Jaderná energetika

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

Jaderná energetika je odvětví energetiky a průmyslu, které se zabývá především výrobou energie v jaderných elektrárnách. V širším smyslu může jít i o projektování a výstavbu jaderných zařízení, především jaderných reaktorů a jaderných elektráren.

Jako synonyma se pro tento termín (i v řadě cizích jazyků) méně přesně používají rovněž termíny jaderný průmysl, jaderná energie, atomová energetika, atomová energie, jádro či atom. Označení obsahující slovní základ atom je však třeba považovat za nesprávná a nepřesná, neboť energie uvolněná z atomu je i chemická energie, která se využívá v klasické energetice.

Charakteristika[editovat | editovat zdroj]

Fotomontáž budované jaderné elektrárny Olkiluoto ve Finsku.

Zdaleka nejdůležitější částí přínosu tohoto odvětví je výroba elektrické energie v jaderných elektrárnách, v menší míře pak i vytápění (především odpadním teplem). Ostatní aplikace využívající jadernou energii do jaderné energetiky nespadají. Sem patří např. výroba izotopů pro lékařské a průmyslové využití nebo pohony dopravních prostředků (zejména jaderných ponorek a letadlových lodí). Za zmínku stojí i provoz ruského jaderného reaktoru BN-350 mezi lety 1973 a 1999, jehož hlavním cílem bylo odsolovat mořskou vodu.

V poslední době se čím dál více zdůrazňují ekologické aspekty jaderné energetiky. Jaderné elektrárny neuvolňují v podstatě žádné škodlivé emise ani "skleníkový" oxid uhličitý, pouze malé množství (vzhledem k množství získané energie) radioaktivního odpadu.

Jaderná energie je z hlediska energetiky řazena do neobnovitelných zdrojů energie.[1][2][3][4] To je podpořeno i příslušným českým zákonem, který jadernou energetiku v seznamu obnovitelných zdrojů neuvádí.[5] Světové zásoby uranové rudy nejsou nevyčerpatelné a spotřebované palivo se zatím ve větší míře nevyužívá. V budoucnu se však dá očekávat rozvoj tzv. rychlých reaktorů, které pracují s uzavřeným palivovým cyklem. Tím by se doba možného využití štěpné jaderné reakce značně prodloužila[6].

Hlavní zdroje energie[editovat | editovat zdroj]

Jaderná energetika v současnosti využívá štěpné jaderné reakce uranu nebo plutonia, uvažuje se rovněž o využití thoria jako plodicího materiálu. Předmětem intenzivního výzkumu je praktické využití termojaderné fúze vodíku na hélium.

Výroba elektrické energie[editovat | editovat zdroj]

Fotografie ze vnitřku kontejnmentu, masivní ochranné obálky jaderné části elektrárny.

Nejvýznamnějším využitím jaderné energie je výroba elektrické energie v jaderných elektrárnách. Jaderné zdroje mají nyní přibližně 13,5% podíl na světové výrobě elektřiny.[7] Největší podíl elektrického proudu z jádra dosahuje, Francie (asi 74 %), Slovensko (asi 52 %) a Belgie (asi 51%) (stav podle WNA k 4/2012)[8].

Havárie[editovat | editovat zdroj]

Historii rozvoje jaderné energetiky poznamenaly tři velké havárie – v roce 1979 havárie na 2. bloku elektrárny Three Mile Island v USA, která dosáhla 5. stupně INES. V roce 1986 havárie 4. bloku elektrárny v Černobylu v bývalém Sovětském svazu dosáhla 7., tj. nejvyššího stupně INES. Poslední velká havárie se stala v roce 2011 v elektrárně Fukušima v Japonsku, která dosáhla také 7. stupně INES.

Historie[editovat | editovat zdroj]

Historie před komerční výrobou energie[editovat | editovat zdroj]

První úspěšný pokus s jaderným štěpením provedli v roce 1938 v Berlíně Otto Hahn, Lise Meitner a Fritz Strassman.

