Nový ruský jaderný ledoborec Arktika vyplul na svou první pracovní cestu. Plavidlo opustilo přístav Murmansk 14. listopadu a míří do Karského moře. Na lodní trase v Severním moři bude operovat do poloviny prosince.
„První pracovní plavba je speciální událostí pro lodní posádku a celý náš podnik,“ řekl Leonid Irlitsa, první zástupce generálního ředitele a ředitel přepravy v ruské společnosti Atomflot. Dodává, že první část cesty bude trvat tři týdny. „Nyní začíná Arktida aktivně zamrzat, takže máme příležitost ledoborec otestovat.“
<figure id="attachment_41607" class="wp-caption alignnone" style="width: 800px;"><img class="size-full wp-image-41607" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2017/08/17_Arctica.jpg" sizes="(max-width: 767px) 89vw, (max-width: 1000px) 54vw, (max-width: 1071px) 543px, 580px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2017/08/17_Arctica.jpg 800w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2017/08/17_Arctica-512x384.jpg 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2017/08/17_Arctica-768x576.jpg 768w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2017/08/17_Arctica-725x544.jpg 725w" alt="" width="800" height="600" /><figcaption class="wp-caption-text">Druhý ruský jaderný ledoborec Arktika (prvním byl ledoborec Lenin) dosáhl 17. srpna 1977 jako první hladinové plavidlo Severního pólu. Provozován byl do roku 2000; Zdroj: Atomflot</figcaption></figure>
Poté co ledoborec dokončí svoji cestu, vrátí se Arktika do přístavu Murmansk pro obnovu zásob a na konci prosince se vrátí na Severní mořskou (ledovou) cestu.
<h2>První ze tří „bratrů“</h2>
Arktika je první ze tří ledoborců třídy LK-60, které mají dvojitý trup s vnitřní šířkou 8,55 a 10,5 metrů, celkovou šířku lodi 34 metrů a délku 173 metrů. Výtlak lodí je 25 450 tun nebo 33 540 tun se zátěží a jsou schopny prorazit vrstvu ledu o tloušťce až 3 metry.
<figure id="attachment_89847" class="wp-caption alignnone" style="width: 730px;"><img class="size-full wp-image-89847" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Arktika.jpg" sizes="(max-width: 730px) 100vw, 730px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Arktika.jpg 730w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Arktika-512x288.jpg 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Arktika-725x407.jpg 725w" alt="" width="730" height="410" /><figcaption class="wp-caption-text">Jaderný ledoborec Arktika při své první cestě; Zdroj: Rosatom</figcaption></figure>
Každý ledoborec disponuje dvěma reaktory RITM-200, s tepelným výkonem jednoho reaktoru 175 MWt a elektrickým výkonem 60 MWe. Energie z reaktorů je převáděna na tři lodní šrouby, které umožňují ledoborci plout rychlostí až 41 km/h (2,8-3,7 km/h v třímetrové vrstvě ledu).
Stavba ledoborce Arktika vyšla přibližně na 37 miliard rublů (10,8 mld. korun) Další ledoborce z flotily LK-60 mají vstoupit do provozu v roce 2021 (Sibir) a 2022 (Ural).
Zdroj úvodní fotografie: Rosatom

Jaderné elektrárny

Ruský jaderný ledoborec Arktika vyráží na svou první misi

Využití 3D tisku v jaderné energetice není žádnou novinkou. Kromě tisku komponent je v národních laboratořích <a href="https://world-nuclear-news.org/Articles/ORNL-developing-3D-printed-nuclear-microreactor">Oak Ridge</a> ve vývoji také kompletní tištěná <a href="https://www.osel.cz/11177-novy-hit-jaderny-minireaktor-se-3d-tistenym-jadrem.html">aktivní zóna</a> plynem chlazeného reaktoru. Hlavní výhodou 3D tisku je rychlejší a snazší výroba prototypových zařízení. Framatome nyní plánuje tisk komponent jaderného paliva ze speciální slitiny.
Palivové elementy vyráběné společností Framatome pomocí technologie 3D tisku dokončily <a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/3D-printed-fuel-parts-complete-initial-irradiation?fbclid=IwAR1IHx71f7v8zZS9JtXeXBkyP9BViKa2dXY-EapkKVByr-9ViiAtOXIPzVw">první etapu ozařování</a> ve švýcarské jaderné elektrárně Gösgen. Tyto experimentální komponenty vyrobené ze speciální nerezavějící oceli a slitiny niklu byly ozařovány v tlakovodním reaktoru o výkonu 1010 MW elektrických. Jejich ozařování je naplánováno na pět kampaní elektrárny, přičemž první ozařování začalo již v roce 2019.
Společnost Framatome sdělila, že komponenty ozařované v elektrárně budou poté hodnoceny. Na základě výsledků hodnocení bude stanoveno jejich chování v reálných provozních podmínkách.
<figure id="attachment_89759" class="wp-caption aligncenter" style="width: 730px;"><img class="wp-image-89759 size-full" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/3D-printed-nuclear-reactor-core-ORNL.jpg" sizes="(max-width: 730px) 100vw, 730px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/3D-printed-nuclear-reactor-core-ORNL.jpg 730w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/3D-printed-nuclear-reactor-core-ORNL-512x288.jpg 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/3D-printed-nuclear-reactor-core-ORNL-725x408.jpg 725w" alt="Tištěné komponenty pro prototyp plynem chlazeného reaktoru v Oak Ridge" width="730" height="411" /><figcaption class="wp-caption-text">Tištěné komponenty pro prototyp plynem chlazeného reaktoru v Oak Ridge Zdroj: ORNL</figcaption></figure>
Projekt výroby palivových souborů byl zahájen v roce 2015 v laboratoři vyvíjející prototypové technologie v německém Erlangenu. Projekt se zaměřuje na vývoj výroby komponent palivových souborů pomocí 3D tisku. Komponenty jsou tištěny z nerezavějící oceli a slitiny niklu. Projekt spojuje experty pro vývoj paliva z USA, Francie a Německa.
Společnost Framatome sdělila, že projekt je také podporován Evropskou unií a programem amerického ministerstva energetiky. Společnost spoléhá na mezinárodní laboratoře a společnosti uznávané pro vědecký pokrok ve výrobě 3D tištěných komponent jaderného paliva.
<blockquote>„Velice nás zajímají inovace a příležitosti, které nabízí nová technologie výroby komponent jaderného paliva,“ sdělil <a href="https://www.framatome.com/EN/businessnews-2014/framatome-s-breakthrough-3dprinted-elements-complete-first-cycle-in-a-reactor.html">Gaëtan Girardin</a>, vedoucí oddělení jaderných technologií v jaderné elektrárně Gösgen.
„Neustále zkoumáme technologický pokrok, který zvyšuje efektivitu a výkonnost našich elektráren. Právě proto jsme se rozhodli jako první představit tyto experimentální komponenty v našich energetických reaktorech.“</blockquote>
Společnost Framatome plánuje spustit průmyslovou výrobu 3D tištěných komponent pro tlakovodní reaktory, varné reaktory a VVER reaktory. Tato technika je také pravidelně využívaná i pro jiné jaderné aplikace. Technologie 3D tisku se využívá pro rychlou výrobu prototypových komponent a výrobu testovacích komponent palivových souborů, či zařízení pro inspekci palivových souborů. 3D tisk je využíván i pro neenergetické aplikace, například při výrobě terčů pro výrobu lékařských izotopů.
Zdroj náhledového obrázku: Pixabay

