Pochmurná modulární naděje
Česká vláda uzavřela koncem října minulého roku s firmou Rolls Royce smlouvu o společném vývoji, financování a výstavbě malých modulárních reaktorů (MMR). Česká strana, reprezentovaná skupinou ČEZ, by měla vedle spolupráci na vývoji zajistit především financování.
Malé modulární reaktory jsou chváleny průmyslem, politiky i medii. MMR se v současné době představují jako slibný vývoj v technologii jaderné energetiky a nabízejí řadu potenciálních výhod ve srovnání s tradičními většími reaktory. V této souvislosti se především hovoří o ceně, bezpečnosti a hromadné výrobě.
Některé navrhované konstrukce MMR jsou upravenými zmenšenými verzemi velkých vodou chlazených reaktorů, zatímco jiné návrhy používají odlišná chladiva jako kapalný sodík, plynné helium nebo roztavené soli. Většinou se uvádí, že SMR budou mít nižší výrobní cenu elektřiny než velké reaktory. Cena elektřiny se skládá ze dvou položek.
Snížení nákladů má být dosaženo zavedením tří principů: modularizace, která poskytuje vyšší stupeň tovární výroby a montáže; standardizace procesů navrhování a výstavby zařízení; a sériovou výrobu více kusů. Problémem může naopak být více různých dodavatelů.
Cenové relace a doba výstavby MMR
Jaké jsou předpoklady ceny MMR, především vzhledem k tolik vynášení hromadné výrobě reaktorů? Vzhledem ke konstrukci a předpokládané sériové výrobě by měly být investiční náklady nižší, ale hromadná výroba může podle studie z Univerzity v Cambridge přinést maximálně 30 % úspory. Zrušený projekt NuScale, jenž chtěl vybudovat 6 jednotek MMR 460 MW v Idaho, vykázal investiční náklady více než 20 000 USD/kW.
Na dalším zobrazení jsou uvedeny plánované ceny malých modulárních reaktorů různých výrobců v různých letech. Pro srovnání je uveden také nárůst ceny velké jaderné elektrárny Vogtle.
Uvedený obrázek, s výjimkou elektrárny Vogtle 3 a 4, se týká cen MMR, tak jak zaznamenaly rekordní nárůst nákladů. V některých případech se jednalo o vícenásobný nárůst ceny na instalovanou kilowattu výkonu v rozmezí pouhých několika let. Dlužno podotknout, že výstavba uvedených elektráren, ještě ani nezačala, jedná se tedy o předpokládané náklady.
Situace v případě MMR, které byly postaveny, či které jsou ve výstavbě potvrzuje shora řečené. V těchto případech došlo ke zvýšení ceny na trojnásobek, resp. čtyřnásobek. Argentinský model, se sedminásobkem původní ceny, stále ve výstavbě, je rekordmanem.
Další grafika přináší rozdíly v projektových a reálných dobách výstavby MMR.
Podle předpokladů by se měla cena i doba výstavby snížit zavedením hromadné výroby. Pro realizaci takového záměru by ale bylo zapotřebí stovek objednávek MMR, což je v tuto chvíli sporné.
Bezpečnost, odpad, proliferace
Kromě ceny ale budou mít MMR, podle publikovaných předpokladů, ještě i další problémy. MMR nebudou mít snížené riziko úniku radioaktivity do okolí. Nižší riziko u MMR bude vyváženo tím, že vyrábí alikvotně méně elektřiny. Budeme-li předpokládat více MMR vedle sebe, může poškození jednoho vyvolat poškození dalších a pak by celkové riziko bylo větší.
Pro MMR bude zapotřebí více obohacené palivo, což zvýší náklady na něj o 15-70 %. Většina nelehkovodních konstrukcí reaktorů vyžaduje palivo s vysoce testovaným obsahem a nízkým obohacením uranu (High-assay low-enriched uranium - HALEU), jinými slovy palivo obohacené izotopem uranu-235 mezi 10-19,99 %, těsně pod úrovní toho, co se nazývá "vysoce obohacený uran", vhodný pro jaderné bomby. Mimo Rusko dnes neexistují žádné obohacovací společnosti, které by vyráběly HALEU, ale Rusko požaduje investice do rozvoje výroby HALEU. Allison Macfarlane, bývalá předsedkyně americké Nuclear Regulatory Commission, soudí v citovaném článku, že za podporou MMR stojí pouze ideologie a uvádí, že díky získaly tomu miliardy rizikového kapitálu a bezprecedentní mediální pozornost.
