Jadrová energia – Odišla legenda.....
Nie, nepíšem teraz o Karlovi Gottovi, ktorý tisícom z nás aj v jadrovej energetike prinášal radosť a potešenie. Teraz píšem o americkej neslávne - slávnej jadrovej elektrárni Three Mile Island (JE TMI), ktorej prvý reaktorový blok bol teraz definitívne po viac ako 40 rokoch úspešného prevádzkovania predčasne, o 15 rokov skôr odstavený.
Trošku informácií na úvod....
JE má nezvyčajné meno od vzdialenosti ostrova (kde je postavená) na rieke Susquehanna, po mesto Middletown (v štáte Pennsylvánia, kde v okolí dodnes žije enkláva potomkov emigrantov zo Slovenska). Elektráreň TMI je hlavne známa na celom svete tým, že 28. marca 1979 došlo na druhom reaktorovom bloku (ktorý bol vtedy iba pár mesiacov v prevádzke) k čiastočnému roztaveniu aktívnej zóny jadrového reaktora, čím sa stala najvýznamnejšou nehodou v komerčnom využívaní jadrovej energie v USA.
Zrejme nie je potrebné ísť hlboko do analyzovania príčin, priebehu a dôsledkov havárie na 2. bloku JE TMI, pretože všetky oficiálne výsledky sú odbornej verejnosti veľmi dobre známe, a aj bežne verejne prístupné. Asi stačí zopakovať podstatné informácie:
Nehoda, ktorá sa stala 28. marca 1979, bola najzávažnejšia havária v prevádzkovej histórii komerčných jadrových elektrární v USA, aj keď malé rádioaktívne úniky, ktoré boli jej dôsledkom nemali v podstate žiadne zistiteľné zdravotné účinky na pracovníkov JE, alebo na verejnosť. Dôsledky však viedli k rozsiahlym zmenám zahŕňajúcim plánovania riadenia JE v núdzových situáciách, výcviku operátorov reaktorov, prehodnotenia vplyvu ľudského faktora, zmeny v radiačnej ochrane, ale aj mnohých ďalších oblastiach prevádzky jadrových elektrární. Spôsobila tiež, že americký jadrový dozor (NRC) sprísnil a zvýšil svoj regulačný dohľad. V neposlednom rade to taktiež viedlo k veľkým zmenám v samotnom vnútri amerického jadrového priemyslu, a v konečnej fáze aj spojenia sa všetkých amerických jadrových elektrární a elektrárenských spoločností, čoho výsledkom bolo vytvorenie INPO (Institute of Nuclear Power Operations - Inštitút pre prevádzku JE). Bol to aj dôsledok odporúčania vládnej komisie pod vedením profesora Kemenyho, ktorá nehodu vyšetrovala, aby si jadrový energetický priemysel „sám stanovil a aj sledoval svoje vlastné štandardy excelentnosti“. Reakcia bola rýchla - inštitút (INPO) založili do 9 mesiacov s prvotným a hlavným cieľom zabezpečiť výcvik a kvalifikáciu personálu.
Priemysel prostredníctvom INPO vytvoril najskôr „(NANT) - National Academy for Nuclear Training Program„, teda svoju akadémiu pre jadrový výcvik“, ktorá navyše úzko nielen integruje a štandardizuje vzdelávacie programy spoločností (v oblasti jadrovej energie), ale aj ponúka štipendiá a spolupracuje s ďalším nezávislým orgánom „National Nuclear Accrediting Board“ , teda poradným orgánom pre jadrové akreditácie. Všetky tieto zmeny nielenže významne zvýšili bezpečnosť jadrových reaktorov v USA, a neskôr po rokoch a havárii na JE Černobyľ, poslúžili vzorom pre vytvorenie celosvetovej asociácie WANO (World Assotiation of Nuclear Operators - Celosvetová asociácia prevádzkovateľov JE). Následne, pre poučenie a aplikovanie skúseností aj pre iné JE z tejto nehody spolu s kolegami z Černobyľskej JE (priamymi účastníkmi havárie) navštívil JE TMI aj náš slovenský popredný jadrový odborník Ing. Jozef Valovič (v tom čase zástupca riaditeľa Moskovského centra WANO). Vo svojej podstate bola nehoda na 2 bloku JE TMI, stručne povedané, kombinácia porúch zariadení, problémov súvisiacich s nedostatkami projektu ako aj pracovných chýb údržbárskeho ale aj prevádzkového personálu.
Je to síce paradoxné, ale vlastne aj pochopiteľné, že spoľahlivo pracujúci prvý blok JE TMI bol z pohľadu verejnosti prekrytý v určitej sivej zóne, a mnoho ľudí bolo veľmi prekvapených, keď sa dozvedeli, že „JE TMI stále vyrába elektrinu, dokonca toľko, aby spoľahlivo zásobovala viac ako 800 000 domácností“ zo svojho nepoškodeného a plne funkčného reaktorového bloku č. 1.
