Nejlepším způsobem, jak zbavit lidstvo závislosti na uhlí, může být podle mnohých stará dobrá jaderná reaktivita. A tenhle chlapík chce vyrobit deset tisíc levných a veřejně dostupných mikroreaktorů. Prvních deset dokonce ve východní Evropě.
Hodinu cesty na západ od Houstonu, kde se město mění v pastvinu, stojí rozlehlá průmyslová hala. Svářeči v ní montují zařízení pro ropné rafinerie a vrtné plošiny v Mexickém zálivu. „Tihle chlapi už desítky let pracují, aby upravili součástky pro vysoké tlaky a teploty,“ říká Bret Kugelmass, šestatřicetiletý zakladatel a generální ředitel společnosti Last Energy.
Právě proto Kugelmass přišel sem, do společnosti VGas, když chtěl vyrobit prototyp svého malého modulárního štěpného jaderného reaktoru, o kterém je přesvědčen, že by mohl hrát velkou roli při omezování fosilních paliv.
S použitím převážně běžných komponent vyrobila VGas téměř všechny součásti malého a jednoduchého lehkovodního reaktoru a vtěsnala ho do devíti modulů o velikosti přepravního kontejneru. Trvalo jen dva dny, než je sestavila dohromady.
Nejde však o funkční prototyp – pětasedmdesátitunová tlaková nádoba reaktoru je odkrytá, aby bylo možné ukázat, jak by se do ní vešly standardizované palivové články ze zirkonových tyčí naplněné peletami obohaceného uranu.
Kugelmass vysvětluje, že jeho firma neobjevuje Ameriku. „Neděláme žádnou novou chemii ani novou reaktorovou fyziku,“ zdůrazňuje. „Naší hlavní inovací je způsob dodání jaderné elektrárny. Zjednodušeně řečeno ji balíme do jiného balení,“ dodává.
Bret Kugelmass, zakladatel společnosti Last Energy | Foto Benedict Redgrove
Kugelmass má tak vlastně v plánu dodávat starou dobrou technologii štěpení, na jakou jsme zvyklí už desítky let. Energii chce vyrábět štěpením atomů uranu, podobně jak to dělají jaderné elektrárny po celém světě.
Nejde tedy o jadernou fúzi, kde je zdrojem energie slučování atomů vodíku, podobně jako ve Slunci. Výzkum jaderné fúze po desetiletí zaostával, protože věda nebyla schopna z fúzní reakce vytřískat více energie, než je vůbec potřeba k jejímu nastartování. Nedávné objevy sice naznačují slibnou budoucnost této technologie, ale i v tom nejoptimističtějším případě bude komerční jaderná fúze potřebovat ještě mnoho let.
Opírat se o vědecké poznatky je jedna věc, ale přesvědčit o svém podnikatelském záměru úřady je věc druhá. Přestože tedy Kugelmass spolupracuje s americkou federální agenturou na získání povolení k vývozu jaderné technologie, o povolení k výstavbě svých zařízení v USA zatím nežádá.
Doufá totiž, že svůj první reaktor o výkonu dvaceti megawattů, který by zvládl napájet až dvacet tisíc domácností, uvede v roce 2025 v Polsku.
Od přerušení dodávek ruského zemního plynu získává Polsko sedmdesát procent energie spalováním uhlí. Souhlasilo proto s dlouhodobou smlouvou na nákup elektřiny z deseti takových bloků, které Kugelmass plánuje prodávat po sto milionech dolarů za jeden. Jeho firma se bude starat o provoz reaktorů a jakékoli překročení nákladů půjde za ní.
Kugelmass si klade za cíl postavit deset tisíc takových minireaktorů po celém světě. V jaderném průmyslu je přitom relativním nováčkem a od investorů rizikového kapitálu získal zatím jen 24 milionů dolarů. Z toho 21 milionů dolarů přišlo v prvním kole od společnosti Gigafund, jejíž řídící partner Luke Nosek byl prvním investorem rizikového kapitálu na palubě SpaceX Elona Muska.
Začínal s drony
V Kugelmassovi se stále skrývá chlapec z Long Islandu, který rád stavěl roboty. Vystudoval matematiku a stal se strojním inženýrem na Stanfordu. V roce 2012, když mu bylo pouhých pětadvacet let, založil společnost, která pro pojišťovny vyráběla a spravovala flotilu dronů s pevnými rameny a prostřednictvím fotografických průzkumů milionů střech vyhodnocovala riziko škod způsobených bouřkou.
Na podnik známý jako Airphrame sehnal 5,8 milionu dolarů. A v roce 2017 ho prodal.
Jaderná elektrárna Mochovce. | Foto: Slovenské elektrárne, a. s.
Pak se rychle obrátil k jaderné energii jako k „velkému řešení“. Není ostatně sám. Podle Kolumbijské univerzity je jaderná energie jediným řešením „energetického trilematu“ – tedy zdrojem energie, který je spolehlivý, cenově dostupný a udržitelný.