Tištěné komponenty palivového souboru prošly počátečními radiačními testy

<a href="http://www.gdeb.com/news/news_archives/2020archives.html#11-05-2020">Americká armáda udělila společnosti General Dynamics Electric Boat smlouvu v hodnotě 9,5 miliardy dolarů </a>(cca 213,2 mld. korun) na konstrukci a testování prvních dvou jaderných ponorek třídy Columbia a na související konstrukční a inženýrskou podporu. Electric Boat, dceřiná společnost stoprocentně vlastněná leteckou, kosmickou a zbrojařskou firmou General Dynamics, je hlavním dodavatelem programu Columbia, který nahradí stárnoucí třídu balistických ponorek Ohio.
<a href="https://fas.org/sgp/crs/weapons/R41129.pdf">Americké ministerstvo obrany uvedlo</a>, že úprava smlouvy o vývoji integrovaných komponent a systémů podporuje zahájení výstavby hlavní lodi USS Columbia (SSBN 826) a předběžné zadání zakázky pokročilé konstrukce a koordinované nákupy materiálu pro následnou stavbu trupu druhé ponorky USS Wisconsin (SSBN 827) ve fiskálním roce 2024. Práce mají být dokončeny do dubna 2030.
<figure id="attachment_89634" class="wp-caption alignnone" style="width: 800px;"><img class="size-full wp-image-89634" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/018_sy_construction_6_10_2020sm.jpg" sizes="(max-width: 767px) 89vw, (max-width: 1000px) 54vw, (max-width: 1071px) 543px, 580px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/018_sy_construction_6_10_2020sm.jpg 800w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/018_sy_construction_6_10_2020sm-512x287.jpg 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/018_sy_construction_6_10_2020sm-768x431.jpg 768w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/018_sy_construction_6_10_2020sm-725x407.jpg 725w" alt="" width="800" height="449" /><figcaption class="wp-caption-text">Budoucí konstrukční hala pro sestavení ponorek třídy Columbia (GROTON, Conn.); Zdroj: GDEB</figcaption></figure>
Společnost Electric Boat zajistí 78 % konstrukce ponorek třídy Columbia. Firma nedávno přesunula program celé stavby do výrobního komplexu firmy v Quonset Point na Rhode Islandu. Stavba čtyř z celkově šesti „supermodulů“ bude prováděna právě v zařízení Quonset Point. Supermoduly budou poté přepraveny člunem do zařízení pro závěrečné testy a montáž ve městě Groton v Connecticutu, kde budou všechny části smontovány do kompletní ponorky v zařízení, které je momentálně ve výstavbě speciálně pro třídu ponorek Columbia.
<figure id="attachment_9891" class="wp-caption alignnone" style="width: 697px;"><img class="size-full wp-image-9891" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/10/reacdiag.gif" alt="" width="697" height="313" /><figcaption class="wp-caption-text">Schéma ponorkového reaktoru. Zdroj: nimr.org</figcaption></figure>
<h2>Největší americké ponorky v historii</h2>
S délkou 170 metrů a výtlakem téměř 21 000 tun, mají být ponorky Columbia největšími ponorkami postavenými na území USA. Ponorky budou vybaveny reaktorem určeným k provozu po celou délku své životnosti, s jednou kratší servisní odstávkou v polovině svého provozu. Výsledkem bude menší obranná jednotka 12 ponorek třídy Columbia, která ve srovnání se 14 ponorkami třídy Ohio dosáhne podobných cílů a ušetří více než 40 miliard dolarů na pořizovacích a provozních nákladech, uvedlo Americké námořnictvo.
<figure id="attachment_89635" class="wp-caption alignnone" style="width: 861px;"><img class="size-full wp-image-89635" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/CLB-First-Article-Quad-Pack-Completed-10-31-19.jpg" sizes="(max-width: 767px) 89vw, (max-width: 1000px) 54vw, (max-width: 1071px) 543px, 580px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/CLB-First-Article-Quad-Pack-Completed-10-31-19.jpg 861w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/CLB-First-Article-Quad-Pack-Completed-10-31-19-512x359.jpg 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/CLB-First-Article-Quad-Pack-Completed-10-31-19-768x539.jpg 768w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/CLB-First-Article-Quad-Pack-Completed-10-31-19-725x509.jpg 725w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/CLB-First-Article-Quad-Pack-Completed-10-31-19-800x561.jpg 800w" alt="" width="861" height="604" /><figcaption class="wp-caption-text">Prototyp torpédových otvorů pro ponorky Columbia; Zdroj: GDEB</figcaption></figure>
Zdroj úvodní fotografie (vizualizace ponorky Columbia): General Dynamics, Electric Boat

Výstavba největších amerických jaderných ponorek dostala zelenou

Po sedmi letech ve výstavbě byl britský „Mega Amp Spherical Tokamak (MAST) Upgrade“ poprvé spuštěn a dosáhl zapálení prvního plazmatu. <a href="https://ccfe.ukaea.uk/all-systems-go-for-uks-55m-fusion-energy-experiment/">Oznámil to britský Úřad pro atomovou energii (UKAEA)</a>. Zařízení, jehož výstavba vyšla na 55 milionů liber, má být dalším krokem k energetickému využití jaderné fúze.
Tokamak MAST Upgrade je novým tokamakem, který vznikl přestavbou předcházejícího tokamaku MAST, který byl v Culhamově Centru pro fúzní energii provozován mezi lety 1999 a 2013. Oproti svému předchůdci má MAST Upgrade mít lepší provozní vlastnosti – delší pulzy, vyšší topný výkon, silnější magnetické pole a také nový divertor „Super-X“.
Jaderná fúze může pro lidstvo být potenciálním zdrojem velkého množství bez uhlíkové energie, který je navíc bezpečný. K uvolnění energie dochází při fúzi vodíkových částic za extrémně vysokých teplot. Dosažení potřebných podmínek k umožnění fúzní reakce ale není jednoduché a reálné využití fúze pro výrobu energie je (a bude) několik desetiletí hudbou budoucnosti.
<h2>MAST Upgrade – předchůdce prototypní britské fúzní elektrárny</h2>
Podle UKAEA má být MAST Upgrade předchůdcem pro prototyp britské fúzní elektrárny, takzvaného projektu STEP (Spherical Tokamak for Energy Production), který by mohl být dokončen do roku 2040.
STEP, který UKAEA připravuje v rámci 220 milionového programu financovaného britskou vládou, má být založen na konceptu MAST Upgrade. Sférický tokamak by mohl být možnou cestou pro kompaktní fúzní elektrárnu. Úspěch MAST Upgrade tak může být dalším krokem na cestě k návrhu budoucích zařízení pro fúzní energii. MAST Upgrade má rovněž pomoci s přípravami ITERu – největšího vědeckého projektu na světě.
<h2>Jedním z cílů projektu je otestování nového divertoru</h2>
Jednou z největších výzev fúzního výzkumu je odvod nečistot a tepla z plazmatu. Pro minimalizaci poškození povrchu divertoru je zapotřebí, aby odváděné plazma bylo před kontaktem s ním dostatečně chladné.
Současné divertory nejsou konstruované tak, aby odolaly intenzivnímu energetickému zatížení, které by bylo vytvářeno ve velkých fúzních elektrárnách. Komponenty divertoru by tak bylo zapotřebí po několika letech vyměňovat, což by značně komplikovalo konkurenceschopnost fúzních zdrojů. Cílem je tak vyvinout divertor se zvládnutelným výkonovým zatížením.
Řešením tohoto problémům by mohl být právě nový „Super – X“ divertor, který má být na MAST Upgrade poprvé vyzkoušen. Tento systém je navržen tak, aby docházelo k odvodu plazmatu při dostatečně nízkých teplotách, kterým by jeho materiály odolaly.
<blockquote>„MAST Upgrade nás přiblíží k dosažení udržitelného a čistého fúzního zdroje. Tento experiment přinese nový směr a otestuje technologii, která nebyla dosud vyzkoušena. Zajišťuje, že Spojené království je první lize států pracujících na fúzi, a bude zásadní pro dosažení cíle UKAEA postavit fúzní elektrárnu STEP.“ – Professor Ian Chapman, výkonný ředitel UKAEA</blockquote>
Zdroj úvodního obrázku: <a href="https://ccfe.ukaea.uk/resources/#gallery">UK Atomic Energy Authority</a>

