„Použité jaderné palivo je odpadem pouze tehdy, když se s ním plýtvá,“ říká ředitel komunikace jedné recyklační společnosti.
Přestože se stále více uznává, že jaderná energie může být nejperspektivnějším řešením v úsilí Spojených států o spolehlivou nízkouhlíkovou elektřinu, jaderná energetika se potýká s velkými překážkami – mimo jiné s tím, jak naložit s radioaktivním vyhořelým palivem.
Nové snahy o recyklaci jaderného odpadu ve Spojených státech, které byly po desetiletí brzděny právními a regulačními překážkami, by však mohly tento problém vyřešit, pokud se je podaří rozvinout.
Jadernou energii posledních 50 let brzdily byrokratické překážky, které prakticky zastavily výstavbu nových jaderných elektráren ve Spojených státech. Ty pramení z obav veřejnosti po haváriích reaktorů v Černobylu, Three Mile Island a Fukušimě a z obav z toxicity použitého jaderného paliva a jeho možného opětovného použití v jaderných zbraních.
V poslední době se však objevil vzácný oboustranný konsenzus na podporu jaderné energie. Na 29. konferenci OSN o změně klimatu (COP 29) vystoupil na téma „bezpečné, spolehlivé, spravedlivé a cenově dostupné rozšíření jaderné energie“ host summitu Jeyhun Bayramov, který potvrdil, že ekologové nyní považují jadernou energii vedle větrné a solární energie za přijatelně „čistou“.
Oživení spícího jaderného průmyslu ve Spojených státech je však jiná věc.
Pokud jde o priority, „existuje zde hrozba [změny klimatu] ze strany demokratů a určitě energetická bezpečnost, geostrategické [obavy], Rusko a Čína ze strany republikánů, že nyní vidíme závazky ke ztrojnásobení jaderné energie ze strany Spojených států a COP 29 spolu s dalšími 20 zeměmi“, řekl deníku Epoch Times Ed McGinnis, generální ředitel společnosti Curio, která plánuje recyklaci paliva ve Spojených státech.
„Ale kde je kniha objednávek? Kde jsou dveře, na které klepou americké energetické společnosti pro tyto pokročilé reaktory?“ McGinnis řekl. „Řekl bych, že důvodem je to, že jsou postaveny do nemožné pozice.“
Pokud se energetickým společnostem podaří projít obtížným procesem získávání regulačních povolení a souhlasů a poté získat dostatek kapitálu na výstavbu nové jaderné elektrárny, stále se potýkají s potřebou spolehlivých dodávek paliva. A jakmile je palivo vyhořelé, potřebují bezpečný a spolehlivý způsob jeho likvidace.
Od roku 1992 jsou Spojené státy závislé na dovozu většiny ze 18 milionů kilogramů uranu potřebných pro jadernou energetiku.
Podle amerického Úřadu pro energetické informace dosáhla domácí produkce uranu – zdroje paliva pro jaderné elektrárny – svého vrcholu v roce 1980. Od roku 2022 jsou zahraničními dodavateli uranu Rusko (12 %, navzdory embargu), Kazachstán (25 %), Uzbekistán (11 %), Kanada (27 %), Austrálie (9 %) a další cizí země (16 %).
Amerika dává přednost skladování před recyklací
Jaderné palivo, které má podobu malých keramických peletek složených z obohaceného uranu-235 a uranu-238, pohání reaktory po dobu pěti let, než se spotřebuje. Během této doby se v procesu štěpení využijí asi jen čtyři procenta materiálu.
Ve Spojených státech se zbývající produkt, kterého bylo doposud vyrobeno více než 85 000 tun, vyjme z reaktorů jako radioaktivní odpad a ponoří se do vody, která se na místě několik let chladí, dokud neztratí část své radioaktivity. Poté se balí do suchých kontejnerů a skladuje se po neomezenou dobu, obvykle v areálu elektrárny.
Podle Centra pro kontrolu zbraní a šíření jaderných zbraní je dnes ve 34 státech USA více než 60 úložišť suchých kontejnerů.
Podle zákona o jaderném odpadu z roku 1982 je za bezpečné ukládání jaderného odpadu zodpovědné americké ministerstvo energetiky (DOE). Dosud však DOE tento úkol přenechávalo elektrárenským společnostem, zatímco čekalo na financování výstavby úložišť, jako je například navrhované úložiště v Yucca Mountain v Nevadě.
