Státy EU s podobnými podmínkami jako ČR připravují velké jaderné bloky s dálkovým vytápěním, jenom ČR spí a sní o malých modulárních reaktorech SMR Petr Neuman Sdružení NEUREG Velká část zemí EU s obdobnými podmínkami jako Česká republika plánuje a připravuje jaderné elektrárny s výrobou elektrické energie a s masivním odběrem tepla pro zajištění dálkového vytápění blízkých a vzdálených městských aglomerací, kde systémy dálkového vytápění již fungují. Při využití velkých systémových bloků VVER (PWR, LWR) je to v časově přijatelném horizontu 10 až 20 let realizovatelný způsob, jak využít stávající provozované topné systémy, do nichž byly investovány obrovské finanční prostředky. V ČR je pro toto řešení mimořádně příznivá technologická a inženýrská situace, daná zkušenostmi s výstavbou a dlouhodobým provozem, servisem, údržbou a postupnou modernizací JE Temelín 1 000 MW. V České republice jsou také dlouhodobé zkušenosti s jaderným vytápěním z JE Temelín (JETE) do nedalekého města Týn nad Vltavou a od zimní topné sezóny 2020/2021 bude vytápěno také krajské město České Budějovice. V článku budou uvedeny základní podmínky a parametry systémů dálkového vytápění z Polska: JE Wisla Warszawa, JE Zarnowiec Gdyně, Sopoty, Gdaňsk, finský systém dálkového vytápění JE Loviisa Velké Helsinky, JE Leningrad Sosnovyj Bor, Petrohrad a z Číny. 1. Úvod k blokům SMR Česká republika je tak malá, tak prosíťovaná, že v ní není místo tak vzdálené a opuštěné, které by opravňovalo k využití decentralizovaných SMR pro výrobu elektřiny nebo tepla (jako je tomu například v Rusku, USA, Kanadě nebo Číně). Situace by v ČR vypadala tak, že každé krajské město (13x), možná i každé okresní město (76x) vybuduje jadernou teplárnu a bude ošetřovat jadernou lokalitu. Tak by to vypadalo, pokud bychom předřazovali mix SMR a OZE před velkými bloky 1 200 MW VVER. Realita je taková, že žádný SMR ještě ani není vyprojektován na prováděcí úrovni, žádný pilotní projekt není ani v dohledu nejbližších let, stávající legislativa výstavbě SMR vůbec nepřispívá a těžko budou v nové SMR legislativě snižovány požadavky na radiační bezpečnost a spolehlivost bloků. 2. Jaderné bloky s odběrem tepla (JEOT) a dálkové vytápění SCZT V ČR bychom se měli soustředit na výstavbu velkých bloků VVER 1 200 a nezdržovat se na jaderné cestě uvedeným předřazováním dosud zcela nezralých SMR. Stávající a nové velké bloky VVER 1 200 by zajišťovaly i dálkové vytápění CZT (z každého bloku lze realizovat až cca 1 000 MWt). Budeme-li důvěřovat velkým systémovým blokům VVER 1 000 až 1 200 MWe, využijemeli energeticky efektivní kombinovanou výrobu KVET v jaderných elektrárnách, můžeme teoreticky zajistit celou ČR dodávkami jaderného tepla, a to následným způsobem:» první oblast: 25 km od jaderného zdroje (povinnost vytápět vyplývající ze zákona),» druhá oblast: 60 km od jaderného zdroje (povinnost, není-li nepřekonatelná jiná překážka),» třetí oblast: 100 km od jaderného zdroje (je-li velký odběr tepla a lze ekonomicky zdůvodnit). Všechny tři oblasti dosažitelnosti viz obr. 1. Lze uvažovat takto: Nevadí, když zasíťujeme ČR infrastrukturami (dálnice, železnice, plynové sítě, elektrizační soustava), dokonce je to velmi žádoucí. Proč by tedy měla vadit teplárenská soustava? Navíc by bylo výhodné stavět potrubí horkovodů souběžně s dálnicemi, ať již provozovanými, nebo teprve připravovanými, např. dálnice D3 v úseku Tábor Praha, jako součást trasy JETE Praha (100 km). Dílčí závěr je ten, že požadavky 98
