Výzkum a vývoj 2012

Centralizace výzkumně-vývojové agendy přispívá k posílení technologických kompetencí ČEZ a k efektivnímu využití synergií plynoucí z řešení projektů napříč vědními oblastmi. Při řešení VaV projektů ČEZ spolupracuje s institucemi, zabývajícími se VaV v oblasti energetiky, včetně vysokých škol.

V oblasti mezinárodní spolupráci pokračovala spolupráce s Electric Power Research Institute, Inc. (EPRI, jaderná oblast) a s VGB Powertech, eV (energetika na fosilní paliva). ČEZ trvale aktivně sleduje přípravu nových mechanismů podpory a spolupráce ve výzkumu, vývoji a demonstracích nových energetických technologií v rámci EU a je členem několika evropských technologických platforem, např. Sustainable Nuclear Energy TP (udržitelná jaderná energetika) a Smart Grids TP (chytré sítě). ČEZ se stal členem asociace NUGENIA, zaměřené na VaV v jaderné energetice II a III. generace. Ekvivalentem evropských technologických platforem je v ČR TP „Udržitelná energetika ČR“, kde je ČEZ aktivním členem.

Jaderná a klasická energetika

ČEZ plně čerpá výsledky VaV projektů z jaderné oblasti organizovaných v rámci EPRI (Electric Power Research Institute) na základě požadavků provozovatelů jaderných elektráren z celého světa. Výzkumně-vývojový program EPRI pokrývá široké spektrum oblastí od spolehlivosti paliva, koroze materiálů, bezpečnostních aspektů až po nové jaderné technologie. Ostatní VaV projekty ČEZ z oblasti jádra jsou zaměřeny na další zlepšování bezpečnostních, environmentálních a ekonomických parametrů provozovaných jaderných elektráren. 

V elektrárně Mělník byla otestována a uvedena do rutinního provozu inovativní hnědouhelná mlýnice, která se vyznačuje sníženou energetickou náročností, zvýšenou efektivitou mletí a rozšířeným regulačním výkonovým rozsahem. Na vybraný fluidní kotel (v elektrárně Poříčí) a granulační kotel (v elektrárně Tisová) byl aplikován validační matematický model pro optimalizaci podmínek hoření uhlí. Přínosem nasazení je snížení emisí NO_x, popřípadě zvýšení provozní účinnosti bloku.

Obnovitelné zdroje energie

V roce 2012 pokračovalo testování inovativní membránové metody pro zušlechťování a čištění bioplynu na biometan, byla ověřena dlouhodobá provozní stabilita demonstračních jednotek, zpracovávajících bioplyn z bioplynových stanic a z čistíren odpadních vod. Pokračovaly rovněž práce na vývoji koncepčně nového typu vodní turbíny, využitelné v oblasti malých spádů vodních ploch. Aktivity byly rovněž zaměřeny na oblast identifikace a ověření zvýšení potenciálu existujících fotovoltaických elektráren.

Akumulace energie a rozvoj distribučních sítí

ČEZ vyhodnocuje perspektivní směry a aplikace technologií pro akumulaci energie, především na bázi baterií, mimo jiné v souvislosti s prudkým rozvojem výroby elektrické energie z intermitentních obnovitelných zdrojů a s rozvojem distribuované energetiky. ČEZ se účastní projektu 7. rámcového programu Grid4EU.

Projekty, podpořené z národních veřejných prostředků

ČEZ se účastní řešení dvou projektů podpořených Technologickou agenturou České republiky. Projekt v programu ALFA je zaměřen na problematiku kompatibility korozně namáhaných konstrukčních materiálů pro energetické systémy používající jako pracovní médium nadkritickou vodu a vysokoteplotní páru. Komplexní projekt „Centrum výzkumu a experimentálního vývoje spolehlivé energetiky“ (program Centra kompetence) si klade za cíl přispět ke zvýšení účinnosti, prodloužení životnosti, provozní spolehlivosti, bezpečnosti a efektivnosti energetických zařízení klasických i jaderných elektráren. Projekt dále přispěje k výchově nové generace technické inteligence a rozvoji slábnoucího know-how v oblasti energetiky a energetického strojírenství.