Pokrok v jaderné fúzi: Britský tokamak MAST Upgrade zdolal důležitý milník

Efektivní skladování elektřiny ve velkých objemech je stále velkou výzvou. Mezi hlavní průmyslové technologie patří v současné době přečerpávací elektrárny, kterým však pomalu začínají konkurovat bateriová úložiště. Existují však i jiné metody, založené například na kryogenních systémech. Podobný systém vyvíjí i chilská společnost.
Technologie skladovacích zařízení využívajících kryogenní systémy pracuje s kapalným vzduchem. V době, kdy je v elektrické síti přebytečná energie, je využívána ke <a href="https://www.powermag.com/the-power-interview-cryogenic-energy-storage-technology/">stlačení a zkapalnění vzduchu</a>. Při nedostatku energie v rozvodné síti je zkapalněný plyn ohříván a při expanzi pohání turbínu. Ta prostřednictvím připojeného generátoru vyrábí elektřinu.
<figure id="attachment_89057" class="wp-caption aligncenter" style="width: 850px;"><img class="wp-image-89057 size-full" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/Highview-Power-Worlds-first-liquid-air-energy-storage-plant-850x567.jpg" sizes="(max-width: 767px) 89vw, (max-width: 1000px) 54vw, (max-width: 1071px) 543px, 580px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/Highview-Power-Worlds-first-liquid-air-energy-storage-plant-850x567.jpg 850w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/Highview-Power-Worlds-first-liquid-air-energy-storage-plant-850x567-512x342.jpg 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/Highview-Power-Worlds-first-liquid-air-energy-storage-plant-850x567-768x512.jpg 768w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/Highview-Power-Worlds-first-liquid-air-energy-storage-plant-850x567-725x484.jpg 725w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/Highview-Power-Worlds-first-liquid-air-energy-storage-plant-850x567-800x534.jpg 800w" alt="renewableenergyworld.com" width="850" height="567" /><figcaption class="wp-caption-text">Skladovací zařízení s kryogenní technologií Zdroj: renewableenergyworld.com</figcaption></figure>
Efektivita takového cyklu nyní dosahuje přibližně <a href="https://www.engineering.com/ElectronicsDesign/ElectronicsDesignArticles/ArticleID/5780/Cryogenic-Energy-Storage.aspx">45 %</a>. Přečerpávací vodní elektrárny pracují s přibližně 75-85% účinností. I když je účinnost kryogenních systémů nižší, mají delší životnost a nejsou zatíženy problémy s nadměrným vybitím, či degradací baterií. Další výhodou je možnost větších výstupních výkonů, které mohou dosáhnout až <a href="https://www.powerengineeringint.com/smart-grid-td/energy-storage/highview-enlasa-to-develop-utility-scale-cryogenic-energy-storage-in-latin-america/">2000 MW</a>.
Společnost Highview Power, poskytovatel dlouhodobých skladovacích technologií elektřiny, oznámila společné záměry se společností Energía Latina S.A. (Enlasa). Společně plánují vývoj <a href="https://www.renewableenergyworld.com/2020/10/21/chilean-ipp-to-develop-giga-scale-cryogenic-energy-storage-projects/">velkoobjemového skladovacího zařízení</a> pracujícího s kryogenní technologií pro Chile i ostatní latinskoamerické trhy. Společnost Enlasa je největší poskytovatel záložních systémů energie v Chile.
Společný podnik, pojmenovaný Highview Enlasa, pomůže otevřít latinskoamerický trh s obnovitelnými zdroji a technologiemi dodávek elektřiny v základním zatížení, sdělila společnost prostřednictvím tiskové zprávy. Zástupci společnosti dodali, že propojení jejich technologie s obnovitelnými zdroji <a href="https://www.renewableenergyworld.com/2020/10/21/chilean-ipp-to-develop-giga-scale-cryogenic-energy-storage-projects/">může soupeřit s dodávkami elektřiny z tepelných elektráren</a>, jako jsou uhelné, plynové, či elektrárny na kapalná paliva, nebo z jaderných zdrojů.
<figure id="attachment_89059" class="wp-caption aligncenter" style="width: 800px;"><img class="wp-image-89059 size-full" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/HighviewPower-50MW-250MWh-CRYOBattery-002_00001.jpg" sizes="(max-width: 767px) 89vw, (max-width: 1000px) 54vw, (max-width: 1071px) 543px, 580px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/HighviewPower-50MW-250MWh-CRYOBattery-002_00001.jpg 800w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/HighviewPower-50MW-250MWh-CRYOBattery-002_00001-512x381.jpg 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/HighviewPower-50MW-250MWh-CRYOBattery-002_00001-768x572.jpg 768w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/HighviewPower-50MW-250MWh-CRYOBattery-002_00001-725x540.jpg 725w" alt="Vizualizace skladovacího zařízení s kryogenní technologií " width="800" height="596" /><figcaption class="wp-caption-text">Vizualizace skladovacího zařízení s kryogenní technologií Zdroj: powerengineeringint.com</figcaption></figure>
<blockquote>„Společně mohou naše dvě společnosti využít rostoucího zastoupení obnovitelných zdrojů v Chile i celé Latinské Americe. S pomocí kryogenní technologie mohou obnovitelné zdroje dodávat elektřinu v základním zatížení bez jakýchkoliv geografických omezení souvisejících s nasazením jiných technologií skladování elektřiny,“ sdělil <a href="https://www.renewableenergyworld.com/2020/10/21/chilean-ipp-to-develop-giga-scale-cryogenic-energy-storage-projects/">Javier Cavada</a>, generální ředitel a prezident společnosti Highview Power
&#8222;Kryogenní technologie je optimálním řešením při velkoobjemovém skladování energie po dlouhou dobu. Podobná skladovací zařízení jsou potřebná pro stabilitu elektrické rozvodné sítě v případě zapojení solárních a větrných elektráren,&#8220; uvedl <a href="https://www.renewableenergyworld.com/2020/10/21/chilean-ipp-to-develop-giga-scale-cryogenic-energy-storage-projects/">Rodrigo Sáez</a>, generální ředitel společnosti Enlasa.</blockquote>
Chile má jedno z <a href="https://www.renewableenergyworld.com/2020/10/21/chilean-ipp-to-develop-giga-scale-cryogenic-energy-storage-projects/">nejlepších oslunění na světě</a>. Nasazení obnovitelných zdrojů energie plně souhlasí se strategií její dekarbonizace.
Zdroj úvodního obrázku: Pixabay

