Rok 2020 - další zlom v zavádění reaktorů III. generace

V letošním roce se nástup reaktorů III. generace dále zrychluje. Spouští se hned dva ruské reaktory VVER1200. První v ruské Leningradské jaderné elektrárně a druhý v nové běloruské elektrárně Ostrovec. První blok APR1400 se rozbíhá v elektrárně Barakah ve Spojených arabských emirátech. V Číně uvedli do provozu blok ACPR1000 a do prvního reaktoru Hualong One v elektrárně Fu-čching se zaváží palivo. Provozované bloky III. generace mají stále lepší parametry, a i výstavba nových úspěšně pokračuje.

V současné době se začalo zavážet palivo do prvního bloku Hualong One (HPR1000). Jde už o sedmý typ reaktoru III. generace, který se dostal do provozu. Zkušenosti se sbírají už u šesti tlakovodních reaktorů a jednoho varného. Těmi tlakovodními jsou AP1000 firmy Westinghouse, francouzský reaktor EPR, ruský VVER1200, korejský APR1400, čínský ACPR1000 a nyní již i zmíněný reaktor Hualong One. Jediným typem varného reaktoru III. generace je japonský reaktor ABWR. Čtyři dokončené bloky jsou však v Japonsku od havárie ve Fukušimě I mimo provoz. Nejblíže k opětnému spuštění by měly být v elektrárně Kašiwazaki-Kariwa. V letošním roce zaznamenáváme další skok při přechodu k těmto reaktorům.

Čínské jaderné bloky ACPR1000 a HPR1000

Jako první byl v tomto roce uveden do provozu reaktor ACPR1000 v čínské elektrárně Tchien-wan (Tianwan), Jde o pátý blok této elektrárny a dokončen byl za pět let. Šestý blok stejného typu by měl být uveden do provozu v roce příštím, zase po pěti letech od zahájení výstavby. V provozu jsou dva tyto reaktory jako pátý a šestý blok v elektrárně Jang-ťiang (Yangjiang), které se dostaly do provozu v letech 2018 a 2019. I ty se budovaly zhruba pět let. Pátý blok tak absolvoval v roce 2019 svůj první celý rok provozu s ročním koeficientem využití výkonu 76,5 %. K uvedení do provozu se blíží další dva tyto reaktory, jako pátý a šestý v elektrárně Chung-jen-che (Hongyanhe). U nich by se měla štěpná řetězová reakce rozběhnout v letech 2021 a 2022. Zde došlo k jistému zpoždění, takže to bude po šesti letech od zahájení výstavby. Celkově tak už bude v provozu šest těchto předchůdců reaktoru Hualong One.

Jak bylo zmíněno, začalo se zavážet palivo do prvního reaktoru Hualong One v elektrárně Fu-čching (Fuqing). Blok Fu-čching 5 pak bude v provozu pět let po zahájení výstavby. V příštím roce začne pracovat blok stejného typu Fu-čching 6. V roce 2022 by měly být uvedeny do provozu dva reaktory tohoto typu jako třetí a čtvrtý blok elektrárny Fang-čcheng-kang (Fangchenggang). Zde došlo ke zpoždění, takže to bude po šesti a sedmi letech. Právě v těchto dnech pak byla zahájena betonáž druhého bloku tohoto typu v elektrárně Čang-čou (Zhangzhou), u prvního bloku tomu bylo před rokem. Stejně tak by se měl v nejbližší době začít betonovat druhý blok v elektrárně Taipingling. Zároveň byla výstavba těchto bloků schválena v elektrárně Čchang-tiang (ChangJiang). Zde jde o její třetí a čtvrtý blok. Stejně tak byla nyní schválena výstavba dvou těchto bloků v úplně nové jaderné elektrárně San´ao. Výstavba dvojice těchto reaktorů se ještě připravuje v elektrárně Fang-čcheng-kang (blok 5 a 6), Nindge (bloky 5 a 6) a Čang-čou (blok 3 a 4). V příštím a přespříštím roce by měly být dokončeny první dva tyto reaktory v zahraničí. Jde o Karáčí 2 a 3 v Pákistánu. Úspěšně probíhá také projednávání licence tohoto reaktoru pro Velkou Británii. Zde se plánuje jejich výstavba v elektrárně Bradwell B. Jak je vidět, dokáže Čína standardně budovat jaderné bloky III. generace od zahájení betonáže za pět let. Hualong One se stává její vlajkovou lodí a v příštích letech by se mělo dokončit přes deset reaktorů tohoto typu. A další budou následovat.

