Department of International Relations and European Studies1 Malé modulární reaktory Mgr. Tereza Stašáková 427280@mail.muni.cz 2 Department of International Relations and European Studies Department of International Relations and European Studies3 Obsah ̶ Co je malý modulární reaktor? ̶ Charakteristika ̶ Bezpečnost ̶ Ekonomika ̶ Výhody a nevýhody ̶ Využití ̶ Uvedení do komerčního provozu ̶ Vývoj a výzkum ̶ Příklady projektů Source: https://hackaday.com/2019/05/29/atomic-power-gets-small/ Department of International Relations and European Studies4 Současný business model jaderných elektráren ̶ Zdlouhavé testování a licencování ̶ Výstavba v dané lokalitě ̶ Velký instalovaný výkon a velká elektrárna ̶ Prodej komodity (elektřiny do sítě) ̶ Ekonomicky náročné na kapitál v EU a USA Department of International Relations and European Studies5 Současná poptávka ̶ Menší, sériově vyráběný ̶ Zrychlené testování a licencování ̶ Výroba nejen elektřiny, ale energie s vysokou přidanou hodnotou ̶ Rychlejší výstavba, nižší náklady ̶ Vyšší bezpečnostní standardy Department of International Relations and European Studies6 Co je malý modulární reaktor? ̶ SMR a SMR? ̶ Small and medium reactor = SMR ̶ Small modular reactor = SMR Hlavní řady: vodou chlazené reaktory; vysokoteplotní plynem chlazené reaktory; kapalnými kovy, sodíkem a heliem chlazené reaktory s rychlým neutronovým spektrem; reaktory s roztavenou solí; a nejnověji mikroreaktory ̶ Reaktor o výkonu do 300 MWe (podle IAEA). ̶ Obecně je ale kategorizace obtížná, různé přístupy Jacopo Buongiorno, TEPCO Professor of Nuclear Science and Engineering, MIT 20247 Department of International Relations and European Studies8 Charakteristika SMR ̶ Modularita a integrovaný systém → bezpečnost – Vysoká úroveň bezpečnosti s mnohem menším počtem bezpečnostních systémů – Pasivní bezpečnostní prvky ̶ Ekonomika sériové výroby → kratší doba výstavby → pozitivní dopad na cenu projektu – Časová hodnota peněz – Úspory z rozsahu Department of International Relations and European Studies9 Bezpečnost ̶ Obecně: s menším výkonem se zvyšuje bezpečnost reaktoru a snižuje se potenciální radioaktivního znečištění ̶ SMR jsou technologicky jednodušší ̶ Bezpečnost je zajištěna skrze tři fáze: 1. SMR je svým designem schopný zajistit vysokou úroveň bezpečnosti s mnohem menším počtem systémů = Safety-by-design 2. Pasivní bezpečnostní systémy 3. Aktivní bezpečnostní systémy ̶ Příklady pasivních prvků: ̶ Podzemní umístění ̶ Snadnější chlazení reaktoru a regulace chlazení, nižší potřeba vody k chlazení ̶ Uzavřený cyklus Department of International Relations and European Studies10 Ekonomika SMR ̶ Jedním z důvodů vývoje SMR je snížení ceny, celkově snížení ekonomické náročnosti jaderných projektů a zvýšení jejich konkurenceschopnosti ̶ Je zde předpoklad poklesu ceny v důsledku: ̶ Kratší doby výstavby ̶ Menšího množství bezpečnostních prvků = jednodušší výstavby ̶ Rozvoje sériové výroby ̶ Opět bude záležet na tom kdo bude stavět a kde bude projekt umístěn ̶ Kratší doba výstavby je zásadní i z pohledu: ̶ Nižších dopadů na investora ̶ Časové hodnoty peněz ̶ Efekt postupného uvádění do provozu ̶ Význam dalšího vývoje pro cenu na MWh Department of International Relations and European Studies11 Ekonomika SMR ̶ Nyní co projekt, to jiná cena ̶ Všechno jsou zatím FOAK ̶ Výstavba trvá dlouho ̶ Prodražuje se ̶ Není ustálený dodavatelský řetězec ̶ Ještě se vychytává managment atd. ̶ Důležitý indikátor je zapojení soukromých investorů ̶ Přítomnost státu? Nebo čistě komerční projekty? Department of International Relations and European Studies12 Výhody SMR ̶ Vyšší bezpečnost skrze pasivní bezpečnostní prvky ̶ Snadnější výměna paliva, některé typy mají delší palivový cyklus ̶ Nižší nápor na síť v momentě připojení ̶ Možnost postavení