Výzkum a vývoj 2015

ČEZ má zavedený koordinovaný systém výzkumu a vývoje přes celou společnost, který umožňuje definovat klíčové aktivity s optimální formou řešení. Zaměření je na oblasti a témata s významným aplikačním potenciálem. Díky tomu se ČEZ stává významným tuzemským nositelem know-how v oblasti inovativních energetických technologií.

Mezinárodní spolupráce a technologické platformy

ČEZ je členem Electric Power Research Institute, Inc. (EPRI) v segmentech jaderné i energetiky využívající fosilní paliva a VGB PowerTech, e.V., kde účast zaměřena na konvenční energetiku a částečně na obnovitelné zdroje. ČEZ je rovněž členem několika evropských technologických platforem a evropských průmyslových iniciativ; silná pozice je v jaderné energetice, o čemž svědčí účast v Jaderné technologické platformě (SNE-TP), v asociaci NUGENIA či průmyslové inciativě zaměřené na nové reaktorové systémy (ESNII).

Z tuzemských technologických platforem je ČEZ aktivní především v Technologické platformě „Udržitelná energetika ČR“, ve které zástupce ČEZ dlouhodobě vykonává funkci předsedy Výkonného výboru.

Jaderná energetika

V rámci členství v jaderném sektoru EPRI ČEZ intenzivně čerpá know-how z projektů, jejichž zadání je odsouhlaseno členy EPRI - provozovateli jaderných elektráren. Výzkumně-vývojové portfolio EPRI pokrývá široké spektrum oblastí od spolehlivosti paliva, koroze materiálů, bezpečnostních aspektů až po nové jaderné technologie.

Z projektů řešených tuzemskými organizacemi byly úspěšně dokončeny projekty zaměřené na diagnostiku nepřístupných potrubí, na hodnocení a předpověď únavové životnosti svarových  spojů v prostředí primárního média jaderné elektrárny či na technologie a optimalizaci systému nakládání s radioaktivními odpady.

Energetika využívající fosilní paliva

Významnou část potřebných informací získává ČEZ skrz členství v EPRI v programech zaměřených na životnost a chování materiálů používaných v uhelných zdrojích a rovněž v programech orientovaných na turbíny a generátory.

Z tuzemských aktivit je možné zmínit součinnost v projektu, jehož cílem je minimalizovat emise rtuti do životního prostředí.

Obnovitelné zdroje energie a akumulace energie

V roce 2015 bylo úsilí zaměřeno na vodní energii, kde je v pokročilé fázi výroba inovativní vírové turbíny, která bude umístěna v tušimické lokalitě. 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 elektrické energie z intermitentních obnovitelných zdrojů.

Projekty podpořené z národních veřejných prostředků

ČEZ je z pozice průmyslového partnera aktivním spoluřešitelem projektů podpořených Technologickou agenturou ČR. V roce 2015 byly úspěšně dokončeny projekty zaměřené na vývoj sondy pro kontinuální měření rosného bodu spalin (s možným nasazením na uhelných elektrárnách) a regeneraci kyseliny borité pomocí membránových procesů (s potenciální aplikací v jaderných elektrárnách). Pokračovalo řešení projektu zaměřeného na mapování potenciálu biomasy jako energetického zdroje pro krytí lokálních, regionálních či celostátních potřeb paliva. Dále byly řešeny dva komplexní projekty z programu Centra kompetence. Cílem projektu „Centrum výzkumu a experimentálního vývoje spolehlivé energetiky“ je přispět ke zvýšení účinnosti, prodloužení životnosti, provozní spolehlivosti, bezpečnosti a efektivnosti uhelných i jaderných elektráren. Projektu „Centrum kompetence pro energetické využití odpadů“ cílí na detailní technicko-ekonomické návrhy sady investičně a provozně efektivních zařízení pro spalování odpadu, včetně získání informace o logistice odpadů.

Byly dokončeny základní ověřovací výrobní zkoušky silničních panelů, vyrobených ze speciálně navržené směsi na bázi energetických produktů na základě uděleného patentu (2015 - EZ EP, VŠCHT Praha a ČVUT Praha). Pro silniční panely byla získána certifikace na produkt – Silniční panely B-FPC.

