Jaderné elektrárny – někde příliš horko, jinde moc vody

Provozovatelům jaderných elektráren v různých částech světa dělá stále větší starost proměnlivost současného klimatu. Vysoké teploty nebo sucha již několikrát omezily výkon některých atomových zdrojů ve Spojených státech a ve Francii. V Evropě mohou záplavy, eroze a zvýšení hladiny moří ohrozit několik desítek jaderných elektráren.

Nedávné vyhodnocení zátěžových testů Temelína a Dukovan ukázalo, že problémy s výkyvy počasí v důsledku změny klimatu mohou v budoucnu postihnout i Česko.

 

Příliš horké léto

Stát Illinois patří k silné atomové součásti energetiky USA a na chicagské univerzitě byl před jednasedmdesáti lety spuštěn první reaktor. V současnosti je tento stát téměř z poloviny závislý na dodávkách centralizovaných jaderných elektráren. Loňskou letní oslavu kulatého výročí ale znepříjemila vlna veder. V červenci musela společnost Exelon, vlastník jaderné elektrárny Braidwood, požádat o povolení Illinoiskou státní agenturu pro ochranu životního prostředí (IEPA) a Národní jadernou regulační komisi (NRC) ke zvýšení limitů teploty odpadní vody vypouštěné do chladící nádrže. Vlivem vysokých teplot nestíhala vodu dostatečně vychladit před vypuštěním. Z elektrárny byla voda vypouštěna o teplotě téměř 39 stupňů celsia (105 °F). Přitom předchozí hranice maximální teploty vody byla stanovena na 32 stupňů celsia (90 °F).

Illinoiské ministerstvo přírodních zdrojů zaznamenalo zvýšený počet úhynu ryb, ale souvislost s vypouštěním odpadní vody o vyšší teplotě – nejen z jaderných ale i uhelných elektráren – nebyla dosud prokázaná. Benevolentní přístup úředníků kritizoval například Henry Henderson, ředitel chicagské pobočky NRDC, jedné z největších amerických ekologických organizací.

Braindwoodská elektrárna nebyla jediná, která měla v rámci souhrnných informací varovné údaje z důvodů příliš teplé vody. Ze 104 amerických reaktorů se jich počátkem července 2012 potýkalo s počasím dvacet. Provozovatelé reaktorů se brání snížení výroby elektřiny nebo úplnému odstavení elektráren s odkazem na hrozbu masivních výpadků sítě, kterou by přetížila zvýšená spotřeba naplno běžících klimatizací. Hlavním důvodem je ale ekonomika. Každý den, kdy je reaktor odstaven, představuje provozní ztrátu stovek tisíc dolarů.

 

Energetická bezpečnost?

S vysokými teplotami se potýkaly i reaktory na východním pobřeží. Elektrárenská společnost Dominion musela (podle dat NRC) až na dva týdny prakticky výrazně omezit jednu ze dvou jednotek v atomové elektrárně Millstone ve státě Connecticut. Zdroje neměly k dispozici studenou vodu na chlazení. Podle Roberta Wilsona, profesora University námořních a atmosférických věd je teplota mořské vody z Atlantického oceánu až o 3 ºC vyšší než přípustné limity. Příčinou jsou mírné zimy a slabý vítr, které nedokážou vodu dostatečně ochladit.

Zajímavé je, že Millstonské elektrárny mají obdobný výkon jako český Temelín. Ročně vyrobí asi 16 milionů megawatthodin elektřiny, která pokrývá spotřebu až půl milionu domácností. Výpadek takto velkého zdroje proto představuje zásadní problém pro energetickou bezpečnost regionu, který umocňuje obtížnost odhadu jeho opětovné připojení k síti. Závislost na teplotě vody – tedy počasí, dělá z tisíce megawattů poměrně problematický zdroj.

 

Opakované problémy

Teplota chladící vody nebo sucha neohrožují bezpečnost pouze těchto dvou uvedených elektráren. Illinois se totiž podobnou situací nevyrovnává poprvé. Již v roce 1988 několik z tamních šesti jaderných elektráren muselo snížit výkon na třetinu během devadesátidenní vlny horkých dnů. Také před šesti lety vlna vysokých teplot srazila produkci elektřiny v reaktoru Prairie Island o více než polovinu.

S problémy se několikrát potýkala i jaderná elektrárna Browns Ferry, závislá na řece Tennessee. Srpnové vlny veder v letech 2008 donutily jejího vlastníka TVA snížit výkon na třetinu, aby se zabránilo přehřátí řeky. Obdobná situace nastala o dva roky později a trvala prakticky celé léto. Elektrárenská společnost ztratila miliony dolarů, které musela vydat za nákup „náhradní elektřiny“.

Horká léta nemíjejí ani Evropu. V roce 2003 se Francie musela potýkat s nedostatkem elektřiny, protože jejích 19 elektráren nemělo dost chladící vody. Na dovozu francouzské elektřiny je závislá i sousední Itálie, došlo k výpadkům i v několika italských městech. V roce 2009 pak teplé léto snížilo výkon francouzských jaderných zdrojů o třetinu a Francie musela nakupovat elektřinu z Anglie…

 

Hrozí stoupající hladiny

V důsledku změn podnebí se například ve Velké Británii zřejmě začnou potýkat s úplně jinými riziky: stoupající hladinou moří a povodněmi.