Během 2. světové války se rozběhl jaderný program v řadě zemí. První řízená řetězová štěpná reakce se uskutečnila 2. prosince 1942 v reaktoru CP-1, který postavil tým Enrica Fermiho v podzemí stadionu Chicagské univerzity. Motivace pokusů byla jednak vědecká, ale také vojenská - reaktory založené na výsledcích Fermiho výzkumu pak sloužily pro výrobu plutonia pro použití v jaderných zbraních.

Schéma jaderné elektrárny s tlakovodním reaktorem.
Množství paliva spotřebované v jaderné elektrárně je v porovnání s uhelnými elektrárnami nepatrné. Například průměrná roční spotřeba oxidu uraničitého jednoho bloku tlakovodní elektrárny o elektrickém výkonu 1000 MW je přibližně 20 tun. Toto množství čistého uranu by zaujalo objem přibližně 1 m³.

Po svržení atomových bomb na Hirošimu a Nagasaki se konstrukce jaderných reaktorů pro výrobu plutonia rozběhla i v dalších zemích. K výrobě elektřiny byl jaderný reaktor poprvé využit 20. prosince 1951 ve výzkumné stanici EBR-I poblíž Arca (Idaho). Zařízení založené na rychlém množivém reaktoru dodávalo zpočátku výkon kolem 100 kW.

Historie komerční výroby jaderné energie[editovat | editovat zdroj]

Za první jadernou elektrárnu bývá označována Jaderná elektrárna Obninsk v bývalém Sovětském svazu. K rozvodné síti byla oficiálně připojena 27. června 1954. U reaktoru AM-1 ("Атом Мирный" - v překladu "Mírový atom") o elektrickém výkonu 5 MW byl použit grafit jako moderátor a voda jako chladicí médium. Za první skutečně komerční elektrárnu je však považována až Jaderná elektrárna Calder Hall ve Velké Británii, která oficiálně zahájila provoz 17. října 1956[9] (první proud však dodala už 27. srpna 1956).

Využití jaderné energie se poté rychle rozvíjelo. V roce 1960 činil instalovaný elektrický výkon méně než 1 GW, na konci 70. let už 100 GW, a v 80. letech 300 GW.

Od konce 80. let je nárůst mnohem pozvolnější, a převážně tvořený výstavbou jaderných elektráren v Číně. V roce 2005 byl instalovaný výkon 366 GW. Proti využití jaderné energie se v mnoha zemích zvedla vlna odporu, založená jednak na obavách z nehody (jako např. Černobylská havárie z roku 1986), jednak na strachu z radiace. V Rakousku (1978), Švédsku (1980) a Itálii (1987) dokonce proběhla referenda, jejichž důsledkem bylo upuštění od využití jaderné energie; Švédsko však později svoje rozhodnutí přehodnotilo.

Další důvody zpomalení výstavby jaderných zdrojů byly ekonomické – jaderná energie je velmi levná co se týče vlastní výroby, investiční náklady při stavbě a likvidaci jaderných elektráren jsou však velmi vysoké, cena fosilních paliv přitom byla relativně nízká.

Odvětví však přesto, že se nové jaderné zdroje ve velké většině zemí nebudovaly a spotřeba elektřiny rostla, dokázalo udržet svůj procentuální podíl na výrobě. Dosaženo toho bylo řadou technických zlepšení, která zvýšila instalovaný výkon nad původní projektovou mez, zvýšením efektivity výroby a zkracováním nutných provozních odstávek (některé elektrárny tak běží i 90 % času na plný výkon); podmínkou bylo zachování úrovně bezpečnosti.

