude co dovážet, takže tento argument neobstojí.
2) Němci nejsou schopni posílit linky ani v rámci svého vlastního území, takže spoléhat na to, že je budou nějak zásadně posilovat pro potřeby ČR je poněkud naivní.
3) Plynovky v jiných zemích slouží potřebám jiných zemí a není žádný důvod se domnívat, že by je vyhradily pro potřeby ČR, budou je potřebovat pro sebe. To je stejný nesmysl jako počítat třeba se slovenskými nebo francouzskými jaderkami.
4) Opakujete stejné fráze jako se opakovaly při výstavbě Temelína ještě v minulém století, pravděpodobně i se stejným výsledkem.
1) Z jihu se bude valit velké množství EE ze solárů, takže i ze Slovenska a Rakouska budeme moci dovážet.
2) Němci možná nyní nejsou schopni posílit své linky, ale to neznamená, že je neposílí v budoucnu. Než se vybuduje JE, tak to bude trvat minimálně 10 let.
3) Plynovky v jiných zemích mají kapacitu navíc, takže nám něco poslat můžou.
4) V minulém století byla naprosto jiná situace. V minulém století nebyly větrníky a soláry.
Ad 1) Z jihu se bude valit velké množství EE ze solárů přesně ve stejnou dobu, kdy sami nebudeme vědět co s ní.
Ad 2) Němci se o to neúspěšně snaží už deset let, posílit linky do ČR se ještě ani snažit nezačali a sotva vůbec začnou.
Ad 3) Tak to mi nějaké ty plynovky s kapacitou navíc ukažte, rád bych je viděl.
Ad 4) Samozřejmě že větrníky a soláry v době dostavby Temelína byly a odpůrci se jimi oháněli úplně stejně jako se jimi teď oháníte vy. "Experti" tehdy tvrdili že do deseti let nebude elektřina z Temelína vůbec potřeba, přesně jako to teď děláte vy.
Evidentně se neschodneme, za 10 let si můžeme říci jak to dopadlo. Za mne se prostě výstavba nové JE nevyplatí, stačí prodloužit životnost stávajících bloků a zbytek bude OZE a plyn. Plyn zatím nikdo nezakazuje a ani ho zakazovat nebude, když nyní z něho budou mít v USA ryta.
Ani "plyn zatím nikdo nezakazuje a ani ho zakazovat nebude" není pravda, podle nedávno schválené taxonomie je zemní plyn udržitelný jen dočasně, právě v tom horizontu deseti let má být postupně nahrazován tzv. nízkoemisními plyny s cenou která je ve hvězdách, navíc použití zemního plynu je omezené i dalšími přísnými podmínkami. To je i důvod, proč se bez nějaké formy garance rentability do výstavby nových plynových elektráren nikdo nežene. Je tedy docela pravděpodobné, že za těch deset let bude taková investice podobně "toxická" jako je dnes uhelná elektrárna.
Dobrý den, pane Procházka. V žádném případě nejsem odpůrce OZE. U solárů na střechách příznivec, nejlépe bez dotace. Ale tak optimisticky zajištění dostatku el. nevidím. Ani cenově. Sám píšete "když nefouká a nesvítí....", to znamená celé OZE zálohovat klasikou. Bylo tu psánu již mnohokrát. Elektrárny, zásobníky, přečerpávačky, baterie. Mám obavu, že se cenou dostaneme na cenu jádra, možná ještě výš. Máte představu, kolik by dnes stála přečerpávačka typu DS? V prvním odstavci jste zapoměl na odpisy a nějaký zisk. Jinak s Vámi souhlasím (zároveň v to doufám), že cena se postupně dostane někam kolem 120 EUR/MWh.
Žádný bezodpadový uzavřený palivový jaderný cyklus (jaderné perpetuum mobile) neexistuje a to ani na papíře. I k anihilaci hmoty to ještě hodně daleko a ani ta už v principu nemůže být s uzavřeným palivovým cyklem. Jen to jen další propagandistický a lživý jaderný newspeak.
Tím že jaderná loby nenazývá věci a principy pravými jmény a vymýšlí si lživé pojmenování, aby to v očích laiků vypadalo ideálně, tak tímto ještě více klesá na úroveň různých propagátorů volné energie, magnetických rezonátorů nekonečné energie a podobných nesmyslů.
Ukázkový slaměný panák. Že má být uzavřený palivový cyklus "bezodpadový" nikdo kromě rádobyenergetika netvrdil, bezodpadové ostatně není vůbec nic.
Při současném stavu legislativy a velké míře spíše nezodpovědnosti než zodpovědnosti by se do jaderných odpadků hrabat nemělo, bohužel, ale je to tak. Nebo už znáte někdo místo kde separoval nebo separuje jaderný dopad a vyrábí MOX bez značného zamoření okolí toxickými radionuklidy a pokud možno i bez značných dotací jak na provoz tak sanaci způsobených škod?
Přepracovací zavody pro MOX a jejich roční kapacita v roce 2020:
France, Melox 195 t
Japan, Tokai 10 t
Japan, J-MOX Rokkasho 140 t
Russia, MCC Zheleznogorsk 60 t
Total 405 t
Není zač
Komentáře v diskuzi mohou pouze přihlášení uživatelé. Pokud ještě účet nemáte, je možné si jej vytvořit na stránce registrace. Pokud již účet máte, přihlaste se do něj níže.
V uživatelské sekci pak můžete najít poslední vaše komentáře.
Přihlásit se