V roce 2015 byl podle harmonogramu řádně dokončen projekt „Možnosti průmyslového využití fluidních popílků z nízkoteplotního spalování pro výrobu stavebních hmot“, podpořeného MPO. Cílem bylo 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. Projektové výsledky se vyznačují vývojem nových receptur, které jsou implementovány do praxe stavebního průmyslu v podobě nových výrobků.

Činnosti byly zaměřeny na realizaci pilotních projektů nových technologií v oblasti sítí vysokého a nízkého napětí, především ve Smart Regionu Vrchlabí, který je součástí velkého projektu Grid4EU podpořeného Evropskou komisí. Další projekty se týkaly testování komunikačních technologií pro Smart Grids na venkovním vedení 35 kV, detekce poruch izolovaných vodičů vysokého napětí, stabilizace napětí pomocí regulace jalové energie výroben, ověření možnosti optimalizace lokální spotřeby proti lokální výrobě v distribuční soustavě a dále i pilotní projekt monitoringu kvality elektrické energie, stavu silových prvků vysokého a nízkého napětí v transformátorových stanicích a testování přenosů naměřených hodnot a stavů do nadřazených systémů. Dále byly realizovány projekty hodnocení spolehlivosti jednotlivých prvků distribuční soustavy (prvková spolehlivost) a hodnocení provozu obnovitelných zdrojů energie, jejich využitelnosti a vlivu na elektrizační soustavu České republiky. Pozornost byla rovněž věnována stabilizaci napětí v distribučních sítích vysokého a nízkého napětí s vysokým zastoupením obnovitelných zdrojů a rozptýlené výroby s cílem posouzení jejich vlivu a dopadů na kvalitu napětí.

Od svého založení v roce 1955 patří ÚJV Řež, a. s. (dříve Ústav jaderného výzkumu Řež a.s.) mezi významné instituce v evropském výzkumném prostoru. V oblasti vědy a výzkumu se zaměřuje především na služby pro provozovatele a výrobce energetických zařízení, především jaderných elektráren, ukládání a likvidace radioaktivního odpadu a radiofarmaka. Na mezinárodním poli je ÚJV intenzivně zapojeno do projektů podpořených Evropskou komisí, (především v oblasti jaderného štěpení - 7. rámcový program a nově Horizon 2020), ale i MAAE a OECD/NEA. Jedná se o oblasti kvalifikace materiálů, zvyšování bezpečnosti jaderných elektráren s reaktory typu VVER, problematiku bezpečných dodávek jaderného paliva (projekt ESSANUF) či otázku těžkých havárií zařízení – uchladitelnost taveniny v tlakové nádobě reaktoru typu VVER-1000 (projekt IVMR).

ÚJV je aktivní v rámci evropské asociace NUGEANIA a Visegradské iniciativy pro jadernou spolupráci (VINCO).

ÚJV se významně podílí na výzkumných projektech podporovaných národními poskytovateli dotací – MPO (výzkum a vývoj technologií a systému nakládání s RAO ve vazbě na nové jaderné zdroje), MV (k nejvýznamnějším projektům patří Nová metoda měření odezvy konstrukce ochranné obálky pro zajištění bezpečnosti JE i v případě těžkých havárií) a především Technologickou agenturu ČR. Zde bylo ÚJV Řež řešitelem více než tří desítek výzkumných projektů, které zahrnují například výzkum a vývoj pokročilé technologie výroby vodíku vysokoteplotní elektrolýzou, metod a technologií záchytu CO₂ ze spalin a návrh technického řešení pro podmínky v ČR, vliv pracovního média na konstrukční materiály používané v parovodním okruhu energetických bloků, vývoj poloprovozního zařízení pro monitoring snižování emisí rtuti z velkých a středních energetických zdrojů nebo vývoj vizualizátoru rozvoje těžké havárie jederné elektrárny pro trénink zvládání těžkých havárií.

Za účelem větší koncentrace a efektivnějšího řízení výzkumu a vývoje jsou pod působnost ÚJV Řež zahrnuty výzkumné dceřiné společnosti – Výzkumný a zkušební ústav Plzeň s.r.o., v oblasti výzkumu a testování zařízení v energetice a transportních systémech, dále Centrum výzkumu Řež s.r.o., pro výzkumné a vývojové činnosti v jaderné energetice.