„DOE je zodpovědné za ukládání tohoto vysoce radioaktivního odpadu do trvalého geologického úložiště, ale zatím takové zařízení nevybudovalo, protože politici jsou od roku 2010 ve slepé uličce v otázce, co s tímto vyhořelým palivem dál,“ uvedl americký Úřad pro vládní odpovědnost.
Mezitím se objem vyhořelého jaderného paliva, které elektrárny uchovávají v dočasných úložištích, nadále hromadí o další 2 000 tun ročně, což přimělo elektrárny k úspěšným žalobám na vládu za porušení smlouvy.
„Pokud nevyřešíme problém s odpadem, nebudou energetické společnosti klepat na dveře a objednávat si spousty reaktorů,“ řekl McGinnis. „Pokud si koupí reaktor, automaticky souhlasí s tím, že na jejich pozemku zůstane jaderný odpad.“
„To, co brání růstu počtu objednávek, je nedostatek služeb a technologií, které energetické společnosti potřebují. Potřebují reaktor, potřebují palivo a také nakládání s odpadem.“
Opětovné využití použitého paliva
McGinnis, který v letech 1991 až 2021 pracoval v DOE, odešel z vlády do soukromého sektoru a nastoupil do čela začínající společnosti Curio, kterou v roce 2020 založili rabín Jechezkel Moskowitz a jeho bratr Jehuda Moskowitz.
Ačkoli společnost Curio vyvinula vlastní inovativní a „ekologicky udržitelnou“ technologii recyklace, původní proces opětovného využití vyhořelého jaderného paliva byl vyvinut ve Spojených státech už v padesátých letech minulého století a v jiných zemích se s výhodou používá už desítky let.
Podle ředitele pro komunikaci společnosti Curtise Robertse společnost Orano, která je jednou z největších komerčních recyklačních společností na světě, od roku 1976 přepracovala více než 40 000 tun použitého jaderného paliva, z něhož se velká část vrací zpět do reaktorů k výrobě elektřiny.
Společnost Orano působí po celém světě, včetně Spojených států. Společnost ve svém francouzském závodě přepracovává použité jaderné palivo ze zemí, jako je Francie, Japonsko, Nizozemsko, Belgie, Švýcarsko a Německo, a odhaduje, že 10 % francouzské elektřiny pochází z recyklovaného jaderného paliva.
„Na rozdíl od Spojených států Francie nepotřebuje dočasné suché skladování [použitého jaderného paliva z lehkovodních reaktorů], protože recyklace uranu a plutonia z použitého paliva poskytuje životaschopné řešení nakládání s ním,“ řekl Roberts deníku Epoch Times.
Jaderné ambice USA
Když Spojené státy v 70. letech 20. století poprvé budovaly infrastrukturu jaderné energetiky, měly ambice postavit po celé zemi přibližně 1 000 elektráren. Tehdejší plán počítal s recyklací paliva, ale recyklační průmysl byl zastaven kvůli obavám Carterovy administrativy z šíření jaderných zbraní z přepracovaného paliva.
Přestože tato politika byla následně v 80. letech 20. století zrušena, průmysl se od té doby stále drží.
„Z mezinárodněpolitických důvodů, které sahají až ke Carterovi, nikoliv z technických důvodů, bylo rozhodnuto, že se již nebude recyklovat,“ řekl McGinnis. „Prezident Reagan to zrušil. Ale v té době už společnosti, které recyklovaly, ztratily v důsledku náhlé změny politiky značné množství kapitálu a neměly chuť se k tomu vracet.“
S tím souhlasí i květnová zpráva právních analytiků Jane Accomandoové, partnerky v Morgan Lewis, a Patricka Pennelly, společníka.
„Ačkoli několik dalších zemí a některá americká vládní zařízení palivo přepracovávají, Spojené státy komerční přepracovací průmysl nerozvinuly,“ uvedli.
„Ačkoli to zákon nezakazuje, možnost prezidentské administrativy omezit nebo zakázat komerční přepracování vytváří pro soukromé investory značnou nejistotu.“
Změna názoru obou stran?
V poslední době se však objevují náznaky, že se politický vítr možná mění.
V říjnu 2022 oznámilo DOE v rámci programu Converting UNF Radioisotopes Into Energy (Přeměna radioizotopů z UNF na energii) granty ve výši 38 milionů dolarů různým univerzitám a soukromým společnostem na „snížení dopadů likvidace použitého jaderného paliva z lehkovodních reaktorů (UNF)“.