Dva reaktorové bloky s úplne rôznym osudom.......
Jadrová elektráreň TMI mala uzavretý chladiaci systém pre kondenzátory s použitím dvoch (na blok) chladiacich veží s prirodzeným ťahom. Z rieky čerpali vodu na doplnenie strát z odparovania vo vežiach. Priebežné chladenie riečnou vodou tiež používali pre systémy úžitkovej vody, na chladenie pomocných systémov a na dochladzovanie pri odstavení reaktorov.
Prvý reaktorový blok JE TMI
Prvý reaktorový blok TMI má tlakovodný reaktor (PWR) projektovaný spoločnosťou Babcock & Wilcox s výkonom 819 MWe. Stavať JE TMI začali 18. mája 1968, prvý kritický stav dosiali 5. júna 1974, do energetickej siete prifázovali blok po prvý krát 19. júna 1974.
Počiatočné náklady na prvý blok boli 400 miliónov US dolárov, čo je k dnešku asi 2,03 miliardy. Blok bol v komerčnej prevádzke od 2. septembra 1974. Pôvodná prevádzková licencia bola na 40 rokov, a v roku 2009 bola predĺžená o 20 rokov, tj. 1. blok JE TMI mohol v podstate bez problémov prevádzkovať až do 19. apríla 2034!
V čase, keď sa stala nehoda na druhom reaktorovom bloku v roku 1979, bol prvý reaktorový blok plánovane odstavený na výmenu paliva. Samozrejme, že nehoda na susednom bloku mala vplyv na názor verejnosti, a tiež jadrového dozoru, a do prevádzky bol 1. reaktorový blok TMI opätovne vrátený až v októbri 1985 po verejnej opozícii, niekoľkých súdnych príkazoch a viacerých úpravách, ktoré vyplynuli z niektorých technických a regulačných požiadaviek.
Prežívajúc v tieni svojho havarovaného bratského reaktorového bloku pracoval prvý blok JE TMI dlhé roky vynikajúco, a radil sa v USA medzi tie najlepšie reaktorové bloky! V roku 1988 povolil jadrový dozor zvýšiť výkon bloku o 1,3% (11 MWe). V roku 1989 dosiahol 1. reaktorový blok TMI podľa odborného časopisu Nucleonics Week faktor využitia 100,03 percenta a bol vyhodnotený ako najlepší z 357 jadrových blokov JE na svete. V rokoch 1990-1991 prevádzkoval prvý blok TMI 479 po sebe idúcich dní, čo bola v tom čase najdlhšia prevádzka v histórii komerčnej jadrovej energie v USA. V tomto období ho NRC označila za jednu zo štyroch najbezpečnejších rastlín v krajine. Ku koncu roku 1994 bol TMI-1 jeden z prvých dvoch reaktorových blokov v histórii komerčnej jadrovej energie v USA, ktoré dosiahli trojročný priemerný koeficient schopnosti nad 90% (TMI-1 mal 94,3%). V roku 1997 TMI-1 dosiahol opať ďalší rekrod - najdlhšiu hodnotu nepretržitej prevádzky akéhokoľvek ľahkovodného reaktora - PWR, v histórii jadrovej energie na celom svete - 616 dní a 23 hodín nepretržitej prevádzky! (Tento rekord bol zároveň aj najdlhší v akejkoľvek JE typu BWR v USA, a taktiež vrátane klasických elektrární na fosílne palivá.) A v októbri 1998 zamestnanci TMI dosiahli ďaľší rekord - hodnotu až tri milióny hodín práce tj. dva plné roky, bez úrazu a dňa straty práce. V roku 2009 mu americký jadrový dozor obnovil prevádzkovú licenciu, čím mu predĺžil životnosť o ďalších 20 rokov až do roku 2034. A JE TMI ihneď po predĺžení svojej životnosti vymenila veľmi úspešne a v podstate bez problémov oba svoje parogenerátory, čo bolo vyhodnotené ako jeden z doteraz najväčších kapitálových projektov na JE. Dá sa zjednodušene povedať, že mimoriadnou starostlivosťou a vynikajúcim manaźovaním 1. reaktorový blok JE TMI v podstate nemal počas prevádzkovania žiadne problémy.
Za viac ako 40 rokov prevádzky môžeme spomenúť iba dve drobnosti:
Vo februári 1993 síce psychicky narušený muž prerazil autom bránu JE a narazil do budovy turbíny, kde sa schoval. Po štyroch hodinách bol zadržaný a odovzdaný do opatery psychiatrom.