Obr. 1: Teoretické pokrytí ČR dodávkou jaderného tepla na masivní využití tepla z JEDU5 by měly být jednoznačně v připravovaných dokumentech VŘ NJZ JEDU5. 3. Zahraniční projekty velkých jaderných bloků pro dálkové vytápění Z mnoha podkladů budou uvedeny příklady připravovaných projektů dálkového jaderného vytápění z EU, Finska a Polska (3 lokality JE), mimo EU z Ruska a Číny. Obr. 2: Varšavská teplárenská soustava SCZT Warszawa 3. 1. Polsko; Warszawa District Heating System Warszawski System Ciepłowniczy. Vlastník a provozovatel Veolia Energia Warszawa S.A. Prioritní polské projekty (obr. 3): 1.1. NPP Vistula (Wisla) Warszawa (2 x 1 000 1 700 MWe) 1.2. NPP Zarnowiec Gdaňsk (tab. 1) (1 x 1 000 1 700 MWe) 1.3. NPP Warta / Klempicz Poznaň (1 x 1 000 1 700 MWe) Teplárenská síť Warszawa zásobuje oblast cca 510 km 2 (SCZT 30 až 36 PJ) a pokrývá 80 % potřeb města pro vytápění. V tomto ohledu zaujímá Warszawa druhé místo v EU po kodaňské teplárenské síti, která uspokojuje až 90 % spotřeby tepla v dánském hlavním městě. Praha má 310 km 2 (1,2 mil. obyvatel), SCZT 14 až 18 PJ, délka potrubní sítě 700 km hustota vytápění přibližně stejná. Zdroje tepla ve varšavském topném systému (obr. 2):» dvě kombinované teplárny Siekierki (1961, 2 100 MWt, 656 MWe) a Żerań (1954, 1 600 MWt, 350 MWe) fungující po celý rok a vyrábějí teplo a elektřinu v kombinovaném procesu (tzv. kogenerace KVET);» dvě výtopny Kawęczyn (550 MWt) a Wola (1973, 385 MWt, 1 500 h/rok) špičkové zdroje, spuštěné pouze v obdobích největší poptávky po teple pro zákazníky;» malá spalovna komunálního odpadu ZUO-2 vyrábějící elektřinu a teplo, která patří městskému podniku. Tyto zdroje mají celkový tepelný výkon 4 635 MWt a elektrický výkon 1 006 MWe. Využití kombinovaných tepláren a elektráren jako hlavních zdrojů dálkového tepla v hlavním městě je prospěšné z pohledu správy města. Výroba tepla Obr. 3: Navrhované lokalizace pro JE, vyhodnocené polským ministerstvem hospodářství v roce 2009 (zdroj: Odborné posouzení kritérií umístění jaderných elektráren a počáteční hodnocení dohodnutých lokalit, Energoprojekt-Warszawa S.A., Warsaw, 2009.) a elektřiny v centrální kogeneraci umožňuje snížení emisí přibližně o 30 % ve srovnání s výrobou v samostatných zařízeních. To se promítá nejen do ekologie, ale také do příznivé ceny vyrobeného tepla. Jedna zřejmá lokalita pro JE je 40 kilometrů od Varšavy (1,8 milionu obyvatel, městská aglomerace 2,8 milionu obyvatel). Potřeba elektrické energie i tepla roste kvůli rychle rostoucímu městu. To dává mimořádně cennou šanci na velmi vysokou termodynamickou účinnost 80 % v kogeneraci namísto 33 % (max. 36 % v případě EPR-1600) pouze u elektrické energie vyrobené z JE. Varšavská tepelná soustava má kapacitu 3 900 MWt a je největší mezi zeměmi EU (další v pořadí: Berlín, Hamburk, Helsinky, Stockholm, Kodaň, Paříž, Praha, Sofie, Bukurešť, Vídeň, Milán) a čtvrtá největší na světě (Moskva, Peking, New York). V roce 2005 byly vypočítány ztráty způsobené emisemi ve výši 24 euro a délka života lidí byla stanovena 99
Obr. 4: Posouzení spotřebitelů tepla a dopravních vzdáleností v případě JE Żarnowiec o 8 měsíců kratší. Varšavská atmosféra je velmi znečištěná také proto, že zde existují čtyři elektrárny na výrobu tepla a elektřiny: tři uhelné a jedna na těžký topný olej (TTO). V těchto teplárnách se ročně spaluje 3,5 milionu tun černého uhlí. Plány na výstavbu polských jaderných zdrojů zahrnují ve všech případech také napojení na soustavy dálkového vytápění SCZT. V Polsku, kde je energetický sektor v současné době ve fázi restrukturalizace, je schválena výstavba prvních dvou až tří jaderných energetických reaktorů. Obecně platí, že nové národní programy (energetická politika Polska do roku 2030, polský