Fyzika a klasická energetika

Článků v rubrice: 217

Energetická mozaika

Sešlo se nám v redakci několik zajímavých informací z oblasti jaderné, větrné, vodíkové energetiky a životního prostředí, proto jsme se rozhodli Vám z nich připravit mozaiku. Najdete v ní užitečná fakta a statistická srovnání.

ALPSKÉ LEDOVCE
Ledovec na rakouské hoře Dachstein ustoupil letos o rekordních 17 metrů. Za posledních 150 let se zmenšil již o celou polovinu. Letošní zmenšení dachsteinského ledovce je mnohem radikálnější než v uplynulých letech. Posledních 20 let mizel v průměru o 4,4 metru ročně, letos to bylo téměř čtyřikrát tolik. Naposled ledovec na dachsteinském masivu narostl v roce 1997, od té doby se již jen neustále zmenšuje, a to navíc stále rychleji. Za letošní rekordní tání můžou nadprůměrně teplé letní a podzimní měsíce.
Na ledovci Stubai v rakouských Alpách nechali majitelé tamních lyžařských středisek položit 6 hektarů bílých reflexních fólií, aby zmenšili odtávání ledovce. Za uplynulých 100 let ztratily Alpy polovinu ledovců, z toho pětinu za posledních 20 let. Švýcarské ledovce se o 20 % zmenšily dokonce za pouhých 15 let od roku 1990. Pokud by odtávání pokračovalo tímto tempem, přestane do roku 2050 fungovat polovina ze současných 600 alpských lyžařských středisek a do roku 2100 zmizí 50–80 % současné rozlohy alpských ledovců.

RAKOUSKO DOHÁNÍ PRODUKCI SKLENÍKOVÝCH PLYNŮ
Českých 120 miliónů tun vypuštěného CO2 ročně představuje podle statistik Mezinárodní energetické agentury (EIA) půl procenta světových emisí. V přepočtu na obyvatele Česko patří mezi velké producenty skleníkových plynů. Doprava se na jejich produkci podílí v České republice přibližně čtvrtinou, zhruba stejné množství vypustí do ovzduší průmysl, na energetiku a vytápění připadají i díky významnému podílu jaderných zdrojů „pouze“ dvě šestiny. Není bez zajímavosti, že Rakousko, které má o dva milióny obyvatel méně, v posledních letech v produkci skleníkových plynů Českou republiku téměř dohnalo – vypouští 11,5 tuny za každého obyvatele. Stalo se tak především v důsledku zvýšení emisí CO2 v dopravě.

ARKTIDA
Za posledních padesát let oceán zachytil nejméně 30krát víc sluneční energie než atmosféra… Arktický ledovec leží na několika ostrovech a zejména na moři. Jeho mocnost se v uplynulých dvaceti letech zmenšila o 45 % a dnes činí v průměru jenom kolem 2 až 4 m. Zespodu je přitom omýván stále teplejším oceánem. Tenký arktický led může z větší části zmizet za deset, dvacet let. Bílá plocha ledovce, který většinu slunečního záření odrážel a tím se ochlazoval, se promění v černou hladinu oceánu, která bude teplo naopak pohlcovat: „Až zčerná Arktida, začneme se bát.“

NĚMECKO JE SVĚTOVÝM ŠAMPIÓNEM VE VĚTRNÉ ENERGETICE
Na konci srpna 2006 se v Německu provozovalo 17 841 turbín o výkonu 19 276 MW (skoro deset Temelínů), tedy téměř třetina celosvětové kapacity větrných zdrojů. V roce 2005 vyprodukovaly německé větrníky 26,5 miliardy kilowatthodin, což jsou 4,3 procenta německé výroby elektřiny. Jedna turbína během roku běžela v průměru 1438 hodin, tedy méně než každou šestou hodinu. Hlavním problémem větrných zdrojů je ale jejich obtížná regulovatelnost. Společnost ČEPS provozující českou rozvodnou síť už zaznamenala v okamžicích, kdy na severu Německa začal vát vítr, „přelití“ až 3000 MW, tedy jedné šestiny tuzemských instalovaných kapacit. Tyto mimořádné situace vyžadují rychlé snižování výkonu domácích elektráren a při bezvětří zase jejich rychlé najíždění, což zhoršuje rentabilitu výroby a nadměrně zatěžuje technologické systémy českých elektráren.

