Potřebujeme jadernou energii?

Cenové srovnání jaderné a obnovitelné výroby elektřiny

Jaderná energie je drahá, kapitálové náklady v USD/kW instalovaného výkonu se pode Statista pohybují v průměrech a rozmezích 11.200 ( 8.475 až 13.925), pro vítr offshore 4000 (3.000 až 5.000) pro vítr s akumulací 1810 (1.375 až 2.250), pro fotovoltaiku v průmyslovém rozměru s akumulací 1337 (1075 až 1600), pro vítr onshore 1362 (1025 až 1700) a pro fotovoltaiku v průmyslovém rozměru 1050 (700 až 1400).

Průměrné kapitálové náklady pevninského větru s akumulací jsou více než 6krát, resp. pro fotovoltaiku s akumulací více než 8krát nižší než pro jádro. Akumulace se v tomto případě počítá jako krátkodobá bateriová. Podle banky Lazard byl střed operačních nákladů pro jadernou energii 31 USD/MWh, zatímco nejnižší celkové náklady LCOE pro onshore vítr a tenkovrstvou fotovoltaiku průmyslové dimenze byly 24 USD/MWh, v rozmezí 24–75 USD/MWh, resp. 24–96 USD/MWh.

Ani odhady australské organizace CSIRO nejsou v tomto kontextu výjimkou a uvádějí nárůst ceny MMR (malých modulárních reaktorů) mezi léty 2023-2024 ve výši 39 %, v korespondenci s novými daty z nejpokročilejšího projektu MMR v USA.

Reaktory generace III+, které jsou ve výstavbě v Evropě a USA, byly a jsou ekonomickou katastrofou, jejich výstavba trvala mnohem déle, než se plánovalo, a stály více než trojnásobek původních odhadů. To platí pro následující evropské tlakovodní reaktory (EPR): Olkiluoto 3, Finsko nedávno dokončeno po 18 letech výstavby), Flamanville 3, Francie, zatím nedokončeno a Hinkley Point C, Velká Británie, nedokončeno, kde odhadované kapitálové náklady nyní činí 32,7 miliardy liber.

V USA pokračuje výstavba jediné nové jaderné elektrárny, která se skládá ze dvou reaktorů AP-1000 ve Vogtle ve státě Georgia. Předpokládané náklady na výstavbu se vyšplhaly na nejméně 30 miliard USD a odhadované termíny zahájení se opět zpožďují.

Vedle ceny výstavby a konečné ceny proudu je rovněž důležitá energetická návratnost (EPBT), tedy doba, za níž energetické zařízení vyrobí tolik energie, kolik bylo třeba k jeho vlastní výrobě a provozu. Podle americké NREL činí pro fotovoltaiku 1,2 až 3,6 roku, v průměru 2,4 roky, tedy při životnosti 25 let, vyrobí panel za svou životnost 10krát více energie, než bylo zapotřebí na jeho výrobu. Doba energetické návratnosti jaderné elektrárny se pohybuje mezi 10 a 18 lety v závislosti na kvalitě uranových rud použitých pro výrobu paliva. Jaderná elektrárna musí proto pracovat v průměru 14 let, než se všechna energie spotřebovaná na její stavbu a palivo navrátí a elektrárna začne vyrábět netto energii.

Efektivita výroby energie v jaderné elektrárně zásadně závisí na koncentraci uranu v těžené rudě. Se snižující se koncentrací uranu výnosnost procesu klesá. Na základě energetické bilance se považuje za limitní koncentraci 0,1 g U/kg rudy. Pod touto koncentrací bude celý proces energii spotřebovávat. Současné koncentrace většiny těžených rud se pohybují mezi 0,4 a 1 g/kg uranové rudy. S postupujícím časem se bude těžit ruda se stále nižším obsahem uranu.

Stejně důležitá je ovšem finanční návratnost; ta se u větru pohybuje okolo 6,5 roku, u fotovoltaiky okolo 4,5 let, zatímco u jádra je průměrná finanční návratnost 14 let.

Intermitence obnovitelné energie

Není nijak překvapující, že obnovitelná energie neposkytuje ustálený zdroj energie. Nejedná se ovšem o výlučné specifikum obnovitelných zdrojů. Trvale pracující zdroj energie neexistuje, každý potřebuje odstávku, technickou kontrolu, řešení jakékoliv mimořádné situace, a u termických procesů (fosil, bio, jádro) vodu pro potřeby provozu a chlazení.