Použití HALEU bude mít rovněž za následek zvýšení požadavků na bezpečnost a záruky, které zvýší cenu. Studie Stanfordské univerzity předpokládá díky vysokému neutronovému toku 2-30krát vyšší radioaktivitu.
Práce z holandských univerzit se zabývá etickým otázkami jaderné energie z hlediska ohrožení klimatickou katastrofou a vidí jako i jiní autoři níže uvedené studie veliký problém v riziku proliferace jaderných zbraní. Holandská studie ale nesdílí realistický pohled na skutečný potenciál jaderné energie jako nástroje boje proti klimatické katastrofě.
MMS, zejména v případě předpokládaného širokého rozšíření s sebou také přinesou zvýšené proliferační riziko šíření jaderných zbraní a to především díky zvýšené produkci plutonia na jednotku vyrobené elektrické energie. Toto nebezpečí je pro náš svět protkaný násilím ve všech možných formách rostoucího rizika zcela nepřijatelné. S přihlédnutím k současným možnostech obnovitelných zdrojů energie a akumulace, i ze hlediska předpokládaného dalšího vývoje těchto možností, je orientace na MMR bezpečnostním, ekonomickým a sociálním rizikem.
Levné papírové reaktory
Historie se často opakuje. Po 2 světové válce měl na starosti Americké jaderné programy v námořnictvu admirál Hyman G. Ricover, který proslul svými výroky o papírových reaktorech. Tyto nové jaderné reaktory budou jednoduché, malé, levné, lehké, dají se velmi rychle postavit, jsou velmi flexibilní, vyžadují jen velmi malý vývoj, budou používat převážně "standardní" komponenty, jsou ve fázi studie, ale nyní se nestaví.
Zatímco praktický reaktor má následující charakteristiky: právě teď se buduje, jeho stavba je opožděná, vyžaduje nesmírné množství vývoje na zdánlivě triviálních věcech, problémem je zejména koroze, je velmi drahý, stavba trvá dlouho kvůli problémům s technickým vývojem, je velký, těžký a složitý.
Jiná řešení
Rychlý vývoj zdrojů obnovitelné elektřiny i akumulačních technik dává jaderným plánům jen malou šanci na úspěch. Mezi mnohými možnostmi z poslední doby lze uvést fotovoltaiku s kvantovými mikrotečkami, která může v budoucnu přeměnit jakýkoliv povrch na zdroj elektřiny či vodíku, který by vznikal na krystalech oxidu titaničitého po zachycení vodní páry v sirníku molybdeničitém. Kvantové mikrotečky s různou velikostí mohou být použity pro různé vlnové délky a jejich účinnost může být ve srovnání se současným Shockley–Queisser limitem pro jednu vrstvu až dvojnásobná.
Nová konstrukce vlnového generátoru pro moře umožňuje získat ze stejné plochy 5krát více energie ve srovnání s větrem a desetkrát více ve srovnání s fotovoltaikou. Náklady na výrobu jedné MWh se budou podle velikosti pohybovat v rozmezí 32–68 euro, tedy od 80 haléřů po 1,7 Kč za kWh. Prototyp zařízení s výškou 18,5 m již stojí v Portugalsku.
Perspektivní metoda akumulace vodíku do systému formiát/hydrogenkarbonát s hustotou energie 1,77 kWh/l má vysokou účinnost okolo 99,5 %. Letos má jít projekt do komerční verze.
Mohlo by vás zajímat:
Máme tu osvědčený zdroj levné a spolehlivé elektřiny a tepla. A to je klasický jaderný reaktor. Francie ukázala, že tak je možné zajistit dostatek elektřiny a jen tak mimochodem dosáhnout velmi nízkých emisí CO2 - to je ten plyn - padouch, kvůli kterému EU neváhá páchat ekonomickou sebevraždu.
