Jižní Korea se vrátila na cestu rozvoje jaderné energetiky

Události posledních let jasně ukázaly, že se Jižní Korea bez jaderné energie neobejde. V korejské společnosti tak došlo ke změně pohledu na energetiku, a i to se projevilo ve výsledcích voleb. Další rozvoj jaderné energetiky je programem i nového politického vedení Jižní Koreji. To je velice dobře, protože jihokorejský jaderný průmysl patří k těm nejlepším na světě. Podívejme se na jeho zkušenosti a potenciál.

Jižní Korea patří ke státům s nejvyspělejším jaderným průmyslem. Řadí se k těm, které nabízejí reaktory III. generace. V současné době se stejně jako Francie, o které jsme psali nedávno, účastní tendru na výstavbu nového bloku v jaderné elektrárně Dukovany. Je tak zajímavé se na její zkušenosti a potenciál podívat.

Jižní Korea má jen o zhruba 25 % větší rozlohu než Česká republika, ale má téměř pětkrát více obyvatel. Navíc je její vnitrozemí velice hornaté. Vhodného území pro osídlení, ale například i rozlohy pro umístění obnovitelných zdrojů, je tak poměrně málo. Podél většiny pobřeží nejsou šelfy, ale rychle rostoucí hloubka. To omezuje možnosti budování mořských větrných turbín. Energetické suroviny musí Jižní Korea dovážet. Vzhledem k tomu, že Jižní Korea leží na poloostrově a sousedí se Severní Koreou, nemůže dovážet elektřinu. Postupně se tato země stala průmyslovou a ekonomickou mocností s odpovídající spotřebou energie. To jsou hlavní důvody, proč se Jižní Korea rozhodla pro rozvoj jaderné energetiky.

Vývoj celkového výkonu jihokorejských jaderných zdrojů. Je jasně vidět rychlý růst výkonu (zdroj WNA).

Historie korejské jaderné energetiky

Jižní Korea začala jadernou energetiku rozvíjet na konci padesátých let. Jaderné elektrárny se však začaly uvádět do provozu až v sedmdesátých letech. Podobně jako ve Francie i korejský jaderný průmysl začínal s velmi silnou podporou amerického. Velmi brzy však také spolupracoval právě i s francouzským. První energetický reaktor tak v Jižní Koreji postavil Westinghouse v elektrárně Kori 1, jeho spouštění probíhalo v roce 1977 a do komerčního provozu se dostal v roce 1978. V osmdesátých letech se pak vybudovalo sedm lehkovodních reaktorů firem Westinghouse a Framatom.

Na základě získaných zkušeností a s využitím amerického modelu se korejský průmysl vydal na cestu ke svému vlastnímu modelu tlakovodního reaktoru optimalizovaného pro asijské trhy. Jižní Korea, jako rozvíjející se průmyslový stát, chtěla participovat i na vývozu jaderných technologií. Šlo o model OPR-1000 (Optimum Power Reactor 1000 MWe), těch nyní ve čtyřech elektrárnách pracuje dvanáct. Právě tyto reaktory umožnily na konci devadesátých let minulého století, a hlavně v století současném, rychlé zvyšování produkce elektřiny z jaderných zdrojů.

Jaderná elektrárna Kori je nejstarší v Jižní Koreji (zdroj Kori NPP).

Jaderná energetika – důležitá část korejského mixu

Již v prvním desetiletí tohoto století jaderné zdroje dosáhly až více než 30 % podíl na celkové produkci elektřiny v Jižní Koreji. Jen pro doplnění je třeba zmínit, že se na tom podílely i čtyři kanadské těžkovodní reaktory CANDU. Jaderná energie tak zajišťovala okolo třetiny jihokorejských potřeb a dodávala dominantní část nízkoemisní elektřiny. Jižní Korea plánovala zvyšovat produkci elektřiny z jaderných zdrojů a zároveň se chystala stát vývozcem energetických jaderných reaktorů a dalších technologií. To si v současné době nelze představit bez toho, že by dokázala nabízet reaktor III. generace.

To byl důvod vývoje vlastního reaktoru APR-1400 (Advanced Power Reactor 1400 MWe). Jedná se o pokročilý tlakovodní reaktor III. generace. Vychází z modelu OPR-1000 a navazuje tak na původní koncepty firmy Westinghouse, úspěšně se však u něj přechází k vlastním nově vyvinutým technologiím.

První takový reaktor začal do sítě dodávat elektřinu v roce 2016. Původní jeho název byl Sin Kori (Shin Kori) 3, nyní se označuje jako Saeul 1. Reaktor Saeul 2 (původně Sin Kori 4) začal dodávat elektřinu v roce 2019. Budování těchto reaktorů začalo v letech 2008 a 2009.

Reaktory Sin Wolsong 1 a 2 jsou typu OPR1000 (zdroj KHNP).

Kampaň proti jaderné energetice

Podobně jako v jiných vyspělých západních státech i zde začala nabývat na síle hnutí zaměřená proti jaderné energetice, která prosazují přechod k obnovitelným zdrojům. Zároveň mají velké obavy z radioaktivity a nízké znalosti o jejich reálných vlastnostech, a také minimální povědomí o reálných vlastnostech a potenciálu obnovitelných zdrojů. Zvláště po havárii jaderné elektrárny Fukušima převážily ve společnosti protijaderné nálady. V roce 2017 se k moci dostal prezident Mun Če-in a začal s odchodem Jižní Koreje od jaderné energetiky. Jeho vláda rozhodla o tom, že provoz existujících reaktorů nebude prodlužovat přes hranici čtyřiceti let. Už v červnu 2017 tak byl ukončen provoz nejstaršího jihokorejského reaktoru Kori 1. Druhým odstaveným reaktorem byl nejstarší těžkovodní blok. Ten se sice čtyřiceti letům provozu teprve blížil, do provozu se dostal v roce 1983, ale z technických a ekonomických důvodů se zakončilo jeho provozování o pár let dříve. Zároveň se zrušila příprava výstavby bloků Sin Hanul 3 a 4 a plánované nové jaderné elektrárny Cheonji. Intenzivní diskuze se vedly i o blocích Sin Kori 5 a 6, jejichž současný název je Saeul 3 a 4. Ustavená veřejné komise rozhodla o pokračování výstavby těchto reaktorů.

Je třeba zmínit, že ani toto vedení však nebylo proti exportu jihokorejských jaderných technologií a snaze o budování korejských reaktorů III. generace v zahraničí. Je však otázkou, jak by poptávka po nich byla ovlivněna tím, že se od jejich využívání odchází v mateřské zemi. V době, kdy se tento korejský odchod od využívání jaderné energie začal rozvíjet, jsem v květnu 2019 napsal přehled o jihokorejské jaderné energetice a popsal také zkušenosti ze své návštěvy na jihokorejských jaderných zařízeních a také elektrárně Barakah ve Spojených arabských emirátech. Vyjadřoval jsem tam názor, že realita nakonec přivede Jižní Koreu k návratu k rozvoji jaderné energetice.

Staveniště bloků Sin Hanul 3 a 4 se opět začalo připravovat (zdroj KHNP).

Výzvy pro korejskou jadernou energetiku

A tato moje předpověď se poměrně brzy plně potvrdila. Již v roce 2022 byla zvolena nová politická reprezentace v čele s prezidentem Jun Sok-jol, která rozvoj jaderné energetiky podporuje. V první řadě bylo odvoláno rozhodnutí o ukončení provozu všech bloků po čtyřiceti letech. Týká se to bloku Kori 2, který měl ukončit provoz už v roce 2023, a dalších. Problémem však je, že v Jižní Koreji je velmi přísný a dlouhodobý proces podávání a posuzování žádosti o prodloužení provozování. Vzhledem k tomu, že až do roku 2022 nemohly být takové žádosti podávány, provozovatel musel počítat s ukončením provozu a nepřipravoval dané bloky na další využívání, je jasné, že některé z nejstarších bloků budou muset být nějakou dobu odstaveny. Bude to doba, než se splní všechny formální i technické požadavky pro jejich další provoz. Zmíněný blok Kori 2 tak již musel přerušit svůj provoz. Příprava starších bloků na bezpečnou dlouhodobou činnost po čtyřicítce je tak první velkou výzvou, která před jihokorejským jaderným průmyslem stojí. V následujících letech jej v tomto směru čeká velký kus práce. Až do konce desetiletí se bude každý rok řešit alespoň jeden blok.

