Odborníci predpovedajú, že z dlhodobého pohľadu bude rásť naša spotreba elektriny. Jedným z možných nízkouhlíkových a stabilných zdrojov pre nasýtenie hladu po energii je výstavba malých modulárnych reaktorov. Začiatkom roka preto prišli na Slovensko zástupcovia spoločnosti Sargent & Lundy, aby spravili úvodnú fázu terénneho prieskumu lokalít pre štúdiu realizovateľnosti výstavby malých modulárnych reaktorov (SMR). Hoci máme pred sebou ešte uvádzanie 4. mochovského reaktora do prevádzky, Slovenské elektrárne, a.s., musia už teraz pri plánovaní myslieť za horizont roka 2030, pretože výstavba a licencovanie nových energetických zdrojov je proces dlhodobý a veľmi zložitý.
Sargent & Lundy je jednou z najdlhšie pôsobiacich architektonických inžinierskych firiem s kompletnými službami na svete a je globálnym lídrom v oblasti elektroenergetiky, energetiky a dekarbonizácie. Trojicu amerických expertov z tejto spoločnosti Slovenské elektrárne oboznámili so špecifickými podmienkami svojich závodov a previedli ich lokalitami jadrových elektrární Bohunice a Mochovce, ako aj tepelných elektrární Nováky a Vojany, kde sa končí so spaľovaním uhlia.
Proces spracovania štúdie je rozdelený do niekoľkých etáp. Začína sa zadefinovaním tzv. KO kritérií – kritérií na vyradenie lokality z výberu kvôli akémukoľvek vážnemu obmedzeniu, napr. seizmicita, nevhodnosť geologického podložia alebo okolia, nedostatok vody na chladenie. Potom nasleduje prieskum vhodných lokalít a výber 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 je účel využitia SMR – výroba elektriny, vykurovanie alebo kogenerácia, či existujúca infraštruktúra, klimatické, geologické a geografické podmienky, ako aj dostupnosť vody na chladenie. Sú tu však aj ďalšie sociálno-ekonomické a environmentálne faktory, ktoré môžu mať vplyv na finálny výber lokalít.
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 našej štúdie by už mali byť v procese licencovania niektorými 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). Pričom podľa Medzinárodnej agentúry pre atómovú energiu za malé sa považujú 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 (SMR) sú technológiou, ktorá mení paradigmu v energetickom priemysle. Oproti tradičným jadrovým blokom s kapacitou nad 1000 MW sú naozaj malé. Napríklad, britský Rolls-Royce prezentuje malý modulárny 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. Veľké reaktory sú náročné na reguláciu a predstavujú výzvu pre malé elektrizačné siete, akou je tá slovenská. Oproti nim SMR prinášajú viacero výhod.
Je dôležité si uvedomiť, že SMR nie sú len zmenšeninou pôvodných veľkých tlakovodných reaktorov. SMR 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.
Prvou z výhod je modularita. Umožňuje v jednej lokalite prispôsobiť počet reaktorov energetickým potrebám – napríklad v prípade konceptu Nu-Scale, ktorý ráta s modulmi s jednotkovým výkonom 77 MW v usporiadaní po 4, 6 alebo 12 modulov. Modularita sa prejavuje aj v spôsobe výroby a transportu jednotlivých komponentov. Táto vlastnosť znižuje náklady a zjednodušuje logistiku.
Ďalšou výhodou je 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.
Niektoré SMR sú koncepty 4. generácie a pri výrobe elektriny využívajú vyhoreté jadrové palivo, čo prispieva k efektívnejšiemu využitiu zdrojov, znižovaniu objemu vyhoretého 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 draho – minimálne dovtedy, kým sa prejavia výhody modulárnej výstavby. To znamená, kým sa nezačnú vyrábať vo veľkom. Okrem malých elektrizačných sústav, akou je v rámci Európy aj Slovensko, majú malé reaktory perspektívu uplatniť sa aj na odľahlých miestach Zeme, kam nedosiahne prenosová sieť – vojenských základniach, na odsoľovanie vody v púštnych oblastiach s prístupom k moru, prípadne v teplárenstve, na výrobu vodíka alebo pri prieskume vesmíru.
Prvým dôvodom je meniace sa energetické odvetvie – v najbližších dekádach sa očakáva nárast dopytu po elektrickej energii a tiež 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 a tiež umožnia lepšie regulovať výkon v elektrizačnej sústave. Potrebujeme však znížiť závislosť Slovenska od dodávateľov palív a technológií, a preto budeme dodávky diverzifikovať.
Ochrana klímy a znižovanie emisií – potenciálny rozvoj SMR môže pomôcť dosiahnuť ciele krajiny v oblasti klímy a riešiť budúce energetické potreby. EÚ bola medzi prvými, ktorí deklarovali potrebu dekarbonizácie a dosiahnutia uhlíkovej neutrality do roku 2050. Na Slovensku končíme so spaľovaním uhlia a Slovenské elektrárne, a.s., odstavujú všetky svoje uhoľné zdroje – Nováky aj Vojany.
Potrebujeme rozvíjať náš know-how – Slovenské elektrárne majú rozsiahle skúsenosti v oblasti jadrovej energie. Sme jednou z prvých krajín, ktoré začali využívať jadrovú energiu na mierové účely. 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 malých modulárnych reaktorov (SMR) na Slovensku. Cieľom tejto štúdie je pomôcť Slovensku pri prechode od spaľovania uhlia k nasadeniu civilných jadrových reaktorov, vrátane SMR a iných pokročilých projektov reaktorov, takým spôsobom, ktorý uprednostňuje jadrovú bezpečnosť, nešírenie jadrových zbraní, bezpečnosť dodávok energií a rozumné finančné hľadisko už od začiatku.
