Po skromném počátku, kdy řeka Rhôna pramení jako ledovcová stružka ve švýcarských Alpách, se rychle mění v jeden z nejdůležitějších vodních toků na světě. Vine se jižní Francií směrem ke Středozemnímu moři a její voda je nasávána potrubím jako chladicí kapalina jaderných reaktorů. Od 70. let minulého století pomáhá řeka a její přítoky vyrábět asi čtvrtinu francouzské atomové energie.
V posledních týdnech tomu tak ale není. Uprostřed šířící se vlny veder, která zabila stovky lidí a vyvolala intenzivní požáry, a v kombinaci s již tak nízkým stavem v důsledku sucha voda v Rhôně zteplala. Chlazení reaktorů tak není možné, aniž by se vypouštěla voda tak teplá, že by zahubila vodní život, uvádí magazín Wired.
Jaderné elektrárny teď potřebujeme
Před několika týdny proto energetická společnost Électricité de France (EDF) začala vypínat některé reaktory podél Rhôny a druhé velké řeky na jihu, Garonny. To je dnes již známý příběh – k podobným odstávkám kvůli suchu a horku došlo i v letech 2018 a 2019. Letošní letní odstávky spolu s poruchami a údržbou dalších reaktorů přispěly ke snížení výroby jaderné energie ve Francii o téměř 50 %.
Ze všech nízkouhlíkových zdrojů energie, které jsou nezbytné v boji proti klimatickým změnám, je jaderná energie považována za nejméně ovlivnitelnou. Je to posila, která je povolávána, když počasí nepřeje jiným bezuhlíkovým zdrojům energie, jako je vítr a slunce. Jaderný průmysl však čelí svým vlastním klimatickým rizikům.
Problémy s vodou – tedy že je jí příliš mnoho, nebo příliš málo – jsou nejčastěji spojovány s vodními elektrárnami, jež mají potíže s udržením výkonu ve vysychajících místech, jako je americký západ. Ale jak říká švédský historik Per Högselius, většina současného jaderného inženýrství není o štěpení atomů, ale o zvládání problémů s vodou.
Jaderní technici o svém řemesle mluví jako o velmi komplikovaném způsobu vaření vody, při němž vzniká pára, která roztáčí turbíny. K udržení reaktoru v chladu je jí však obvykle zapotřebí mnohem více. Proto se tolik zařízení nachází u moře a podél velkých řek, jako je Rhôna.
Problémem je oteplování řek
Teplejší řeky ovlivňují i řadu dalších průmyslových odvětví, včetně velkých továren a elektráren na uhlí a plyn. Jaderné elektrárny jsou však jedinečné díky své obrovské kapacitě a ústřední roli, kterou hrají při udržování energetických sítí v provozu v místech, jako je Francie.
Oteplování a zmenšování řek přitom nejsou jediné klimatické problémy, kterým elektrárny čelí. Na pobřeží znamená kombinace zvyšování hladiny moří a častějších a intenzivnějších bouří zvýšené riziko záplav. Vědci upozorňují i na další neobvyklé problémy, jako je častější kvetení řas a exploze populací medúz, které mohou ucpat vodovodní potrubí.
Jaderné elektrárny jsou stavěné s plánovanou životností na půl století i více. Mnohé z nich byly postaveny v 70. a 80. letech minulého století – dlouho předtím, než regulační orgány začaly uvažovat o tom, že zohlední hrozby související s klimatem, se kterými se nakonec setkají, vysvětluje výzkumná pracovnice z univerzity v Leedsu Natalie Kopytko.
Kopytko se zabývala regulačními rámci jaderných elektráren a hledala v nich klimatické aspekty. „Neviděla jsem vůbec nic o změně klimatu, což bylo docela děsivé,“ říká. Tam, kde bylo klima alespoň nějakým způsobem zohledněno, plány předpokládaly, že současný vývoj vydrží i do budoucna.
Zlý sen: zaplavené elektrárny
Některé z aktuálních obav ohledně změny klimatu souvisejí s bezpečností. Po katastrofě v japonské Fukušimě, kterou v roce 2011 způsobilo zemětřesení a tsunami v Tohoku, začala americká Komise pro jadernou regulaci (NRC) připravovat nová pravidla, která mají stávající elektrárny posílit proti klimatickým hrozbám, jako jsou bouře a zvyšování hladiny moří.
V rámci tohoto procesu byly identifikovány desítky zařízení, která by mohla mít za extrémních podmínek problémy se zaplavením. V roce 2019 však byly tyto plány z velké části zmařeny republikány, kteří tvrdili, že náklady jsou příliš vysoké na to, aby je jaderný průmysl aplikoval pro tak málo pravděpodobné události.
Jaderný průmysl a ekologické skupiny se neshodnou na tom, zda stávající předpisy odpovídají nejnovějším vědeckým poznatkům, zejména pokud jde o zvyšování hladiny moří. „Na straně bezpečnosti jaderných elektráren je velká rezerva,“ říká vedoucí jaderný pracovník americké průmyslové skupiny Nuclear Energy Institute Doug True.
