Co nás stojí a bude stát uran?

Svět jako by stál před další renesancí jaderné energetiky. Jak jsou tyto plány reálné? Jaké jsou následné náklady na dnes nejrozšířenější způsob těžby - podzemní loužení? Co srovnání s obnovitelnou energetikou?

Na COP28 byl oznámen úmysl ztrojnásobení světové jaderné výrobní kapacity. K letošnímu roku se k tomuto záměru přihlásilo 25 zemí, z toho sedm, které zatím žádnou jadernou elektrárnu nemá. Jedná se o následující země: Arménie, Bulharsko, Kanada, Chorvatsko, Česká republika, Finsko, Francie, Ghana, Maďarsko, Jamajka, Japonsko, Korejská republika, Moldavsko, Mongolsko, Maroko, Nizozemsko, Polsko, Rumunsko, Slovensko, Slovinsko, Švédsko, Ukrajina, Spojené arabské emiráty, Spojené království a Spojené státy. Podle WNA představuje současná instalovaná kapacita uvedených zemi celkem 279 GW, ztrojnásobení kapacity by tedy vedlo k nárůstu o 558 GW. Současná instalovaná kapacita v roce 2024 byla 396 GW.

Reaktor o velikosti 1 GW spotřebuje za rok provozu 27 tun palivových článků. Celková spotřeba by tedy byla (za předpokladu zachování stávajícího počtu reaktorů v chodu – tento předpoklad může být splněn díky výstavbě v zemích, které zvýšení počtu slíbily, ale žádné reaktory dosud nemají a v zemích, které nebyly v seznamu uvedeny) 954 GW * 27 = 25,7 kt reaktorového uranu. Pro obohacení vychází při průměrném obohacení na 4 % 8,7krát více přírodního uranu. Celková roční spotřeba by tedy činila 25,7 * 8,7 = 197,9 kt přírodního uranu.

Prognózy těžby a realita

Předpověď těžby uranu pro léta 2025, resp. 2030 v kilotunách za rok, na podle modelu v práci Ugo Bardiho a je odstupňována podle rostoucí (+1 % ročně) nebo klesající (-1 % ročně) spotřeby uranu 79, resp. 83 na 54±5, resp. 41±5; podle scénáře WNA (World Nuclear Association) 85, resp. 70; EWG (Energy Watch Group) předpovídá pro uvedená léta 70-88 resp. 65-84. Podle velkorysejší předpovědi z Red Book Mezinárodní asociace pro jadernou energii (IAEA) bude pro uvedené roky 2025, resp. 2030 těžba ve velikosti 80-129, resp. 75-119, vše v kilotunách za rok. Zřetelná je klesající tendence. V letošním roce se podle předpokladu na světě vytěží 60,3 kt uranu, vesměs tedy méně, než činily starší předpovědi.

Vytěžený uran nepokrývá současnou spotřebu a nedostatek mezi poptávkou a produkcí byl (a stále je) pokrýván sekundárními zdroji, jako je obohaceným uranem (20–85 % U235) z demontáže jaderných hlavic, opětovné obohacení ochuzeného uranu a přepracování vyhořelého paliva (NEA, 2010). Nedostatek se začal projevovat od 90.let minulého století a podle WEO scénáře by měl při pomalém nárůstu spotřeby uranu trvat až do této doby, kdy se přejde na méně výnosné rudy.

Uran se v současnosti těží především loužením, (in-situ leaching – ISL 58,3 %), povrchovou těžbou (open pit mining 18,7 %), a podzemní těžbu (16,1 %).

Loužení uranu

Loužení se pokládá za ekologicky výhodnou metodu, protože eliminuje mnohá negativa klasické důlní těžby: manipulace s velkými objemy horniny, prašnost při těžbě, dopravě a mletí rudy. Problémy ale nastávají, když se těžba loužením zastaví. Taková je nyní skutečná situace v případě in-situ vyluhovací lokality Stráž pod Ralskem v severních Čechách. Zde bylo v průběhu více než 25 let vstřikováno do podzemí na ploše 5,7 km² 4 miliony tun kyseliny sírové k výrobě uranu. Chemická těžba přešla definitivně v roce 1996 z těžebního do sanačně-likvidačního režimu.

V zóně loužení, asi 200 m pod zemí se v důsledku injektáže kyseliny nachází 28,7 milionů m³ vysoce kontaminované kapaliny obsahující 80 g/l celkových rozpuštěných pevných látek. 11 kontaminantů se nachází v koncentracích více než na 100násobku normy pro pitnou vodu, s nejvyšším překročením 30 000násobku normy pro pitnou vodu pro hliník. Většina celkové zátěže kontaminanty je způsobena sírany v množství 65 g/l, což je 260násobné překročení normy pro pitnou vodu.

