Liberalizovaný trh s elektřinou a perspektivy jaderné energetiky  (Energetika 7 - 8/2001)

Václav Vaněk

V první polovině 90. let existovaly obavy, že jaderná energie nebude schopna konkurovat na liberalizovaném trhu s elektřinou, zejména s ohledem na vysoké investiční náklady. Po roce 1993 došlo během několika let k významným změnám v jaderném průmyslu, a to jak z hlediska provozních ukazatelů, tak i z hlediska výrobních nákladů, a navzdory všeobecnému mínění se ukazuje, že jaderné elektrárny (dále JE) jsou schopny konkurence i na deregulovaném trhu v USA i jiných zemích. Díky dlouholetému úsilí o zajištění bezpečnosti a efektivního a ekonomického provozu jsou JE vynikajícími zdroji k výrobě elektřiny v základním zatížení a jejich význam se ještě zvyšuje v souvislosti s tím, že jsou stále více uznávány jako zdroj neprodukující tzv. skleníkové plyny. V USA se např. ukázalo, že přebytečné výkony elektráren jsou menší, než se očekávalo. Liberalizace trhu s elektřinou podtrhuje ekonomický, ekologický a strategický význam jaderné energie. Spolu se zvyšující se poptávkou po energii porostou i obavy z emisí _"skleníkových" plynů, ze zhoršování čistoty ovzduší a z globálního oteplování. V souvislosti s tím budou jak politici, tak veřejnost nakonec pohlížet na JE jako na nepostradatelný energetický zdroj k výrobě elektřiny. Dosavadní zkušenosti potvrzují, že deregulace energetiky je katalyzátorem oživujícím jadernou energetiku. Pro jadernou energetiku možná platí konstatování německého filosofa Arthura Schopenhauera, že každá pravda prochází třemi fázemi: nejdříve je zesměšňována, potom oponována a nakonec přijímána jako samozřejmost [1].

Názory na perspektivy jaderné energetiky

Generální ředitel Mezinárodní agentury pro atomovou energii (MAAE) M. EI Baradei zdůraznil, že poptávka po elektřině se během 50 let ztrojnásobí, a proto bude třeba rozhodnout o výstavbě nových elektráren. Jaderná energie bude v příštích letech jednou z mála možností pokrytí vysoké poptávky po elektřině bez emisí _"skleníkových" plynů. Kromě energie vody neexistuje žádný jiný velký ekonomický a ekologický zdroj k výrobě elektřiny [2]. Generální sekretář světové energetické rady (WEC) G. Doucet vidí v jaderné energetice klíč k dosažení udržitelného zásobování energií. Aby jaderná energie mohla konkurovat jiným energetickým zdrojům, budou muset být výrobní náklady v rozmezí 2,5 až 3 USc/kWh a doba výstavby JE se bude muset zkrátit na čtyři roky. Podle WEC budou moci být tyto podmínky splněny u budoucích zdokonalených reaktorů [3]. Americký velvyslanec prohlásil, že nadcházející století bude muset vyřešit, jak zajistit rostoucí poptávku po energii bez rizika změny podnebí. Podle něho spočívá řešení v maximálním využívání jaderné energie, i když si je vědom toho, že to bude kontroverzní záležitost. Dodal, že význam obnovitelných zdrojů se přeceňuje, zatímco jaderná energie je tabuizována [4]. Vedoucí ekologického oddělení direktorátu EU pro dopravu a energii R. Salvarani prohlásil, že je nezbytné zachovat jadernou energii jako důležitou složku energetických zdrojů v EU. Podpořil tak názory viceprezidentky Evropské komise L. Palaciové, která zdůraznila klíčovou úlohu jaderné energie pro EU, v jejímž rámci se na výrobě elektřiny podílí již 35%. Mimo jiné je podle ní třeba zvážit i to, že EU dováží velkou část ropy a zemního plynu z nestabilních částí světa [5]. Analytici z Wall Streetu vítají pokrok, kterého bylo dosaženo v efektivnosti provozu a snižování výrobních nákladů JE. Zdůrazňují také, že jaderná energetika má ty výhody, že relativně málo reaguje na vývoj cen paliva, že u ní nebudou již muset být zvyšovány ekologické náklady pro splnění požadavků protokolu z Kjóta a že po prodloužení životnosti o dalších 20 let bude každá JE investičně plně odepsána a bude významným konkurentem. Optimističtí jsou také pokud jde o schopnost velkých společností lépe kontrolovat náklady a uhradit tzv. uvízlé náklady  [6]. Americký demokratický senátor J. Lieberman, který není považován za příznivce jaderné energetiky, uvedl, že úsilí o řešení potenciálně negativních důsledků skleníkových plynů se neobejde bez výstavby nových jaderných elektráren [1]. Americké ministerstvo energetiky (DOE) ve svém návrhu národní energetické strategie konstatuje, že základním kamenem této strategie je zachování jaderné energetiky [7]. Studie francouzské vlády z února 1999 uvádí, že jaderná energie má zřetelné výhody před jinými zdroji energie k výrobě elektřiny v základním zatížení, a to jak z ekonomického, tak z ekologického hlediska, a potvrzuje správnost rozhodnutí ze začátku 70. let rozvíjet jadernou energetiku. Od roku 1947 se podařilo snížit dovoz fosilních paliv o 600 mld. FRF a zvýšit export elektřiny. V období let 1976 až 1997 dosáhl čistý export elektřiny z JE 316 mld. FRF a podařilo se zvýšit energetickou nezávislost z 23% v roce 1973 na více než 50% v roce 1996 [7]. Na finanční rok 2001 schválil americký Kongres rozpočet pro jaderné programy vyšší než 934 mil. USD (407 ku 19 hlasům) a odmítl přesunout část těchto prostředků na rozvoj obnovitelných zdrojů. Podle viceprezidenta Nuclear Energy Institute (NEI) J. Kanea je to důkazem toho, že si Kongres uvědomuje životně důležitou roli jaderné energie v energetice USA [8].