21. novembra 2009 došlo k malému úniku rádioaktivity vo vnútri budovy kontajnmentu TMI-1, keď pracovníci rezali potrubia. Stalo sa to pri dočasnom otvorení budovy kontajmentu kvôli umožneniu premiestnenia nových parogenerátorov. Asi 20 zamestnancov bolo vyšetrených. Keď bolo potvrdené, že z budovy kontajnmentu neuniklo žiadne žiarenie a verejnosť nebola v nebezpečenstve, bol blok opäť spustený. Prvopríčinou bola zmena vnútorného tlaku vzduchu, z dôsledku čoho naštartovali doplňujúce ventilátory na podporu odvetrania. JE upravila ventilačný systém, aby sa zabránilo opakovaniu v budúcnosti.
Spoločnosť Exelon ktorá bola majiteľom 1. bloku TMI oznámila po prvýkrát, že uvažuje o odstavení bloku už v roku 2017. Dôvodom boli ekonomické výsledky a neochota zákonodarcov štátu vstúpiť do legislatívneho procesu finančnej pomoci. Exelon usilovne viedla kampaň za záchranu JE hľadaním dotácie od pennsylvánskeho zákonodarného zboru, a oprávnene tvrdila, že vzhľadom na zmenu klímy a úsilie o jej riešenie si JE vo všeobecnosti zaslúžia kompenzáciu za elektrinu bez obsahu uhlíka, ktorú vyrába. Tento racionálny a legitímny argument v iných štátoch USA fungoval (napríklad v štátoch Connecticut, Illinois, New Jersey a New York). V Pensylvánii sa však proti nemu postavil silný štátny priemysel so zemným plynom, ktorý spolu s priemyselnými užívateľmi a zástancami spotrebiteľov označil tento návrh za „neoprávnenú záchranu a pomoc“.
Keďže k plánovanému odstaveniu 1. bloku spoločnosť Exelon (september 2019) nedostala žiadne záväzky týkajúce sa dotácií od štátu, rozhodla sa reaktorový blok TMI-1 natrvalo (čo bolo upozornenie od úradu jadrového dozoru, že to bude nezvratné rozhodnutie!) odstaviť z prevádzky 20. septembra 2019.
Reaktorový blok TMI-1 počas svojej životnosti a prevádzkovania vyrobil vyše 240 TWh, pri svojom dlhodobom koeficiente využitia výkonu cca 76.7 percent, ktorý sa však v posledných desaťročiach blížil až k neuveriteľnej 100-vke !
Exelon informovala, že demontáž reaktora 1. bloku a veľkých komponentov je naplánovaná k roku 2074 za celkovú sumu 1,2 miliardy dolárov, ktorú zaplatí jej trustový fond pre odstavenie z prevádzky, ktorý spoločnosť počas prevádzky postupne vytvárala (podobne ako sa aj na Slovensku vytvára štátny fond na livkidáciu JE). Taktiež akékoľvek ďalšie náklady bude hradiť spoločnosť Exelon. Všetky nízkoaktívne rádioaktívne zariadenia budú dekontaminované a odvezené do neštátnych úložísk, zatiaľ čo vyhorené jadrové palivo bude do onca roka 2022 vložené do kovových puzdier (kanistrov) a umiestnené do masívnych betónových kontejnerov, v preverenom, dlhodobo používanom bezpečnostnom systéme známom ako suché uskladnenie.
Druhý reaktorový blok JE TMI
Druhý reaktorový blok TMI mal tiež tlako-vodný reaktor (PWR), taktiež skonštruovaný spoločnosťou B&W, analogicky ako na prvom bloku, ale mal o niečo väčší výkon - 906 MWe. Druhý blok začali stavať JE TMI začali 1. novembra 1969, prvý kritický stav dosiali 27. marca 1978, do energetickej siete prifázovali blok po prvý krát 21. apríla 1978. Blok bol v komerčnej prevádzke od 30. decembra 1978 a nastálo odstavený 23. marca 1979 po havárii (teda iba pár mesiacov prevádzky). Vyrobil iba 1.95 TWh pri prevádzkovom koeficiente využitia výkonu cca 74.6 percent.
Z dôvodu potenciálnych zdravotných problémov viedlo zdravotníctvo v štáte Pensylvánia preventívne v registre viac ako 30 000 ľudí, ktorí v čase nehody žili v okruhu 7,5 km od JE TMI. Register bol udržiavaný takmer 20 rokov až do roku 1997, keď neboli preukázané žiadne dôkazy nezvyčajných účinkov na zdravie z dôvodu havárie JE. Ani ďalšie epidemiologické štúdie nepreukázali žiadne zvýšenie rakoviny v dôsledku nehody. Napriek tomu na nápravu poškodenej reputácie JE v očiach verejnosti bolo vyplatených takmer 25 miliónov dolárov v poistných dohodách ľuďom, ktorí sa potom zaviazali, že nebudú verejne diskutovať o svojich problémoch v prípadných prebiehajúcich súdnych sporoch.
