17.10.2007
TECHNIK.IHNED.CZ
Nukleární energie na sobě stále nese stigma černobylské katastrofy, která otřásla důvěrou v jadernou energetiku, a v mnoha zemích zablokovala její rozvoj. Technologický vývoj a jaderný výzkum však opět pokročil, ceny energie rostou, a svět se začíná k jaderné energetice vracet – experti ji dokonce považují za nejperspektivnější řešení.
V létě letošního roku zahájil provoz reaktor nové jaderné elektrárny v Rumunsku – první v Evropě po dvou desítkách let od Černobylu, a připravují se další. V roce 2006 se ve světě stavělo 28 nových jaderných elektráren, především v Číně, Indii, Jižní Koreji a Japonsku. V Evropě je ve výstavbě finské Olkiluto 3, jenž je jadernou elektrárnou nové generace typu EPR. Ve Francii je připravována výstavba obdobného jaderného bloku s výkonem 1600 MW ve Flamanville. „Sériová“ výroba typu reaktoru EPR má v západní Evropě rozběhnout do roku 2020. V USA jsou licencovány nové typy reaktorů a vydána předběžná povolení se stavbou nových jaderných elektráren pro asi 8 lokalit. K srpnu roku 2006 mělo prodluženou životnost o dalších 20 let (na celkem 60 roků) 44 stávajících jaderných bloků a 28 bloků tuto žádost připravuje. Podle současných odhadů se okolo roku 2025 výkon jaderných elektráren ve světě zvýší ze současných 370 tisíc MW na 450 až 530 tisíc MW.
K zemím s největšími ambicemi v rozvoji nukleárních projektů patří USA. Americká vláda má v plánu významně podpořit renesanci jaderné energetiky, a prostřednictvím ministerstva energetiky bude garantem úvěrů až do výše 80 % celkových stavebních nákladů nových jaderných reaktorů, což by mělo napomoci významnější obnově a rozvoji americké jaderné energetiky. Rozhodnutí, které oznámil ministr energetiky Samuel Bodman, má přispět ke snahám o rozvoj všech pokročilých technologií podporujících snížení emisí skleníkových plynů.
ATOM MÍSTO ROPY
Pozoruhodné je, že o rozvoji jaderné energetiky uvažují i země, které by tato otázka teoreticky měla zatím trápit nejméně: státy v Perském zálivu se chystají jejím prostřednictvím řešit své dlouhodobé potřeby. Připravují se na období, kdy už nebudou moci tolik spoléhat na své ropné bohatství. Ujišťují, že jim jde výhradně o mírové využité jaderné energie. Představitelé zemí Perského zálivu, sdružených v organizaci Gulf Cooperation Council (GCC) – Bahrajn, Kuvajt, Oman, Katar, Saúdská Arábie a Spojené arabské emiráty – vyjádřili zájem o společný program využití jaderných technologií. Již v lednu saúdský ministr zahraničí princ Saúd Al Fajsal řekl, že takový jaderný program bude rozvíjen pod přísným mezinárodním dohledem a s mírovými záměry pod kontrolou mezinárodních organizací. Ministr energetiky Khaled Sharida uvedl, že Jordánsko by chtělo používat jadernou energii pro výrobu elektřiny a na odsolování mořské vody. Dokonce i Alžírsko, největší africký exportér zemního plynu, uvažuje o rozvoji jaderné energetiky. Ještě letos má být schválen zákon, který tyto záměry podpoří. Očekává se, že se stavba jaderných elektráren v Alžírsku uskuteční v příštích 20 až 25 letech. Jordánsko, které není producentem ropy, oznámilo plán vybudovat vlastní svoji první jadernou elektrárnu do roku 2015. Vytváří se tak nový atraktivní trh pro dodavatele jaderných technologií.
Na opačném konci světa bude naopak jaderná energie sloužit pro těžbu ropy – v Kanadě, která má totiž velké množství stále cennější suroviny uloženu v dehtových píscích. Pro její těžbu ale používá energeticky náročné technologie, které navíc zvyšují emise oxidů uhlíku, takže v kanadské provincii Alberta se připravuje projekt elektrárny s dvěma těžkovodními reaktory za 5,5 mld. kanadských dolarů (4,7 mld. USD). První má být zapojen v roce 2016, druhý následující rok. Předpokládá se nejen výroba elektrické energie pro lokální spotřebu, ale i potřebné páry na uvolnění bitumenu z písku, a také na výrobu vodíku pro technologické účely ve zpracovatelském závodě prostřednictvím vysokoteplotní elektrolýzy.
JADERNÁ VELMOC EVROPA ZAKLÁDÁ NUKLEÁRNÍ TECHNOLOGICKÉ FÓRUM
Na jadernou budoucnost energetiky sází i Evropa, kde byly nedávno zahájeny práce na výzkumném středisku ve francouzském Cadarache, z něhož by měl vzejít projekt jaderné fúze, kterou experti označují za řešení energetické budoucnosti světa. To bude však ještě záležitostí desetiletí výzkumů, zatímco rostoucí energetické potřeby je nutné řešit už nyní.
Evropská unie chce těsněji propojit vědu, výzkum s průmyslem v připravovaných strategických plánech. EU má největší jaderný průmysl na světě a zároveň vyrábí až jednu třetinu elektrické energie v jaderných elektrárnách. Aby si udržela toto postavení, bylo 21. září založeno nové jaderně technologické fórum (Sustainable Nuclear Energy Technology Platform), které má těsněji propojit výzkum a průmysl s cílem definovat a zavést strategickou výzkumnou agendu a také odpovídající strategii pro uskutečnění nutných kroků. Pomůže Evropské komisi při přípravě nového Strategického energeticko technologického plánu unie.