Akumulace energie

V Chile vyvíjí velkoobjemové kryogenní zařízení pro akumulaci energie

Lety do hlubokého vesmíru jsou vizí mnoha inženýrů i společností. Hlavním problémem je však rychlost letu, která je limitována pohonným systémem a reakcí, kterou využívá. Jaderné raketové motory mohou zajistit vyšší cestovní rychlost a přiblížit tak éru vesmírných průzkumů.  
Jaderné technologie nemusí vždy sloužit pouze k výrobě elektřiny. Již v minulosti vznikaly koncepty <a href="http://aei.pitt.edu/91270/1/3493.pdf">vysokoteplotních reaktorů</a> pro dodávky procesního tepla, malé reaktory provozované pro <a href="https://www.ans.org/news/article-2010/nuclear-merchant-ships-five-fast-facts/">pohon lodí</a>, ponorek, či reaktory chlazené roztavenými solemi využívané pro <a href="https://www.businessinsider.com/aircraft-nuclear-propulsion-molten-salt-reactor-2016-12">pohon letadel</a>, či vesmírných lodí.
<h2>Historie jaderného pohonu v letectví a vesmíru</h2>
První koncepty jaderného leteckého pohonu byly vyvinuty ve Spojených státech v roce 1946. Jaderný pohon byl namontován na bombardér, který uletěl přes <a href="https://www.businessinsider.com/aircraft-nuclear-propulsion-molten-salt-reactor-2016-12">24000 km</a> bez nutnosti tankovat palivo.
Lehkovodní koncepce jaderných reaktorů, která na zemi vyrábí převážnou část jaderné energie, není vhodná pro potřeby leteckých motorů. V lehkovodních systémech je palivo využíváno neefektivně. Pouze malé množství paliva se při jeho provozu rozštěpí, navíc se v něm hromadí štěpné produkty, které absorbují další neutrony.
Z tohoto důvodu již vědec <a href="https://www.businessinsider.com/aircraft-nuclear-propulsion-molten-salt-reactor-2016-12">Weinberg</a> navrhl využívání reaktoru s kapalným palivem rozpuštěným v matrici z roztavených solí. Weinberg spolu s dalšími vědci v národních laboratořích Oak Ridge vyrobili malý reaktor pracující s roztavenými solemi, pojmenovaný <a href="https://www.businessinsider.com/aircraft-nuclear-propulsion-molten-salt-reactor-2016-12">Aircraft Reactor Experiment</a> (ARE).
<figure id="attachment_88990" class="wp-caption aligncenter" style="width: 799px;"><img class="aligncenter wp-image-88990 size-full" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/4040312450_33ef3b18b2_c.jpg" sizes="(max-width: 767px) 89vw, (max-width: 1000px) 54vw, (max-width: 1071px) 543px, 580px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/4040312450_33ef3b18b2_c.jpg 799w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/4040312450_33ef3b18b2_c-512x342.jpg 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/4040312450_33ef3b18b2_c-768x512.jpg 768w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/4040312450_33ef3b18b2_c-725x484.jpg 725w" alt="Fotografie projektu Aircraft Reactor Experiment" width="799" height="533" /><figcaption class="wp-caption-text">Fotografie projektu Aircraft Reactor Experiment Zdroj: flickr.com</figcaption></figure>
Jaderná technologie je uvažována také ve vesmírných aplikacích, ať už k výrobě elektřiny prostřednictvím <a href="https://www.ans.org/news/article-2104/why-nuclear-is-an-emerging-technology-for-the-space-economy/">termočlánků využívajících tepla z radioaktivního rozpadu</a>, či komplikovanějších reaktorových systémů, ale i jako pohon vesmírných plavidel.
Koncept jaderného pohonu přitom není nový. V roce <a href="https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/game_changing_development/Nuclear_Thermal_Propulsion_Deep_Space_Exploration">1961</a> vznikla první vize raketového motoru poháněného štěpnou řetězovou reakcí, projekt byl pojmenován <a href="https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/game_changing_development/Nuclear_Thermal_Propulsion_Deep_Space_Exploration">NERVA</a>. Nyní, po téměř 60 letech jsou podobné vize znovu zrozeny. Problematice jaderných pohonů se věnuje také společnost Ultra Safe Nuclear Technologies (USNC).
<h2>Nová koncepce vesmírného pohonu</h2>
<a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/USNC-Tech-develops-deep-space-propulsion-system">USNC-Tech</a> vyvinula návrh systému využitelného při letech do hlubokého vesmíru. Vývoj této technologie probíhá v rámci projektu výzkumu pohonných systémů využívajících jaderné technologie. Ten je financovaný Národním úřadem pro letectví a vesmír (NASA). Návrh využívá speciální variantu plně keramické kapsle paliva TRISO, vyvinuté pro využití v jaderných energetických reaktorech.
<figure id="attachment_88989" class="wp-caption aligncenter" style="width: 730px;"><img class="wp-image-88989 size-full" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/Nuclear-Thermal-Propulsion-Design-USNC-Tech.jpg" sizes="(max-width: 730px) 100vw, 730px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/Nuclear-Thermal-Propulsion-Design-USNC-Tech.jpg 730w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/Nuclear-Thermal-Propulsion-Design-USNC-Tech-512x288.jpg 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/Nuclear-Thermal-Propulsion-Design-USNC-Tech-725x408.jpg 725w" alt="Návrh vesmírného jaderného pohonu společnosti USNC-Tech" width="730" height="411" /><figcaption class="wp-caption-text">Návrh vesmírného jaderného pohonu společnosti USNC-Tech Zdroj: USNC</figcaption></figure>
Jaderná energie jako pohon pro vesmírné lety má oproti chemickým systémům mnoho výhod. Mezi hlavní patří vyšší efektivita a hustota výkonu, díky které jsou tyto systémy mnohem menší a lehčí. Výkonnější pohonný systém vede ke kratším cestám a nižší radiační expozici kosmonautů. Ti jsou během své cesty vystaveni kosmickému záření. Všechny výhody by mohly vyústit v mise na Mars s lidskou posádkou.
Společnost USNC-Tech informovala o pokroku v návrhu jaderného paliva a pasivní bezpečnosti díky využití plně keramického paliva ve formě <a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/USNC-Tech-develops-deep-space-propulsion-system">mikrokapslí</a>. Tento koncept  umožňuje vytvořit nový výkonný pohon pro vesmírné lety. Zvýšené bezpečnostní charakteristika paliva a flexibilní návrh je, jak sdělila společnost USNC-Tech, je „kritickým krokem kupředu v zajištění rozšíření systémů jaderného pohonu při misích do hlubokého vesmíru“.
<blockquote>„Klíčem návrhu společnosti USNC-Tech je vědomá kombinace pozemních a vesmírných technologií jaderných reaktorů. Tato příležitost nám umožní využít pokrok v jaderných technologiích a infrastruktuře pozemních systémů při jejich nasazení v letech do hlubokého vesmíru,“ sdělil generální ředitel společnosti USNC-Tech, <a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/USNC-Tech-develops-deep-space-propulsion-system">Paolo Venneri</a>.</blockquote>
<h2>Palivová koncepce TRISO</h2>
Nové palivo je založeno na zkušenostech s palivem TRISO, které bylo použito již před 50 lety. Uran v palivu TRISO je zachycen v matrici z karbidu křemíku. Nové palivo je bezpečnější v porovnání s klasickým TRISO palivem.
<figure id="attachment_88991" class="wp-caption aligncenter" style="width: 600px;"><img class="wp-image-88991 size-full" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/480358_article_photo_MKkqhjE0_600x.jpeg" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/480358_article_photo_MKkqhjE0_600x.jpeg 600w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/480358_article_photo_MKkqhjE0_600x-512x300.jpeg 512w" alt="" width="600" height="352" /><figcaption class="wp-caption-text">Palivové částice TRISO Zdroj: hp.ujf.cas.cz</figcaption></figure>
Nové palivo je koncipováno pro vyšší teploty a vyšší radiační poškození. Matrice založená na SiC, poskytuje <a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/USNC-Tech-develops-deep-space-propulsion-system">plynotěsnou</a> bariéru, bránící úniku plynných štěpných produktů. Kromě vyšší bezpečnosti a radiační stabilitě má palivo také vyšší tepelnou vodivost, která přispívá ke snížení střední teploty paliva.
Využití malého množství speciálního HALEU paliva vytváří z tohoto návrhu jaderného pohonu jedinečný koncept s vysokým tahem, který byl v minulosti dosažitelný pouze s vysoce obohaceným palivem. Výroba paliva <a href="https://www.energy.gov/ne/articles/what-high-assay-low-enriched-uranium-haleu">HALEU</a> navíc využívá existujících technologií a výrobních závodů pro paliva pozemních jaderných zařízení, čímž jsou omezena výrobní rizika.
<blockquote>„Přejeme si vést úsilí v dobývání hranic vesmíru, chceme, aby šel vývoj rychle, ale bezpečně kupředu. Náš motor maximalizuje využití již zavedené technologie, přičemž eliminuje poruchy předchozích vesmírných pohonů založených na jaderné technologii. Specifický impulz pohonu je dvakrát větší, než v případě chemických motorů,“ sdělil <a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/USNC-Tech-develops-deep-space-propulsion-system">Michael Eades</a>, hlavní inženýr ve společnosti USNC-Tech.</blockquote>
Společnost USNC-Tech je nezávislou dceřinou společností USNC od roku 2019.
Zdroj úvodního obrázku: NASA