program jaderné energie) odpovídající očekávaným mezinárodním předpisům (různé směrnice EU o průmyslových emisích a trhu s emisemi) předpokládají, že polský jaderný sektor bude pokrývat 21,1 31,6 TWh elektřiny do roku 2030. To odpovídá 12 16 % vnitrostátní spotřeby v posuzovaném období a celkové jmenovité kapacitě jaderných reaktorů na úrovni 3 200 4 800 MW. V nabídkovém řízení by mělo být zváženo použití tlakovodních reaktorů VVER-PWR (Westinghouse AP-1000, EdF EPR-1650) a varných reaktorů BWR (ekonomický zjednodušený varný reaktor ESBWR, Advance Boiling Water Reactor ABWR). Stejné typy zvažuje ve VŘ i Finsko. V rámci studií vhodných lokalit byly zkoumány tři hlavní lokality pro první polskou jadernou elektrárnu: (1) Żarnowiec (obr. 4, obr. 5, obr. 6) (město Krokowa), (2) Lubiatowo-Kopalino (město Choczewo, 15 km východně od Żarnowiec), (3) Gąski (město Mielno na pobřeží u Koszalin). Všechny mají dobré technické podmínky díky blízkosti Baltského moře. Kromě toho se u lokality Żarnowiec zdá, že díky nedaleké přečerpávací vodní elektrárně PVE o výkonu 716 MW má největší potenciál pro výrobu a obchodování s elektřinou. Mimořádně zajímavé je využití jaderné energie spojené s velkým počtem spotřebitelů elektrické a tepelné energie, v těsné blízkosti JE může být využito také dálkové teplo. Existuje řada významných technických výzev v oblasti technologií PWR a BWR, klíčové aspekty jsou: (1) možná stálá potřeba tepla jak vysoká účinnost Obr. 5: Hlavní potrubní segment pro JE Żarnowiec Obr. 6: Zjednodušený model potrubí horkovodu, JE Żarnowiec Tab. 1: Trasa horkovodu JE Zarnowiec Gdaňsk Segment of a network Distance (km) Heat extraction (%) NPP Wejherowo 19,2 8,7 Wejherowo Rumia 11,2 53,0 Rumia Gdynia 11,1 4,4 Gdynia Sopot 9,2 5,5 Sopot Gdańsk 11,2 28,5 přenosu tepla, tak stabilní parametry provozu JE jsou vyžadovány pro pozitivní faktory nákladové efektivity, včetně budoucího růstu spotřeby tepla, (2) vysoce efektivní, měla by být navržena odolná tepelná síť (dlouhodobý provoz), (3) měla by být rozpoznána a zavedena nejpříznivější tepelná extrakce (z různých odběrů páry z turbíny, vnitřních regeneračních výměníků tepla), což má vliv na konstrukci parní turbíny a podmínky tepelného toku s minimálním narušením; očekávaný vztah mezi dodatečnou tepelnou kapacitou a snížením výroby elektřiny je 6 : 1, tzn. na každých 6 MWt tepla získaného z extrahované páry se sníží vyrobená elektrická energie o 1 MWe. 3. 2. Finsko; Helsinki City Heating System Helsinský městský systém vytápění z JE Loviisa bloku 3. Společnost FORTUM Heat Division, Nuclear Power Dpt. je 100% vlastník a provozovatel JE Loviisa. 100
Obr. 8: Typy a dodavatelé jaderných bloků pro výběrové řízení Projekt je velmi podobný připravovanému NJZ JEDU5 v ČR. V obou JE jsou původní dva/čtyři bloky 2/4 x VVER 500 MW (440), a 3./5. blok bude vyššího výkonu (obr. 8). Ve Finsku 1 200 až 1 700 MW, v ČR se nově uvažuje pouze do 1 200 MW. Z tohoto pohledu je průnik pouze v ruském bloku PWR 1 200 MW (Finsko: AES 2006; ČR: MIR 1200). Finové připouštějí i variantu BWR (2/6, T-W 1 600, GE-H 1 650), v ČR pouze VVER = PWR. Z hlediska S.O. je u BWR navíc INTERME- DIATE CIRCUIT viz obr. 10. Obecným požadavkem na konstrukci JE Loviisa bloku 3 byl odběr tepla přes tepelné výměníky a meziobvody, v případě:» PWR: výměníky tepla v místě JE a připojení k síti, vytápění městských částí přes předávací stanice (obr. 9),» BWR: navíc se předpokládá meziobvod v JE viz obr. 10. Studie provedené společností Fortum v letech 2008 2010 (podobná studie byla provedena již na začátku 80. let, ale byla vyhodnocena jako nepraktická), uvažující