K překonání intermitence je nutná akumulace. Studie nákladů akumulace počítá náklady na turbínu poháněnou 100 % vodíkem a uvádí, že se zdá být nákladově efektivnější než řešení s palivovými články: 0,207 EUR/kWh, resp. 0,284 EUR/kWh, (4,97 Kč/kWh resp. 6,82 Kč/kWh). Skladování vodíku představují autoři v blízké budoucnosti jako cenově nejvýhodnější dlouhodobou alternativu, dokonce lepší než přečerpávané vodní elektrárny, stlačený vzduch nebo baterie.

I kdybychom počítali s vysokým odhadem potřeby pokrytí období bez dostatečné výroby elektřiny ve výši 20 %, tak by se k průměrné ceně elektřiny během roku připočetlo 0,99, resp. 1,36 Kč/kWh pro plynové turbíny, resp. palivové články. Potřeba objemu akumulace budek klesat s instalovaným výkonem obnovitelných zdrojů a s hustotou síťového propojení, a to jak na národní, tak především na evropské úrovni.

Pozitivní roli v překlenutí období s nízkou produkcí z větru a slunce může také hrát akumulace bioplynu/biometanu jak v lokálních zásobních, tak i v plynových sítích, resp. v podzemních zásobních a výroba elektřiny z biomasy, kterou lze k takovému účely skladovat. Je-li energetický systém odpovídajícím způsobem navržen, nepředstavuje výskyt období bez větru a slunce „Dunkelflaute“ překážku pro 100% zásobování energií z obnovitelných zdrojů, i když je založeno převážně nebo výhradně na kolísání obnovitelných energií. Na této obecné výpovědi se shoduje více autorů Breyer at al, Jacobson et al, Mathiesen et al, Bogdanov and Breyer.

Kompatibilita jaderné a obnovitelné energie

Jaderná energie jako relativně stabilní zdroj je nevhodná jako součást energetického mixu s obnovitelnými zdroji. Jadernou energii lze samozřejmě regulovat a snižovat či zvyšovat výkon elektrárny. Tato regulace přináší několik zásadních problémů – z podstaty zařízení nemůže být, s výjimkou nového paliva, příliš rychlá. Každé technické zařízení pracuje nejlépe za konstantních podmínek a časté změny výkonu se podepisují na rychlejším opotřebení. Nezanedbatelným negativem regulace jaderných elektráren by byla rovněž snížená výroba elektřiny, která by se podílela na ekonomických ztrátách.

Rychlá potřeba aditivního výkonu bude nejlépe zabezpečena nízkonákladovými a ekologicky pracujícími bateriemi, které mohou být železo vzdušné FORM ENERGY nebo vysokokapacitní acidobazické flow baterie na bázi vodného roztoku chloridu sodného AQUABATTERY.

Jaderná energie nepředstavuje řešení klimatické krize

Často se opakuje, že jaderná energie je nástroj vhodný pro řešení klimatického problému. To je ovšem absurdní tvrzení. Jaderná energie v krátké době zdaleka nedisponuje možnosti zásadně přispět ke zvládnutí klimatické krize, což dokládá vzájemné porovnání jaderné a obnovitelné výroby elektřiny. Naopak se může z investičních důvodů stát brzdou skutečného řešení. Obnovitelná energie, bez vodní energie, překonala jadernou produkci již před pěti lety.

Světová jaderná produkce elektřiny dosáhla svého maxima v roce 1996 17,5 % a v roce 2022 klesla téměř na polovinu, na 9,2 %. Ani EU na tom není výrazně lépe: z maxima v roce 2005 916,4 TWh, poklesla výroba jaderné elektřiny v roce 2022 na 608,6 TWh.

Česká delegace na COP28 vystoupila s několika dalšími zeměmi s návrhem ztrojnásobení jaderné výrobní kapacity. Aby jaderné výroba pokryla takový podíl musela by se vystavět (včetně náhrady starých reaktorů – průměrný věk jaderných elektráren byl v roce 2023 31,5 let) hrubým odhadem nová kapacita 1000 GW reaktorů. S ohledem na náklady a dobu výstavby, kdy by se musely stavby posledních reaktorů započít nejpozději za 15 let. V roce 2020 byl nárůst výroby elektřiny z jaderných elektráren záporný – 4 %, v roce 2021 +3,9 % a v roce 2022 +0,3 %.

