Jaderná energetika v roce 2016

 

(Nuclear energy in year 2016)

 

Vladimír Wagner

 

V Číně nyní dochází ke spouštění jaderných bloků pravidelně a obnovilo se i zahajování nových staveb. Potvrzuje se, že v Asii renesance jádra opravdu nastala. Intenzivně se v Číně budují i obnovitelné zdroje energie. Zvyšuje se tak šance, že se v této zemi podaří nahrazovat fosilní zdroje a snižovat emise. V Jižní Koreji, Číně a Rusku se začínají spouštět první bloky III+ generace. Podle předpokladů začal  v Japonsku velmi pomalý návrat k produkci elektřiny z jádra.

 

Tento přehled vývoje jaderné energetiky za poslední rok navazuje na články v minulých letech. Na konci února 2016 bylo ve světě 440 reaktorů s výkonem 384 GW, rok předtím bylo provozovaných pouze 438 reaktorů s výkonem 379 GW (údaje ze stránek organizace World Nuclear Association). Všechny japonské reaktory se sice započítávají do tohoto počtu, ale teprve v polovině roku se zprovoznily alespoň dva v elektrárně Sendai.

Do provozu bylo za zmíněnou dobu jednoho roku uvedeno deset reaktorů, sedm v Číně (Ning-te (Nindge) 3, Chun-jeng-che (Hongyanhe) 3, (Jang-ťiang) Yangjiang 2 a 3, Fučching (Fuqing) 2, Čchan-ťiang (Chanjiang) 1 a Fang-čcheng-kang (Fangchenggang) 1), dva v Jižní Koreji (Sin Kori (Shin Kori) 3 a Sin Wolsong (Shin Wolsong) 2) a jeden v Rusku (Rostov 3). Ve výstavbě je 65 bloků. Je to o čtyři méně, než bylo na začátku minulého roku. I tak se však daří úspěšně zahajovat nové stavby. Navíc se alespoň v Číně dá očekávat, že počet zahajovaných staveb v příštích letech poroste. Počet připravovaných projektů reaktorů se zmenšil ze 184 na 173 a počet navrhovaných bloků stoupl z 312 na 337.

 

 

První dva bloky elektrárny Fang-čcheng-kang, které jsou typu CPR1000 jsou názorným příkladem úspěšné sériové stavby jaderných reaktorů v Číně (zdroj CGNPC).

 

Nejvíce bloků odstavilo Japonsko. V tomto případě se jednalo o menší reaktory, jejichž stáří je větší než 40 let. Jejich rekonstrukce do podoby, aby vyhovovaly novým přísnějším bezpečnostním předpisům, by se ekonomicky nevyplatila. Šlo o bloky Genkai 1, Mihama 1 a 2, Šimane 1 a Curuga 1. V Německu byla po 34 letech provozu odstavena první velká jaderná elektrárna v Bavorsku. K odstavení bloku Grafenheinfeld s výkonem 1345 MWe došlo dokonce už v polovině roku, kdy bylo potřeba realizovat výměnu paliva. Důvodem byla speciální daň za čerstvě zavezené palivo, které by nebylo kvůli skončení provozu na konci roku ani plně využito. Odstavení bloku Oskarshamn 2 ve Švédsku bylo způsobeno hlavně zvyšujícím se zdaněním výroby v jaderných elektrárnách a nepříznivých podmínek na deformovaném evropském trhu. Jde o varný blok s výkonem 638 MWe, který je starší než 40 let. Jeho nutná rekonstrukce se za daných podmínek ekonomicky nevyplatí. Posledním vypnutým reaktorem byl Wylfa 1, který byl poslední typu Magnox ve Velké Británii. Podle plánu skončil provoz 30. prosince 2015 po téměř 45 letech provozu.