Dalším je obnovení výstavby reaktorů Sin Hanul 3 a 4. Opětné schválení jejich výstavby proběhlo v tomto roce a připravuje se zahájení pozemních prací na staveništi. Firma Doosan začala také vyrábět komponenty pro tyto bloky. Betonáž jaderného ostrova by měla být v letech 2025 a 2026 a dokončení bloků se plánuje v letech 2032 a 2033. Je otázka, kde se budou případně stavět další velké reaktory. Pozemky v místě plánované nové elektrárny Cheonji už totiž mají jiní vlastníci a jsou určeny pro odlišné využití. S pozemky je v Jižní Koreji dost problém, takže otázka výstavby případných dalších reaktorů APR1400 nebo plánované pokročilejší verze APR+ je otevřená a představuje další výzvu.

Umělecká představa vzhledu bloků Sin Hanul 3 a 4 (zdroj KHNP).

Významnou výzvou je i získání a realizace dalších zahraničních zakázek. Zde se může korejská společnost KHNP pochlubit velmi úspěšným projektem výstavby čtyř bloků APR1400 v elektrárně Barakah ve Spojených arabských emirátech. Tři bloky už jsou v provozu, ten třetí byl uveden do komerčního provozu na konci února 2023, a čtvrtý by měl začít dodávat elektřinu v příštím roce. Od první betonáže jaderného ostrova do provozu to u těchto bloků trvalo zhruba 8,5 let. V tomto případě šlo navíc o situaci, kdy se muselo v dané zemi vybudovat celé jaderné odvětví, tedy i jaderný dozor, a to úplně od nuly.

Slibně vypadá příprava druhé jaderné elektrárny v Polsku. Ta by byla v místě uhelné elektrárny Pątnów v centrálním Polsku. Firma KHNP by zde pro polské energetické firmy PGE a ZE PAK měla vybudovat dva reaktory APR1400, případně nakonec celkově i čtyři. V říjnu 2022 podepsaly tyto firmy dohodu o smlouvě budoucí a na konci minulého roku pak byla dokončena předběžná studie proveditelnosti. V tomto roce se pak intenzivně pracuje na její konečné verzi, průzkumu staveniště, studii EIA a dalších přípravných pracích. Cílové datum projektu v podobě prvních dvou bloků je polovina třicátých let.

Třetí blok elektrárny Barakah (zdroj ENEN).

Jihokorejský jaderný průmysl hledá další uplatnění v zahraničí, a nejen při budování jaderných reaktorů. Pro těžkovodní reaktory je důležité zařízení pro odstraňování tritia. Firma KHNP začala letos, kontrakt byl podepsán v červnu 2023, pracovat na takovém zařízení v Rumunsku. Zároveň se plánuje účastnit na renovaci prvního bloku v elektrárně Černá voda a dokončení bloků 3 a 4. Jde o těžkovodní reaktory CANDU. Jak už bylo zmíněno, má Jižní Korea tento typ reaktoru v elektrárně Wolsong.

Firma KHNP počítá s renesancí a intenzivním rozvojem jaderného průmyslu, zhruba třetinu kapacit by zaměstnala renovace a podpora bezpečného provozu existujících bloků, třetina výstavba nových zdrojů v Jižní Koreji a poslední třetina pak export. Mělo by to zajistit efektivní využití průmyslového potenciálu, který v této oblasti Jižní Korea doma i v zahraničí má. Připomeňme, že významné kapacity firmy Doosan jsou i u nás v Plzni.

Malé modulární reaktory

Jižní Korea chce také využít potenciál skrytý v malých modulárních reaktorech. V červenci 2023 ustavilo 42 státních a privátních organizací Alianci pro malé modulární reaktory. I to je známkou akcelerace v této oblasti. Již od začátku století pracovala KHNP na malém kompaktním integrovaném tlakovodního reaktoru SMART s tepelným výkonem 330 MWt a elektrickým 100 MWe. Na tomto projektu probíhala spolupráce se Saudskou Arábií a předpokládal se následný export těchto reaktorů na blízký východ.