V rámci tohoto programu bylo společnosti Curio poskytnuto pět milionů dolarů na vývoj programu recyklace v komerčním měřítku prostřednictvím procesu, který vyvinula a který se nazývá NuCycle a který se zabývá také otázkami nešíření jaderných zbraní.
„NuCycle mění současné paradigma o jaderném odpadu tím, že jej přetváří v aktivum, a vytváří komerční důvody pro recyklaci UNF v USA,“ uvádí se v prohlášení DOE.
V dubnu uspořádal podvýbor Sněmovny reprezentantů pro energetiku, klima a bezpečnost sítí slyšení, jehož cílem bylo najít alternativy pro likvidaci vyhořelého jaderného paliva, a diskuse potvrdila, že zbývající překážky recyklace jaderného paliva jsou podle Accomandoové a Pennelly spíše politické než technické.
Slyšení se týkalo například témat, jako je 10,6 miliardy dolarů, které daňoví poplatníci dosud vyplatili energetickým společnostem za to, že DOE nedodrželo své povinnosti odstranit jaderný odpad v souladu se zákonem o politice jaderného odpadu.
Recyklační společnosti tvrdí, že to, čemu říkají „mírně použité jaderné palivo“, má velkou hodnotu.
„Nejenže v něm zůstává 96 % energetické hodnoty, kterou lze znovu využít pro nové palivo,“ řekl McGinnis, „ale během tohoto pětiletého období štěpení vzniká řada velmi cenných a vyhledávaných izotopů: izotopy pro boj s rakovinou, pro další lékařské využití, izotopy pro průmyslové využití, izotopy pro národní bezpečnost, pro vesmírné základny, a dokonce i některé neradioaktivní izotopy, které mají obrovskou hodnotu.“
Kromě toho uvedl, že ve vyhořelém jaderném palivu je dostatek energie, která by v případě recyklace pokryla energetické potřeby Spojených států na příštích 150 let.
„Použité jaderné palivo je odpadem pouze tehdy, když se s ním plýtvá,“ řekl Roberts.
Díky recyklaci lze 96 % použitého jaderného paliva – 95 % uranu a jedno procento plutonia – znovu použít na nové jaderné palivo nebo k jiným účelům. Zbývající čtyři procenta se uzavřou do skla a umístí do kovových kontejnerů na dobu přibližně 300 let, dokud se nerozpadnou na původní nízkou úroveň radioaktivity uranu, kterou měl, když byl poprvé vytěžen.
Pro srovnání, současná doba skladování nerecyklovaného UNF se pohybuje mezi desítkami tisíc a stovkami tisíc let.
Roberts však uvedl, že společnost Orano pracuje na tom, aby našla využití i pro část těchto zbývajících čtyř procent, která obsahují „potenciálně užitečné materiály, jako je krypton-85, stroncium-90, americium-241 a prvky vzácných zemin a lanthanoidy“.
Odstraňování překážek
Na cestě k recyklaci jaderných materiálů ve Spojených státech však stále existují překážky.
V současné době jsou sice k dispozici federální dotace a v posledních pěti letech se zvyšuje objem soukromého financování, ale podle recyklačních společností UNF „přichází a odchází“ v závislosti na technologickém vývoji a nabídce a poptávce po jaderném palivu, ale ještě více na vládní politice.
Komise pro jadernou regulaci, která dohlíží na jadernou energetiku ve Spojených státech, „zjistila ve svých vlastních předpisech pro přepracování 23 nedostatků, které nikdy zcela nevyřešila“, řekl Roberts, ačkoli „prostředky k překonání těchto nedostatků byly z velké části již identifikovány“.
Kromě regulačních problémů je třeba se vypořádat také s americkým právem.
„Jakákoli snaha o nový pohled na tento cenný národní zdroj a o udržitelný přístup k recyklaci nebyla ve skutečnosti možná, protože byste museli změnit zákon o politice jaderného odpadu, a to by vyžadovalo podporu obou stran,“ řekl McGinnis.
„Teprve v posledních třech nebo čtyřech letech jsme se dočkali tohoto jedinečného okamžiku, kdy jaderná energetika získala silnou podporu obou stran.“
Řekl, že do konce příštího roku plánuje předvést důkaz konceptu na stávajícím jaderném odpadu, a pokud se podaří odstranit právní a regulační překážky, zahájit komerční recyklaci jaderného odpadu ve velkém měřítku ve Spojených státech během příštího desetiletí.
–ete–