V roce 2014 byla celková produkce jaderné elektřiny 2411 TWh a stoupla oproti roku 2013, kdy byla 2359 TWh. V roce 2015 se zprovoznily dva reaktory v Japonsku a zprovoznil se velký počet nových bloků, takže se dá očekávat významný růst produkce elektřiny z jaderných zdrojů v tomto roce i letech následujících.

 

Fangchenggang 1 fuel loading - 460 (CGN)

 

Zavážení paliva u bloku Fang-čcheng-kang (Fangchenggang) 1 (zdroj CGN).

 

V Číně probíhá renesance jaderné energetiky

 

Jak je vidět, v Číně a Jižní Koreji probíhá intenzivní budování nových jaderných bloků. Vedou k tomu mimo jiných důvody ekologické. Čínská města, která se stala výrobnami pro celý svět, se často utápí ve smogu. Čína tak musí část uhelných zdrojů nahradit nízkoemisními. Zároveň potřebuje kapacity svých energetických zdrojů navýšit, aby uspokojila potřeby stále rostoucí střední třídy. Má tak vysoké cíle v oblasti obnovitelných zdrojů, ale to stačit nebude. V příští pětiletce se tak mezi léty 2016 až 2020 mají postavit desítky bloků. V březnu 2016 měla Čína v komerčním provozu 30 bloků s celkovým výkonem 27 GWe. Celkově se v té době budovalo 24 bloků o výkonu 27 GWe a v plánu je 42 bloků s výkonem 49 GWe. Navrhovaných je pak téměř 170 dalších bloků. Podle plánů má být v roce 2030 v Číně v provozu výkon 150 GWe a v roce 2050 pak zhruba 400 bloků o celkovém výkonu zhruba 350 GWe.

Čína ukázala, že je schopna hromadně budovat reaktory v čase okolo pěti let. Převzala všechny zkušenosti z vyspělého západu a v současné době má celý potřebný řetězec od dodavatelů, přes produkci paliva až k provozování. Na základě převzatých zkušenosti navrhla své modely a je nyní v čele vývoje reaktorů čtvrté generace.

Jak bylo zmíněno, podařilo se od 1. března 2015 do stejného data roku 2016 připojit k síti sedm reaktorů a Čína plánuje i v následujících letech spouštět okolo sedmi reaktorů každý rok. Po havárii v elektrárně Fukušima I se rozhodlo o pozastavení zahajování nových staveb. Nyní se už nové projekty opět rozjíždějí a pokračuje tzv. čtvrtá vlna výstavby jaderných bloků v Číně. V roce 2015 byla zahájena stavba čtyř bloků. V březnu se začalo pracovat na bloku Chun-jeng-che 5 a v červenci na bloku Chun-jeng-chen 6, které jsou modely ACPR1000+. V polovině dubna byla povolena stavba bloků pět a šest v elektrárně Fu-čching.

 

Sanmen 2 SG - 460 (SNPTC)

 

Parogenerátor pro blok San-men 2 (zdroj SNPTC).

 

Oba jsou typu Hualong One, který je standardizovaným modelem tlakovodního reaktoru umožňujícím zjednodušit a standardizovat výrobu různých komponent spojující dva modely reaktoru III+ generace ACP1000 a ACPR1000+. Hlavní úkol byl zjednodušení dodavatelského řetězce a zlepšení ekonomiky budování i provozu.

V Číně se již blíží k dokončení několik typů reaktorů III+ generace. V elektrárnách San-men (Sanmen) a Chaj-jang (Haiyang) se staví ve dvojicích bloky AP1000 firmy Westinghouse. Nejblíže je ke spuštění blok San-men 1, u něhož se předpokládá zahájení provozu v září 2016. Blok už byl dokončen a byly zahájeny testy všech systémů. Jejich úspěšný průběh je velmi dobrým signálem pro další bloky AP1000, které se budují nejen v Číně. První blok druhé dvojice bloků AP1000 v elektrárně Chaj-jang by mohl být zprovozněn také v roce 2016. Zbývající dva bloky pak v roce příštím.

