Jadrové elektrárne na Slovensku a výzvy spojené s chladením

Horúčavy s teplotami vysoko presahujúcimi 30 °C síce predstavujú výzvu pre energetický sektor, no slovenské jadrové elektrárne sú na takéto podmienky pripravené. Na rozdiel od niektorých európskych krajín, kde vlny horúčav viedli k obmedzeniu prevádzky vodných či jadrových elektrární, slovenské elektrárne využívajú odlišný systém chladenia, ktorý minimalizuje ich zraniteľnosť voči vysokým vonkajším teplotám.

Systémy chladenia jadrových elektrární na Slovensku

Výhodou slovenských jadrových elektrární, ako sú tie v Jaslovských Bohuniciach a Mochovciach, je ich robustný systém chladenia v treťom okruhu, ktorý využíva chladiace veže. Tento systém funguje na princípe odparovania: malé množstvo zohriatej vody sa odparí z veží a nevracia sa priamo späť do rieky. Týmto spôsobom sa efektívne znižuje teplotná záťaž vodných tokov, čo je kľúčové pre ochranu vodných ekosystémov.

V prípade jadrových elektrární v Mochovciach je surová voda pre chladiaci proces zabezpečovaná čerpacou stanicou pri priehrade Veľké Kozmálovce na rieke Hron. Táto stanica dodáva potrebné množstvo priemyselnej a prídavnej vody pre bezproblémovú prevádzku všetkých blokov. Hladina vody v nádržiach, ako sú Veľké Kozmálovce a Sĺňava, je prísne regulovaná a monitorovaná dispečingom, aby sa zabezpečila jej dostatočná úroveň pre technologické procesy.

Priemerná teplota chladiacej vody v letných mesiacoch sa obvykle pohybuje okolo 24-25 °C, pričom elektrárne sú projektované tak, aby zvládli teploty chladiacej vody až do 33 °C. V období extrémnych horúčav, aké nastalo 10. a 11. júla 2023, dosahovala teplota chladiacej vody maximálne 26 °C.

Schéma chladiacej veže jadrovej elektrárne

Vplyv teploty na výkon jadrových blokov

Napriek spoľahlivému chladiacemu systému, vyššia teplota surovej vody má vplyv na účinnosť jadrových blokov. Každý stupeň Celzia zvýšenia teploty chladiacej vody môže spôsobiť pokles výkonu až o tri megawatty. Tento jav znamená, že rozdiel medzi maximálnym dosiahnuteľným výkonom v zimnom a letnom období môže byť na jednom jadrovom bloku s výkonom 500 MW až 35 MW, čo predstavuje približne 7 %.

Vplyv vonkajšej teploty sa týka aj vysokovýkonových transformátorov, ktoré sú vybavené samostatným chladiacim systémom na báze olejovej náplne chladenej nútenou cirkuláciou vzduchu. Tieto systémy pracujú bez problémov aj počas extrémnych horúčav.

História a vývoj jadrových elektrární na Slovensku

História jadrovej energetiky na Slovensku siaha do obdobia bývalého Československa. Prvá atómová elektráreň A-1 v Jaslovských Bohuniciach bola postavená na báze ťažkovodného reaktora KS 150 a bola v prevádzke v rokoch 1972-1977. Jej prevádzka bola poznačená technickými problémami a nehodami, čo viedlo k jej trvalému vyradeniu z prevádzky.

V reakcii na problémy s elektrárňou A-1 bola v roku 1970 uzatvorená zmluva so Sovietskym zväzom na výstavbu ďalších dvoch atómových elektrární so štyrmi blokmi typu VVER-440. V Jaslovských Bohuniciach boli postavené elektrárne V-1 (bloky 1 a 2) a V-2 (bloky 3 a 4). Bloky V-1 boli pripájané k sieti v rokoch 1978-1980, zatiaľ čo bloky V-2 v rokoch 1984-1985. V súčasnosti sú aktívne len bloky 3 a 4 elektrárne V-2.

V súlade s požiadavkami Európskej únie na bezpečnosť, ktoré vtedajšie reaktory sovietskeho typu nespĺňali, sa Slovenská republika zaviazala k odstaveniu starších blokov. Bloky V-1 boli odstavené postupne v rokoch 2006 a 2008. V rámci procesu vyraďovania boli v rokoch 2017-2018 zbúrané aj štyri chladiace veže patriace k blokom V-1.

Modernizácia a budúcnosť jadrovej energetiky

V reakcii na neustále rastúce medzinárodné bezpečnostné požiadavky prešli bloky V-2 AE Bohunice modernizáciou v rokoch 2002-2008. Táto modernizácia, v hodnote takmer 500 miliónov eur, zvýšila bezpečnosť, spoľahlivosť a ekonomickú efektívnosť prevádzky.

V súčasnosti prebieha program dlhodobej prevádzky (Long Term Operation - LTO), ktorý na základe pozitívnych výsledkov programov riadenia starnutia hlavných komponentov umožňuje predpoklad bezpečnej a spoľahlivej prevádzky elektrárne V-2 AE Bohunice po dobu 80 rokov. V rámci opatrení na zvládnutie tzv. „ťažkých havárií“ boli implementované systémy pre riadenie vodíka, dlhodobý odvod tepla z kontajnmentu a núdzové zdroje chladiva.

V roku 2010 bol nominálny výkon reaktorov 3. a 4. bloku V2 AE Bohunice zvýšený o 7 %, čo viedlo k nárastu elektrického výkonu každého bloku na 505 MWe.

Vizualizácia jadrovej elektrárne v Mochovciach

Plány na nový jadrový zdroj

V súvislosti s predpokladaným zdvojnásobením spotreby elektrickej energie na Slovensku do roku 2050 existujú plány na výstavbu nového jadrového zdroja v lokalite Jaslovské Bohunice. Projekt Nového jadrového zdroja (NJZ) je v štádiu posudzovania vplyvov na životné prostredie (EIA). Predpokladaný termín začatia výstavby je rok 2035, pričom skúšobná prevádzka by mohla začať v roku 2044 a komerčná prevádzka v roku 2045. Celkové náklady na výstavbu sa odhadujú na približne 10 miliárd eur.

Aktuálne však s výstavbou nového jadrového zdroja sa počíta až po roku 2035. Dôvodom je predĺženie prevádzky súčasných blokov V2 na 70 rokov, teda až do roku 2055, a s tým spojené nutné investície do prenosovej sústavy.

Predseda SAV pomenoval najväčší problém jadrovej energetiky | Aktuality

tags: #jaslovske #bohunice #elektraren #chladenie