Jaderná renesance s americkou razancí

The US is embarking on an ambitious nuclear revival, combining investment in large reactors with rapid development of microreactors and small modular reactors. The Trump administration sees nuclear power as both an energy necessity and a symbol of strength.

Kyž Donald Trump oznámil federální injekci ve výši 17,5 miliardy dolarů v půjčkách společnosti Westinghouse na výstavbu deseti nových jaderných reaktorů, nešlo jen o další z řady jeho pompézních slibů. Trumpův krok může zásadně změnit americkou energetickou politiku na desítky let dopředu. Podle amerického ministerstva energetiky má tato injekce zkrátit dobu výstavby až o tři roky a zároveň nastartovat rozsáhlou modernizaci amerického jaderného sektoru. Někteří američtí novináři v tom vidí vyvrcholení Trumpova tlaku na dokončení projektů, které se léta topily v byrokratických regulacích a politických sporech. V americké politice, jinak rozdělené na dvě nesmiřitelné poloviny, je to jeden z mála kroků, který má šanci získat všeobecnou podporu. To je v dnešních Spojených státech skoro malý zázrak.

400 JADERNÝCH GIGAWATTŮ DO ROKU 2050

Americká jaderná energetika se tak po desetiletích stagnace znovu vrací do centra pozornosti. Spojené státy byly kdysi světovým lídrem v jaderné energetice, ale po havárii v elektrárně Three Mile Island v roce 1979 se výstavba prakticky zastavila. Teprve v posledních letech se situace začala obracet – nejprve kvůli klimatické politice, později kvůli geopolitice a nyní kvůli Trumpově snaze posílit postavení USA ve světě.

Ministerstvo energetiky uvádí, že cílem je zvýšit výkon amerických jaderných zdrojů ze zhruba 100 GW na 400 GW do roku 2050. Taková ambice nemá v moderní historii USA obdoby. Je přitom pozoruhodné, jak rychle se změnila atmosféra kolem jádra. Ještě před deseti lety se o něm mluvilo jako o drahé, pomalé a politicky neprůchodné technologii. Americká média tehdy psala o „jaderné kocovině“ po neúspěšných projektech, které se prodražily a zpozdily natolik, že investoři raději utíkali k plynu. Dnes se situace obrátila: jádro je zpět v módě. Spojené státy začaly chápat, že bez stabilního nízkoemisního zdroje se jejich energetická budoucnost neobejde. A že spoléhat se na to, že všechno vyřeší obnovitelné zdroje, je hezká představa – ale spíš pro volební kampaně než pro realitu.

Prezident Trump navíc spojuje jadernou energetiku s patriotismem. Jádro je prezentováno jako „americká energie“, symbol technologické dominance a národní síly. Jádro se tak stává součástí politické identity, nikoli jen technickým projektem. A Trump, který má pro symboly slabost, to využívá naplno. Američané mají rádi velké projekty, které vypadají jako důkaz jejich výjimečnosti. A jaderná energetika se slibem „energie budoucnosti“ se k tomu hodí dokonale. Není náhodou, že Trump mluví o jádru jako o „síle, kterou nám nikdo nevezme“. Je to přesně ten typ rétoriky, který v USA zabírá.

Jádro je navíc jedním z mála témat, kde existuje široká shoda mezi demokraty i republikány. Demokraté ho podporují jako nízkoemisní zdroj, který pomáhá plnit klimatické cíle. Republikáni ho podporují jako stabilní, domácí a geopoliticky bezpečnou energii. A právě tato nadstranická shoda je jedním z důvodů, proč má současná jaderná renesance větší šanci na úspěch než předchozí pokusy.

Spojené státy se zároveň snaží snížit závislost na ruském obohaceném uranu, který je stále významnou součástí globálního jaderného trhu. Také chtějí konkurovat Číně, která masivně investuje do malých modulárních reaktorů (SMR). Americká vláda si uvědomuje, že pokud nechce být v jaderné technologii závislá na jiných, musí investovat doma. A že pokud chce držet krok s Čínou, musí stavět rychleji, levněji a ve větším měřítku.

Jaderné projekty (nejen ty americké) jsou ale notoricky známé překračováním rozpočtů i termínů. Typickým příkladem je jaderná elektrárna Vogtle v Georgii, která je s výkonem 4 536 MW vůbec největším jaderným zařízením v USA. Původně se počítalo s tím, že její dva nové bloky budou dokončeny za 7 let při nákladech cca 14 miliard dolarů. Realita? Stavělo se 13 let. Projekt provázel krach společnosti Westinghouse v roce 2017, vyhlášení zcela nového řízení, pandemie a další komplikace. Celkové náklady se pak vyšplhaly na závratných 30 až 36 miliard dolarů (záleží na metodice započítání nákladů na financování).

„Do roku 2050 se má výkon amerických jaderných zdrojů zvýšit z asi 100 GW na 400 GW. Jen společnost Westinghouse plánuje zahájit do konce tohoto desetiletí výstavbu deseti velkých reaktorů v pěti jaderných lokalitách."

PERSPEKTIVNÍ MIKROREAKTOROVÁ ČTYŘKA

Během uplynulého roku jsme byli svědky nebývalé transformace v přístupu USA k jaderné energii. Licencování nových reaktorů bylo zjednodušeno. Výroba jaderného paliva se posiluje, aby uspokojila budoucí energetickou poptávku. Vyřazené jaderné elektrárny budou brzy znovu spuštěny a energetické společnosti se připravují na zvýšení výkonu stávajících elektráren. Renesance americké jaderné energie skutečně nastala.

Výkonné nařízení prezidenta Trumpa zdůraznilo naléhavost nasazení pokročilých reaktorů k uspokojení rostoucí poptávky po spolehlivé energii. Americké ministerstvo energetiky proto vytvořilo pilotní program, který má poskytnout novou cestu k demonstraci pokročilých reaktorů a rozproudit investice soukromého sektoru. Vloni v srpnu vybralo pro tento program 11 projektů mikroreaktorů a nabídlo jim pozemky a podporu v Idaho National Laboratory (INL), kde vzniklo první testovací zařízení mikroreaktorů na světě.

To vše i proto, že si prezident Trump přál pochlubit se 4. července 2026 v rámci oslav 250. výročí vzniku USA prvním výrazným úspěchem. Chtěl, aby alespoň tři návrhy mikroreaktorů dosáhly tzv. kritického stavu. To je technický milník, který prokazuje, že reaktor je schopen udržet řetězovou reakci. Fakt, že tento ambiciózní cíl splnily rovnou čtyři společnosti, je jistě pozitivním znamením pro celý obor. Dosažení kritičnosti ale neznamená, že je reaktor připraven dodávat elektřinu do sítě. K tomu je potřeba ještě mnoho dalšího času a investic.

Jako první dosáhla kritického stavu s nulovým výkonem společnost Antares Nuclear, a to ve svém testovacím reaktoru Mark-0. Následovaly reaktory od společností Valar Atomics, Deployable Energy a Aalo Atomics. Všechny čtyři společnosti jsou mladé startupy (nejstarší se datují do roku 2023) s mladými zakladateli. Jejich předností je bezmezné pracovní nadšení. To se odráží v agresivních časových harmonogramech, se kterými vývojáři počítají. Společnost Aalo uvádí, že plánuje v roce 2027 vyrobit reaktor s výkonem 10 MWe pro napájení datového centra ve svém areálu. Konkurenční Deployable Energy chce nasadit komerční reaktory do roku 2028.

Jedním ze čtyř startupů, které potěšily Donalda Trumpa dosažením kritického stavu, byl Aalo Atomics

Zdroj: Aalo Atomics

Mikroreaktor nebo SMR?

Hlavní rozdíl je ve výkonu a účelu využití. SMR dodávají výkon až do 300 MWe a slouží jako náhrada klasických uhelných elektráren pro napájení měst či velkých průmyslových areálů. Zároveň umožňují zapojení více modulů do jedné elektrárny. Naproti tomu jsou mikroreaktory výrazně menší, mají výkon typicky do 10 MWe a jsou navrženy jako přenosné zdroje energie pro odlehlé komunity, vojenské základny nebo záchranné složky.

Moduly SMR se vyrobí a smontují v továrně. Následně se po částech přepravují na místo určení, které se musí dobře stavebně připravit. Oproti tomu mikroreaktor je kompletní monoblok vyrobený v továrně a přepravuje se na kamionu nebo letadlem. Na místě jej už stačí jen zapojit (plug-and-play), jsou tedy ideální pro oblasti zasažené přírodní katastrofou. Kromě snadného transportu je další výhodou mikroreaktorů autonomní provoz s minimálními nároky na obsluhu a údržbu.

Liší se i délka palivových kampaní. Zatímco u SMR trvá palivový cyklus 3 až 7 let, mikroreaktor má životnost 10 až 20 let bez potřeby výměny paliva.

POKRAČUJÍ I MALÉ MODULÁRNÍ REAKTORY

V USA pokračuje také vývoj malých modulárních reaktorů. Letos v březnu udělila americká Komise pro jadernou regulaci (NRC) stavební povolení pro stavbu sodíkového reaktoru společnosti TerraPower v městečku Kemmerer ve Wyomingu. Tento reaktor s výkonem 345 MW bude využívat chlazení tekutým sodíkem a ukládání tepelné energie do roztavených solí. Dokončení stavby se plánuje na rok 2030. Ovšem už před třemi lety se stal prvním certifikovaným SMR v USA projekt v Utahu, který byl ale na podzim 2023 zrušen kvůli výraznému nárůstu nákladů.

V USA se na vývoji SMR hojně podílí soukromý kapitál. Projekty táhnou soukromé firmy financované miliardáři (např. Bill Gates a jeho TerraPower). Významná je také technologická rozmanitost. USA sází na pokročilé koncepty třetí a čtvrté generace, jako jsou reaktory chlazené sodíkem nebo plynem. Ovšem ani role státu není zanedbatelná. Ministerstvo energetiky sice neřídí stavbu přímo, ale poskytuje masivní dotace, daňové úlevy a financuje výzkum. Naproti tomu Evropa sází na státní kontrolu a jistotu tradičních technologií. Evropské státy (včetně Velké Británie nebo České republiky) preferují tlakovodní reaktory (PWR), které jsou v podstatě zmenšenou verzí dnešních velkých elektráren. Je to technologicky méně riskantní. Projekty jsou zároveň spjaté se státními energetickými koncepcemi. Velká Británie dokonce založila státní organizaci Great British Nuclear, která vybrala příjemce vládní podpory (např. Rolls-Royce SMR). Potěšitelné je společné evropské úsilí – vznikla Evropská průmyslová aliance pro SMR, která usiluje o zrychlení schvalování a sjednocení legislativy napříč EU.

Pokročilými SMR ale americký inovační tah na bránu nekončí. Značný zájem mezi případnými zákazníky vzbudil projekt podzemního jaderného reaktoru o výkonu 18,5 GW společnosti Deep Fission, která nedávno vstoupila na burzu. Firma už podepsala memoranda o porozumění s provozovateli datových center, průmyslovými podniky, developery i strategickými partnery, kteří by v budoucnu mohli využívat elektřinu z jejího připravovaného systému. Deep Fission hodlá umístit malé modulární tlakovodní reaktory do hloubky 1,6 kilometru pod zemský povrch. Svůj první reaktor připravuje v areálu Great Plains Industrial Park ve městě Parsons v Kansasu. Zatím vyhloubili první průzkumný vrt do hloubky přibližně 1 830 metrů, který poskytl geologická data potřebná pro další fázi projektu. Teď chtějí předvést komerčně využitelnou technologii hlubinného vrtání a teprve poté plánují instalaci prototypu reaktoru v podzemí v úzkém vrtu. Hodlají tím výrazně omezit nároky na zastavěnou plochu a zároveň zjednodušit některé bezpečnostní prvky elektrárny. Ještě ale budou muset projít rozsáhlým testováním i schvalováním regulačními úřady.

Prvním mikroreaktorem, který dosáhl kritického stavu, byl prototyp Mark-0

Zdroj: Antares Nuclear

„Jak si Trump přál, tak se stalo. Při příležitosti oslav 250. výročí vzniku USA mohl oznámit, že kritického stavu dosáhly rovnou čtyři různé mikroreaktory vyvinuté americkými startupy."

MODERNIZACÍ K 80 LETŮM PROVOZU

Urychlit budování jaderných kapacit ale mohou i modernizace stávajících elektráren. Například provoz dvou bloků reaktorů v elektrárně Edwin I. Hatch společnosti Georgia Power v americkém státě Georgie byl federálním regulačním úřadem schválen až do poloviny 50. let 21. století. První blok elektrárny Hatch zahájil komerční provoz už v prosinci 1975, druhý v září 1979. Elektrárna tak získala povolení k osmdesátiletému provozu jednotlivých bloků. Komise dokončila přezkum žádosti o obnovení licence za méně než 12 měsíců. První blok elektrárny Hatch má nyní licenci k provozu do srpna 2054 a druhý blok do června 2058.

Bloky byly původně licencovány na čtyřicetiletý provoz, přičemž NRC schválila už v roce 2002 prodloužení licence o 20 let. Během posledních dvou dekád pak prošly bloky elektrárny Hatch významnými vylepšeními, včetně výměny chladicích věží na druhém bloku a výměny klíčových komponent, jako jsou velké transformátory, čerpadla užitkové vody a ohřívače napájecí vody. Proběhla také identifikace a odstranění zranitelných míst v celém areálu.

Alespoň dva ze čtyř bloků jaderné elektrárny Edwin I. Hatch čeká 80 let provozu

Zdroj: Georgia Power

DESET NOVÝCH VELKÝCH JADERNÝCH BLOKŮ

Modernizací to však nekončí. Společnost Westing­house plánuje v USA postavit 10 velkých jaderných reaktorů, jejichž výstavba by měla začít do roku 2030. Tento gigant si tak chce napravit reputaci, o níž přišel v březnu 2017, když musel vyhlásit bankrotovou ochranu. Nešlo o likvidaci firmy, ale o reorganizaci pod dohledem soudu, která jí umožnila pokračovat v provozu a později se z bankrotu zotavit. Bankrot byl vyvolán obrovským překročením nákladů při výstavbě čtyř reaktorů AP1000 v elektrárnách Vogtle (Georgia) a V. C. Summer (Jižní Karolína). Majitel Westinghousu, japonská společnost Toshiba, musel kvůli těmto ztrátám odepsat miliardy dolarů a sám se dostal do vážných finančních problémů. Dobrou zprávou je, že Westinghouse bankrot překonal. V srpnu 2018 úspěšně ukončil reorganizaci a pokračuje ve vývoji reaktorů, výrobě jaderného paliva i servisu jaderných elektráren po celém světě. V roce 2018 se dostal z bankrotu a nyní jej vlastní kanadské společnosti: Cameco, která těží uran, a Brookfield Asset Management, jeden z největších správců alternativních investic na světě.

Příběh reaktoru AP1000 je poučný, protože nešlo o selhání samotné technologie, ale především o problémy s výstavbou. Tento tlakovodní reaktor III+ generace o elektrickém výkonu přibližně 1 100 MW byl navržen s důrazem na pasivní bezpečnost – při havárii dokáže až 72 hodin chladit aktivní zónu bez zásahu obsluhy a elektrického napájení. Z technického hlediska je považován za velmi pokročilý. Problémy nastaly při jeho první výstavbě v USA, neboť šlo o první nové jaderné bloky v USA po více než třiceti letech. Chyběly zkušenosti i kvalifikovaní pracovníci. Projekt V. C. Summer proto byl v roce 2017 po proinvestování zhruba 9 miliard dolarů zcela zastaven. Naopak elektrárna Vogtle byla po velkém zpoždění dokončena – třetí blok zahájil komerční provoz v roce 2023 a čtvrtý blok v roce 2024. Tyto bloky jsou dnes jedinými velkými jadernými reaktory uvedenými do provozu v USA za poslední desetiletí.

Firma tvrdí, že díky získaným zkušenostem by dnes měla být výstavba dalších bloků AP1000 výrazně rychlejší a levnější než u prvních čtyř. Oznámila také partnerství se společností Google, jehož cílem je využívat nástroje umělé inteligence, aby se výstavba reaktorů AP1000 stala „efektivním a opakovatelným procesem“. Výstavbu by mohly urychlit i půjčky. Společnost Westinghouse investuje do pěti projektů, z nichž každý zahrnuje dva reaktory, celkem až 5 miliard dolarů vlastního kapitálu. Ministerstvo energetiky má poskytnout úvěry ve výši až 17,5 miliardy dolarů.

Na masivní obnovu a expanzi své jaderné energetiky využijí USA také část investičního fondu v hodnotě 550 miliard dolarů od Japonska. Umožňuje to rozsáhlá obchodní a celní dohoda uzavřená mezi oběma zeměmi, jejímž hlavním cílem je výstavba velkých i malých reaktorů. Spojené státy budou s Japonskem rovným dílem sdílet zisky z těchto projektů, dokud se Tokiu nevrátí celá počáteční investice. Například Westinghouse získá na své projekty až 100 miliard dolarů a na výstavbě velkých reaktorů typu AP1000 a SMR se budou podílet i firmy Mitsubishi Heavy Industries či Toshiba. První konkrétní projekty se očekávají ve státě Tennessee. Japonsko se díky těmto společným investicím dostane k nejmodernějším technologiím SMR, které na domácí půdě kvůli přísným regulacím zatím nemůže naplno rozvíjet.