V roce 2020 se začala práce na modulární sestavě i-SMR, která by byla optimalizována pro náhradu produkce elektřiny a tepla z uhelných elektráren. Jednotlivé moduly by měly elektrický výkon 170 MWe. Předpokládá se i možnost využití sestavy s jedním modulem, jako malého reaktoru, ale optimální by měla sestava se čtyřmi moduly s celkovým elektrickým výkonem 680 MWe. Právě ta by mohla sloužit jako ideální a ekonomicky efektivní náhrada uhelných zdrojů elektřiny a tepla. Sestava z osmi modulů by pak svým výkonem 1 360 MWe mohla v budoucnu případně nahrazovat stárnoucí velké jaderné bloky. Sestavy by se nevyužívaly pouze pro produkci elektřiny a tepla, ale také pro odsolování a produkci vodíku. Nyní se pracuje na základním projektu. Komerčně by se měly nabízet v třicátých letech. Jižní Korea také pracuje na licenčních podmínkách pro malé modulární reaktory.

Vizualizace malého reaktoru SMART, kterou připravovala Jižní Korea se Saudskou Arábií (zdroj KAERI)

Nabídka pro dukovanský tendr – APR1000

Jihokorejská firma KHNP je přihlášena do tendru na nový blok v Dukovanech model APR1000. Jde o zmenšenou variantu APR1400 zároveň optimalizovanou pro evropské podmínky. V letech 2019 až 2023 proběhla úspěšná certifikace tohoto reaktoru pro Evropskou unii. Jde tak od března 2023 o reaktor schválený pro podmínky EU. Připomeňme, že evropská varianta bloku APR1400 má tuto certifikaci od roku 2017. Certifikaci bloku APR1000 zaštiťovaly a podporovaly firmy CEZ (Česko), Fortum (Finsko), Tractebel (Belgie), EDF (Francie), EnergoAtom (Ukrajina), Gen Energija (Slovinsko) a NRG (Nizozemí). Je tak vidět, že zájem o takový blok nemá jen Česko. Nyní se pracuje na certifikaci tohoto bloku v domovské zemi. Firma KHNP ji realizuje nejen z důvodu, že jde o podmínku dukovanského tendru.

Spolu s dalšími dvěma uchazeči podala i KHNP konečnou nabídku do tendru na nový blok v Dukovanech. Všechny tři se budou nyní posuzovat. Jak dokumentuje předchozí text, půjde určitě o velmi silnou nabídku, která má jistě velkou šanci být úspěšnou. Bude velmi zajímavé se postupně seznámit s jejími podrobnostmi, jak se budou postupně objevovat. Ještě bych zmínil jednu okolnost, která se často v tisku objevuje. Jak se psalo v části o historii jihokorejské jaderné energetiky, korejské reaktory vycházely z amerických modelů firmy Westinghouse a domácí řešení nahrazovala ta americká postupně. S blokem APR je tak spojen licenční spor mezi Firmami KHNP a Westinghouse. Je třeba zdůraznit, že jde o spor mezi firmami, který může mít sice finanční dopady pro KHNP, ale neovlivňuje případnou realizaci výstavby u nás nebo v Polsku. Jednání probíhají u amerických soudu a nedávno došlo k odmítnutí jednoho z nároků firmy Westinghouse. A v září 2023 zamítl totiž americký soud jednu ze žalob firmy Westinghouse.

O podniku Doosan Škoda Power v Plzni jsme už psali, ale intenzivní spolupráce Jižní Koreji a Česka v jaderné oblasti se týká nejen průmyslových podniků, ale také výzkumu a vzdělávání. Znalost českého prostředí a celá řada spoluprací s českým průmyslem slibuje velmi významný podíl českých podniků v realizaci výstavby po případném vítězství KHNP v dukovanském tendru. Podrobněji jsem o spolupráci Jižní Koreje a Česka v jaderném oblasti psal v již zmíněném přehledu z roku 2019.

Schéma bloku APR1000 (zdroj KHNP).

Závěr

Jižní Korea je, a i v budoucnu zůstane, jedním z klíčových hráčů na poli technologií pro jadernou energetiku. Nyní se vrátila k rozvoji jaderné energetiky v samotné Jižní Koreji, která by měla zvýšit výrobu jaderné elektřiny. Jde o velmi pozitivní posun, významný pro rozvoj využití jaderných zdrojů ve světě. Je jasné, že její nabídka v dukovanském tendru bude velmi zajímavá. Ovšem i v případě, kdy v něm zvítězí jiný uchazeč, bude mít KHNP velmi silnou účast na renesanci jaderné energetiky v Evropě. A spolupráce Česka a Jižní Koreje v jaderných technologiích se bude i nadále rozvíjet a přispívat k přechodu Evropské unie k nízkoemisní energetice.