Plovoucí jaderné elektrárny  
Již zhruba za dva roky by měla být uvedena do provozu první ruská plovoucí elektrárna Akademik Lomonosov. Dokončuje se loď se dvěma reaktory a zároveň se ve městě Pevek na Čukotce buduje potřebná infrastruktura pro ukotvení elektrárny. Podívejme se na historii a současnost těchto zařízení.

Představa o vzhledu budoucí plovoucí jaderné elektrárny navrhované čínskou firmou CGN (Zdroj CGN).
Představa o vzhledu budoucí plovoucí jaderné elektrárny navrhované čínskou firmou CGN (Zdroj CGN).

První plovoucí jaderná elektrárna

První plovoucí jaderná elektrárna MH-1A byla vybudována v šedesátých letech v USA a fungovala na lodi Sturgis pojmenované po generálovi Samueli D. Sturgisovi junioru. Tato loď neměla vlastní motory, protože se předpokládalo, že většinou bude zakotvena. Pro přepravu se tak využívalo odtažení pomocí remorkéru. Tlakovodní reaktor využívající slabě obohacený uran s 4 až 7 % izotopu uranu 235 byl vestavěn do přebudované lodi typu Liberty. Plovoucí elektrárna byla výsledkem programu vývoje malých kompaktních mobilních reaktorů pro produkci elektřiny a tepla v relativně těžko dostupných oblastech.

Vývoj reaktoru zahájila v roce 1961 firma Martin Marietta a samotná fyzická konstrukce začala v roce 1963. Probíhala ve Fort Belvoir, kde se na kompaktních malých reaktorech pracovalo. K první štěpné řetězové reakci došlo 24. ledna 1967. V testovacím režimu pak dodávala elektrárna dalších 11 měsíců proud právě pro Fort Bevoir.

Plovoucí elektrárna Sturgis v roce 1967 (zdroj Wikipedie).
Plovoucí elektrárna Sturgis v roce 1967 (zdroj Wikipedie).

Po ukončení testů byla přesunuta do zóny okolo Panamského průplavu, kde na jezeře Gatun dodávala 10MW elektrické energie. Zde pak elektrárna působila od října 1968 do roku 1975 a dodávala elektřinu pro potřeby Zóny Panamského průplavu. Přispěla k zajištění optimálního hospodaření s vodou v době, kdy o ní byla v kanále a jezerech, které se využívají, nouze. Během této doby došlo pětkrát k výměně paliva v aktivní zóně.

 

V roce 1975 skončil program vývoje vojenských reaktorů a MH-1A jako unikátní vývojový prototyp měl příliš vysoké provozní náklady. Zároveň získala Zóna Panamského průplavu dostatek kapacit pro produkci elektřiny na zemi. Jeho operační nasazení tak skončilo a elektrárna MH-1A  byla v roce 1976 vyřazena z provozu. Na přelomu roku 1976 a 1977 byla přemístěna zpět do Spojených států. Zde bylo vyvezeno vyhořelé palivo. Elektrárna byla částečně dekontaminována a uvedena do stavu, ve kterém mohla čekat na konečnou likvidaci. Úplná demontáž samotného reaktoru i lodi pak začala v roce 2014. a dokončena by měla být v roce 2018. Po odstranění všech kontaminovaných komponent se zbývající části zpracují stejným způsobem, jako jiné vysloužilé lodi.

 

Plovoucí elektrárna Akademik Lomonosov

V současné době probíhá druhý pokus o zavedení plovoucích jaderných elektráren do praxe. V Rusku se dokončuje plovoucí elektrárna, která by měla být první v sérii takových zařízení. Mají pomocí v zásobování elektřinou a teplem odlehlých a těžko dostupných oblastí, kde se těžko budují jiné zdroje. Jedná se tak hlavně o oblasti Sibiře, zejména Dálného severu a Dálného východu. Téměř dvě třetiny území Ruska je v oblasti věčně zmrzlé půdy, kde se jen velmi těžko umisťují energetické stavby i přenosová soustava nebo potrubí. Plovoucí bloky by tak měly zásobovat místní sídla a vrtné plošiny. Dalším potenciálním využitím elektrárny jsou osamocená izolovaná místa s nedostatkem pitné vody, pomocí ní by se totiž zvládlo odsolovat velké množství mořské vody.

