Dojde nám uran?

Mnozí odpůrci jaderné energetiky tvrdí, že se jedná o neperspektivní technologii, protože s uranem jsme na tom úplně stejně jako s fosilními palivy. Což znamená, že světové zásoby uranu budou dříve nebo později vyčerpány.

Tato diskuze je obvykle vedena s nevyřčeným podtextem, proč vlastně rozvíjet a podporovat technologii, která je některými našimi spoluobčany považována za rizikovou a navíc v následujících desetiletích samovolně zanikne z důvodu fatálního nedostatku paliva? Samozřejmě na rozdíl od obnovitelných zdrojů energie, které už z principu nemohou být vyčerpány nikdy. A následuje méně či více zřejmá propagace konkrétních obnovitelných zdrojů, většinou větrné a solární energie.

Ačkoliv mnoho lidí z oboru nyní nevěřícně kroutí hlavou, je hypotéza o možném vyčerpání ložisek uranu dosti rozšířena. Zvláště v určitých kruzích, řekněme environmentálně orientovaných. 

Tak bude dost uranu nebo nebude? Co se vlastně stane se světovými zásobami, jestliže skutečně dojde k ohlašované renesanci jaderné energetiky a tím i výraznému navýšení počtu provozovaných jaderných elektráren ve světě? Na nejjednodušší otázky se obvykle hledá odpověď velmi obtížně, navíc chceme-li diskutovat v globálním měřítku. 

Vláda České republiky nedávno uveřejnila na svých internetových stránkách pracovní verzi zprávy Nezávislé odborné komise pro posouzení energetických potřeb České republiky v dlouhodobém časovém horizontu – tzv. „Pačesovy komise“. Takže nám stačí pouze nahlédnout do zmiňované zprávy a přečíst si, co si o světových zásobách uranu nastudovali autoři zprávy. Pokud někomu ze čtenářů nebude postačovat můj zjednodušený a zkrácený komentář, může si v uvedeném dokumentu pročíst kapitoly, na které upozorním v následujícím textu. Začít může s kapitolou 10.3 „Zásoby uranu a thoria“.

Zpracovatel kapitoly vycházel především z materiálu OECD „Uranium 2005: Resources, Production and Demand in Perspective“. Podle těchto podkladů činí dnešní odhadované světové těžitelné zásoby přírodního uranu přibližně 15 milionů tun. Aktuální světová roční spotřeba uranu činí 65 000 tun, takže tyto zásoby by teoreticky vystačily více než na 200 let. To však samozřejmě platí pro stávající počet jaderných elektráren. 

Současný instalovaný výkon všech jaderných elektráren na světě činí cca 370 GWe. Pokud předpokládáme navýšení instalovaného výkonu jaderných elektráren na 500 GWe do roku 2025, vzroste roční spotřeba uranu na 90 000 tun. Předpokládáme-li další eskalaci jaderné energetiky po roce 2025 a následné zvýšení výkonu jaderných elektráren až na 1300 GWe v roce 2050, tak při předpokládané roční spotřebě 150 tun na GWe a rok by byly odhadované zásoby uranu (tj. 15 milionů tun) kompletně „vyhrazeny“ pro životnost v té době již vybudovaných reaktorů, přičemž ta je předpokládána na 80 let. 

Tady někde možná můžeme nalézt prapůvod velmi zjednodušeného tvrzení o tom, že „dojde uran“. Avšak v těchto výpočtech nejsou zahrnuty fosfátové rudy, v kterých se nachází dalších více než 20 milionů tun uranu a rovněž zásoby thoria, takže máme minimálně několik dalších desetiletí k dobru.

Kardinální otázkou ale je, jestli směřujeme svoje úvahy správným směrem. V podstatě nemá příliš smysl přít se zde o desítky milionů tun uranu. Proč? Protože jaderný průmysl reálně předpokládá, že okolo roku 2040 dojde k zprovoznění nové technologie – tzv. rychlých reaktorů IV. generace s tzv. „uzavřeným palivovým cyklem“. 

Co znamenají pojmy otevřený a uzavřený palivový cyklus? Jednoduše řečeno, otevřený cyklus je stav, kterého jsme svědky v jaderné energetice v současné době. Vyhořelé palivo z lehkovodních reaktorů končí v meziskladech a výhledově by mělo skončit ve speciálních hlubinných úložištích jako radioaktivní odpad, aby radioaktivní látky byly dostatečně dlouho a bezpečně izolovány od životního prostředí.