Ekonomické výhody se rovněž podstatně zvýšily poté, co se ukázalo, že jednotlivé jaderné elektrárny je možné bezpečně provozovat podstatně delší dobu, než bylo původně plánováno. I z těchto důvodů v současnosti (2010) v různých částech světa zajišťuje nejlevnější výrobu elektrické energie právě jaderná energetika.[10]

Současnost[11][editovat | editovat zdroj]

Situace jaderné energetiky ve světě k 2/2009.

K lednu 2013 je ve světě komerčně provozováno 432 jaderných bloků, celkový instalovaný výkon je 372 GW; více jak 60 bloků ve 13 zemích se staví, 162 bloků je plánovaných, o 316 se předběžně uvažuje.[12] V jaderných elektrárnách se za rok 2012 vyrobilo cca 2346 TWh elektřiny[13], na světové výrobě elektřiny se tak jaderná energetika podílí asi 13,5 %. Celková kumulativní doba provozu jaderných reaktorů přesáhla 14500 reaktorroků.[14] Komerčně provazované jaderné elektrárny má 31 zemí, v těchto zemích však žije 3/4 světového obyvatelstva.

Země, které staví nové jaderné zdroje[editovat | editovat zdroj]

EVROPA[editovat | editovat zdroj]

Finsko[15] - od května 2005 je zde ve výstavbě reaktor EPR v elektrárně Olkiluoto. Spuštění se předpokládá v roce 2016.
Francie[16] - od prosince 2007 je zde ve výstavbě reaktor EPR v elektrárně Flamanville. Spuštění se předpokládá v roce 2016.
Slovensko[17] - od června 2009 se zde dostavují dva dříve odložené bloky VVER 440 v elektrárně Mochovce. Spuštění se předpokládá v roce 2014 a 2015.
Rusko[18] - zde jsou ve výstavbě 2 bloky VVER 1000, 5 bloků VVER 1200, 2 bloky KLT-40S a jeden blok BN-800.

SVĚT[editovat | editovat zdroj]

Dle údajů WNA se k 3/2013 ve světě dále staví jaderné elektrárny v dalších 8 zemích: USA (3 bloky), Jižní Korea (5 bloků), Japonsko (2 bloky), Čína (30 bloků), Taiwan (2 bloky), Indie (6 bloků), Pákistán (2 bloky), Spojené Arabské Emiráty (2 bloky).

Země, které již schválily výstavbu nových jaderných zdrojů[editovat | editovat zdroj]

Dle údajů WNA k 3/2013 schválilo výstavbu nových jaderných elektráren 17 zemí: USA (9 bloků), Kanada (2 bloky), Finsko (2 bloky), Velká Británie (4 bloky), Rumunsko (2 bloky), Bulharsko (1 blok), Bělorusko (2 bloky), Rusko (28 bloků), Jižní Korea (6 bloků), Japonsko (9 bloků), Čína (58 bloků), Indie (20 bloků), Pákistán (3 bloky), Írán (1 blok), Spojené Arabské Emiráty (2 bloky), Turecko (5 bloků), Vietnam (4 bloky).

Země, které uvažují o výstavbě nových jaderných zdrojů[editovat | editovat zdroj]

Dle údajů WNA k 3/2013 uvažuje o výstavbě jaderných elektráren 11 zemí: USA (7 bloků), Velká Británie (9 bloků), Slovensko (2 bloky), Rusko (18 bloků), Polsko (2 bloky), Japonsko (3 bloky), Čína (148 bloků), Indie (40 bloků), Írán (1 blok), Turecko (3 bloky), Vietnam (6 bloků).

Havárie v JE Fukušima jaderné energetice sice znovu zasadila těžkou ránu, země plánující stavbu největšího počtu nových elektráren (Čína a Indie) však svoji orientaci na jadernou energetiku potvrdily. Naopak svoje jaderné elektrárny se rozhodlo uzavřít do roku 2022 Německo a Itálie opustila od rozhodnutí výstavby jaderných elektráren.