kombinovanou výrobu tepla a elektřiny Obr. 9: Uvažovaný typ PWR Pressurized Water Reactor (lehkovodní reaktor VVER, LWR), dvouokruhový (primární okruh reaktorový radioaktivní; sekundární okruh parní) Obr. 10: Další uvažovaný typ BWR Boiling Water Reactor (varný reaktor), jednookruhový (Nevýhoda z hlediska bezpečnosti: radioaktivní pára jde přímo na turbínu. Výhoda: vyšší parametry páry než u VVER: tlak vody 7 MPa, teplota páry na výstupu z reaktoru 286 C.) (KVET) z bloku 3 JE Loviisa, předpokládaly přepravu tepla do helsinské metropolitní oblasti na vzdálenost asi 80 km, s tepelnou přenosovou kapacitou do 1 000 MW. Vypracovaná studie popisuje obecný koncept kogenerace KVET Loviisa 3; řeší technické výchozí body, jakož i obecné požadavky na konstrukci a bezpečnost s ohledem na kogenerační zařízení a systém dálkového přenosu tepla. Varianta KVET JE Loviisa 3 má následující synergické účinky: a) výměna jaderného tepla za fosilní paliva, spotřeba tepelné energie (dálkové teplo) 11 12 TWh/r, b) velké snížení emisí oxidu uhličitého, až 4 miliony tun ročně (6 % celkových emisí CO 2 ve Finsku), c) vyšší účinnost zařízení, snížení úniku tepla do Finského zálivu, čistá ztráta elektrické energie v poměru asi 1/6 k vyrobené tepelné energii, d) odběr páry z turbíny, z vysokotlakých dílů nebo několika odběry z nízkotlakých turbín, optimalizace a přepracování stávající turbíny nebo návrh nové turbíny. Odběr tepla z JE Loviisa 3 bude použit pro základní spotřebu tepla (5 700 h/rok = 65% plné vytížení horkovodu, zbývajících 3 060 h/rok ф na 60% = 600 MW). Výkonově podobný projekt jako DHS/CZT Warszawa. Z pohledu ČR lze poznamenat, že na konci roku 2020 (před topnou sezónou 2020/2021) bude, podle uzavřených smluv mezi společností ČEZ, městem České Budějovice a společností TENZA, uvedena do provozu dodávka tepla JETE České Budějovice (25 km) v rozsahu 210 [GWh/rok], tj. tepelná kapacita cca 30 MW (srov. s vytápěním Helsinek v tab. 2). Projekt Loviisa blok 3 KVET je velmi podobný českému nově připravenému 5. bloku JE Dukovany s dálkovým vytápěním do Brna (40 km) a dále do Kroměříže (60 km, chladovod ), Otrokovic, Zlína, možná také na západ do měst Třebíče (25 km) a Jihlavy (70 km). V obou JE jsou původně dva/čtyři bloky 2/4 x VVER 500 MW (440) a 3./5. blok bude mít vyšší výkon. Ve Finsku 1 200 až 1 700 MW, v České republice se uvažuje pouze o 1 200 MW. Z tohoto hlediska je průnik parametrů u ruské jednotky VVER 1200 MW (Finsko AES 2006; Česká republika MIR 1200). Ve Finsku se také zvažují alternativní BWR (Westinghouse 1 600 MW, General Electric Hitachi 1 650 MW). V České republice pouze VVER = PWR bloky. V současné době je oblast výroby tepla v Helsinkách v metropolitní 101
oblasti založená na uhlí a zemním plynu a produkuje přibližně pět až sedm milionů tun emisí oxidu uhličitého ročně. Velké množství kombinované výroby tepla a elektřiny (KVET) v bloku Loviisa 3 by mohlo toto číslo snížit až o čtyři miliony tun. To by snížilo finské emise oxidu uhličitého až o šest procent. Kromě toho by rozsáhlá kombinovaná výroba tepla a elektřiny významně zvýšila celkovou účinnost nové jednotky, a snížila by tak dopad na místní mořské prostředí omezením vypouštění tepla do vod Finského zálivu. Jaderná energie byla využívána pro dálkové vytápění v několika zemích, a to jak ve vyhrazených jaderných teplárnách, tak v zařízeních na výrobu tepla a elektřiny. Kapacita výroby tepla v jaderných elektrárnách je však obvykle spíše omezená, maximální je kolem 250 MWth na jednotku. Proti tomu je koncepce kombinované výroby tepla a elektřiny Loviisa 3 mnohem ambicióznější, a to nejen kvůli předpokládané mnohem větší produkci tepla, ale také proto, že voda pro dálkové vytápění by musela být přepravována na poměrně velkou vzdálenost. Tab. 2: Tepelná dodávka pro metropolitní oblast Helsinki Town District heat consumption (GWh/rok) Distric heat operator Helsinki 7 500 Helsingin Energia Espoo 2 500 Fortum Vantaa 2 000 Vantaan Energia Oy (40% owned by Helsingin Energia) Obr. 11: Čínský projekt vytápění v jaderné elektrárně Haiyang v provincii Šan-tung Design jaderné elektrárny AP-1000 (zdroj: Westinghouse) 3. 