Už začiatkom roka prišli na Slovensko zástupcovia americkej spoločnosti Sargent & Lundy, aby spravili úvodnú fázu terénneho prieskumu lokalít pre štúdiu realizovateľnosti výstavby malých modulárnych reaktorov (SMR).
Prieskum financuje prostredníctvom grantu vláda USA, v rámci takzvaného projektu Phoenix sa na ňom okrem Slovenských elektrární, a. s., (SE) podieľajú aj U.S. Steel Košice a ďalšie firmy a inštitúcie.
Potreba nových zdrojov
Spotreba elektriny na Slovensku bude podľa odborných analýz z dlhodobého pohľadu rásť. Medzi možné nízkouhlíkové a zároveň stabilné zdroje pre nasýtenie hladu po energii patria malé modulárne reaktory.
Hoci sa zatiaľ pripravuje ešte len uvádzanie 4. mochovského reaktora do prevádzky, Slovenské elektrárne už teraz myslia za horizont roka 2030, pretože výstavba a licencovanie nových energetických zdrojov je dlhodobý a veľmi zložitý proces.
Sargent & Lundy je jednou z najdlhšie pôsobiacich inžinierskych firiem s kompletnými službami na svete. Je globálnym lídrom v oblasti elektroenergetiky vrátane jadrových a obnoviteľných zdrojov, ako aj konzultačných činností.
Trojicu amerických expertov z tejto spoločnosti SE oboznámili so špecifickými podmienkami svojich závodov. Išlo o lokality jadrových elektrární Bohunice a Mochovce, ako aj tepelné elektrárne Nováky a Vojany, kde sa končí so spaľovaním uhlia.
Začína sa štúdiou realizovateľnosti
Plán prípravy a realizácie nových energetických zdrojov prebieha v niekoľkých etapách. V prípade uvažovaných SMR sú naplánované takto:
- 2023 – 2025: štúdia realizovateľnosti,
- 2026 – 2029: úvodný projekt SMR a proces licencovania vrátane procesu EIA,
- 2030 – 2033: obstarávanie hlavných komponentov,
- 2035: vykonávací projekt, výstavba, uvádzanie do prevádzky.
Proces spracovania štúdie je takisto rozdelený do etáp. Začína sa zadefinovaním tzv. KO kritérií, teda kritérií na prípadné vyradenie lokality z výberu pre akékoľvek vážne obmedzenie, akým môžu byť napr. seizmicita, nevhodnosť geologického podložia alebo nedostatok vody na chladenie. Nasleduje prieskum vhodných lokalít a selektovanie tých najvhodnejších.
V ďalšej fáze sa posudzujú najvhodnejšie technológie SMR pre každú vybranú lokalitu. Na záver sa spracováva plán licencovania a analýza kapitálových nákladov jednotlivých alternatív.
Do analýzy vstupuje množstvo faktorov, ako sú účel využitia SMR (výroba elektriny a prípadne aj vykurovanie alebo kogenerácia), existujúca infraštruktúra, klimatické, geologické a geografické podmienky či blízkosť vodného zdroja. Na finálny výber lokalít môžu mať vplyv aj ďalšie sociálno-ekonomické a environmentálne faktory.
Prečo ich nazývajú malé?
Aj keď zatiaľ ešte žiadna uvažovaná technológia SMR nemá licenciu na prevádzku, štúdia bude zvažovať viacero projektov, ktoré sú v súčasnosti v štádiu finalizácie projektovania a v čase ukončenia štúdie by už mali byť v procese licencovania štátnymi orgánmi jadrového dozoru. Vyvíjajú ich spoločnosti NuScale, X-energy, Holtec, Kairos, KAERI, Westinghouse, GE-Hitachi, EDF, Terra Power či Rolls-Royce.
Skratka SMR pôvodne označovala malé a stredné reaktory (Small and Medium Reactors). Pritom podľa Medzinárodnej agentúry pre atómovú energiu sa považujú za malé tie s výkonom do 300 MW a za stredné tie do 700 MW. Vo svete sa ale udomácnil iný výklad – malé modulárne reaktory (Small Modular Reactors). Odráža zmeny, ktorými jadrový priemysel a jeho koncepty prešli od 80. rokov.
Malé modulárne reaktory sú technológiou, ktorá mení paradigmu v energetike. Oproti tradičným jadrovým blokom s kapacitou nad 1 000 MW sú relatívne malé. Napríklad britský Rolls-Royce prezentoval reaktor s výkonom 470 megawattov. Je to síce porovnateľné s výkonom nového bloku v Mochovciach, ale v porovnaní s EPR reaktormi s výkonom 1600 MW ide o malý zdroj.
Ilustračný obrázok (Pixabay)
Výhody malých modulárnych reaktorov
Tradičné veľké reaktory sú náročné na reguláciu a predstavujú výzvu pre menšie elektrizačné siete, akou je aj tá slovenská. Oproti nim SMR prinášajú viacero výhod.
