Stav jaderného průmyslu v roce 2015: 1.část

Důležitá fakta a čísla z oblasti jaderné energetiky pro rok 2015. V článku je uvedeno, jak se změnil počet provozovaných reaktorů, kolik je jich ve výstavbě a kolik trvale odstaveno oproti předchozímu roku. Popisuje problémy s výstavbou reaktorů generace III+ (včetně EPR, AP-1000 a AES-2006). Hodnotí také v jakém stádiu je vývoj pokročilých jaderných reaktorů.

Jaderná energetika a reaktory

V roce 2014, stejně jako v roce 2013, bylo spuštěno 5 nových reaktorů (3 v Číně, jeden v Argentině a jeden v Rusku) a jeden byl odstaven (Vermont Yankee v USA). V první polovině roku 2015 byly spuštěny 4 reaktory na území Číny a jeden v Jižní Koreji, přičemž dva reaktory byly odstaveny (Doel 1 v Belgii a Grafenrheinfeld v Německu).

Data z provozu a výstavby

Provozované reaktory

Na světě je momentálně 30 zemí, které provozují jaderné elektrárny. To je o jednu zemi méně než v minulém roce. Celkový počet 391 jaderných reaktorů (o 3 více než v roce 2014) disponuje součtovým instalovaným výkonem 337 GW (o 5 GW více než předchozí rok). Dosud žádný ze 40 japonských jaderných bloků není v provozu a lze je považovat za dlouhodobě odstavené (LTO). Kromě japonských bloků, i švédský reaktor Oskarshamn-2 splnil kritérium pro hodnocení jako LTO a jeho majoritní vlastník nejspíš přistoupí k jeho předčasnému uzavření.

Oproti minulému roku dva reaktory z kategorie LTO vypadly. Jedná se o jihokorejský blok Wolskong-1, který byl v červnu 2015 znovu spuštěn a indický reaktor Rajasthan-1, který byl vyřazen z provozu. Deset reaktorů v oblasti Fukušima Daiichi a Daini jsou považovány za trvale uzavřené a nepředpokládá se jejich opětovné spuštění. Na počátku července 2015 se objevily zprávy, že by v průběhu tohoto roku mohly být znovu spuštěny až dva japonské jaderné bloky (Senday-1 a 2) v prefektuře Kyushu.

Za dlouhodobě odstavené bloky (Long-Term Outage) se zde považuje elektrárenský blok, který v minulém roce a do poloviny tohoto roku nedodal žádnou elektrickou energii.

Jaderný průmysl se potýká s dlouhodobým útlumem. V současnosti provozovaných 391 reaktorů (LTO do tohoto čísla nejsou počítány) je o 47 méně, než v roce 2002, kdy jejich počet dosáhl maxima 438 provozovaných reaktorů. Celkový instalovaný výkon byl nejvyšší v roce 2010 (368 GW), kdy byl o 8 % vyšší než nyní. To odpovídá stavu přibližně před 20 lety. Celkové množství vyrobené elektrické energie v jaderných elektrárnách v roce 2014 dosáhlo 2 410 TWh. Jedná se o 2,2% nárůst oproti roku 2013, avšak o 9,4% pokles v porovnání s maximem v roce 2006.

Podíl v energetickém mixu

Celkový podíl na celosvětové energetické výrobě zůstává již 3 roky téměř stejný. Jaderné elektrárny v celkovém koláči zabíraly v roce 2014 přibližně 10,8 %. Nejvyššího podílu dosáhly jaderné bloky v roce 1996, kdy vyprodukovaly 17,6 % veškeré vyrobené elektrické energie.

Stejně jako v předchozích letech se nemění tzv. „Velká pětka“ jaderně-energetických velmocí. V následujícím pořadí: USA, Francie, Rusko, Jižní Korea a Čína, vyrábí 69 % celosvětové produkce elektřiny z jaderných elektráren. Přitom jen USA a Francie mají na svědomí rovnou polovinu.

Stáří reaktorů

Současné průměrné stáří provozovaných reaktorů je v polovině roku 2015 cca 28,8 let, přičemž 199 bloků je provozováno více než 30 let a 54 z nich je dokonce starších než 40 let. Jedna třetina (33) všech provozovaných jaderných energetických reaktorů v USA je v provozu déle než 40 let.

Prodloužení životnosti

Provoz stávajících reaktorů nad jejich původně plánovanou dobu se v každé zemi liší. Například v USA tři čtvrtiny bloků již získaly licenci na prodloužení provozu až na dobu 60 let. Ve Francii je obvyklé pouze 10-ti leté prodloužení životnosti (na 40 let). Navíc je prodlužování provozu francouzských stávajících bloků v konfliktu se záměrem vlády snížit podíl jaderných elektráren v energetickém mixu ze stávajících cca 75 % na 50 % do roku 2025. V Belgii bylo desetileté prodloužení schváleno parlamentem pro 3 reaktory, ale zatím nebylo uděleno povolení od státního jaderného dozoru.

Pokud by všechny v současnosti provozované reaktory ukončily po 40 letech svůj provoz, v roce 2020 by byl počet provozovaných bloků o 19 nižší než v roce 2014, přitom by ale instalovaný výkon narostl o 1,5 GW. V následujícím desetiletí by už muselo být nahrazeno 188 jednotek (178 GW). V případě že by všechna plánovaná prodloužení provozu byla schválena a splněna, v roce 2020 by počet provozovaných reaktorů byl vyšší o 4 a součtový instalovaný výkon by vzrostl o 21 GW. Do roku 2030 by potom bylo potřeba nahradit 154 GW, tedy 169 reaktorových bloků.