S ohledem na stále klesající instalovanou kapacitu, malý počet firem, co staví jaderné elektrárny i z hlediska blokování prostředků pro výhodnější obnovitelné zdroje, je takový plán zcela absurdní.

Direktivní český přístup k řešení úložiště odpadu

V České republice existuje, rovněž díky politické masáži, k jaderné energii mimořádně pozitivní vztah veřejnosti, ne tak ale již k jadernému úložišti. Jaderné úložiště musí fungovat velmi dlouhou dobu, o několik řádů déle, než uplynula doba od neolitické revoluce. Tedy po dobu, s níž nemáme žádnou zkušenost a neumíme si představit, co všechno by se mohlo přihodit.

V Evropě byl zpočátku uplatňován přístup k řešení především jako technologický problém, což funguje pouze v zemích, kde existuje velká důvěra ve vládu, průmysl a vědu. Jinde je potřeba najít vhodné způsoby, jak se s nedůvěrou vypořádat, příkladně oddělením odpovědnosti a rozdělení moci a informací. Finsko, Španělsko a Spojené království udělily místním orgánům právo veta ohledně výběru lokality. Německo posílilo možnost účasti pro občany a organizace občanské společnosti. Švédsko zřídilo výzkumný fond, kde také organizace občanské společnosti mohly žádat o fondy na výzkum. V ČR se vláda se rozhodla nevyjednávat s obcemi a přistoupit k prosazení vybrané lokality direktivně, což samozřejmě naráží na oprávněný odpor dotčených obcí.

Jaderné technologie snižují bezpečnost našeho světa

Jaderná technologie činí náš svět méně bezpečným. Centrum pro studium nešíření jaderných zbraní dokumentovalo v letech 2020–2021 352 případů ztráty jaderného a radiologického materiálu. Od spuštění databáze v roce 2013 bylo dokumentováno více než 1 500 globálních incidentů, což dokládá, že jaderné a radioaktivní materiály zůstávají přetrvávajícím globálním problémem. Další šíření jaderných technologií toto riziko zvyšuje. V dnešním zvichřeném světě ovládaném majoritně psychopatickými politiky to platí vícenásobně.

Jak dále ukazuje historie jaderné energetiky, nelze u jaderných zařízení počítat s nulovou pravděpodobností velké havárie.

Máme podmínky pro obnovitelné zdroje?

Mezi oblíbené narativy české energopolitiky patří, že Česká republika nemá dostatečné podmínky pro obnovitelnou energii. K tomuto tvrzení ale neexistují žádné věrohodné studie a publikované potenciály sluneční a větrné energie jsou v ostrém kontrastu se zahraničními studiemi, uvedenými shora, které teoreticky dokládají možnost úplného zásobování rozsáhlých oblastí obnovitelnou energií. Studie evropského zásobování obnovitelnou energií z Potsdamského Institutu odhaduje pro Českou republiku roční výrobu ve výši cca 190 TWh pouze z fotovoltaiky a větru, což je prakticky trojnásobek současné spotřeby elektřiny.

Dá se samozřejmě namítnout, že se jedná o teoretický přístup a že papír snese všechno. To je jistě v mnoha případech pravda. Mnohem důležitější jsou proto praktické příklady. Nebudu uvádět výjimečné lokality jako Norsko, Kostariku, Albánii či Island, ale regiony a místa se středoevropským klimatem, jako Rhein-Hunsrück, Burgenland, Hassfurt, Aller-Leine-Tal či Lüchow-Danneberg. Všechna tato místa jsou již několik let čistými vývozci obnovitelné elektřiny, která pro na zajišťuje zajímavý příjem. Stotisícový okres Rhein-Hunsrück již před několika lety vyrobil o ¾ více elektřiny na hlavu než ČR.

Dlouhá životnost jaderných elektráren se považuje za výhodu. Pakliže ale vstoupí do hry nové technologie akumulace a obnovitelných zdrojů, přemění se tato výhoda v zásadní nevýhodu. Nové technologie drakových větrných elektráren s FLH (hodiny plného využití) 70-80 %, ferroelektrické fotovoltaiky (10 x levnější než dnešní křemíková) či již zmíněné akumulace jsou prvními milníky těchto trendů. Většina spotřebitelů pak přejde na autonomní zásobování energií a stát bude muset pomocí restriktivní legislativy řešit splácení nevýdělečných jaderných elektráren celá desetiletí.