Jadro rieši NEDOSTATOK pitnej vody.

Jadrové elektrárne nie sú užitočné iba ako dodávateľ elektrickej energie. Prínosom môžu byť pre regióny, kde obyvateľstvo trápi nedostatok pitnej vody. V susedstve veľkých jadrových elektrární začali v poslednom čase mnohé krajiny stavať alebo plánujú stavať odsoľovacie zariadenia. K dizpozícii je tak veľké množstvo energie, či už tepelnej alebo elektrickej, ktorá je nevyhnutná na energeticky veľmi náročný proces odsoľovania morskej vody.

PRELOMOVÝ ROK 1973

V blízkosti kazašského mesta Aktau v susedstve jadrovej elektrárne (JE) postavili odsoľovacie stanice. Patria medzi prvé významné projekty využívania jadrovej energie priamo na priemyselné účely. Časť energie produkovanej rýchlym reaktorom BN-350 pomáhala odsoľovať približne 80 000 m3 vody denne. Takto vyprodukovanú vodu využívala samotná elektráreň, ale zároveň slúžila aj pre potreby blízkych domácností či priemyselných podnikov. Rok 1973, keď reaktor BN-350 uviedli do prevádzky, tak znamenal pre jadrový priemysel hneď dva medzníky. Po prvý raz sa použil jadrový reaktor s priemyselným výkonom na odsoľovanie morskej vody, druhým medzníkom sa stalo sprevádzkovanie prvého priemyselného reaktora na báze rýchlych neutrónov. Bol v prevádzke do roku 1999, keď odsoľovanie morskej vody v tejto oblasti prevzali kogeneračné stanice, spaľujúce zemný plyn a naftu.

INDICKÉ SKÚSENOSTI

Na konci roku 2013 začala svoju prevádzku na juhu Indie JE Kudankulam s reaktormi VVER-1000. Je to tiež jadrová elektráreň s pridruženou odsoľovacou stanicou. Obyvatelia okolitých obcí sa pôvodne obávali, že im budúca elektráreň bude brať vodu, ktorú sami potrebujú. Obavy sa však nenaplnili. Odsoľovacie zariadenie JE Kudankulam je schopné denne spracovať až 7 200 m3 morskej vody, pokrývajúcej celú spotrebu elektrárne, ako aj spotrebu blízkeho mesta. Podobný prípad je ďalšia indická JE Madras. Častejšie sa však vyskytujú elektrárne, ktoré si odsoľujú vodu len pre svoju vlastnú spotrebu, ako je to napríklad v Japonsku, Číne a v Pakistane.

V IRÁNE NA ETAPY

Jadrové elektrárne, ktoré okrem elektriny zásobujú svoje okolie aj pitnou vodou, zažívajú veľký rozvoj v oblasti Blízkeho východu. Väčšina týchto krajín trpí nedostatkom pitnej vody a zároveň rozvíja jadrovú energetiku. Logicky sa teda ponúka možnosť pridružiť k novej jadrovej elektrárni s veľkým výkonom aj odsoľovaciu stanicu. Takáto dvojstavba prináša totiž ďalší bonus v podobe akejsi regulácie prenosovej siete. Odsoľovanie totiž môže prebiehať v noci, keď sa výkon elektrárne nedá inak využiť. Asi najvýraznejším príkladom je JE Búšehr v Iráne, ktorú v roku 1975 začala stavať nemecká spoločnosť. V pôvodnom projekte sa počítalo s výstavbou veľkých odsoľovacích staníc (celkovo mali byť schopné odsoliť 200 000 m3 morskej vody denne) na zásobovanie obyvateľstva a priemyslu pitnou vodou. Kvôli islamskej revolúcii sa výstavba v roku 1979 zastavila a trvalo 16 rokov, kým sa k projektu iránska vláda opäť vrátila. Od roku 1995 pracovala ruská spoločnosť Atomstrojexport na úprave projektu. Nanovo sa použil moderný reaktor typu VVER-1000 a bezpečnostné systémy sa uviedli na súčasnú úroveň bezpečnostných štandardov. Vzhľadom na seizmicky aktívnu oblasť ich ešte posilnili. Iránska vláda však znížila svoje požiadavky týkajúce sa odsoľovacieho zariadenia, a tak vznikla len zmenšená verzia (5 000 m3 denne), pokrývajúca spotrebu elektrárne a priľahlých obcí. V súčasnosti prebieha jej rozširovanie, takže by sa mala dosiahnuť dvojnásobná denná produkcia pitnej a technickej vody.