3. Rusko; JE Leningrad II (Unit 1) Sosnovyj Bor - Petrohrad JE Leningrad II, podle zprávy provozovatele Rosenergoatom ze dne 2. prosince 2019, poskytuje první blok ruské jaderné elektrárny Leningrad II dálkové vytápění tím, že byl integrován do systému zásobování teplem města Sosnovy Bor (obr. 12). Reaktor VVER-1200 nahradí dodávky elektřiny a topné kapacity po uzavření první ze čtyř jednotek RBMK-1000 v nedaleké JE Leningrad I. Všechny výrobní společnosti umístěné v průmyslovém parku v Sosnovy Bor byly první, které získaly teplo vyrobené Leningradem II-1, uvedla společnost Rosenergoatom. Další fází bude integrace dodávky tepla reaktoru do městského systému vytápění. Čisté náklady na teplo vyrobené v jaderné elektrárně Leningrad jsou mnohem nižší než náklady na výrobu kotelen na fosilní palivo. Týmy turbínové haly JE Leningrad a kotelny na dálkové zásobování teplem plně zajistily spolehlivé a bezproblémové zásobování města a průmyslového parku pomocí velkokapacitního energetického bloku, který může produkovat dvakrát více než blok RBMK. Leningradská jaderná elektrárna je základním zdrojem tepla pro Sosnovoborský městský okruh (žije v něm přes 68 tisíc obyvatel). Náklady na teplo, produkované jadernou elektrárnou, jsou ve srovnání s klasickými teplárnami spalujícími fosilní paliva výrazně nižší. Tepelný výkon nového energetického bloku je 3 200 MWt, resp. 250 Gcal/h, což je dost na to, aby dodával teplo průmyslovému parku a spotřebitelům ve městě Sosnovy Bor (5 km). Později se předpokládá dodávka tepla přes Petrodvorec i do Petrohradu (88 km). V současné době využívají pouze jednu třetinu kapacity zařízení a uspokojují 60 % potřeby tepla v lokalitě. Obr. 12: Horkovod vyvedený z prvního bloku Leningradské JE-II Stávající elektrárna Leningrad I zahrnuje čtyři jednotky RBMK-1000, zatímco Leningrad II bude mít čtyři jednotky VVER-1200. Leningradský blok 1 byl odstaven z provozu 21. prosince 2018, další tři bloky by měly být uzavřeny do roku 2025. Jednotka 1 Leningradu II byla připojena k rozvodné síti 9. března 2018, čímž se stal druhým reaktorem VVER-1200, který byl uveden do provozu, po uvedení do provozu bloku Novovoronezh II/1 v roce 2016. Spouštění bloku JE Leningradu II-2 VVER-1200 se očekává v březnu roku 2020. Jadernou elektrárnu Leningradská II staví Rosatom asi 40 kilometrů západně od Petrohradu. Projekt VVER-1200 si vybraly pro své nové jaderné bloky i země jako Bělorusko (Ostrověcká JE), Maďarsko (JE Paks II), Finsko (JE Hanhikivi), Egypt (JE El Dabaa) ad. 3. 4. Čína vytápění z jaderné elektrárny Haiyang v provincii Šan-tung Čínský projekt jaderného vytápění v jaderné elektrárně Haiyang v provincii Šan-tung. Dne 18. listopadu 2019 bylo oznámeno, že dva bloky Westinghouse AP1000 (CAP1000) v elektrárně zpočátku zajistí vytápění 700 000 m 2 (celkem pro 70 tis. obyvatel, za předpokladu byt 50 m 2 pro 5 osob, při 102