Pokračovalo řešení dvou projektů, podpořených Ministerstvem průmyslu a obchodu (program TIP). První je zaměřen na možné využití elektrárenských popílků jako alternativního pojiva pro výrobu ekologicky šetrných cementových kompozitů. Cílem dalšího projektu je vývoj nových technologií přípravy vysokohodnotného pórovitého kameniva a posouzení vhodnosti použití různých typů tuzemských popílků.

VaV aktivity byly zaměřeny na testování výsledků studií zpracovaných v předchozích letech, především v oblasti nových technologií sítí vysokého a nízkého napětí. ČEZ Distribuce se účastní projektu 7. rámcového programu Grid4EU (podpořeného prostředky Evropské komise), jehož cílem je ověřit v šesti demonstračních projektech fungování tzv. chytrých sítí (smart grids). Hlavními tématy Grid4EU jsou nové přístupy v oblasti řízení sítí, (automatizace a dálkové ovládání), integrace většího podílu obnovitelných zdrojů nebo aktivní zapojení zákazníků.

Mezi klíčové aktivity patří vývojové a projekční služby pro provozovatele a dodavatele energetických zařízení, zejména jaderných elektráren. Významná je rovněž účast v 7. rámcovém programu v oblasti jaderného štěpení (EURATOM) a v dalších mezinárodních projektech (MAAE a OECD/NEA), zaměřených především na zvyšování bezpečnosti jaderných elektráren s reaktory typu VVER.

Za účelem větší koncentrace a efektivnějšího řízení vývoje a výzkumu drží ÚJV majetkovou účast ve specializovaných dceřiných společnostech, jako např. Výzkumný a zkušební ústav Plzeň s.r.o., v oblasti výzkumu a testování zařízení v energetice a transportních systémech, v Ústavu aplikované mechaniky Brno, s.r.o., jenž má dlouholetou tradici ve výzkumu a poskytování služeb v oblasti strojního inženýrství a návrhu konstrukcí a v Centru výzkumu Řež, s.r.o. (samostatná informace)

Subjekty Skupiny ÚJV jsou tradičně členy řady evropských technologických platforem, konsorcií a odborných profesních sítí, například:

• SNE-TP (technologická platforma pro udržitelnou jadernou energetiku)
• FCH JTI (platforma pro vodík a palivové články)
• HTR–TN (technologická síť pro vysokoteplotní reaktory)
• JHR konsorcium (výstavba a provoz výzkumného reaktoru Jules Horowitz)
• EERA (evropská energetická výzkumná aliance)
• IGDTP  (platforma pro řešení geologického ukládání  vysokoaktivních RAO)
• NUGENIA (bezpečný, spolehlivý provoz JE 2. a 3. generace)

ÚJV se účastní velkého množství projektů, podpořených z tuzemských a mezinárodních veřejných prostředků:

Projekty podpořené Ministerstvem průmyslu a obchodu České republiky

• spolehlivý a bezpečný jaderný zdroj nové generace pro energetiku ČR
• výzkum vlastností materiálů pro bezpečné ukládání radioaktivních odpadů a vývoj postupů pro jejich hodnocení
• výzkum a vývoj metod a technologie zachycování CO2  na fosilní paliva a ukládání do geologických formací v podmínkách ČR
• rizikové studie, bezpečnostní analýzy a návrhy na využití projektových reserv jaderných bloků s reaktory VVER
• bezpečnost nové generace jaderných elektráren
• projekt výstavby výzkumného a vývojového PET centra v Řeži
• výzkum a vývoj technologie a systém ukládání radioaktivních odpadů ve vazbě na nové jaderné zdroje
• výzkum a vývoj pokročilých vodíkových technologií pro energetiku a dopravu
• jaderný reaktor malého výkonu pro výrobu elektřiny a tepla v ČR
• výzkum metod analýz rizika a těžkých havárií k návrhu dalšího zvyšování bezpečnosti JE po havárii ve Fukushimě
• metody a nástroje pro neinvazivní on-line diagnostiku kabelových tras měřicích a řídících systémů složitých technologických celků

Projekty podpořené Technologickou agenturou České republiky

• výzkum a vývoj pokročilé technologické výroby vodíku vysokoteplotní elektrolýzou
• nová robotická dálkově ovládaná technologie pro diagnostiku a opravu ponořených zařízení
• vývoj metodiky hodnocení degradace vlastností ozářených materiálů obtížně vyměnitelných komponent JE

Projekty podpořené Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy České republiky

• podpora účasti ve společných výzkumných  projektech OECD Nuclear Energy Agency (HALDEN,CABRI,ROSA,SCIP a dalších)
• zajištění účasti a využití výsledků v programu EDFA (jaderná fúze).

