Ilustrační foto: Pixabay

Česká vláda v červenci loňského roku rozhodla o výstavbě dvou nových jaderných zdrojů v Dukovanech. Po ukončení licenčního sporu o průmyslové patenty už to vypadalo, že uzavření smlouvy s vítězem výběrového řízení, jihokorejskou firmou Korea Hydro & Nuclear Power (KHNP), na dva reaktory s výkonem 1050 MW už nic nebrání. Ale některé překážky tu ještě jsou. K těm nejvážnějším patří odpor francouzské společnosti EdF. Věnujme se ale nyní společnosti Westinghouse. Ve svém portfoliu má ještě jinou pozoruhodnou jadernou technologii: mikroreaktor eVinci s výkonem 5 MW.

Společnost Westinghouse zprovoznila svůj první komerční tlakovodní reaktor v roce 1957 a její technologie je dnes základem pro téměř polovinu provozovaných jaderných elektráren ve světě. A není tak divu, že v roce 2023 slavila řadu úspěchů uprostřed globálního tlaku na bezuhlíkovou energii. Westinghouse Electric Company toho dosáhla řadou bezpečných, inovativních jaderných a dalších technologií čisté energie, včetně nově vyvinutého SMR (malého modulárního reaktoru) AP300, téměř identického, i když v menší verzi, s osvědčeným, ​​licencovaným a provozovaným reaktorem AP1000.

Ani ne tak reaktor, spíše baterie

Jejich AP300 SMR má představovat základ komunitního systému žádané čisté energie, jehož flexibilní výkon poskytuje osvědčenou schopnost stabilizovat moderní elektrické sítě s velkým podílem obnovitelných zdrojů, včetně možnosti rychlé změny zatížení pro podporu výkyvů v poptávce.

Na rozdíl od velkých jaderných projektů s vysokými počátečními náklady mohou být SMR vyráběny v továrnách s nižšími náklady a rychlejší výstavbou. Ovšem další variantu takového řešení nabízí i nově koncipovaný mikroreaktor eVinci, o kterém se nehovoří ani tak jako o elektrárně, jako o velké baterii. Společnost Westinghouse vloni představila projekt Microreactor Accelerator Hub eVinci v Pensylvánii s tím, že chystá komercializaci této průlomové technologie. A jak tomu již sám název Micro modular reactor (MMR) napovídá, jedná se o reaktor „modulární“, tedy stejně jako baterie lze více jednotek MMR propojit a poskytnout tolik energie, kolik je jí na daném místě třeba. Více jednotek MMR tak může napájet velké průmyslové areály i celá města, neboť moduly lze různě kombinovat pro různá místa a potřeby. Mohou dokonce nahradit stárnoucí jaderné elektrárny. Koncept kombinovaných mikroreaktorů, označovaných za nukleární baterie, ve Spojených státech amerických již nabízí energetická společnost Ultra Safe Nuclear Corporation.

Micro modular reactor (MMR) eVinci společnosti Westinghouse o výkonu 5 MW je schopen elektřinu, na rozdíl od fotovoltaických a větrných elektráren, dodávat nepřetržitě 7 dní v týdnu, 24 hodin denně, a to po dobu více než 8 let bez doplňování paliva. Může být však využíván i k produkci tepla vhodného pro průmyslové aplikace, přičemž je flexibilní pro vyvážení obnovitelného výkonu. Ale pracuje i v režimu kombinované výroby tepla a elektřiny a může tak posloužit jako klíčový zdroj energie u vzdálených těžebních operací, pro výrobu vodíku elektrolýzou, odsolování mořské vody a pro další integrované energetické aplikace. Jinak řečeno, tato technologie jako decentralizovaný zdroj by našla i v Evropě uplatnění všude tam, kde je vyžadováno čisté a spolehlivé napájení elektrickým proudem. Nepůjde ovšem o státní zakázky, využití této možnosti připadne vedení velkých společností. Ale je třeba připomenout, že podobně, jako malé modulární reaktory (SMR), zatím nejsou v ryze komerční nabídce žádného výrobce, je tomu stejně i u modulárních mikroreaktorů (MMR).

Technické detaily nového produktu uvádí společnost Westinghouse v řadě svých dokumentů a lze je dohledat na internetu. Zde jenom ty nejdůležitější: srdce reaktoru eVinci tvoří monolit z masivní oceli, který obsahuje kanály pro palivové pelety, moderátor (metal hydrid) a tepelné trubky, které jsou uspořádány v šestiúhelníkovém vzoru. Monolit slouží jako druhá bariéra štěpného produktu (palivová peleta je první bariérou) a také jako tepelné médium mezi palivovými kanály a tepelnými trubicemi. Tepelné trubice odebírají teplo z aktivní zóny pomocí technologie založené na tepelné vodivosti a nemají žádné pohyblivé části. Spolu se zajištěním redundance primární cesty odvodu tepla eliminují tepelné trubice potřebu čerpání chladicí kapaliny reaktoru, tedy velkého množství chladicí kapaliny se souvisejícím vybavením, čímž umožňují modulární konstrukci jádra, jak vysvětluje Jon Ball, prezident Westinghouse Microreactor eVinci.

Osm let bez starostí

Konstrukce mikroreaktoru eVinci zaručuje snadnou přepravu jednotky vyrobené, smontované a naplněné palivem v továrně, přičemž instalace na místě a uvedení zařízení do provozu zabere zhruba 30 dní. Mikroreaktor eVinci je navržen tak, aby nepřetržitě fungovat po dobu minimálně 8 let a poté mohl být převezen zpět do závodu společnosti Westinghouse k renovaci a doplnění paliva. V tomto systému lze původní mikroreaktor s vyhořelým palivem v případě potřeby rovněž nahradit bez velké prodlevy dalším mikroreaktorem, připraveným ve výrobní hale. Inovativní konstrukce reaktoru eVinci, na rozdíl od reaktorů tradičních atomových elektráren, také umožňuje jeho provoz a bezpečné odstavení bez dalších řídících prvků, externího zdroje energie nebo zásahu obsluhy, což umožňuje vysoce autonomní provoz tohoto zařízení. A jak bylo již řečeno, po osmi letech výroby elektřiny, kdy k provozu ani chlazení není potřeba zdrojů vody, lze celý mikroreaktor eVinci včetně vyhořelého paliva odvézt zpět do továrny, čímž starosti s vyhořelým palivem přejdou na výrobce reaktoru.

Mikroreaktor eVinci se nedá srovnávat s mnohonásobně výkonnější, avšak dlouhou řadu let s obrovskými náklady budovanou klasickou atomovou elektrárnou. O něm se hovoří jako o přenosném zařízení, což třeba o malých modulárních reaktorech (SMR) společnosti Rolls-Royce, se kterou začal ČEZ spolupracovat na jejich vývoji a výstavbě, nelze říci.

Ovšem MMR eVinci společnosti Westinghouse se výhledově v Evropě vyrábět nebude, i když představuje vhodné řešení pro výrobní závody, kde se namísto solárních a větrných parků (OZE) rozhodnou využít bezpečný jaderný zdroj energie. Mikroreaktor eVinci s příslušnou infrastrukturou si na rozdíl od OZE nevyžádá devastaci rázu okolní krajiny, ani velký zábor půdy, označované za neobnovitelný zdroj. Neboť MMR eVinci, jak uvádí šéf projektu Jon Ball, si vystačí s pozemkem o rozloze zhruba půlky hokejového kluziště.

Psáno pro server Svět hospodářství