Korejská společnost Samsung Heavy Industries se rozhodla zapojit do vývoje plovoucí jaderné elektrárny. Má se podílet na výrobě malého jaderného reaktoru chlazeného roztavenými solemi, který by byl umístěn na palubě speciální bárky.
Korejský gigant spojil své síly s malou dánskou firmou Seaborg. Ta chce vyvinout (zatím ho nemá) modulární reaktor chlazený roztavenými solemi (MSR) o výkonu 200 až 800 MWe.
Reaktory tohoto typu se vyvíjejí a zkouší desetiletí, v energetické praxi se však nepoužívají. Palivo při provozu v reaktoru rozpuštěné přímo v roztavené solí, které zároveň fungují i jako chladivo. Při případné nehodě by tedy palivo mělo ztuhnout a neunikat do okolí. Samozřejmě, pokud se reaktor znovu neohřeje, zůstane „zalepený“ radioaktivní směsí.
Ovšem reaktory s roztavenými solemi by měly mít také řadu výhod. Jednou je například snadnější regulace výkonu v porovnání s klasickými jadernými elektrárnami s palivem v klasické podobě palivových tyčí. Tyto reaktory by měly být také bezpečnější a měly by mít nízký provozní tlak, takže nehrozí rychlý únik materiálu z jaderného okruhu a jeho výroba by mohla být do určité míry technologicky méně náročná.
Kromě toho je výstupní teplota reaktoru dostatečně vysoká, aby jej bylo možné zapojit do procesu výroby vodíku, syntetických paliv a hnojiv.
Dánská firma Seaborg vznikla v roce 2014. Jako v podstatě každý jiný jaderný start-up má velké a nerealistické plány: uvedla, že počítá s komerčním prototypem elektrárny již v roce 2024, komerční výroba plavidel by pak měla začít v roce 2026. Už dnes je samozřejmě jasné, že takový harmonogram je zcela nereálný.
Samsung na vývoji reaktorů typu MSR nepracuje pouze s dánským start-upem. Má podepsanou dohodu o spolupráci i s ústavem korejským ústavem KAERI (Korea Atomic Energy Research Institute). V tomto případě se má ovšem jednat spíše o jaderný systém i pro pohon plavidla.
Cíle takového řešení je snadno pochopitelný: jde o to vyvinout způsoby lodní dopravy založené na bezemisním pohonu. Vzhledem k obecnému přístupu k jaderným technologií je ovšem otázkou, zda právě nukleární pohon se může opravdu široce rozšířit.
Ovšem koncepce plovoucích jaderných elektráren má nepochybně své zastánce a půvab jako zdroj energie pro odlehlé a těžko dostupné lokality. Jediným reálným příkladem je dnes však ruská „plovoucí elektrárna“ Akademik Lomonosov.
První reaktor tohoto druhu funguje od roku 2020, vzhledem k současnému vývoji hospodářské situace v zemi je ovšem otázkou, co s ním bude dále. A také zda náskok, který má proti Samsungu a dalším konkurentům bude k něčemu platný.
Atom na vodě
Rusko by mělo být zemí, která na změně klimatu může mnohé získat. Na dálném severu oteplení otevře v příštích desetiletích například nové zásoby nerostných surovin v oblastech dnes příliš zaledněných.
Jednou důležitou součástí plánů na rozvoj nově otevřených oblastí je i otázka energetická: jak v Arktidě svítit a topit? Dovoz paliv je, a i do budoucna bude v těchto podmínkách velmi drahou záležitostí. Odpověď má být z velké části jaderná. Ruský jaderný program je velmi ambiciózní – větší má jen Čína – a sever je z mnoha důvodů vhodným místem pro nasazení jaderných technologií v různých podobách.
Plovoucí jaderná elektrárna pro zásobování odlehlých oblastí teplem i elektřinou je poměrně starý nápad, v Rusku dostal po desetiletích skutečnou podobu v rámci tzv. Projektu 20870. Jeho jediným plodem je zatím již zmíněný Akademik Lomonosov.
Lomonosov není lodí v pravém smyslu slova, jde o plavidlo bez vlastního pohonu s délkou 140 m a šířkou 30 m. Jde tedy o bárku s velmi malým poměrem šířky a délky, a tedy špatnými vlastnostmi při plavbě.
Výtlak činí cca 21 tisíc t, a na palubě jsou dva tlakovodní reaktory KLT-40S o celkovém elektrickém výkonu 70 MW a tepelném zhruba 300 MW. Jde o upravenou verzi reaktorů, které se používají v ruských ledoborcích. Používá ovšem méně obohacené palivo: na 14 % místo 30–40, nebo dokonce 90 % u ledoborců. Snížení obohacení si vyžádaly mezinárodní dohody, které výrazně omezují nakládání s jaderným palivem obohaceným na více než 20 %.