Tab. 1. Vývoj hlavních ukazatelů JE ve světě podle WANO v letech 1993 až 1999

* Údaje za rok 1994.

Pramen: Nuclear Enginnering International, 1998,č.527,s.17; 2000,č.551,s.25

Tab. 2. Vývoj hlavních provozních ukazatelů JE v USA v letech 1980 až 1999

Pramen: Nuclear News, 1998, č.6, s. 32-35; 2000, č.6, s. 27-29

Deník Financial Times ve svém úvodníku ze 16. 6. 2000 kritizuje nedávno uzavřenou politickou dohodu v Německu o budoucnosti jaderné energetiky a považuje ji za špatnou jak pro německý průmysl, tak pro zbytek světa. Domnívá se, že vláda příliš naslouchala jednostranně orientované a dobře organizované lobby, a varuje, že obyvatelstvo jako celek bude litovat každého kroku směřujícího k odklonu od jaderné energie [9].

V dalším textu se pokusíme ukázat, zda optimistické představy o perspektivách jaderné energie v deregulovaném prostředí jsou reálné, či nikoliv.

Provozní výsledky jaderných elektráren

Díky tomu, že je trvale věnována velká pozornost otázkám bezpečného a efektivního provozu, modernizaci a používání dokonalejší techniky včetně počítačové, se daří zlepšovat provozní ukazatele JE ve světě. Například v USA se podařilo zvýšit průměrný koeficient provozuschopnosti JE ze 69% v roce 1990 na 88,7% v roce 1999. Efekt zvýšení tohoto ukazatele je stejný, jako kdyby bylo v daném období uvedeno do provozu 12 velkých reaktorů [1]. O zlepšování provozních ukazatelů svědčí statistické údaje pravidelně uveřejňované Světovým sdružením provozovatelů jaderných elektráren (WANO) a obdobnou organizací v USA. Vývoj těchto ukazatelů ve světě a v USA uvádí tab. 1. a tab. 2.

