Jaké jsou hlavní výhody a nevýhody jaderné energie?

Jan Zeman vysvětluje hlavní pro a hlavní proti jaderní energie a jejího využití v souvislosti s hledáním udržitelného energetického mixu.

Chápu, že téma jaderné energie je pro někoho značně kontroverzní. Začala nechvalnými jadernými bombami, které 6. a 9. srpna 1945 zničily japonská města Hirošimu a Nagasaki a donutily císařské Japonsko svou prohranou válku neprodlužovat. Nechci odsuzovat politické a vojenské vedení Spojených států amerických, protože muselo zvažovat, zda obětuje statisíce svých i japonských vojáků při krvavém „konvenčním“ dobývání japonských ostrovů, nebo statisíce japonských civilistů oněch dvou měst. Japonští vojáci se přitom dopouštěli obludných zločinů na Číňanech, příslušnících dalších asijských Japonci podrobených národů i na válečných zajatcích USA a dalších států protijaponské koalice. Proto jsem v odsuzování vedení USA v této souvislosti opatrný. Je také pravda, že co dokáže atomová puma, tehdy tušili jen její konstruktéři, a to ještě ne v plném rozsahu.

USA tak získaly trumfové eso, které jim umožnilo čtyři roky vydírat svět. Až do chvíle, kdy jadernou bombu v srpnu 1949 vyzkoušel Sovětský svaz. Následovalo horečné jaderné zbrojení, do kterého se časem zapojila také Velká Británie, Francie, Čína, Indie, Pákistán, Izrael… Pozdější atomové bomby byly o jeden a později o dva řády silnější a ničivější než ta hirošimská. V roce 1954 se objevila nejprve v SSSR a krátce na to též v USA vodíková bomba, mnohem později též bomba neutronová. V klasická atomové bombě se štěpil uran 235 nebo plutonium 239 v neřízené reakci. Ve vodíkové bombě docházelo ke slučování izotopů vodíku deuteria a tritia, přičemž reakci zažehl výbuch malé atomové bomby. V neutronové bombě je jaderná reakce usměrněna ve prospěch produkce množství neutronů, aby bomba zabila ve svém okolí vše živé a hmotný majetek zůstal nedotčen.

Kolem roku 1970 se Sovětskému svazu a jeho spojencům z Varšavské smlouvy podařilo dosáhnout přibližné vojensko-strategické rovnováhy s tehdejším vojenským paktem NATO (+ CENTRO a SEATO). Známé proroctví z 60. let, že čtvrtou světovou válku lidé povedou klacky, nebylo přeháněním hrozby oboustranného dostatečného zničení při světové jaderné válce. S možností záhuby zbytků lidstva v následné jaderné zimě se ale tehdy nepočítalo. Tato rovnováha, dnes mezi paktem NATO na jedné a Ruskem na druhé straně, trvá dodnes. I když jde o rovnováhu strachu odpudivou, skutečností zůstává, že díky ní od roku 1945 existuje světový mír, byť množství lokálních válek probíhá dál.

Mírové využívání jaderné energie

Mírové využívání jaderné energie začíná v roce 1954 v Obminsku u Moskvy, kde byl spuštěn první jaderný reaktor, který dokázal vyrobit více lidmi využitelné energie, než spotřeboval. Část vyrobené elektřiny dodával do elektrorozvodné sítě. Reálně šlo o průmyslový poloprovoz. Následovaly ho podstatně větší jaderné elektrárny (JE). Časem nové jaderné bloky měly výkon 500-1500 MWe, byť se na pohon lodí či pro dopravně izolovaná menší města na Sibiři užívaly i menší JE. JE představují vydatný zdroj elektrické a tepelné energie, podobně jako velké elektrárny na uhlí, na mazut, na zemní plyn. Proto se stavěly a stavějí a provozují.

Původně byly JE těsně spjaté s výrobou jaderných zbraní. Typický byl pro ně tzv. grafitový reaktor. Jeden takový později vybuchl v Černobylu. Jako hlavní nebo vedlejší produkt produkoval štěpný materiál (uran 235, plutonium 239), vhodný pro výrobu jaderných zbraní.