Znečištěná kapalina z vyluhovací zóny navíc kontaminovala dalších 235 milionů m³ podzemních vod na ploše 28 km². Kromě toho se kyselina dostala podél vadných vrtů do další vodonosné vrstvy umístěné nad zónou vyluhování. Tato vodonosná vrstva se používá pro zásobování pitnou vodou. Zde bylo kontaminováno 76 milionů m³. Na jihozápadě podzemních vod dosáhla druhého pásma ochrany podzemních vod zásobování pitnou vodou města Mimoně. Jihovýchodním směrem je kontaminovaná podzemní voda stále ve vzdálenosti 1,2 - 1,5 km od druhého pásma ochrany podzemních vod studní pitné vody Dolánky, které dodávají 200 l/s pro město Liberec

Odstranění škod po těžbě a zpracování uranu v ČR již stálo kroku 2022 více než 51 miliard korun [2,22 miliardy USD]. Zároveň rozhodla o uvolnění dalších miliard potřebných na sanaci následků chemické těžby uranu v oblasti Stráž pod Ralskem, která si dosud vyžádala přes 34 miliard korun [1,48 miliardy USD]. Odhadovaná celková potřeba finančních prostředků pro příští pětileté období 2023–2027 se v této oblasti odhaduje na více než 8 miliard korun [350 milionů USD].

Podle aktuálních plánů by sanace měly podle ředitele Diama skončit v roce 2042, ale už v tuto chvíli je jisté, že se horizont ještě prodlouží. Odstraňování následků hornické činnosti bude pokračovat podle současných plánů do konce roku 2042 a stát za ně zaplatí dalších minimálně 45 miliard korun [1,74 miliardy USD]. Z této částky bude téměř 27 miliard USD [1 miliarda USD] zapotřebí na likvidaci těžby uranu ve Stráži pod Ralskem. Celková částka však bude pravděpodobně ještě vyšší. Plán likvidace neobsahoval náklady spojené s čištěním a čerpáním důlních vod a následným monitoringem lokalit, jak uvedla zpráva Nejvyššího kontrolního úřadu.

Náklady na vyřazení z provozu se blíží současné ceně vyrobeného uranu

Čištění českých uranových dolů zatím stálo vládu od roku 1989 21 miliard Kč (778 milionů USD) a do roku 2040 by se očekávaly celkové náklady 80 miliard Kč (3 miliardy USD). Vzhledem k celkové historické české produkci uranu cca. 108 000 metrických tun U, specifické náklady na čištění by dosáhly 28 USD za kg vyrobeného U (nebo 10,8 USD za lb U₃O₈). Toto číslo je jen o málo nižší než aktuální spotová tržní cena uranu ve výši cca. 13 dolarů za libru U₃O₈. Tento údaj o nákladech není daleko od těch, které byly vynaloženy na čištění v USA (14,70 USD za lb U₃O₈) a německých dolech Wismut (13,91 USD za lb U₃O₈).

Proč jádro?

Pro uskutečnění plánu ztrojnásobení instalované kapacity by bylo třeba otevřít nové nebo znovu zprovoznit staré doly, obohacovat ochuzený uran, kdy by se za zvýšených nákladů musel obohatit z průměrných zbytkových 0,25 % U235 na požadovaných 3-5 %, případně získávat z vyhořených článků plutonium. Negativa jaderné energetiky jsou přehledně a velmi srozumitelně sumarizována například na webu prognostika Tonyho Seba.

Podle banky Lazard je obnovitelná energie dnes násobně levnější než jaderná; podle nové australské studie i včetně akumulace. V optimálních případech je LCOE fotovoltaiky či větrné energie na pevnině nižší než provozní náklady na výrobu jaderné elektřiny. Obsáhlý komparativní článek popisuje, třídí a diskutuje množství globálních analýz 100 % obnovitelného systému z recenzovaných časopisů.

Bylo by potřebné hledat odpověď na otázku, co je ve skutečnosti hlavním hybatelem českého extrémního zájmu o jadernou energetiku, včetně stále dražších projektů modulárních reaktorů, když teoretické studie ale hlavně praktické příklady větších celků se stejným klimatem jako má ČR (Burgenland, Rhein-Hunsrück, Lüchow-Danneberg, Hassfurt…) potvrzují, že obnovitelná cesta je reálná, levnější, a hlavně založená na domácí primární energii.

Hledá Česká republika novou specifickou průmyslovou „parketu“? Nebo doufají výzkumná a technologická pracoviště ve stálý přísun prostředků, především z EU fondů? Anebo je hlavním důvodem zachování energetického monopolu? Asi vše současně.

Zamýšlejí se exponenti jaderného konceptu nad stálým zlevňováním obnovitelné energie a akumulace scale efektem a stálou inovací, která postupuje mnohem rychleji než u nových jaderných reaktorů? Uvažují nad sociálními dopady drahé jaderné energie?

Proč Česká republika nepodporuje přestavbu domů do solarplus podoby, kdy budova vyrobí za rok více energie, než spotřebuje, proč se místo jádra masivně nepodporuje decentrální energetika s participací občanů, obcí a zakládání energetických družstev, která měla za první republiky lví podíl na elektrifikaci někdejšího Československa?