Konsolidace jaderného průmyslu

V souvislosti s liberalizací trhu s elektřinou dochází u energetických společností provozujících klasické elektrárny nebo JE ke slučování, k užší spolupráci, k dohodám o provozování elektráren nebo k odprodeji elektráren. V minulém desetiletí se výrazy jako _"strategie růstu" a _"jaderná energie" málokdy objevily v jedné větě. Jejich spojení je skutečností např. u americké společnosti Entergy Nuclear Operations Inc., která patří mezi největší výrobce elektřiny v USA. V srpnu 1998 zahájila novou strategii a chce se zaměřit i na provozování a řízení JE. Provozuje osm JE o výkonu téměř 7 000 MW_e v pěti lokalitách a nákupem dalších JE hodlá tento výkon zvýšit až na 15 000 MW_e [1,10,11,12]. V Německu došlo ke sloučení elektrárenských společností VEBA a VEAG a k vytvoření E.ON. Energie, největší elektrárenské společnosti v Německu, provozující nyní 12 z celkového počtu 19 německých JE [13]. Fúzi jaderných společností oznámila i britská vláda. Slučení se týká firmy BNFL a Magnox Electric a cílem je snížit náklady na likvidaci reaktorů [14]. Americká společnost Commonwealth Edison plánuje odprodej uhelných elektráren o výkonu 5 600 MW_e za 1,1 mld. USD, aby získala prostředky na modernizaci a zlepšování provozních výsledků svých pěti JE s deseti reaktory [15]. Čtyři elektrárenské společnosti na středozápadě USA vytvořily novou organizaci Nuclear Management Company, která bude provozovat sedm jaderných reaktorů o výkonu 3 700 MW_e v pěti lokalitách.Obdobné kooperativní sdružení Southwest Alliance provozuje v USA sedm reaktorů o výkonu vyšším než 8 300 MW_e ve čtyřech lokalitách a má zájem o nákup dalších [1]. Britská společnost British Energy proniká na trh v USA, ale chce provozovat také JE Bruce A a B v Kanadě, ktré mají dohromady osu těžkovodních reaktorů CANDU o výkonu 900 MW_e (dohodu s kanadskou společností Ontario Power Generation podepsala 11. 7. 2000). Dceřiná společnost British Energy - Bruce Power by měla tyto reaktory provozovat až do roku 2018 s možností prodloužení o dalších 25 let [16]. K vytváření větších firem nedochází jen v rámci elektrárenských společností, ale i u podniků vyrábějících jaderné palivo nebo poskytující jaderné služby. Například francouzská společnost Framatome a německá společnost Siemens podepsala dohodu o sloučení a vytvoření společného podniku Framatome ANP (Advanced Nuclear Power) s podíly ve výši 66% a 34%. Cílem spojení je posílit pozice obou společností v oblasti jaderných služeb a palivového cyklu v USA, v Evropě a v Asii. V dlouhodobější perspektivě, po nezbytné renesanci jaderné energetiky, se společnost Framatome ANP chce stát světovou jedničkou [17]. Britská společnost BNFL spolu s německou společností Siemens koupily jadernou divizi firmy Westinghouse a BNFL koupila také jadernou divizi společnosti ABB [1]. Podle prezidenta společnosti Entergy vede deregulace a konkurence ke konsolidaci jaderného průmyslu a k vytváření větších celků a očekává se, že v průběhu několika let bude většinou JE v USA provozovat jen pět nebo šest velkých společností. Velcí _"hráči" budou využívat výhod ekonomiky velkých měřítek, jejich velikost pomůže při uzavírání výhodnějších kontraktů s dodavateli, budou moci získávat špičkové řídící pracovníky, snižovat výrobní náklady atd. Například po převzetí JE Arkansas Nuclear One se společnosti Entergy podařilo zvýšit koeficient provozuschopnosti ze 62% na 90% a u JE River Bend z 59% na 97% [10].

Ekonomické aspekty jaderné energetiky

Současné náklady na výrobu elektřiny v některých zemích

Nizozemí

Podle údajů elektrárenské společnosti EPZ jsou průměrné celkové náklady na výrobu elektřiny v Nizozemí přibližně 4 USc/kWh, ale JE Borssele vyrábí elektřinu za méně než polovinu této částky [18].

Francie

Zdejší JE vyráběly v roce 1995 elektřinu průměrně za 19 centimů/kWh (3,24 USc/kW); z toho provoz a údržba představovaly 7 centimů/kWh, palivové náklady včetně přepracování a uložení RAO 6 centimů/kWh a úroky také 6 centimů/kWh.

V roce 1998 byly náklady na výrobu elektřiny v JE 18,5 centimů/kWh (3,15 USc/kWh). S dalším vývojem technologií se budoucí výrobní náklady odhadují na 18 až 20 centimů/kWh u JE a na 16,5 až 20,5 centimů/kWh u plynových elektráren s kombinovaným cyklem. Jestliže se ale externí náklady na 1 t emisí CO₂ budou pohybovat mezi 100 až 200 USD/t CO₂, pak se náklady u plynových elektráren zvýší o 6 až 7 centimů na vyrobenou kilowatthodinu. Ve prospěch JE svědčí i to. že palivové náklady u nich tvoří jen asi 20%, avšak u plynových elektráren  60 až 70% celkových nákladů [17]. Díky provozu JE klesla cena elektřiny ve stálých cenách v období let 1983 až 1996 o 25% pro domácnosti a o 37% pro průmyslové odběratele. V roce 1997 byly tarify ze elektřinu sníženy o více než 6% v období 1998 až 2000 klesnou o dalších 14% [19].

