Malé modulární jaderné reaktory jsou často skloňované jako budoucnost bezemisní energetiky, nejen v Česku. U nás se s nimi zatím počítá hlavně kvůli změně energetického mixu při výrobě elektřiny. Méně často ale zaznívá, že malé reaktory mohou sehrát i zásadní roli v zajištění tepla a dálkovém vytápění. Podobnou cestu aktuálně zkoušejí třeba ve Finsku.
Podle Mezinárodní agentury pro atomovou energii se v současnosti používá přes 40 jaderných elektráren nejen k výrobě elektřiny, ale i tepla. U malých modulárních reaktorů to připadá v úvahu ještě pravděpodobněji, protože mají vyšší bezpečnostní standardy a očekává se, že by mohly být umístěné blíž k městům. Právě to z nich do budoucna dělá zajímavou variantu pro zajištění dálkového vytápění, které je dnes dominantně závislé na fosilních palivech.
Je to zároveň i otázka efektivity. Dnešní jaderné elektrárny vypustí skoro dvě třetiny tepla, které při svém chodu vyrobí, volně do ovzduší. Správně nastavený design kombinované výroby elektřiny a tepla by mohl zvýšit energetickou efektivitu v tepelné produkci z 33 % na 80 %. Horkou vodu z jaderných elektráren je podle ekonomických studií z USA možné vést až na vzdálenost 100 mil se ztrátou tepla okolo 2–3 %, což se stále vyplatí. Ostatně podobný model už zkouší implementovat třeba brněnská radnice s využitím tepla z Dukovan.
Připomeňte si náš podcast o malých modulárních reaktorech s Jiřím Duspivou z ÚJV Řež:
Reaktor v každém kraji, nebo továrna na vodík
Aby se ale jaderné teplo stalo běžnějším zdrojem pro vytápění, muselo by se změnit několik věcí. Za prvé, malé modulární reaktory by musely být umístěné v zásadě rovnoměrně po celém území České republiky, tak, aby horká voda bezpečně mohla doputovat do radiátorů bez větších tepelných ztrát. Anebo by se musela zdokonalit samotná technologie vedení tepla, aby byly energetické ztráty nižší a jedna elektrárna dokázala obsloužit větší podíl území.
První metodu podle všeho zvažuje například Rusko. Nedávná technická studie spočítala, že by malé modulární reaktory v počtu 38 kusů zvládly zajistit teplo pro celkem 14 tamních měst. Mimochodem, teplo vyrábí i známý Akademik Lomonosov, první plovoucí jaderná elektrárna s kombinovanou výrobou elektřiny a tepla. Dodává asi 70 MW do přilehlého přístavu a okolního osídlení.
Naopak Čína hledá způsoby, jak vyrobené teplo “uskladnit” a energeticky využít později nebo na vzdálenějším území. Jedním ze způsobů může být výroba takzvaného “růžového” (nebo “fialového”) vodíku.
Vědci z Institutu jaderných a nových energetických technologií Univerzity Čching-chua v Pekingu úspěšně pracují na postupu, kterým by dokázali vodík vyrobit elektrolýzou z vodní páry s využitím termochemického procesu na bázi cyklu síra-jód. Takto uchovanou energii pak mohou použít podobně jako jakýkoliv jiný plyn, tedy klidně i k vytápění. Nedávno o projekt projevila zájem Saudská Arábie, která by podobnou technologií ráda nahradila část stávajících fosilních tepláren.
Paříž nebo Helsinky už své jaderné plány mají
V Evropě patří mezi průkopníky tepelného využití jaderných reaktorů především Švýcarsko, Francie a Finsko. Francouzská studie například předpokládá zapojení malých modulárních reaktorů do vytápění Paříže a jejích předměstí, první kroky, které se týkají územního plánování nebo přípravných prací, už jsou v současnosti v procesu.
Ve Finsku před dvěma lety zahájili komerční projekt, jehož cílem je spustit malý modulární reaktor určený přímo pro dálkové vytápění. Předcházela tomu studie, která hodnotila potenciál jednotlivých technologií pro dekarbonizaci Helsinek a nejbližšího okolí. Jako jedno z nejefektivnějších řešení vyplynuly právě malé reaktory. Podle modelu bude potřeba pokrýt okolo 8 TWh v zajištění tepla, 12 TWh ve spotřebě elektřiny a 4 TWh ve vodíku jako paliva pro dopravu. Tomu by měl nejlépe vyhovovat reaktor HTR-PM, který se vyrábí v Číně, a kanadský IMSR.
S podobnou iniciativou následně přišla i další finská města, například Espoo, Nurmijärvi, Kirkkonummi nebo Turku. Jedním z faktorů jsou i relativně přísné klimatické závazky, které si tamní vláda schválila nad rámec evropských plánů a strategií. Ty ale v současnosti vedou k tomu, že se uhlí ve vytápění nahrazuje biomasou, což představuje riziko pro finské lesy. A přitom právě lesy mají sehrávat zásadní roli v tom, aby finská ekonomika dokázala odbourat víc CO2, než sama vyprodukuje. Investovat do malých jaderných reaktorů se tak ukazuje jako udržitelnější řešení, i přes vyšší počáteční náklady.
V současnosti je na světě několik desítek modelů malých modulárních reaktorů ve vývoji, mají různé parametry a budou se hodit na odlišné způsoby využití. V Česku se jednak vyvíjí vlastní malý reaktor Energy Well, jednak se také ČEZ připravuje na umístění SMR v areálech stávajících jaderných elektráren. Samostatná studie o potenciálu malých reaktorů pro teplárenství ale zatím v Česku chybí.