Není chybou jaderných elektráren, že je EU už nedovede vyrábět, že se termíny prodlužují a že ceny rostou na násobky. To je vina systému prolezlého byrokracií a vším možným, protože tady máme příklady zemí, kde jsou schopni reaktor postavit za 5 let. I my jsme to kdysi dovedli.
Souhlasím, než hrátky se SMR bude klasika levnější.
Ale autor dobře tlumí nadšení ve stylu SMR do každého kraje, protože každý jaderný reaktor musí být dobře chráněn před teroristy.
Porovnávat ekonomické parametry neexistujících technologií je poněkud... odvážné...
Maně si vzpomínám na nadšení (i moje!) z počátku70. let nad americkými raketoplány - ta frekvence letů do kosmu!, ta láce vynesení materiálu!, ta bezpečnost!, ta obecná využitelnost!,... Hmmm...
Případ Francouzů je ukázkový. Naslibovali, že jejich reaktory budou stát 2 EUR/W a budou postaveny za pět let. Jejich vlastní neschopnost mohla za to, že obojí o HODNĚ překročili. A Arevu musel ekonomicky sanovat stát skrze EdF. Jejich reaktory jsou prakticky neprodejné.
A podobně tristní výsledky jaderné výstavby přicházeli a přicházejí z USA, Indie a i čínská výstavba dost pokulhává se smělými plány z minulosti. Ne, za to nemůže EU, za to může jen a jen technická a obchodní neschopnost jaderného průmyslu.
A pak tu máme Korejce, kteří staví skoro na čas a dle rozpočtu.
A i ti Američané budou stavět v Polsku i jinde.
Číňané že pokulhávají? Tam stavějí jeden reaktor za druhým a stihnou reaktor jen za cca 5 let.
Proč si lžete do kapsy?
Jako Westinghouse? Stejné trable jako s Arevou/EdF.
Číňanům dost pokulhává instalovaný výkon oproti plánům.
1) Westinghouse nic nestaví, dělá jen inženýring, stavět to budou jiné firmy. V Polsku Bechtel, v Bulharsku Hyundai.
2) Odkdy jste začal považovat plány za něco relevantního a budete se toho držet i nadále, nebo je to jen jednoúčelová argumentační otočka?
ad 1) Jo, už to sami vzdali, že?
ad 2) Jaderné plány nelze brát vážně nikde, v té Číně je to jen další ukázka proč. I když, je to tam asi ve srovnání s ostatními ta nejmenší ostuda.
Ad 1) Ne, nevzdali, tak to bylo vždycky.
Ad 2) "Jaderné plány nelze brát vážně nikde" a proto tu s nimi argumentujete...
Tento článok nie je o EÚ ale o celom svete. MMR má problémy všade. Ak by nemali tak by ich bolo na svete 1000. Nie x.
Samozřjmě, že problémy jsou. Je to nová technologie, zvláště, pokud jde o SMR 4.generace.
Ale jak už jsem psal, někdo vidí jen polovinu sklenice a jiný už polovinu.
Nebo slovy p. Vaněčka: "To nejdééé" a nebo, taky "to je příležitost".
Máte zásadní problém vnímat realitu.
Skladování vodíku den/noc je dobře vyřešeno pomocí baterií LiFePO4.
Skladování vodíku léto/zima pomocí popisované metody-chemické baterie formiát/hydrogenkarbonát se mi jeví velmi problematické použitím drahých katalyzátorů na bázi ruthenia a vysokých reakčních teplot 60-90°C.
Tento návrh autora na výrobu vodíku je skutečně bombózní :
„fotovoltaika s kvantovými mikrotečkami“
Bombózní v tom smyslu, že vyrábí směs kyslíku a vodíku a shromažďovat tuto směs ve větším množství by bylo nebezpečné. Že vodík jde oddělit molekulárním sítem je jasné, ale někde na FVE poli s tisíci panely si to nedovedu představit.
Nepravdivé tvrzení hned v první větě - vláda s firmou Rolls-Royce žádnou smlouvu neuzavřela. Zbytek článku se nese v podobném duchu, jak je u pana Smrže tradicí.
Někdy stačí se poinformovat o autorovi a vyústění jeho článku je předem jasné - "Milan Smrž je neúnavný propagátor obnovitelné energie. ...V roce 2000 založil českou sekci evropského sdružení EUROSOLAR a od té doby je jeho předsedou." (citace ze životopisu M.S.)