Japonsko

Podvýbor pro jadernou energii ministerstva mezinárodního obchodu a průmyslu dospěl k závěru [20], že náklady na výrobu elektřiny v JE jsou stále nižší ve srovnání s jinými typy elektráren, jak ukazuje následující přehled:

Jednotlivé složky nákladů se na celkových nákladech JE podílely takto:

Tchaj-wan

V roce 1999 zde byly zaznamenány tyto průměrné náklady na výrobu elektřiny [21]:

Finsko

Podrobná studie vypracovaná profesory technické univerzity v Lappeenranta uvádí, že ze čtyř možných alternativ výstavby nové elektrárny pro základní zatížení je z hlediska celkových výrobních nákladů nejvýhodnější JE, jak je patrné z tab. 3 [22].

Tab. 3. Odhadované náklady na výstavbu elektráren ve Finsku

Podrobnější členění výrobních nákladů je uvedeno v tab. 4 [22].

Tab. 4. Struktura budoucích nákladů na výrobu elektřiny ve Finsku [EUR/kWh].

**Včetně hospodaření s RAO a likvidace vyhořelého paliva a elektrárny po skončení životnosti.

USA

V roce 1996 zde byly uváděny tyto průměrné náklady na výrobu elektřiny [1]:

V období let 1996 až 1998 produkovalo 25 nejlepších amerických JE při průměrném koeficientu provozuschopnosti 88,5% elektřinu za 1,43 USc/kWh, dalších 25 elektráren s koeficientem 86,3% za 1,6 USc/kWh, třetí stejně početná skupina při koeficientu 83,4% za 2,01 USc/kWh a poslední skupina 25 JE při koeficientu povozuschopnosti 60,4 % za 3,8 USc/kWh. Cílem je, aby méně úspěšné elektřiny dosahovaly úrovně těch nejlepších. Uvedené náklady obsahují náklady na provoz, údržbu a palivo včetně poplatků na likvidaci RAO a elektrárny po jejím dožití. I po zahrnutí ostatních nákladů, jako jsou administrativní náklady, úroky, daně, pojištění atd., ve výši 0,5 až 0,8 USc/KWh, bude většina JE schopna konkurovat na trhu s elektřinou při tržní ceně v rozmezí 2,5 až 3,5 USc/KWh.

Struktura nákladů na výrobu elektřiny

Pro konkurenceschopnost jaderné energie je rozhodující nejen velikost nákladů, ale i jejich struktura. Vzhledem k nákladné technologii pro zajištění jaderné a radiační bezpečnosti tvoří převážnou část nákladů (přibližně 60 %) investiční složka. (Přehled investičních nákladů různých typů elektráren uvádí tab. 5 [23.] Zbytek jsou náklady na provoz a údržbu (20 %) a palivové náklady včetně poplatků na likvidaci RAO a elektrárny (20 %). U současných JE jsou však fixní investiční náklady méně závažným problémem, protože byly již do značné míry amortizovány. Podle údajů Ústavu pro jadernou energii (NEI), reprezentujícího americký jaderný průmysl, vyrábí 80 % komerčních JE elektřinu za náklady, kterými lze konkurovat uhelným i plynovým elektrárnám [24]. 

Tab. 5. Měrné investiční náklady různých typů elektráren ve světě [USD/kW_e]

Jako příklad struktury palivových nákladů uvádí tab. 6 údaje německé JE s tlakovodním reaktorem o výkonu 1300 MW_e [25].

Z důvodu nízkých palivových nákladů je jaderná energetika poměrně necitlivá na vývoj cen paliva na mezinárodním trhu s energií. Pouze přibližně 10% z palivových nákladů a jen asi 2% z celkových výrobních nákladů představují náklady na pořízení přírodního uranu. I kdyby se tedy jeho cena podstatně zvýšila, výrobní náklady by to ovlivnilo jen nepatrně. Naproti tomu u elektráren spalujících fosilní paliva představují palivové náklady 50 až 70%, a proto zvyšování ceny uhlí, zemního plynu a ropy výrazně ovlivní jejich výrobní náklady. Přestože palivové náklady u JE tvoří poměrně malý podíl, dochází k jejich dalšímu snižování, např. zvyšováním intervalu mezi jeho výměnou nebo používáním palivových článků MOX. Zatímco v roce 1983 bylo průměrné vyhoření paliva u německých JE 25 MWd/kg U, v roce 1998 to bylo již 43 MWd/kg U [25]. U nových JE je tomu jinak. Důvodem jsou vysoké investiční náklady a nezbytnost jejich snižování, aby byly JE schopny konkurovat i novým plynovým elektrárnám. Protože potrvá patrně delší dobu, než se budou ve velkém měřítku stavět JE se zdokonalenými reaktory, bude nejbližší vývoj jaderné energetiky spočívat v prodlužování životnosti provozovaných JE, u nichž budou dodatečné investiční náklady srovnatelné s elektrárnami plynovými.

Tab. 6. Struktura palivových nákladů u německé JE s reaktorem PWR 1 300 MW_e.

Předpoklady k výpočtu:

• obohacení 3,8% U235
• průměrné vyhoření 47 MWd/kg U
• rovnovážné podmínky v aktivní zóně
• komerční údaje o nákupu a likvidaci jaderného paliva
• průměrné náklady německých elektrárenských společností
• cenová úroveň roku 1999

Snižování nákladů u nových jaderných elektráren

Studie vypracované v USA v roce 1995 uváděly, že JE budou moci konkurovat uhelným a plynovým elektrárnám, pokud jejich výrobní náklady za celou životnost budou nižší než 4,3 USc/kWh. U novějších studií byla tato částka snížena na méně než 3 USc/kWh při příštích 10 až 20 let, pokud vláda USA nezavede daň z uhlíku nebo jiné poplatky za fosilní paliva, které by zhoršily konkurenceschopnost elektráren využívajících tato paliva. Přestože se v minulých letech náklady na provoz a údržbu a palivové náklady JE výrazně snížily, budou muset být investiční náklady u nových JE sníženy o 35%, aby byla udržena jejich konkurenceschopnost. Tento ambiciózní cíl bude vyžadovat přehodnocení průmyslových standardů a regulační základny, podle nichž jsou JE projektovány a licencovány, a budou muset být také zavedeny zdokonalené technologie. Velkou pomocí při snižování investičních nákladů bez vlivu na vysokou bezpečnost JE bude aplikace počítačových technologií obvyklých jiných průmyslových odvětvích. Počítačové technologie se uplatní ve všech etapách projektování, při výrobě komponent, během výstavby, při provozu a údržbě, ale i při schvalovacím procesu. Například na třírozměrných modelech bude možné identifikovat problémy s rozmístěním komponent atd. [26]. Ve studii OECD Snižování investičních nákladů JE, která shrnuje zkušenosti členských zemí, byla vytipována hlavní opatření u budoucích JE. Mezi tato opatření patří zejména [27]:

• zdokonalené metody projektování,
• dokonalejší metody výstavby včetně modulové výstavby,
• standardizace reaktorů a komponent, lepší organizace práce, dokonalejší smluvní vztahy, výstavba více bloků v lokalitě.

Náklady na vyprojektování JE představují až 15% z celkových investičních nákladů. Pokroky v počítačové technice a elektronice umožňují snížit náklady na projektování díky zlepšené dokumentaci, přesnějším seznamům materiálů, modelování, počítačové animace apod.

Příkladem může být metoda otevřeného přístupu shora s využitím velkokapacitních jeřábů. Díky ní je možné např. instalovat parní generátory za dva dny místí dřívějších dvou týdnů. V Kanadě umožnila tato metoda snížit investiční náklady o 2,4% a zkrátit dobu výstavby o 15%. Modulová výstavba může ušetřit až 4% nákladů a zkrátit dobu výstavby. Jednotlivé moduly jsou vyrobeny v továrnách a na staveništi jsou sestaveny do požadovaných celků.

Standardizace a vícebloková výstavba může přinášet největší úspory investičních nákladů. Standardizace se dosáhne při projektování, výrobě komponent, výstavbě, licencování a provozu. Standardizace reaktorů v Jižní Koreji umožnila snížit investiční náklady o 15 až 20%. Francouzské firmy EDF a Framatome ve své studii výrobu jednoho reaktoru v rámci programu výroby celé série reaktorů jsou o 20 až 40% nižší než náklady na výrobu pouze jednoho reaktoru. K obdobným závěrům se dospělo i v USA a v Kanadě. Dalších úspor investičních nákladů lze dosáhnout při výstavbě více stejných bloků na jednom staveništi. Ve Francii a v Kanadě se podařilo snížit náklady u dvoublokové elektrárny o 15% ve srovnání s elektrárnou s jedním blokem.

Externí náklady při výrobě elektřiny

Stále více odborníků se domnívá, že do nákladů na výrobu elektřiny by měly být zahrnuty veškeré náklady související s její výrobou, včetně tzv. externích nákladů, což jsou společenské a ekologické náklady, které nejsou zahrnovány do tržní ceny elektřiny. Patří sem např. škody způsobené na životním prostředí a lidském zdraví (globální oteplování, kyselé deště, nemocnost a úmrtnost profesionálních pracovníků i široké veřejnosti, vliv emisí na stavby, kulturní památky, zemědělské a lesní plodiny apod.). O komplexní hodnocení externích nákladů se z podnětu Evropské komise pokusila studie ExternE z roku 1991 [28]. Metodika ExternE spočívá v hodnocení externích nákladů v různých typech elektráren. Výsledky srovnávacích studií jsou k dispozici i na internetu. Hodnocení externích nákladů na vyrobenou kilowatthodinu se týká celé životnosti elektrárny včetně jejího palivového cyklu a zahrnuje náklady související s emisemi škodlivých látek, záborem půdy a vlivem na zdraví obyvatelstva a životní prostředí. Díky jednotné metodice se mohou vzájemně porovnávat jednotlivé typy elektráren. V rámci jedné studie zaměřené na podmínky Švédska bylo porovnána 11 uhelných, 12 plynových a čtyři jaderné elektrárny a čtyři elektrárny spalující biomasu. Největší vliv na velikost externích nákladů mají náklady související se zdravotními účinky a globálním oteplováním. V metodice ExternE jsou obsaženy pouze ty účinky, které lze v dostatečné míře kvantifikovat. U fosilních paliv a biomasy jsou to zejména vlivy NO_x a SO₂. I když některé uhlovodíky jsou rakovinotvorné, nebyly uhlovodíky do nákladů zahrnuty, protože nejsou k dispozici dostatečné údaje. Proto se v vnější náklady u chemického znečišťování považují za minimální. Naproti tomu v případě jaderné energie, kde je vliv ionizujícího záření znám již řadu desetiletí a jeho =činky byly vyhodnoceny velmi konzervativně, jsou externí náklady považovány za maximální. Největším problémem při hodnocení externích nákladů je globální oteplování, protože zde neexistuje shoda v tom, jaké následky může vyvolat. Proto se v souladu s hodnocením IPCC- Mezinárodní rady o změnách klimatu používají v metodice ExternE dva intervaly nákladů:

a) 3,8 až 139 ECU/t CO₂,
b) 19 až 46 ECU/t CO₂.

Pro Švédsko se udávají náklady na emise CO₂ 46 ECU/t CO₂, což je v přepočtu u uhelných elektráren 41 ECU/MWh. U norských plynových elektráren jsou uváděny externí náklady na emise CO₂ 19 ECU/MWh.

V tab. 7 jsou uvedeny zprůměrované externí náklady na výrobu elektřiny v osmi evropských zemích [29] a v tab. 8 [29] externí náklady JE v pěti evropských zemích.

Tab. 7. Zprůměrované externí náklady na výrobu elektřiny v různých typech elektráren ve vybraných zemích EU (Belgie, Německo, Finsko, Francie, Nizozemí, Švédsko, Dánsko, Norsko)

Tab. 8. Externí náklady u JE v některých zemích

*Vliv globálního oteplování (výroba obohaceného uranu pomocí elektřiny z uhelných elektráren)- Belgie 0,2 ECU/MWh, Německo 0,9 ECU/MWh. ** Přepracování vyhořelého paliva - 1,9 ECU/MWh.

Podstatnou složkou externích nákladů představují náklady na likvidaci CO₂, a proto se v řadě zemí zkoumají metody, jak se těchto emisí zbavit. Jednou z možností je čerpání do ropných a plynových vrtů pro zvýšení výtěžnosti ropy a zemního plynu. To však povede ke snížení účinnosti výroby elektřiny a ke zvýšení nákladů. Podle švédských odhadů se náklady  na likvidaci CO₂ u plynových elektráren s kombinovaným cyklem o výkonu 600 MW_e odhadují na 210 USD/t C a snížení účinnosti o 14%. Emise CO₂ by se snížily o 80%. Skladování CO₂ v plynových vrtech by stálo méně než 11 USD/t C a skladování v podzemních prostorech 7 až 30 USD/t C. Při nákladech na likvidaci CO₂ 220 USD/t C by se náklady na výrobu elektřiny zvýšily o 20 USD/MWh, tj. o 2 USc/kWh [30].

Nízké externí náklady na výrobu elektřiny v JE ve srovnání s jinými druhy elektráren potvrzuje i představitelka agentury NEA při OECD paní E. Bertel, která je odhaduje na 0,1 % přímých nákladů, a to proto, že díky přísným normám pro radiační ochranu a jadernou bezpečnost je většina vlivů na zdraví obyvatelstva a ochranu životního prostředí již obsažena v přímých nákladech na výrobu elektřiny. U alternativních zdrojů nejsou tyto externality dosud zahrnovány [31].

Prodlužování životnosti jaderných elektráren

Problematika prodlužování životnosti JE (PLEX -Plant Life Extension) se již od roku 1987 projednává v tříletých intervalech na mezinárodních konferencích. V prosinci 1997 se tato konference konala v Praze. Výzkumy potvrdily, že životnost JE lze prodloužit ze 40 až na 60 let a podle japonských odborníků až na 70 let. U nové projektovaných zdokonalených reaktorů se již počítá s životností 60 let [32].

V roce 1996 byl v USA přijat zákon umožňující podat žádost o obnovení provozní licence na dasších až 20 let. Intenzivně se pracuje na prodlužování životnosti JE ve 12 zemích včetně ČR a v menším rozsahu v dalších 10 zemích. Rozsáhlými výzkumy bylo prokázáno, že neexistují ani technické, ani ekonomické překážky provozování JE po dobu 60 let, a to i z hlediska jaderné bezpečnosti. Rozbory nákladů na prodloužení životnosti JE Surry-1 s tlakovodním reaktorem a JE Monticollo s varným reaktorem ukázaly, že náklady _"přes noc" (tzn. náklady např. bez úroků) by při prodloužení životnosti byly 150 až 300 USD/kW_e a náklady včetně úroků během výstavby a ostatních kapitálových výdajů by dosáhly 500 až 520 USD/kW_e, a byly by tedy srovnatelné s plynovými elektrárnami s kombinovaným cyklem [33]. Jedním ze stimulů pro rozvoj prodlužování životnosti JE je konkurenční trh.

U USA byly v roce 1999 podány žádosti o prodloužení životnosti u pěti bloků, z toho žádosti pro dva bloky byly již schváleny. Přepokládá se, že do roku 2003 budou v USA podány obdobné žádosti asi pro třetinu ze 103 dnes provozovaných reaktorů. Povolovací řízení se podařilo zkrátit z původních tří let na dva roky [1, 34]. Americká společnost Entergy ve spolupráci s francouzskou společností Framatome nabízí služby při obnovování provozních licencí americkým JE [34].

Ekologické aspekty jaderné energie

Se zvyšováním obav ze znečišťování životního prostředí a z globálního oteplování se stále více začíná prosazovat názor, že JE zabezpečují výrobu elektřiny v základním zatížení, a přitom neemitují _"skleníkové" plyny, a proto se jejich význam neustále zvyšuje. V současné době zabraňuje provoz JE ve světě vzniku 2,6 mld. t CO₂ a mnoha milionů tun SO₂, NO_x a prachových částic [24]. Jen např. německé JE zamezily v roce 1997 emisím 160 mil. t CO₂ a za léta 1961 až 1997 emisím 2,6 mld. t tohoto _"skleníkového" plynu [24]. V USA zamezují JE ročně emisím 155 mil. t ekvivalentu uhlíku, 5 mil. t SO₂ a 2,5 mil. t NO_x.

JE jsou tak "tichým společníkem" při snižování emisí škodlivých plynů, a proto by jaderné energii měla být přiznána ekonomická výhoda z neznečišťování. V USA se v roce 1998 na snižování emisí CO2 podílely JE 47,2 %, ostatní typy elektráren 28,5 %, alternativní zdroje energie 17,5 % a ostatní průmysl 4,7 %. Z toho je zřejmé, že zvýšení výroby elektřiny v JE je nejjistější a nejrychlejší cestou ke snižování emisí CO2. Bez jaderné energie nelze dosáhnou ani cílů obsažených v protokolu z Kjóta [1].