Další reaktory III+ generace se budují v elektrárně Tchaj-šan (Taishan), zde jde o dva bloky EPR firmy Areva. První blok by měl být dokončen spíše až v roce 2017 a druhý pak zhruba o rok později.

 

A probíhá i v Jižní Koreji

 

V roce 2015 se podařilo spustit blok Sin Wolsong 2, který je poslední tlakovodní reaktor typu OPR-1000 s výkonem 1000 MWe. Další budované bloky už jsou tlakovodní reaktory generace III+ typu APR1400. První se spustil začátkem roku 2016 jako třetí blok elektrárny Sin Kori. Jde o první korejský blok III. generace. V roce 2017 a 2018 by se měly spustit bloky Sin Kori 4, Sin Hanul (Shin Hanul) 1 a 2. V letech 2016 až 2019 se mají začít stavět bloky Sin Kori 5 a 6 i Sin Hanul 3 a 4. Všechny by měly být typu APR 1400.

V tomto roce Jižní Korea upřesnila energetický plán na příštích patnáct let. Je zaměřen na snížení emisí a kromě dosud plánovaných přidává další dva nové jaderné bloky. Naopak se ruší plány na výstavbu čtyř uhelných bloků.

 

Návrat Japonska k jaderné energetice

 

Klíčovou událostí v roce 2015 bylo uvedení do provozu dvou bloků elektrárny Sendai. Japonsko se tak vrátilo k využívání jaderné energie. První reaktor začal pracovat v polovině srpna a druhý jej následoval zhruba za měsíc. Začátkem roku 2016 se začala uvádět do provozu další elektrárna, která splnila všechny podmínky regulačního úřadu NRA. Třetí blok se rozběhl 29. ledna 2016 a čtvrtý pak koncem února. U čtvrtého se objevily technické problémy a byl po pár dnech odstaven. Dne 9. března však rozhodl soud, že vyhoví žádosti 29 občanů o zákaz provozu elektrárny na základě jejich obav s nedostatečného její bezpečnosti. Třetí blok tak byl odstaven a čtvrtý se již nespustil. Společnost Kansai Electric Power Company se proti rozhodnutí odvolala a soudní spor stále probíhá. Problémem je, že v případě elektrárny Sendai jiný soud podobné žádosti nevyhověl. Je tak velmi nejisté, jak budou různé soudy rozhodovat v dalších podobných žalobách.

Ke spuštění je připraven ještě blok Ikata 3, který by se mohl rozjet v červenci 2016. Úřad pro jadernou bezpečnost posuzuje ještě další více než dvacítku reaktorů. Je dost pravděpodobné, že zkušenosti získané při posuzování první pětice reaktorů pomohou urychlit práce okolo těch následujících. Je tak jistá šance, že se v roce 2016 rozjedou další. Připomeňme, že celkově v Japonsku zůstává po loňském odepsání zmíněné pětice starých menších reaktorů 43 bloků. To, že ne všechny se podaří dovést k opětnému provozování, potvrzuje i rozhodnutí provozovatele elektrárny Ikata. Požádal o odepsání bloku Ikata 1 s výkonem 538 MWe, který dosáhl stáří 40 let. Jeho úpravy pro další provoz by byly ekonomicky náročné. Naopak operátor elektrárny Takahama se rozhodl bloky Takahama 1 a 2, které jsou starší 40 let, nadále provozovat a první splnil podmínky pro možnost prodloužení jejich licence.

Ve výstavbě má Japonsko dva bloky, které by mohly být dokončeny. Zda Japonsko přistoupí ke stavbě úplně nových, je otázka velmi otevřená. I když si myslím, že bez toho nedokáže splnit své cíle ve snižování emisí.

 

Watts_Bar_2_fuel_loading_(TVA)_460

 

V prosinci se postupně do aktivní zóny nového reaktoru Watts Bar 2 zavezly palivové soubory (zdroj TVA).

 

Spojené státy

 

Ve Spojených státech dodávají jaderné zdroje okolo 20 % elektřiny, což znamená 63 % elektřiny z nízkoemisních zdrojů. Kromě dvou bloků, kterými jsou Comanche Peak 2 a Watts Bar 1, byly všechny reaktory zprovozněny do roku 1990. Flotila amerických reaktorů tak nezadržitelně stárne. Proto je pro ní velmi důležité prodlužování životnosti a zvyšování jejich efektivity. Střední koeficient využití výkonu byl v roce 2014 na hodnotě 91,7 % a již patnáctý rok byl vyšší než 91 %. Důležité je prodlužování provozu nad 40 let. Z 99 provozovaných elektráren má nyní 77 licenci na provoz do 60 let a přes 30 z nich už je starších čtyřiceti let. U dalších 13 bloků se případné prodloužení licence posuzuje. V současné době se připravují podmínky pro žádosti pro udělení licence provozování reaktoru v dalším dvacetiletém období, tedy mezi 60 až 80 lety. První elektrárna, která pravděpodobně o takovou licenci požádá je elektrárna Surry.

Ve Spojených státech se v tomto roce schyluje k historické události. Po zhruba dvaceti letech by se tam měl opět spustit nový reaktor. Jde o blok Watts Bar 2 o výkonu 1150 MWe nedaleko Spring City v Tennessee. Předchozí poslední spuštěný blok v USA byl první blok stejné elektrárny, který byl spuštěn v roce 1996. Blok Watts Bar 2 se rozestavěl v osmdesátých letech a v roce 1986 se jeho výstavba zastavila v době, kdy bylo dokončeno zhruba 55 % stavby. Stavba se obnovila v roce 2007. Začátkem roku 2015 se získalo povolení úřadu pro jadernou bezpečnost NRC k provozování tohoto bloku a zahájila se cesta k jeho úplnému dokončení a spuštění. V říjnu obdržel blok licenci na 40 let provozování a v prosinci pak bylo zahájeno umisťování palivových souborů do jeho aktivní zóny. Start provozu se očekává na konci června 2016. USA tak budou mít opět v provozu 100 reaktorů.

Významně pokročila stavba čtveřice úplně nových bloků. V tomto případě se jedná o reaktory III+ generace firmy Westinghouse typu AP1000. Dva bloky se staví jako třetí a čtvrtý v elektrárně Vogtle, zde už bylo na jaře roku 2016 realizováno 60 % projektu. Další dvojice reaktorů se staví jako druhý a třetí blok elektrárny VC Summer. Všechny čtyři bloky by měly být zprovozněny v letech 2019 a 2020.

 

Vogtle_3_CA01_lift_(Georgia_Power)_460

 

Instalace nejtěžšího modulu reaktoru AP1000 s označením CA01 u třetího bloku elektrárny Vogtle (zdroj Georgia Power).

 

Evropa

 

Evropa produkuje okolo čtvrtiny elektřiny z jaderných zdrojů. Stejně jako v USA zde však už dlouho dobu hlavně kvůli široké globální kampaní zelených hnutí panuje v této oblasti spíše úpadek než stagnace. Nové bloky se téměř nestaví.

Stále větší význam tak má péče o stárnoucí bloky, jejich vylepšování a prodlužování jejich bezpečného provozu. Je to vidět i u nás na příkladu Temelína a Dukovan. U Temelína se rekonstrukcí podařilo zvýšit jeho výkon o 10 % z 1962 MWe na 2158 MWe. Dukovany již brzy dovrší 30 let provozu a čekají na licenci, která umožní jejich další provoz.

V minulém roce byla například o dalších deset let prodlužena licence u nejstarších dvou belgických reaktorů v elektrárně Doel. Provozovatel elektrárny za to bude odvádět speciální daň v hodnotě 21 milionů euro ročně, která se bude využívat k dotování obnovitelných zdrojů. Je velmi pravděpodobné, že k podobnému prodloužení životnosti nejméně na padesát let dojde i u dalších belgických bloků.

