Jaderná energetika v roce 2024, část 1: Klíčový rok pro Česko

V letošním roce proběhla v České republice klíčová rozhodnutí o dalším rozvoji jaderné energetiky. Japonsko se rozhodlo pro návrat k intenzivnímu rozvoji v této oblasti. V Číně se rozvoj jaderných zdrojů stále zrychluje. I v Evropě se renesance v jádře probouzí, a dokonce i němečtí politici začínají měnit názor. Blíží se nasazení malých modulárních reaktorů.

Německo v roce 2024, kdy už nemělo v provozu žádný jaderný reaktor, ukázalo zásadní problematické prvky své Energiewende. I přes obrovské instalované výkony větrných a fotovoltaických zdrojů velkou část elektřiny produkuje pomoci těch fosilních. Navíc se z čistého exportéra elektřiny stala čistým importérem.

Francie má naopak díky kombinaci jaderných a obnovitelných zdrojů už desetiletí nízkoemisní elektroenergetiku a je jedním z největším čistých exportérů elektřiny. Jejich srovnání ukazuje, která cesta opravdu vede k omezení emisí oxidu uhličitého a která vede do slepé uličky.

Navíc Německo zažívá nepředvídatelně období přebytků produkce elektřiny v době, kdy hodně fouká a svítí slunce, a nedostatku produkce v době, kdy nastává tzv. dunkelflaute a nefouká a nesvítí slunce. Kvůli provozním dotacím obnovitelných zdrojů pak ve větrné a slunečné době máme až záporné spotové ceny. V době dunkelflaute, kdy fotovoltaika a větrníky nedodají téměř nic, pak má i přes obrovské instalované výkony nedostatek produkce elektřiny a spotové ceny stoupají i do oblačných výšin. Podrobněji jsem současnou situaci Německa rozebral v nedávném článku.

Zda v konkrétní době bude přebytek větrné a sluneční elektřiny nebo její nedostatek, se nedá na delší dobu dopředu předpovědět. Velice pěkně to dokumentuje srovnání situace během vánočních svátků v různých letech. V zimě je vyšší pravděpodobnost, že bude foukat, a navíc je během vánočních svátků nízká spotřeba. Většinou je tak v té době v Německu velký přebytek větrné elektřiny a nízké a často i záporné ceny na spotové burze. Tak tomu bylo i na konci roku 2023. Naopak o vánočních svátcích v roce 2024 byla dunkelflaute. I přes nízkou spotřebu byl při zanedbatelném větru nedostatek produkce elektřiny v Německu a vysoká spotová cena.

Protože obnovitelné zdroje stavěla celá řada sousedů Německa, dochází navíc k tomu, že Německo vyváží většinou v době nízkých cen elektřiny a dováží naopak v době vysokých cen. Situace už začíná byt jasná i části německých politiků. Postiženo je zvláště průmyslové Bavorsko. Bavorský premiér Markus Söder tak jednal na konci roku 2024 s českými politiky o spolupráci v oblasti jaderné energetiky a využití českých jaderných zdrojů. I to je známka toho, jak zásadně se mění pohled na využití jádra v Evropě.

Podívejme se nejdříve na celkové statistiky a pak na podrobnosti o vývoji jaderné energetiky ve světě v loňském roce.

Výroba elektřiny v Německu během vánočních svátků v roce 2023. V té době hodně foukalo, a navíc během vánočních svátků klesá spotřeba. Německo tak mělo velký přebytek výroby a muselo jej vyvážet. Jednotlivé barvy označují různé zdroje (tmavě modrá – voda, zelená – biomasa, světle hnědá – hnědé uhlí, tmavě hnědá – černé uhlí, oranžová – zemní plyn, světle modrá – přečerpávací elektrárny, různé odstíny šedé – větrné zdroje, žlutá – fotovoltaika) , černá čára je spotřeba (zdroj Energo-chart).