SMR pritom nie sú len zmenšeninami bežných veľkých tlakovodných reaktorov. Ponúkajú širokú škálu konceptov s vlastnými výhodami a unikátnymi vlastnosťami, atraktívnymi pre meniaci sa energetický trh v Európe, ktorý hľadá flexibilné, efektívne a udržateľné riešenia pre budúcnosť. Ich hlavnými výhodami sú modularita, flexibilita a uzavretie palivového cyklu.
Modularita: Umožňuje v jednej lokalite prispôsobiť počet reaktorov energetickým potrebám – ako je to napríklad v prípade konceptu Nu-Scale, ktorý ráta s modulmi s jednotkovým výkonom 77 MW v usporiadaní po 4, 6 alebo 12. Modularita sa prejavuje aj v spôsobe výroby a transportu komponentov. Táto vlastnosť znižuje náklady a zjednodušuje logistiku.
Flexibilita: Súčasné veľké jadrové elektrárne majú limitovanú schopnosť reagovať pružne na zmeny v dopyte na dennom trhu s elektrinou. SMR koncepty sú v tomto ohľade lepšie regulovateľné, čo je významným prínosom pre stabilitu elektrizačných sietí.
Uzavretie palivového cyklu: Niektoré SMR sú koncepty 4. generácie a pri výrobe elektriny využívajú vyhorené jadrové palivo, čo prispieva k efektívnejšiemu využitiu zdrojov, znižovaniu objemu vyhoreného paliva a nákladov spojených s jeho definitívnym uložením.
Aj pri malých modulárnych reaktoroch platí pravidlo úspory z rozsahu (angl. Economy of Scale). To znamená, že stoja menej, ale v prepočte na jednotku výkonu vychádzajú zatiaľ drahšie – minimálne dovtedy, kým sa prejavia výhody modulárnej výstavby. To znamená, kým sa nezačnú vyrábať vo veľkom.
Okrem malých elektrizačných sústav, akú má v rámci Európy aj Slovensko, majú malé reaktory perspektívu uplatniť sa aj na odľahlých miestach Zeme, kam nedosiahne prenosová sieť – na vojenských základniach, v zariadeniach na odsoľovanie vody v púštnych (prímorských) oblastiach, prípadne v teplárenstve, na výrobu vodíka alebo pri prieskume vesmíru.
Prečo sa o SMR zaujímajú Slovenské elektrárne?
Prvým dôvodom je meniace sa energetické odvetvie – v najbližších dekádach sa očakáva nárast dopytu po elektrickej energii a tiež po flexibilite výroby elektrickej energie.
Rastúci podiel obnoviteľných zdrojov ani v kombinácii s úložiskami či výrobou vodíka však nebude vedieť pokryť tieto potreby, preto sa treba pozerať na bezemisné zdroje, ktoré budú zabezpečovať dopyt v pásme základného zaťaženia siete. Umožnia tiež lepšie regulovať výkon v elektrizačnej sústave.
Pritom v snahe o zníženie závislosti Slovenska od dodávateľov palív a technológií chcú SE diverzifikovať dodávky.
Ochrana klímy a znižovanie emisií sú ďalším dôvodom. Potenciálny rozvoj SMR môže pomôcť dosiahnuť ciele krajiny v oblasti klímy a súčasne riešiť budúce energetické potreby. EÚ deklaruje potrebu dekarbonizácie a dosiahnutia uhlíkovej neutrality do roku 2050. S touto snahou súvisí ukončenie spaľovania uhlia na Slovensku, kde Slovenské elektrárne odstavujú svoje uhoľné zdroje – elektrárne Nováky aj Vojany.
Slovenské elektrárne chcú zároveň rozvíjať svoj know-how. Slovensko je jednou z prvých krajín, ktoré začali využívať jadrovú energiu na mierové účely a SE už majú v tejto oblasti rozsiahle skúsenosti. Ambíciou je zlepšovať a rozširovať znalosti aj v oblasti SMR.
Grant na štúdiu realizovateľnosti
V roku 2023 získali Slovenské elektrárne spoločne so svojimi partnermi – Ministerstvom hospodárstva SR, U.S. Steel Košice, Slovenskou elektrizačnou prenosovou sústavou, VUJE, Úradom jadrového dozoru SR a Slovenskou technickou univerzitou v Bratislave – financovanie od vlády USA na spracovanie štúdie realizovateľnosti SMR na Slovensku.
Cieľom tejto štúdie je pomôcť Slovensku pri prechode od spaľovania uhlia k nasadeniu civilných jadrových reaktorov vrátane SMR, ale aj iných pokročilých projektov. Má sa to uskutočniť spôsobom, ktorý uprednostňuje jadrovú bezpečnosť, nešírenie jadrových zbraní, bezpečnosť dodávok energií a rozumné finančné náklady už od začiatku.
Zdroj: Slovenské elektrárne
Tím Phoenix v elektrárni Vojany