Druhý blok JE TMI je ukážkou že ako ľudstvo reaguje na mnohé veci viac emotívne ako racionálne – jadrová energetika je toho príkladom. Napríklad – Viac ako 140 tisíc obyvateľov bolo zbytočne evakuovaných (ale v tej istej zóne cca v okruhu 35 km) naopak viac ako 660 tisíc zostalo doma. Samozrejme źe to bolo sprádzané aj chaosom a ťažkostami. Po troch týždňoch sa 98 percent z evakuovaných všetci vrátili domov. Ďalej, aj keď havária na bloku poškodila iba časť zariadenia jeho primárneho okruhu, iné zariadenie (sekundár, elektro, meranie a regulácia) roky zostávalo nedotknuté na bloku (napriek tomu že bolo v podstate skoro úplne nové, veď blok pracoval iba pár mesiacov), a nikto ho ani za veľmi výhodnú cenu nechcel kúpiť – akoby v sebe nieslo akýsi vymyslený panický strach. Autor tohto článku to videl na vlastné oči, keď hodnotil prevádzkovaný (prvý) reaktorový blok JE TMI v pozícii zástupcu vedúceho pilotnej Peer Review (partnerskej previerky) WANO, ktorá bola ako pilotný projekt vykonávaná spoločne s hodnotením INPO (Hodnotenie bloku bolo mimochodom vynikajúce). Napríklad elektrický generátor z poškodeného 2. bloku v TMI bol nakoniec predsa len použitý (po 30 rokoch!) v JE Shearon Harris v New Hill (štát Severná Karolína). Generátor, ktorý vážil 670 ton, zrekonštruovali, prepravili v dvoch častiach, a inštalovali ho počas plánovanej výmeny paliva a generálnej opravu bloku v novembri 2010.
V súčasnosti je z reaktora 2. bloku JE TMI odstránených 99% jeho jadrového paliva. Chladiaci systém reaktora je úplne vypustený a rádioaktívna voda bola dekontaminovaná a odparená. Rádioaktívny odpad z nehody bol prepravený mimo bloku do vhodného úložiska a jadrové palivo a jadrový odpad z reaktora boli odoslané do laboratória ministerstva energetiky USA v Idaho. V roku 2001 spoločnosť FirstEnergy získala TMI-2 a tiež uzavrela zmluvu o monitorovaní bloku so spoločnosťou Exelon, ktorá bola vlastníkom a prevádzkovateľom prvého bloku TMI-1. Obe spoločnosti mali plány udržiavať a monitorovať zariadenie druhého bloku v dlhodobom horizonte, až do ukončenia prevádzkovania prvého bloku, a teraz budú oba nakoniec vyradené z prevádzky.
Teraz spoločnosť EnergySolutions podpísala zmluvu s dcérskymi spoločnosťami FirstEnergy Corp. GPU Nuclear, Inc., Metropolitan Edison Company, Jersey Central Power & Light Company a Pennsylvania Electric Company, čím získala všetky licencie a aktíva pre jadrovú elektráreň Three Mile Island a všetky jej aktívy. Podľa tejto dohody bude zariadenie prevedené na dcérsku spoločnosť EnergySolutions známu ako TMI-2 Solutions, LLC čím sa uľahčia a zjednodušia žiadosti o schválenie úradom jadrového dozoru a Rady pre verejné služby v New Jersey, po ktorom bude legálne nasledovať vyradenie z prevádzky.
Prečo?
Prirodzene sa pochopiteľne natíska otázka :
Prečo pri takých výborných prevádzkových výsledkoch a hodnoteniach, a plnení požiadaviek jadrového dozoru bol 1. reaktorový blok JE TMI odstavený skôr? Dokonca skôr až o celých 15 (slovom pätnásť) rokov?
Áno, je to úplne legitímna otázka. Skúsme si na ňu nájsť pravdivú odpoveď...
Dôvody na odstavenie jadrovej elektrárne
Môžu byť naozaj rôzne. Taká úplne najnormálnejšia, je dosiahnutie plánovanej projektovej životnosti bez ďalšej modernizácie a predlžovania životnosti. Takými sú napríklad reaktorové bloky prvej generácie na Novo-voronežskej JE.
Druhá, naopak - úplne najhoršia, je havária, ktorá spôsobí, že reaktorový blok nie je možné opraviť tak, aby bol opätovne schopný prevádzkovania. Takými príkladmi sú práve druhý blok JE TIMI, 4. blok JE Černobyľ, alebo bloky na JE Fukušima Dai-či.
Tretia príčina môže byť nehoda na JE, ktorá poškodí reaktorový blok tak že sa síce opraviť do prevádzkyschopného stavu dá, ale ekonomické náklady na to by boli príliš vysoké. Takým je napríklad naša JE A-1 v Jaslovských Bohuniciach.