Technologie

Jaderný pohon pro hluboké vesmírné lety na dosah

Výstavba solárních elektráren je oproti jiným zdrojům elektřiny relativně snadná. Obnovitelné zdroje jsou čím dál častěji nasazovány i v lokalitách, které jsou pro jiné zdroje nevhodné. Poprvé v historii vývoje solárních elektráren však bude tato technologie nasazena na národním území kmene Apačů Jicarillů. Informoval o tom vývojář projektu, společnost PNM. 
<a href="https://www.renewableenergyworld.com/2020/10/16/the-jicarilla-apache-nation-city-of-albuquerque-and-pnm-celebrate-groundbreaking-of-50-mw-solar-project/">15. září</a> se konala virtuální oslava při pokroku vývoje solární elektrárny. Účastníci slavnosti měli možnost zahlédnout solární pole s výkonem 50 MW umístěné na 2  kilometrech čtverečných v severním Novém Mexiku. Součástí elektrárny budou i <a href="https://www.nativebusinessmag.com/pnm-jicarilla-apache-nation-to-build-solar-source-for-new-mexico/">baterie s výkonem 20 MW</a>, aby tak dodávaly elektřinu i v době, kdy solární panely nebudou schopny zajistit požadovaný výkon.
<figure id="attachment_88927" class="wp-caption aligncenter" style="width: 640px;"><img class="wp-image-88927 size-full" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/mike-lewinski-4GN5RCv11CI-unsplash.jpg" sizes="(max-width: 640px) 100vw, 640px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/mike-lewinski-4GN5RCv11CI-unsplash.jpg 640w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/mike-lewinski-4GN5RCv11CI-unsplash-512x338.jpg 512w" alt="Území národa Apačů Jicarillů" width="640" height="423" /><figcaption class="wp-caption-text">Území národa Apačů Jicarillů Zdroj: renewableenergyworld.com</figcaption></figure>
Elektrárna, stavěná společností PNM, je<a href="https://www.renewableenergyworld.com/2020/10/16/the-jicarilla-apache-nation-city-of-albuquerque-and-pnm-celebrate-groundbreaking-of-50-mw-solar-project/"> prvním solárním projektem</a> umístěným na území Apačů Jicarillů a třetí největší solární elektrárnou umístěnou na území kmenů ve Spojených státech. Dokončení elektrárny se předpokládá v březnu 2021.
Projekt PNM Solar Direct umožní velkým odběratelům elektřiny odebírat elektřinu vyrobenou solárními panely. Na odběr elektřiny je mezi místními institucemi vytvořena smlouva zaručující <a href="https://www.nativebusinessmag.com/pnm-jicarilla-apache-nation-to-build-solar-source-for-new-mexico/">15letý výkup</a> elektřiny z tohoto zdroje. Během tohoto období se má celá elektrárna splatit, přičemž jsou započítány i opakované odměny národu Apačů Jicarillů.
Do projektu jsou zapojeni i město Albuquerque, společnost Walmart, několik městských okresů, ale i univerzita v Novém Mexiku a další. Náklady na výstavbu jsou přitom <a href="https://www.nativebusinessmag.com/pnm-jicarilla-apache-nation-to-build-solar-source-for-new-mexico/">poloviční</a>, než v případě výstavby lokálních solárních panelů na střechách domů.
<blockquote>„Naše cesta začala před mnoha lety předvídatelností a moudrostí kmenových vůdců uplatnit energetickou suverenitu a vytvořit vizi vývoje vlastní veřejné moci,“ sdělil prezident národa Apačů Jicarilla, <a href="https://www.renewableenergyworld.com/2020/10/16/the-jicarilla-apache-nation-city-of-albuquerque-and-pnm-celebrate-groundbreaking-of-50-mw-solar-project/">Edward Velarde</a>.
„Představa energetické budoucnosti založené na námi zvolených podmínkách nás vedla k vytvoření inovativního a jedinečného partnerství mezi společnostmi Hecate Energy, PNM, městem Albuquerque a jinými vládními a vzdělávacími institucemi.“
„Tato průlomová aktivita zdůrazňuje potenciál Nového Mexika při využívání solární energie. Tato oslava je vyvrcholením partnerství vytvořeného ve snaze o dosažení společného cíle,“ sdělil generální ředitel společnosti PNM, <a href="https://www.renewableenergyworld.com/2020/10/16/the-jicarilla-apache-nation-city-of-albuquerque-and-pnm-celebrate-groundbreaking-of-50-mw-solar-project/">Pat Vincent-Collawn</a>.
„Společnost PNM učinila krok kupředu ve svém snažení dodávat bezemisní energii. Chválíme všechny zúčastněné strany, a zejména národ Apačů Jicarilla pro jejich snažení vytvořit nové ekonomické příležitosti a posunout stát Nové Mexiko blíže k dodávkám čisté energie.“</blockquote>
Univerzita západního Nového Mexika oznámila, že jejich cílem je plné využívání elektřiny z obnovitelných zdrojů do roku 2024. Společně s PNM pak plánují <a href="https://www.nativebusinessmag.com/pnm-jicarilla-apache-nation-to-build-solar-source-for-new-mexico/">54%</a> zastoupení obnovitelných zdrojů v lokálním energetickém mixu do roku 2021.
Zdroj náhledového obrázku: Pixabay

