S uzavíráním uhelných elektráren v USA se začíná znovu věnovat pozornost jaderné energetice

Zatímco Spojené státy spěchají s uzavíráním zbývajících uhelných elektráren, energetičtí analytici diskutují o tom, čím by se měla zaplnit mezera, aby se pokryla rostoucí poptávka elektřiny. Stále častěji je jako řešení uváděna jaderná energie.

Podle Ministerstva energetiky (DOE) má být do roku 2035 uzavřena téměř třetina stávajících uhelných elektráren v USA.

Děje se tak v době, kdy poptávka po datových centrech, elektrických vozidlech, elektrickém vytápění domácností a dalších produktech tlačí na stále větší spotřebu v síti.

Regulační agentura pověřená posuzováním spolehlivosti sítě uvedla, že její klíčové ukazatele špičkové poptávky po elektřině „rostou rychleji než kdykoli v posledních pěti či více letech“.

Agentura North American Electric Reliability Corporation (NERC) ve svém dlouhodobém hodnocení spolehlivosti z prosince 2023 uvedla „jasné důkazy o rostoucích obavách o přiměřenost zdrojů v příštích 10 letech“.

Rychlé vyřazování funkčních uhelných elektráren, které v roce 2023 vyráběly více než 16 % elektřiny v USA, zanechá podle odhadů NERC velké mezery ve schopnosti země pokrýt předpokládanou poptávku po elektřině, takže většina regionů Severní Ameriky bude vystavena vysokému nebo zvýšenému riziku nedostatku elektřiny a výpadků.

Jak může americký elektroenergetický průmysl zaplnit tuto stále se zvětšující propast ? Na stole jsou možnosti větrné, solární, zemního plynu a jaderné energie – každá má své klady i zápory.

Mnozí, kteří považují změnu klimatu za existenční hrozbu, prosazují větrnou a solární energii jako nejlepší alternativu s argumentem, že je to nejlevnější a nejčistší možnost.

Úřad pro energetické informace (EIA) v lednu předpověděl, že „větrná a solární energie bude v příštích dvou letech v čele růstu výroby elektřiny v USA“.

Kritici však namítají, že přidávání stále větších větrných a solárních kapacit by mohlo znamenat platit více za méně, protože další kapacity závislé na počasí nestačí vyrábět elektřinu v době, kdy ji spotřebitelé potřebují.

„V roce 2023 jsme ve Spojených státech vybudovali obrovské množství větrných elektráren, ale skutečné množství vyrobené elektřiny z větru se snížilo, a to jednoduše proto, že máte větrná sucha,“ uvedl pro Epoch Times energetický ekonom Dan Kish, senior viceprezident pro politiku v Institutu pro energetický výzkum (IER).

„Největrnější místa byla větrnými turbínami postižena dost tvrdě, takže nyní míří do míst, která jsou z hlediska větru méně plodná, a výsledkem je, že na jeden instalovaný megawatt větrné energie získáte méně větru než dříve.“

Podle EIA sice celková výroba „obnovitelné“ energie v roce 2023 vzrostla o 2 %, a to především díky nárůstu biopaliv a solární energie, ale zároveň poprvé za posledních 25 let poklesla spotřeba větrné energie.

„Celá naše rozvodná síť byla vybudována s cílem dodávat energii lidem, když ji potřebují,“ uvedl Kish, ale poznamenal, že se to stále více mění na poskytování elektřiny „kdykoli zafouká vítr nebo zasvítí slunce“.

Zemní plyn se zvedá a klesá

Větrná a solární energie vyžadují drahou záložní výrobu energie, obvykle na plyn nebo baterie, které vyplňují mezery, když nesvítí slunce nebo nefouká vítr, což zvyšuje náklady spotřebitelů.

Uhelné elektrárny sice vypouštějí více oxidu uhličitého (CO2), ale poskytují cenově dostupné, spolehlivé a flexibilní dodávky „dispečerské“ elektřiny, kterou lze zvýšit nebo snížit podle poptávky.

Zatímco instalované kapacity větrných a solárních elektráren se dosud zvyšovaly, zemní plyn byl hlavním příjemcem odklonu od uhlí – jak jako dodavatel energie pro základní zatížení, tak jako záloha pro větrné a solární elektrárny, když počasí nepřeje.

Podle dubnové zprávy EIA dosáhla spotřeba zemního plynu v USA v roce 2023 rekordní hodnoty 89,1 miliardy kubických stop denně a od roku 2018 roste v průměru o 4 % ročně.

EIA oznámila, že spotřeba zemního plynu zaznamenala v období od března 2023 do listopadu 2023 každý měsíc nové rekordy, protože kapacita výroby elektřiny z uhlí klesala.