S výstavbou nových bloků je situace stále velmi špatná. Asi největší pozitivní posun nastal u dostavby rozestavěných bloků VVER440 v elektrárně Mochovce. Tam se silným tlakem státu na firmu Enel docílilo zintenzivnění prací v tomto roce. Celkově je provedeno již přes 90 % prací. Pomalu se přechází od dokončování k testování před spuštěním. Je pravděpodobné, že se podaří zprovoznit třetí blok na rozhraní roku 2016 a 2017 a čtvrtý o rok později.

 

Tihange plant - 460 (Electrabel)

 

Belgická jaderná elektrárna Tihange (zdroj Electrabel).

 

Daleko problematičtější je situace s dostavbou dvou bloků EPR ve finském Olkiluoto a francouzském Flamanville. U bloku Olkiluoto 3 se obdržením licence nastoupila cesta ke spuštění reaktoru. Situace tak vypadá přece jen optimističtěji než v minulých letech, ale přesto se předpokládá jeho komerční provoz až v roce 2018. 

U bloku Flamanville se řešil problém s anomáliemi u dolní části a hlavy reaktorové nádoby, kde se vyskytují místa s větší koncentrací uhlíku oproti zadaným parametrům. Koncem roku 2015 francouzský úřad pro jadernou bezpečnost schválil program testů, které mají prokázat, že mechanické vlastnosti těchto míst odpovídají požadovaným. Schválené testy budou trvat několik měsíců a rozhodnou, zda bude možné tyto komponenty reaktorové nádoby použít. Je proto stále otázkou, jestli je zahájení provozu tohoto bloku v roce 2018 reálné.

Z projektů, které jsou připravovány k výstavbě, je asi nejzajímavější situace ve Finsku, Velké Británii a Maďarsku. Ve Finsku byl na základě zkušeností s blokem Olkiluoto 3 zrušen projekt EPR bloku jako Olkiluoto 4. Na druhé straně významně pokročila příprava stavby nové jaderné elektrárny Hanhikivi, kde se má vybudovat reaktor VVER1200. Do provozu by měl být blok uveden v roce 2024.

Ve Velké Británii stále ještě nepadlo rozhodnutí o stavbě elektrárny Hinkley Point C, kde se budou stavět dva reaktory EPR. Společnost EDF se stále nerozhodla, zda se za stávajících podmínek do projektu pustí.

 

Reactor foundation (2014).

 

Reaktorová hala nového bloku v Mochovcích (zdroj elektrárna Mochovce).

 

Rusko

 

Rusko má v současnosti v provozu 35 bloků. Nemá takové přerušení stavby nových jaderných reaktorů jako USA a Evropa. Přesto musí také věnovat velkou péči bezpečnému prodlužování životnosti těch starých, z nichž některé už překročily 40 let.

Jak bylo zmíněno, podařilo se v Rusku mezi 1. prosincem roku 2014 a roku 2015 dokončit a připojit k síti jeden blok. Jde o třetí blok elektrárny Rostov, který se začal budovat v roce 2009. Reaktor je klasického typu VVER1000 a varianty 320, stejný jako předchozí bloky. U čtvrtého bloku elektrárny byla instalována reaktorová nádoba a postupně se umisťuje čtveřice parogenerátoru. Spuštění bloku se plánuje na rok 2017.

 Spuštění prvních bloků VVER1200 v druhé fází Leningradské elektrárny, které jsou III+ generace, se zpozdilo. První blok jaderné Leningradské elektrárny II zahájí provoz až v roce 2016, druhý blok pak až v době, kdy se definitivně odstaví první blok v Leningradské elektrárně I. To bude v roce 2018. V elektrárně Novovoroněž II se budují další dva reaktory VVER1200. Označují se někdy jako Novovoroněž 6 a 7. I zde by mě být první blok zprovozněn v roce 2016. Varianty bloků VVER1200 se stávají vývozním artiklem. Staví se úspěšně například v běloruské jaderné elektrárny Ostrovets, kde by měl být první dokončený v roce 2018. Jejich stavba se připravuje i v dalších místech.

