Ekonomika fúzní energetiky

Podobné dokumenty
Analýza rizikových faktorů při hodnocení investičních projektů dle kritéria NPV na bázi EVA

Ekonomika podniku. Katedra ekonomiky, manažerství a humanitních věd Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze. Ing. Kučerková Blanka, 2011

Studie proveditelnosti (Osnova)

Metodika zpracování finanční analýzy a Finanční udržitelnost projektů

Analýza citlivosti NPV projektu na bázi ukazatele EVA

213/2001 ve znění 425/2004 VYHLÁŠKA. Ministerstva průmyslu a obchodu. ze dne 14. června 2001,

Energetický audit. Energetický audit

Porovnání způsobů hodnocení investičních projektů na bázi kritéria NPV

Zásady hodnocení ekonomické efektivnosti energetických projektů

Aplikace analýzy citlivosti při finačním rozhodování

Měření výkonnosti údržby prostřednictvím ukazatelů efektivnosti

INDIKÁTORY HODNOCENÍ EFEKTIVNOSTI VÝDAJŮ MÍSTNÍCH ROZPOČTŮ DO OBLASTI NAKLÁDÁNÍ S ODPADY

Zadavatel MSSS Vejprty, S. K. Neumanna 842, Vejprty

Scenario analysis application in investment post audit

1/77 Navrhování tepelných čerpadel

NÁPOVĚDA K SOFTWAROVÉMU PRODUKTU OPTIMALIZACE NÁKLADŮ

ZÁKLADY ELEKTRICKÝCH POHONŮ (EP) Určeno pro posluchače bakalářských studijních programů FS

Ekopoint s.r.o. 01/2011

APLIKACE INDEXU DAŇOVÉ PROGRESIVITY V PODMÍNKÁCH ČESKÉ REPUBLIKY

Parametry ENS a ES energetické ukazatele (indikátory).

Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava 4. TROJFÁZOVÉ OBVODY

PŘÍLOHA SDĚLENÍ KOMISE. nahrazující sdělení Komise

Metodika transformace ukazatelů Bilancí národního hospodářství do Systému národního účetnictví

Nové indikátory hodnocení bank

APLIKACE VYBRANÝCH MATEMATICKO-STATISTICKÝCH METOD PŘI ROZHODOVACÍCH PROCESECH V PŮSOBNOSTI JOINT CBRN DEFENCE CENTRE OF EXCELLENCE

PŘIROZENÝ POHYB OBYVATELSTVA V JIHOVÝCHODNÍM REGIONU ČESKÉ REPUBLIKY PODLE KRAJŮ #

El. Administrativní budova Otín 286, Jindřichův Hradec. Zadavatel posudku: Pro Invest s.r.o. Kettnerova 2048/28, Praha 5 IČ:

VYSOKÁ ŠKOLA BÁŇSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA EKONOMICKÁ FAKULTA KATEDRA FINANCÍ

Výroba a užití elektrické energie

Využívání obnovitelných zdrojů na výrobu elektrické energie v ČR

Technický list. Trubky z polypropylenu EKOPLASTIK PPR PN10 EKOPLASTIK PPR PN16 EKOPLASTIK EVO EKOPLASTIK PPR PN20 EKOPLASTIK FIBER BASALT CLIMA

4. Střední radiační teplota; poměr osálání,

TECHNICKÝ LIST 1) Výrobek: KLIMATIZACE BEZ VENKOVNÍ JEDNOTKY 2) Typ: IVAR.2.0 8HP IVAR HPIN IVAR HPIN IVAR.2.

Výkonová nabíječka olověných akumulátorů

Studie proveditelnosti (Osnova)

1/82 Navrhování a bilancování tepelných čerpadel

1/91 Navrhování a bilancování tepelných čerpadel

Zhodnocení historie predikcí MF ČR

ČESKÁ ZEMĚDĚLSKÁ UNIVERZITA V PRAZE PROVOZNĚ EKONOMICKÁ FAKULTA DOKTORSKÁ DISERTAČNÍ PRÁCE

9 Viskoelastické modely

7. INDEXY ZÁKLADNÍ, ŘETĚZOVÉ A TEMPO PŘÍRŮSTKU

FAKULTA APLIKOVANÝCH VĚD

VYSOKÁ ŠKOLA BÁŇSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA EKONOMICKÁ FAKULTA DIPLOMOVÁ PRÁCE Daniela Stoszková

Vliv funkce příslušnosti na průběh fuzzy regulace

Ocenění podniku s přihlédnutím k možné insolvenci postup pro metodu DCF entity a equity

TECHNICKÝ LIST 1) Výrobek: KLIMATIZACE BEZ VENKOVNÍ JEDNOTKY 2) Typ: IVAR.2.0 8HP IVAR HPIN IVAR HPIN IVAR.2.