„Nevýhody spalování fosilních paliv jsou očividné a větrná a solární energie vyžadují na jednotku vyrobené elektřiny přes desetkrát více materiálu než jaderná energie,“ upozorňuje Marc Bianchi, energetický analytik společnosti Cowen & Co.
Dvacetimegawattové reaktory
Rozšiřování větrných a solárních elektráren po celém světě navíc komplikuje přístup k pozemkům. Již nyní tyto elektrárny pokrývají plochu dvakrát větší než Texas a dodávají pouze pět procent světové elektřiny. K výrobě dvaceti megawattů, tedy k dosažení výkonu, jako má Kugelmassův minireaktor, by bylo zapotřebí v průměru 250 hektarů solárních panelů nebo 1600 hektarů větrných turbín.
V roce 2018 byl Kugelmass ještě jaderným nováčkem, a tak začal debatovat s odborníky prostřednictvím podcastu Titans of Nuclear, který se rozrostl na téměř 400 dílů. Studoval překážky bránící budování dalších jaderných kapacit a zjistil, že hlavními problémy, které stojí jádru v cestě, je přílišná složitost reaktorů spojená s nadměrnou regulací.
S tím je spojena další obtíž, historicky neúměrné náklady, které jsou pro velké jaderné projekty typické, což Kugelmass zčásti vysvětluje pokřiveným způsobem financování i povolením výstaveb.
Ve Spojených státech nesou společnosti, které se odváží postavit jadernou elektrárnu, jen malé riziko překročení nákladů. Vědí, že vždy mohou zaplatit účty, pokud nakonec budou účtovat více za elektřinu. Koneckonců jejich monopolní sazby určují regulační orgány.
„Celou operaci jsme zavřeli do jedné krabice,“ říká Kugelmass. V provozní elektrárně bude tato kostka obsahující reaktor sedět pod zemí.
| Foto BENEDICT REDGROVE PRO FORBES
Řešením je podle Kugelmasse převzít finanční model z větrných a solárních projektů: Last Energy elektrárny postaví a bude je vlastnit a na základě dlouhodobých smluv si půjčí velké částky – v případě polského projektu přibližně miliardu dolarů.
Last Energy není jediným startupem, který chce postavit novou generaci menších reaktorů. Mezi konkurenty s téměř bezednými kapsami patří například TerraPower, společný podnik Billa Gatese a Warrena Buffetta a jeho Berkshire Hathaway.
Ti chtějí postavit nový 345megawattový reaktor chlazený tekutým sodíkem. Navzdory dvěma miliardám dolarů federálních dotací se však náklady společnosti TerraPower vyšplhaly na více než čtyři miliardy a již před stavbou mají několik let zpoždění.
I společnost X-Energy, která brzy vstoupí na burzu prostřednictvím SPAC společnosti Ares Management, také používá nové palivo z oxykarbidu uranu odolné vůči tání v reaktoru o výkonu 320 megawattů. Díky tomu bude mít při provozu reaktoru lepší regulační možnosti.
Elektrárny Last Energy zapadnou do okolního prostředí, jádra reaktorů budou pod zemí a mohutné chladicí věže nahradí ventilátory a parní turbíny.
Každá dvacetimegawattová jednotka vyžaduje méně než akr. | Foto: Last Energy
Společnost NuScale Power, první veřejně obchodovatelný stavitel minireaktorů, získala v lednu povolení pro svůj 50megawattový projekt. Předtím však utratila miliardu dolarů a celých deset let vyjednávala s americkou Jadernou regulační komisí. Nečeká ale, že by první elektrárnu dokončila před rokem 2030.
Každých šest let nový reaktor
Jak tedy Last Energy s využitím staré technologie řeší obavy o bezpečnost (oprávněné i neoprávněné), které jaderné projekty po desetiletí zdržují?
Kugelmass říká, že i v nepravděpodobném případě, kdyby znásobené a nadbytečné chladicí mechanismy selhaly, podzemní klenba obklopující 550tunový ocelový reaktor by účinně odváděla přebytečné teplo a zadržovala palivo.
Co se týče radioaktivního odpadu, většina jaderných elektráren vyjímá svazky vyhořelých palivových tyčí z reaktoru a skladuje je venku v betonových a ocelových sudech. Naproti tomu plán společnosti Last Energy počítá s tím, že každých šest let bude do reaktoru přivezen celý nový předinstalovaný palivový modul.
Staré aktivní zóny zůstanou pod zemí – chlazené až do konečného vyřazení elektrárny z provozu. Výměna celého reaktoru se může zdát neekonomická, ale usnadňuje život. „Dobrovolně jsme akceptovali určité neefektivity elektrárny, abychom dosáhli ekonomické efektivity,“ říká Kugelmass. „Jakýkoli jiný přístup a budeme tam, kde jsme začali,“ dodává.