Představa malíře o vzhledu plovoucí jaderné elektrárny Akademik Lomonosov.
Představa malíře o vzhledu plovoucí jaderné elektrárny Akademik Lomonosov.

Vývoj plovoucí elektrárny byl zahájen na počátku 21. století. První pod názvem Akademik Lomonosov se začala budovat v roce 2007 v loděnici Sevmaš v Severodvinsku v Archangelské oblasti. V roce 2008 se však výroba lodi přesunula do Baltických loděnic v Petrohradě. Tam by se měly stavět i další lodi. Konstrukce druhé by měla být zahájena v roce 2019.

 

Elektrárna má dva reaktory typu KLT-40S. Každý z nich dokáže dodat výkon 150 MW tepelných a 35 MWe elektrických, případně odsolením vyprodukovat 240 000 m3 vody denně. Jedná se o variantu tlakovodního reaktoru, který se využívá na ruských ledoborcích a na kontejnerové lodi Sevmorpuť. Na ledoborcích a kontejnerové lodi se využívají varianty KLT-40M a KLT-40 s velmi vysokým obohacením izotopem uranu 235, buď 30 – 40 % nebo dokonce 90 %. V případě elektrárny Akademik Lomonosov se využívá palivo s nízkým obohacením 14 %. Celkově by měla plovoucí elektrárna fungovat 35 až 40 let. Palivo se bude vyměňovat každých sedm let. Pro výměnu paliva musí být loď odtažena do mateřského závodu, kde se také provede nezbytná kontrola, údržba a doplnění zásob. V daném místě by se tak mohly plovoucí elektrárny vyměňovat.

Plovoucí elektrárna Akademik Lomonosov ve výrobním závodě v Petrohradě (zdroj Rosatom).
Plovoucí elektrárna Akademik Lomonosov ve výrobním závodě v Petrohradě (zdroj Rosatom).

V pozdějších modifikacích se uvažuje i o využití jiných reaktorů, podle potřeby menších nebo větších. Samotná loď má délku 140 m, šířku 30 m a výtlak 21 000 tun. Plovoucí jaderná elektrárna je projektována tak, že odolá cunami i jiným přírodním katastrofám. Jaderný zdroj splňuje všechny požadavky Mezinárodní agentury pro atomovou energii. V současné době dochází k jejímu spouštění a testování základních mechanismů a vybavení.

 

Loď Akademik Lomonosov je referenční a zkušební. Na základě zkušeností s jejím budováním a provozem se budou stavět další kusy. Teprve až sériová výroba zajistí potřebné parametry, hlavně se to týká těch ekonomických. Celková ekonomika projektu bude záviset na počtu vyráběných kusů a to je důvod, proč se Rosatom snaží získat zákazníky pro jejich nákup i v zahraničí.

První blok bude umístěn ve městě Pevek v Čaunském kraji, což je v Autonomní oblasti Čukotka. Zde už byla zahájena výstavba pomocných zařízení pro ukotvení plovoucí elektrárny a propojení nutného pro přenos elektřiny a tepla na pevninu. Akademik Lomonosov nahradí výkon Bilibinské jaderné elektrárny a Čaunské tepelné elektrárny, které zásobují tuto oblast energií doposud. Ty už jsou na konci životnosti a musí se v nejbližších letech odstavit.


Biblinská jaderná elektrárna (zdroj INSP - US Department of Energy programme).
Bilibinská jaderná elektrárna (zdroj INSP - US Department of Energy programme).