Přehled statistiky

Současný přehled vývoje jaderné energetiky za uplynulý rok je šestnáctý v řadě a navazuje na články z minulých let. Poslední přehled je z roku 2023 (část1, část 2, část 3, část 4). V listopadu 2023 bylo 436 reaktorů s výkonem 392 GWe a v prosinci 2024 pak 441 s výkonem 399 GWe (údaje ze stránek World Nuclear Association a database PRIS). Ve výstavbě je 64 bloků s výkonem 69 GWe. V roce 2024 se podařilo spustit více nových reaktorů, než bylo odstaveno. Doufejme, že i v dalších letech bude pokračovat tato tendence.

V průběhu roku 2024 byly celkově odstaveny tři bloky. Už koncem ledna byl odstaven druhý blok Kurské jaderné elektrárny, který byl v provozu od roku 1979. Jde o reaktor RBMK, tedy černobylského typu. Připomeňme, že se v této elektrárně dokončují bloky VVER1200, které mají zdejší čtyři reaktory RBMK postupně nahradit. Zbývající dva bloky RBMK by měly být odstaveny do roku 2031. Koncem července 2024 byl na Tchaj-wanu odstaven tlakovodní reaktor Ma-an-šan (Maansham) 1 s výkonem 890 MWe. V provozu byl od roku 1984. Tchaj-wan už tak má v provozu pouze jeden reaktor, kterým je druhý blok elektrárny Ma-an-šan, a dokončuje svůj odchod od využívání jaderné energie. Stále více se tak stává závislým na fosilních zdrojích, které mu dodávají přes 80 % elektřiny. Jde o uhlí a zkapalněný zemní plyn, kterého jsou potřeba velmi velké objemy. Přitom je musí všechny dovážet. Je tak otázka, jak by dokázal čelit čínské námořní blokádě ostrova. V budoucnu se tak může jeho postoj k jaderné energetice opět změnit.  Jako poslední byl v roce 2024 na konci září odstaven kanadský těžkovodní reaktor Pickering 1, který byl v provozu od roku 1971. Dne 2. ledna 2025 byl pak odstaven blok Pickerning 4, ale to už patří do statistiky roku 2025.

Cena na spotovém trhu v době vánočních svátků 2023 v Německu. Intenzivní výroba elektřiny ve větrných zdrojích a pokles spotřeby vede k přebytku a nízkým, i záporným, cenám, na spotovém trhu v Německu (červená a oranžová čára – ceny na spotovém trhu, šedá barva – fosilní zdroje, zelená – obnovitelné, červená - jaderné) (zdroj Energy-chart).

Nově se v roce 2024 do provozu dostalo osm reaktorů. O uvedení do provozu bloku Sin Hanul (Shin Hanul) 2 v prosinci 2023 se psalo už v minulém přehledu. Koncem února začal dodávat elektřinu indický reaktor Kákrapar (Kakrapar) 4. Jde o druhý domácí těžkovodní reaktor PHWR s výkonem 700 MWe. Na začátku března začal konečně elektřinu dodávat americký reaktor AP1000, jako čtvrtý blok v elektrárně Vogtle. Na konci března pak začal elektřinu vyrábět blok Barakah 4 ve Spojených arabských emirátech. Nyní tak zde běží již všechny čtyři jihokorejské reaktory APR1400. Poté následovalo zprovoznění tří nových čínských jaderných bloků. Od začátku dubna začala proudit elektřina z čtvrtého bloku elektrárny Fang-čcheng-kang (Fangchenggang). Zde se rozběhl nový reaktor Hualong One. Jeho výstavba se zdržela, takž trvala necelých osm let.  Další dva čínské reaktory se podařilo dokončit za pět let. V říjnu začal pracovat blok Š’-tao-wan (Shidaowan) Guohe One 1. Jde o první zprovozněný reaktor CAP1400, což je čínská verze reaktoru AP1000 se zvýšeným výkonem. Koncem listopadu začal vyrábět elektřinu blok Čang-čou (Zhangzhou) 1. Zde jde opět o čínský reaktor Hualong One. Ke konci roku pak začátkem prosince poprvé dodal elektřinu dlouho budovaný francouzský blok Flamanville 3. Jde o reaktor EPR s výkonem 1700 MWe.  Navíc se ke konci roku začal spouštět další indický těžkovodní reaktor jako blok Rádžasthán (Rajasthan) 7.

