Český vynález. Trpaslík, který může pomoci utéct od uhlí

Teplator by mohl být odpovědí na otázku, jak v Česku vyrábět teplo bez uhlí a emisí. Český patent však zatím hledá investory a podporu politiků. Jeho autoři se snaží, aby dosáhl na dotace určené na přechod od uhlí na čistší technologie. Evropské fondy však s podporou jádra vůbec nepočítají.

Česko má se spalováním uhlí skončit nejpozději v roce 2038. Teplárny zatím počítají s přechodem na zemní plyn a biomasu, což znamená obří investice a zdražování tepla. Hrozí tak, že spotřebitelé „utečou“ od centralizovaných systémů k malým domovním kotelnám na plyn. Ty nepodléhají tak přísné emisní regulaci a v souhrnu se mohou stát horším znečišťovatelem než tvrdě kontrolované velké zdroje. Vyšší spotřeba plynu bude navíc tlačit na růst jeho ceny.

Živelně vznikající decentralizované teplárenství je tak rizikem pro spotřebitele i životní prostředí. „Jediný projekt, který to může zvrátit, je malý jaderný reaktor Teplator,“ tvrdí Jan Vondráš, ředitel společnosti Invicta Bohemica zaměřené na poradenství a analýzy v energetice.

Teplator je reaktor určený pro výrobu tepla, jehož koncept vyvinul a loni patentoval vědecko-technický tým ČVUT a Západočeské univerzity v Plzni. Autoři projektu nyní hledají lokalitu, pro niž by mohli navrhnout první funkční prototyp.

„Teplator je takový velký papiňák, který se připojí na úložiště energie,“ popisuje šéf projektu Radek Škoda z Českého institutu informatiky, robotiky a kybernetiky (CIIRC ČVUT).

Celé zařízení měří zhruba 6 krát 6 metrů. Jeho výkon je možné škálovat od 50 do 200 MWt. A lze v něm využívat jak vyhořelé jaderné palivo, tak klasické palivové tyče, jaké se dodávají do jaderných elektráren.

Autoři projektu tvrdí, že ať už by se Teplator krmil jaderným odpadem nebo „čerstvým“ palivem, vždy bude cena vyrobeného tepla nižší než ze zemního plynu.

Předností Teplatoru je i jeho schopnost zpracovat jaderný odpad, který se dnes skladuje v zabezpečených meziskladech v Dukovanech a Temelíně. Vyhořelých článků je v Česku asi 20 tisíc kusů, podle Radka Škody by postačily na vytápění v celé zemi po dobu třiceti let. Jen Praha by z nich mohla topit půl století.

„Dnešní jaderné reaktory vyvíjené v 60. letech jsou schopné využít jen zhruba pět procent energie z paliva, 95 procent jí zůstává ve vyhořelých článcích,“ vysvětluje Škoda.

„Vyhořelé články jsou dnes jen nákladně skladovaným pasivem a budou ještě probíhat polemiky, kam je bezpečně zahrabat. Koncept Teplatoru přináší možnost jejich dalšího ekonomického využití, i když ne úplnou likvidaci,“ dodává Zdeněk Novotný, další člen projektového týmu.

Teplator je podle vývojářů vhodný jako náhrada uhlí ve většině tuzemských tepláren, které vytápějí domácnosti nebo průmyslové podniky. Autorský tým nyní představuje koncept potenciálním investorům. „Obracíme se na politickou reprezentaci na ministerstvech a na krajích i na odbornou veřejnost, tedy manažery tepláren,“ říká Novotný.

Podle autorů projektu je reálné připravit první malý demonstrační Teplator o výkonu 50 megawattů tak, aby mohl roku 2025 zažádat o licenci u Státního úřadu pro jaderný dohled. Získat by ji měl o dva roky později a v roce 2028 může začít výroba.

Certifikace větších zařízení by byla náročnější. Teplator v modifikaci označované „full“ s výkonem 170 MWt, se schopností dosahovat teplot až kolem 200 stupňů Celsia, by mohl rozjet licenční řízení za osm let a zahájit provoz kolem roku 2031. A vysokoteplotní modifikace Teplatoru má podle navrhovaného harmonogramu dokončit licenční proces do roku 2034.

