Jaderná energetika a Silicon Valley? Leda tak Ďáblův kaňon čili Diablo Canyon – právě tam, v příznačně pojmenované oblasti mezi San Franciskem a Los Angeles, stojí u břehů Pacifiku jediná kalifornská nukleární elektrárna… Jenže bývávalo, nezájem už neplatí, protože s boomem umělé inteligence vyvstala technologickým obrům otázka, kde brát čistou energii pro svá věčně hladová datová centra. A obrátili svou pozornost k jádru, dokonce plánují výstavbu vlastních reaktorů. Pro obor, který v novém tisíciletí stagnoval, to může znamenat zásadní změnu. „Cítíme lehké vibrace,“ usmívá se v rozhovoru pro CzechCrunch Jan Rataj, šéf Katedry jaderných reaktorů na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT.

Nejde ale jen o zájem IT kolosů, jako jsou Meta, Microsoft, Oracle nebo Google, které otevřeně hovoří o tom, že si chtějí budovat vlastní jaderné elektrárny. Jde i o vývoj doma v Česku. Kromě toho, že vláda odklepla zakázku na rozšíření Dukovan pro jihokorejský koncern KHNP, oznámil ČEZ mohutnou investici do britské společnosti Rolls-Royce a budou společně vyvíjet malé modulární reaktory.

Takže se zdá, že jaderná energetika, která byla hlavně po nehodě v japonské Fukušimě a v době okouzlení zelenými technologiemi v útlumu, se opět dostává do popředí. Dá se hovořit o jaderné renesanci? „Vše nasvědčuje tomu, že jsme v situaci, kdy dochází k zásadní proměně. Tak, jak je nastavený průmysl a moderní technologie a jaké mají energetické požadavky, je jádro logické řešení. Na druhou stranu stát se může cokoli, speciálně v geopolitice, proto zůstávám zatím opatrný,“ zdůrazňuje Jan Rataj.

Uznává ale, že po zkušenosti s Elonem Muskem a tím, jak se jeho společnosti SpaceX podařilo dramaticky proměnit a vlastně postavit na hlavu kosmický průmysl, může být stejně transformativní i vstup dravců ze Silicon Valley do nukleární energetiky. Zvlášť když se o malých modulárních reaktorech hovoří už opravdu dlouho, ale kromě jednoho čínského projektu ještě žádný nestojí.

Pro Česko, jehož roční spotřebu elektřiny zhruba ze 40 procent obstarávají jaderné elektrárny Temelín a Dukovany a kde byla historicky silná jaderná expertíza a výzkum, by aktuální změny mohly být ohromnou příležitostí. Jaký je tedy momentální stav? Co za typ reaktoru si postaví Google? Jak důležitá je spolupráce ČEZu s Rolls-Roycem? Je Česko unikátní ve svém jaderném byznysu? A mají na univerzitě dost zájemců? O tom jsme si s Janem Ratajem mluvili ve velkém rozhovoru pro CzechCrunch.

Sledujete, jak jedna velká technologická společnost za druhou oznamují, že budou investovat do jaderné energetiky a do reaktorů?
Samozřejmě. Pro rok 2026 se počítá s nárůstem spotřeby v datových centrech celkově na tisíc terawatthodin. Například celá Česká republika ročně spotřebuje asi 70 terawatthodin elektřiny, to je pro srovnání asi tolik, kolik spotřebují jen Google nebo Microsoft ve svých počítačových centrech. Takže nárůst spotřeby elektřiny kvůli AI je ohromný. Aktuální spotřeba datacenter po světě je někde kolem 500 nebo 600 terawatthodin a do dvou let by se měla zdvojnásobit. A poroste dál, což je právě i důvod, proč jaderná energie tolik zajímá technologické firmy.

To opakují všichni – potřebujeme stabilní, bezemisní a výkonný zdroj. Například Larry Ellison, zakladatel společnosti Oracle, se nechal slyšet, že už mají dokonce pozemek s povolením ke stavbě jaderné elektrárny.
V Americe je licenční proces trochu jiný, lze tam získat například takzvanou kombinovanou licenci na výstavbu i následný provoz, což dává investorům určitou jistotu. Google, respektive Alphabet se zase spojil se společností Kairos Power a začínají stavět specifickou technologii solného reaktoru. Už mají povolení k výstavbě a jejich demonstrační jednotka reaktoru Hermes vyroste v Oak Ridge v Tennessee.

Co to je solný reaktor?
Jsou dvě základní skupiny reaktorů, které se dnes používají. První jsou nejrozšířenější lehkovodní reaktory, které se dají dále rozdělit na tlakovodní či varné. Druhou skupinou jsou těžkovodní reaktory, ty se používají hlavně v Kanadě, Indii nebo Argentině. Jde o běžné technologie, najdete je v naprosté většině elektráren po světě. Jsou to technologie již ozkoušené a je u nich tak trochu umetená licenční a povolovací cesta, takže se dají potenciálně využít i u tolik diskutovaných modulárních reaktorů. Třeba Rolls-Royce chystá lehkovodní tlakovodní reaktor a budoucnost tam vidí i ČEZ, který se rozhodl do Rolls-Royce nyní investovat.

No a pak tu jsou takzvaně pokročilejší technologie, které chtějí využít přístupy, jež se sice historicky zkoušely, ale z různých důvodů se neprosadily. Jenže díky novým technologiím by se to mohlo změnit. Sem patří plynem chlazené vysokoteplotní reaktory nebo právě jako u Kairos Power reaktor, který ochlazuje roztavená sůl.

A solný reaktor už někde běžel?
Právě v Oak Ridge, kde bude stavět Kairos ve spolupráci s Googlem, byl v 60. letech minulého století experimentální solný reaktor. To, nač mají povolení, je výstavba demonstrační jednotky pro testování o výkonu 35 megawatt, ale tepelných, nebude sloužit k výrobě elektrické energie. A to, co by finálně chtěli stavět, jsou dva reaktory o výkonu 75 megawatt, takže celkem 150 megawatt elektrického výkonu, což jsou zdánlivě malá čísla. Alespoň na jádro. Ale pravděpodobně je to trend a ukazuje se, že cesta pro tyto společnosti budou spíše menší reaktory.

Výhoda solných reaktorů je, že pracují za atmosférického tlaku. Naopak tlakovodní reaktor potřebuje tlak kolem 15 megapascalů, což je pro ilustraci 150krát větší tlak, než jaký se přirozeně vyskytuje v naší atmosféře u povrchu země. Tomu musíte přizpůsobovat zařízení reaktoru, a i z hlediska bezpečnosti to je o dost složitější. Zároveň umí solné reaktory efektivněji akumulovat a odvádět teplo.

Určitě mají ale i slabiny.
Slabou stránkou je agresivita solí vůči jakýmkoli materiálům. To byl vždy jejich hlavní problém, proto se jim nedařilo prosadit. I v Česku ve výzkumném ústavu v Řeži se solným reaktorům hodně věnovali, ale působení solí byl zásadní handicap. Materiálový výzkum šel v této oblasti hodně kupředu a předpokládám, že teď už mají materiály vyřešené, když do toho investuje Google a když se začíná stavět.

Jde o to, že materiály, které chcete použít při stavbě reaktoru a jaderné elektrárny, musí být bezpečné, certifikované a prověřené, musí být odolné nejen vůči solím, ale i vůči teplotám, seismicky a musí být vyřešeno stárnutí. To je i důvod, proč je jaderná energetika tak drahá, protože řada výrobků a materiálů je v ní sice podobných jako v jiných průmyslech, jenže musíte mít ke každému detailní „rodný list“ a musí být kvalifikován pro použití v jaderné energetice.

A jak jsme obecně daleko s malými reaktory? Slýchám o nich tak deset let, ale zdá se mi, že to je pořád v hodně teoretické rovině.
Ano i ne. Jediný takzvaně malý modulární reaktor, který je dnes v provozu podle Mezinárodní agentury pro atomovou energii, je v Číně v provincii Šan-Tung. Má výkon 200 megawatt a je to heliem chlazený vysokoteplotní reaktor s kulovým palivem. To je grafitová koule, uvnitř které jsou keramická palivová zrníčka. Každá ta kulička je velká jako pěst a v celém palivovém loži, kterému se říká pebble bed, jich je naskládané velké množství. Musí to být z keramiky, protože v reaktoru je vysoká teplota, tak aby to ustálo. Pak je mezi provozované malé modulární reaktory zařazen ještě ruský Akademik Lomonosov, což je plovoucí elektrárna.

V čem vlastně má spočívat hlavní výhoda modulárních reaktorů?
Idea je taková, že máte technologii, která je natolik ověřená a odzkoušená, že se budou dát elektrárny stavět v podstatě sériově. Jenže když se vrátíme do minulosti, snaha o standardizaci tady historicky byla vždycky a třeba ve Francii si vytvořili normované projekty, díky čemuž se jim podařilo v 70. a 80. letech nasekat více než dvě desítky elektráren. Upnuli se na jeden či dva typy projektů a dotáhli je k téměř sériové výrobě. I Rusové měli standardizované projekty. Ovšem od 90. let začal svět bláznit, vyvíjely se vyšší a vyšší výkony, jsou reaktory až o výkonu 1700 MWe (jde o zkratku megawatt elektrické energie – pozn. red.) a projekty se postupně šily na míru zákazníkům. To ovšem narušilo standardizaci a důsledkem je to, kam se jaderná energetika dostala – je drahá a její výstavba trvá extrémně dlouho.