Budovat se začalo devět reaktorů, což je opět více, než bylo spuštěno v minulém roce. O zahájení betonáže jaderného ostrova čínského bloku Sü-ta-pao (Xudabao) 1 v listopadu 2023 už se psalo v minulém přehledu. Šlo o reaktor CAP1000, který je čínskou variantou reaktoru AP1000. Na konci ledna 2024 se začala betonáž čtvrtého bloku El Dabaa v Egyptě. Zde se tak už nyní budují všechny čtyři reaktory VVER1200. V únoru začala výstavba reaktoru Čang-čou 3 a v říjnu pak bloku Čang-čou 4, jde o reaktory Hualong One. V polovině března pak byla zahájena betonáž jaderného ostrova sedmého bloku Leningradské jaderné elektrárny. Zde se bude stavět reaktor VVER1200. Po prvním bloku v roce 2024 začalo budování jaderného ostrova u druhého bloku typu CAP1000 jaderné elektrárny Liang-ťiang (Liangjiang). V polovině července se začal budovat reaktor CAP1000 jako druhý blok elektrárny Sü-ta-pao. Dne 28. července 2024 se začaly betonovat jaderné ostrovy dvou nových reaktorů Hualong One, šlo o bloky Ning-te (Nindge) 5 a Š'-tao-wan (Shidaowan) 1. Na začátku roku 2025 se pak začal budovat blok Čašma (Chashma) 5 v Pákistánu. Jde o čínský reaktor Hualong One.

Produkce elektřiny z jádra dosáhla v roce 2023 hodnoty 2 602 TWh. Oproti roku 2022, kdy se vyrobilo 2 545 TWh, stoupla o 57 TWh. Pozitivní trend je způsoben i vyřešením problémů francouzské jaderné flotily, postupnou obnovou provozu japonských jaderných zdrojů a spouštěním nových čínských jaderných elektráren. Dá se předpokládat, že i v roce 2024 se výroba jaderné elektřiny zvýšila a tato tendence bude pokračovat i v dalších letech.

Výroba elektřiny v Německu během vánočních svátků v roce 2024. V té době foukalo minimálně, takže i přes pokles spotřeby během vánočních svátků mělo Německo zásadní nedostatek výroby elektřiny a muselo ji dovážet. Jednotlivé barvy označují různé zdroje (tmavě modrá – voda, zelená – biomasa, světle hnědá – hnědé uhlí, tmavě hnědá – černé uhlí, oranžová – zemní plyn, světle modrá – přečerpávací elektrárny, různé odstíny šedé – větrné zdroje, žlutá – fotovoltaika) , černá čára je spotřeba (zdroj Energo-chart).

Česká jaderná energetika prožila rok rozhodnutí

Pro Českou republiku byl rok 2024 rokem dvou klíčových rozhodnutí. Obě jsou spojena s firmou ČEZ. Prvním byl výsledek tendru na nové bloky v Dukovanech a druhým výběr partnera v oblasti malých modulárních reaktorů.

První zásadní rozhodnutí v průběhu tendru přišlo v září 2021, kdy byly z tendru z geopolitických bezpečnostních důvodů vyřazeny Čína a Rusko. Pokud by se to neudělalo v té době, muselo by se k takovému kroku přikročit po zahájení války Ruska proti Ukrajině v únoru 2022. V tendru tak byly tři nabídky: reaktor AP1000 americké firmy Westinghouse, EPR1200 francouzské firmy EDF a reaktor APR1000 jihokorejské firmy KHNP.

Všechny tyto firmy jsou velmi zkušenými hráči na trhu s jadernými technologiemi. Nabízejí reaktory III. generace s velmi dobrými bezpečnostními parametry. Rozhodujícími kritérii se tak stávají ta ekonomická, nejen nejnižší cena, ale hlavně záruky, které je daná firma ochotna na dodržení této ceny a také doby výstavby dát.

V lednu 2024 tak byla z tendru vyřazena firma Westinghouse, která nebyla ochotna být garantem realizace výstavby bloku. Zároveň se tendr změnil, nyní je na výstavbu rovnou dvojice bloku v Dukovanech a opci na další dvojici v Temelíně. Velmi důležité bylo, že Evropská komise schválila notifikaci na podporu státu pro financování prvního bloku v Dukovanech. V červenci byla vybrána korejská nabídka, která byla ve všech kritických ekonomických parametrech lepší.