spotřebě 100 kwh/m 2 je to 70 GWh, kapacita horkovodu 10 [MWt]). Systém bude v první zimní sezóně 2019/2020 vytápět 700 000 m 2 bytové plochy, včetně ubytoven SDNPC a části obyvatel města Haiyang (700 tis. obyvatel, 5 km od JE). Očekává se, že toto využití jaderné energie k ohřevu zamezí použití 23 200 tun uhlí ročně, čímž se sníží emise sazí o 222 tun, oxidu siřičitého o 382 tun, oxidu dusičitého o 362 tun a oxidu uhličitého o 60 000 tun. Projekt vytápění jaderné energie v Haiyangu zajistí vytápění celého města Haiyang do sezony 2021/2022. Společnost Shandong Nuclear Power Company (SDNPC) dceřiná společnost Státní energetické investiční společnosti (SPIC) a majitel elektrárny Haiyang, oznámila, že po několika dnech zkušebního provozu byl oficiálně uveden do provozu demonstrační systém dálkového vytápění. Podle SDNPC by s mírnými úpravami mohly využít jednotky 1 a 2 Haiyang kapacitu pro vytápění až 30 milionů metrů čtverečních (při spotřebě 100 kwh/m 2 je to kapacita horkovodu 430 MWt). Z jednoho bloku AP 1000 odběr cca 250 MWt. Po zprovoznění dalších jednotek v Haiyangu by závod mohl nakonec zajistit vytápění více než 200 milionů metrů čtverečních (celkem pro 20 mil. obyvatel), při spotřebě 100 kwh/m 2 je to kapacita horkovodu 2 900 [MWt], bydlení v okruhu 100 kilometrů (město Qingtao 8,72 mil. obyvatel, 80 km, další město Ji-nan s 6,8 mil. obyvatel je vzdáleno 440 km), čímž by se zabránilo použití asi 6,62 milionu tun uhlí. Pro elektrárnu Haiyang je plánováno až 6 jednotek CAP1000 (tepelný výkon jednoho bloku 3 000 : 6 = 500 MWt). Využívání vytápění jadernou energií nezvyšuje cenu, kterou spotřebitelé platí, a zájmy tepelných společností nejsou narušeny, uvedla SDNPC. Ekologické a ekonomické přínosy jsou navíc obrovské, účinnost jaderných tepláren s kombinovanou výrobou je zvýšena a jsou stimulována nová průmyslová odvětví. První blok závodu Haiyang vstoupil do komerčního provozu v říjnu 2018, druhý blok následoval v lednu 2019. Jednotky 1 a 2 Haiyang společně poskytnou do sítě přibližně 20 TWh elektřiny ročně, což je dostačující k pokrytí jedné třetiny poptávky domácností v provincii Šan-tung. Zde zdůrazníme fakt, že se jedná o možnost v EU a ČR nepříliš medializovanou, a to jak reálně dekarbonizovat soustavy centrálního vytápění, kterých je v Evropě velké množství, zejména ve vazbě na sovětskou éru ve střední a východní Evropě. Město Haiyang může být příkladem ekologického vytápění celého velkého města (z hlediska Číny spíše menšího) z přilehlé jaderné elektrárny do 2021. Město Haiyang je více než dvakrát větší než Ostrava, vzpomeňme tedy na projekt JE Blahutovice, který je z hlediska územních plánů stále živý. Kromě uvedených projektů je třeba říci, že kromě několika východoevropských zemí Česká republika, Slovensko, Bulharsko), také Švýcarsko a Švédsko mají systémy dálkového vytápění využívající teplo z jaderných elektráren, které je dopravováno nejen obyvatelům, ale i do průmyslových areálů v několika zemích. 4. Malé modulární reaktory SMR Podle kategorizace Mezinárodní agentury pro atomovou energii (International Atomic Energy Agency, IAEA) jsou za malé považovány reaktory s výkonem pod 300 MWe (cca 1 000 MWt). Až do nedávné doby se do této kategorie řadily téměř výhradně modulární reaktory tzv. čtvrté generace GIV (Small Modular Reactors, SMR). V současnosti pod tlakem EU na co nejrychlejší dosažení uhlíkové neutrality a vzhledem k nespornému faktu, že jaderné elektrárny patří do bezemisních energetických zdrojů, se strategie EU postupně a nenápadně mění. Hloubka rozpracovanosti projektů SMR i stadia realizace jsou různé obecně málo pokročilé. Důvody jsou různé, u některých projektů chybí na dokončení peníze, a tak zainteresovaní investoři vývojáři dodavatelé obchodníci jednak vhodným marketingem shánějí sponzory pro pokračování vývoje