Výpočty populačních projekcí na katedře demografie Fakulty informatiky a statistiky VŠE. TomášFiala

5. Využití elektroanalogie při analýze a modelování dynamických vlastností mechanických soustav

Modelování rizika úmrtnosti

Několik poznámek k oceňování plynárenských aktiv v prostředí regulace činnosti distribuce zemního plynu v České republice #

ENERGETICKÝ AUDIT. Realizace úspor energie Střední škola zemědělství a služeb, Město Albrechtice. Nemocniční 11, Město Albrechtice

Dotazníkové šetření- souhrnný výsledek za ORP

Demografické projekce počtu žáků mateřských a základních škol pro malé územní celky

Specifikace minimálních požadavků železnice na ukazatele kvality signálu GNSS/GALILEO pro nebezpečnostní železniční telematické aplikace

Skupinová obnova. Postup při skupinové obnově

5 GRAFIKON VLAKOVÉ DOPRAVY

ROTORŮ TURBOSOUSTROJÍ

6.3.6 Zákon radioaktivních přeměn

10 LET ČLENSTVÍ ČESKÉ REPUBLIKY V EVROPSKÉ UNII Z POHLEDU EKONOMICKÉ DEMOGRAFIE A PRŮZKUMU PRACOVNÍCH SIL PODLE EUROSTATU

Manuál pro textilní průmysl

Elektromagnetické stínění. Jiří Dřínovský UREL, FEKT, VUT v Brně

2.2.2 Měrná tepelná kapacita

73-01 KONEČNÝ NÁVRH METODIKY VÝPOČTU KAPACITU VJEZDU DO OKRUŽNÍ KOMENTÁŘ 1. OBECNĚ 2. ZOHLEDNĚNÍ SKLADBY DOPRAVNÍHO PROUDU KŘIŽOVATKY

( ) ( ) NÁVRH CHLADIČE VENKOVNÍHO VZDUCHU. Vladimír Zmrhal. ČVUT v Praze, Fakulta strojní, Ústav techniky prostředí Vladimir.Zmrhal@fs.cvut.

ANALÝZA SPOTŘEBY ENERGIE VÍCEZÓNOVÝCH KLIMATIZAČNÍCH SYSTÉMŮ

EKONOMETRIE 6. přednáška Modely národního důchodu

Složkový model spotřeby tepelné energie v síti centralizovaného zásobování teplem

Teorie obnovy. Obnova

Schéma modelu důchodového systému

Akční plán Strategie rozvoje lidských zdrojů Královéhradeckého kraje

Tabulky únosnosti tvarovaných / trapézových plechů z hliníku a jeho slitin.

ecosyn -plast Šroub pro termoplasty

Výpočty teplotní bilance a chlazení na výkonových spínacích prvcích

STATUTÁRNÍ MĚSTO LIBEREC

MCS 3500 Modulární stropní reproduktorový systém

Jakost, spolehlivost a teorie obnovy

Nerovnovážné modely trhu úvěrů s aplikací na Českou republiku

FINANČNÍ MATEMATIKA- ÚVĚRY

Úloha II.E... je mi to šumák

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Fakulta strojního inženýrství Ústav automatizace a informatiky. Ing. Michal Touš

Klíčová slova: Astabilní obvod, operační zesilovač, rychlost přeběhu, korekce dynamické chyby komparátoru

Pasivní tvarovací obvody RC

Práce a výkon při rekuperaci

Schöck Isokorb typ KST

VÝNOSOVÉ KŘIVKY A JEJICH VYUŽITÍ VE FINANČNÍ PRAXI

ZPŮSOBY MODELOVÁNÍ ELASTOMEROVÝCH LOŽISEK

Ekonomické aspekty spolehlivosti systémů

pro napojení ocelových nosníků velkého průřezu na ocelovou konstrukci (s více než dvěma moduly)

Manuál k vyrovnávacímu nástroji pro tvorbu cen pro vodné a stočné

Věstník ČNB částka 25/2007 ze dne 16. listopadu 2007

MĚNOVÁ POLITIKA, OČEKÁVÁNÍ NA FINANČNÍCH TRZÍCH, VÝNOSOVÁ KŘIVKA

VYUŽITÍ MATLABU PRO ČÍSLICOVÉ ZPRACOVÁNÍ SIGNÁLU PŘI ZJIŠŤOVÁNÍ OKAMŽITÉ FREKVENCE SÍTĚ

Řasový test toxicity

Úloha V.E... Vypař se!