Na rozdíl od uhlí, plyn není uchováván přímo v elektrárnách, ale je dovážen právě včas ke zpracování. 

„Kombinace [umělé inteligence] a zvýšeného spoléhání se na nestálé obnovitelné zdroje představuje vyšší spotřebu zemního plynu – jednak proto, že solární a větrná energie nemohou snadno poskytovat elektřinu s nízkým harmonickým zkreslením, kterou potřebuje choulostivá sestava datových center, ale také proto, že do sítě pronikají nespolehlivé zdroje energie, takže zajištění nepřetržitých dodávek se stále více spoléhá na distribuovatelnou, tradiční energii, kterou je plyn,“ prohlásil Simon Lack, zakladatel a řídící partner společnosti SL Advisors LLC, pro Epoch Times.

Na rozdíl od uhlí se však plyn neskladuje na skladě v elektrárnách, ale dodává se právě v daném okamžiku prostřednictvím plynovodů. Například během zimní bouře Uri v Texasu narušily dodávky plynu mrazivé teploty a výpadky elektřiny, jak uvedla Federální komise pro regulaci energetiky, což prohloubilo krizi, která skončila rozsáhlými výpadky proudu a smrtí přibližně 246 lidí.

Zemní plyn je sice rozšířený, cenově dostupný a spaluje se čistěji než uhlí, ale nesplňuje cíle čisté nulové spotřeby energie, které spočívají v „dekarbonizaci“ energetiky a snížení globálních emisí nejméně o 43 % do roku 2030, o 60 % do roku 2035 a dosažení čisté nulové spotřeby do roku 2050.

A právě proto je jaderná energie stále častěji označována za ideální řešení.

Renesance jaderné energetiky?

54 amerických jaderných elektráren a 93 amerických jaderných reaktorů, které se nacházejí ve 28 státech, vyrábí v současné době podle EIA přibližně 19 % elektřiny v zemi.

Kapacitní faktor jaderné elektrárny, který udává množství využitelné energie, jež elektrárna vyrobí, v procentech z maxima, které by mohla potenciálně vyrobit, je podle DOE nejvyšší ze všech zdrojů energie a v průměru činí více než 92 %.

Pro srovnání, kapacitní faktory větrných a solárních elektráren jsou nejnižší ze všech hlavních zdrojů energie v USA, a to 35 % a 25 %.

Jaderné elektrárny jsou navrženy tak, aby fungovaly 24 hodin denně, sedm dní v týdnu, což je ideální pro spolehlivou výrobu elektřiny v základním zatížení.

Energetický ekonom Ryan Yonk, ředitel Amerického institutu pro ekonomický výzkum, uvedl, že bezpečnost jaderných elektráren se postupem času zlepšila, a přestože riziko nebylo zcela odstraněno, zůstává jaderná energie „bezuhlíkovou energií“ budoucnosti za předpokladu, že průmysl dokáže postavit elektrárny, které vyřeší obavy z rizika a regulační problémy.

„Pokud vám opravdu leží na srdci CO2 a považujete ho za podstatný problém, máme zavedenou technologii, která neprodukuje CO2, vyrábí velké množství levné energie a přitom představuje relativně nízké riziko,“ řekl.

Zdá se, že Bidenova administrativa se k tomuto názoru rovněž připojila, a zákon o snížení inflace, který administrativa přijala, nabízí 30% federální investiční daňovou úlevu pro nové jaderné projekty.

Bílý dům v březnu oznámil, že se „hlásí k loňskému prohlášení mnoha zemí na konferenci COP28 o ztrojnásobení kapacity jaderné energie na celém světě do roku 2050; vývoji nových konstrukcí reaktorů; prodloužení životnosti stávajících jaderných reaktorů a zvýšení dynamiky zavádění nových zařízení“.

Mezi vládní iniciativy patří 6 miliard dolarů na nové půjčky, granty a daňové úlevy pro jaderná zařízení, které mají udržet stárnoucí elektrárny v provozu.

Mezi vládní iniciativy patří 6 miliard dolarů v podobě nových půjček, grantů a daňových úlev pro jaderná zařízení, které mají udržet v provozu stárnoucí elektrárny a znovu spustit některé z těch, které byly odstaveny. Patří sem i 1,5 miliardy dolarů v podobě úvěrových záruk pro společnost Holtec Palisades, LLC, na obnovení provozu odstavené 800 MW jaderné elektrárny Palisades v Covert Township v Michiganu do roku 2050.

„Vedle obnovitelných zdrojů energie, jakými jsou větrná a solární energie, si nová generace jaderných reaktorů nyní získává pozornost širokého spektra zainteresovaných stran pro schopnost jaderné energie vyrábět čistou a spolehlivou energii a uspokojovat potřeby rychle rostoucí ekonomiky,“ uvádí se v informačním dokumentu Bílého domu.