V uzavřeném palivovém cyklu je vyhořelé palivo z lehkovodních reaktorů využíváno jako energetický zdroj pro provoz rychlých reaktorů. Zjednodušeně řečeno rychlé reaktory využívají „odpad“ z lehkovodních reaktorů, čímž palivo „recyklují“, znovu vrací do palivového cyklu. Nebo-li tímto vlastně uzavírají uranový palivový cyklus. Podmínkou je samozřejmě odpovídající přepracování vyhořelého paliva z lehkovodních reaktorů. Pro zvídané čtenáře s požadavky na vyšší „informační výživnost“ textu mohu opět doporučit text zprávy, konkrétně kapitolu 10.2.3 „Jaderný palivový cyklus“.

Z hlediska zásob uranu zvyšují rychlé reaktory až 100x množství využitelné energie z jaderného paliva, takže de facto v budoucnu otevřou jaderné energetice dveře k dalším zásobám uranu s velmi vysokými ekonomickými náklady na těžbu, pokud skutečně bude nutné z těchto zdrojů uran těžit. Tato technologie rovněž přinese výrazné snížení radiotoxicity odpadů, což v reálu zase znamená zkrácení nutné doby jejich izolace od životního prostředí (udává se až o několik řádů) a rovněž významné zvýšení kapacity hlubinného úložiště. 

Ačkoliv publikovaná pracovní verze zprávy Pačesovy komise je jako taková určena k oponentuře, text kapitoly o jaderné energetice byl oponován už ve fázi jejího zpracování, a to dokonce čtyřmi oponenty. O důvodech se mohu pouze domýšlet a nechci zde spekulovat. Co tedy o otázkách zásob uranu soudí oponenti resp. oponent? Jeho stanoviska jsou sumarizována v kapitole 10.12.2 „Příloha 2 - Zásoby uranu a kapacity přední části palivového cyklu“.

Oponent rozhodně není příznivcem jaderné energetiky. Přesto však objektivně vycházel z nejnovějších dat za rok 2007 (tzv. „Red Book“ International Atomic Energy Agency), v kterých jsou uvedeny hodnoty zásob uranu dokonce ještě vyšší, než byly původně uváděny zpracovatelem zprávy: tj. 21,5 milionů tun uranu v „konvenčních“ zásobách (podle údajů zpracovatele kapitoly 15) a 96 milionů tun ve fosfátových rudách (zpracovatel uvedl 20). V podkladech je rovněž specifikováno předpokládané dostupné množství uranu v mořské vodě: 4 000 000 000 tun! Je zřejmé, že nemá příliš smysl vést diskuzi o tom, zda budou či nebudou k dispozici dostatečné zásoby uranu, ale za jakých ekonomických a environmentálních podmínek jej bude rozumné těžit z různých dostupných zdrojů.

Využití zásob uranu bylo posuzováno na základě scénářů maximálního možného nasazení jaderných elektráren ve světě vycházejících z dokumentů International Energy Agency:

Scénář A: podíl ve výši 25% na výrobě elektřiny ve světě v roce 2050.
Scénář B: podíl ve výši 16% na výrobě elektřiny ve světě v roce 2050.

Bylo konstatováno, že v případě alokace přírodního uranu na celou dobu životnosti elektráren by byly vyčerpány konvenční zásoby už v roce 2050 (A) resp. 2080 (B). Při zohlednění pouze skutečné potřeby uranu, tj. s uvažováním scénáře přechodu na rychlé reaktory, v roce 2070 (A) resp. 2095 (B). Opět upozorňuji, jedná se pouze o část zásob uranu bez fosfátových rud, v kterých se podle podkladů oponenta nachází zhruba čtyř až pětinásobné množství uranu oproti konvenčním zdrojům. A samozřejmě rovněž bez oněch zmiňovaných čtyř miliard tun uranu v mořské vodě.

Z prezentovaných dat je jasně patrné, že srovnávat zásoby uranu se zásobami fosilních paliv, především však ropy a zemního plynu, není naprosto na místě. Není a nikdy nebude otázkou, jestli bude možné těžit dostatečné množství uranu, nýbrž kde těžit, za kolik a s jakými případnými dopady na životní prostředí. Totéž samozřejmě platí i pro potenciálně vytěžitelné zásoby přírodního uranu v ČR, jejichž výše je ve zprávě odhadována na 50 000 tun. 

Takže závěrem. Jaderná energetika bude mít zcela nepochybně problémy s uranem. Budou však spíše souviset s dostatečnými technologickými kapacitami pro jeho těžbu a úpravu a dále se zpracováním resp. přepracováním jaderného paliva. Nikoliv však s možným „předčasným“ vyčerpáním světových zásob uranu jako energetické suroviny, což dosti reálně hrozí u fosilních paliv.

Psáno pro blog.iDNES.

Petr Nejedlý