Když se dnes řekne jaderná elektrárna, každý si zcela oprávněně představí gigantický projekt, který vypadá jako pevnost a továrna v jednom. Představy některých propagátorů a tvůrců prvních jaderných provozů byly hodně odlišné. Řada z nich si představovala, že jaderné elektrárny budoucnosti budou jednoduché, malé a levné.
Že je skutečnosti jiná, není překvapivé, stává se to u řady technologií. V případě jaderných elektráren byly navíc pro stavbu dnešních „kolosů“ dobré důvody, od technologických po bezpečnostní. A tak dnes většinu komerčně provozovaných (a v ještě větší míře plánovaných) reaktorů světa představují velké tlakovodní reaktory podobné VVER z Temelína s výkonem kolem jednoho gigawattu (GW), samozřejmě plus mínus pár desítek procent.
Trend zvětšování reaktorů je samozřejmě racionální, zároveň významně přispívá k ekonomickým problémům jádra obecně. Investice do nových jaderných projektů jsou enormní a dlouhé, takže na běžných finančních trzích jsou velmi těžko „ufinancovatelné“.
Ovšem „snílci“ mezi jadernými inženýry se ještě nevzdávají a na různých místech světa se během posledních desetiletích stále čas od času objevují projekty na stavbu malých - a snad tedy levnějších - reaktorů.
Podle dnes uznávané klasifikace do ní spadají zařízení s elektrickým výkonem pod 300 megawattů (MW). Velkou část projektů ovšem tvoří zařízení ještě menší, s výkony pod 100 MW. Byť návrhy se v řadě technických parametrů liší, drtivá většina z nich má ještě jedno společné: dají se „skládat“ do větších elektráren, a proto se označují jako modulární.
Podobné designy by měly nejen pomoci vyřešit otázku investiční, ale také umožnit výrobcům využít všech výhod výroby v sériích; podle dnešních odhadů by výroba sérií v řádu stovek kusů mohla změnit ekonomiku jádra jako takového. To se týká především tzv. modulárních reaktorů, které by měly umožňovat skládání do větších energetických celků.
To je ovšem zatím hudba vzdálené budoucnosti; odborníci (např. Mezinárodní agentura pro atomovou energii v tomto PDF) dnes odhadují, že energie z malých reaktorů nebude levnější než z velkých, ba spíše naopak. Výhodou má být zatím spíše třeba možnost nasazení v odlehlých částech světa, kde jsou všechny dnešní formy energie drahé.
I proto dnes malý reaktor jednoduše na trhu koupit nelze (jak zjistili i přes počáteční optimismus v Jablonci a Liberci) a přes noc se to nezmění. Navrhování, schvalování a ověřování nových jaderných projektů je otázkou desetiletí a miliard korun. Na běžném trhu, tedy bez podpory státu, asi mohou takové projekty těžko vzniknout. Státní garance se jim však ve větší míře nikdy nedostalo, a rozhodně ne v západním světě, kde je nedůvěra k „jádru“ všeobecně vysoká a energie není naléhavý nedostatek.
V několika zemích světa běží více či méně nadějné programy, které doufají ve změnu situace. Mezi tradičními jadernými velmocemi, jako jsou Čína, Rusko či Spojené státy, si přitom snaží najít místo i země, které mají na pohled menší možnosti. Jednou z nich je i Kanada.
Země zaslíbená?
Kanada má zajímavou a úspěšnou tradici vlastních jaderných technologií, čímž máme na mysli především samozřejmě reaktor CANDU. Jeho pro laika nejnápadnější odlišností od běžných „temelínských“ (tj. tlakovodních reaktorů) je schopnost pracovat s neobohaceným uranem.
Vzhledem k ceně uranu to dnes představuje spíše bezpečností než finanční výhodu. Sehrála ovšem roli v rozhodování některých zákazníků (Pákistán, Indie), kteří tento provozně osvědčený systém koupili. Systém má i své značné nevýhody (využívá velmi drahou „těžkou vodu“ a má nižší účinnost), proto se dnes dále nevyvíjí. Přesto měl CANDU jistý exportní úspěch, a možná proto v zemi jeho původu vznikla iniciativa, která by chtěla Kanadu dostat na špici vývoje malých jaderných reaktorů nové generace.