K tomu se přidává nová legislativa, která má zefektivnit proces schvalování jaderných elektráren, konkrétně zákon Accelerating Deployment of Versatile Advanced Nuclear for Clean Energy Act (ADVANCE Act) z roku 2023.

Návrh zákona počítá s větším personálním posílením Komise pro jaderný dozor (NRC), což by teoreticky urychlilo proces udělování licencí, snížilo poplatky pro žadatele o elektrárny a aktualizovalo programové prohlášení NRC, v němž se stanoví, že komise nebude „zbytečně omezovat“ výrobu jaderné energie.

Partnerství s jaderným průmyslem

Ministerstvo energetiky se rovněž snaží usnadnit přeměnu stávajících uhelných elektráren na jaderné.

Podle Úřadu pro jadernou energii při DOE „budeme potřebovat dalších 200 gigawattů jaderné kapacity, abychom do roku 2050 dosáhli čistých nulových emisí, a část z toho by se mohla uskutečnit v uhelných elektrárnách, které odcházejí do důchodu, nebo v jejich blízkosti“.

Agentura uvedla, že více než 300 stávajících a vyřazených uhelných elektráren by mohlo být převedeno na jadernou energii, což by zvýšilo kapacitu jaderné energetiky v USA o více než 250 gigawattů, což by představovalo téměř trojnásobek současné kapacity 95 gigawattů.

Zapůjčení pozemků, zařízení, přenosových přípojek a silnic ze stávajících uhelných elektráren by mohlo ušetřit až 35 % nákladů na výstavbu nových jaderných elektráren, předpovídá DOE.

Mezi státy, které uvažují o nahrazení uhelných elektráren jadernými, patří Arizona, Colorado, Kentucky, Maryland, Montana, Severní Karolína, Pensylvánie, Utah, Západní Virginie, Wisconsin a Wyoming.

DOE také spolupracuje se soukromým průmyslem prostřednictvím iniciativy nazvané Gateway for Accelerated Innovation in Nuclear (GAIN), která poskytuje vládní podporu při komercializaci jaderných energetických technologií a při „vzdělávání těch, kteří se s jadernou energií teprve seznamují, o jejích výhodách, aplikacích a roli v naší budoucí transformaci na čistou energii“, uvádí se na internetových stránkách organizace.

„Do roku 2030 bude americký jaderný průmysl vybaven tak, aby byl světovým lídrem v zavádění inovativních jaderných technologií, které budou dodávat naléhavě potřebnou hojnou čistou energii jak na domácí, tak na celosvětové úrovni,“ uvádí GAIN.

Někteří analytici se domnívají, že se jedná o utrácení peněz jednou vládní agenturou ve snaze odstranit z cesty jinou vládní agenturu.

Mezinárodní organizace pro atomovou energii uvádí, že průměrná životnost jaderné elektrárny je přibližně 40 let. Průměrné stáří komerčních jaderných reaktorů v USA je 42 let.

„Máme tu NRC, která nedokáže vydat povolení nebo dát palec nahoru projektu, a jako kompenzaci za to máme ministerstvo energetiky, které vynakládá stovky milionů dolarů z peněz daňových poplatníků, aby jim pomohlo získat povolení,“ řekl Kish.

Flotila amerických jaderných elektráren se blíží věku odchodu do důchodu, což vyvolává otázky, jak dlouho ještě mohou stávající elektrárny fungovat. Podle Mezinárodní agentury pro atomovou energii (MAAE) je průměrná životnost jaderné elektrárny přibližně 40 let.

V dubnu byl průměrný věk amerických komerčních jaderných reaktorů 42 let. Nejstarším provozovaným reaktorem je blok 1 v Nine Mile Point ve státě New York, který byl uveden do provozu v roce 1969.

Zdá se, že americký průmysl výstavby jaderných elektráren, kterému se po desetiletí vyhýbali, nyní vykazuje nové známky života.MAAE na základě svého každoročního hodnocení ke konci roku 2023 uvedla, že celosvětově „nyní vidí do roku 2050 o čtvrtinu vyšší instalovanou kapacitu jaderné energie než ještě v roce 2020, což podtrhuje, jak se stále více zemí obrací k tomuto čistému a spolehlivému zdroji energie s cílem řešit výzvy v oblasti energetické bezpečnosti, změny klimatu a hospodářského rozvoje“.

V dubnu byl spuštěn čtvrtý reaktor jaderné elektrárny Vogtle v Georgii, který navrhla společnost Westinghouse, a elektrárna se tak stala plně funkční.