Elektrárna dnes stojí u města Pevěk na Čukotce, kde nahradila Čaunskou uhelnou teplárnu a malou Bilibinskou jadernou elektrárnu. Ta má čtyři malé bloky z let 1974– 1977 a od té doby vyrábějí každý zhruba 11 MW elektrické energie a také páru pro místní systém ústředního topení (jejich tepelný výkon je 62 MW). Jde o zmenšené verze reaktoru RMBK (lehkou vodou chlazený reaktor s grafitem jako moderátorem jaderné reakce), který nechvalně proslul v Černobylu. V Bilibinu systém pracoval bez větších problémů a pokrýval zhruba 80 % celkové spotřeby energie v oblasti.
Příklad Bilibinské jaderné elektrárny ukazuje výhody jaderných reaktorů v podmínkách Dálného severu, kde vhodně kombinují výrobu tepla a elektřiny. Vzhledem ke svému výkonu tak mohou posloužit například jako vhodný zdroj pro pohon provozů na odsolování mořské vody. I Akademik Lomonosov má dodávat energii pro odsolení cca 250 tisíc kubíků vody denně.
Nevýhodu je, že palivo se musí na lodi měnit v přístavu s vhodným vybavením (zřejmě v dosti vzdáleném Murmansku), a to zřejmě jednou za sedm let. Pevěk se tak zřejmě bude muset vypořádat s obdobími, kdy jeho elektrárna na dlouhé týdny odjede. Řešením by měla být stavba další plovoucí elektrárny, která by se s původní mohla vystřídat. Ale zatím není jasné, v jakém stavu přípravy další „atomové bárky“ jsou.
Podle původních smělých plánů měl samozřejmě Akademik Lomonosov být první svého druhu. V této souvislosti Rosatom pracoval (a zřejmě ještě pracuje) na vývoji druhé generace plovoucích jaderných elektráren, které označuje jako optimalizované plovoucí energetické bloky (OPEB). Ponesou dva reaktory RITM-200, každý o výkonu 50 MW elektrického výkonu s tepelným výkonem kolem 200 MW. Mělo by jít o lépe optimalizovaná plavidla menších rozměrů a snad i s lepšími provozními charakteristikami (třeba delšími periodami výměny paliva) než Akademik Lomonosov.
Pro koho to je?
Trh pro plovoucí elektrárny je jasný. Podle odhadů citovaných ruskou agenturou pro jadernou energii Rosatom jsou na celém světě zhruba dvě stovky ostrovních komunit s počtem obyvatel přesahujícím 100 tisíc. Zhruba 30 % těchto společenství je kvůli vysokým nákladům na výrobu elektřiny závislých na státních dotacích. „Jádro“ by v těchto podmínkách mohla být tedy konkurenceschopné.
Podobné analýzy nejsou žádným tajemstvím, a tak v minulosti se o stavbu malých reaktorů pokoušeli i jiní. Například japonská Toshiba svého času plánovala na Aljlašce postavit malý reaktor označovaný jako 4S.
V podstatě jde znovu o velký kontejner, který výrobce zaveze na místo, zabetonuje, zajistí proti cizímu zásahu a nechá pracovat. Výkon měl být zhruba 10 MW elektřiny a 30 MW tepla. Reaktor měl stát v aljašském městečku Gallen a měl začít podle původních plánů fungovat někdy v roce 2012 nebo 2013.
Aljaška by byla opravdu vhodnou laboratoří. I ve velkém městě Fairbanks stále kvůli dovozu fosilních paliv 1 kWh silové elektřiny stojí kolem 4 korun (tedy ne koncová cena, jen cena silové elektřiny). Na odlehlejších místech Aljašky je proud samozřejmě ještě dražší. Před současnou krizí to byla cena pro středoevropského odběratele těžko představitelná.
Ale ani tak se nepovedlo. Místní samospráva plány podpořila, ale ty se nakonec zarazily na regulačních a bezpečnostních požadavcích. 4S měl být totiž poměrně progresivní typ reaktoru, chlazený a moderovaný tekutým kovem (sodíkem). Díky tomu měl pracovat zhruba 30 let bez výměny paliva a zásahu personálu. Protože šlo v oboru o novinku, celý proces jeho schválení do provozu se od začátku ukazoval jako velmi nákladný, v řádu tehdy nejméně vyšších desítek milionů dolarů. A to ho odsoudilo k neúspěchu.
Ruský projekt má situaci jednodušší, protože používá reaktor s běžnější technologií, který vznikl na základě fungujícího typu, který už schválení podstoupil. Lomonosov tedy prošel i veledůležitou certifikací u Mezinárodní agentury pro atomovou energii podle mezinárodních standardů. To dánský Seaborg a jeho partnery čeká podstatně náročnější proces.