Rychlé zprávy

Solární elektrárna bude vybudována i na území národa Apačů

Kalifornská energetická komise vybrala společnost Invinity Energy Systems pro vývoj dlouhodobých technologií skladování elektrické energie bez užití lithiových baterií. Britská firma nabízí řešení situace pomocí baterií založených na tekutém vanadu. Komise také vybrala společnost BoxPower, které zadala projekt na vývoj softwaru a hardwaru pro 15 satelitních rozvodných sítí v Kalifornii.  Informaci uvedl web Renewable Energy World.
Výroba elektřiny z obnovitelných zdrojů v Kalifornii v časech nízké spotřeby často <a href="https://www.latimes.com/business/la-fi-solar-batteries-renewable-energy-california-20190605-story.html">převyšuje poptávku</a>. Kalifornská energetická komise (CEC), kalifornská hlavní agentura pro energetické zákonodárství a plánování, hledá možnosti dlouhodobého skladování elektřiny.
<figure id="attachment_88533" class="wp-caption aligncenter" style="width: 840px;"><img class="wp-image-88533 size-full" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/stažený-soubor.jpg" sizes="(max-width: 767px) 89vw, (max-width: 1000px) 54vw, (max-width: 1071px) 543px, 580px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/stažený-soubor.jpg 840w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/stažený-soubor-512x288.jpg 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/stažený-soubor-768x432.jpg 768w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/stažený-soubor-725x408.jpg 725w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/stažený-soubor-800x450.jpg 800w" alt="Solární farma Beacon v Kalifornském Kern County vyrábí elektřinu pro Los Angeles" width="840" height="473" /><figcaption class="wp-caption-text">Solární farma Beacon v Kalifornském Kern County vyrábí elektřinu pro Los Angeles Zdroj: Los Angeles Times</figcaption></figure>
Skladovací systémy hrají významnou roli při stabilizaci energetické rozvodné sítě a plnění státních závazků dekarbonizace energetiky. Dle <a href="https://www.renewableenergyworld.com/2020/10/08/cec-taps-lnvinity-boxpower-to-bring-energy-solutions-to-california/">oficiálního sdělení</a> potřebuje Kalifornie dlouhodobá skladovací zařízení o výkonu přibližně 1 GW pro naplnění cílů dekarbonizace.
Kalifornské úřady aktivně hledají dlouhodobá řešení skladování energie. V letošním roce byl spuštěn nový <a href="https://www.renewableenergyworld.com/2020/10/08/cec-taps-lnvinity-boxpower-to-bring-energy-solutions-to-california/">program</a> ve výši 20 milionů dolarů (460 milionů Kč) na podporu vývoje těchto technologií.
CEC obdržela <a href="https://www.renewableenergyworld.com/2020/10/08/cec-taps-lnvinity-boxpower-to-bring-energy-solutions-to-california/">23 návrhů</a>, ze kterých vybrala 8 pro financování. Čtyři z těchto 8 projektů jsou založeny na bateriích společnosti Invinity. Projekty v Kalifornii se skládají ze skladovacích zařízení o kapacitě 7,8 MWh, přičemž baterie budou spárovány s obnovitelnými zdroji energie a mají sloužit například ke snižování špiček ve výrobě a poskytování záložního výkonu.
<blockquote>„Kalifornie je průkopníkem technologií obnovitelných zdrojů po desítky let. Jejich elektrická rozvodná síť nyní čelí velkým problémům s požáry a nestabilitami sítě,“ sdělil <a href="https://www.renewableenergyworld.com/2020/10/08/cec-taps-lnvinity-boxpower-to-bring-energy-solutions-to-california/">Matt Harper</a>, obchodní ředitel společnosti Invinity.
„Naše technologie vanadových baterií může pomoci řešit tyto problémy díky distribuci čisté obnovitelné energie a posilování stability rozvodné sítě,“ dodal Harper.</blockquote>
<h2>Vanadové redoxní průtočné baterie</h2>
Vanadové průtočné baterie jsou <a href="https://energypost.eu/can-vanadium-flow-batteries-beat-li-ion-for-utility-scale-storage/">nejnovější technologií</a> v oblasti skladování elektrické energie. Tyto baterie používají soli vanadu rozpuštěné v kyselině sírové jako elektrolyt uchovávající elektrickou energii. Hlavní výhodou této baterie je její chemická stálost.
Dle výrobců nebudou baterie podléhat degradaci po dobu až 20 let. Další výhodou těchto baterií je skutečnost, že vanad existuje ve 4 oxidačních stavech a umožnuje tak tvořit baterii s pouze jedním hlavním prvkem.
<figure id="attachment_88534" class="wp-caption aligncenter" style="width: 694px;"><img class="wp-image-88534 size-full" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/04_akumulace_-_vanadova_redoxni_prutocna_baterie7_-_schema_vanadove_prutocne_baterie_pro_kterou_jsou_v_elektrolyzeru_pripravovany_elektrolyty.png" sizes="(max-width: 694px) 100vw, 694px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/04_akumulace_-_vanadova_redoxni_prutocna_baterie7_-_schema_vanadove_prutocne_baterie_pro_kterou_jsou_v_elektrolyzeru_pripravovany_elektrolyty.png 694w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/04_akumulace_-_vanadova_redoxni_prutocna_baterie7_-_schema_vanadove_prutocne_baterie_pro_kterou_jsou_v_elektrolyzeru_pripravovany_elektrolyty-512x384.png 512w" alt="Technologie vanadové redoxní průtočné baterie" width="694" height="521" /><figcaption class="wp-caption-text">Technologie vanadové redoxní průtočné baterie Zdroj: obnovitelnedesetileti.cz</figcaption></figure>
Vzhledem k jejich přednostem se jejich nasazení předpokládá jak v přenosových soustavách, tak při pokroku v energetické soběstačnosti jednotlivých domů. Vývoj těchto technologií probíhá také v <a href="http://obnovitelnedesetileti.cz/chytra-energie-v-diplomce-vanadove-redoxni-prutocne-baterie">České republice</a> na Západočeské univerzitě.
Vanadové baterie jsou však velmi těžké oproti stávajícím lithiovým bateriím. Skýtají však velké množství <a href="https://energypost.eu/can-vanadium-flow-batteries-beat-li-ion-for-utility-scale-storage/">výhod</a> jako například jednoduchou škálovatelnost výkonu, či modularitu kapacity. Nejsou citlivé na nadměrné vybití, či velké vybíjecí proudy.
<figure id="attachment_88543" class="wp-caption aligncenter" style="width: 512px;"><img class="wp-image-88543 size-medium" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/word-image-6-512x218.png" sizes="(max-width: 512px) 100vw, 512px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/word-image-6-512x218.png 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/word-image-6.png 690w" alt="Porovnání životnosti standardních baterií a bateriích založených na tekutém vanadu" width="512" height="218" /><figcaption class="wp-caption-text">Porovnání životnosti standardních baterií a bateriích založených na tekutém vanadu Zdroj: energypost.eu</figcaption></figure>
Vanadové baterie společnosti Invinity jsou velké nedegradující baterie, které je možné nasadit v průmyslových aplikacích, jako je využití obnovitelných zdrojů, či elektrických vozidel. Skladovací zařízení bude schopno dodávat 8–10 hodin elektřinu v době, kdy obnovitelné zdroje nebudou schopny uspokojit poptávku. Plánovaná životnost takového zařízení je 20-30 let.
<h2>Satelitní rozvodné sítě pro posílení energetiky</h2>
Společnost <a href="https://www.renewableenergyworld.com/2020/10/08/cec-taps-lnvinity-boxpower-to-bring-energy-solutions-to-california/">BoxPower oznámila</a> získání grantu v hodnotě 1,2 milionů dolarů (27 milionů Kč) na vývoj 15 satelitních rozvodných sítí napříč Kalifornií. Projekt o délce 3 let bude zaměřen na redukci energetických nákladů a zvýšení odolnosti energetické sítě.
Zákazníci společnosti BoxPower v minulosti využívali modulární satelitní rozvodné sítě v případech přírodních katastrof, lékařských oblastech, zemědělství, či dálkových dodávek energie.
Pokročilá energetická řešení jsou potřebná i na druhé straně Atlantského oceánu. Britský premiér, <a href="https://www.renewableenergyworld.com/2020/10/08/cec-taps-lnvinity-boxpower-to-bring-energy-solutions-to-california/">Boris Johnson</a>, se nedávno zavázal k výstavbě větrných turbín na moři. Dle jeho slov má být do roku 2030 každá domácnost napájena větrnou energií. Jeho slova jsou reakcí na záporné výkupní ceny energií v průběhu roku 2020. Invinity společně s BoxPower mají vyvinout technologie pro posílení energetických rozvodných sítí.