Vybrané projekty 7. rámcového programu (EURATOM):

• ESFR-CP (evropský sodíkem chlazený reaktor)
• LONGLIFE (radiační křehnutí reaktorových tlakových nádob)
• ADVANCE (životnost kabelů jaderných elektráren)
• GETMAT (materiály pro jaderné reaktory 4. generace)

CVŘ je neziskovou organizací realizující projekty v oblasti výzkumu jaderné energie a bezpečnosti. Výzkumně-vývojové aktivity lze dělit přibližně do čtyřech oblastí:

VaV pro provozované jaderné reaktory

Výzkum se soustředil na oblast vlivu neutronů na poškozování materiálů tlakové nádoby. Realizován byl rovněž výzkum s cílem hlouběji porozumět poškozovacím mechanismům paliva a pro rozhodování o dalším použití palivových článků. V oblasti chemie byly práce zaměřeny na identifikaci korelaci mezi provozem, vodním režimem s cílem optimalizovat režimy z hlediska zajištění vysoké integrity materiálů a potlačení transportu aktivity. Na reaktoru LR-0 se realizují unikátní experimenty s plnorozměrným modelem aktivní zóny ke stanovení přesných průběhů toku neutronů umožňující predikci poškození nádoby i stanovení možností zvýšení výkonu reaktoru přesnější interpretací měření štěpných komor.

VaV jaderných reaktorů IV. generace

Kritickým místem jaderných reaktorů IV. generace je materiálová problematika, které CVŘ věnuje značné úsilí, zaměřené především na reaktory, chlazené heliem, superkritickou vodou a tekutými kovy (olovo, slitina bismut-olovo). Práce s tekutými kovy se soustřeďuje na chování kyslíku v tekutých kovech a nalezení efektivní diagnostiky-měření korozního potenciálu ke sledování vlastností chladiva a jeho reakce s konstrukčními materiály. Tyto práce pro inovativní typy reaktorů jsou prováděny výlučně v rámci mezinárodní spolupráce, především v 7. rámcovém programu.

Výzkum jaderné fúze

CVŘ se zaměřuje na výzkum technologie výroby tritia a na odvod tepla vznikajícího při fúzní reakci. Koncept těchto zařízení by měl být ověřen na prototypových modulech tzv. TBM (Test Blanket Modul) na mezinárodním termonukleárním experimentálním reaktoru (ITER).

SUSEN

Projekt SUSEN je realizován jako Regionální centrum výzkumu a vývoje Operačního programu Výzkum a vývoj pro inovace. Výzkum v projektu SUSEN se zaměřil na zahájení a náběh prací k zajištění aktivit udržitelnosti projektu po roce 2015. Kromě prací pro reaktory IV. generace byly zahájeny výzkumné aktivity zejména v oblasti zpracování radioaktivních odpadů, začaly experimentální práce likvidace odpadů technologií tavení se solemi, pokračovaly práce s využitím technologie studeného kelímku a zahájeny práce na metodikách anaerobní koroze v podmínkách hlubinného uložiště.

SD, a.s. řeší VaV projekty zaměřené na zvýšení provozní spolehlivosti ve výrobě, hodnocení dobývacích podmínek a problematiky snižování ekologických zátěží a snižování negativních vlivů provozu lomového dobývání na životní prostředí (prašnost a hluk) v pracovním i komunálním prostředí. Společnost se v roce 2012 stala jedním z řešitelů projektu „Zvýšení životnosti dopravních pásů namáhaných rázovým zatížením“, podpořeného Ministerstvem průmyslu a obchodu (program TIP). Cílem projektu je zvýšení životnosti dopravních pásů na základě optimalizace kusovitosti přepravovaného materiálu, pádové výšky, konstrukce dopravního pásu a dopadového místa.