Podle mého názoru bylo hlavním důvodem vítězství Korejců v tendru jejich větší snaha o jeho získání a ochota maximálně vyjít vstříc zadavateli tendru. V řadě případů tak byli ve své nabídce ochotni naplnit i jeho nepovinné podmínky. Šlo například o ochotu realizovat licencování nabízeného bloku v domovské zemi. Připomeňme, že francouzské EDF i jihokorejské KHNP nabízejí zmenšené verze svých reaktorů, které neplánují realizovat ve svých zemích. Francouzi tak hned řekli, že licencování u sebe realizovat nebudou. Naopak Korejci dokonce změnily své zákony, které jejich jadernému dozoru nedovolovaly provádět licencování jaderných technologií, které se u nich stavět nebudou.

Zásadní také bylo, že zmenšený korejský reaktor APR1000 vychází z reaktoru II. generace stejného výkonu OPR1000 a reaktoru III. generace APR1400 s vyšším výkonem, který z reaktoru OPR1000 vycházel. Celý projekt je tak už nyní velice dobře definován. U reaktoru EPR s výkonem 1700 MWe je zmenšení zásadnější změnou, která vede například ke zmenšení počtu smyček ze čtyř na tři. Zároveň si jsou Korejci po úspěšné realizaci výstavby čtyř bloků ve Spojených arabských emirátech mnohem jistější v cenové nabídce a možnosti dodržení stanovených termínů.

Vývoj produkce elektřiny z jaderných zdrojů. Rok 2023 by mohl být začátkem opětného růstu produkce elektřiny z jaderných zdrojů a příslib překonání rekordní produkce v dalších letech (zdroj WNA).

I v minulém přehledu jsem zdůrazňoval, že nejdůležitější je, aby vítěz tendru byl vybrán podle transparentních kritérií a jasně definovaných parametrů. To se podle mého názoru podařilo. To dokládá i to, že zatím jsou protesty poražených velmi omezené. Podaly protest k Úřadu pro ochranu hospodářské soutěže, ten však byl rychle a z jasných důvodů zamítnut. Obě firmy podaly sice rozklad a ÚOHS má 60 dnů na jeho vyřízení. Dá se očekávat, že jej zase striktně a jasně zamítne. Nic by tak nemělo stát v cestě podpisu upřesněné smlouvy mezi ČEZ a KHNP, který se očekává v březnu 2025. EDF sice vyvíjí jistou snahu napadnout tendr přes Evropskou komisi na základě obvinění z nedovolené podpory firmy KHNP korejskou vládou. Podle mého názoru by však přenesení boje proti KHNP na evropskou úroveň bylo od EDF výstřelem do vlastní nohy a ohrožením pro celkový rozvoj jaderné energetiky v Evropské unii. Velice rádi by vzniklou situaci zneužili protijaderné aktivisté, kterých je v evropských orgánech značný počet. Z hlediska licenčních sporů mezi firmou Westinghouse a KHNP je velmi důležité, že USA a Jižní Korea podepsaly začátkem ledna 2025 memorandum o porozumění ve věci zásad týkajících se vývozu a spolupráce v jaderné oblasti.

Velmi důležité je, že z české i jihokorejské strany jsou již nyní do přípravy detailní smlouvy a prací na projektu zapojeny stovky pracovníků. A pokud to mohu sledovat, jde o velmi intenzivní spolupráci a dochází k rychlému pokroku. Je velká naděje, že v březnu bude připraven velmi dobře propracovaný dokument. Již nyní se začínají práce na studii možností dlouhodobějšího společného provozu starých a nových dukovanských bloků, kterou vypracuje ÚJV a.s., Archeologický ústav AV ČR doporučuje provést prediktivní a záchranný archeologický výzkum ještě před předáním staveniště zhotoviteli, pracuje se na geotechnickém modelu a seismotektonickém monitorování a úpravě Rozvodny Slavětice.

