SMR – Small Modular Reactors
Malé modulární reaktory (SMR)
jsou novou generací jaderných reaktorů, které jsou navrženy jako menší, flexibilnější a bezpečnější alternativa k tradičním velkým jaderným elektrárnám. V posledních letech přitahují pozornost jako možnost řešení energetických potřeb v různých částech světa, včetně decentralizovaných oblastí.
Hlavní vlastnosti SMR:
- Malá velikost:
- Výkon SMR se pohybuje obvykle mezi 50–300 MW, což je výrazně méně než tradiční reaktory s výkonem přes 1 000 MW.
- Kompaktní design umožňuje instalaci v menších lokalitách, například blíže k městům nebo průmyslovým oblastem.
- Modulární konstrukce:
- SMR jsou vyráběny jako prefabrikované moduly, které se dají snadno dopravit na místo instalace. To zkracuje dobu výstavby a snižuje náklady.
- Bezpečnost:
- Moderní technologie SMR využívají pokročilé bezpečnostní prvky, jako je pasivní chlazení a automatické vypnutí při poruše. To snižuje riziko havárií a úniků radioaktivity.
- Díky menšímu množství paliva a nižším provozním tlakům jsou inherentně bezpečnější než velké reaktory.
- Flexibilita:
- SMR mohou být nasazeny v odlehlých oblastech nebo jako záloha pro obnovitelné zdroje energie (např. solární a větrnou energii).
- Lze je používat nejen k výrobě elektřiny, ale i pro průmyslové procesy (např. výroba vodíku) nebo vytápění měst.
- Nižší náklady:
- Menší velikost a rychlejší instalace znamenají nižší počáteční investice ve srovnání s tradičními jadernými elektrárnami.
- Umožňuje postupnou výstavbu (např. přidávání dalších modulů podle potřeby), což je finančně přijatelnější.
Výhody SMR pro Českou republiku:
- Decentralizace energetiky:
- Mohou být nasazeny ve více oblastech ČR, což zajistí rovnoměrnější dodávky energie a sníží přetížení přenosové soustavy.
- Vhodné pro regiony, kde chybí velké zdroje energie.
- Podpora stabilní energetiky:
- SMR mohou kompenzovat výkyvy v produkci obnovitelných zdrojů, jako je solární nebo větrná energie.
- Nabízejí stabilní a spolehlivý zdroj energie s nízkými emisemi CO₂.
- Energetická soběstačnost:
- Díky SMR by Česká republika mohla snížit svou závislost na dovozu energie a paliv, zejména plynu.
- Rozvoj technologie a pracovních míst:
- Výzkum a vývoj SMR by mohl posílit český průmysl a vytvořit vysoce kvalifikovaná pracovní místa.
- ČR má tradici v jaderné energetice, což by mohlo pomoci stát se lídrem v implementaci těchto technologií.
Implementace v praxi:
- Výzkum a spolupráce: Investice do výzkumu SMR v ČR, případně spolupráce se zeměmi, které již tuto technologii rozvíjejí (např. USA, Kanada, Jižní Korea, Japonsko).
- Pilotní projekty: Instalace jednoho nebo více SMR v rámci pilotního projektu na vhodném místě, například v průmyslovém areálu nebo poblíž menšího města.
- Regulace a legislativa: Zajištění rychlého a flexibilního schvalovacího procesu pro tuto novou technologii.
- Financování: Projekty by mohly být financovány státem, za podpory EU (například z fondu na dekarbonizaci) nebo prostřednictvím veřejno-soukromého partnerství.
SMR představují budoucnost jaderné energetiky díky své flexibilitě, bezpečnosti a schopnosti rychle reagovat na měnící se energetické potřeby. Mohly by být klíčovým pilířem české energetické soběstačnosti.
Jak by to vypadalo v číslech?
Spotřeba elektrické energie v České republice se pohybuje kolem 60–70 TWh (terawatthodin) ročně. Konkrétní údaje se mohou mírně lišit v závislosti na roce a zdroji dat.
