Výzkum a vývoj 2014

Centralizovaný systém výzkumu a vývoje se stává nástrojem společnosti ČEZ pro dosažení cíle stát se významným tuzemským nositelem know-how v oblasti inovativních energetických technologií. Prioritně jsou rozpracovávány a podporovány výrazně aplikačně zaměřené aktivity směřující do klíčových oblastí podnikání Skupiny ČEZ.

Mezinárodní oblast

V mezinárodní oblasti pokračovala úspěšná spolupráce s organizacemi různého odborného zaměření, např. Electric Power Research Institute, Inc. (EPRI) v oblasti jaderné i klasické energetiky nebo VGB PowerTech, e.V., kde jsou výstupy využívány především v klasické energetice.

ČEZ je rovněž členem několika evropských technologických platforem (TP), např. Sustainable Nuclear Energy TP (udržitelná jaderná energetika), nebo evropské asociace NUGENIA, zaměřené na VaV jaderných reaktorů II a III. generace. Tuzemským ekvivalentem evropských TP je TP „Udržitelná energetika ČR“, ve které zástupce ČEZ dlouhodobě vykonává funkci předsedy Výkonného výboru.

Jaderná energetika

V rámci členství v jaderném sektoru EPRI společnost ČEZ intenzivně čerpá know-how a sdílí výsledky VaV projektů, jejichž zadání je detailně formulováno členy EPRI - provozovateli jaderných elektráren z celého světa. Tím je zaručen silný aplikační přínos projektů. Výzkumně-vývojové portfolio EPRI pokrývá široké spektrum oblastí od spolehlivosti paliva, koroze materiálů, bezpečnostních aspektů až po nové jaderné technologie.

Součástí výdajů ČEZ je rovněž program svědečných vzorků z jaderných elektráren, jehož cílem je získat informace o aktuálním stavu tlakových nádob reaktorů a vědecké podklady pro predikci jejich životnosti.

Další významné projekty v jaderné oblasti jsou zaměřeny na kvalifikaci nových přídavných materiálů pro svařování a opravy tlakové nádoby reaktoru VVER1000 a na vývoj kvalifikovaných postupů oprav kritických heterogenních svarových spojů v jaderných elektrárnách. Ostatní VaV projekty ČEZ z oblasti jádra mají za cíl další zlepšování bezpečnostních, environmentálních a ekonomických parametrů provozovaných jaderných elektráren.

Klasická energetika

Díky členství ve vybraných programech EPRI získává ČEZ aktuální informace z oblasti najíždění bloků a předcházení zásadním problémům, mimo jiné v souvislosti se změnou jejich provozních režimů. Další přidanou hodnotou členství je rozšíření poznatků o nových metodách, postupech řízení životnosti strojních zařízení a materiálech.

Obnovitelné zdroje energie

Pokračovaly přípravné práce na pilotní instalaci koncepčně nového typu vodní turbíny, využitelné v oblasti malých spádů vodních ploch.

Akumulace energie a rozvoj distribučních sítí

Společnost ČEZ trvale vyhodnocuje perspektivní směry a aplikace technologií pro akumulaci energie, mimo jiné v souvislosti s rozvojem distribuované energetiky a také s pokračujícím rozvojem výroby elektřiny z intermitentních obnovitelných zdrojů. V této oblasti ČEZ intenzivně spolupracuje s ČEZ Distribuce, a. s.

Projekty podpořené z národních veřejných prostředků

ČEZ je z pozice průmyslového partnera aktivním spoluřešitelem projektů podpořených Technologickou agenturou České republiky. V roce 2014 byl úspěšně dokončen projekt analyzující problematiku korozně namáhaných konstrukčních materiálů s pracovním médiem nadkritickou vodou a vysokoteplotní párou. Pokračuje řešení dvou projektů se zaměřením na:

• vývoj sondy pro kontinuální měření rosného bodu spalin (možné nasazení v uhelných elektrárnách),
• regeneraci kyseliny borité pomocí membránových procesů s potenciální aplikací v jaderných elektrárnách.

V roce 2014 začalo řešení projektu zaměřeného na mapování potenciálu biomasy jako energetického zdroje pro krytí lokálních, regionálních či celostátních potřeb paliva.

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 uhelných i jaderných elektráren.

Cílem dalšího rozsáhlého projektu „Centrum kompetence pro energetické využití odpadů“ je provést detailní technicko-ekonomické návrhy sady investičně a provozně efektivních zařízení pro spalování odpadu, včetně získání informace o logistice odpadů.

Byly provedeny první série ověřovacích výrobních zkoušek silničních panelů, vyrobených ze speciálně navržené směsi na bázi energetických produktů. Provedené rozsáhlé experimentální zkoušky potvrdily schůdnost technologického procesu přepracování energetických produktů na hnojiva; oba projekty probíhaly ve spolupráci s VŠCHT Praha.

Společnost se účastnila řešení projektu, podpořeného Ministerstvem průmyslu a obchodu, cílem je zlepšení využití fluidních popílků z nízkoteplotního spalování při výrobě stavebních hmot, např. formou přísady do lehkého kameniva. V rámci provozů klasických elektráren ve Skupině ČEZ byla připravena v souvislosti s tímto projektem některá opatření, která povedou ke zlepšení distribuce popílku směrem k využití ve stavebnictví.