na brownfieldu po uhelných elektrárnách ̶ Snížení dopadu kapitálových nákladů na výstavbu elektrárny ̶ Snadnější financování ̶ Možnost přistavování nových modulů (lepší reakce na růst spotřeby) ̶ Zajištění výroby elektřiny a tepla mimo velké distribuční sítě (odlehlé a ostrovní oblasti) ̶ Vyšší flexibilita (ALE stále omezená ) Department of International Relations and European Studies13 Nevýhody SMR ̶ Složitý a dlouhý proces licencování FOAK ̶ Zatím příliš vysoká cena ̶ SMR nemají dlouhodobě prokazatelný spolehlivý a bezpečný provoz ̶ Stále přetrvává problém s dlouhodobým uložením odpadu ̶ Není zaběhnutý osvědčený dodavatelský řetězec ̶ Není vyzkoušené a osvědčené rozložení výstavby a postupné zapojení více modulů Department of International Relations and European Studies14 Využití SMR ̶ Účelem SMR je doplnit velké bloky ̶ Umožnění jaderné energetiky pro širší škálu uživatelů a aplikací ̶ Nahrazování fosilních elektráren ̶ Zajištění kogenerace → výroba tepla ̶ Desalinizace vody ̶ Výroba vodíku (v souladu s výrobou z OZE) ̶ Data centra ̶ Industriální využití ̶ Větší flexibilita a možnost umístění ̶ Rozvojové státy s malými elektrickými soustavami ̶ Odlehlé oblasti a oblasti mimo síť 15 16 Uvedení do komerčního provozu ̶ V současnosti rychlému rozvoji brání legislativní a regulatorní překážky ̶ K uvedení do komerčního provozu potřebují SMR získat licenci a regulatorní povolení ̶ Zdlouhavý a složitý proces licencování FOAK, který zároveň naráží na problém, že licenční proces pro SMR by měl být odlišný od klasického pro velké JZ ̶ Postoj států v Evropě ̶ V Evropě je nejprogresivnější VB, což souvisí s vlastním vývojem SMR a ambicí exportu ̶ Zájem projevily Velká Británie, Finsko, Švédsko, Francie, Ukrajina, Rumunsko ̶ Ostatní státy, které jsou otevřené jaderné energii, zatím sledují vývoj a postupně se chystají na možnost SMR – viz aktivity ČEZ ̶ Postoj IAEA a EU ̶ 12. února 2019 – fórum IAEA a EU → regulace SMR jsou diskutovány a je potřeba je vytvořit ̶ V EU SMR nejsou regulovány ani zatím licencovány • ale Projekt ELSMOR 2019-2023 ̶ IAEA problematiku monitoruje – pravidelné publikace • 2015 vznik regulatorního fóra pro SMR • 11/2017 vznik pracovní skupiny ̶ 2024 Evropská průmyslová aliance pro SMR Department of International Relations and European Studies17 Vývoj a výzkum ̶ Významný rozvoj v posledních letech ̶ Velké množství projektů, designů, typů paliv, v různé fázi vývoje ̶ Typy SMR dle IAEA (2020): ̶ Pozemní, vodou chlazený malý modulární reaktor ̶ Námořní, vodou chlazený malý modulární reaktor ̶ Vysokoteplotní plynem chlazený malý modulární reaktor ̶ Malý modulární reaktor s rychlým neutronovým spektrem ̶ Malý modulární reaktor chlazený roztavenou solí ̶ Malý modulární reaktor malé velikosti Department of International Relations and European Studies18 Source: https://aris.iaea.org/Publications/SMR_Book_2020.pdf Department of International Relations and European Studies19 Příklady malých reaktorů ̶ V provozu je pět typů malých reaktorů ̶ Čtyři projekty SMR jsou ve výstavbě ̶ Přibližně 40 v aktivním vývoji, z toho 17 v pokročilé fázi Sources: https://www.world- nuclear.org/information-library/nuclear- fuel-cycle/nuclear-power- reactors/small-nuclear-power- reactors.aspx 20 Department of International Relations and European Studies21 Source: https://aris.iaea.org/Publications/SMR_Book_2020.pdf Department of International Relations and European Studies22 KLT 40S (Rusko) ̶ Malý tlakovodní reaktor (Rosatom) ̶ Výkon 35-40 MW ̶ Jedná se o dva malé reaktory o celkovém výkonu 70 MW na lodi Akademik Lomonosov ̶ Hlavní zdroj pro část Čukotky a tamní průmyslovou zónu ̶ Ve výstavbě od 2009, dokončeno na konci roku 2018, spuštěn v květnu 2020 ̶ Velmi nákladný a neekonomický projekt Source: https://www.rosatom.ru/en/press-centre/photoarhive/ Department of International Relations and European Studies23 Source: https://aris.iaea.org/Publi cations/SMR_Book_2020. pdf Department of International Relations and European Studies24 Source: https://pavelsuk.blog.idnes.cz/blog.aspx?c=636387 Department of International Relations and European Studies25 CAREM 25, 100 a 300 (Argentina) Source: https://cdn.ans.org/cafe/2014/02/CAREMfromCNEAsite.jpg?