Kalifornská energetická komise podporuje vývoj technologií pro skladování energie bez užití lithiových baterií

Nejznámějším projektem výstavby reaktoru pro termonukleární fúzi, která by se mohla stát zdrojem čisté energie pro budoucnost, je projekt ITER. Pro úspěšné dokončení těchto projektů jsou klíčová speciálně zaměřená výzkumná zařízení. Podobné laboratoře vzniknou nyní ve výzkumném parku v Rotherham ve Spojeném království.
Skupina Harworth <a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Construction-of-UK-fusion-research-facility-comple?fbclid=IwAR2kZg7c6OpYVFPVXS7TIMg2SZjGdDgIkoTP24_zlgS4A1GPb4FDtBJUJL4">oznámila</a> dokončení nového zařízení pro výzkum fúzních technologií ve výzkumném parku Rotherham v jižním Yorkshire. Zařízení patří britské jaderně energetické agentuře UKAEA.
Zařízení bude sloužit zejména pro vývoj a testování technologií spojených Spojené království bude zkoumat jadernou fúzi v novém výzkumném zařízení Spojené království bude zkoumat jadernou fúzi v novém výzkumném zařízení s materiály a komponentami pro fúzní reaktory. Infrastruktura o rozloze 2500 metrů čtvrtečních bude <a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Construction-of-UK-fusion-research-facility-comple?fbclid=IwAR2kZg7c6OpYVFPVXS7TIMg2SZjGdDgIkoTP24_zlgS4A1GPb4FDtBJUJL4">testovat</a> také nové slitiny či keramické kompozity. Předpokládá se, že k otevření zařízení dojde na konci tohoto roku.
<figure id="attachment_88433" class="wp-caption aligncenter" style="width: 730px;"><img class="wp-image-88433 size-full" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/Advanced-Manufacturing-Park-UKAEA-September-2020-Harworth.jpg" sizes="(max-width: 730px) 100vw, 730px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/Advanced-Manufacturing-Park-UKAEA-September-2020-Harworth.jpg 730w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/Advanced-Manufacturing-Park-UKAEA-September-2020-Harworth-512x288.jpg 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/Advanced-Manufacturing-Park-UKAEA-September-2020-Harworth-725x408.jpg 725w" alt="Zařízení pro studium nových technologií fúzních reaktorů" width="730" height="411" /><figcaption class="wp-caption-text">Zařízení pro studium nových technologií fúzních reaktorů Zdroj: Harworth</figcaption></figure>
Skupina Harworth, vyvíjející zařízení, sdělila, že dokončení bude stát přibližně 28 milionů dolarů (644 milionů Kč). Agentura UKAEA nyní připravuje vnitřní infrastrukturu pro pracovníky.
Zařízení je částečně financováno z vládní dohody o dodávkách pro jaderný sektor, která je zajišťována britskými ministerstvy obchodu, energetiky a průmyslových strategií. Dalších 2,6 milionů dolarů (60 milionů Kč) pro investiční náklady bude poskytnuto z místního fondu města a regionu Sheffield.
<h2>Testování fúzních technologií</h2>
Agentura UKAEA hodlá zařízení využívat pro vývoj a testování fúzních technologií. Technologie budou dále testovány a hodnoceny za podmínek předpokládaných <a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Construction-of-UK-fusion-research-facility-comple?fbclid=IwAR2kZg7c6OpYVFPVXS7TIMg2SZjGdDgIkoTP24_zlgS4A1GPb4FDtBJUJL4">uvnitř fúzních reaktorů</a>. Vývoj fúzních reaktorů přitom stojí právě na materiálovém výzkumu. Ve fúzním reaktoru se předpokládá vysoká hustota tepelného toku, prostředí s vakuem a silné magnetické pole, které drží rozžhavenou plazmu pohromadě.
Díky novému zařízení bude podpořena také spolupráce s výzkumnými organizacemi, konkrétně Univerzitou v Sheffieldu, prostřednictvím jejích pokročilých center výzkumu výrobních technologií a výroby jaderných technologií. Obě tato zařízení jsou rovněž součástí pokročilého výrobního parku v Rotherham. Spolupráce v rámci soukromých komerčních firem bude zajištěna institutem svařování.
Agentura UKAEA uvedla, že zařízení pomůže britským společnostem vyhrávat zakázky zaměřené na vývoj reaktoru <a href="https://www.iter.org/news/pressreleases">ITER</a>.
<blockquote>„Před námi jsou vzrušující časy. Zařízení pro studium fúzních technologií v Rotherhamu bude celosvětově jedinečné. Kromě poskytování špičkového výzkumu a vývoje také pomůže zajistit dodavatelský řetězec fúzní technologie ve Spojeném království,“ sdělil <a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Construction-of-UK-fusion-research-facility-comple?fbclid=IwAR2kZg7c6OpYVFPVXS7TIMg2SZjGdDgIkoTP24_zlgS4A1GPb4FDtBJUJL4">Damon Johnstone</a>, vedoucí pobočky UKAEA v Yorkshire na konci července při dokončení výstavby vnějších konstrukcí zařízení.</blockquote>
<h3>Termonukleární fúze a významné projekty</h3>
Stávající energetické jaderné reaktory pracují na principu štěpení těžkých jader na lehčí jádra. Při tomto procesu vzniká velké množství energie v podobě tepla, odletujících odštěpků a volných neutronů.
<figure id="attachment_88435" class="wp-caption aligncenter" style="width: 534px;"><img class="wp-image-88435 size-full" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/image019.png" sizes="(max-width: 534px) 100vw, 534px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/image019.png 534w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/image019-512x456.png 512w" alt="Graf vazebné energie na nukleon - vysvětlení fúze a štěpení" width="534" height="476" /><figcaption class="wp-caption-text">Graf vazebné energie na nukleon – vysvětlení fúze a štěpení Zdroj: fyzika.jreichl.com</figcaption></figure>
Slučováním jader deuteria, tritia a vodíku, či jejich kombinací vzniká mnohem <a href="https://spectrum.ieee.org/energy/nuclear/5-big-ideas-for-making-fusion-power-a-reality">větší množství energie</a> než při jaderném štěpení. Fúzní reaktory nabízejí i další výhody ve srovnání se štěpnými zařízeními. Použité palivo je pouze krátkodobě radioaktivní, generuje mnohem menší zbytkový výkon a navíc lze fúzní reakci odstavit mnohem snadněji.
Problematikou jaderné fúze je však její technická realizovatelnost. Provoz fúzních jaderných elektráren se očekává až za několik desetiletí. Prozatím nejpokročilejšími projekty jsou ITER, JET a DEMO.
<a href="https://www.world-nuclear.org/information-library/current-and-future-generation/nuclear-fusion-power.aspx">ITER</a> je klíčový mezinárodní projekt výstavby fúzního reaktoru na jihu Francie. Vývoj tohoto zařízení probíhá již od roku 1985, přičemž první návrh reaktoru byl projektován mezi léty 1988 a 1990. Hlavním cílem projektu je analyzovat využitelnost fúzní reakce pro výrobu energie. Výstavba samotného zařízení začala v lednu roku 2007. Nyní se první provoz předpokládá v roce 2035.
Projekt <a href="https://www.world-nuclear.org/information-library/current-and-future-generation/nuclear-fusion-power.aspx">JET</a> je zkratkou Joint European Torus. Jedná se o prozatím největší provozovaný tokamak využívající slučování deuteria a tritia. Jeho provozovatelem je agentura UKAEA, přičemž k prvnímu spuštění plazmy došlo v roce 1983. Zařízení JET bylo klíčovým pro výstavbu reaktoru ITER.
<figure id="attachment_88438" class="wp-caption aligncenter" style="width: 592px;"><img class="wp-image-88438 size-full" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/iterpromo.png" sizes="(max-width: 592px) 100vw, 592px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/iterpromo.png 592w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/10/iterpromo-512x266.png 512w" alt="Srovnání velikosti jednotlivých projektů" width="592" height="307" /><figcaption class="wp-caption-text">Srovnání velikosti jednotlivých fúzních projektů Zdroj: fusion4freedom.com</figcaption></figure>
Na projektu <a href="https://www.world-nuclear.org/information-library/current-and-future-generation/nuclear-fusion-power.aspx">DEMO</a> spolupracuje americké ministerstvo energetiky, Prinstonská laboratoř plazmatu v New Jersey a jihokorejský fúzní výzkumný institut. Oproti projektu JET je DEMO dalším krokem projektu ITER při vývoji komerčních fúzních elektráren.
DEMO by měl jako první fúzní reaktor dodávat elektrickou energii do rozvodné sítě. Předpokládá se, že by zařízení mělo dodávat 1 GW elektrického výkonu po dobu několika týdnů (předpoklady zařízení ITER jsou výkon 500 MW po dobu 500 sekund). První provoz zařízení DEMO se očekává mezi roky 2037 a 2050.
Úvodní fotografie: Vizualizace zařízení ITER Zdroj: iter.org