Výstavba

Stejně jako v předchozích letech i nyní pokračuje stavba jaderných elektráren v dohromady 14 zemích. K červenci 2015 je ve výstavbě 62 reaktorů, což je o 5 méně než v roce 2014. Celková kapacita těchto bloků ve výstavbě činí 59 GW. Téměř 40 % těchto projektů se nachází v Číně.

• Průměrná doba výstavby těchto 62 rozestavěných reaktorů v současnosti činí 7,6 let.
• V 10 ze 14 zemí zaznamenaly všechny reaktory ve výstavbě zpoždění, většinou delší než rok. Téměř tři čtvrtiny (47) všech bloků ve výstavbě je opožděno. Ostatních 15 bloků, přičemž 9 je v Číně, začalo výstavbu v uplynulých třech letech nebo zatím nedosáhlo projektovaného data zahájení výstavby, proto o nich stěží rozhodnout, zda momentálně vše běží dle rozvrhu.
• Pět reaktorů je ve výstavbě již více než 30 let. Rekord v délce výstavby drží americký Watts Bar-2 v Tennessee (stavba započala v prosinci 1972). Více než 30 let se staví dále dva ruské bloky BN-800 v oblasti Rostov a slovenské Mochovce 3 a 4. Třicetiletou hranici atakují i dva ukrajinské jaderné bloky Khmelnitski 3 a 4, které se staví již 29 a 28 let.
• Dva indické bloky, Kudankulam-2 a prototyp rychlého množivého reaktoru (PFBR) jsou ve výstavbě 13 a 11 let. Třetí blok finské elektrárny Olkiluoto 3 oslaví v srpnu 2015 své 10. výročí započetí stavby a její vlastník již přestal oznamovat data jejího plánovaného spuštění.

Počátky výstavby a jejich problémy

V roce 2014 byla zahájena výstavba tří nových reaktorů. Jeden v Argentině, jeden v Bělorusku a jeden ve Spojených arabských emirátech. Čína zahájila výstavbu dvou nových jaderných bloků v první polovině roku 2015. Jedná se o jediné dva bloky, které se tento rok začaly stavět. Pro porovnání, nejvyšší nárůst nově budovaných reaktorů byl v roce 1976. V tento rok se začalo stavět 44 nových bloků.

Rušení staveb

Mezi lety 1977 a 2015 bylo celkem 92 plánovaných výstaveb bloků zrušeno či pozastaveno (každý osmý) v celkem 18 zemích při různých fázích výstavby.

Zpoždění pro jaderné nováčky

Pouze dvě země v současnosti budují svůj první jaderný energetický reaktor (Bělorusko a Spojené arabské emiráty). V uplynulém roce došlo ke zpoždění při výstavbě bloků v dalších zemích, kde budují svůj první reaktor, včetně Bangladéše, Egypta, Jordánska, Polska, Saudské Arábie, Turecka a Vietnamu.

Opoždění 3. generace

Přesně 29 let po černobylské havárii nevstoupil do provozu žádný z reaktorů generace III+. Projekty Francie a Finska jsou mnoho let po termínu předpokládaného spuštění. Z celkově 18 bloků generace III+ (8x Westinghouse AP1000, 6x Rosatom AES-2006, 4x AREVA EPR), je 16 opožděno o 2 až 9 let. Především jde o několik základních příčin: projektové problémy, nedostatek kvalifikovaných pracovníků, problémy v kontrolách kvality, problémy s dodavateli, špatné plánování (projektové či dodavatelské) a nedostatek financí. Modulární filozofii výstavby se zatím nepodařilo naplnit a vážné defekty objevené v některých francouzských tlakových nádobách by mohly celý projekt EPR potopit.

Stav vývoje pokročilých jaderných reaktorů

Koncept malých modulárních reaktorů (SMR) je zde již několik desetiletí. Existuje více než tucet návrhů SMR. V USA, kde je projekt od devadesátých let financován, neobdržela komise pro regulaci jaderné energetiky (NRC) žádnou žádost aplikaci některého z návrhů. V Rusku je vyvíjen projekt plovoucí jaderné elektrárny, který byl licencován roku 2002. Výstavba dvou reaktorů začala v roce 2007, ale od té doby nebyl žádný z nich dokončen, částečně z finančních důvodů. V Jižní Koreji se projekt SMR nazývá „System-Integrated Modular Advenced Reactor“ tedy SMART a je vyvíjen již 20 let. Tento design byl národním regulátorem schválen roku 2012, od té doby však nebyla prodána jediná jednotka.

V Číně je ve výstavbě jeden vysokoteplotní, plynem chlazený SMR. Jihoafrický Pebble byl po dlouho dobu nejpokročilejším projektem SMR. V roce 2010 byl však opuštěn, protože nezaujal žádného soukromého investora či zákazníka. Tento projekt stál veřejný rozpočet 1 miliardu dolarů a nikdy nebyl dokončen. Indie vyvíjí pokročilý těžkovodní reaktor AHWR od devadesátých let, ale žádný není dosud ve výstavbě.

V únoru 2014 začala Argentina s výstavbou malé tlakovodní jednotky s názvem CAREM, dle svého vlastního designu vyvíjeného od osmdesátých let. Podle některých informací vyjde 1 kW instalovaného výkonu takovéto elektrárny na rekordních 17 000 dolarů.

Přes rozsáhlou podporu americké vlády stojí projekt SMR v pozadí, neboť počáteční náklady na vývoj jsou vyšší než pokračování ve vývoji stávajících velkých reaktorů, které již teď čelí silné konkurenci v podobě obnovitelných zdrojů.