 

Установлен на штатное место корпус реактора энергоблока №4 Ростовской АЭС.

 

Instalace reaktorové nádoby čtvrtého bloku elektrárny Rostov v listopadu 2014 (zdroj RoAES).

 

Závěr

 

V současnosti se odborníci shodují, že se vývoj jaderné energetiky vrátil na trajektorii před Fukušimou. Problémy Číny se znečištěním ovzduší ji vedou k intenzivnímu budování všech nízkoemisních zdrojů. Ve větru, který měl koncem roku 2014 kapacitu okolo 120 GW, chce v roce 2025 dosáhnout zhruba 350 GW. Pokud započteme koeficient využití, budou jaderné a větrné bloky produkovat v Číně zhruba stejné množství elektřiny. V roce 2014 vyrobily jaderné elektrárny 124 TWh, což je o trochu méně než větrné. Ty vyrobily 153 TWh. Jak už však bylo popsáno, byl v roce 2015 připojen značný výkon v jádře. Naopak růst výkonu větrných turbín se trochu zpomaluje hlavně kvůli problémům s rozvojem sítě. Dá se tak předpokládat, že se situace zase na nějakou dobu obrátí. Větrná a jaderná produkce spolu s hydroelektrárnami jsou hlavními nízkoemisními zdroji, které by měly čínskou energetiku ekologizovat.

V roce 2016 se dá v jaderné energetice očekávat zásadní průlom. Konečně by měly být po několika odkladech zprovozněny první bloky III+ generace. V provozu již je korejský blok ACPR1400 jako blok Sin Kori 3, dokončuje se ruský reaktor VVER1200 jako blok Novovoroněž 6, reaktor AP1000 firmy Westingouse jako blok San-men 1 a reaktor EPR jako první blok v elektrárně Tchaj-šan. V následujících letech pak uvidíme, jak efektivní a ekonomické jednotlivé modely budou. I na tom závisí, zda se všechny plánované bloky jednotlivých modelů uskuteční.

Ukazuje se, že potenciál životnosti provozovaných bloků je většinou nejméně 60 let a možná i více. Trvale odstavování reaktorů je dominantně způsobena politickými rozhodnutími, viz například Německo, nebo ekonomickou situací způsobenou politicky uměle navozenými deformacemi trhu. Ve Spojených státech je dalším vlivem těžby z břidlic, která snižuje cenu fosilní produkce elektřiny. V současné době je prodlužování provozování starších bloků důležité hlavně pro Evropu a Spojené státy, kde flotila reaktorů stárne a nové se téměř nestaví.

I v dalších letech by se mohlo ve světě spouštět okolo deseti bloků ročně a hlavně v rozvíjejících se oblastech se začíná opravdová jaderná renesance. Zvyšuje se i počet zahajovaných nových staveb. Zároveň se zvyšuje kapacita a potenciál hlavních producentů jaderných technologií, kterými jsou v současné době Japonsko, Čína, Jižní Korea a Rusko. Evropa a Spojené státy své schopnosti postupně spíše ztrácejí a je otázkou, zda jim nezačíná ujíždět vlak.

 

V článku byly využity informace získané ze stránek World Nuclear Association, World Nuclear News, Atominfo.ru, stránek řady dodavatelů jaderných technologií i provozovatelů, časopisu Nuclear Engineering International, přehledu The World Nuclear Industry Status Report (WNISR) a řady dalších zdrojů.

 

Poznámka: Čínské, japonské a korejské názvy jsou uvedeny v české transkripci. V závorce je pak při prvním použití uvedena anglická transkripce, aby se pro čtenáře zjednodušilo případné internetové vyhledávání podrobnějších informací v anglických zdrojích.

 

 V Řeži 8. 5. 2016


Zpet