Situace jaderné energetiky v Česku a budoucnost[editovat | editovat zdroj]

V Česku se sice proti jaderné energii postavila řada antijaderných hnutí, např. Jihočeské matky nebo česká pobočka nadnárodní Greenpeace, většina obyvatelstva však rozvoj jaderné energie dlouhodobě podporuje.[19]

Podle státní energetické koncepce schválené usnesením vlády ČR č. 211 ze dne 10. března 2004 se mezi roky 2020 až 2025 počítá s provozem dalšího 7. jaderného bloku a mezi roky 2025 a 2030 8. jaderného bloku. V roce 2006 však koaliční vláda na nátlak Strany zelených v programovém prohlášení slíbila další výstavbu jaderných bloků nepodporovat. V roce 2008 doporučila tzv. Pačesova komise další rozvoj jaderné energetiky v Česku. Vláda vzešlá ze sněmovních voleb v roce 2010 rozvoj jaderné energetiky opět podporovala.

V reálu se plánuje dostavba 3. a 4. bloku v JE Temelín a 5. bloku v JE Dukovany. V červenci 2012 podali tři zájemci nabídku na dostavbu JE Temelín, v říjnu 2012 byla vyloučena francouzská Areva, takže v tendru poté zůstaly již jen dva uchazeči: americký Westinghouse s projektem AP 1000 a česko-ruské konsorcium s projektem MIR 1200. Původně mělo být o vítězi rozhodnuto na podzim 2013. Z důvodu politické nestability a nejasné energetické koncepce státu bylo rozhodnutí odloženo na podzim roku 2014.[20]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. http://www.alternativni-zdroje.cz/jaderne-elektrarny.htm
  2. http://proatom.luksoft.cz/view.php?cisloclanku=2006021401
  3. http://www.euractiv.cz/energetika/clanek/praha-bude-hostit-evropske-jaderne-forum
  4. http://neviditelnypes.lidovky.cz/ekologie-jaderna-energie-je-obnovitelnym-zdrojem-f71-/p_veda.asp?c=A051029_223354_p_veda_wag
  5. č. 180/2005 Sb
  6. http://www.world-nuclear.org/info/Energy-and-Environment/Renewable-Energy-and-Electricity/#.Umqxf3DIY6x
  7. http://www.world-nuclear.org/info/Current-and-Future-Generation/Nuclear-Power-in-the-World-Today/#.UlvdQlDIUms
  8. http://www.world-nuclear.org/
  9. Calder Hall Nuclear Power Station [online]. Engineering Times, [cit. 2010-09-19]. Dostupné online.  
  10. http://www.csvts.cz/cns/news10/100618j.htm
  11. http://www.world-nuclear.org/info/Current-and-Future-Generation/Plans-For-New-Reactors-Worldwide/
  12. http://www.cez.cz/cs/vyroba-elektriny/jaderna-energetika/je-ve-svete.html
  13. http://www.world-nuclear.org/info/Facts-and-Figures/World-Nuclear-Power-Reactors-and-Uranium-Requirements/
  14. http://www.world-nuclear.org/info/Safety-and-Security/Safety-of-Plants/Safety-of-Nuclear-Power-Reactors/
  15. http://www.world-nuclear.org/info/Country-Profiles/Countries-A-F/Finland/
  16. http://www.world-nuclear.org/info/Country-Profiles/Countries-A-F/France/
  17. http://www.world-nuclear.org/info/Country-Profiles/Countries-O-S/Slovakia/
  18. http://www.world-nuclear.org/info/Country-Profiles/Countries-O-S/Russia--Nuclear-Power/
  19. Postoj veřejnosti k jaderné energetice [online]. ČEZ, 2008, [cit. 2009-01-11]. Dostupné online.  
  20. http://ekonomika.idnes.cz/cez-rozhodne-o-dostavbe-cez-nejdrive-o-rok-pozdeji-fsz-/ekoakcie.aspx?c=A130722_105649_ekoakcie_fih

Související články[editovat | editovat zdroj]


Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]