POLSKO
Jaderné elektrárny o výkonu nejméně 4,5 tisíce megawattů, tedy tolik jako tři bloky s evropskými reaktory EPR nebo nejméně čtyřmi temelínskými, by se měly postavit v Polsku do roku 2030 podle studie polské vlády. O jadernou elektrárnu má zájem celá řada obcí. Souhlas vyslovily například pobaltská Kopań, Klemipcz na Vartě i Nieszawa, Chełmno a Tczew na Visle, které předpokládají, že miliardová investice přinese do jejich regionů práci a peníze na rozvoj infrastruktury. Informace regionálního deníku Głos Szczeciński zase uvádějí jako nejvážnější uchazeče obce Gryfino a Drawsko Pomorskie v polském západním Pobaltí.

SLOVINSKO A LITVA
Stavební povolení už za dva roky, začátek výstavby o pět let později a v roce 2017 zahájení komerčního provozu předpokládá harmonogram budování druhého bloku slovinské jaderné elektrárny Krško. Oznámil to slovinský ministr hospodářství. Investiční náklady dosáhnou dvou miliard eur (56 miliard Kč). Urychlená výstavba má odvrátit hrozbu nedostatku elektřiny. Už nyní musí Slovinsko elektřinu dovážet, když se o produkci Krška musí dělit napůl s Chorvatskem, spoluinvestorem z dob jugoslávské federace. Jaderná elektrárna vyrábí 40 % elektřiny spotřebovávané v zemi.
Ještě rychleji hodlají postupovat Litevci. Na místě dvou ignalinských reaktorů černobylského typu, uzavíraných na základě dohody o vstupu země do Evropské unie, má vyrůst nejpozději do roku 2015 nová elektrárna. Společný projekt tří pobaltských republik (Litvy, Lotyšska, Estonska) má přijít na 2,5 miliardy až čtyři miliardy eur (70 miliard až 112 miliard Kč). Litva dříve vyráběla 80 % své elektřiny z jádra, nyní je odkázána na dovoz elektřiny z Ruska.

AUSTRÁLIE
Austrálie má výtečné podmínky zejména pro solární energetiku, plánuje však také rozvoj atomových zdrojů. Do roku 2050 hodlá postavit 25 jaderných reaktorů, které budou produkovat více než třetinu australské elektřiny, oznámil premiér John Howard. Austrálie má největší těžitelné zásoby uranu na světě – jejích 1,143 miliónu tun představuje čtvrtinu světových zásob.

VODÍKOVÁ ENERGETIKA
„Vodík lze vyrábět ze širokého spektra surovin počínaje vodou přes zemní plyn až po biomasu a ve spojení s různými zdroji energie včetně vodní, větrné a jaderné,“ uvádí ředitel Ústavu jaderného výzkumu v Řeži František Pazdera. „Potřebu větší produkce vodíku odhadujeme na rok 2030, kdy má v Evropské unii na tento pohon jezdit 35 procent nových automobilů.“ Už dnes ústav chystá ve spolupráci s dalšími firmami demonstraci dopravního spojení Řež – Neratovice s vodíkovým autobusem.
Vodík se dnes vyrábí především parním reformingem zemního plynu a v některých závodech, například ve Spolaně Neratovice, je vedlejším produktem. V budoucnu se bude s největší pravděpodobností vyrábět hlavně elektrolyticky nebo tepelným štěpením vody v jaderných reaktorech nové generace. Potřebné množství vodíku pro českou dopravu dokáží zajistit nové energetické bloky, jejichž elektrický výkon pro elektrolýzu odhaduje František Pazdera na 14 tisíc megawattů (14 temelínských reaktorů) a nebo na polovinu ve vysokoteplotních zdrojích.
Výrobu vodíku pomocí vysokoteplotních reaktorů úspěšně odzkoušelo Japonsko, chystá se na ní i Kanada.