projektů, nebo se snaží aspoň přesvědčit potenciální kupce, aby sponzorům mohli sdělit, že obchodní zájem o reaktory SMR bude a rovněž že projekty budou ekonomicky efektivní a ziskové. Jinými slovy, producenti malých reaktorů (nejen modulárních) lákají na nízké pořizovací náklady, na možnost rozložení investic postupně do řady let. To je však jen krátkodobý pohled. O dvou z nich ruský RITM-200 a americký NuScale a jejich vhodnosti pro ČR se velice fundovaně zamýšlí článek [L1]. Autor článku je uznávaný odborník v oboru a je to jeden z ředitelů JETE v době výstavby dvou bloků VVER 1 000 MW, který má nezpochybnitelnou zásluhu na úspěšné výstavbě a uvedení do provozu v letech 2002 a 2003. JETE je totiž stále poslední nová JE uvedená do provozu v Evropě. Česká republika má tak poslední možnost využít temelínských odborníků i pro připravovaný NJZ JEDU5, není jich už mnoho. Z článku plyne, jaké výhody či nevýhody od SMR můžeme očekávat v případném provozu a údržbě v našem národním hospodářství, pokud by se Česká republika rozhodla malé modulární reaktory stavět. V článku je upozorněno na pouze dvouokruhové schéma energetické jednotky NuScale, ale zároveň i na fakt, že v různých materiálech NuScale se uvádí výkon 47 MWe, 50 MWe, nebo i 60 MWe, ale ani teplota, ani tlak nejsou dosud finálně stanoveny. Takováto vývojová neukončenost jasně ukazuje, že komerční realizace jsou ještě hodně vzdálené (možná, že v roce 2050 bude již možné seriózně stanovit další rozvoj jaderné energetiky, to už tady však může být i jaderná fúze ve formě demo bloku ITER). 103
5. Závěr Zmocněnec pro jadernou energetiku ČR Ing. Jaroslav Míl, MBA, FEng., se na veřejných vystoupeních vyjadřuje o budoucím řešení energetiky v ČR na základě SMR. Vyvolává tím dojem, že příliš nevěří svým současným aktivitám v přípravě a zajištění NJZ (JEDU 5) na bázi VVER s elektrickým výkonem do 1 200 MW. Jaroslav Míl se vyjádřil, že jako nejnadějnější typ SMR pro elektroeneregtiku a teplárenství ČR se mu jeví elektrárna HITACHI BWRX-300 s výkonem 300 MWe, která bude investičně levná (Capital Cost $2,5B) a bude se s jejím použitím dosahovat nízká cena elektrické energie (LOCE $70/MWh). Jak je zřejmé z obr. 10, je to jednookruhový typ BWR Boiling Water Reactor (varný reaktor), který v ČR nikdy nebyl považován za vhodný z hlediska radioaktivní bezpečnosti a nikdy se o jeho použití neuvažovalo. Tato vyjádření prezentoval například na kolokviu Nový jaderný reaktor pro Česko v souvislostech pořádaném ČVUT FJFI [L2]. Jaroslav Míl prezentoval připravený a schválený harmonogram prací a mimo jiné řekl, že rok 2029 je posledním rokem, kdy se dá VŘ na NJZ JEDU5 zrušit bez velkých finančních ztrát, protože do té doby budou probíhat pouze přípravné práce, jednání a uzavírání smluv, projektové práce a výběr dodavatele. Takovýto přístup nebudí příliš důvěru u odborné veřejnosti nezainteresované na vlastním procesu výstavby NJZ JEDU5, víru v budoucnost jaderné energetiky v ČR, tak jak ji stanovuje stále platná Strategická energetická koncepce (SEK) z roku 2015. Od té doby nenastaly žádné okolnosti, které by eliminovaly systémové jaderné elektrárny z akutního řešení elektroenergetiky ČR, ba právě naopak schválené smlouvy a nařízení EU/ER typu zimní balíček, Green Deal s cílem dosažení uhlíkové neutrality do roku 2050, možná nechtěně, vyvolávají naprostou nezbytnost využívání jaderné energie, chceme-li stanovených klimatických cílů dosáhnout. A tomu se již asi nevyhneme (pokud nepřistoupíme k czexitu), protože nová předsedkyně Evropské komise Ursula von der Leyenová zvolená v listopadu 2019 je v zaměření na klimatické