Průtok. (vznik, klasifikace, měření)

CZ/11/LLP-LdV/TOI/ Vocational Training in Assessment of Existing Structures

VYSOKÁ ŠKOLA BÁŇSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA EKONOMICKÁ FAKULTA KATEDRA FINANCÍ

SDĚLENÍ KOMISE. Harmonizovaný rámec návrhů rozpočtových plánů a zpráv o emisích dluhových nástrojů v eurozóně

SIMULACE. Numerické řešení obyčejných diferenciálních rovnic. Měřicí a řídicí technika přednášky LS 2006/07

ÚVOD DO DYNAMIKY HMOTNÉHO BODU

Transkript:

Ekonomika fúzní energeiky Economy of Fusion Energy Slavomír Enler Úsav fyziky plazmau Akademie věd ČR Tomáš Dlouhý Úsav energeiky Fakuly srojní ČVUT Václav Dosál Úsav energeiky Fakuly srojní ČVUT Jan Horáček Úsavu fyziky plazmau Akademie věd ČR ABSTRAKT: V uplynulých leech byla zahájena koncepční příprava prvních fúzních elekráren s cílem zprovozni je do roku 2050. Jaderná fúze nabízí ve srovnání s využívanými energeickými zdroji řadu přednosí. Počáeční období fúzní energeiky však bude charakerisické vysokými invesičními náklady. Tyo náklady budou vyváženy průmyslovou výrobou elekrické energie bez negaivních dopadů na živoní prosředí. Ex-ane porovnání jaderné fúze s jinými energeickými zdroji ukazuje konkurenceschopnos fúzní energeiky a poenciál sá se v budoucnu významným energeickým zdrojem. KLÍČOVÁ SLOVA: jaderná fúze, fúzní energeika, ekonomika fúzních elekráren, LCOE, TCOE, exerní náklady, zelená energie ABSTRACT: Concepual design aciviies of he firs fusion power plans were launched in recen years wih a view o puing hem ino operaion by 2050. Nuclear fusion offers significan benefis in comparison wih exploied energy sources. The iniial period of he fusion energy will feaure high invesmen coss. These coss will be balanced by he indusrial producion of elecriciy wihou negaive impac on he environmen. Ex-ane comparison of nuclear fusion wih oher energy sources shows he compeiiveness of fusion power and he poenial o become a major energy source in he fuure. KEYWORDS: nuclear fusion, fusion power engineering, economics of fusion power plans, LCOE, TCOE, exernal coss, green energy Jaderná fúze V uplynulých leech posoupil evropský výzkum jaderné fúze do důležié fáze. V roce 2014 byla zahájena koncepční příprava demonsrační fúzní elekrárny se záměrem zaháji výrobu elekrické energie jadernou fúzí do roku 2050 [1]. Při jaderné fúzi se slučováním jader lehkých aomů uvolňuje jaderná energie podobně jako při šěpení aomových jader ěžkých aomů v současných jaderných elekrárnách. Průběh fúzní jaderné reakce je však zcela odlišný a fúzní reakory přinesou do jaderné energeiky klíčový prvek inherenní jadernou bezpečnos. Pozemské zásoby fúzního paliva jsou navíc prakicky nevyčerpaelné a při výrobě elekrické energie nevzniká vyhořelé palivo, ale malé množsví inerního plynu helia [2]. Fúzní elekrárna budoucnosi o elekrickém výkonu Jaderné elekrárny Temelín spořebuje méně než 2 kg vodíkových izoopů za den, keré získá separací ze zhruba 60 m 3 vody. Fúzní reakcí přiom vznikne přibližně 1,2 kg helia, keré bude využio pro vniřní pořebu echnologií elekrárny. Možnos uvolňování energie při řízené jaderné fúzi byla prokázána v 90. leech minulého soleí, kdy americký reakor TFTR dosáhl fúzního výkonu 10,7 MW a evropský reakor JET fúzního výkonu 16 MW. Technickou realizovaelnos energeického využií jaderné fúze bude demonsrova mezinárodní fúzní reakor ITER (obr. 1), kerý bude uveden do provozu v roce 2025 a v roce 2036 dosáhne fúzního výkonu 500 MW. Hlavní rozdílem mezi fúzními a jadernými elekrárnami bude jiný yp jaderného reakoru vyžadující jiné podpůrné echnologie. Ačkoliv pravidla pro provoz fúzních reakorů budou zcela odlišná od pravidel provozu šěpných reakorů, sysémově půjde v obou případech o jaderný osrov se sanovenými provozními pravidly. Pomineme-li odlišnou srukuru jaderného osrova, zůsává několik charakerisických rysů, keré budou specifické pro fúzní elekrárny, jako jsou vysoký 318

