Postdamský institut IASS (Institute for Advanced Sustainability Studies) zveřejnil v únoru 2018 práci analytika Craiga Morrise, která se zabývá možností přechodu na nízkouhlíkovou energetiku pomocí kombinace obnovitelných zdrojů a jaderných elektráren. Hlavní závěry přinášíme ve shrnujícím článku.

Samotný název publikace Can reactors react? odkazuje ke klíčové otázce, nakolik jsou jaderné reaktory schopny snižovat a zvyšovat svůj výkon, aby mohly reagovat na změny v produkci větrných a solárních elektráren. Autor upozorňuje na skutečnost, že zastánci dekarbonizace energetiky maximálním využitím dostupných nízkoemisních technologií, tedy jaderných elektráren a obnovitelných zdrojů, většinou dostatečně nepromýšlejí praktické stránky jejich společného fungování.

Výjimkou jsou německé studie z let 2008 až 2011, tedy z doby před definitivním rozhodnutím o výstupu země z jaderné energetiky, jejichž výsledky jsou v publikaci shrnuty. Významným tématem německé debaty byl systémový konflikt spočívající v nemožnosti provozovat jaderné elektrárny v režimu základního zatížení (tedy stabilně na plný výkon) a zároveň optimálně využívat masivní výkon větrných a solárních elektráren, tedy obnovitelných zdrojů s nejvýznamnějším potenciálem.

Problém spočívá v nízké flexibilitě jaderných elektráren. Dokonce i v zemích, kde je obvyklé dostupnou flexibilitu jaderných bloků využívat, tedy ve Francii a Německu, se celkový výkon jaderných bloků mění během dne maximálně o třetinu. Z pohledu optimálního využití obnovitelných zdrojů to není dostačující. Třebaže některé typy reaktorů jsou konstruovány tak, aby bylo možné měnit jejich výkon v poměrně širokém rozmezí, provozní zkušenosti s tímto režimem zatím nejsou k dispozici. Z dostupných provozních zkušeností zatím vyplývá, že obnovitelné zdroje mají nejlepší výsledky v kombinaci s plynovými elektrárnami, jejichž výkon lze flexibilně regulovat.

Podrobné ekonomické propočty pro obnovitelně-jaderný model nejsou dostupné, ale je zřejmé, že megawatthodina elektřiny vyrobená v jaderné elektrárně provozované ve flexibilním režimu bude dražší než při provozu v základním zatížení. A zároveň nezbytnost akumulace elektřiny vyrobené z obnovitelných zdrojů, která se neuplatní při pokrývání aktuální spotřeby obsazené jadernou elektřinou, dále zvedá cenu dodávek. Kombinace jaderných elektráren a obnovitelných zdrojů je podle autora nejdražší variantou rozvoje energetiky.

Flexibilitu jaderných reaktorů lze sice pomocí technických opatření zvýšit, například díky optimalizaci řídících tyčí u tlakovodních reaktorů lze dosáhnout možnosti snížení výkonu až na 20 % nominální hodnoty, ale výsledků srovnatelných s plynovými zdroji v tomto ohledu nedosahují. Hlavním problémem je pomalé zvyšování výkonu po snížení vynuceném přebytkem obnovitelné elektřiny.

Možnosti společného provozu obnovitelných zdrojů a jaderných elektráren zkoumala studie německého parlamentu, která ovšem nebyla dokončena, neboť v roce 2011 padlo rozhodnutí o úplném výstupu země z jaderné energetiky. Nedokončená studie je ovšem cenná zejména proto, že ji nezpracovávaly firmy podnikající v sektoru obnovitelných zdrojů ani jaderné energetiky a výsledky lze považovat za nezávislé. V otázce minimálního výkonu, na který lze provozovat jaderné reaktory, uvádí studie teoretické hodnoty 20 až 50 % jmenovitého výkonu pro tlakovodní a 60 % pro varné reaktory. Zároveň ovšem cituje provozovatele, kteří se shodují, že v praxi zatím nebylo uvedených hodnot opakovaně dosahováno.

V hodnocení výstupů dostupných prací dochází autor k názoru, že společný rozvoj jaderné a obnovitelné energetiky s cílem nahradit fosilní zdroje není v praxi proveditelný. Podle Craiga Morrise není správná úvaha, že Německo propáslo příležitost k vyzkoušení jaderně-obnovitelného modelu. Němci nešli touto cestou, protože zjistili, že by nefungovala. Odhodlá-li se k podobnému experimentu Francie, vidí autor výsledek rovněž skepticky. Uzavírá, že mezi jádrem a obnovitelnými zdroji si musíme vybrat.

Kompletní dokument je ke stažení na adrese:
http://publications.iass-potsdam.de/pubman/item/escidoc:2949898:4/component/escidoc:2949901/IASS_Discussion_Paper_2949898.pdf

(c) Karel Polanecký, Temelin.cz // Foto: archiv Calla