Z řady dobrých důvodů byl časem vyvinut lehkovodní jaderný reaktor, který sice produkuje vysoce toxické vyhořelé jaderné palivo, ale nikoliv surovinu pro výrobu jaderných zbraní. Velká část dnešních JE vyrábí lehkovodními reaktory včetně všech v ČR a na Slovensku. Tyto JE jsou typově velmi podobné. Větší rozdíly jsou jen ve velikostech (výkonech), v úrovní řídící techniky a v míře zabezpečení proti jaderné havárii.

Jaderná energie našla mírové využití i mimo energetiku, zvláště pak ve výzkumu, v lékařství, v lázeňství ad.

Výhody jaderné energie

Základní výhodou jaderné energie je její velká vydatnost. Tato vydatnost je dvojí: jednak jde o vysokou koncentraci energie v palivových článcích (nemusí se těžit, zpracovávat a přepravovat každý rok milióny tun uhlí, mazutu či zemního plynu), jednak v JE velkých výkonů, umožňujících navíc využívání tepla k vytápění.

Druhou velkou výhodou mírového využívání jaderné energie je skutečnost, že provoz JE je bezemisní. Neprodukuje ani emise toxických škodlivin (tuhé PM, oxid siřičitý SO2, oxidy dusíku NOx, oxid uhelnatý CO, těkavé organické látky VOC atd.), ani emise skleníkových plynů (GHG), původců zhoubného oteplování klimatu na Zemi.

Tedy, bez značné přítomnosti GHG v ovzduší by na Zemi byla teplota asi o 35 stupňů Celsia nižší a planeta Země by podle všeho zamrzla na věčné časy. Problém je, že spalováním fosilních paliv a některými dalšími procesy vzniká velké množství antropogenních GHG, které se v ovzduší hromadí a proti přirozeným přírodním cyklům stále více a rychleji zvyšují průměrnou teplotu na povrchu Země, prakticky bezprecedentně. To je zásadní problém. Rostoucí rozval klimatu způsobený podle všeho masivními antropogenními emisemi GHG dnes už ohrožuje přežití nejen lidstva na Zemi.

Třetí výhodou mírového využívání jaderné energie je, že indukuje potřebu vysoce kvalifikovaných pracovníků pro vysoce náročný výzkum, vývoj a vlastní provoz jaderných elektráren i pro výrobu jaderného paliva a pro řešení ožehavých problémů jeho vyhořelých zbytků. Určitým pokrokem je, že nové a nové generace JE jsou s tou lépe a lépe využívat palivové články, takže množství vyhořelého jaderného paliva se zmenšuje.

Nevýhody jaderné energie

První nevýhodou je obava, že bude zneužita k výrobě a následně k použití jaderných zbraní. Tato obava v případě dnes dominujících lehkovodních jaderných reaktorů není na místě.

Druhou nevýhodou je, že těžba příslušných surovin, tj. uranové, případně thoriové rudy je náročná technologicky, ekonomicky i ekologicky. Z chudých rud se složitými postupy získává surovina pro výrobu jaderného paliva, tzv. koláč. Z něho se pak opět za užití složité technologie vyrábí palivové články, které jsou vkládány do reaktoru k řízené štěpné reakci. Dnes je ve vyspělých státech prakticky zakázaná pro podzemní vodu silně riziková těžba uranu a thoria pomocí loužení silnými kyselinami. V ČR se používala ve Stráži pod Ralskem, ale k velké havárii naštěstí nedošlo. Přesto patří k velkým starým ekologickým zátěžím.