Štvrtou príčinou je rozhodnutie politikov. Aj také samozrejme poznáme. Typickými príkladmi sú napríklad francúzsky Superphénix, nemecké reaktorové bloky v JE Greifswald, kde bolo takto odstavených všetkých päť prevádzkovaných blokov, ako aj zastavené pokračovanie troch vo výstavbe, z ktorých jeden bol v podstate už dokončený. V našich podmienkach sú to oba reaktorové bloky JE V-1, ktoré boli pred ich odstavením (nátlakom hlavne Rakúska, ako podmienka vstupu do EÚ) tak veľmi kvalitne zmodernizované a vylepšené, že splňovali nutné bezpečnostné požiadavky západných noriem, čo potvrdilo množstvo medzinárodných hodnotiacich misii, ale čo opakovane potvrdzuje aj slovenský jadrový dozor dnes, keď môže porovnávať kvalitu odvedenej práce na „starých“ blokoch JE V-1, a „čerstvých“ blokoch 3,4 na JE Mochovce, ktoré sa ešte len idú spúšťať.
No a piatou príčinou, pre ktorú môžu byť reaktorové bloky aj predčasne odstavené z prevádzky sú trhové vzťahy a ekonomické výsledky.
A práve na tú poslednú príčinu sa pozrieme, aby sme sa pokúsili pochopiť to „pozadie problému“....
V tom úplne veľmi zjednodušujúcom priblížení môžeme povedať, že materská spoločnosť Exelon tvrdí, že kvôli prevádzkovaniu 1. bloku JE TMI už roky stráca peniaze. Nerentabilnosť TMI-1 jej prinášala za posledných päť rokov 300 miliónov dolárov straty! Je skutočne faktom, že sa americký jadrový priemysel vo všeobecnosti musí boriť s lacnejšou elektrinou vyrobenou hlavne zo zemného plynu (zdroj CO2) a obnoviteľnej energie.
Samozrejme že prvý reaktorový blok JE TMI nie je (žiaľ) ani prvou a ani poslednou americkou jadrovou elektrárňou, ktorá bola odstavená z ekonomických príčin. Tak skončili napríklad aj JE Fort Calhoun, Kewaunee, Oyster Creek a Vermont Yankee.
Podporovatelia jadrovej energie v Pensylvánii sa chcú však aj naďalej usilovať o dotácie pre tento priemysel, v nádeji, že to udrží ďalšie štyri štátne elektrárne, pretože jadrová energia v súčasnosti zabezpečuje v Pensylvánii asi 20 percent elektrickej energie. Predtým však dlhodobo poskytovala najväčší podiel elektrickej energie vyrobenej v Pensylvánii - približne 40 percent. V priebehu posledného desaťročia, po objavení a sprevádzkovaní ložiska zemného plynu (Marcellus Shale), ktoré leží skoro pod väčšinou Pennsylvánie, sa však zemný plyn dostal vo využívaní aj pred uhlie a teraz produkuje takmer 30 percent elektrickej energie v štáte.
A znova sa aj tu natíska otázka – „A čo robí americký jadrový priemysel? Spia na vavrínoch a čakajú so založenými rukami?“ Nie, samozrejme že nie!
Pozrime sa na to bližšie....
Na rozdiel od niektorých krajín (napr. Francúzsko a Čína) je americký priemysel v oblasti výroby elektrickej energie hlavne v rukách súkromných spoločností. Tá časť amerického energetického priemyslu, ktorá je vo vlastníctve štátu pozostáva väčšinou iba z miestnych, resp. regionálnych verejných energetických spoločností, ktoré sú citlivé na náklady pri výrobe elektriny.
Náklady jadrových elektrární je možné posudzovať podľa ich delenia:
Celkové náklady
Kapitálové náklady
Prevádzkové náklady
Náklady na jadrové palivo
CELKOVÉ VŠEOBECNÉ NÁKLADY
Celkové výrobné náklady zahŕňajú kapitálové, palivové a prevádzkové náklady - všetky náklady potrebné na výrobu elektriny z jadrovej elektrárne. Informácie o nákladoch pre jadrové elektrárne USA zhromažďuje skupina Energy Utility Cost Group (EUCG). Pozrime sa na výsledky z minulého roku, pričom predchádzajúce roky boli prepočítané na 2018 kvôli presnému historickému porovnaniu..
V roku 2018 boli napríklad v USA priemerné celkové výrobné náklady na jadrovú energiu 31,88 dolárov za megawatthodinu (MWh). Teda boli o 7,1% nižšie ako v roku 2017 a takmer o 25% nižšie ako náklady na rok 2012.
Približne 80 percent elektrickej energie vyrobenej z jadrovej energie v USA pochádza z elektrární s viacerými reaktormi (blokmi). To je výhodné, pretože to umožňuje prevádzkovateľom náklady rozložiť, čo vedie k nižším celkovým výrobným nákladom. V roku 2018 boli priemerné celkové výrobné náklady v JE s viacerými blokmi 29,07 USD za MWh v porovnaní so 42,00 dolárov za MWh pre JE s jedným reaktorovým blokom. Priemerné celkové náklady na výrobu v zariadeniach s viacerými jednotkami klesli o viac ako 8 percent, zatiaľ čo náklady na jeden blok klesli o takmer 4 %, v porovnaní s rokom 2017. Je to spôsobené tým, že neexistuje významný rozdiel v nákladoch na jadrové palivo. Priemerné celkové výrobné náklady pre JE s jedným blokom boli 33,52 dolárov za MWh v porovnaní s 31,41 dolárov za MWh pre prevádzkovateľov s viacerými blokmi. Hlavným dôvodom poklesu nákladov boli nižšie prevádzkové a kapitálové výdavky.