V roce 2024 byl odstaven druhý blok RBMK v Kurské jaderné elektrárně (zdroj Kurská jaderná elektrárna).

Druhým klíčovým rozhodnutím byl výběr firmy Rolls-Royce SMR jako partnera pro rozvoj a využití malých modulárních reaktorů. Firma ČEZ potřebuje malé modulární reaktory co nejrychleji, aby mohl nahradit své uhelné zdroje, hlavně větší uhelné kogenerační elektrárny a teplárny, jako jsou Tušimice, Dětmarovice, Ledvice a další. Zde jde často o několik bloků s výkonem 200 MWe a malé modulární reaktory s výkonem několika stovek megawatt elektrických by byly jejich ideální náhradou. Potřebuje se tak spojit s partnerem, který už je blízko k realizaci komerční nabídky malého modulárního reaktoru.

Zároveň však ČEZ vlastní vývojová pracoviště, jako je ÚJV a.s. v Řeži, a výrobní, jako je například Škoda JS. Proto se potřebuje zapojit do vývoje a posléze i do výroby. V současné době jsou nejdále projekty NuScale, BWRX-300 firmy GE Hitachi a Rolls-Royce. Malý modulární reaktor NuScale má výkon 77 MWe a je určen pro realizaci velkých elektráren ze šesti a dvanácti modulů. Projekty BWRX-300 a Rolls-Royce jsou už oba velmi daleko v přípravě projektu i jeho licencování. V kanadské elektrárně Darlington se již připravuje staveniště pro prototypový reaktor BWRX-300. Ještě se k tomu vrátíme později. BWRX-300 je však varný reaktor, což je typ, se kterým zatím nemáme zkušenosti. Znamenalo by to tak daleko větší nároky na naše SÚJB při licencování.

Po dlouhých odkladech se rozběhl reaktor Flamanville 3 (zdroj EDF).

Zároveň firma Rolls-Royce SMR byla daleko otevřenější a umožňuje daleko větší zapojení do vývoje a výroby svého reaktoru. ČEZ tak podepsal smlouvu o svém vstupu do Rolls-Royce SMR. Předpokládá v budoucnu navýšit svůj podíl ve firmě až na 20 % a velmi výrazné zapojení české výzkumné základny a výrobních podniků. V Česku by se mohly vybudovat i dva podniky na výrobu některých modulu reaktoru Rolls-Royce, jeden například u jihočeského letiště.

Tak intenzivní zapojení je podmíněno tím, jestli se již brzo začne ve Velké Británii budovat první prototyp tohoto reaktoru. To závisí na tom, jak dopadne výběrové řízení vlády Velké Británie. To má vybrat až čtyři typy malých modulárních reaktorů, které se budou ve Velké Británii využívat. Do užšího výběru se v říjnu 2024 dostalo šest následujících firem: EDF, GE Hitachi Nuclear Energy, Holtec, NuScale Power, Rolls-Royce SMR a Westinghouse. V listopadu se pak výběr zúžil na čtyři kandidáty: GE Hitachi, Holtec, Rolls-Royce SMR a Westinghouse. S nimi nyní probíhá intenzivní jednání. Výběr by měl být rozhodnut v první polovině roku 2025. Pro výstavbu malých modulárních reaktorů se plánuje i využití lokalit Wylfa a Odbury, které britská vláda odkoupila od firmy Hitachi, která zde původně plánovala vybudovat své velké varné reaktory.

ČEZ plánuje výstavbou svého prvního prototypu malého modulárního reaktoru v lokalitě Temelín následovat velice rychle výstavbu prvního prototypu ve Velké Británii a využít všechny výhody převzetí zkušeností z Velké Británie. Už nyní čeští odborníci velmi intenzivně konzultují a spolupracují s těmi britskými a udržují si dobrý přehled o stavu projektu.

Podrobnější rozbor strategie firmy ČEZ a České republiky v oblasti jaderné energie je v nedávném článku. Zrychlení realizace velkých jaderných bloků i využití malých jaderných reaktorů pomůže i schválená novela Atomového zákona, ke kterému došlo na konci roku 2024.

Možné cesty k nízkoemisní energetice rozebrané pro konferenci Vize Česka v Táboře.