Třetí nevýhodou je problém s vyhořelým jaderným palivem. JE i při řádném provozu produkuje jisté množství vícero nízko, středně a vysoce radioaktivních odpadů. Ty nízko a středně vysoké se dají bez enormních nákladů likvidovat tak, že se nechají v izolaci „vybít“, byť to není jednoduché a vyžaduje přísnou technologickou kázeň. Zásadní problém představují vysoce radioaktivní odpady, tzv. vyhořelé jaderné palivo, které na radioaktivitu původní uranové rudy klesne až za 50-100 tisíc let, což je doba z hlediska lidského života nepředstavitelná. JE toto vyhořelé jaderné palivo krátkodobě nechává „chladnout“ ve vodních bazénech pro to zřízených. Střednědobě jej umísťuje do tzv. meziskladů vyhořelého jaderného paliva. Trvale dlouhodobé řešení může být trojí:

  • přepracovat na nové palivové články pro tzv. rychlé, množivé reaktory,
  • důkladně izolovat ve stabilním masivu hluboko pod zemí (příslušné kontejnery by tam měly vydržet desetitisíce let),
  • postupné nahrazení JE elektrárnami na bázi jaderné fúze, které prakticky neprodukují jaderný odpad (probíhá tam reakce typu atom vodíku deuteria plus atom vodíku tritia je atom helia He + proton) nebo úsporami paliv a energie nebo tzv. obnovitelnými zdroji energie (OZE). Tento třetí postup ale neřeší problémy již vzniklého vyhořelého jaderného paliva.

Čtvrtou nevýhodou mírového využívání jaderné energie jsou následky případné velké jaderné havárie. Tedy, žádný jiný obor lidské činnosti není tak důkladně kontrolován, jako jaderná energetika. Přísná technologická kázeň je zde prvním zákonem. Přesto dochází k malým středním i velkým jaderným haváriím.

K nevýhodám jaderné energetiky její odpůrci z řad ekologů a dalších uvádí také, že vede k totalitnímu myšlení. Má se tím na mysli, že se v ní tvrdě vyžaduje kázeň, že se tam netrpí chaos, který leckde jinde vládne. Já osobně požadavek kázně považuji za velmi správný.

Známe tři velké jaderné havárie

V JE Three Mile Island v USA v Harrisburgu 28. 3. 1979 se v důsledku hrubé nekázně obsluhy roztavil jaderný reaktor. Protože JE byla vybavena ochrannou obálkou, tzv. kontejnmentem, radioaktivita neunikla do okolí, pouze ji bylo nutno zalít betonem a JE odepsat, což při její vysoké pořizovací ceně znamenalo vysokou ekonomickou ztrátu.

V JE v ukrajinském Černobylu divoký výzkumný pokus (šest hrubých chyb, kdyby se nestala kterákoliv z nich, k havárii by nedošlo) skončil 26. 4. 1986 v 2.14 výbuchem čtvrtého reaktoru spojený s rozsáhlým únikem radioaktivity do okolí. Počet obětí Černobylu s výjimkou v době havárie zasahujících hasičů (krátce poté zemřeli všichni) není znám. Po rozpadu Sovětského svazu vláda nezávislé Ukrajiny počet obětí Černobylu zvýšila o 3-4 řády ve snaze vyžebrat tak něco zahraniční pomoci, která byla komplet zpronevěřena. Jak to přispělo k důvěře v JE, netřeba vysvětlovat. Ekonomické škody v důsledku havárie JE v Černobylu byly obrovské: náklady na vynucenou mnohaletou evakuaci dvou menších měst a řady vesnic v okolí, velký výpadek ve výrobě elektřiny, budování a udržování obrovského sarkofágu nad zničeným jaderným reaktorem… I když ostatní tři bloky Černobylu po odstranění hlavních škod ještě nějaké roky vyráběly elektřinu, zdaleka se nedožily plánované životnosti, čímž dál zvýšily ztráty z havárie.

JE Fukušima v Japonsku doplatila na dvě hrubé projektové chyby, které Japonci ignorovali v době projektování, povolování a více než 41 let jejího úspěšného provozu. Jednak ochranná hráz proti vlnám tsuni byla asi o 5 metrů nižší, než bylo potřeba, jednak náhradní agregáty pro případ výpadku elektřiny byly umístěny v nejnižší části JE, takže je vlna tsuni zalila a vyřadila z provozu. Náhradní chlazení mořskou vodou bylo nedostatečné. Všechny bloky JE Fukušimy brzy zkolabovaly na přehřátí, o zamoření širšího okolí elektrárny radioaktivitou nemluvě. Také zde jsou škody enormní, byť jednotlivé odhady se silně rozchází.

Jestliže první dvě velké jaderné nehody způsobili jejich neukáznění pracovníci, v případě Fukušimi jde o klasické kapitalistické vytloukání zisku. Krátce před havárií byl zamítnut projekt přestěhovat náhradní agregáty podstatně výš. Vedení JE jej odmítlo, protože měl stát 30-40 miliónů USD. Takže vznikly škody za 30-40 miliard USD, a to je ještě hodně nízký odhad. Po havárii Fukušimi se ukázalo, že na západním pobřeží Japonska celá desetiletí úspěšně elektřinu vyrábí JE bez jakékoliv ochrany proti vlnám tsuni!

Boj proti jaderným elektrárnám

Boj proti JE se odvíjí po této linii. Na začátku byla Hirošima a Nagasaki, zkoušky jaderných zbraní ve vzduchu (epidemie rakoviny vedla v Evropě v roce 1962 k mezinárodní smlouvě zakazující zkoušet jaderné zbraně v kosmu, ve vzduchu a pod vodou), jaderné zbrojení, jaderné nehody armád a jejich utajování. Tomu bych rozuměl, byť také rozumím strategii držet se vzájemně v šachu hrozbou oboustranného zničení v případné světové jaderné války.

První větší jaderná havárie se stala ve Velké Británii v roce 1954. Její bilance mně není známa. Druhá se stala na britské JE 2. prosince 1957. Čtyři dny hořelo v grafitové části, na následky unikající radioaktivity zemřelo na 300 lidí. I tuto nehodu se podařilo hlavním aktérům a britským úřadům ututlat. Poté byl dlouho klid.

Protože nehody JE širší veřejnosti nebyly známy, o to více překvapilo referendem, konané v Rakousku 5. listopadu 1978, které těsnou většinou rozhodlo o nezprovoznění právě dokončené JE ve Zwenterdorfu. Rakouští ochránci životního prostředí dali jeho ochraně pořádnou ránu, protože elektřinu nevyrobenou v JE musela nahrazovat elektřiny vyrobená v elektrárnách na fosilní paliva o stejném objemu výroby, nebo také JE u sousedů.

Jinak řečeno, protijaderná hysterie začala dávno před Černobylem, o kterém se prý špatně informovalo. Mám za to, že problém byl spíše ve skutečnosti, že s havárií tohoto typu se tehdy lidstvo setkalo poprvé a že tam všichni dosti tápali. Situaci zhoršil pokus německé JE u Hamburku svůj tehdejší menší únik radioaktivity schovat za černobylskou havárii. Usvědčili ji z podvodu tehdy aktivisté Strany zelených.

Ať už vznikl odpor proti JE jakkoliv stal se významným faktorem zhoršování životního prostředí a zvláště pak vyhrocování klimatické krize. Dělal jsem si výpočet, kolik emisí CO2 Česko a Slovensko vyemitovaly navíc v důsledku velkých zpoždění ve výstavbě JE proti někdejším socialistickým plánům z roku 1985, viz tabulka č. 1.

Stávající JE v ČR svou výrobou elektřiny odvrátily za 29 let (v letech 1990-2018) asi 612 mil. tun CO2, pokud vezmeme v úvahu jako alternativu uhelné elektrárny, v menším rozsahu doplněné zemním plynem. Takový model je v ČR reálný. K tomu musíme připočítat JE odvrácené emise CO2 na Slovensku a odvrácené emise dalších GHG, zejména metanu.

Vyjdu-li z dat tabulky, lze od emisní náročnosti uhelných elektráren společnosti ČEZ odvodit, že blokování výstavby JE způsobilo v letech 1990-2019 v ČR a v SR vyšší emise CO2 asi o 800 mil. tun. Přidám-li předčasné zavření Jaslovských Bohunic I, jde o 869 mil. tun CO2. Jak se na tom podílí polistopadoví obrazoborci, protijaderní ekologové, ekonomičtí liberálové a u předčasného zavření Jaslovských Bohunic i nekompetentní Evropská unie, se můžeme jen dohadovat. Jisté je, že se nikdo z viníků tohoto průšvihu za to domorodcům z korálových ostrovů tonoucích ve stoupající hladině oceánu neomluvil.

Lze namítnout, že by výstavba JE i za socialismu měla zpoždění. V ČSSR měla zpoždění výstavba naší první průmyslové JE Jaslovské Bohunice, ne však JE Dukovany. Ty byly dokončeny včas a kvalitně. Československé ekonomice v roce 1989 rozhodně nehrozil kolaps, jak tvrdí apologeti nového režimu. Ale i když vezmu možné průměrné zpoždění výstavby a zprovoznění nových JE dva roky, činily by zbytečné emise v důsledku ochromení jejich výstavby v ČR a v SR »jen« 701,5 mil. tun emisí CO2. Navíc by nedošlo k předčasnému zavření JE Jaslovské Bohunice 1.

Nejen jádro obětí šílenství

JE Dukovany měla vytápět Brno, ale nevytápí. Projekt výstavby horkovodu do Brna byl v roce 1989 na rýsovacích prknech projektantů, ale obrazoborci vedení některými ekology jej po převratu smetli ze stolu. Že by mělo Brno málo znečištěné ovzduší? Při 6 626 113 tunách emisí CO2 za rok jde v letech 1993-2019 navíc o asi 106 mil. tun.

JE Temelín měla vytápět města České Budějovice, Písek, Strakonice a Tábor. Zpoždění zprovozňování JE Temelína a nerealizace uvedených horkovodů obnáší emisi asi 932 790 tun CO2 za rok. Za 23 let to je asi 21 454 170 tun navíc. Útěchou prý je, že začala výstavba horkovodu s uvedením do provozu koncem roku 2021, ale jen do půlky Českých Budějovic.

Celkem ochromování využívání jaderné energie v ČR obnáší asi 829 mil. t emisí CO2 navíc. Další emise CO2 navíc přináší nevyužívání tepla uhelných kondenzačních elektráren k vytápění, brždění výstavby spaloven odpadu s využitím vzniklého tepla k výrobě elektřiny a k vytápění ad.

Obnovitelné zdroje energie?

Ano i ne. U OZE je třeba zkoumat vícero problémů.

Předně, výroba a spalování tzv. biopaliv v podmínkách pokračujícího hladu ve světě znamená státem a vedením EU podporovanou účast na genocidě chudých národů hladem. Kukuřice je naše nejerozivnější plodina (z třetiny se pěstuje pro bioplyny). Řepka olejka vyžaduje 10-13 chemických postřiků za rok, takže půda je pak mrtvá). Dovoz oleje z palmy olejné, prosazovaný léta EU coby biopalivo, vede k vypalování tropických deštných pralesů v Indonésii aj. a k zásadnímu zhoršování životního prostředí včetně klimatu. To ale nebrání diletantům z Bruselu vnucovat druhým své podivné představy o ekologizaci energetiky.

Energie proudící vody se využívala od pradávna, ale její zadržování pro tento účel znamená ničení vodních poměrů zatopením. Stojí to za to? Není to tak jednoznačné, jak se uvádí.

Větrná elektřina ano, ale větrné elektrárny na srovnatelnou výrobu spotřebují 2x víc cementu a 5x víc oceli než atomové elektrárny. V Británii mají poloviční životnost proti té plánované, o možnosti narušení proudění větru v případě velké koncentrace větrných elektráren na jednom místě nemluvě. Zvažovat se musí také velmi negativní dopad větrných elektráren na elektrorozvodnou síť, pokud mají významné objemy výroby elektřiny. Vyplatí se to? Žádný solidní výpočet jsem neviděl.

Energii Slunce lze využít jednak vhodnou výstavbou budov (bohužel nedostatečně), jednak ve slunečních solárních kolektorech k ohřevu teplé užitkové vody (u nás též nedostatečně), jednak ve fotovoltaických elektrárnách k výrobě elektřiny. Problém je, že tehdejší předseda Strany zelených a ministr životního prostředí Martin Bursík prosadil šílený způsob podpory těchto tehdy v roce 2007 technicky nezralých technologií a vytvořil obří, převážně fotovoltaický tunel v úhrnné výši 400–1000 mld. Kč do kapes spotřebitelů elektřiny a do pokladny státního rozpočtu. Část toho jde na velmi vysoké náklady na tyto elektrárničky, část toho jde na konta tzv. solárních a dalších baronů. Podpora OZE v ČR tak byla těžce zkompromitována. Není přitom vyřešen negativní dopad fotovoltaické elektřiny na elektrorozvodnou síť, stejně jako u fotovoltaiky. Přitom tehdejší boom fotovoltaických elektráren zajišťovaly panely vyráběné v Číně za cenu vysokých emisí extrémně silných GHG, takže v úhrnu došlo k dalšímu zvýšení emisí GHG na Zemi.

K disposici je též energie zemského nitra. Nad možnosti jejího efektivního využití se vznášejí otazníky. Dokud se nenajde asi půl miliardy korun na pokusný dvoj vrt v Litoměřicích, budou se otazníky vznášet dál. Podpora tomuto pokusu se slibuje již deset let, ale skutek utek.

Možnosti využívání energie z obnovitelných zdrojů jsou v jednotlivých státech velmi rozdílné. V ČR jsou nízké, což ale nebrání lobby OZE včele s některými ekology prosazovat další idiotské experimenty na úkor občanů a státní kasy. Že věci škodí, je zřejmé.

Závěr

Efektivní energetická politika ČR musí stát na těchto základech:

  • masivní absolutní úspory paliv a energie při spotřebě, resp. uváděné úspory na jednotku hrubého domácího produktu vypovídají velmi málo,
  • podpora rozvoji těch druhů OZE, které jsou efektivní energeticky, ekologicky a klimaticky, humánně i národohospodářsky,
  • rozvoj JE.

JE by měly být vždy ve veřejném vlastnictví, viz Fukušima. Efektivní rozvoj by byl snadněji prosaditelný v situaci, kdyby ve veřejném vlastnictví byla celá elektrorozvodná síť s výjimkou přípojek a také velké a střední doly na fosilní a jaderná paliva, elektrárny, teplárny a výtopny.

Nedojde-li k rychlému útlumu energetiky uhlí, ropy, zemního plynu a biopaliv, skončí lidstvo hodně zle. Nejspíš se vzájemně pobije v boji o mizející přírodní zdroje v podmínkách sílícího rozvratu klimatu. Bez rychlého rozvoje jaderné energetiky nelze sílící klimatickou katastrofu odvrátit, byť nám odpůrci JE dlouhá léta nalhávají opak. Bankrotující světové konference o ochraně klimatu nás nezachraňují. Nezachrání nás ani nedávná Zelená dohoda pro Evropu, protože byla připravena až neuvěřitelně diletantsky nebo lobbisticky. Někteří si kladou otázku, zda v ní šlo o ochranu klimatu, jak se deklaruje.

Zde je nutno dodat ještě jednu věc: komplexní srovnání efektivnosti výroby elektřiny a tepla ze základních druhů elektráren, tepláren a výtopen není možné, protože nejsou známy jejich celkové externality. Navíc mnohé mají charakter ekonomicky nevyčíslitelný (hrozba zničení lidstva sílící klimatickou krizí, problém vyhořelého jaderného paliva, pokud se ho nepodaří přepracovávat na nové jaderné palivo, následky velké jaderné nehody, následky hladu ve světě ad.). V řadě případů ale chybí i mnohé podklady, které by být mohly.

Boj za ochranu klimatu si také žádá vypracovat tabulku celkové náročnosti získávání elektřiny a tepla jednotlivými typu zařízení na emise GHG. Zřejmě se tak ale nestane, protože výsledky by v řadě případů byly v rozporu se zájmy těch či oněch lobby, které reálně vládnou.

Dočetli jste jeden z našich článků? Nezapomínejte, prosíme, na dobrovolné předplatné, které je příspěvkem k další nezávislosti a na fungování !Argumentu a také investicí do jeho budoucnosti. Více o financování zdola se dozvíte zde.