Jihokorejské rektory APR1400

Velkým úspěchem je uvedení do provozu prvního jihokorejského bloku APR1400 v zahraničí. V elektrárně Barakah ve Spojených arabských emirátech už začal před nedávnem dodávat do sítě elektřinu první blok. Dokončen je už druhý blok, třetí a čtvrtý blok už jsou dokončení blízko. Je třeba zmínit, že první blok už byl dobudován před více než rokem. Čekat se muselo na ukončení výcviku personálu a vytvoření potřebného hlavně personálního zázemí pro provozování jaderné energetiky v této zemi. Ta zde totiž začínala od nuly. Od začátku budování prvního bloku do jeho připojení do sítě tak uběhlo osm let. V samotné Jižní Koreji už běží dva reaktory tohoto typu jako bloky Sin Kori (Shin Kori) 3 a 4. První z nich měl v roce 2019 roční koeficient využití výkonu 88,2 %. Těsně před dokončením jsou dva bloky v elektrárně Sin Hanul (Shin Hanul). První z nich by se mohl rozběhnout na přelomu roku a druhý o rok později. Intenzivně se pracuje i na blocích Sin Kori 5 a 6. I u těch bloků v Jižní Koreji je doba od začátku výstavby do zahájení jejich provozu okolo osmi let. I v tomto případě je možné mluvit o úspěšném nástupu tohoto reaktoru. Jedinou jeho nevýhodou je, že se jihokorejské politické vedení rozhodlo další rozvoj jaderné energetiky v této zemi zastavit. Důsledkem tohoto rozhodnutí je, že žádné další bloky tohoto typu doma ani v zahraničí nejsou v přípravě. Podrobný popis korejské jaderné energetiky je v dřívějším článku.

Ruské reaktory VVER1200

V Rusku se v těchto dnech zprovozňuje druhý reaktor VVER1200 v druhé fázi Leningradské jaderné elektrárny. Jde tak už o čtvrtý blok tohoto typu v provozu. Jeden blok už funguje v této elektrárně a v prvním celém roce provozu měl roční koeficient využití 74 %. Díky jeho spuštění bylo možné odstavit první blok RBMK1000 v této elektrárně. Postupně se nahradí všechny čtyři bloky tohoto typu zde. Dva reaktory VVER1200 pracují v druhé fázi Novovoroněžské jaderné elektrárny. První z nich měl v letech 2017 až 2019 postupně roční koeficient využití výkonu 60,9 %, 79,4 % a 74,6 %. Budování těchto bloků trvalo mezi 8 až 10 roky. V pokročilém stavu budování jsou dva bloky v druhé fází elektrárny Kursk. Zde také nahradí bloky RBMK1000. Buduje se vyladěná varianta VVER1200-TOI, která by měla být pilířem rozvoje jaderné energetiky v Rusku i vývozu do zahraničí. V pokročilé fázi přípravy jsou třetí a čtvrtý blok Leningradské jaderné elektrárny a dva bloky v druhé fázi elektrárny Smolensk, kde jsou také v provozu bloky RBMK1000. Plánují se pak i náhrady za zbývající bloky RBMK v již zmíněných elektrárnách, které by se realizovaly postupně, jak bude končit životnost těchto reaktorů. V plánu jsou i další v úplně nových lokalitách, které by se stavěly podle potřeby.

V nejbližší době by se měl dostat do provozu první reaktor tohoto typu v jaderné elektrárně Ostrovec v Bělorusku. Bude to první zahraniční realizace tohoto bloku. Druhý v této elektrárně by se měl rozběhnout v roce příštím. Na jejich výstavbu bylo potřeba sedm let. Stejně jako na stavbě reaktorů v Kursku je vidět, že se daří využívat zkušenosti a dobu výstavby zkracovat. Zároveň lze připomenout, že Rosatom má zdaleka největší počet rozestavěných, připravovaných i plánovaných staveb v zahraničí. Ve velmi pokročilém stavu jsou projekty čtyř bloků v turecké elektrárně Akkuyu. V červnu tohoto roku začala betonáž druhého bloku. Příprava zahájení budování třetího je ve velmi pokročilém stádiu a pro čtvrtý blok je připraveno staveniště. První reaktor by se měl rozběhnout v roce 2023. Dva reaktory VVER1200 se budují i v elektrárně Rooppur v Bangladéši. První z nich by měl být dokončen v letech 2023 až 2024. U obou těchto elektráren probíhá průběžně i výroba potřebných komponent a jejich doprava na staveniště. Zdá se, že epidemie koronaviru tyto stavby významněji neovlivnila.