Na veľkoobchodných trhoch boli v roku 2018 priemerné celkové výrobné náklady JE 29,34 dolárov za MWh v porovnaní s 34,24 dolárov za MWh pre zariadenia na regulovaných trhoch. Teda priemerné celkové výrobné náklady pre JE na veľkoobchodných trhoch klesli o viac ako 7 percent, pričom náklady na JE na regulovaných trhoch v porovnaní s rokom 2017 klesli iba o asi 7 percent. Priemerné celkové náklady JE na výrobu v paro-vodných jadrových reaktoroch (BWR) boli 33,48 dolárov za MWh a na tlako-vodných jadrových reaktoroch (PWR) 31,06 USD za MWh. Rozdiely sú spôsobené vyšším podielom JE s BWR, ktoré mali viac porúch v porovnaní s PWR.
Medziročný pokles celkových výrobných nákladov o 7,1% bol spôsobený znížením spotreby paliva o 9,3%, znížením kapitálových výdavkov o 8,7% a znížením prevádzkových nákladov o 5,9%. To pozoruhodné 25% zníženie celkových výrobných nákladov od roku 2012 je spôsobené 46% znížením investičných výdavkov, 25% znížením pohonných hmôt a 14% znížením prevádzkových nákladov. Pred dosiahnutím maxima v roku 2012 sa celkové náklady totiž z rôznych dôvodov na výrobu jadrovej energie za posledné desaťročie neustále zvyšovali. Teda celkové náklady na výrobu v roku 2018 vo výške 31,88 USD za MWh sa znížili na úroveň blízku roku 2006 (31,63 USD za MWh). A prevádzkové náklady 19,69 dolárov za MWh sa znížili na úroveň roku 2004 (19,66 dolárov za MWh).
KAPITÁLOVÉ NÁKLADY
V celom sektore sa v USA kapitálové výdavky v roku 2018 znížili na 5,03 miliárd dolárov z 5,42 miliárd dolárov v roku 2017 v porovnaní s maximom 8,81 miliárd dolárov v roku 2012 (všetky v roku 2018 dolárov). V oblasti kapitálových investícií došlo v roku 2003 k postupnému zvýšeniu, po ktorom nasledovalo stabilné medziročné zvyšovanie a ďalší nárast v roku 2009 a konečný vrchol v roku 2012. Kapitálové náklady sa v každom z posledných šiestich rokov znížili. Rastúce náklady v rokoch 2003 až 2012 boli výsledkom niekoľkých hlavných položiek: séria výmen horných častí reaktorov, výmeny parogenerátorov a ďalšie vylepšenia, keď energetické spoločnosti pripravovali svoje JE na predĺženie prevádzky nad pôvodnú 40-ročnú licenciu a zvyšovali výkony, aby zvýšili výrobu z existujúcich JE. V dôsledku týchto investícií až 94 amerických jadrových reaktorov získalo od roku 2018 obnovenie licencie a predĺženie o ďalších 20 rokov. Od roku 2018 bolo schválených 92 prípadov pre zvýšenie výkonu reaktorov, ktoré zvýšili kapacitu elektriny o viac ako 7 920 MW.
Investičné výdavky a položky potrebné na prevádzku po 40 rokoch sa už zmiernili, pretože väčšina JE toto úsilie už dokončuje. Investície dosiahli vrchol v roku 2012 (2,7 miliardy dolárov), a v roku 2018 už klesli na 184 miliónov dolárov (všetky čísla v 2018 dolároch). Časť tohto poklesu bola však kompenzovaná v iných v oblastiach, kde sa výdavky zvýšili, ale kapitálové výdavky sa aj tak celkovo znížili najmä v roku 2018 v porovnaní s rokom 2017.
Kapitálové výdavky na splnenie regulačných požiadaviek jadrového dozoru sa zvýšili zo 674 miliónov USD v roku 2006 na viac ako 1,98 miliardy USD v roku 2010 a dosiahli vrchol 2,11 miliardy USD v roku 2014, potom klesli na 537 miliónov USD v roku 2018 (všetky čísla v 2018 dolároch). Toto zvýšenie sa začalo významnými investíciami po 11. septembri 2011 na zvýšenie bezpečnosti, po ktorých nasledovali výdavky na položky po Fukušime, ktoré dosiahli vrchol 1,91 miliardy dolárov v roku 2015, a potom klesli na 42,8 milióna dolárov v roku 2018. Keďže vynútené bezpečnostné vylepšenia súvisiace s Fukušimou boli takmer dokončené, z toho vyplývajúce kapitálové výdavky by sa mali vrátiť na úroveň roku 2006.