Tab. 1: Vybrané paramery referenčního modelu fúzní elekrárny DEMO2 Fúzní výkon 3 255 MW Tepelný výkon* 4 149 MW Hrubý výkon 1 660 MW Čisý elekrický výkon 953,1 MW Příkon sysému HCD** 483 MW Vlasní spořeba 224 MW Využií insalovaného výkonu 75 % Roční výroba elekrické energie 6,25 TWh * Tepelný výkon zahrnuje fúzní výkon muliplikovaný při výrobě riia a recirkulující výkon ohřevu plazmau. ** HCD označuje sysém ohřevu a generování elekrického proudu plazmau. Obr. 1: Reakor ITER Obr. 2: Schéma fúzní elekrárny Pro dosažení energeického zisku fúzního reakoru je nuné ohřá fúzní palivo z vodíkových izoopů na eploy přesahující 100 milionů supňů Celsia. Při ako vysokých eploách se každá láka nachází ve savu plně ionizovaného plazmau. Konaku horkého plazmau s konsrukcí reakoru bude bráni magneické pole reakoru. Vniřní sěnu reakoru vysavenou epelnému a neuronovému záření plazmau budou voři zv. jaderné komponeny reakoru [3]. Chlazením jaderných komponen bude uvolněná energie odváděna ven z reakoru a použia k výrobě elekřiny. Fúzní elekrárny budou dvouokruhové s více primárními chladicími okruhy jednolivých čásí reakoru (obr. 2). Pro výrobu elekrické energie se předpokládá využií osvědčené echnologie urbínového osrova lakovodních jaderných elekráren PWR. Obr. 3: Skladba přímých nákladů fúzní elekrárny energeický ok, recirkulace elekrického výkonu, nevyčerpaelné zásoby fúzního paliva nebo minimální vliv výroby elekrické energie na živoní prosředí. Vysoký energeický ok složený z inenzivního neuronového a epelného záření je v současnosi hlavní echnologickou výzvou při vývoji fúzních energeických reakorů [3]. Fúzní energeika První fúzní elekrárny budou s vysokou pravděpodobnosí posaveny na bázi fúzních reakorů ypu okamak. Invesiční náklady na výsavbu fúzní elekrárny Pro ex-ane analýzu echnicko-ekonomické efekivnosi výroby elekrické energie ve fúzních elekrárnách byl použi evropský referenční model demonsrační fúzní elekrárny DEMO2 vydaný konsorciem fúzních laboraoří EUROfusion v roce 2015 [4]. Model byl sesaven v briském sředisku pro fúzní energeiku CCFE v Culhamu a v současnosi předsavuje jeden z nejpřesnějších odhadů nákladů na výsavbu a provoz fúzních elekráren. Vybrané paramery modelu jsou shrnuy v ab. 1. Model zahrnuje náklady na realizaci jednolivých echnologií elekrárny v průběžně akualizovaných měrných cenách. Náklady na fúzní echnologie voří přibližně 75 % celkových přímých nákladů na výsavbu elekrárny a odrážejí nedosaečné know-how a související rizika při jejich výrobě a zprovozňování. Invesiční náklady modelu DEMO2 v cenách roku 2015 jsou shrnuy v ab. 2. Skladba přímých nákladů je zobrazena na obr. 3. Uvedené náklady nezahrnují cenu peněz (jde o zv. overnigh coss). Na rozdíl od probíhajícího projeku ITER model nezahrnuje náklady na vývoj jednolivých fúzních echnologií ani náklady související s komplikovanou mezinárodní paricipací při realizaci projeku formou in-kind dodávek, a proo jsou celkové invesiční náklady v porovnání s projekem ITER přibližně poloviční. 319