Spojené království bude zkoumat jadernou fúzi v novém výzkumném zařízení

Pracovní skupina pro integraci elektrických vozidel MOBI představila standard EVGI (Electric Vehicle Grid Integration), který je zaměřen na podporu zvyšujícího se využívání elektromobilů začleněním technologie blockchainu do decentralizovaného systému nabíjení. <a href="https://www.smart-energy.com/industry-sectors/new-technology/first-blockchain-based-ev-grid-integration-standard-released/?fbclid=IwAR35L4o_bJ7C3B3UW2B8sGyg2NtnHACoKZLcbKtrmWJXOBZLMdEzaI4wNGk">Podle MOBI</a> blockchainová technologie nabízí řadu výhod pro e-mobilitu, síť a trh s uhlíkovými kompenzacemi, a to jak při snižování nákladů, tak při vytváření nových příležitostí.
První specifikace technického návrhu pracuje s návrhy systémů a s datovými schématy pro tři hlavní oblasti použití: Vehicle to Grid Integration (V2G), Tokenized Carbon Credits (TCC) a Peer to Peer (P2P).
Ačkoli se koordinace mezi vozidly a sítí může zdát zcela odlišná od obchodování s elektřinou typu peer-to-peer, základní procesy těchto aplikací jsou podobné. Mají stejné potřeby pro základní síťové služby, jako je ověření totožnosti, povolení a výměna dat.
Blockchain poskytuje věrohodnou vrstvu, která doplňuje vzájemné obchodní zájmy mezi veřejnými službami, poskytovateli platebních služeb, vlastníky nemovitostí a řidiči elektromobilů. Blockchain navíc těmto stranám umožňuje vytvářet sdílenou účetní knihu dat, garanci správnosti dat a bezpečné tržiště, kde lze transakce usnadňovat bez zprostředkovatelů prostřednictvím automatických inteligentních smluv.
Standard podporuje součinnost systému tím, že nepředepisuje žádnou konkrétní aplikaci a platformu pro distribuované účetní knihy. Spíše zajišťuje, že všechny příslušné atributy dat a funkcionality pro použití jsou organizacím k dispozici při vytváření vlastních aplikací.
<blockquote>„Elektrická vozidla, nabíječky a výrobci elektřiny budou mít ověřenou totožnost, možnost komunikovat se standardním formátem zpráv a automaticky zaznamenávat transakce, jako je nabíjení, výroba a směna do distribuované účetní knihy,“ uvedl Tram Vo, COO a zakladatel společnosti MOBI.</blockquote>
MOBI je nezisková průmyslová aliance zaměřená na vývoj ověřených konceptů a standardů v blockchainu, distribuovaných účetních knihách a souvisejících technologiích pro odvětví mobility. Pracovní skupině EVGI předsedá Honda a GM a skládá se z významných členů jako Pacific Gas &amp; Electric, Accenture, IBM nebo Politecnico di Torino.
V současnosti probíhá několik pilotů, které pracují s využitím řízeného nabíjení elektromobilů jako zdrojem flexibility pro síť. <a href="https://oenergetice.cz/prenos-elektriny/elia-blockchain-2-roky-od-komercni-zivotaschopnosti">Využití blockchainu pro poskytování flexibility zkoumá mimo jiné i PPS Elia a TenneT.</a>