Aktivity v oblasti VaV se zaměřily na realizaci pilotních projektů nových technologií sítí vysokého a nízkého napětí, především na Smart region Vrchlabí, který je součástí projektu Grid4EU, podpořeného Evropskou komisí. Další projekty se týkaly odzkoušení komunikačních technologií pro Smart Grids na venkovním vedení 35kV, detekce poruch izolovaných vodičů vysokého napětí, testování stabilizace napětí pomocí regulace jalové energie výroben. Dalším projektem je hodnocení spolehlivosti jednotlivých prvků distribuční soustavy (prvková spolehlivost) nebo hodnocení provozu OZE, jejich využitelnosti a vlivu na elektrizační soustavu ČR. Pozornost byla rovněž věnována stabilizaci napětí v distribučních sítích vysokého a nízkého napětí s vysokým zastoupením OZE a rozptýlené výroby s cílem posouzení jejich vlivu a dopadů na kvalitu napětí.

Těžiště svých aktivit soustřeďuje ÚJV do služeb pro provozovatele a výrobce energetických zařízení především jaderných elektráren. Významná je účast ve výzkumu a vývoji v mezinárodním měřítku, zejména v 7. rámcovém programu EU v oblasti jaderného štěpení (EURATOM) a v dalších mezinárodních projektech MAAE a OECD/NEA zaměřených na zvyšování bezpečnosti jaderných elektráren s reaktory typu VVER.

Mezi majetkové účasti ÚJV Řež, a. s., se vztahem k VaV patří Výzkumný a zkušební ústav Plzeň s.r.o., Centrum výzkumu Řež s.r.o. a Ústav aplikované mechaniky Brno, s.r.o.

ÚJV je členem řady evropských TP, konsorcií a odborných profesních sítí v rámci jako např.: Sustainable Nuclear Energy TP, HTR–TN (technologická síť pro vysokoteplotní reaktory), konsorcium JHR (výstavba a provoz výkonného výzkumného reaktoru), IGD-TP  (platforma pro řešení geologického ukládání vysokoaktivních radioakt. odpadů), nebo asociace NUGENIA.

ÚJV se aktivně účastní řešení řady VaV projektů, podpořených ze státního rozpočtu ČR, především Technologickou agenturou ČR, Ministerstvem průmyslu a obchodu a Ministerstvem vnitra. Většina z nich je zaměřena na bezpečnost (např. ve vazbě na havárii ve Fukušimě) a spolehlivost jaderné energetiky (dlouhodobý provoz existujících bloků, výzkum degradace kabelových polymerních materiálů, zvyšování jejich výkonu s využitím projektových rezerv, osvojení nových jaderných zdrojů, řešení zpracování a ukládání radioaktivních odpadů, využití nanotechnologií pro minimalizaci radionuklidové kontaminace životního prostředí). Mimoto jsou řešeny i projekty pro alternativní využití jaderné energie pro výrobu vodíku, nebo malé jaderné reaktory pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla. Dále byly řešeny například oblasti zefektivnění systému čištění pitných vod ze zdrojů s nadlimitní koncentrací uranu, vývoje poloprovozního zařízení pro monitoring snižování emisí Hg z velkých a středních energetických zdrojů, či projekty zaměřené na radiofarmaka.

CVŘ je neziskovou výzkumnou organizací realizující projekty v oblasti výzkumu jaderné energie a bezpečnosti. CVŘ rozšiřuje portfolio svého výzkumu díky výstavbě nové výzkumné infrastruktury v rámci projektu SUSEN (vybudování regionálních center výzkumu a vývoje v oblasti dlouhodobě udržitelné energetiky, v Řeži a Plzni). Výzkum se realizuje na půdorysu experimentální základny, která je tvořena zejména reaktory a experimentálními smyčkami. CVŘ se také zapojuje do aktivit týkajících se vzdělávání a tréninků nové generace pracovníků.

VaV pro provozované jaderné reaktory a jaderný palivový cyklus

Nově bylo vyvinuto zařízení k měření deformace palivových mřížek paliva VVER a další inovace pro mobilní stend inspekcí a oprav. Byla zahájena výstavba pilotního zařízení regenerace kyseliny borité s cílem snížení produkce RAO. V rámci rozšiřování výzkumné infrastruktury byly převzaty první dodávky technologií pro program jaderný palivový cyklus, konkrétně anaerobní boxy.

Výzkum jaderných reaktorů IV. generace

Vybudovány byly smyčky k výzkumu termohydrauliky a chování materiálů, především reaktorů chlazených plynem, tekutými kovy  a superkritickou vodou. Rovněž byly zahájeny experimenty a výpočty pro vložné zóny reaktoru LR–0, které umožní výzkum aktivních zón reaktorů IV. Generace, konkrétně reaktoru FHR (Fluoride High Temperature Reactor).

Výzkum jaderné fúze

CVŘ se zaměřuje na výzkum technologie výroby tritia a na odvod tepla vznikajícího při fúzní reakci. Zahájeny byly práce na výzkumu prototypu fúzního reaktoru DEMO v rámci programu EURATOM. Dále byly zahájeny práce na výstavbě zařízení k výzkumu materiálů první stěny reaktoru ITER, umožňující teplotní cyklování.

Mezi hlavní činnosti výzkumu v báňsko-technické oblasti patřily geotechnické posuzování pro bezpečnou těžbu na lomech Bílina a Libouš ve stabilitně rizikových územích, řešení optimalizace tvarování vnitřních výsypek (provozních, konečných a závěrných svahů) s ohledem na maximální využití výsypných prostor a posuzování hydrogeologických poměrů v těžebních lokalitách.

V roce 2014 byl ukončen projekt „Zvýšení životnosti dopravních pásů namáhaných rázovým zatížením“ (podpořen MPO), jehož cíl představovalo zvýšení životnosti dopravních pásů na základě navržení optimální kusovitosti přepravovaného materiálu, pádové výšky, konstrukce dopravního pásu a dopadového místa.