PREVÁDZKOVÉ NÁKLADY
Prevádzkové náklady sa v roku 2011 zvýšili na 23,21 dolárov za MWh oproti roku 2002 keď boli 19,72 dolárov za MWh, a potom klesli na 19,69 dolárov za MWh v roku 2018. Teda v porovnaní s rokom 2017 prevádzkové náklady v roku 2018 klesli o 5,9%, a až o 15% z maxima v roku 2011. Nárast prevádzkových nákladov nebol spôsobený žiadnou ojedinelou kategóriou. V období rokov 2002 - 2008 boli prevádzkové náklady podobné výdavkom ako v období rokov 2009 - 2018. Za posledné desaťročie sú prevádzkové náklady relatívne stabilné, s výnimkou roku 2018.
NÁKLADY NA JADROVÉ PALIVO
Náklady na jadrové palivo predstavujú približne 20 percent z celkových výrobných nákladov. Od roku 2009 do roku 2013 tu došlo k relatívne rýchlemu nárastu, čo bolo najmä v dôsledku zvýšenia cien uránu, ktoré vyvrcholilo v roku 2008. Keďže urán je nakupovaný dlho pred jeho skutočným zavezením do reaktora, kde sa následne zdrží štyri až šesť rokov (podľa typu obohatenia a konfigurácie zavážky aktívnej zóny), efekt výkyvu cien tejto komodity pretrvával dlho po tom, ako sa zvýšenie ceny skutočne stalo. Opačne, relatívne nedávny pokles okamžitých cien uránu spôsobil, že sa spoločnosti snažia posúvať ku kratším cyklom nákupu paliva.
Dopad ekonomicko-hospodárskych tlakov v USA na jadrové elektrárne:
Od roku 2013 bolo v USA skôr odstavených z prevádzky deväť jadrových reaktorov (Crystal River 3 na Floride, San Onofre 2 a 3 v Kalifornii, Kewaunee vo Wisconsine, Vermont Yankee, Fort Calhoun v Nebraske, Oyster Creek v New Jersey, Pilgrim v Massachusetts a teraz Three Mile Island-1 v Pensylvánii).
Ďalšie reaktorové bloky sú žiaľ na rade...
Už pred troma rokmi (v júni 2016) Spoločnosť Pacific Gas a Electric Co. oznámila, že do augusta 2025 asi odstaví oba reaktorové bloky JE Diablo Canyon. V januári 2017 zase spoločnosť Entergy oznámila, že odstaví bloky JE Indian Point 2 a 3 do apríla 2021. O niekoľko mesiacov neskôr v decembri 2017 tá istá spoločnosť (Entergy) oznámila, že odstaví JE Palisades v roku 2022. V marci 2018 oznámila FirstEnergy Corp., že do roku 2021 predčasne odstaví aj oba bloky JE Beaver Valley 1 a 2 (v Pensylvánii)- No a nakoniec vlani v júli (2018) spoločnosť NextEra Energy Inc. oznámila, že aj JE Duane Arnold v Iowe bude predčasne odstavená do roku 2020.
Prečo je takýto stav?
JE Crystal River a San Onofre boli odstavené kvôli nezvládnutej nutnej výmene parogenerátorov, čo je nezvyčajná situácia, ktorá sa pravdepodobne nebude opakovať. Okrem ruských parogenerátorov, ktoré sa vyznačujú extrémnou kvalitou a brutálnou rezervou, ktorá im zabezpečuje dlhodobú životnosť, sú naopak na západných JE „skoro bežne“ zvyknutí po určitých rokoch prevádzkovania vymieňať (nahrádzať) parogenerátory počas životnosti JE.
V prípade JE Oyster Creek bola zase v roku 2010 pre spoločnosť Exelon k predčasnému odstaveniu zmena štátnej legislatívy New Jersey, ktorá sprísnila predpisy o vode, dôsledkom čoho by JE musela vybudovať dve nové chladiace veže.
JE Diablo Canyon bola odstavená po kombinácii politických a trhových tlakov, ktoré vytvorili takú situáciu, že elektráreň nemohla optimálne fungovať.
Aj ďalšie JE = Kewaunee, Vermont Yankee, Fort Calhoun, Palisades, Pilgrim, Indian Point, Beaver Valley, Duane Arnold, a teraz aj Three Mile Island, - tieto všetky mali problémy na konkurenčných trhoch. Bolo to ovplyvnené kombináciou faktorov súvisiacich s trhom (a v niektorých prípadoch aj kombináciou niekoľkých ďalších faktorov) vrátane napríklad:
- Dlhodobo držané nízke ceny zemného plynu, ktoré potláčajú ceny na veľkoobchodných trhoch s energiou a budú tak pôsobiť aj naďalej.
- Relatívne nízky nárast (na niektorých trhoch, vôbec žiadny) dopytu po elektrine, čiastočne kvôli väčšej energetickej účinnosti.
– Mandáty na federálnej a štátnej úrovni pre výrobu energie z obnoviteľných zdrojov, ktoré stláčajú ceny, a to najmä v čase mimo špičiek (keď je najvyššia výroba vetra a elektrická energia je potrebná najmenej). Napríklad na federálnej úrovni úver výrobnej dane umožňuje výrobcom veternej energie ponúknuť až záporné ceny, čo znevýhodňuje elektrárne pracujúce v základnom zaťažení (čo je pre JE typické a preferované).
- Prenosové obmedzenia, ktoré vyžadujú, aby elektráreň zaplatila poplatok za preťaženie alebo dokonca pokutu, aby dodala svoju energiu do siete. Niektoré jadrové elektrárne v osobitne preťažených časoch v sieti platia pokutu až vo výške 6 až 9 dolárov za MWh, aby dokázali dodať svoju energiu do siete.
– Presadzované trhové návrhy, ktoré nekompenzujú elektrárne pracujúce v základnom režime, pričom tieto držia stabilitu siete a špekulatívne trhové politiky a praktiky, ktoré majú tendenciu stláčať ceny za každú cenu.
Predpokladané a už ohlásené vyradenia ďalších jadrových elektrární
Pokiaľ nebudú zavedené politiky, ktoré lepšie odrážajú hodnotu výhod čo prináša jadrová energia, budú vzhľadom na tieto tlaky aj ďalšie americké jadrové elektrárne čeliť perspektíve predčasného odstavenia!
Niektoré americké štáty ako New York, Illinois, New Jersey, Connecticut a Ohio už však prijali politiky, ktoré kompenzujú jadrové elektrárne za ich pozitívny environmentálny prínos a zabezpečujú, že celkovo 14 jadrových reaktorov v týchto štátoch nebude nútené predčasne odstaviť z prevádzky.
Treba pripomenúť že všetky reaktorové bloky, ktoré boli predčasne z prevádzky odstavené, resp. ohlásili takýto plán, boli vysoko spoľahlivé JE s vysokými koeficientami využitia inštalovaného výkonu a relatívne nízkymi výrobnými nákladmi!
Samozrejme že to bude mať dlhodobé ekonomické následky na americké regióny: - zámena výrobnej kapacity v prípade nutnej potreby bude vyrábať drahšiu elektrinu, - v regiónoch sa zvyšuje nezamestnanosť strácaním pracovných miest, - bude nižšia úroveň priamych finančných príspevkov do regiónov, ako aj samozrejme že sa - environmentálne znečistenie zvýši.
Záver?
Nič nové, fakty ukazujú iba to že:
podnikanie a rozvíjanie jadrovej energie v demokratických krajinách vzhľadom na plusy a mínusy (- projektové časovanie od začiatku až do vyradenia JE je na úrovni 100 rokov, - vysoké prvotné kapitálové výdaje, a - citlivosť na politické opatrenia) spôsobujú že bez širokého politického konsenzu naprieč politickým spektrom zrejme nie je možné...!
že je nutné usilovne pokračovať v zjednodušovaní a vylepšení spôsobu projektovania a budovania JE tak aby bolo lacnejšie, rýchlejšie a akceptovateľnejšie, čoho typickým príkladom je celosvetový návrh celosvetovej jadrovej asociácie WNA „Harmony“.
V programe "Harmony" je navrhované vytvoriť rovnaké podmienky na trhoch s energiou, ktoré stimulujú investície do budúcich čistých energií. Jadrová energia by mala byť uznaná pre svoju spoľahlivosť a malo by sa s ňou zaobchádzať rovnako ako s inými nízkouhlíkovými technológiami ako súčasťou robustného nízkouhlíkového mixu. Vytvoriť medzinárodné harmonizované regulačné postupy na zabezpečenie konzistentnejšieho, efektívnejšieho a predvídateľnejšieho režimu udeľovania licencií na jadrové projekty na medzinárodnej úrovni, uľahčenia zvýšenia jadrových kapacít včasného udeľovania licencií na inovatívne dizajny. V súčasnost mnohé regulačné prekážky z rôznych vnútroštátnych licenčných procesov a bezpečnostných požiadaviek obmedzujú globálny civilný jadrový obchod a investície. Toto značne spôsobuje zbytočné regulačné zaťaženie a oneskorenie v udeľovaní licencií a brzdí inováciu. A taktiež vytvoriť účinné bezpečnostné paradigmy so zameraním na skutočný verejný blahobyt, v ktorom sú lepšie pochopené a hodnotené výhody jadrovej energie pre zdravie, životné prostredie a bezpečnosť, v porovnaní s inými zdrojmi energie. Súčasný energetický systém žiaľ nezohľadňuje bezpečnosť z holistického spoločenského hľadiska.
