TGV, hutě a tokamak ITER

Nikoho asi nepřekvapí, že francouzské železnice SNCF jsou největším spotřebitelem elektřiny v zemi – vyžadují spoustu megawattů pro pohon pěti set superrychlých vlaků TGV (Train à Grande Vitesse) a k pohonu nespočtu běžných elektrických vlaků. Na druhém místě ve spotřebě elektrické energie jsou hutě; potřebují ohromný výkon pro provoz indukčních pecí, které taví kov před jeho litím do ingotů. Jak se do spolku největších žroutů elektřiny zařadí ITER?

Jak bude korespondovat mohutná technologická infrastruktura s požadavkem na delikátní rovnováhu v elektrické síti? Rozvod elektřiny, zvláště u tokamaku ITER, je náročnější, než se na první pohled zdá. ITER potřebuje elektrický výkon ve dvou různých formách: se stejnosměrným napětím pro vlastní plazma (pohon magnetů, ohřev plazmatu apod.) a se střídavým napětím pro průmyslová pomocná zařízení jako je kryohospodářství a provozní budovy.

Jako když se rozjede 35 TGV

Elektrická síť výkonových pulzů (Pulsed Power Electrical Network – PPEN) bude dodávat elektrický výkon všem pulzním zařízením tokamaku ITER jako jsou magnety a systémy pro ohřev plazmatu prostřednictvím tří gigantických transformátorů (zakoupených v Číně) a soustavy výkonných AC/DC převodníků umístněných v budovách Měniče výkonu pro magnety (Magnet Power Conversion). Pulz plazmatu bude vyžadovat na vstupu 300 MW, což je ekvivalentní současnému rozjezdu 35 vlaků TGV! Elektrická síť stacionárního výkonu (Steady State Electrical Network - SSEN) vyžaduje na vstupu čtyři konvenční transformátory zakoupené v USA, z nichž tři budou stále v činnosti, aby napájely své největší zákazníky takto: systém chladicí vody (40 %), kryohospodářství (30 %), obsluhu budov (15 %) a tritiové hospodářství (15 %). Když bude ITER potřebovat maximální příkon, spotřebuje srovnatelné množství elektřiny, jako velká válcovna v hutích. A ITER Organization zaplatí zhruba stejnou sumu: při dnešní sazbě, která je v řádu 50 eur za MWh, to bude přibližně 2,5 miliónů eur za měsíc.

Rozvodna roste

Na staveništi ITER se nyní pracuje na rozvodně a transformátorech. Dělníci betonují desku, která ponese elektrická zařízení, a pokládají kabely pro dálkové ovládání rozvodny a pro komunikaci s francouzským distributorem elektrické energie RTE (Réseau de transport d'électricité). „Požadavky ITER na elektrický výkon jsou značné a nesmí distribuci v národní francouzské síti žádným způsobem narušit,“ vysvětluje Joël Hourtoule, vedoucí Oddělení distribuce elektrické energie (ITER Electrical Power Distribution Section): „To znamená, že si musíme vyměňovat informace, například informovat RTE o našem programu experimentálních kampaní. Za výjimečných okolností, jako je např. neočekávaná studená vlna počasí kombinovaná s výlukou několika reaktorů atomových elektráren napájejících národní elektrickou síť, nás může RTE požádat o pozastavení experimentů. A také stejně jako TGV, ani ITER nebude moci pracovat přesně v době, kdy se synchronizují přenosové sítě – spíše několik minut před nebo po. A to může také způsobovat problémy.

ITER přisátý na síť

V současnosti je spotřeba elektřiny pro budovy ITER a staveniště pokrytá vedením 15 kV připojeným na tři kilometry  vzdálené velké výzkumné středisko francouzského Komisariátu pro atomovou energii CEA. Na počátku roku bude dokončena první část rozvodny 400 kV a ITER získá elektřinu přímo z národní sítě. Bude připojen na dvojité 400kV „Boutre-Tavel“ vedení, které poskytuje elektřinu obrovskému území jihovýchodní Francie. Instalace a financování (22 miliónů eur) stavby rozvodny pro ITER a prodloužení vysokonapěťového vedení bylo částí závazku Francie k ITER. Rozvodna zabírá čtyři hektary. Jako „kompenzaci“ pro stavbu v hranicích města obdrží Saint-Paul-lez-Durance od francouzského dodavatele elektřiny RTE celých 900 000 eur. Starosta Pizot se rozhodl podělit se sousedním městečkem Vinon-sur-Verdon.

Suma sumárum – zatímco fúzní elektřina by měla podepřít svým mohutným výkonem a spolehlivostí stabilitu zásobování země elektřinou, její experimentální etapa si vyžádá tak mohutný odběr, že naopak stabilitu může narušit. Pochopitelně jen do doby, než si přestane z národní sítě brát, ale naopak do ní začne elektrickou energii dodávat.

I to je dočasná daň za kvalitní zdroj elektřiny, jehož předstupeň se na jihu Francie staví.