Ve finiši je i příprava staveniště čtyř bloků v egyptské elektrárně El Dabaa a povolení pro zahájení budování prvního bloku se čeká v roce 2021. Stejně je tomu i u dvou dvojic reaktorů, které se připravují v Číně. Jde o bloky Tchien-wan 7 a 8 a Sü-ta-pao (Xudabao) 3 a 4. Zahájení betonáže základů reaktorů by mělo proběhnout postupně v létech 2020 až 2022. Výstavba dvou bloků se připravuje i v Uzbekistánu u jezera Ajdarkul. Zde by budování reaktorů mohlo začít v roce 2022. Připomeňme, že dva bloky VVER1000 se budují v iránské elektrárně Bušehr a dva v indické elektrárně Kudankullam. I ty se svými vlastnostmi vyrovnají reaktorům III. generace.

Pro nás nejzajímavější je příprava výstavby reaktorů VVER1200 v Evropské unii. Projekt pro dva bloky v druhé fázi maďarské elektrárny Paks byl už nedávno podán k místnímu úřadu pro jadernou bezpečnost. Pokud bude vše v pořádku, měl by v roce 2021 dostat povolení a mohla by se začít jejich výstavba. Zatím pokračuje příprava staveniště a budování dodavatelských řetězců. I ve finské jaderné elektrárně Hanhikivi se nyní cílí s obdržením licence na stavbu u místního úřadu pro jadernou bezpečnost na rok 2021. Příprava staveniště a dodavatelských řetězců se dostává do takového stavu, že bude možné zahájit stavbu bloků ihned po obdržení licence. Tyto stavby ukáží, zda je Rosatom schopen realizovat stavbu nejen pod přísným dohledem Evropské unie u jejich hranic, ale dokáže postavit bloky i v jejich státech.

Rusko je stát, který buduje kontinuálně reaktory doma i v zahraničí a má vybudované řetězce dodavatelů i skupiny odborníků, kteří dokáží přenášet zkušenosti z jedné stavby na druhou. To umožní využít narůstající zkušenosti pro zefektivnění výstavby i provozu bloku VVER1200.

Reaktor AP1000 firmy Wesinghouse

Čtyři reaktory tohoto typu běží v čínských elektrárnách San-men (Sanmen) a Chaj-jang (Haiyang). Na vybudování jednotlivých těchto bloků bylo potřeba devět let. Kromě bloku San-men 2, kde se řešily technické problémy, měly v roce 2019 velice pěkný roční koeficient využití. San-men 1 měl 88,7 %, Chaj-jang 1 dosáhl 92,3 % a Chaj-jang 2 pak 97,4 %. Výstavba dvojice těchto bloků v americké elektrárně Vogtle pokračuje nyní plynule. Stavba prvního z nich je dokončena a začíná testování před jeho spouštěním. Do provozu by se mohl dostat v roce 2021. Po zrušení výstavby další dvojice v americké elektrárně VC Summer a nahrazení těchto bloků reaktory Hualong One v plánech Číny se reálně žádné bloky tohoto typu nechystají. Po dohodě, ke které došlo mezi vlastníky nedokončených reaktorů v elektrárně VC Summer se připravuje rozprodej komponent, které zde už byly připraveny. Je jistá šance, že by se tyto modely mohly realizovat v Polsku nebo Indii. Jak je to reálné, je však velmi otevřená otázka.