Bilibinská jaderná elektrárna byla vybudována na přelomu šedesátých a sedmdesátých let ve městě Bilibino a obsahuje čtyři malé bloky EGP-6. Jde o reaktory moderované grafitem a chlazené lehkou vodou, které dodávají každý 12 MWe elektrického výkonu. Reaktory jsou určeny také pro dodávky tepla, takže je důležitý jejich tepelný výkon, který je 62 MW. Podle potřeby se tak elektrárna více zaměřuje na dodávky elektřiny nebo tepla. Spuštěny byly postupně mezi léty 1974 až 1976. Jejich postupné odstavování se plánuje mezi léty 2019 až 2021. Elektrárna zatím dodává téměř 80 % elektrické energie v Čaunsko-Bilibinské elektrické síti. Právě její náhradu by měla zajistit plovoucí elektrárna Akademik Lomonosov, která by měla být uvedena do provozu v roce 2019.

 

Představa o vzhledu budoucí plovoucí jaderné elektrárny čínské firmy CNNC (zdroj CNNC).
Představa o vzhledu budoucí plovoucí jaderné elektrárny čínské firmy CNNC (zdroj CNNC).

Přidává se i Čína

Se značným zájmem sleduje vývoj v této oblasti v Rusku zejména Čína. Číňané by mobilní jaderné elektrárny rádi využili pro zásobování vrtných souprav v oblastech šelfové těžby ropy a plynu při čínském pobřeží. Uvažovali o případném nákupu nebo spolupráci na ruských modelech. V poslední době však začali pracovat na vlastním projektu a právě koncem listopadu byla zahájena výstavba demonstrační čínské plovoucí elektrárny, která by měla být dokončena v roce 2020. Společnost CNG začala s výrobou reaktoru ACPR50S, koncepční a projekční práce už byly dokončeny. Bezpečnostní parametry tohoto reaktoru postavené na pasivních principech už pozitivně posoudila Mezinárodní agentura pro atomovou energii. Tepelný výkon reaktoru by měl být 200 MW a elektrický 60 MWe. Plovoucí jadernou elektrárnu vyvíjí i konkurenční společnost CNNC, která pracuje s modelem reaktoru ACP100S o elektrickém výkonu 100 MWe. Oba zmiňované malé modulární reaktory jsou tlakovodní a plánuje se jejich využití i na pevnině. V nedávné době obě zmíněné státní firmy podepsaly dohody o spolupráci v této oblasti.

Je vidět, že v produkci malých modulárních reaktorů pro využití v plovoucích jaderných elektrárnách nastává zlom. Úspěšnost nového pokusu o jejich zavedení bude záviset hlavně na tom, jak se osvědčí v provozu a kolik jich nalezne uplatnění. Rozvoj těchto zařízení by mohl znamenat i průlom ve využívání malých modulárních reaktorů obecně.

Autor: Vladimír Wagner
Datum: 30.11.2016
Tisk článku

Tarock Kavárna -
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 175 Kč
cena: 155 Kč
Tarock Kavárna

Související články:

Letošní milníky ruské jaderné energetiky     Autor: Vladimír Wagner (03.08.2016)
Co nám současný podzim říká o možnostech německé Energiewende     Autor: Vladimír Wagner (11.11.2016)



Diskuze:

cena

Libor Tomáš,2016-11-30 20:21:58

Na kolik takova lod prijde a jak vychazi cena za kWh? Mozna by stalo za to par koupit, zaparkovat na Vltave a pripojit k Praze. Navic je to 100% eko a kdyz nekdo vhodne zalobuje tak treba bude i nejaka dotace. A kdyz nebude tak staci zaparkovat jinde - treba v Berline.

Odpovědět


Re: cena

Petr Kr,2016-12-02 07:33:53

Asi by to byla opravdu dobrá informace. Především by taková elektrárna ale měla vyjít asi levněji, než stavět v zamrzlé půdě, řešit seismickou odolnost a nastěhovat 5 tis. dělníků někam na Sibiř na min. 5 let.

Odpovědět


Re: cena

Martin Seifert,2017-02-13 18:59:56

Upřímně, cena za kWh je úplně fuk. Důležité je to, že jde o vysoce ekologický zdroj energie (jaderná)s velkým potenciálem rozšíření v budoucnu. Spotřeba elektřiny celosvětově vzrostě v dohledné době řádově, tedy minimálně desetinásobně. A její cena za určitých (dnes bohužel lobbysty plánovaných) okolností vzrostě ad absurdum.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni