Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

10.12.20081 Výzkum a vývoj nových jaderných technologií Lubor Žežula, Praha, 10.12.2008 Prezentace průběžných výsledků výzkumného úkolu UDRŽITELNÝ ROZVOJ.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "10.12.20081 Výzkum a vývoj nových jaderných technologií Lubor Žežula, Praha, 10.12.2008 Prezentace průběžných výsledků výzkumného úkolu UDRŽITELNÝ ROZVOJ."— Transkript prezentace:

1 Výzkum a vývoj nových jaderných technologií Lubor Žežula, Praha, Prezentace průběžných výsledků výzkumného úkolu UDRŽITELNÝ ROZVOJ ENERGETIKY

2 Výzkum trendů ve vývoji energetického hospodářství ČR, úlohy a disponibility fosilních zdrojů energie a nasazování nových zdrojů energie (jaderných energetických zdrojů, obnovitelných zdrojů energie, využívání vodíkových technologií a v dlouhodobé perspektivě energetickým využíváním řízené jaderné fúze) Etapa 1 Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

3 Současný stav jaderné energetiky ve světě: –cca 16% z celkové výroby elektrické energie ve světě vyráběno v jaderných elektrárnách. –celkový instalovaný výkon jaderných elektráren činí MW. –pro blízké nadcházející období nabývá na důležitosti „věkové spektrum“ jaderných reaktorů, které signalizuje jejich stárnutí –stávající jaderná energetika je postavena především na jaderných reaktorech lehkovodního typu –použití rychlých reaktorů je nezbytným předpokladem pro efektivní dlouhodobé využití jaderných surovin –naděje jsou stále vkládány do využití jaderné fúze Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

4 Obr.1. – Rozdělení provozovaných jaderných reaktorů dle stáří (MAAE 11/2006) Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

5 Rozvoj jaderných systémů ve světě  v Rámcových programech Evropské komise a Euratomu jsou podporovány projekty v oblastech jaderného štěpení a jaderné fúze.  GNEP (Global Nuclear Energy Partnership) - 38 účastnických zemí a mezivládních organizací  INPRO (International Project on Innovative Nuclear Reactors and Fuel Cycles) - INPRO se jako pozorovatel zúčastňuje jednání GIF, má 28 členů, mezi nimi i ČR.  Generation IV (US DOE)  GIF (Generation IV International Forum) Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

6 Vývoj nových jaderných systémů  plynem chlazené rychlé reaktory, GFR  rychlé reaktory chlazené tekutým olovem, LFR  reaktory chlazené tavenými solemi, MSR  rychlé reaktory chlazené tekutým sodíkem, SFR  reaktory chlazené vodou se superkritickými parametry, SCWR  velmi vysokoteplotní plynem chlazené reaktory, VHTR. Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

7 INPRO - cíle: 1.Podporovat bezpečné, udržitelné, ekonomické a nezneužitelné využívání jaderné technologie pro zajištění globálních potřeb energie pro 21. století. 2.Stanovit mezinárodně akceptované požadavky na inovační jaderné reaktory v oblastech: –Jaderná bezpečnost –Udržitelná energetika a životní prostředí –Řízení jaderných odpadů a VJP –Ochrana proti zneužití jaderných materiálů –Průřezové oblasti. Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

8 INPRO - kategorizace  evoluční projekty jsou založeny na zdokonalení existujících typů menšími úpravami a na využití ověřených konstrukčních prvků k minimalizaci technického rizika,  inovační projekty přinášejí radikální koncepční změny v projektových přístupech a/nebo v konfiguracích systémů. Obecně vyžadují značný rozsah výzkumu a vývoje, ověřovací zkoušky a výstavbu prototypové nebo demonstrační jednotky,  projekty příští generace – tento termín se vztahuje na projekty bloků, které budou stavěny v budoucnu a které obsahují radikální změny koncepce nebo konfigurace systému v porovnání s existující praxí. Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

9 Projekty financované v 6. RP EU v části „Jaderné štěpení a radiační ochrana“ Evropský rychlý reaktor chlazený olovem (European Lead-cooled System - ELSY) Projekt plynem chlazeného rychlého reaktoru (The Gas Cooled Fast Reactor Project - GCFR) Lehkovodní reaktor s nadkritickými parametry vody, fáze 2 (High Performance Light Water Reactor, Phase 2 - HPLWR) Vysokoteplotní reaktor pro výrobu průmyslového tepla, vodíku a elektřiny (ReActor for Process heat, Hydrogen And ELectricity generation – RAPHAEL) Projekty financované v 7. RP EU v části „Jaderné štěpení a radiační ochrana“ Zatím pouze „Inovované palivo a palivové pokrytí pro systémy IV. Generace.“ Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

10 Generation IV program US Department of Energy iniciován r Vývoj jaderné energetiky Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

11 Generation IV International Forum (GIF)  založen v červenci 2001  cíl: soustředit úsilí zemí s nejrozvinutějšími jadernými technologiemi  členy jsou: Argentina, Brazílie, EU (Euratom), Kanada, Francie, Japonsko, Korea, Jižní Afrika, Velká Británie, Švýcarsko, USA, Čína a Ruská federace  Česká republika zastoupena prostřednictvím organizace Euratom Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

12 Výběr reaktorových systémů IV. generace  Celkem bylo hodnoceno 124 projektů  Požadované cíle byly: 1.bezpečnost a spolehlivost, 2.ekonomika, 3.odolnost proti šíření jaderných zbraní 4.fyzická ochrana, 5.udržitelný rozvoj. Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

13 Organizační struktura hodnocení a výběru projektů Gen IV Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

14 Dvacet hodnocených systémů Generation IV Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

15 Potenciál hodnocených systémů versus náklady na vývoj (odhad 2002) Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

16 Výsledný návrh šesti systémů (pořadí neodráží prioritu zvolených koncepcí): 1.GFR - Rychlý reaktor chlazený plynem (Gas-Cooled Fast Reactor System). 2.LFR - Rychlý reaktor chlazený olovem (Lead-Cooled Fast Reactor System). 3.MSR - Reaktor chlazený roztavenou solí (Molten Salt Reactor System). 4.SFR - Rychlý reaktor chlazený sodíkem (Sodium-Cooled Fast Reactor System). 5.SCWR - Reaktor chlazený vodou s nadkritickým cyklem (Supercritical- Water-Cooled Reactor System). 6.VHTR - Reaktor s velmi vysokými teplotami (Very-High-Temperature Reactor System). Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

17 Rychlý reaktor chlazený sodíkem (Sodium-Cooled Fast Reactor System) Předpokládaný výkon MWe Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

18 Rychlý reaktor chlazený olovem (Lead-Cooled Fast Reactor System) Předpokládaný výkon MWe Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

19 Rychlý reaktor chlazený plynem (Gas-Cooled Fast Reactor System) Předpokládaný výkon MWe Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

20 Reaktor chlazený vodou s nadkritickým cyklem (Supercritical-Water-Cooled Reactor System) Předpokládaný výkon 1700 MWe Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

21 Reaktor s velmi vysokými teplotami (Very-High-Temperature Reactor System) Předpokládaný výkon 600 MWt – průmyslové teplo Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

22 Reaktor chlazený roztavenou solí (Molten Salt Reactor System) Předpokládaný výkon 1000 MWe Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

23 Harmonogram „Gen IV Roadmap“ obsahuje pro všechny uvedené systémy podrobnou specifikaci výzkumných a vývojových témat, časové rozpětí pro jejich řešení i potřebu finančních prostředků. Harmonogramy všech systémů jsou členěny na základní a dílčí témata řešení. Základní témata jsou následující: –Palivo a materiály –Reaktorové systémy (okruhy) –Celkové uspořádání bloku –Bezpečnost –Projekt a hodnocení –Palivový cyklus. Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

24 Výzkum a vývoj reaktorových technologií IV. generace Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

25 Výzkum a vývoj reaktorových technologií IV. generace Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

26 Výzkum a ocenění parametrů pokročilých technologií použitelných pro výrobu elektřiny, tepla a vodíku v perspektivě za rok 2060 Etapa 4 Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

27 Byly provedeny práce na předběžné analýze technologických a ekonomických parametrů typových variant nových jaderných zdrojů Generace IV Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

28 Vývoj nových jaderných systémů  plynem chlazené rychlé reaktory, GFR  rychlé reaktory chlazené tekutým olovem, LFR  reaktory chlazené tavenými solemi, MSR  rychlé reaktory chlazené tekutým sodíkem, SFR  reaktory chlazené vodou se superkritickými parametry, SCWR  velmi vysokoteplotní plynem chlazené reaktory, VHTR. Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

29 Jaderný palivový cyklus  Otevřený (používaný v ČR v současné době)  Uzavřený cyklus s LWR (Základním cílem uzavření palivového cyklu je především úspora uranu a získání plutonia na přípravu jaderného paliva.)  Uzavřený cyklus s rychlými reaktory  Využití thoria v jaderné energetice Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

30 Vliv zavedení uzavřených palivových cyklů s přepracováním na vývoj světové spotřeby paliva (vlevo) a vývoj světové kumulované spotřeby uranu (vpravo) Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

31 Ekonomická analýza 10 kombinací reaktorů a palivových cyklů: 1.PWR-UOX (všechny schémy mimo 3cV1 a 3cV2) 2.PWR-MOX (schémy 1b, 1c, 3b a 3bV) 3.PWR-MOX-EU (schémy 2a and 2b) 4.CANDU (schéma 1d) 5.FR-MOX (schémy 3cV2, 2c and 2cV) 6.FR-HBU (schéma 3b) 7.FR-metal (schéma 3a) 8.FR-carbide (schéma 3cV1) 9.ADS-MA (schéma 3b) 10.ADS-TRU (schéma 3bV) Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

32 GWd/tHM pro schémy 1d a 50 GWd/tHM pro schémy 3a, 3b a 3bV GWd/tHM pro schémy 3b a 3bV let chlazení pro schémy 1d a 4 roky chalzení pro schémy 3a, 3b a 3bV. Tab 1. Parametry typu reaktoru a palivového cyklu Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

33 Obr.1. Hlavní fáze uvažovaných schém palivového cyklu Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

34 Obr. 2 Relativní celkové výrobní náklady (Schéma 1a = 100%) Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

35 Obr. 3. Rozpětí poměrných celkových výrobních nákladů (schéma 1a = 100%) Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

36 Obr. 4. Výsledek Monte-Carlo analýzy celkových výrobních nákladů Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

37 Překrytí všech pravděpodobnostních rozdělení nákladů (viz obr. č 4) ukazuje, že samotné náklady nemůžou být rozhodujícím faktorem ve výběru palivového cyklu nebo energetické koncepce s uvažováním pokročilých technologií Ve velmi ranném stádiu vývoje těchto technologií. Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

38 Obr. 5. Poměrné rozpětí nákladů palivového cyklu (schéma 1a = 100%) Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

39 Obr. 6. Výsledek Monte-Carlo analýzy nákladů palivového cyklu Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

40 Obr. 7. Závislost poměrných výrobních nákladů na investičních nákladech rychlých reaktorů (FR) (schéma 1a = 100%) Předpoklad, že investiční náklady FR jsou vyšší o 20% než pro současnou generaci PWRs. Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

41 Obr. 8. Závislost poměrných výrobních nákladů na ceně uranu (Schéma 1a = 100%) Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

42 Obr. 9. Závislost poměrných nákladů palivového cyklu na ceně uranu (schéma 1a = 100%) Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

43 Několik doporučení na závěr:  Státní energetická koncepce – SEK by měla vycházet ze scénářů jak pro horizont do roku 2030, pro který jsou známé technologie, tak pro druhý horizont k roku 2060, kde se technologie odhadují a kdy dojde k vytěžení zásob energetického uhlí. Pokračovat v řešení této problematiky je nezbytné pro zajištění efektivního postupu přípravy realizace nových jaderných zdrojů a je potřeba tuto oblast i nadále finančně podporovat jak ze strany státního rozpočtu, tak ze strany provozovatele jaderných elektráren.  Je důležité zajistit kontinuitu tvorby know-how a technologické připravenosti pro přípravu nových jaderných energetických zdrojů v ČR jak ve střednědobém, tak v dlouhodobém horizontu.  Měla by být analyzována strategie výstavby množivých reaktorů a s tím související strategie přední a zadní části palivového cyklu. Výstavba reaktorů IV. generace může v budoucnu zajistit ČR dlouhodobou energetickou nezávislost.  Je potřeba zapojit výzkum a průmysl ČR do evropských demonstračních projektů, jako cesty k posílení pozice ČR v oblasti energetiky. Výzkum a vývoj nových jaderných technologií

44 Děkuji Vám za pozornost


Stáhnout ppt "10.12.20081 Výzkum a vývoj nových jaderných technologií Lubor Žežula, Praha, 10.12.2008 Prezentace průběžných výsledků výzkumného úkolu UDRŽITELNÝ ROZVOJ."

Podobné prezentace


Reklamy Google