ENERGETICKÝ PROJEKT ROKA

Keď americké odborné časopisy Power Engineering a Renewable Energy World vyberali jadrový energetický projekt roku 2014, na prvé miesto umiestnili práve JE Búšehr a na druhé miesto JE Kudankulam. V oboch prípadoch ich zaujali moderné technológie uplatnené v projekte, priaznivý vplyv na okolité obce (aj vďaka vlastnej produkcii vody), účinnosť výroby elektriny a mimoriadnosť projektu v porovnaní s podobnými projektmi. Projekt JE Búšehr je unikátny aj skĺbením pôvodných zariadení zo 70. rokov s moderným reaktorom VVER-1000 a ďalšími zariadeniami súčasnej produkcie. V tejto lokalite sa nachádza ešte druhý rozostavaný blok, no zatiaľ sa nepočíta s jeho dokončením. Iránska vláda chce ísť cestou stavby nových blokov v susedstve bloku Búšehr-1. Rozhodla sa opäť pre reaktory VVER-1000 a chce vybudovať dve veľké odsoľovacie stanice, ktoré spoločne denne vyprodukujú až 200 000 m3 pitnej vody.

NOVÉ MOŽNOSTI

Ďalšou cestou môžu byť plávajúce jadrové elektrárne. Rosatom plánuje v budúcom roku vybudovať na Čukotke plávajúcu elektráreň Akademik Lomonosov. Plavidlo s dvoma tlakovodnými reaktormi by malo nahradiť dosluhujúcu Bilibinskú jadrovú elektráreň a zásobovať túto ďalekovýchodnú oblasť elektrinou, pitnou vodou a teplom. V súčasnosti sa vďaka svojej univerzálnosti používajú postupy, počas ktorých sa energia paliva premieňa na tepelnú, tá následne na elektrickú, a až pomocou tejto elektriny sa odsoľuje morská voda. Budúcnosť však patrí technológiám využívajúcim odpadové teplo, lebo vynechávajú málo účinnú premenu tepelnej energie na elektrickú. S týmito technológiami sa budeme zrejme stretávať čoraz častejšie, čo potvrdzuje aj štúdia Medzinárodnej agentúry pre atómovú energiu (MAAE), ktorá vyšla v januári tohto roku.

TECHNOLÓGIE ODSOĽOVANIA

Najpoužívanejším spôsobom odsoľovania vody je reverzná osmóza. Ak vezmeme dve nádoby spojené membránou, ktorá neprepúšťa soli, a naplníme ich vodou s rôznymi koncentráciami soli, molekuly vody samovoľne prenikajú do slanšieho prostredia a riedia ho. Reverzná osmóza znamená, že pomocou elektrických čerpadiel sa voda pretláča cez membránu a tá zachytáva rozpustené soli. Ide o technológiu, ktorá počas uplynulých 15 rokov zaujala dominantnú pozíciu medzi ostatnými metódami – 63 % morskej vody sa odsoľuje práve pomocou nej. Ostatné používané technológie možno súhrnne nazvať tepelnými. Voda sa privedie do varu, schladí, vyzráža sa a odvádza sa čistý kondenzát. V dôsledku tepelnej náročnosti prebieha tento proces v niekoľkých stupňoch. Napríklad metóda multi stage flash (MSF) znamená prudké vyparovanie ohriatej morskej vody, ktorá sa privedie do komory s nízkym tlakom vzduchu. Zostávajúca voda putuje do ďalšej komory s ešte nižším tlakom, takže bude opäť prudko vrieť. Takto prejde bez dodatočného ohrievania až 40 komorami, čo rapídne znižuje tepelnú náročnosť celého procesu. Metódou MSF sa vyrába 23 % odsolenej morskej vody. Podobnou metódou je multi effect distillation (MED). Horúca para privádza vodu v prvej komore do varu a vznikajúca para sa odvádza do ďalšieho stupňa, kde ohrieva ďalšiu vodu. Takto sa zreťazuje niekoľko desiatok komôr, a tak sa opäť znižuje tepelná aj finančná náročnosť. Tepelné metódy sú vhodné na kombináciu s jadrovými elektrárňami, keď využívajú odpadové teplo v podobe nízkotlakovej pary. Toto teplo sa odoberá napríklad z kondenzátora, ktorý ochladzuje vodu sekundárneho okruhu pred vstupom do parogenerátora. Príkladom je už spomínaná indická JE Madras, kde táto technológia znižuje výsledný elektrický výkon o 4 MW (na 205 MWe jedného bloku), ale produkuje denne vyše 4 000 m3 pitnej vody.