V současnosti se často mluví o takových věcech jako tzv. probíhající Průmyslová revoluce 4.0. Ale zasvěcenci to moc vážně neberou, zejména ne v Číně, přestože ta sama patří se svou robotizací a chytrými internety věcí, např. v logistických centrech, k hlavním tahounům této „revoluce“ 4.0. (Foto: Flickr / ilustrační)

Smutným faktem totiž je, že naše civilizace se, pokud jde o technický rozvoj, nachází v „temném věku“. Možná nám to tak nepřipadá, ale přestože nám vnucují nový typ chytrého telefonu dříve, než se naučíme pořádně ovládat ten starý, tak růst potenciální mezní produktivity výrobních faktorů má o dost nižší tempo než za Druhé průmyslové revoluce. Ani taková zrychlení nárůstu této produktivity, jaká přinesla revoluce počítačových čipů v 80. a 90. letech, tempo nárůstu produktivity nevrátilo na úroveň Druhé průmyslové revoluce, jejíž konec přinesl energetickou krizi a stagflaci 70. let. A nárůst tempa růstu produktivity od časů nástupu osobních počítačů a sítí zase už dost poklesl. V zemích BRICS se už ozvaly výzvy po tom, aby konečně samy přišly s další průmyslovou revolucí, protože od Západu to čekat nelze.

Fakt je totiž ten, že obě skutečné průmyslové revoluce byly vždy revolucemi energetickými. A vždy přinesly i menší zátěž životního prostředí na jednotku produkce. A je od 60. let minulého století změřenou skutečností, že svět vyprodukuje v lineární závislosti tolik inflačně přepočítaného HDP, kolik spotřebuje energie. Cena energie je tedy dirigentem produktivity i všech ostatních výrobních faktorů, neboť z hlediska ekonomické teorie je energie v nepružné části křivky výrobních vstupů a chová se skoro jako dokonalý komplement. A vzestupy cen energií a nízká energetická svoboda vymazávají inovační přínosy technologického rozvoje. Kdy třeba v EU, která hyne na energetické úbytě a trpí de-industrializací a ztrátou tržních podílů, to hodně pociťujeme. Potřebujeme tedy partnera, který má našlápnuto na cestě ven z této rozvojové pasti hrozící naplněním chmurných vizí o mezích růstu.

Nejšikovnější by asi bylo přijít s nějakým průlomem v jaderné energetice. Dosahování průlomů v tomto oboru jsou ale taková muka Tantalova. Fyzikální teorie sice nabízí úžasné možnosti jako řízenou jadernou fúzi nebo konzervativněji i vysokoteplotní štěpné reaktory, ale pokusy přijít s inženýrky průchodným řešením moc nevychází. Čína hodně investuje do obou těchto možných cest k průlomu v energetice, který časem přinese novou cestu k prosperitě zároveň s odlehčením pro životní prostředí.

A průlom v té skromnější části, u vysokoteplotních štěpných reaktorů, se zřejmě daří. Současné jaderné reaktory jsou veliké a vyrábí jen nízkoteplotní páru, jak z časů parních lokomotiv nebo z doby vzniku Wolkerovy básně Balada o očích topičových, neboť zdrojem tepla jsou pevné kovové palivové tyče o dost velkém průměru, které nesmí ani změknout, natož se roztavit. Nízká teplota pracovní látky tedy znamená nízkou tepelnou účinnost, a tak atomka spotřebuje ohromnou spoustu chladící vody a jaderná energie z větší části generuje řeku vlažné vody, přičemž jen nevelká část uvolněné energie se přemění na elektřinu. Existuje ale možnost, že by se používalo roztavené jaderné palivo, nejlépe thorium případně i s dalšími jadernými kovy v roztoku roztavených solí, kdy tento roztok, v němž probíhá jaderná reakce v jádru reaktoru, předává teplo vodě v sekundárním okruhu za vzniku 450°C teplé páry, tj. jen o asi 90°C chladnější než je standardní v současných tepelných elektrárnách na fosilní paliva. Účinnost je tedy skoro jako někde v našich elektrárnách Počerady nebo Mělník aj.

Do takovýchto reaktorů s roztavenými solemi se původně vkládaly ohromné naděje, ale nakonec všude na Západě jejich vývoj vzdali a Západní experti obvykle tvrdí, že reaktorům poháněným roztavenou slitinou thoria a solí sice náleží budoucnost jaderné energetiky, ale nejdříve tak za 50 let, možná za 100 let, až se vyvinou zejména potřebné materiály, ze kterých bude možné udělat trvale fungující reaktor na bázi roztavené slitiny solí a thoriového jaderného paliva. Jakmile to ale přijde, tak to bude převrat v jaderné energetice, který zajistí spoustu levné energie pro příští rozvoj civilizace z levně všude dostupného paliva. Jenže bude-li tavenina thoria a solí protékat např. ocelovými trubkami s ocelovými ventily a ocelovými čerpadly, začne se to železo či jiný technický kov přeměňovat na součást té taveniny, jako další složka slitiny a navíc je vystaveno silné jaderné korozi. Udělat to třeba z nějaké keramiky, která bude mít potřebnou pevnost, pružnost aj. se moc nedařilo a tepelné výměníky musí být navíc z něčeho tak tepelně vodivého jako kov. Vývoj takových reaktorů na Západě tedy zkrachoval.

Jenže Čína na rady expertů, že má počkat 50 až 100 let, než to na Západě vyvinou, nedala. V projektu začínajícím roku 2018 Šanghajský institut aplikované fyziky (SINAP) při Čínské akademii věd vyvinul technologie potřebné pro konstrukci reaktoru na thoriové roztavené soli TMSR-LF1, který se měl postavit ve městě Wuwei v provincii Gansu do roku 2024. Rozběhl se však už roku 2021 s tepelným výkonem 2 MW, fungující jako menší elektrárna napojená na síť s tím, že na něm se potřebné technologie natolik vyladí, aby se do roku 2030 postavil reaktor o 373 MW k normálním komerčním účelům.

Tato malá jaderná elektrárna s 2 MW tepelného výkonu potřebuje díky vysokým provozním teplotám a značné účinnosti jen málo chladící vody, proto může stát na okraji pouště Gobi. Tento měsíc ukončila zkušební provoz a 7. června obdržela od Národního úřadu jaderné bezpečnosti (NNSA) první kdy udělenou licenci pro reaktor na bázi roztavených thoriových solí k normálnímu komerčnímu provozu.

Během činnosti této elektrárny probíhaly pokusy s využitím čím dál obohacenější palivové směsi. Teď TMSR-LF1 používá palivo s obohaceným U-235 do 20% a asi 50 kg thoria s mírou konverze asi 0,1. Používají tam i složky jako fluoridy lithia a beryllia, kdy z 99,95 % jde o Li-7, i tetrafluorid uranu jako palivo.

Průběh zkušebního provozu TMSR-LF1 a vývojových prací během testování byl tedy evidentně o něco rychlejší stejně, jako když reaktor měl být postaven až roku 2024, ale rozběhl se už roku 2021 a letos přešel z pozice vývojového zkušebního provozu do postavení běžné komerční elektrárny. Lze tedy očekávat, že na spuštění velkého reaktoru s tepelným výkonem 373 MW nebudeme muset čekat až do roku 2030.

Inovativní revoluce, která průmyslovou civilizaci vrátí k tempům růstu produktivity z II. průmyslové revoluce, plánovaná zeměmi BRICS, je tedy možná už na dohled. A kdo se k tomu přidá, má šanci na budoucí prosperitu a udržitelnost.

Zdroj: cri.cn