Tab. 2: Invesiční náklady referenčního modelu DEMO2 Reakor 862 M$ Magneický sysém 2 216 M$ Vakuový sysém 39 M$ Kryogenní sysém 99 M$ Palivový sysém 298 M$ HCD sysém 439 M$ Chlazení 221 M$ Diagnosika 150 M$ Dálková údržba 300 M$ Turbínový osrov 321 M$ Osaní zařízení 71 M$ Savba 1 027 M$ Přímé náklady 6 043 M$ Nepřímé náklady 1 473 M$ Rozpočová rezerva 1 009 M$ Invesiční náklady 8 525 M$ Výrobní náklady Provozní náklady fúzních elekráren budou výrazně odlišné od provozních nákladů exisujících elekráren. Mezi hlavní důvody paří vysoké průběžné náklady na výměnu jaderných komponen reakoru a velmi nízká cena paliva. Tepelné a neuronové zaížení jaderných komponen bude naolik vysoké, že v současnosi nelze vyrobi jaderné komponeny s živonosí odpovídající živonosi elekrárny. Projeková živonos fúzní elekrárny DEMO2 je 40 le, zaímco projeková průměrná živonos jaderných komponen reakoru je 4,5 až 10,5 roku. Proože zaížení a související opořebení jaderných komponen nebude rovnoměrné, bude se výměna ýka pouze poškozených nebo mezně opořebených modulů a náklady na výměnu komponen budou rozprosřeny po celou dobu provozu elekrárny. V případě analyzovaného modelu dosáhnou průměrné roční náklady na výměnu jaderných komponen 85 M$. Oproi omu průměrné roční náklady na palivo nepřesáhnou 2,75 M$. Osaní provozní náklady budou srovnaelné s provozními náklady moderních jaderných elekráren. Provozní náklady voří zhruba jednu řeinu celkových výrobních nákladů elekrárny. Výrobní náklady jsou majorině ovlivněné vysokými odpisy invesičních nákladů, jak ukazuje obr. 4. Proože podsaná čás invesičních i provozních nákladů souvisí s výrobou fúzních echnologií, jako jsou jaderné komponeny nebo magneický sysém, budou výrobní náklady výrazně a efekivně klesa v závislosi na pokroku ve výzkumu a vývoji ěcho echnologií. Analýza echnicko-ekonomické efekivnosi Analyzovanými kriérii echnicko-ekonomické efekivnosi elekrárny DEMO2 byly čisá současná hodnoa projeku, index ziskovosi, vniřní výnosové proceno, Obr. 4: Skladba výrobních nákladů referenčního modelu DEMO2 dynamická doba návranosi a sřední měrná cena elekrické energie [5]. Čisá současná hodnoa byla vypočena podle rovnice: T L 1 NPV = = 0 ( R C I DP ) ( 1 T )+ DP IN ( 1 + r) (1), kde označuje běžný rok, T L dobu ekonomické živonosi elekrárny, R roční výnosy, C roční provozní náklady, I finanční náklady na úvěr, DP odpisy, T sazbu daně z příjmu, IN roční invesice a r reálnou diskonní sazbu. Rovnice implemenuje daňový ší snižující efekivní úrokovou sazbu úvěru. Index ziskovosi PI vyjadřuje poměr výnosů projeku k počáečním invesičním nákladům IN: T L R C I DP T DP IN r PI = 1 ( ) ( )+ = 0 1 1+ IN ( ) (2). Sřední měrná cena elekřiny LCOE (Levelized Cos of Elecriciy) zahrnuje náklady na výrobu elekřiny včeně invesovaného kapiálu vzažené k celkově vyrobenému množsví elekřiny za celou dobu živonosi elekrárny: T L IN C I r LCOE = 1 ( + + ) + = 0 1 T L 1 E 1+ r = 0 ( ) ( ) (3), kde E označuje čisou roční výrobu elekřiny. Celková sřední měrná cena elekřiny TCOE (Toal Cos of Elecriciy) započíává k LCOE aké exerní náklady C EXT související s výrobou: TCOE = TL 1 = 0 EXT ( IN + C + I + E C ) ( 1+ r) TL 1 (4), E ( 1+ r) = 0 Analýza byla provedena ve sálých cenách roku 2015 s reálnou diskonní sazbou. Diskonní sazba byla 320