Nová evropská technologická platforma spojí síly zúčastěných stran k uskutečnění vizí rozvoje jaderného sektoru a zároveň definuje výzkum, který promění tyto vize v realitu. Bude také vydávat doporučení Evropské komisi a národním vládám k zaměření jejich úsilí a zdrojů na priority přijaté EU. To prospěje evropské výzkumné základně a pomůže k úspěšnějšímu dialogu s veřejností v klíčových otázkách, jako jsou ukládání jaderného odpadu a bezpečnost a ochrana populace před jaderným zářením.
NOVÝ ŽIVOT STARÉHO PALIVA
Současné projekty počítají se skladovánm použitého paliva – nejprve v bazénech použitého paliva u reaktorů, poté po dobu až 60 let v suchých nadzemích skladech použitého paliva) v jaderných elektrárnách. Po uplynutí této doby se bude tento typ odpadů převážet do podzemního hlubinného úložiště, kde inženýrské (kontejnery a beton) a přírodní bariéry (např. žula) zajistí bezpečnou izolaci radioaktivních izotopů od životního prostředí. V ČR má být takové úložiště zprovozněno v roce 2065.
Již dnes se však ukazuje, že vysokoaktivní odpad a použité jaderné palivo nebude třeba v budoucnosti trvale ukládat. Jedním z důvodů je rozvoj technologií na přepracování použitého paliva na palivo nové. Známé jsou již od 40. let minulého století. Vyhořelé jaderné palivo ze starších reaktorů se tak stává ceněným zbožím. Jako velmi slibná se ukazuje rovněž technologie transmutace vyhořelého paliva, kdy jsou dlouhodobě radioaktivní izotopy převáděny na středně či krátkodobé, za současné produkce elektřiny. V současné době je ve výzkumných pracovištích v USA, ve Francii i v ČR vyvíjena moderní technologie pod názvem ADTT, tj. Accelerator-Driven Transmutation (urychlovačem řízené transmutační technologie). Při ní dochází k přeměně dlouhodobých radionuklidů na radionuklidy s krátkým poločasem rozpadu, představujícím přibližně desítky let, a na neaktivní nuklidy, přičemž umožňuje získat více energie, než je vloženo.
Ke stejnému cíli jako technologie ADTT směřují i nově vyvíjené jaderné reaktory IV. generace, s jejichž zaváděním se počítá po roce 2030. Při jejich provozu bude díky lepšímu využití paliva vznikat méně dlouhodobého radioaktivního odpadu než dnes, přičemž energetická bilance by byla ještě příznivější než u ADTT.
BUDE DOST PALIVA PRO VŠECHNY?
Oproti např. fosilním palivům je surovin pro jaderné palivo dostatek. A to v takovém rozsahu, aby jejich zásoba pokryla rostoucí poptávku a zajistila provoz i nových jaderných elektráren. Podle zprávy Uranium 2005 – Resources, Production and Demand Organizace pro hospodářskou spolupráci a rozvoj (OECD), sdružující nejvyspělejší země planety, činí dosud zjištěné zásoby uranu 4,7 mil. tun, což by mělo vystačit nejméně na dalších 85 let. Pátrá se samozřejmě po nových nalezištích, ale některá jsou už známa, a k dispozici: velké zásoby uranu jsou vázány např. v přírodních fosfátech, a v mořské vodě (cca 160 mil. tun). Americká společnost Nukem nyní zkoumá možnost využití biotechnologií pro získání uranu z fosfátů. Pro firmu CF Industries zpracuje studii – extrakci uranu jako bioproduktu z fosfátových hnojiv. Využití bakterií v důlních procesech (bioloužení, bioooxidace) se zkoumá již několik desetiletí. Např. bakterie Thiobacillus thiooxidans a Leptospirillum ferrooxidans se využívají při těžbě zlata a uranu, postup je příznivý životnímu prostředí. Separace uranu z mořské vody je sice zatím technicky náročná a velice nákladná, ale jen pokud ji poměřujeme dnešními kritérii. V případě, že cena ropy překročí hranici 90 dolarů za barel (což nemusí být s ubývajícími zásobami a rostoucími nároky na těžbu v budoucnu nereálné), získávání uranu z moře se již vyplatí.
Také skládky popílku u tepelných elektráren se mohou stát zdrojem uranu pro jaderné elektrárny. Jde hlavně o popílek ze spáleného hnědouhelného uhlí nebo lignitu, který má vysoký obsah uranu. První pokusy už se provádějí v Číně a ve střední Evropě. Jde o technologii kanadské společnosti Sparton Resources. Zkoušky mají trvat tři až čtyři měsíce, z 25 až 50 t popílku se má vytěžit 3,5 až 7 kg oxidu uranu. Výsledky mají být známy ještě v roce 2007, už první rozbory ukázaly, že popílek obsahuje 0,46 libry (0,19 kg) na tunu U3O8, a že 70 % tohoto uranu jde separovat. V Evropě se uloží na skládky ročně kolem 50 miliónů tun popílku. Obsah uranu tu kolísá od 0,01 % až do 0,03 % U3O8. Uhelné elektrárny by se tak mohly stát zároveň zdrojem paliva pro své jaderné alternativy.
Různé studie propočítávají na jak dlouho vydrží zásoby uranu pro jedenou energetiku, a dosavadní informace jsou optimistické: V případě rychlých reaktorů a při využití recyklace by zásoby uranu měly vystačit podle některých zdrojů až na 2 570 let.
(red/čns)
