U.S. Ministerstvo energetiky spěchá na stavbu nových pokročilých jaderných reaktorů

V rámci nejnovější snahy o oživení skomírajícího jaderného průmyslu Spojených států chce ministerstvo energetiky (DOE) vybrat a pomoci postavit dva nové prototypy jaderných reaktorů do sedmi let, oznámil úřad minulý týden. Tyto reaktory by měly být ústředním bodem nového programu DOE Advanced Reactor Demonstration Program, na který bude v tomto fiskálním roce vyčleněno 230 milionů dolarů. Každý z nich by byl postaven ve spolupráci 50-50 s průmyslovým partnerem a nakonec by mohl od DOE získat až 4 miliardy dolarů.

„Může to změnit pravidla hry,“ říká Jacopo Buongiorno, jaderný inženýr z Massachusettského technologického institutu. „Je čas, aby komunita přešla od navrhování papírových reaktorů ke stavbě demonstračních.“

Ale i někteří zastánci jaderné energie pochybují, že program podnítí výstavbu nových komerčních reaktorů, dokud bude zemní plyn a obnovitelná energie relativně levná. „Nové stavby nemohou konkurovat obnovitelným zdrojům,“ říká Robert Rosner, fyzik z Chicagské univerzity. „Rozhodně ne nyní.“

Komerční jaderné reaktory dodávají 20 % elektrické energie ve Spojených státech a 50 % bezuhlíkové energie. Americký jaderný průmysl se však již několik desetiletí potýká s problémy. Jeho flotila nyní čítá 96 reaktorů, což je méně než 113 reaktorů na počátku 90. let. Další reaktory mají být uzavřeny a očekává se, že podíl jaderného průmyslu na dodávkách elektřiny začne klesat. Navzdory tomuto chmurnému obrazu inženýři pokračují ve vývoji návrhů pokročilých reaktorů, které by podle nich byly bezpečnější a účinnější.

Trumpova administrativa chce jadernému průmyslu vdechnout nový život. V dubnu ministerstvo energetiky oznámilo plány na zvýšení domácí těžby uranu a vytvoření národní rezervy uranu. A 160 milionů dolarů z 230 milionů dolarů, které Kongres poskytl na program demonstračních reaktorů, dá na výběr dvou návrhů, které budou urychleně postaveny, nejspíše v Idaho National Laboratory (INL) při DOE.

Cílem programu je inkubovat nápady, které ještě nejsou ve vývoji, říká Ashley Finan, jaderný inženýr a ředitel National Reactor Innovation Center v INL. Například DOE již spolupracuje se společností NuScale Power na vývoji továrně vyráběných malých modulárních reaktorů, což znamená, že se na ni nový program nevztahuje. Peníze nepůjdou ani na vývoj reaktoru nazvaného Všestranný zdroj rychlých neutronů, jehož výstavbu již DOE začalo připravovat v INL nebo v Oak Ridge National Laboratory v Tennessee a který bude sloužit jako zařízení pro materiálový výzkum.

Jinak „je to otevřená výzva,“ říká Finan. „Myslím, že uvidíme velký zájem a spoustu skvělých aplikací pro různé typy reaktorů,“ říká. Buongiorno říká, že poslední návrhy se zaměřují spíše na reaktory, které jsou menší než standardní gigawattové reaktory. Standardní komerční reaktor spaluje palivo s obsahem 3 až 5 % štěpného uranu 235, které ohřívá vodu a pohání parní turbíny. Nové návrhy by mohly cirkulovat chladicí kapaliny, jako je roztavená sůl, a spalovat paliva obsahující až 20 % uranu-235, což by je mohlo učinit účinnějšími.

Někteří pozorovatelé tvrdí, že tato iniciativa je nereálná. Úředníci DOE mohou mít problém určit nejslibnější z mnoha různorodých návrhů, předpovídá M. V. Ramana, fyzik z University of British Columbia ve Vancouveru. „Budete porovnávat jablka, pomeranče, hrozny, švestky, všechno,“ říká. Sedmiletý časový rámec je podle Ramany také nedůvěryhodný, zejména proto, že DOE chce, aby reaktory prošly licenčním řízením u Komise pro jaderný dozor, což obvykle trvá několik let. „Je absurdní si myslet, že to zvládnou.“

Buongiorno však poznamenává, že prototypy by mohly být licencovány pro komerční využití a zároveň postaveny, pokud by byly umístěny v zařízení DOE, jako je INL, které od svého vzniku v roce 1949 jako National Reactor Testing Station postavilo 52 různých experimentálních reaktorů. Finan říká, že časový rámec je „agresivní“, ale má vývojáře povzbudit v jejich práci. „Je to cíl, který je obtížný, ale dosažitelný,“ říká, „a to je správné místo.“

Ramana se ptá, zda lze americký jaderný průmysl zachránit. Přestože problémy s nakládáním s odpady a obavy veřejnosti z radioaktivity přetrvávají, největším problémem, kterému jaderný průmysl čelí, jsou vysoké investiční náklady na nové reaktory, které mohou činit 7 miliard dolarů a více. Na deregulovaných trzích si energetické společnosti nemohou dovolit takové kapitálové výdaje, a proto mohou levnější obnovitelné zdroje nakonec nahradit jadernou energii, říká. „Jedná se o odvětví se západem slunce,“ říká, „a čím dříve si to uvědomíte, tím lépe.“

Náklady na větrnou a solární energii však budou stoupat, tvrdí Rosner. Elektřina z obnovitelných zdrojů nekontrolovatelně stoupá a klesá, a až se rozšíří na 20 % nebo 30 % trhu, taková nepravidelnost je výrazně zdraží, říká. Jaderná energie se pak stane ekonomicky konkurenceschopnou a bude doplňovat obnovitelné zdroje jako stálý zdroj bezuhlíkové energie, předpovídá. „Pokud budou mít Spojené státy do roku 2030 několik pokročilých projektů, je to dobrá investice, protože nakonec budeme tyto elektrárny potřebovat,“ říká Rosner.

Aby však Spojené státy mohly v budoucnu stavět reaktory, musí si udržet své kapacity již nyní, říká Buongiorno. „Pokud necháme celou flotilu jít do hajzlu a budeme očekávat, že za 20 let můžeme zapnout naše jaderné znalosti jako vypínač, jsme iluzorní,“ říká. „Tuto schopnost je třeba udržet.“

O to se snaží nový program DOE. Dopisy o záměru mají být odeslány v červnu a DOE chce vybrat vítězné návrhy do konce fiskálního roku, tedy do 30. září.