Podle britské vládní analýzy, kterou letos zveřejnil deník Guardian, je devět z 19 lokalit využívaných pro atomovou energetiku v různém stupni ohrožení povodněmi a erozí pobřeží v důsledku klimatických změn. Navíc počet rizikových lokalit právě vlivem zvyšující se hladiny moří i bouří bude narůstat.

„Hladina moře bude stoupat zejména v jihovýchodní Anglii, což pro některé jaderné lokality znamená, že do sta let budou pod vodou. Likvidace jaderných zařízen pak bude obtížná a drahá, nemluvě o rekultivaci místa a odvezení atomového odpadu,“ uvedl pro list Guardian David Crichton, povodňový specialista a profesor z University Collage v Londýně.

Mezi ohrožená místa jsou zahrnuty i dvě lokality pro plánované nové atomové elektrárny – Sizewell a Hertlepool. V těchto lokacích je již dnes nalézají stávající reaktory a nesou i vysoké riziko zaplavení. Dalším ohroženým místem je i lokalita Hinkley Point, kde se nalézá vyřazená elektrárna, kterou plánuje společnost EDF nahradit novým reaktorem typu EPR. Dnes je toto místo zatím kvalifikováno stupněm nízkého rizika zaplavení. Pokud se projekt výstavby rozeběhne, pak se okolo roku 2080 může dostat do vážných potíží. Podle vládní zprávy se totiž bude nalézat v místě s vysokým stupněm ohrožení povodněmi i erozí pobřeží.

Povodně ohrozily také jadernou elektrárnu ve Spojených státech. V červnu 2011 se rozlila řeka Missouri ze svých břehů a mimo jiné zatopila atomovou elektrárnu ve Fort Calhoun. Dne 7. června pak došlo k požáru elektroinstalace, která vyřadila chlazení v bazénech vyhořelého paliva po dobu desítek minut. Reaktory jsou stále odstaveny. Ztráta vlastníka elektrárny se loni prohloubila o 32 milionů dolarů za nákup „náhradní“ elektřiny.

V roce 1999 došlo k zatopení francouzského reaktoru v Blayais. Silné vlny a vítr vyřadily elektrárnu z provozu včetně řady bezpečnostních prvků. Událost byla ohodnocena stupněm číslo dvě na mezinárodní stupnici hodnocení závažnosti jaderných událostí (INES). Další ohrožení přišlo v roce 2005, kdy se po třech dnech trvajících dešťů dostalo zařízení opět do nebezpečné situace vyhodnocené stupněm tři. Blayais ilustruje nevhodný výběr lokality pro tak složitá a potenciálně nebezpečná zařízení, mezi které atomové zdroje bezesporu patří.

Voda však může způsobit potíže i v zimě. Poddimenzovaná střecha strojovny rychlého reaktoru Superphénix (Francie) nevydržela v roce 1990 nápor těžké vrstvy sněhu střela a zhroutila se.

 

Centralizovaná závislost

České jaderné elektrárny využívají jiný systém chlazení pomocí chladících věží a zatím se výrazným problémům s nízkou účinností během letních dnů vyhýbají pomocí zvládnutého managementu výměny paliva. Zátěžové testy prováděné ve všech evropských jaderných elektrárnách po fukušimské havárii však odhalily několik podstatných slabin. Jde například o pracoviště havarijního štábu a technického podpůrného centra v Dukovanech. Nachází se v objektu, který není odolný proti zemětřesení ani proti záplavám (přívalovým dešťům). Dokonce neexistují instrukce pro případ, že by byl tento prvek bezpečnostního systému vyřazen z provozu. V Dukovanech však může být problémem i silný vítr, protože chladicí věže, nejsou dostatečně odolné proti silnému větru.

Souvisejícím problém s vysokým zastoupením jaderné energetiky je silná centralizace zdrojů a nutnost budování přenosových sítí, které přenášejí elektřinu ke spotřebitelům. Změny podnebí přinesou nejeden problém, se kterým se bude muset potýkat i jaderná energetika. Výpadek obřích elektráren pak představuje daleko větší problém zejména pro energeticky náročné podniky, než dočasný výpadek rozptýlených obnovitelných zdrojů. Bezvětří nebo pokles výkonu solárních zdrojů během zataženého dne se nelze vyhnout, ale jde o zdroje v jednotkách až desítkách megawattů, tedy setiny výkonů atomových zdrojů. To může vypadat v porovnání s kolosy klasické energetiky jako slabina. Ovšem v případě zálohování, například systematickou výstavbou bioplynových stanic, schopných pružně nahradit sluneční nebo větrné zdroje jde o vítězství Davida nad Goliášem.

 

Martin Sedlák, Aliance pro energetickou soběstačnost

 

Obrázek: Francouzský reaktor v Blayais ilustruje nevhodný výběr lokality pro tak složitá a potenciálně nebezpečná zařízení   Foto archiv/redakce

Celý článek je uveřejněn v čísle 2/2013 časopisu Energie 21.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *