Studie vědců z Michiganské univerzity hodnotí proveditelnost přeměny 245 provozovaných uhelných elektráren ve Spojených státech amerických na pokročilé jaderné elektrárny. Zjištění poskytuje cenné poznatky pro tvůrce energetických politik a energetické společnosti, aby mohli plnit cíle v oblasti dekarbonizace. Studie, která byla publikována v časopise Energy Reports, byla sponzorována ministerstvem energetiky, Úřadem pro jadernou energii a financována prostřednictvím programu Nuclear Energy University.
V roce 2022 se uhelné elektrárny podílely na celkové výrobě elektrické energie v USA téměř 20 procentech, což mělo za následek emise 847 milionů metrických tun CO2, což odpovídá 55 procent celkových emisí CO2 z energetického sektoru v zemi.
Uhelné elektrárny (CPP) jsou v mnoha zemích, včetně USA, postupně vyřazovány z provozu. Energetické společnosti po celé zemi začlenily přechod od výroby z uhlí k čistším zdrojům energie do svých integrovaných plánů zdrojů. Kromě toho si několik energetických společností stanovilo cíl vyřadit všechny CPP během příštích 15 let.
V rámci tohoto přechodu je potřeba přeorientovat vysloužilé CPP na alternativní čisté zdroje – jednou z možností je jaderná energie, která může generovat stejně stabilní základní zatížení energie jako uhlí, ale s nulovými emisemi uhlíku, uvádí studie.
Spíše než zřizování nových lokalit může přechod provozních CPP na jaderné elektrárny ušetřit čas a peníze využitím stávajících zařízení, jako jsou přenosová vedení a komponenty energetického systému. Z přechodu budou mít prospěch i okolní komunity, které si udrží pracovní místa a daňové základny, protože uhelné elektrárny budou postupně vyřazovány z provozu.
Studie University of Michigan systematicky vyhodnocuje potenciál přechodu z uhlí na jadernou energii (C2N) v USA pomocí nástroje Siting Tool for Advanced Nuclear Development (STAND). STAND, vyvinutý Michiganskou univerzitou, Národním centrem pro inovace reaktorů ve spolupráci, Argonne National Laboratory, Idaho National Laboratory a Oak Ridge National Laboratory, umožňuje uživatelům zadávat socioekonomické faktory, bezpečnostní parametry a parametry blízkosti pro výběr potenciálních pokročilých vývojových lokalit jaderných reaktorů.
„Schopnost nástroje vyhodnocovat více míst současně a zároveň vyvažovat sadu cílů nabízí škálovatelnější a robustnější analýzu než předchozí studie, které se zaměřovaly na několik konkrétních rostlin,“ poznamenali vědci.
Zkoumaných 245 provozovaných uhelných elektráren bylo rozděleno do dvou různých skupin na základě jejich jmenovité kapacity.
„Vzhledem k tomu, že pokročilé jaderné reaktory jsou rozděleny do různých tříd, jako jsou mikroreaktory, středně velké reaktory a malé modulární reaktory, je nutné uhelné elektrárny kategorizovat odpovídajícím způsobem tak, aby odpovídaly jejich kapacitě pro hladký přechod na jadernou energii,“ uvádí studie.
Výsledky odhalily široké spektrum úrovní vhodnosti a kompromisů v různých lokalitách, což zdůrazňuje proveditelnost i složitost přechodu od uhelné k jaderné kapacitě. U menší skupiny s elektrickou kapacitou se skóre proveditelnosti pohybovalo od 51,52 do 84,31 ze 100 s mediánem 66,53. Větší skupina elektrické kapacity se pohybovala ve skóre proveditelnosti od 47,29 do 76,92 s mediánem 63,97.
Uhelná elektrárna R M Schahfer v Indianě se ukázala jako nejschůdnější lokalita s menší elektrickou kapacitou, která vyrábí 1000 MWe nebo méně, zatímco elektrárna AES Petersburg v Indianě byla nejlépe hodnocena mezi místy s větší elektrickou kapacitou s výrobní kapacitou vyšší než 1000 MWe.
„Analýza provedená STAND může být přínosem pro energetické plánovače, tvůrce politik, veřejné služby a energetický průmysl při přijímání informovaných rozhodnutí. Poskytuje přístup shora dolů k hodnocení potenciálu přechodu na C2N v různých uhelných lokalitách. Je však nezbytné zdůraznit, že před dokončením rozhodnutí týkajících se licencování reaktorů je nezbytný další geologický průzkum na místě, posouzení vlivu na životní prostředí a procesy zapojení komunity,“ uzavírá studie.
„Doufám, že tato práce, která se velmi podrobně zabývá potenciálem přechodu z uhlí na jadernou energii pro každou uhelnou elektrárnu v celé zemi, může informovat o národních a státních konverzacích, které se odehrávají v reálném čase,“ řekl odborný asistent jaderného inženýrství a radiologických věd na Michiganské univerzitě a hlavní autor studie Aditi Verma.
V USA i jinde se aktivně zkoumá možnost nahrazení uhelných elektráren jadernými kapacitami. Společnost TerraPower v roce 2021 oznámila plány na výstavbu demonstrační jednotky svého rychlého reaktoru chlazeného sodíkem Natrium v areálu vysloužilé uhelné elektrárny ve Wyomingu; v roce 2022 Marylandský energetický úřad oznámil, že podporuje práci na vyhodnocení možnosti nového využití uhelného zařízení na výrobu elektřiny pomocí malého modulárního reaktoru X-energy Xe-100; a společnost Holtec International nedávno uvedla, že zvažuje uhelné elektrárny jako možné lokality pro svůj SMR-160 s plány uvést první blok do provozu již v roce 2029.
V Polsku pak společnost NuScale zkoumá ve spolupráci s energetickou společností Unimot a producentem mědi a stříbra KGHM možnosti svých reaktorů, které by nahradily uhelné elektrárny.
(nik)