Tab. 3: Paramery echnicko-ekonomické efekivnosi modelu DEMO2 Index ziskovosi 0,00 1,00 Čisá současná hodnoa [G$] 0,00 8,53 Vniřní výnosové proceno [%] 5,0 9,2 Dynamická doba návranosi [roky] 40 13 Sřední měrná cena elekřiny [$/MWh] 133 133 Mezní výkupní cena elekřiny [$/MWh] 152 261 Obr. 5: Ilusrace vývoje cash-flow v mezním případě nulové ziskovosi projeku při výkupní ceně elekřiny 152 $/MWh Obr. 6: Vývoj čisé současné hodnoy a dynamické doby návranosi v závislosi na výkupní ceně elekřiny Tab. 4: Technicko-ekonomická kriéria efekivnosi v závislosi na čisé účinnosi výroby elekřiny Čisá účinnos elekrárny 23 % 30 % 33 % Sřední měrná cena elekřiny [$/MWh] 133 105 96 Mezní výkupní cena elekřiny [$/MWh] 152 119 110 dolarech. Míra inflace a obchodní kurzy měn pro přepoče cen na cenovou úroveň roku 2015 byly čerpány z daabáze Evropské cenrální banky. Sazba daně z příjmu byla zvolena konzervaivně podle německé efekivní sazby korporání daně ve výši 31 %. Délka provozu elekrárny byla převzaa z modelu v délce 40 le, fáze echnické přípravy a fáze výsavby byly zvoleny deseileé sejně jako fáze likvidace elekrárny. Vývoj cash-flow projeku v mezním případě nulové ziskovosi je zobrazen na obr. 5. Sřední měrná cena elekřiny LCOE elekrárny DEMO2 byla zjišěna ve výši 133 $/MWh a mezní výkupní cena elekrické energie ve výši 152 $/MWh. Čisá současná hodnoa projeku by dosáhla výše vsupních invesic při výkupní ceně elekrické energie 261 $/MWh. Vývoj kriérií echnicko- -ekonomické efekivnosi v závislosi na výkupní ceně elekrické energie je zobrazen na obr. 6 a 7. Výsledky analýzy jsou shrnuy v ab. 3. Obr. 7: Vývoj vniřního výnosového procena a indexu ziskovosi v závislosi na výkupní ceně elekřiny zvolena ve výši 5 % na základě předpokladu, že míra rizikovosi bude snížena sání garancí díky poliickému a společenskému významu projeku a na základě délervající siuace na finančních rzích, kdy jsou úroky bezrizikových vkladů velmi nízké. S ohledem na analyzovaný model byl výpoče proveden v amerických Hlavní fakory Analýza ukázala vysokou cilivos ekonomiky elekrárny na velikos invesičních nákladů a na čisou účinnos výroby elekrické energie. Nedosaečné průmyslové znalosi fúzních echnologií a související rizika výraznou měrou ovlivní výši invesičních nákladů projeku. Na základě posupně získaného know-how se však yo náklady budou snižova (zv. learning facor). Obecně může oo snížení dosáhnou při výsavbě desáé elekrárny až 40 % [6], avšak invesiční náklady fúzních elekráren s vysokým podílem nákladů na echnologie poskynou další prosor pro snižování nákladů na základě implemenace nových výsledků vědy a výzkumu. V případě fúzních elekráren nebude díky inherenní bezpečnosi fúzních reakorů žádný důvod k růsu nákladů na zajišění jaderné bezpečnosi, ke kerému dochází v současnosi v jaderné energeice. Podobně nebude nuné ani zvyšování nákladů na ochranu živoního prosředí, a proo bude rend vývoje invesičních nákladů fúzních elekráren sesupný v návaznosi 321