cíle ještě mnohem ambicióznější než předcházející komise s předsedou Jean-Claude Junckerem. V závěru uvádím, že se spolupracovníky máme připravený projekt dálkového vytápění z velkých systémových jaderných bloků v současných lokalitách Dukovany a Temelín, ve kterém jsou řešeny dvě typové projektové varianty, podložené tepelnými výpočty, návrhem konstrukčního řešení, návrhem způsobu řízení a rovněž základními ekonomickými úvahami. Těmito variantami jsou soustavy dálkového vytápění CZT: (I.) SCZT: JE Dukovany Brno, s dodávkou tepla na vzdálenost 50 km, (II.) SCZT: JE Temelín Praha, s dodávkou tepla na vzdálenost 100 km. Obě varianty jsou řešeny včetně akumulace denní (den noc) i sezónní (léto zima). Tento projekt je ale tématem pro další navazující tematický článek a tým připravuje řešení v rámci dotovaných projektů, např. TAČR THÉTA Výzva 2020 nebo HORIZON Europe. Literatura: [L1] Hezoučký, F. Malé jaderné elektrárny s malými, či malými modulárními reaktory co od nich může očekávat Česká republika? All for Power, č. 4, 2019. [L2] Koloqium s Jaroslavem Mílem vládním zmocněncem pro jadernou energetiku, na téma: Nový jaderný reaktor pro Česko v souvislostech. ČVUT FJFI Praha, dne 4. 12.2019. [L3] Neuman, P. Zdroje pro českou elektroenergetiku. ELEKTRO, č. 10, 2017, str. 44 48. [L4] Neuman, P. Současná česká energetika a její vývoj. Sdělovací technika, č. 1, 2018, str. 4 10. [L5] Neuman, P. Alternativy pro vývoj české energetiky. Energie 21, č. 1, 2018, str. 8 9. [L6] Neuman, P. Blahodárný vliv jaderných elektráren na provoz elektrizační soustavy (1.; 2. část). ELEKTRO, č. 8 9, str. 85 89; č. 10, str. 44 48, 2018. [L7] Neuman, P. Uplatnění jaderných elektráren v energetickém mixu 1, 2, 3. Energie 21, č. 6, str. 38 39, 2018; č. 1, str. 30 31; č. 2, str. 28 29, 2019. [L8] Neuman, P. Synergické pozitivní efekty pro energetiku ČR získané propojením elektroenergetiky a zdrojů JE s teplárenstvím 1, 2. Energetika, č. 3, 2019, str. 156 160; č. 4, str. 230 236, 2019. Seznam zkratek: VVER lehkovodní jaderný reactor (LWR) PWR tlakovodní jaderný reaktor LWR lehkovodní jaderný reaktor (VVER vodo vodní jaderný reaktor) VVER 12000, AES 2006, MIR 1 200 značení a typy ruských jaderných bloků BWR Boiling Water Reactor (varný reaktor) RBMK typ reaktoru (rusky реактор большой мощности канальный, reaktor bolšoj moščnosti kanalnyj, česky kanálový reaktor velkého výkonu), známá je též zkratka LWGR (anglicky Light Water Cooled Graphite-moderated Reactor, lehkou vodou chlazený reaktor s grafitovým moderátorem), je sovětský jaderný reaktor, který se stavěl jen na území bývalého SSSR SMR Small Modular Reactors JEOT jaderné bloky s odběrem tepla SCZT soustavy centrálního zásobování teplem (rovná se SZTE) SZTE soustavy zásobování tepelnou energií (rovná se SCZT) nejednotné značení v české literatuře DHS/CZT District Heating Systems / centrálního zásobování teplem VŘ NJZ výběrové řízení nového jaderného zdroje EPR European Pressurized Reactor, francouzský jaderný blok TTO těžký topný olej ESBWR Economic Simple Boiling Water Reactor (ekonomický zjednodušený varný reaktor) ABWR Advance Boiling Water Reactor T W Toshiba Westinghouse GE H General Electric Hitachi S.O. sekundární okruh P.O. primární okruh JE jaderná elektrárna Ing. Petr Neuman, CSc. (1950) NEUREG, zájmové sdružení, Praha, člen AEM, člen IFAC TC 6.3 Power and Energy Systems, oblasti zájmu jsou modelování a simulace energetických procesů, simulátory a trenažéry pro energetiku, automatická regulace a řízení procesů v silnoproudé elektrotechnice a elektroenergetice, současný stav a rozvoj energetiky v České republice. 104