JAPONSKO
Podíl jaderných zdrojů na výrobě elektřiny v Japonsku stoupne do roku 2030 z dnešních 29 na 41 procent a jejich instalovaný výkon se zvýší ze současných 47 590 na 62 860 megawattů. Program počítá s dokončením sedmi bloků do roku 2020 a dalších tří v následujícím desetiletí. Japonsko provozuje v současné době 55 jaderných reaktorů a předpokládá, že se jejich provozní doba bude prodlužovat na šedesát let. V polovině století je začnou doplňovat a postupně nahrazovat rychlé reaktory.

EUROBAROMETR
Jaderná energetika má v Evropské unii největší podporu obyvatelstva v Maďarsku (65%), Švédsku (64%), Česku (61%) a Litvě (60%), tedy v zemích, které s ní mají dlouholetou zkušenost. Naopak největší podíl oponentů má tam, kde se vůbec neprovozuje. V Řecku je proti ní 86 procent dotázaných, na Kypru 81%, na Maltě 62% a v Portugalsku 53 %. Potvrzuje to, že nejsou-li občané dostatečně informováni, věří spíše hrozivým tvrzením rozšiřovaným protivníky atomové energie. Nejnižší podporu, pouhých osm procent, má podle průzkumů v Rakousku. Přitom v zimních měsících kryjí jaderné elektrárny ze sousedních zemí až 15 procent rakouské spotřeby elektřiny. Plných 79 procent obyvatel Evropské unie soudí, že radioaktivní odpad je velice nebezpečný, a považují ho za hlavní důvod, proč nevyužívat energii atomového jádra. Pokud se vyřeší osud tohoto odpadu, změnilo by 38 procent oponentů jaderné energetiky svůj názor. Pro její využití by pak byla většina Evropanů (57%).