V souvislosti s globálním oteplováním se bude regulační zatížení největšího konkurenta JE, kterým jsou uhelné elektrárny, stále ještě zvyšovat. Na druhé straně se regulační zatížení JE díky tlaku amerického Kongresu na regulátora NRC již začíná snižovat. Kongres požaduje, aby NRC byl zodpovědnější vůči jadernému průmyslu, a proto probíhá reforma schvalovacího řízení, která je nejradikálnější ze všech dosavadních reforem [35]. Nový regulační proces NRC nahrazuje dosavadní subjektivní proces objektivními provozními kritérii, která mohou být měřena a analyzována z hlediska jejich významu pro bezpečnost.

V rámci reformy se mění nebo odstraňují dřívější požadavky, které zvyšovaly náklady, ale nezvyšovaly bezpečnost. Jedná se o tzv. risk-informed regulaci. (Dodatečné požadavky NRC po havárii v JE Three Mile Island-2 v roce 1979 vedly ke zvýšení investičních nákladů o 60 %.) Regulátor například souhlasí s tím, že bude  zvyšovat výkon reaktoru o 5 až 10 %, aniž by byla ohrožena bezpečnost [6]. USA tak navazují na praxi, která je již řadu let běžná v mnoha zemích.

 Jaderná energetika může přispět ke snížení ekologického zatížení i jinak, např. spoluprací s uhelným průmyslem. Jednou z možností je zplyňování uhlí pro výrobu čistějšího paliva ekonomičtějším způsobem. Pro zplyňování je nutné dodat 50 % další energie, a kdyby touto energií mělo být zase uhlí, byl by tento proces neefektivní a navíc by se uvolňoval CO₂. Takové synergické využití jaderné energie a fosilní energie je již dnes proveditelné a efektivní [36]. Nelze opomenout ani to, že bude možné omezit i závislost zemí EU na dovozu ropy a zemního plynu (značná část dovozu prochází z těch regionů, které jsou považovány za politicky a ekonomicky nestabilní [24] a zvýšit jistotu při zásobování energií. Evropská komise odhaduje, že v roce 2020 bude EU muset dovážet asi 70 % uhlí (oproti dnešním 50 %) a závislost na dovážené ropě a zemním plynu bude v tomtéž roce dosahovat 80 a 90 %.

Prameny
[1] Atomwirtschaft, 2000, č. 3, s. 142 - 147.
[2] Atomwirtschaft, 2000, č. 3, s. 137 - 141.
[3] Nuclear Engineering International, 2000. č. 549, s. 14.
[4] NucNet, 1999, News, No 455.
[5] Foratom News Release, Brusel, 5. 5. 2000.
[6] Nuclear Engineering International, 1999, č. 538, s. 14 - 17.
[7] NucNet, 1999, News, No 57.
[8] NucNet, 2000, News, No 225.
[9] NucNet, 2000, Insider, No 20.
[10] Electric Light and Power, 1998, č. 9, s. 1 - 2.
[11] Nuclear Engineering International, 2000, č. 551, s. 23.
[12] Nuclear News, 2000, č. 6, s. 16.
[13] NucNet, 2000, Business News, No 80.
[14] Power Engineering, 1998, č. 1, s. 14.
[15] Nucleonics Week, 1998, č. 28, s. 1 - 2.
[16] NucNet, Business News, No 79.
[17] NucNet, Business News, No 78.
[18] Nucleonics Week, 2000, č. 12, s. 2.
[19] NucNet, 1997, Background, No 15.
[20] Nuclear News, 2000, č. 2, s. 28 - 29.
[21] NucNet, 2000, News, No 143.
[22] NucNet, 2000, Background, No 18.
[23] Energy Policy, 1999, č. 5, s. 251.
[24] Atmowirtschaft, 1998, č. 6, s. 363 - 365.
[25] Siemens Power Journal, 1999, č. 2, s. 30 - 35.
[26] Nuclear Engineering International, 2000, č. 549, s. 32 - 33.
[27] Nuclear Engineering International, 2000, č. 549, s. 30 - 31.
[28] Atomnaja těchnika za rubežom, 1999, č. 6, s. 30 - 31.
[29] Nuclear Europe Worldscan, 1998, č. 11/12, s. 57.
[30] Energy Policy, 1998, č. 9, s. 701.
[31] NucNet, 2000, Background, No 6.
[32] Těploenergetika, 1997, č. 8, s. 31 - 34.
[33] STI/PUB/759, IAEA Vienna, s. 315 - 330.
[34] NucNet, 2000, Business News, No 73.
[35] Power, 2000, č. 3, s. 6 - 7.
[36] Nuclear News, 1999, č. 12, s. 46 - 48.

(Převzato z časopisu Energetika 7-8/2001)