Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Plovoucí elektrárny

Jaderné elektrárny nejen pro odlehlé oblasti
 |  10. 6. 2010
 |  Vesmír 89, 380, 2010/6

Většina jaderných elektráren ve světě vypadá podobně jako ta naše dukovanská nebo temelínská. Pravda, těm, kterým příroda nadělila moře nebo velkou řeku, chybí typické chladicí věže, ale ta velká betonová krychle strojovny a reaktorovny pořád zůstává.

Existují však elektrárny, u nichž byste na první pohled vůbec neřekli, že taková věc je určena k výrobě elektrické energie a tepla.

Například elektrárna Bilibino na Čukotce, nejsevernější a nejvýchodnější jaderná elektrárna v Ruské federaci, která zajišťuje světlo a teplo pro asi 5000 „zlatokopů“ v povodí říčky Kepervejen. I když tato stavba je zajímavá z hlediska technického provedení a vyřešení mnoha problémů, se kterými se stavitelé museli potýkat, přece jen je to klasická stavba a uvnitř standardní technické zařízení. Elektrárny, které mám na mysli, mohou být označovány jako elektrárny plovoucí. O nich se začíná stále více a více mluvit.

Na začátku, někdy v padesátých letech, byla touha vojenských stratégů mít dlouhodobý zdroj energie pro pohon vojenských plavidel, ponorek i hladinových lodí. V USA byl zahájen velký program vedený admirálem Hymanem G. Rickoverem, ten vyústil ve spuštění první ponorky vybavené jaderným reaktorem.

U hladinových lodí potom došlo k využití jaderných reaktorů zejména u lodí letadlových. Tento vývoj pokračoval. V současné době je v USA asi 75, v Rusku 50, ve Francii 10 a ve Velké Británii 15 jaderných ponorek.

A co v „civilní sféře“?

Byla postavena jedna civilní dopravní loď v USA (Savannah 1962–1972) a v Německu (Otto Hahn 1968–1979). A za polárním kruhem se základnou v Murmansku dodnes úspěšně operuje Murmanská lodní společnost se sedmi jadernými ledoborci.

Uvědomme si, co je největší problém severních oblastí Ruska. Vzdálenosti, nedostupnost, zima, mráz a půl roku polární noc. Přitom ale nesmírné přírodní bohatství. Celá severní část je za polárním kruhem a vnitrozemí spojují jen velké řeky, jako jsou Jenisej, Ob. A největší a dosud neotevřená naleziště rud a surovin, včetně nafty a plynu, se nacházejí právě v těchto oblastech věčného mrazu a ledu, bez silnic a železnic, kam se lze dostat jen letecky nebo po vodě, ovšem moře a řeky jsou většinu roku zamrzlé. Proto tedy ty ledoborce, které dělají cestu dopravním lodím, které zásobují tyto odlehlé končiny, ale také odvážejí vytěžený materiál.

Z těchto zkušeností vycházela myšlenka plovoucích elektráren:

„Vezmeme jednu z našich lodí, zavezeme ji tam, kde potřebujeme teplo a elektřinu, a přikotvíme ji ke břehu, propojíme rourou na teplo a kabelem na elektřinu a máme vystaráno. Při výkonu 2krát 170 MW tepelných a 2krát 70 MW elektrických máme dostatek energie pro město o více než 200 000 obyvatelích. Jednou za pár let tu loď odpojíme, odvezeme někam do mateřského přístavu, tam ji zrevidujeme, opravíme, vyměníme palivo a jedeme vesele dál“.

Jak řečeno, tak uděláno. Provozních zkušeností je více než se stacionárními elektrárnami. Mezi jaderným reaktorem na ponorce a reaktorem na civilním ledoborci není rozdíl. Stále je to reaktor KLT 40 S, popřípadě ABV-6M, ověřený v asi 7000 reaktorletech
provozu na ledoborcích. Dva takové reaktory pro výrobu tepla a elektrické energie potřebují „loď“ o výtlaku 20 000 tun. Termín „loď“ je poněkud přehnaný. Z lodi se použije jen vlastní trup, doplní reaktorová a turbínová část. Vše ostatní potřebné k provozu lodi tam již nebude. Takové plavidlo bude přivlečeno na místo určení, zakotveno, připojeno kabelem a potrubím ke břehu a bude sloužit jako plovoucí elektrárna a teplárna. K obsluze bude potřebovat asi 50 lidí.

Stavba prvních dvou plovoucích elektráren již byla zahájena a počítá se s nimi do oblasti severního Jakutska. Zde se nacházejí rozsáhlá naleziště zlata a diamantů, množství ryb. Oblast je však mimo jakékoliv elektrické sítě a přístupná je jen po moři a po řekách.