SVĚT SE VRACÍ K ATOMU aneb RENESANCE JADERNÉ ENERGIE
Finsko začíná stavět první jadernou elektrárnu třetí generace, reaktor Olkiluoto-3 o výkonu 1600 MW bude největší na světě. Druhý reaktor typu EPR objednala Francie. K výstavbě jaderných elektráren se chystají také další země, např. USA a Indie, ale především Čína. Během příštích patnácti až dvaceti let se světová jaderná energetika rozroste z dnešních 366 821 na 427 000 MW. Polovina z nových reaktorů 3. a částečně už i 4. generace nahradí zastaralé zdroje postavené v 60. a začátkem 70. let.
Evropa ve znamení obměny
Průměrné stáří 146 jaderných elektráren provozovaných v zemích někdejší evropské patnáctky, které vyrábějí třetinu veškeré elektřiny, se podle údajů Mezinárodní agentury pro atomovou energii MAAE ve Vídni pohybuje kolem 25 let. Reaktory v nových členských zemích jsou v provozu průměrně 18 let a připadá na ně přibližně pětina vyrobeného proudu.
Pokročilé reaktory se budují od 90. let minulého století. V provozu jsou v Japonsku, evropský reaktor EPR se staví ve Finsku a ve Francii, licenci pro USA získal typ AP-600 společnosti Westinghouse. Koncem tohoto desetiletí se podle České nukleární společnosti (ČNS) objeví typy s kuličkovým keramickým palivem PMBR (v Číně) a americký AP-1000. Kolem roku 2030 pak přijdou na řadu zásadně nové technologie, které budou moci „spalovat“ i použité uranové palivo ze současných jaderných reaktorů, jež by se jinak muselo skladovat v hlubinných úložištích stovky tisíc let.
Jaderné elektrárny, podobně jako obnovitelné zdroje energie, neprodukují skleníkové plyny vyvolávající změny v zemském klimatu. Atomové reaktory jsou vhodné pro stabilní výrobu velkého množství elektřiny. Obnovitelné zdroje slouží jako užitečný doplněk tzv. velké energetiky. V klasických tepelných elektrárnách se při výrobě 1 kWh elektřiny spálí přibližně 1 kg hnědého uhlí a do ovzduší se s řadou zplodin včetně radioaktivity dostane stejné množství oxidu uhličitého CO2, nemluvě o popílku a sádře z odsiřovacích zařízení. Po zvážení těchto faktorů světová energetika začíná opět chystat renesanci nukleární energie.
USA na počátku nové éry jaderné energetiky
Nejpozději v roce 2010, tedy čtrnáct let po spuštění posledního reaktoru v USA, bude zahájena nová etapa výstavby jaderných zdrojů. Ještě v této dekádě hodlají Spojené státy postavit dvě až tři nové jaderné elektrárny. Současné jaderné elektrárny fungují bezpečněji, účinněji a hospodárněji než kdykoli v minulosti. „Ve Spojených státech se neobjednala žádná atomová elektrárna od 70. let minulého století. Nazrál čas začít je znovu stavět,“ prohlásil prezident George Bush. Spolu s lepším využíváním provozní doby stávajících 104 reaktorů a chystaným prodlužováním jejich životnosti se mají výstavbou nových jaderných zdrojů vyřešit energetické problémy USA, které se projevily v posledních letech mj. rozsáhlými výpadky dodávky proudu (blackouty) zejména v Kalifornii a na východě země.
V USA se budou stavět elektrárenské bloky s pokročilými tlakovodními nebo varnými reaktory 3. generace. Fungovat budou na stejném principu jako čtyři pětiny ze současných 441 ve světě provozovaných reaktorů o celkovém výkonu 367 253 MW.
V jaderných elektrárnách se vyrábí pětina amerického proudu. Od roku 1990 se však spustily jen čtyři, každý o výkonu 1200 MW. Poslední byl v roce 1996 Wattsbar-1 ve státě Tennessee. Jejich výstavba začala ještě v první polovině 70. let minulého století. Nejstarší provozovaný reaktor (varný, 641 MW) Oyster Creek ve státě New Jersey běží už téměř 36 let. Průměrný věk amerických jaderných reaktorů překročil letos 25 let. Některé elektrárny už požádaly o licenci na prodloužení provozu za hranici 40 let. Instalovaný výkon amerických reaktorů se blíží 100 000 MW (zhruba 50 Temelínů). Celkem se v USA vyrobí za rok 3846 miliard kWh elektřiny, v přepočtu 13 000 kWh na obyvatele. V ČR představuje roční produkce elektřiny něco přes 80 miliard kWh, tzn. 8 000 kWh na obyvatele.
Rusko – tři nové reaktory do roku 2010
Na rozvoj jaderné energetiky se připravuje i Rusko, které má však ve světě pošramocenou pověst kvůli černobylské katastrofě. Do roku 2010 chce postavit tři nové jaderné reaktory: v roce 2008 druhý blok ve Volgodonsku, o dva roky později pátý blok v Balakovské (u Saratova) a čtvrtý v Kalininské (nedaleko Tveru) elektrárně, všechny tisícimegawattové tlakovodní. V současné době běží v Rusku 31 jaderných reaktorů, které produkují šestinu ruské elektřiny, a Rosatom očekává, že poptávka po proudu z jaderných zdrojů může na konci dekády dosáhnout až 230 miliard kWh.Vedle 15 tisícimegawattových grafitových a 15 tlakovodních (VVER-1000 a VVER-440) je v uralském Bělojarsku už více než čtvrt století v provozu šestisetmegawattový množivý reaktor na rychlé neutrony, který spaluje i vyhořelé palivo z ostatních reaktorů. Po ukončení provozu 350 MW reaktoru v kazachstánském Aksau (dříve Ševčenko) zůstal bělojarský reaktor jediným svého druhu na světě, ale nyní se zde buduje ještě výkonnější, osmisetmegawattový zdroj s plánovaným spuštěním v roce 2009.
Asie hasí energetickou žízeň jádrem
Zatímco Evropa včetně zemí jako Německo a Švédsko začíná o novém rozvoji jaderné energetiky diskutovat, Čína, Indie, Japonsko a Jižní Korea uvedou do konce roku 2010 do provozu 20 jaderných reaktorů s celkovým výkonem 16 125 MW. Všechny uvedené země přitom předpokládají další růst, Čína až 16 % ročně.
Čína, která v roce 2003 vyráběla z jádra pouze 2,2 % své elektřiny, hodlá do roku 2020 vybudovat především v příbřežních oblastech, které jsou vzdáleny od ložisek uhlí, ale mají rychle se rozvíjející ekonomiku, 26 reaktorů a dosáhnout celkového instalovaného výkonu v jaderných elektrárnách 36 000 MW. O podíl na tomto ambiciózním čínském plánu se ucházejí americký Westinghouse s reaktory typu AP-1000, evropská Areva s evropským reaktorem EPR-1600 i ruský Atomstrojexport s VVER-1000 a VVER-1500.
V Indii představuje současná produkce 534 miliard kWh téměř dvojnásobek spotřeby z roku 1990 a očekává se, že do roku 2020 se proti současnosti dále ztrojnásobí. Polovina elektřiny se vyrábí z uhlí. Jeho zásoby jsou však omezené, a proto Indie hodlá v roce 2050 vyrábět čtvrtinu své elektřiny v jaderných zdrojích; mělo by to být stokrát více než dnes. K současným 2770 MW ve 14 blocích přibude během tří let dalších osm reaktorů o výkonu 3960 MW. Indie má vlastní zásoby uranu, výrobu těžké vody, malý rychlý množivý reaktor a připravuje výstavbu velkého.Vyvíjí technologie zpracování thoria, jehož má obrovské zásoby, a počítá s urychleným zaváděním rychlých (množivých) reaktorů.
Japonsko, které první jaderný reaktor uvedlo do provozu v roce 1966 a od roku 1973 považuje rozvoj jaderné energetiky za národní strategickou prioritu, je dnes díky své technologické úrovni v čele světového vývoje v oblasti využívání jaderných technologií. V roce 1998 byl spuštěn malý prototyp plynem chlazeného reaktoru, který vloni dosáhl 950 °C, což umožňuje jeho použití pro termochemické procesy i třeba pro výrobu vodíku. V roce 2015 se očekává spuštění jaderné elektrárny vyrábějící pomocí tepla z reaktoru 1000 m3 vodíku za hodinu.
Jaderná energetika je strategickou prioritou i pro Jižní Koreu, která dováží 97 % energií. Podle plánu z roku 2000 má k současným rozestavěným čtyřem jaderným blokům přibýt do roku 2015 dalších osm. V Šin Kori se staví první 1400 MW korejský reaktor nové generace s vyšší bezpečnostní úrovní a o životnosti 60 let, do provozu se má uvést v roce 2011.