Podle posledních dostupných údajů (2022–2023) je struktura výroby elektřiny v ČR přibližně následující:
- Jaderná energie: Tvoří zhruba 36–40 % celkové výroby elektřiny. Dukovany a Temelín jsou hlavní jaderné elektrárny v ČR.
- Fosilní paliva (uhlí, plyn): Tvoří přibližně 40–45 % výroby. Většina pochází z uhelných elektráren, ale podíl zemního plynu postupně roste.
- Obnovitelné zdroje (vodní, solární, větrná, biomasa): Tvoří kolem 15–20 % výroby.
Nahrazení fosilních paliv modulárními reaktory (SMR – Small Modular Reactors) by vyžadovalo poměrně komplexní výpočet, ale můžeme to odhadnout na základě současné spotřeby a výkonu SMR.
Základní údaje:
- Spotřeba elektřiny z fosilních paliv v ČR:
Fosilní paliva (uhlí a plyn) tvoří cca 40–45 % celkové výroby elektřiny. Při celkové spotřebě ČR kolem 60–70 TWh/rok to znamená, že fosilní zdroje vyrobí přibližně 24–31 TWh/rok. - Výkon SMR:
Modulární reaktory mají typicky výkon v rozmezí 50–300 MWe (megawatt elektrických). Pro zjednodušení uvažujme průměrný výkon 100 MWe na jeden reaktor.
Jeden reaktor o výkonu 100 MWe vyrobí za rok přibližně:
100 MW×24 h×365 dnıˊ=876 GWh=0,876 TWh/rok.100MW×24h×365dnıˊ=876GWh=0,876TWh/rok.
- Počet SMR potřebných k nahrazení fosilních paliv:
Pokud potřebujeme nahradit 24–31 TWh/rok, počet reaktorů by byl:
24 TWh0,876 TWh/reaktor≈27 reaktoru˚(spodnıˊ odhad),0,876TWh/reaktor24TWh≈27reaktoru˚(spodnıˊ odhad),31 TWh0,876 TWh/reaktor≈35 reaktoru˚(hornıˊ odhad).0,876TWh/reaktor31TWh≈35reaktoru˚(hornıˊ odhad).
Odhad:
K nahrazení fosilních paliv v ČR by bylo potřeba přibližně 27–35 modulárních reaktorů o výkonu 100 MWe.
Odhadovaná cena SMR:
- Cena za jeden modul (100–300 MWe):
- Nižší odhad: ~300–500 milionů USD (pro menší reaktory kolem 100 MWe).
- Vyšší odhad: ~1–1,5 miliardy USD (pro větší reaktory kolem 300 MWe).
Faktory ovlivňující cenu:
- Technologie: Různé typy SMR (např. lehkovodní reaktory, vysokoteplotní plynem chlazené reaktory, rychlé reaktory) mají různé náklady.
- Měřítko výroby: Pokud by se SMR vyráběly ve velkém množství, cena by pravděpodobně klesla díky úsporám z rozsahu.
- Licencování a regulace: Náklady na schvalování a certifikaci mohou být vysoké, zejména u nových technologií.
- Infrastruktura: Náklady na připojení k síti, úpravy lokality a další infrastrukturní požadavky.
Příklady konkrétních projektů:
- NuScale Power (USA): Jejich SMR o výkonu 77 MWe má odhadovanou cenu kolem 3 000–4 000 USD/kW, což pro jeden modul znamená cenu kolem 300–400 milionů USD.
- Rolls-Royce SMR (UK): Plánují reaktory o výkonu 470 MWe s cenou kolem 2,5–3 miliard USD za jednotku.
Celkové náklady pro ČR:
Pokud bychom uvažovali 30 reaktorů o výkonu 100 MWe (pro nahrazení fosilních paliv), celkové náklady by se pohybovaly v rozmezí:
- 9–12 miliard USD (při ceně 300–400 milionů USD za reaktor).
