VUJE , Inc., Okružná 5, 918 64 Trnava, Slovakia

ALLEGROALLEGROrýchla udržateľnosť energetikyrýchla udržateľnosť energetiky

Noc výskumníkov 2011Bratislava23.9.2011

VUJE , Inc., Okružná 5, SK 918 64 Trnava, Slovakia

Obsah

Problémy jadrovej energetiky

Budúcnosť v uzavretom palivovom cykle

Hrozby energetickej krízy

Vysokoteplotné smerovanie energetiky

Reaktor GFR – jedinečné spojenie technológií

ALLEGRO – demonštračný reaktor pre GFR

VUJE , Inc., Okružná 5, 918 64 Trnava, Slovakia

Úroveňrizika

1 2

3 4

Doba návratnosti investície

Problémy jadrovej energetiky

Súčasné jadrové elektrárne prevádzka v tzv. „otvorenom palivovom cykle“:

o intenzívna produkcia vyhoreného paliva s nutnosťou skladovania po dobu cca tisíc rokov

o rýchle spotrebúvanie prírodného uránu – pri súčasnej spotrebe zásoby na cca 150 rokov

Problémy jadrovej energetiky

a obohatenie

Budúcnosť v uzavretom palivovom cykle

Uzatvoriť palivový cyklus umožnia rýchle reaktory:

zásadná redukcia množstva a nebezpečnosti vysokoaktívnych odpadov skrátenie nutnej doby ich skladovania na cca 300 rokov zabezpečenie 50-násobne vyššieho využitia prírodného uránu zásadná redukcia spotreby prírodného uránu, ktorý vystačí najmenej na tisíc rokovvyužitie vyhorené paliva z existujúcich reaktorov ako suroviny na výrobu nového paliva

Budúcnosť v uzavretom palivovom cykle

Príčiny rastu spotreby:o rast populácie, vysoká životná úroveňo vysoká energetická náročnosť rozvíjajúceho sa hospodárstva

Ohrozenie dodávok:o rastúce ceny energie na svetových trhocho zmena klímy a jej dôsledkyo ozbrojené konflikty

Hrozby energetickej krízy

Energetický mixSR 2007 EÚ 27 2007Hrozby energetickej krízy

klasické zdroje 71% klasické zdroje 79%

Jadrové elektrárne s reaktorami VVER-440: • vyrobené teplo bez technologického využitia• účinnosť výroby elektriny cca 33%

Produkcia elektriny vo svete podľa regiónovzelená – OECD, modrá – mimo OECD

tisíce TWh

Hrozby energetickej krízy

Zásobovanie elektrinou v Európe ohrozené:

• uzatvorenie 7 jadrových energoblokov v Nemecku

• zvýšenie ceny na burze

• zvýšenie nákladnej výroby v plynových a uholných elektrárňach

Efekty investícií na inštalovaný výkon a výrobuna Slovensku

Hrozby energetickej krízy

Mimoriadne spoľahlivá výroba elektriny v atómových elektrárňach:• diverzifikácia dodávok paliva• bezproblémové vytvorenie niekoľkoročných zásob paliva na malom priestore

Zdroje energie na Zemi:

Zásoby: 70 rokov

ZEMNÝ PLYN

Zásoby: 120 rokov

UHLIE

ROPA

Zásoby: 30 rokov(ohrozenie dopravy)

Hrozby energetickej krízy

Hrozí nedostatok: • elektriny• paliva pre dopravné prostriedky• tepla pre energeticky náročné

technológie

VUJE , Inc., Okružná 5, 918 64 Trnava, Slovakia

Nepriamy kombinovaný cyklus s plynovou a parnou turbínou, účinnosť výroby elektriny 48 %

GFR

Výroba vodíka - princíp síro-jódového cyklu na(účinnosť cca 60 %, klasická elektrolýza – účinnosť cca 25 %)

GFR

Potenciál vysokoteplotného hélia:

Elektrina

Teplo pre energeticky náročné technológie:• výroba ocele• splyňovanie uhlia• chemické výroby (etylen, styren, ...)• nové technológie

Palivá pre dopravu

Vysokoteplotné smerovanie energetiky

VUJE , Inc., Okružná 5, 918 64 Trnava, Slovakia

Reaktor GFR – jedinečné spojenie technológií

Energetický plynom chladený rýchly reaktor(Gas Coole Fast Reactor - GFR)

tepelný výkon 2400 MWth

vysoká výkonová hustota 100 MW/m3

rýchle spektrum neutrónov (uzatvorenie palivového cyklu)

chladenie héliom – tlak 7 MPa

– výstupná teplota ~ 850 °C (vysokoteplotné technológie)

vysokej teplote odolné karbidové palivo s pokrytím z karbidu kremíka (SiC)

špecifické systémy na odvod zvyškového tepla (Decay Heat Removal – DHR)

tri nezávislé DHR slučky

ochranná obálka pre hélium v betónovej obálke

VUJE , Inc., Okružná 5, 918 64 Trnava, Slovakia

Reaktor GFR – jedinečné spojenie technológií

VUJE , Inc., Okružná 5, 918 64 Trnava, Slovakia doštičky Karbidické palivo prútiky

Ochranná obálka:tri slučky na odvod zvyškového tepla (modré)nádoba reaktora (fialové)tri primárne slučky (biele)pohotovostná slučka (žlté)

ALLEGRO – demonštračný reaktor pre GFR

Riešenie ostávajúcich technologických problémov:

odvod zvyškového tepla po náhlom odstavení reaktora so stratou tlaku

palivo, odolávajúce vysokej teplote v toku rýchlych neutrónov

VUJE , Inc., Okružná 5, 918 64 Trnava, Slovakia

Projekt ALLEGROspoločný návrh

troch stredoeurópskych výskumných organizácií:

VUJE, a.s. Trnava – Slovensko

UJV Řež – Česká Republika

KFKI – ústav akadémie vied - Maďarsko

ALLEGRO – demonštračný reaktor pre GFR

VUJE , Inc., Okružná 5, 918 64 Trnava, Slovakia

Pozitíva účasti Slovenska na projektu ALLEGRO:

rozsiahle využitie vedeckých a vývojových kapacít

využitie strojárenských kapacít

opakovaná výroba komponentov

patentové riešenia, priemyselné vzory, ...

pritiahnutie mladých ľudí do jadrovej energetiky

ALLEGRO – demonštračný reaktor pre GFR