Země by se podle některých ohlasů měla stát „inkubátorem“ této technologie nejen pro použití v domácích podmínkách, ale také v jiných státech světa (technologie licencovaná v Kanadě by mohla znamenat snazší cestu ke schválení třeba v USA či jinde v západním světě než například technologie z Číny či Ruska). Kanada tedy má svůj státní projekt „Cesty k malému kanadskému jadernému modulárnímu reaktoru“ (Canadian Small Modular Reactor Roadmap) a kanadské jaderné laboratoře (CNL) loni nabídly možnost vybudování pokusného jaderného reaktoru ve svých areálech.
Ozvalo se zhruba dvacet zájemců, z nichž zatím tři postoupili do druhého kola příprav: a první z nich pak na konci března podal oficiální žádost o udělení licence pro stavbu a provoz malého jaderného reaktoru v rámci programu. Reaktor nese název Micro Modular Reactor (tj. Modulární Mikro Reaktor), jeho autorem je americká společnost Ultra Safe Nuclear Corporation (Global First Power je její kanadské zastoupení) a vzniknou by měl v areálu laboratoří Chalk River.
Takto by mohl vypadat podle představ konstruktérů malý provoz využívající Micro-Modular Reactor a k němu připojenou malou turbínu.
Na poměry dnešních reaktorů je opravdu „mikro“. Má plánovaný tepelný výkon zhruba 15 MW a elektrický 5 MW (těm, kdo zapomněli, připomínáme, že jaderné reaktory vyrábí teplo, které se pak mění na elektrickou energii pomocí klasické turbíny). Reaktor by měl být v podstatě typu „postav a zapomeň“: měl by se tedy naplnit jednou při spuštění, a pak fungovat zhruba 20 let v podstatě bez nutnosti údržby a určitě bez výměny paliva. Má se tak obejít bez vnějších dodávek elektřiny či vody.
Palivo tvoří pelety s podílem obohaceného uranu zapuštěné v blocích ze sloučeniny křemíku a uhlíku (karbid křemíku, tedy CSi). Chlazení má obstarat netečné hélium, které má tu výhodu, že chemicky nereaguje s ostatními materiály v reaktoru. Plyn s výstupní teplotou zhruba 630°C předává teplo do dalšího okruhu s roztavenou solí; pak se z něj získává elektřina.
Samotný reaktor (tedy bez solného okruhu, turbíny atd.) by měl být natolik malý, aby se vešel do standardního přepravního kontejneru. Instalace a výměna by měly být o to jednodušší. A reaktory by mohly sloužit pro dodávky tepla a elektřiny v odlehlejších částech Kanady či jiných zemí.
Všeobecně se očekává, že žádost o stavbu podají ještě dvě další společnosti, které jsou zatím ve fázi hodnocení projektů. Konkrétně jde o firmy StarCore Nuclear a Terrestrial Energy. Společnost StarCore navrhla vysokoteplotní, plynem chlazený reaktor o výkonu 14 MW elektrických, zatímco Terrestrial Energy by chtěla postavit výrazně větší zařízení: reaktor s roztavenými solemi o výkonu 195 MW elektrických (více o firmě v rozhovoru s jejím spoluzakladatelem).
Možná se časem najdou i další, kanadský jaderný dozor CNSC provádí předběžné hodnocení návrhu dodavatele deseti malých modulárních reaktorů. Pro obor, který se ve vyspělém světě obecně potýkal spíše s obavami než podporou, by tedy Kanada mohla být vítanou oázou. Samozřejmě, úspěch je stále nejistý, ani jeden reaktor se ještě nezačal stavět a zatím nejsou přesné plány, kdy by měl být dokončen.
Asi nebude velkým překvapením, pokud kanadské projekty nakonec nepovedou ke komerčnímu úspěchu. Může se ukázat, že malé reaktory prostě žádné místo na trhu nenajdou - nebo uspěje některý „nekanadský“. Na světě lze dnes napočítat desítky návrhů a několik demonstračních malých reaktorů se již různým tempem staví.
Akademik Lomonosov připlouvá do Murmansku 17. května 2018
V Rusku by se měl na podzim letošního roku, podle nejnovějších informací v listopadu, spouštět tlakovodní reaktor KLT-40S na plovoucí elektrárně Akademik Lomonosov, který je odvozený od reaktoru pro jaderné ledoborce. Již roky se odkládá dokončení malého argentinského tlakovodního reaktoru CAREM. A po odkladech by se letos snad konečně mohlo začít pracovat na prvním exempláři čínského reaktoru HTR-PM, který je chlazen plynem. Čína by také příští rok mohla zahájit stavbu malého reaktoru ACP100, což je malý tlakovodní reaktor.