Já bych snad začal jedním "moudrem":
Když je sklenice z poloviny plná, pesimista vidí, že je tam už jen polovina a optimista, že je tam ještě polovina.
Problém OZE aktivistů je, že ohledně jádra, bez ohledu na výsledky, jsou vždy zarytí pesimisté a ohledně OZE bezbřezí optimisté typu: už příští rok budou zázračné akumulátory a elektrolyzéry (i kdyby měly popírat chemické a fyzikální zákony) a všechny OZE technologie budou stále zlevňovat (asi až do mínusu), zatímco ty jaderné budou krutě zdražovat. Stylem železo beton, aj pro OZE budou stále levnější, ale pro jádro dražší.
Podporujme všechny nízkoemisní zdroje stejně a pak podle výsledku zvolme racionálně ty nejlepší pro daný účel. Tak, aby dodávaly čistou energii, jak budeme potřebovat.
Konkrétně k článku citát: "Zatímco praktický reaktor má následující charakteristiky: ..... problémem je zejména koroze, je velmi drahý, .....je velký, těžký a složitý.
Když porovnám váhu, a velikost jaderného reaktoru s elektrickým výkonem 1 GW se sloupem, gondolou a lopatkami větrné turbíny o výkonu 10 MW, tak jen ten sloup je srovnatelně velký a těžký, jako ten reaktor, ale instalovaný výkon menší 100* a výroba z něho ještě daleko menší. Přitom s korozí problémy také. Ten sloup vydrží tak 20 let, reaktor nejméně 60.
1 tona ocele môže stáť rovnako, to máte pravdu. Ale zabudli ste uviesť, koľko ocele, hliníka, medi, betónu,pôdy, údržby je potrebné na 500 km vedenia z elektrárne do posledného domu. To je určite viac, ako je potrebné na kábel vedúci zo strechy. Navyše, tých 500 km vedenia je zodpovedných za tisíce porúch po každej vychrici. Riešením je VE ,PV a batérie v každej obci .
Jenže v zimě Vám ty FVE nevyrobí skoro nic, takže tu přenosovou soustavu musíte mít a udržovat stejně.
Navíc samozřejmě ty elektrárny. Pro nárazovou výrobu a přenos např. k akumulátorům a hlavně elektro lyzérům bude ta síť dokonce podstatně dražší.
"Riešením je VE ,PV a batérie v každej obci ", to opravdu řešení není. VE (vodní) opravdu nemůže být v každé obci a ani nemáme podmínky jako ve Švédsku, nebo Švýcarsku. PV (jestli to mají být FVE) by to snad mohly řešit masivním navýšením akumulátorů (při násobně vyšší ceně elektřiny) v létě za slunečného počasí, ale určitě ne přes zimu.
Dokonce ani VtE není možné mít všude (pokud nemají být jen předraženou "ozdobou". A jak se můžete přesvědčit ani kombinace VtE + FVE + současná míra akumulace nefunguje. Podívejte se na dunkelflaute v Německu, či Velké Británii.
K méně známému případu VB před cca týdnem si přečtěte zde: medium.seznam.cz/clanek/petr-dusek-velka-britanie-se-minuly-tyden-ocitla-na-pokraji-blackoutu
A abych nezapomněl: Na výrobu 1 MWh elektřiny v JE je potřeba násobně méně železa, hliníku, betonu, mědi. ap., než na výrobu stejného množství elektřiny v OZE.
Dokonce i bez akumulace, což jsou další potřebné materiály.
Když se díváme va vývoj energetiky celosvětově, tak nejdůležitější pro předvídání budoucnosti je dynamika rozvoje té které technologie výroby elektřiny.
Dám to sem ještě jednou:
pv-magazine.com/2025/01/13/the-fastest-energy-change-in-history-continues
Podívejte se na grafy růstu instalací elektráren a výroby elektřiny z různých způsobů výroby, v této dekádě.
Obrázky mluví za vše, jen si klikněte na odkaz.
Game over.
Fotovoltaika se rychle realizuje. Proto v zemích, kde je hlad po elektřině, rychle přibývají takové zdroje. V zemích s rozvinutou energetikou jako v EU ale fotovoltaika nahrazuje z politických důvodů jiné zdroje, což vede k vysokým cenám elektřiny. Pro EU je OZE ulička, která vede k úpadku.