na zdokonalování, opimalizaci a sandardizaci fúzních echnologií. Vyšší čisá účinnos výroby zvýší množsví vyrobené elekřiny bez nárůsu epelného výkonu reakoru a bez zkrácení živonosi jaderných komponen. Zvýšení čisé účinnosi z 23 % na 30 % by snížilo mezní výkupní cenu elekřiny o více než 21 % (ab. 4). Zvýšení účinnosi závisí především na snížení příkonu nuného pro ohřev plazmau, keré úzce souvisí s pokroky ve fyzice plazmau a vývoji fúzních echnologií. Hodnocení echnicko-ekonomické efekivnosi Zjišěná mezní výkupní cena elekrické energie ve výši 152 $/MWh je několikanásobně vyšší než současná ržní cena elekřiny. Nerenabilia energeického projeku šerného k živonímu prosředí bez veřejné podpory ale není v dnešní době ničím neobvyklým. Přebyečná elekřina z doovaných obnovielných zdrojů a dosaek fosilních paliv slačují ržní cenu elekřiny na minimální hodnoy. Doace a garanované výkupní ceny se obvykle ýkají obnovielných zdrojů, avšak objevují se i v souvislosi s novými jadernými bloky, jako například v případě výsavby jaderných elekráren ve Velké Briánii nebo v ČR. Analyzovaná fúzní elekrárna by při současných cenách elekřiny na burze (~ 34 $/MWh v roce 2015) byla renabilní při doaci 120 $/MWh. Pořebná doace 118 $/MWh je menší než doace poskyované mořským věrným elekrárnám, keré činily v EU v roce 2012 136 $/MWh v cenách roku 2015, a je poloviční oproi doacím poskyovaným ve sejném roce pro foovolaické elekrárny ve výši 249 $/MWh v cenách roku 2015 [7]. Uvedené doace obnovielných zdrojů navíc nezahrnují náklady na udržování rozsáhlých záskokových fosilních zdrojů, keré v případě fúzních elekráren nebudou nuné. V porovnání s ěmio obnovielnými zdroji budou fúzní elekrárny vyrábě elekrickou energii sejně čisě a ekologicky, avšak levněji. Obr. 8: Exerní náklady vybraných energeických zdrojů Obr. 9: Sřední měrná výrobní cena elekřiny LCOE Exerní náklady Proože různé energeické zdroje různě ovlivňují živoní prosředí, je nuné oceni aké exerní náklady vznikající v souvislosi s činnosí ěcho zdrojů. Exerní náklady jsou definovány jako dopad chování ekonomického subjeku na blahoby jiného subjeku, přičemž se eno dopad neodráží v penězích nebo ržních ransakcích. Použiá evropská meodika pro ocenění exerních nákladů ExernE (Exernal Coss of Energy) hodnoí ři hlavní kaegorie dopadů energeiky: poškození lidského zdraví (zvýšení rizika úmrí a nemocnosi), vliv na ekosysémy a biodiverziu (změny v prosředí, úbyek biodiverziy) a vliv na zdroje a vyčerpání (především na vodu, kovy a paliva, ale aké plodiny, budovy apod.). Dopady zahrnují změny klimau, poškozování ozonové vrsvy, okyselení půdy, eurofizace sladkovodního a mořského prosředí, zvyšování oxiciy prosředí, zvyšování radiačního Obr. 10: Celková sřední měrná výrobní cena elekřiny TCOE zahrnující exerní náklady pozadí, zábor zemědělské půdy, zábor plochy ve měsech, ransformace přírodní půdy, vyčerpávání vodních zdrojů, vyčerpávání nerosných nalezišť, vyčerpávání zdrojů energie a nehody a havárie [7]. Graf na obr. 8 shrnuje exerní náklady různých ypů elekráren vyčíslené meodikou ExernE [7], [8]. Náklady jsou uvedeny v cenách roku 2015. Jaderná fúze bude vyváře v průměru nejnižší exerní náklady ze všech srovnávaných zdrojů. Porovnání Pro porovnání ekonomické efekivnosi různých ypů elekráren byla použia daa o sředních měrných výrobních cenách LCOE při 7% diskonní sazbě 322