Dosud se zde elektřina získává pomocí dieselových generátorů s cenou asi 12 rublů/ kWh (cca 12 Kč). Náklady na výrobu elektřiny z plovoucí jaderné elektrárny se odhadují na 2,5 rublu/kWh s prodejní cenou 4 rubly/kWh. A to je již ekonomicky zajímavé řešení. Náklady na první plovoucí elektrárnu se odhadují na 200 milionů USD a její dokončení se očekává v roce 2010.

Ruská elektrárenská společnost Rosenergoatom počítá se zprovozněním flotily sedmi plovoucích elektráren do r. 2015 s použitím do oblastí Kamčatky, Čukotky, Jakutska a Krasnojarského regionu.

Zájem o takový typ elektrárny projevila i Čína, Filipíny, Vietnam a mluví se i o některých státech Afriky a Jižní Ameriky.

Je to přece jen přístup typicky dodavatelský. Bez nutnosti budovat rozsáhlé infrastruktury jaderného průmyslu, servisních a technických organizací, jako je to nutné při provozování stabilních jaderných elektráren.

Paralelně s tímto projektem se počítá s malými modifikacemi s výstavbou podobných plovoucích elektráren pro potřebu těžebních společností jako zdroj energie pro naftové těžební plošiny v Severním oceánu.

Další využití těchto zdrojů je pro potřeby odsolování mořské vody v oblastech, kde nejsou zdroje pitné vody. Připomeňme, že komerčně byl jaderný reaktor používán jako zdroj energie pro přípravu pitné vody odsolováním v lokalitě Aktau (Ševčenko) na východním pobřeží Kaspického moře, nyní v Kazachstánu, kde byl až do roku 2003 v provozu rychlý reaktor BN 350.

Abychom nezůstali jen u Ruska. Poněkud jiný projekt malé elektrárny připravuje japonská Toshiba s názvem 4S Nuclear Battery (Super Safe, Small and Simple, tj. Superbezpečná, malá a jednoduchá jaderná baterie) s výkonem 10 MWe, popřípadě 50 MWe, pro město Galena na Aljašce. Tady půjde o elektrárnu stacionární v budově o rozměrech asi tak tělocvičny, ale s transportovatelným modulárním bezobslužným reaktorem s dobou provozu 30 let bez výměny paliva.

A pro lodní na dšence několik technických údajů o současných ledoborcích („ledokolech“) z flotily Murman ské lodní společnosti

Vlastní loď: 150 m délka, šířka 30 m, ponor 11 m, celková výška 55 m, výtlak 23 455 tun • Dva reaktory KLT 40 S. Reaktor s 245 palivovými články s obohacením 20–30 % o celkové váze 160 t • Čtyři parogenerátory vyrábějí páru o tlaku 30 atm • Dvě turbíny pohánějí tři dynama • Každý ze tří stejnosměrných motorů pohání jednu hřídel s lodním šroubem • Výkon na šroubu 25 000 koňských sil, celkem tedy na šroubech 75 000 koňských sil (55 MW) • Šrouby o 4 lopatkách mají průměr 5,7 m a každý váží 50 t. Lopatky je možné v případě poškození vyměnit na volném moři.

Takto vybavený „ledokol“ dosahuje maximální rychlosti 22 uzlů (40 km/h) na volném moři, běžná rychlost je na volném moři 19,5 uzlu (35 km/h). V ledu o tlouštce 2,5 m je plynulá rychlost 3 uzly (5,5 km/h). Ledoborec je schopný projet ledem o maximální tlouštce 5–9 m.

První atomový ledoborec „Lenin“ (1959–1986) měl 3 reaktory OK 150 s tepelným výkonem 90 MWt, nyní kotví v Murmansku a dokončuje se jeho přestavba na muzeum.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Energetika

O autorovi

Aleš John

Ing. Aleš John, MBA, (*1950) absolvoval Vysoké učení technické v Brně v oboru sdělovací elektrotechnika, postgraduální studium na Univerzitě Komenského v Bratislavě v oboru jaderná energetika a životní prostředí, absolvent MBA na Prague International Business School. Je členem Governing Board WANO a Inženýrské akademie ČR. V současné době je generální ředitel a předseda představenstva ÚJV Řež a. s.

Doporučujeme

Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...
Hranice svobody

Hranice svobody uzamčeno

Stefan Segi  |  4. 12. 2017
Podle listiny základních práv a svobod, která je integrovaná i v Ústavě ČR, jsou „svoboda projevu a právo na informace zaručeny“ a „cenzura je...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné