Další limitující faktor rozvoje jaderné energetiky – voda

22. 8. 2022 / Oldřich Maděra

čas čtení 8 minut
Obrázek 1 – Vodní nádrž Lipno, zdroj Wikipedia.org. (Temelín a Dukovany ji odpaří za zhruba 3 roky)

Po velkých diskusích o rozvoji jaderné energetiky v západní Evropě zcela jasně vyplynulo, že je to ekonomický nesmyl, dále že je to obecně velmi nebezpečné pro všechny rozvinuté Evropské průmyslové země. Po dnešních zkušenostech s jadernou elektrárnou v Záporoží (6000 MW, největší v Evropě) je snad již všem celkem jasné, jak snadným teroristickým cílem může být taková jaderná elektrárna pro pomatené politiky se světovládnými ambicemi.

Nyní však k tomu všemu přistupuje ještě další závažný důvod, proč bychom měli velmi důkladně zvážit, jestli opravdu máme dost vody na to, abychom jí desetiny krychlových kilometrů ročně přímo odpařili v chladicích věžích jaderných elektráren nebo abychom ohřáli obrovská množství vody v řekách natolik, že v nich zabijeme vše živé.

Jak známo, tak rozloha České republiky činí 78 866 km2. Podle zdrojů Českého hydrometeorologického ústavu, dále jen ČHMÚ, činil průměrný úhrn srážek na území ČR v roce 2018 522 mm, v roce 2019 634 mm a v roce 2020 766 mm. Průměrný roční úhrn srážek z těchto tří let tedy činil 641 mm. Jednoduchým výpočtem dostaneme, že průměrně ročně spadlo na území ČR asi 50,55 km3 vody ve formě deště nebo sněhu.

To je tedy náš celkový roční zdroj vody, se kterým musíme velmi šetrně hospodařit. Pokud se podíváme do tabulek ČHMÚ viz výše, tak zjistíme, že průměrný koeficient odtoku českých řek se pohyboval v letech 1981 – 2010 v rozmezí 0,16 – 0,45. Pokud vezmeme prostý průměr z těchto dvou hraničních hodnot, tak s určitou mírou nepřesnosti můžeme říci, že řekami odteče každoročně z území ČR asi 30 % vody spadlé ve srážkách, zatímco zbytek se odpaří.

Opět jednoduchým výpočtem dostaneme, že z území ČR ročně odteče asi 15,17 km3 vody a 35,39 km3 se odpaří. Protože jsem absolventem oboru Výroba, rozvod a užití elektrické energie na VUT v Brně, tak si pamatuji ze studií, že všechny české jaderné elektrárny používají na výstupu z primárního okruhu přeměnu tepelné energie primární vody z reaktoru na páru a z ní pak generují elektrickou energii v klasických parních turbínách.

 Na rozdíl o tepelných elektráren na klasická paliva (uhlí, plyn, topné oleje, štěpka, ...) nelze páru přehřívat nad tzv. kritický bod vody (374 °C a 22,1 MPa), což obecně snižuje celkovou účinnost jaderných elektráren na asi 30% oproti srovnatelným elektrárnám s klasickými palivy, které mohou dosáhnout celkové účinnosti až 48%. Pěkně je to popsáno v angličtině zde. Sekundárně to vede k tomu, že pro stejné množství generované elektrické energie je potřeba větší množství páry a také je potřeba pak následně uchladit daleko větší množství expandované páry na minimálních parametrech tak, aby zkondenzovala zpět na napájecí vodu pro parogenerátory. Hledal jsem na internetu, jaké jsou roční spotřeby chladící vody českých jaderných elektráren. Ta voda se do obou elektráren přivádí přívodními potrubími pomocí velkých čerpadel, takže je asi měřena, ale data jsem nikde nenašel. Vzal jste tedy průměrná data z tohoto portálu, který z několika ověřených zdrojů uvádí celkovou spotřebu chladící vody jaderných elektráren asi 2 700 l / MWh (2,7 m3 / MWh).

Roční výroba elektrické energie Jaderné elektrárny Temelín ve výši 15,862 TWh (2021) je uvedena zde. Úpravou jednotek a prostým vynásobením pak získáme: 15 862 000 MWh x 2,7 m3 / MWh = 42,83 x 106 m3 vody = 0,043 km3 vody to znamená, že Jaderná elektrárna Temelín potřebuje na chlazení ročně asi 0,043 km3 vody. Je to tedy asi 0,085 % ročního úhrnu srážek, který ročně spadne na území ČR. Udělal jsem stejné cvičení pro JE Dukovany. Roční výroba elektrické energie Jaderné elektrárny Dukovany ve výši 14,868 TWh (2021) je uvedena zde. Úpravou jednotek a prostým vynásobením pak získáme: 14 868 000 MWh x 2,7 m3 / MWh = 40,14 x 106 m3 vody = 0,040 km3 vody to znamená, že Jaderná elektrárna Dukovany potřebuje na chlazení ročně asi 0,04 km3 vody.

Je to tedy asi 0,079 % ročního úhrnu srážek, který ročně spadne na území ČR. Pokud tedy sečteme obě elektrárny, tak to činí 0,083 km3 vody ročně, to je 0,164% ročního úhrnu srážek, který ročně spadne na území ČR nebo 0,547% vody ve všech řekách v ČR (vypočteno podle mezinárodních údajů). Do tohoto údaje nejsou započteny další spotřeby vody, které jsou například v meziskaldech vyhořelého paliva. Ty také nejsou malé a data jsem nenašel. Výše jsou tedy uvedena průměrná data získaná z mezinárodních údajů o provozu velkého množství podobných jaderných elektráren, protože ČEZ k tomu žádná data nikde neuvádí.

Zajímalo mne, kolik vody tedy JE skutečně vypaří podle kusých údajů ČEZu. Našel jsem hodně zakuklenou odpověď přímo na stránce ČEZ zde. Podle všeho je tedy denní spořeba jedné chladící věže Temelína krychle plná vody o hraně o 33 m. To dává V = 333 = 35 937 m3 denně na jednu věž. Temelín má čtyři věže, takže po “odkuklení” to znamená, že celková výparná spotřeba vody je 52 468 020 m3 ročně, neboli 0,052 km3 vody ročně.

JE Temelín vypaří ročně asi 0,052 km3 vody. JE Dukovany odpaří přibližně stejně. Obě české jaderné elektrárny odpaří tedy asi 0,1 km3 vody ročně, což je asi 0,66 % vody ze všech řek na území ČR. (vypočteno podle kusých údajů ČEZ) Další dobrá představa je, že vodní nádrž Lipno obsahuje asi 309 502 000 m³ vody, tj. asi 0,3 km3 vody. To tedy znamená, že obě české jaderné elektrárny odpaří Lipno asi za 3 roky! Další dobrá představa je, že tato spotřeba vody Temelína představuje kontinuální spotřebu vody asi 1,36 m3/s. Průměrný průtok horní Vltavy v Chlumu (Volary) nad vtokem do Lipna je uveden zde a činí 5,9 m3/s.

Jaderná elektrárna Temelín tedy kontinuálně odpařuje 23,05% průměrného průtoku Vltavy na jejím horním toku těsně před vtokem do vodní nádrže Lipno. V létě ji pravděpodobně velmi často odpařuje celou. Pro Dukovany s kontinuální spotřebou vody asi 1,27 m3/s lze obdobně vyhledat průtok vody na řece Jihlavě zde. Činí v Ptáčově 5,51 m3/s. Jaderná elektrárna Dukovany tedy kontinuálně odpařuje 23,05% průměrného průtoku vody v řece Jihlavě na vtoku do vodního díla Dalešice. V létě ji pravděpodobně velmi často odpařuje celou. To vše samozřejmě působí velké vodohospodářské problémy na řekách níže. Například v Dyji (jeden z přítoků je Jihlava) bylo letos tak málo vody, že uhynulo několik desítek tun ryb viz zde.

Pokusil jsem se najít garantovaná mezinárodní data pro podobný typ jaderných elekráren jako jsou Temelín a Dukovany a nějaká česká data. Výše jsem je porovnal. Veřejnost by měla vyvinout tlak na ČEZ, aby tato data povinně uváděl ve svých výročních zprávách. Je to jeden ze základních parametrů, který ovlivňuje podstatným způsobem životní prostředí ČR.

Nepříznivá zpráva pak přišla z Francie.

Z důvodu dlouhodobého sucha poklesl průtok řeky Loiry natolik, že ji velmi pravděpodobně čtyři jaderné elektrárny na jejím toku (Belleville, Chinon, Dampierre and Saint-Laurent, s kombinovanou kapacitou 11,6 GW) odpařily skoro úplně. Zámky na Loiře s proslulými vodními díly okolo nich jsou nyní bez vody.

0
Vytisknout
5468

Diskuse

Obsah vydání | 25. 8. 2022