CVŘ je výzkumnou organizací zaměřenou na výzkum, vývoj a inovace v oboru energetiky, zejména jaderné. K tomu disponuje významnou výzkumnou a experimentální infrastrukturou včetně výzkumných reaktorů LVR-15 a LR-0 a technologických smyček. Podstatné rozšíření výzkumné infrastruktury přináší realizace velkého investičního projektu SUSEN (Udržitelná energetika) v rámci Operačního programu Výzkum a vývoj pro inovace Evropského fondu pro regionální rozvoj.

Výzkum a vývoj pro provozované jaderné reaktory a jaderný palivový cyklus

Ve výstavbě je unikátní komplex nových horkých komor, které budou v příštím roce k dispozici k testování ozářených materiálů, dále zařízení pro výzkum a testování odolnosti komponent při události typu LOCA a zařízení pro úpravu odpadů (zmenšování objemu, solidifikace). CVŘ spolupracuje na výzkumu pro hlubinné úložiště a vytváří znalostní prostředí, jehož cílem je vědeckotechnická podpora SÚJB v dané oblasti.  V CVŘ je systematicky budován pro potřeby nezávislého hodnocení výpočtový model pro bezpečnostní analýzy vybraných scénářů těžkých havárií jaderných elektráren. Jeho výstupem jsou časově závislé termohydraulické parametry a zdrojové členy  analyzovaných havarijních scénářů, které budou sloužit pro ověření opatření  a postupů k jejich zvládání.

Výzkum jaderných reaktorů IV. generace

CVŘ se podílí na mezinárodním výzkumu většiny pokročilých reaktorových konceptů. V Řeži budou instalovány materiálové smyčky – některé vloženy do výzkumného reaktoru - pro prostředí superkritické a ultrakritické vody, vysokoteplotního He, superkritického CO2, tekutých solí a experimenty již probíhají v prostředí tekutých kovů. 

Výzkum jaderné fúze

Bylo vybudováno zařízení na testování  komponent termojaderného reaktoru ITER, které budou ve styku s plazmatem - zejména panely první stěny (PFW, Primary First Wall), vnitřních divertorových terčů a Faradayových antén radiofrekvenčního ohřevu. V rámci projektu SUSEN je v CVŘ budováno specifické testovací technologické zařízení nazvané Platforma TBM; ta bude v měřítku 1:1 věrně simulovat jak část budovy ITER, tak jednotlivé technologické moduly se systémy a podsystémy náležející k TBM, a to se všemi důležitými rozhraními a zátkou biologického stínění . Výzkumné projekty běží pod záštitou evropského konsorcia EuroFusion a společnosti Fusion for Energy (F4E).

Společnost Severočeské doly a.s. nemá vlastní kapacity pro výzkum a vývoj a tuto činnost si zajišťuje externími dodavateli. Mezi nejvýznamnější aktivity v roce 2015 patřilo:

• V oblasti technologie dobývání likvidace prašnosti při těžbě a zpracování uhlí – projekt řeší likvidaci prašnosti v přesypech pásové dopravy rotačními atomizéry, uzavřením přesypů a odsáváním uhelného prachu do kontejnerů.
• V báňsko-technické oblasti se jedná o zvýšení kapacity zemin vnitřní výsypky Dolů Bílina -  zahájen byl projekt se zaměřením na zvýšení kapacity úložného prostoru skrývkových zemin na vnitřní výsypce, která by v budoucnu měla dosáhnout výšky až 250 m. Účelem projektu je vytvoření trojrozměrného hypoplastického modelu, který bude sloužit pro výpočet optimalizace tvarování vnitřní výsypky s ohledem na stabilitu a maximální využití výsypného prostoru.  K výpočtu je použita numerická metoda konečných prvků s uzlovými body v prostoru. Unikátem je rozsáhlost výpočetního modelu, který bude na závěr schopen řešit celou plochu o velikosti 4,5 km x 6 km.

Společnost PRODECO, a.s., patřící k evropské špičce v oboru těžkého strojírenství, je významným dodavatelem dobývací technologie pro těžbu uhlí a dalších nerostných surovin. V roce 2015 byly realizovány vývojové práce pro projektovou dokumentaci nového typu pasového vozu. Jedná se v mnoha aspektech o unikátní řešení odstraňující nedostatky podobného stroje nasazeného na Dolech Bílina. Dodávka stroje na základě projektové dokumentace bude realizována v roce 2017.