Dalibor Stráský: Klima a jaderná energie: Jádro nevyřeší problém klimatických změn

psalo se začátkem roku 1948 v časopisu pro mládež „Vpřed“.

O 20 let později se staly sny ještě odvážnějšími, protože „... budeme žít bez problémů, protože budeme mít zásobu energie doslova na věčné časy.“ V polovině 60. let se totiž soudilo, že po roce 1980 dojde k ovládnutí termonukleární energie.

První srážky s realitou a negativy jaderné energetiky euforii přibrzďovaly jen sotva. V polovině 80. let odhadovaly optimistické prognózy pro období kolem roku 2010 na světě 2500 GW instalovaných v jaderných elektrárnách. I ty opatrnější tipovaly něco kolem 1000 GW. Dnes, po dalších 20 letech, je v jaderných elektrárnách instalováno 370 GW a pohled na grafy a diagramy odhaluje stagnaci.

Jaderná energetika by zato měla vyřešit další problém, který si lidé do značné míry způsobili sami – změny klimatu.

Podívejme se nejdříve, je-li vůbec možné, aby jaderné elektrárny nahradily produkci elektřiny z fosilních zdrojů. Jaderná energetika dnes celosvětově pokrývá výrobu elektřiny ze zhruba 16%. Protože fosilní zdroje dnes kryjí 65% elektřiny, bylo by nutné dnešní podíl jaderných elektráren více než zečtyřnásobit. Některé prognózy spotřeby elektřiny však napovídají, že v roce 2050 bude ve srovnání s dneškem potřeba elektřiny trojnásobná. To znamená, že skutečné zmnožení elektřiny z jaderných elektráren by muselo být více než dvanáctinásobné. Vezmeme-li v úvahu, že dnes je v provozu zhruba 440 reaktorů, pak do cílového roku 2050 by se muselo postavit nejméně 5.500 nových reaktorů, to je skoro 140 každý rok, neboli tři týdně. Přitom neuvažujeme obnovu starých elektráren. I kdyby byl tento scénář reálný a veškerá výroba elektřiny z fosilních zdrojů byla nahrazena do roku 2050 elektřinou z jaderných elektráren, největší část primární energie by byla kryta i nadále z fosilních zdrojů, protože v pojednávaném případě by jaderná energie pokrývala potřebu primární energie zhruba z 35%.

Zřejmě by k tomu ale nedošlo, protože při takto masivním rozvoji jaderné energetiky by zásoby uranu pro jaderné palivo došly již po roce 2026.

Přičemž nelze opomíjet, že jaderný palivový cyklus není prostý emisí skleníkových plynů. Tak např. výroba jaderného paliva pro jeden rok provozu jaderné elektrárny o elektrickém výkonu 1.000 MW z uranové rudy o obsahu 0,1% uranu je zatížena emisí více než 300.000 tun CO2.

Vedle omezení vyplývajícího z omezení surovin pro výrobu jaderného paliva je nutné vzít v úvahu i omezení vyplývající z rizika těžké havárie jaderného zařízení s únikem radioaktivních látek do životního prostředí.

Existující rizika plynoucí z provozu stávajících jaderných elektráren, jimž je společnost vystavena, lze snižovat zdokonalováním bezpečnostních systémů a zvyšováním nákladů na ochranná zařízení. Tento postup má však své meze a v konkrétních případech vzniká otázka, jak velká je přípustná pravděpodobnost vzniku závažných havárií.

Otázku maximálně přípustného rizika lze řešit čistě ekonomickým hodnocením, porovnáme-li na jedné straně náklady na zdokonalení bezpečnostních zařízení a na druhé straně ztráty, které v případě závažné havárie vznikají. I když odhlédneme od problémů, které takové hodnocení přináší, je zřejmé, že současný stav veřejného mínění naštěstí vyžaduje komplexnější přístup. Je proto nutné přistupovat k řešení problému bezpečnosti reaktorů tak, aby pravděpodobnost výskytu i jediné havárie s únikem radioaktivních látek do okolí byla prakticky zanedbatelná. Jelikož v představách o rozvoji jaderné energetiky roste počet reaktorů a celková doba jejich provozu, musí se nutně snižovat pravděpodobnost výskytu těžké havárie s únikem radioaktivních látek vztažená na jeden reaktor.

Očekávaná hodnota výskytu těžké havárie jednoho reaktoru v jednom roce musí být dostatečně malá. Takovým požadavkem může být např. havárie jednoho reaktoru jednou za sto let, tedy alespoň o řád nižší než je řád životnosti reaktoru.

Současné lehkovodní reaktory dosahují pravděpodobnosti výskytu těžké havárie s tavením aktivní zóny 10^-3 - 10^-5/reaktorrok při počtu reaktorroků v řádu 104 reaktorroků (dnes zhruba 12.000). Jestliže by mělo dojít k dalšímu rozvoji provozu jaderných elektráren (N > 10⁴ reaktorroků), pak by tato pravděpodobnost měla klesnout podle zákonů statistiky a počtu pravděpodobnosti až na méně než 10^-7/reaktorrok. Je tedy zřejmé, že bezpečnostní úroveň současných reaktorů by měla být ještě nejméně stokrát vyšší než ve skutečnosti je. U nejstarších reaktorů s vyšší pravděpodobností výskytu jejich těžké havárie pochopitelně ještě o dva řády vyšší.

Přirozeně při rozvoji jaderné energetiky poněkud prudším, by se pravděpodobnost výskytu těžké havárie s tavením aktivní zóny musela snižovat více, hluboko pod 10^-8/reaktorrok.

Zvyšování úrovně jaderné bezpečnosti je však pochopitelně ekonomicky náročné. Proto se aplikují nejrůznější optimalizace s cílem odůvodnit takovou úroveň jaderné bezpečnosti, která ještě udrží projekt konkurenceschopným. Požadavky plynoucí z uvedených zákonitostí tak nemohou být naplněny a v provozu se ocitají zařízení s neakceptovatelnou úrovní jaderné bezpečnosti. Skutečná četnost výskytu těžkých havárií během padesátileté historie jaderné energetiky pak jen potvrzuje správnost uvedené úvahy.

Je tedy možné vyslovit domněnku, že masivní rozvoj výstavby a využívání jaderných elektráren by s vysokou pravděpodobností vedl k další těžké havárii některé z nich.

Rizika jaderné energetiky a rizika spojená se změnou klimatu dost dobře porovnávat nelze. Zatímco jaderné zařízení je zařízení technické a je tedy možné kvantifikovat jeho vlastnosti a popsat je přesnými technickými údaji, s klimatem něco takového provést nelze. Na jedné straně lze modelovat chování jednotlivých plynů, např. CO2, na straně druhé namodelovat chování vody v systému je úkol zvladatelný obtížně, pokud vůbec.

Jaderná energetika není schopna vyřešit problém klimatických změn. Je možné diskutovat o tom, do jaké míry jej může ovlivnit. V každém případě by to však bylo za cenu vytvoření problémů jiných, jejichž řešení by zbytečně tříštilo úsilí o řešení problému původního.