Podle Radka Škody je v Česku hned několik strojírenských firem, které jsou schopné Teplator vyrábět. „Proti klasickým reaktorům jde o výrazně jednodušší technologii, kdo dokáže postavit pivovar nebo chemičku, ten může i vyrobit teplátor. Výrobu musí samozřejmě posvětit Státní úřad pro jadernou bezpečnost,“ říká vývojář. „Zatím jednáme s několika potenciálními výrobci, ale v této fázi nemohu ještě nikoho jmenovat,“ dodává.

Energetický analytik Jan Vondráš z firmy Invicta Bohemica považuje Teplator za reálnou náhradu uhlí i plynu či biomasy, pokud se v praxi potvrdí dnešní cenové předpoklady i plánovaný harmonogram.

„Vyhořelé palivo by bylo skoro zadarmo. Nemalé náklady budou spojeny s povolovacím řízením a licencí. Ale Teplator by mohl nahradit velké uhelné teplárny zhruba ve 12 lokalitách v České republice. Splňuje všechna kritéria - je ekologický, provozuschopný, provozovatelný. Pokud udrží deklarované parametry, byl by to za dvacet let první projekt, který skutečně může problém českého teplárenství řešit,“ prohlásil pro SZ Byznys.

Teplator ale má proti plynu a biomase velký handicap i v případě, že se v provozních podmínkách osvědčí a udrží deklarované náklady.

Nezbytnou konverzi českého teplárenství bude finančně podporovat stát i evropské fondy, především Modernizační fond a Fond spravedlivé transformace. Ty totiž nepočítají s podporou jaderné energetiky. A například nařízení o využití transformačního fondu výslovně uvádí, že bude podporovat „pouze takové investice do výroby tepla, které využívají výhradně obnovitelné zdroje“.

Tvůrci Teplatoru se evropský postoj snaží zvrátit. „Uvědomujeme si, že jádro je silné politikum. Určitě to nevzdáváme, budeme kontaktovat naše zástupce v Evropské parlamentu znovu s prosbou o rady či nápady, kam se obrátit dál,“ říká Zdeněk Novotný.

Využití jádra v teplárenství není zcela průlomové. Už před 50 lety se o malých reaktorech v teplárnách uvažovalo, tehdy ale neměly šanci konkurovat levnému uhlí, a tak se nikdy nedostaly do praxe. Ve výrobě elektřiny se pak prosazovaly stále větší reaktory. Jak podotýká Radek Škoda, rozdíl mezi dnešními jadernými technologiemi a reaktory v Dukovanech nebo Temelíně, vyvíjenými od 60. let, je přitom stejný, jako mezi socialistickým „žigulíkem“ a posledním modelem Toyoty.

I to je důvod, proč v poslední dekádě opět ožily projekty malých reaktorů v energetice. Pro výrobu elektřiny je vyvíjí hned několik firem na světě, vlastní vývojový projekt malého reaktoru Energy Well má i český ÚJV Řež. Jde o takzvané malé modulární reaktory, označované zkratkou SMR. Jejich výhodou má být sériová tovární výroba a snadnější schvalovací procesy, což by přineslo i výrazně nižší investiční náklady. První projekty by se do užívání měly dostat koncem této dekády.

Využití jádra v teplárenství je ale zatím ojedinělé. Loňská zpráva Mezinárodní agentury pro atomovou energii o vývoji v oblasti SMR zmiňuje kromě českého jen jediný další teplárenský projekt: Koncepční design reaktoru o kapacitě 200 MWt určeného pro výrobu tepla v městských aglomeracích má čínská státní energetická korporace SPIC. Podle ročenky už Číňané vybrali lokalitu pro první projekt a zahájili schvalovací a licenční proces.

Loni v únoru pak oznámilo práci na jaderném teplárenském systému také finské technické výzkumné centrum VTT. Projekt vytápění hlavního města Helsinky počítá s reaktorem, který by kromě tepla vyráběl také elektřinu a generoval vodík pro využití v dopravě.