V mnoha zemích začínají být nezvladatelné přebytky polední FV elektřiny - game over.
Dokud se nenalezne velmi levná akumulace v masivním měřítku alespoň na nižší desítky hodin spotřeby. A to v dohledné době nebude
Myslíte, že nebude do 50 let? Protože pokud ano, z jaderných reaktorů se stane bezedná studna na peníze.
Sezónní akumulace za rozumnou cenu, která by konkurovala jaderné elektrárně, téměř jistě nebude. O ceně elektřiny z jaderných elektráren totiž víme už teď jak je nízká. Samozřejmě máme realizace, které jsou zpackané a kde je cena vysoká, ale takovým realizacím se máme vyhýbat a ne si z nich dělat standard.
Myslím, že ani za 50 let jich nebude dost, zvláště pro překlenutí zimního období u FVE.
A rozhodně by pak z nich nebyla levná elektřina (levnější, než z jádra). Dokonce ani při velkém zlevnění akumulačních technologií.
To se spíše dočkáme prvních fungujících termonukleárních reaktorů.
Stejně nelze spoléhat na to, co možná bude. Ani na zázračnou akumulaci, ani na umělé slunce.
Ideální bylo začít stavět už před 10 lety a další reaktory už mít postavené, místo končícího uhlí. Tenkrát se také čekalo, že OZE to vyřeší a nevyřešily.
Každý soudný člověk věděl, že to OZE nevyřeší. Ceny emisních povolenek a elektřiny ale byly tak nízké, že se z konvenčních zdrojů vyplácelo jenom uhlí a amortizované jádro. Nové jádro je tak drahé, že nestačí ani současné ceny elektřiny a musí přijít státní podpora. Na překlenutí zimního období bude pořád k dispozici plyn. Ať už zemní nebo syntetický.
1) Současné ceny elektřiny stačí, nová jaderná elektrárna ale nebude prodávat za současné ceny elektřiny a jaké budou budoucí ceny elektřiny nikdo neví, proto ta "státní podpora".
2) Nový plyn je ještě dražší, takže taky "musí přijít státní podpora", jste nějak "zapomněl" dodat.
@Emil 22. leden 2025, 09:46
Takže souhlasíte s tím, že může nastat situace, že stát bude podporovat nejen výstavu, ale i výkup elektřiny na 40let?
Co se stane během následujících 50 let nikdo neví, takže vyloučit se z principu nedá prakticky nic. Jinými slovy, nastat může prakticky jakákoliv situace.
Teoreticky může provozní podpora JE nastat, ale daleko pravděpodobnější je, že cena elektřiny do budoucna poroste a naopak JE budou platit státu. Podobně, jako se to stalo nedávno formou daně z nadměrných zisků.
Za to u OZE společně s akumulací je téměř jistota, že je bude i v budoucnu nutno jak investičně tak provozně podporovat. Hlavně, až se do toho masivně zapojí zelený vodík.
Ledaže by elektřina razantně zdražila. Pak by nebyla potřeba podpora OZE (hlavně akumulace), ale v tom případě by peníze plynuly do rozpočtu i z nových reaktorů JE.
Z těch starších ostatně jdou (přes dividendy) do státního rozpočtu už nyní a ještě cca 60 let půjdou (Temelín). Z výroby energie jsou pro ČEZ JE ty nejziskovější.
@Bob 22. leden 2025, 10:22
Takže podle vás je pravděpodobné, že je vlastně státní podpora stavby JEDUII zbytečná, když si na sebe vydělá.
Stavebníci nechtějí u tak nákladné stavby jen pravděpodobnost, ale jistotu.
Ostatně, kdyby se stát i minoritní vlastníci ČEZu vzdali po dobu stavby reaktoru dividend (já vím, že je to nereálné), tak by se dala stavba průběžně financovat i bez úvěru (nebo téměř bez) a daleko levněji.
A tím pádem by hned od počátku mohl nový reaktor vyrábět velmi levně (podobně, jako naše starší reaktory) a tím pádem by ani nepotřeboval žádné CfD. To by pro něho naopak bylo nevýhodné.
Jojo Bobe, a kdyby rostly v zimě jahody, nemusela by pro ně Maruška za dvanácti měsíčky.
A kdyby FVE uměly vyrábět i v noci a v zimě dle našich potřeb, byly by to skoro ideální zdroje elektřiny.
Mimochodem čerstvá zpráva: Číňanům se podařilo udržet plazmu po dobu 1 066 s. Nový rekord.
O výši dividend rozhoduje valná hromada, takže se minoritních akcionářů na jejich názor nikdo ani nemusí ptát, rozhodnutí nevyplácet dividendy může udělat ministerstvo financí i bez jejich souhlasu.
To Emil 24. leden 2025, 14:23
Ale ministerstvo financí to ani nenavrhne, protože by jim pak chyběla značná část státního rozpočtu.
Tak pokud je někdo na výplatní listině rakouských protijaderných spolků (že pane Smrži?), tak občas musí něco vykázat jako boj proti jádru v ČR.
No v něčem má pravdu. Ony ty MJE nejsou v realitě odzkoušeny a tak to bude až za 20-30 let.
Nemyslím si, že to musí trvat 20-30 let. Když bude poptávka, bude to relativně rychle.
Mimochodem zajímavý projekt chystají na Slovensku. Uzavřený palivový cyklus s reaktorem(y) 4. generace se zpracováním jaderného odpadu ze svých lehkovodních reaktorů ve spolupráci s Francouzi.
Nevidím žádný reálný důvod, aby SMR byly levnější. Nároky na jadernou bezpečnost jsou stejné jako u velkých reaktorů a logika strojů říká, že čím větší stroj, tím je na měrnou jednotku levnější. A naopak. Proto taky prakticky neexistují kogenerace pod 10 kW. Už to prostě vychází tak měrně draze, že to nikdo nechce.
Levnější nejspíš ne, ale pro širší okruh zákazníků. Málokterá soukromá společnost je dost velká, aby si mohla dovolit postavit velký reaktor, ale malý ano. Proto se taky třeba v USA rozjíždí dost projektů SMR, je tam ze strany soukromých firem hlad po nízkoemisním baseloadu.
Uměl byste nám sdělit svou představu o instalovaném výkonu malého reaktoru? Já jen, že to je dost vágní pojem. Vlezou se do toho plány na reaktory o velikosti jednotek MW i půl GW od Rolls-Royce.
Reaktory o velikosti jednotek MW jsou mikroreaktory a ne malé modulární reaktory. Je celkem jedno kde je hranice co je ještě malý a co už velký (nebo střední) reaktor. Čím větší instalovaný výkon, tím nižší měrné náklady ale vyšší absolutní náklady a tím užší okruh zákazníků.
Jen pro informaci kdyby nekdo nevedel:
Autor je chemik, vynálezce a publicista a autor desítek původních sdělení, vědeckých článků a patentů. Působil jako asistent na Katedře energetiky VŠCHT Praha. Od roku 2000 je předsedou národní sekce a 2003 byl zvolen viceprezidentem evropské asociace EUROSOLAR pro obnovitelnou energii. Vedle toho se věnuje přímé ekologické výchově a projektové i fyzické realizaci energetických projektů v rámci oficiální české rozvojové spolupráce v Zambii. Vede sekci energetiky ve skupině udržitelných technologií.
Ja bych treba vic ocenil clanky od jadernych fyziku, energetiku a techniku...
Pravda tedy je, ze podobne pesimisticke clanky o necem (JE) co v Evrope bezne funguje a uz ted s prehledem plni pozadavky na emise sklenikovych plynu, a vychvalovani neceho (OZE) co nikde nefunguje jako hlavni zdroj energie a to ani v podminkach mnohem lepsich nez ma Evropa, zni lepe od chemika nez od koucky neverbalni komuniklace.
Ale i tak, nejen kvuli tvrzeni autora o obrovskem pokroku akumulace, kde se ve skutecnosti ani na urovni teoretickeho vyzkumu stale neblizime k technologiim potrebnym k zajisteni kapacit potrebnych k sezoni akumulaci prebytku elektriny, vyzniva clanek naprosto tendencne a spise ve stylu prani otcem myslenky.
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