Václav Cílek
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Černá smrt gumy a jak jí čelit

Guma je jedním z neopěvovaných velkých hrdinů průmyslové revoluce. Kromě jejích obvyklých aplikací, jako jsou pneumatiky, kondomy, elastické spodní prádlo, apod., představuje základní složku asi ve 40 000 výrobcích, včetně absorbérů nárazu, hadic, lékařských nástrojů, těsnění, atd.

Z historie i současnosti vynálezů a jejich ochrany

Vynálezy a objevy často přicházejí na svět klikatými cestičkami. Jednou to vypadá, jako by se na ně čekalo tak netrpělivě, že se zrodí hned v několika hlavách v různých koutech světa, jindy je náhodou nebo omylem objeveno něco, s čím si nikdo neví rady.

Jak vyčíslit ekonomické přínosy jádra? A co na to evropský jaderný průmysl?

Společnost Deloitte vypracovala pro Euratom studii o přínosech jaderné energetiky v roce 2019 a 2050. V současné době je v provozu ve 14 zemích EU 126 komerčních reaktorů o výkonu 118 GWe. Do roku 2050 by měl jejich výkon stoupnout na 150 GWe, budou se ale muset snížit investiční náklady.

Astronauti se pořád ptali: Jak se daří myškám?

Myši, švábi, japonské křepelky, ryby, škeble, rostliny.... ti všichni měli možnost ochutnat Měsíc! Po návratu Apolla 11, od jehož mise letos uplynulo 11 let, putovalo množství vzácných vzorků měsíční horniny do laboratoří.

Irský matematik a fyzik George Gabriel Stokes

Světlo je jeden z nejúžasnějších přírodních jevů a pro život člověka má zásadní význam. Je pro nás nejen hlavním prostředkem poznávání světa a vesmíru, ale i zdrojem emocí, je obdivováno a zkoumáno uměním i vědou. Optika, nauka o světle, je vlastně nejstarší částí fyziky.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail