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:

  1. 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.
  2. Modulární konstrukce:
    • SMR jsou vyráběny jako prefabrikované moduly, které se dají snadno dopravit na místo instalace. To zkracuje dobu výstavby a snižuje náklady.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. Energetická soběstačnost:
    • Díky SMR by Česká republika mohla snížit svou závislost na dovozu energie a paliv, zejména plynu.
  4. 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:

  1. Jaderná energie: Tvoří zhruba 36–40 % celkové výroby elektřiny. Dukovany a Temelín jsou hlavní jaderné elektrárny v ČR.
  2. Fosilní paliva (uhlí, plyn): Tvoří přibližně 40–45 % výroby. Většina pochází z uhelných elektráren, ale podíl zemního plynu postupně roste.
  3. 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:

  1. 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.
  2. 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.

  1. 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:

  1. Technologie: Různé typy SMR (např. lehkovodní reaktory, vysokoteplotní plynem chlazené reaktory, rychlé reaktory) mají různé náklady.
  2. Měřítko výroby: Pokud by se SMR vyráběly ve velkém množství, cena by pravděpodobně klesla díky úsporám z rozsahu.
  3. Licencování a regulace: Náklady na schvalování a certifikaci mohou být vysoké, zejména u nových technologií.
  4. 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).
V přepočtu tedy cca 240miliard korun.

Řešením mohou být státní energetické dluhopisy