Reaktor EPR

Dva tyto reaktory běží v Číně v elektrárně Tchaj-šan (Taishan). První blok této elektrárny měl v roce 2019 koeficient ročního využití výkonu 82,2 %, což je velice dobrá hodnota. Oba bloky byly dokončeny za devět let. Daleko horší situace je s reaktory budovanými v Evropě. Na bloku Olkiluoto 3 se už pracuje patnáct let. Nedávno bylo jeho spuštění opět odloženo až na rok 2021. Jako důvod byla sice zmiňována opatření proti pandemii COVID-19, ale spíše jde o vliv enormního prodloužení stavby a nutnosti výměn zařízení a úprav, které z toho vyplynuly. Stejně tak se neúnosně prodloužila doba stavby bloku Flamanville 3, který se nerozběhne před rokem 2022. Osud tohoto typu reaktoru velmi silně závisí na tom, jak se získané zkušenosti projeví při stavbě bloků Hinkley Point C. Zatím se zdá, že stavba probíhá plynule. Dalším klíčovým faktorem bude, zda se podaří úspěšně rozjet s využitím předchozích zkušeností projekt Sizewell C se dvěma reaktory tohoto typu. Hlavní a kritickou otázkou však je, jaký bude přístup k jaderné energetice v samotné Francii a v jaké formě přistoupí k náhradě svých stárnoucích jaderných bloků.

Závěr

V letošním roce se spustí nejméně pět reaktorů III. generace. Hualong One (HPR1000) bude již sedmým typem reaktoru této generace. V provozu tak v příštím roce bude téměř dvacet bloků této generace a v následujících pár letech začne pracovat řada dalších. I to ukazuje, že se stávají klíčovou komponentou rozvoje jaderné energetiky. Koeficient ročního využití výkonu, který se pohybuje mezi 70 až 90 %, naznačuje prozatím jejich dobré vlastnosti. I když jde pochopitelně o první roky provozů prvních jednotek, u kterých se dá očekávat nutnost vychytat prototypové nedostatky.

Čína a Rusko ukazují schopnost budovat doma i v zahraničí tyto reaktory kontinuálně a efektivně. Rusko navíc dokázalo, že umí nahrazovat své starší bloky těmi novými a zajistit efektivní udržitelný rozvoj své jaderné energetiky. Oba tyto státy připravují projekty v Evropské unii, na kterých se ukáže, zda mají schopnost jejich realizace i zde. V Číně se standardně staví bloky za pět let, ruský Rosatom postupně dobu výstavby zkracuje. V jejich případech se pracuje na dostatečném počtu reaktorů, aby se získané zkušenosti daly využít k zefektivnění a zlevnění výstavby.

Hlavním problémem jaderné energetiky v Jižní Koreji i možnosti uplatnění reaktorů APR1400 v zahraničí je politický a ideologický postoj jejího politického vedení. Pokud se nepodaří včas změnit situaci, kdy se nepřipravuje žádná nová výstavba, bude mít tento model problémy. V podobné situaci je i blok AP1000 firmy Westinghouse. U bloku EPR je kritickou výzvou nalezení finančního modelu pro elektrárnu Sizewell C a využití předchozích zkušeností pro zlepšení kvality výstavby nových bloků ve Velké Británii. Klíčový je však vývoj postoje Francie k jaderné energetice.

Rozjezd spouštění reaktorů III. generace a jejich dobré vlastnosti pomáhají i tomu, že roste celková produkce elektřiny z jaderných zdrojů. V roce 2019 byla celková výroba 2657 TWh, to je jen o 4 TWh méně, než byla produkce v rekordním roce 2006. Podrobně je rozvoj jaderné energetiky v minulém roce popsán v článku z pravidelného cyklu. Kromě zmíněných reaktorů III. generace se v roce 2020 rozběhl v Indii domácí těžkovodní reaktor PHWR-700, který je jednou z komponent její cesty k využití zásob thoria. I to by mělo pomoci k zajištění cesty k nízkoemisní energetice. Čína i Rusko intenzivně rozvíjejí všechny součásti nízkoemisního mixu, tedy obnovitelné zdroje i jadernou energetiku. Jaderná energetika je v současnosti klíčovou komponentou nízkoemisního mixu v Evropské unii i Spojených státech. Ovšem jejich jaderné zdroje stárnou. To, jestli dokáží překonat ideologický pohled na odborná témata, který zde bohužel převažuje, bude klíčový faktorem pro rozvoj jejich nízkoemisní energetiky. Pro Českou republiku je vzhledem k jejím geografickým podmínkám využití jaderné energie nezbytností. Letošní rok je tak velmi dobrým příslibem toho, že budou jaderné bloky III, generace k dispozici a bude dostatek informací k výběru vhodného kandidáta pro výstavbu u nás.

Psáno pro servery Oenergetice a Osel.

Úvodní fotografie: První reaktor Hualong One, do kterého se začalo zavážet palivo je Fu-čching 5 (zdroj CNNC).