_ga=2.13281215.964155339.16 07970990-926432101.1607970990 ̶ Výkon 25 MWe, v oblasti Formosa. ̶ Výstavba CAREM 25 od 2014, plánované spuštění 2023 ̶ Čistě argentinský design, licencovaný 2009 ̶ CAREM 300 je plánovaný pro export – pouze ve vývoji. Department of International Relations and European Studies26 Source: https://aris.iaea.org/Publications/SMR_ Book_2020.pdf Department of International Relations and European Studies27 Rolls Royce (VB) ̶ Výkon 220 až 470 MWe, typ PWR ̶ Životnost 60 let (výstavba 5 let) ̶ Velikost reaktoru 16 x 4 metry ̶ Rozloha 40 000 m2 (10x menší než klasická elektrárna) ̶ Projekt má vést ke snížení ceny elektřiny ve Velké Británii ̶ Celkově chce společnost postavit 16 SMR ̶ Mají být instalovaný na místech odstavených jaderných elektráren ̶ Zájem o projekt projevila ČR (spolupráce s ČEZ od 2020), Kanada, USA a Čína Source: https://oenergetice.cz/jaderne- elektrarny/rolls-royce-nase-male- reaktory-mohou-vyrabet-elektrinu-za- podobnou-cenu-jako-offshore-vte Department of International Relations and European Studies28 Source: https://aris.iaea.org/Publications/SMR_ Book_2020.pdf Videa ke zhlédnutí: https://www.youtube. com/watch?v=cFFS_P 3EnMk&ab_channel= Rolls-Royce proces výroby a výstavby: https://www.youtube. com/watch?v=JK8KGi dUnpM&ab_channel= UKNuclearSMRConsor tium komentář k plánu Rolls-Royce ve VB: https://www.youtube. com/watch?v=8KXTN nK0DUU&ab_channel =TomoNewsUS Define footer – presentation title / department29 Energy Well – ÚJV ŘEŽ ̶ Patentován ̶ Ekonomická studie → potvrdila komerční potenciál ̶ Studie proveditelnosti ̶ Nyní fáze finalizace základního designu ̶ Čeká je velké množství aktivit, které se musí udělat, jako ověření technologie a designu ̶ Reaktor IV. Generace ̶ Chlazený roztavenou solí ̶ Výkon do 50 MW ̶ Specifikum: velikost lodního kontejneru ̶ ČR je v tomto vývoji ve světovém srovnání napřed, ale stále je to běh na dlouhou trať Department of International Relations and European Studies30 Source: https://aris.iaea.org/Publications/SMR_ Book_2020.pdf Define footer – presentation title / department31 SMR v ČR ̶ ČEZ: ̶ Temelín, Tušimice, Prunéřov, Ledvice, Poříčí a Dětmarovice na severu Moravy ̶ Moravskoslezský kraj: ̶ Třebovice, Dětmarovice u Karviné, Blahutovice na Novojičínsku, čtvrtý malý reaktor by mohl být v Třinci pro potřeby Třineckých železáren. ̶ Vužití – výroba elektřiny a tepla ̶ Nový kontext - dekarbonizace 32 Microreaktory ̶ 1-20 MW elektřina/teplo ̶ Standardizovaný design ̶ Semi-autonomní provoz ̶ Výměna paliva 5-10 let ̶ Tovární výroba ̶ Suché chlazení ̶ Žádné uložiště Define footer – presentation title / department33 Závěrem ̶ SMR jsou rozvíjející se technologie ̶ Přináší nové možnosti využití jaderné energie i pro nové aktéry ̶ Z pohledu bezpečnosti znamenají zjednodušení a zavedení více pasivních prvků ̶ Z pohledu ekonomiky, konstrukce je finančně nejnáročnější, mohly být levnější než klasické bloky, ale zatím se jedná o FOAK, ukáže až sériová výroba ̶ Jednou z hlavních výzev pro další vývoj SMR je licencování a regulace ̶ Využití v EU je předpokládané až v druhé polovině 30. let/začátek 40. let, ale závisí to vše na rychlosti vývoje a regulatorních překážkách 34 35 Department of International Relations and European Studies36 Děkuji za pozornost. 37 Prostor pro otázky Department of International Relations and European Studies