Elektrárna se čtyřmi reaktory je „největším výrobcem čisté energie v zemi“ a bude vyrábět dostatek elektřiny pro napájení půl milionu domácností a podniků, přičemž bude zákazníkům poskytovat „spolehlivou energii bez emisí po dobu nejméně 60 až 80 let“, uvedla místní elektrárenská společnost Georgia Power.

Trendem poslední doby mezi technologickými společnostmi, které se kdysi zavázaly k dosažení nulových emisí uhlíku, ale nyní čelí rostoucí potřebě spolehlivé elektřiny pro napájení datových center, je uzavírání vedlejších dohod s jadernými elektrárnami, aby získaly první možnost využívat jejich základní výkon.

Institut pro energetický výzkum uvádí, že technologické společnosti v současné době jednají s přibližně třetinou amerických jaderných elektráren o dodávkách elektřiny přímo do datových center a o uspokojení obrovské poptávky po elektřině ze zpracování umělé inteligence.

IER uvádí, že tato jednání „mají potenciál odstranit z distribuční sítě spolehlivou výrobu elektřiny“ a ponechat běžné spotřebitele více závislé na zdrojích závislých na počasí.

Přetrvávající skepse

I přesto, že vše naznačuje rostoucí poptávku po jaderné energii, obavy z jaderné energie přetrvávají.

Tyto obavy pramení ze skutečnosti, že jaderná energie vytváří jaderný odpad, a ze zkušeností z havárií elektráren v Černobylu na Ukrajině (1986), Three Mile Island v Pensylvánii (1979) a Fukušimě v Japonsku (2011), jakož i z časové a finanční náročnosti výstavby jaderných elektráren.

Dean Cooper, globální vedoucí pro energetiku ve Světovém fondu na ochranu přírody, v březnovém příspěvku na svém blogu uvedl: „Řekněme si to jasně – pro jadernou energii nenastává žádný nový úsvit.

Pravdou je, že výstavba nových jaderných výrobních kapacit je příliš pomalá, příliš drahá a příliš riskantní na to, aby něco změnila.

Vlády musí spíše upřednostnit investice do energetické účinnosti a zavádění obnovitelných zdrojů energie, jako je větrná a solární energie, aby dekarbonizovaly rozvodnou síť.“

Náklady na výstavbu jaderné elektrárny Vogtle v Georgii, která měla stanovit nový standard pro nákladově efektivní jadernou výrobu, údajně překročily rozpočet o 16 miliard dolarů a projekt byl dokončen s více než šestiletým zpožděním, uvádí zpráva analytické skupiny Energy Monitor.

Zpráva dále uvádí, že výstavba dvou reaktorů AP1000 v Summer Nuclear Station v Jižní Karolíně, která byla zahájena v roce 2012, byla v roce 2017 zrušena, takže účet za neúspěšný projekt, který stál 9 miliard dolarů, zaplatí obyvatelé Jižní Karolíny.

Veřejné mínění ohledně jaderné energie ji stále považuje za druhou nejlepší možnost po větrné a solární energii, pokud jde o boj proti změně klimatu, i když se toto vnímání může měnit.

Podle průzkumu Pew Research Center z 5. srpna se 56 % dotázaných dospělých Američanů vyslovilo pro větší počet jaderných elektráren jako řešení klimatických změn.

Zatímco je toto číslo nižší než 78 % dotázaných, kteří upřednostňují rozšíření solární energie, a 72 % těch, kteří upřednostňují rozšíření větrné energie, průzkum zaznamenal, že podpora solární a větrné energie od roku 2020 klesla o dvouciferné procentní body, zatímco podpora jaderné energie vzrostla o 13 procentních bodů.

Někteří kritici vytýkají vládě, že se stala příliš panovačnou v řízení a kontrole amerického energetického průmyslu prostřednictvím záplavy nových zákonů, regulací, dotací, daňových úlev a systémů cap-and-trade.

Vládní opatření na federální a státní úrovni podle nich manipulují s odvětvím tak, že se vzdaluje od toho, čeho lze reálně dosáhnout, a činí elektrickou síť křehčí a dražší, přičemž nebere ohled na rostoucí potřebu Američanů po cenově dostupné a spolehlivé energii.

„Jedním z hlavních problémů, které se objevují v energetickém mixu, je, že protože jsme strávili tolik času regulací a dotacemi v této oblasti, nemáme skutečně jasnou představu o tom, jaký by byl mix, kdyby vycházel z poptávky spotřebitelů a schopnosti trhu ji zajistit,“ uvedl Yonk.

„Jednou z cest, jak se k tomu přiblížit, je vyřešit problémy s regulací a odstranit dotace, abychom začali pozorovat vznik mixu, který odpovídá poptávce spotřebitelů; to momentálně nemáme.“

–ete–