publikovaná OECD v roce 2015 [9] a daa publikovaná evropskou agenurou EFDA [10]. Ceny byly přepočíány na cenovou úroveň roku 2015. Graf na obr. 9, vycházející z rozsáhlého souboru da zemí OECD, ukazuje srovnaelné výrobní ceny elekřiny z jaderných a fosilních elekráren a významně vyšší výrobní ceny věrných a foovolaických elekráren. Z grafu mimo jiné vyplývá, že dříve zmíněná současná cena elekřiny na burze je pod výrobními náklady všech uvedených zdrojů, a doace by ak obecně vyžadoval kerýkoliv z ěcho zdrojů. Započíáním exerních nákladů se pořadí elekráren z hlediska výrobní ceny výrazně mění. Výsledný graf celkových sředních měrných výrobních cen elekřiny TCOE zahrnujících exerní náklady je zobrazen na obr. 10 [7] [10]. Dopady výroby elekřiny na živoní prosředí zdražují fosilní elekrárny a naopak zvýhodňují fúzní elekrárny. Při započíání vlivu na živoní prosředí budou fúzní elekrárny druhým ekonomicky nejefekivnějším energeickým zdrojem. Závěr Ekonomika fúzních elekráren bude důležiým fakorem rozvoje fúzní energeiky. Předpovědě vývoj celosvěové ekonomiky a energeiky na několik desíek le dopředu je ale velmi obížné. Reálný průběh inegrace jaderné fúze do energeiky bude závise na vědeckém a echnologickém rozvoji celého energeického sekoru. Význam předložené analýzy je proo především v kvaliaivním porovnání fúzních elekráren s dnes využívanými energeickými zdroji. Technicko-ekonomická ex-ane analýza modelu fúzní elekrárny DEMO2 popsala hlavní ekonomická specifika budoucí fúzní energeiky. Skladba invesičních a provozních nákladů fúzních elekráren bude výrazně odlišná od exisujících elekráren a bude charakerisická rozhodujícím vlivem ceny nových fúzních echnologií. To v počáečním období způsobí nekonkurenceschopnos fúzních elekráren, avšak vzhledem k minimální ceně paliva bude vyvořen velký prosor pro snižování invesičních a provozních nákladů na základě echnologického výzkumu a vývoje. Opimalizace a zdokonalování fúzních elekráren na dlouhou dobu úzce propojí energeiku s vývojem nových pokročilých echnologií. Analyzovaný model fúzní elekrárny DEMO2 byl při současných cenách elekřiny vyhodnocen jako nerenabilní a jeho realizace by si vyžádala doaci výkupní ceny elekřiny, kerá by ale byla nižší, než je poskyovaná podpora věrných a foovolaických elekráren. Přiom by vysoce ekologická výroba elekrické energie probíhala bez výkyvů způsobených denní dobou, ročním obdobím nebo počasím a bez související nunosi udržova záskokové fosilní zdroje. Vezmeme-li v úvahu prakicky nevyčerpaelné zásoby paliva, inherenní bezpečnos, velmi nízké exerní náklady na výrobu elekrické energie a konsanní vysoký energeický ok, fúzní elekrárny mají poenciál sá se významným energeickým zdrojem. Poděkování: Auoři děkují za cenné připomínky v recenzním řízení. Převzaé obrázky byly použiy s laskavým svolením ITER Organizaion (www.ier.org). Akivia byla podpořena sraegií Akademie věd AV21 v rámci výzkumného programu Sysémy pro jadernou energeiku. Lieraura: [1] F. Romanelli. Fusion Elecriciy. A roadmap o he realizaion of fusion energy. EFDA, 2012, dosupné na hps://www.euro-fusion.org/ downloads/. [2] S. Enler. Fúzní palivo a obnovielné zdroje. Energeika 5 (2015), 249 252. [3] S. Enler, J. Mlynář, V. Dosál. Základy fúzní energeiky IV. Jaderné komponeny. TZB-info 37 (2016), dosupné na hp://energeika. zb-info.cz/elekroenergeika/14669-zaklady-fuzni-energeiky-iv-jaderne-komponeny. [4] R. Kemp. DEMO2 Reference Design May 2015, EUROfusion IDM EU- _D_2LCBVU, EUROfusion, 2015. [5] T. Dlouhý. Projekování energeických zařízení. Dosupné na hp:// energeika.cvu.cz/?en_projekovani-energeickych-zarizeni,128, 11. 7. 2017. [6] L. Argoe e al. Learning Curves in Manufacuring. Science Vol 247 (1990) p 920. [7] S. Alberici, e al. Subsidies and coss of EU energy. Annex 3, EC 2015, ab a3-8. [8] G. Borrelli e al. Socio-Economic Research on Fusion. EFDA RE RE 1, 2001. [9 ] Projeced Coss of Generaing Elecriciy 2015 Ediion, Execuive Summary, OECD IEA NEA, 2015. [10] D. Maisonnier e al. A concepual sudy of commercial fusion power plans. Final Repor of he European Fusion Power Plan Concepual Sudy (PPCS), EFDA-RP-RE-5.0, 2005. Ing. Slavomír Enler pracuje v Úsavu fyziky plazmau Akademie věd ČR. Zabývá se vývojem diagnosických přísrojů pro fúzní reakory a problemaikou inegrace fúzních reakorů do energeiky. doc. Ing. Tomáš Dlouhý, CSc. je zásupcem vedoucího Úsavu energeiky Fakuly srojní ČVUT v Praze. Zabývá se problemaikou epelných sousav, podmínkami pro účinné spalování paliv a ekonomikou energeických zařízení. doc. Ing. Václav Dosál, Ph.D. je garanem programu Jaderná energeická zařízení Úsavu energeiky Fakuly srojní ČVUT. Zabývá se problemaikou jaderných energeických zařízení s důrazem na ermohydrauliku a bezpečnos jaderných reakorů. Mgr. Jan Horáček, Ph.D. je fyzikem Úsavu fyziky plazmau Akademie věd ČR. Zabývá se inerakcí horkého plazmau s konsrukčními maeriály a popularizací jaderné fúze. Recenze: doc. RNDr. Jan Mlynář, RNDr. Vladimír Wagner, CSc. 323