Dodává, že energetické firmy pravidelně aktualizují své modely klimatických rizik a již přijaly rozsáhlá opatření na ochranu zařízení před extrémním počasím.
Prodlužování životnosti jaderných elektráren
O těchto klimatických hrozbách se však opět začíná otevřeněji hovořit, protože regulační orgány v Evropě a USA zvažují prodloužení životnosti jaderných elektráren. V roce 2019 začal úřad NRC schvalovat dvacetiletá prodloužení u některých reaktorů – například elektrárny Turkey Point na jižní Floridě.
Ekologické skupiny intervenovaly za zastavení tohoto plánu s argumentem, že kombinace intenzivnějších hurikánů a zvyšování hladiny moří ohrozí nízko položenou elektrárnu způsobem, jež regulační orgány dostatečně nezvážily. Následkem toho v únoru NRC zrušila prodloužení pro Turkey Point a další elektrárny, dokud nebude provedeno rozsáhlejší přezkoumání vlivu na životní prostředí.
Většina omezení výroby je zatím způsobena oteplováním vod – nejen na Rhôně a Garonně, ale i v místech, jako je řeka Tennessee v USA, a v pobřežních mořích, u kterých je umístěno mnoho dalších elektráren.
V posledních letech byly jaderné elektrárny v severní Evropě nuceny zastavit provoz nebo snížit výrobu, protože mořská voda byla příliš teplá na to, aby bezpečně ochladila jádra reaktorů. V minulém desetiletí došlo v elektrárně Millstone v Connecticutu v horkých letních dnech k řadě odstávek, dokud regulační orgány nezvýšily limit teploty chladicí vody o 5 stupňů.
Horká léta jsou problém
Vzhledem k tomu, že intenzivní vlny veder a výpadky způsobené bouřkami jsou v současnosti relativně vzácné, mají zatím klimatické problémy na výrobu elektrické energie celkově malý dopad. Například u EDF ovlivňují v průměru méně než 1 % roční výroby. S rostoucími teplotami však dopady rostou.
V analýze zveřejněné v časopise Nature Energy loni v létě zjistil jeden ze stanfordských výzkumníků, že v roce 2010 došlo k osminásobnému počtu výpadků souvisejících s vedrem ve srovnání s 90. lety. Ve studii o dopadu oteplování na chladicí systémy jaderných elektráren z roku 2011 vědci z EDF předpokládali, že teplota Rhôny se do roku 2050 zvýší o 3 stupně Celsia, což by znamenalo větší riziko odstávek během vln veder.
Tyto problémy mohou nastat v kritických obdobích, jako jsou letní vlny veder, kdy je zvýšená poptávka po energii. Ve Francii, kde jaderná energie běžně pokrývá 80 procent potřeb země, přicházejí současné odstávky v obzvlášť nevhodnou dobu.
Přizpůsobení stávajících elektráren může být obtížné, protože postavená zařízení není možné přesunout a generální opravy jsou nákladné. Je možné předělat potrubí tak, aby sahalo do větší hloubky a chladnější vody, nebo přidat novější systémy výměny tepla, které snižují spotřebu vody, jak to udělalo mnoho francouzských závodů po rekordních vedrech v zemi v roce 2003. Podle Thibaulta Lacondeho jsou však náklady obvykle vysoké a zvýšení účinnosti malé.
Nadějí jsou malé reaktory
Jednodušší je výstavba od nuly. „Klíčovou otázkou je, když začneme stavět nové elektrárny, jak můžeme zohlednit dopady změny klimatu po celou dobu jejich životnosti do roku 2080 nebo 2100,“ říká Laconde s tím, že nová generace francouzských reaktorů se staví převážně na pobřeží.
Dodává, že jaderná energetika funguje dobře i v teplejších klimatických oblastech, jako je Španělsko nebo Spojené arabské emiráty, protože tyto elektrárny byly postaveny tak, aby takové podmínky vydržely. „Věřím, že je možné se přizpůsobit,“ říká Laconde.
Jediné pouštní jaderné zařízení v USA – elektrárna Palo Verde v Arizoně – využívá komunální odpadní vody, nicméně i tak se potýká s rostoucími náklady, protože o omezené zásoby soupeří více průmyslových odvětví. Doug True z NEI vkládá větší naděje do nové generace menších jaderných reaktorů, z nichž některé používají roztavené soli nebo chlazení vzduchem a jsou méně závislé na dostupnosti vody.
Ve Francii zatím regulační orgány očekávají dlouhé léto. Zatímco horko může pominout, nízká hladina vody může přetrvávat, což může vést k výpadkům trvajícím týdny nebo měsíce. Společnost EDF nedávno novinářům sdělila, že v nadcházejících měsících očekává další omezení, protože hladina vody stále klesá – a země tak doufá v úlevu v podobě studených a vydatných dešťů.