A je jasno v tom, jaký má být ideální výkon malých reaktorů? Někde se píše 150 a někde 400 megawatt. Pro srovnání – jeden blok Temelína má maximální výkon přes tisíc megawatt hodin, celá elektrárna pak dva tisíce.
Hovoří se zhruba o 200 až 400 MWe, střední reaktory by byly do 700 MWe. Dobré je srovnání s našimi Dukovany, které se skládají ze čtyř reaktorů a každý má nyní výkon 510 MWe. Takže historie se svým způsobem opakuje a právě Dukovany, které se začaly stavět zkraje 80. let, jsou ještě z dob, kdy jaderná energetika a její výstavba byly mnohem více standardizované.

Důležitou roli při přemýšlení a plánování modulárních reaktorů hraje otázka, jaký výkon je smysluplný z hlediska nákladů. Ať postavíte jakýkoli reaktor, nároky na bezpečnost a na lokalitu budou vždy stejné, takže musíte propočítat, co se investičně vyplatí. To je jeden z důvodů, proč už se tolik nepracuje s úvahami o reaktorech s výkonem menším než zhruba 500 MWe. Uvidíme, zda se třeba Kairosu se solným reaktorem nepodaří to nějak prolomit.

Co je na tom tak drahé, že se nemusí vyplatit ani výkon 200 megawatt, což je jinak výkon uhelných elektráren třeba v Komořanech nebo v Mělníce?
Cokoliv, co dáváte do jaderné elektrárny, musíte mít tak dobře prověřené, že se to extrémně prodraží. S nadsázkou řeknu, že čerpadlo, které si koupíte na zahradu, vás bude stát pět tisíc korun. To samé, které budete chtít nasadit v jaderné elektrárně, ale bude stát 50 tisíc. Jen kvůli kvalifikaci a dokazování spolehlivosti. Když se vám podaří vyladit standardizaci, jak to měla v minulém století Francie, samotná stavba už není takový problém. Ale vstupy do ní jsou nákladné a vždy budou větší než jinde, bezpečnost je zkrátka klíčová.

Proč se to tolik zamotalo a proč se stavby tak moc zesložitěly? Co bylo důvodem? Černobyl?
Diskutovali jsme nad tím s Janem Bartákem, což je původem český jaderný expert, který dlouhá léta pracoval ve Francii v jaderném sektoru a později tam s dalšími odborníky založil poradenskou firmu v oblasti jádra. A došli jsme k tomu, že neexistuje jeden důvod. Určitě sehrály klíčovou roli Černobyl a Fukušima, ale náznaky komplikování požadavků a jejich úprav pro různé zákazníky tam byly už dřív. Roli hrálo i to, že se sice přidávaly různé požadavky, které měly zvýšit bezpečnost, jenže se postupně zjistilo, že nejsou tak efektivní, jak se myslelo. Projekty se strašně zkomplikovaly a teď se hledá cesta, jak to zase rozmotat zpět.

Jadernou energetiku to ale přece hrozně poškodilo, ne? Jednak to, že začala být extrémně drahá, jednak to, že zavládlo přesvědčení, že nebude potřeba a vše zajistí obnovitelné zdroje, respektive blíže nespecifikovaný technologický progres.
Je to tak. Než se stala havárie ve Fukušimě, což byl rok 2010, hovořilo se o nástupu jaderné renesance. V odborných kruzích se očekávalo, co všechno se začne stavět, jenže z toho nebylo nic. Všechno se buď zastavilo, nebo se to začalo ještě víc komplikovat.

I o modulárních reaktorech se hovořilo hodně před Fukušimou. Teď se ale zdá, že se to opravdu začne dít. Tlak společnosti si to, přijde mi, vynutí.
Výhodou malých reaktorů je i to, že v nich vzniká menší množství radioaktivních prvků. Takže třeba pro reaktory poblíž aglomerací to dávalo vždy větší smysl. Ale pozor, znovu zopakuji, co jsem už říkal: jen na průzkum lokality a její přípravu budou pořád potřeba velmi vysoké investiční náklady, to se nikdy nezmění.

Ostatně úskalí malých reaktorů a jejich rentabilita je dobře vidět na americké společnosti NuScale, která se obecně považovala za toho, komu se s nimi podaří prorazit jako prvnímu. Začínali s projektem o výkonu 50 MWe na jednotku, byli lídrem sektoru, získali jako jedni z prvních povolení k výstavbě reaktoru. Jenže se dostali do slepé uličky. Elektrárna se měla skládat až z 12 jednotek. Postupně měnili projekt a zvyšovali výkon, aby to ekonomicky dávalo smysl. A nakonec v nedávné době projekt ukončili.

Vědecká komunita ale musí mít z toho, jak moc technologičtí obři hovoří o jádru, radost, ne? Po letech útlumu to je velká příležitost.
Cítíme vibrace. Už mnohokrát jsme se ale těšili a nic z toho nebylo. Každopádně pro nás je spíš než Google důležité, aby se podepsal kontrakt na Dukovany. Dalo by to impuls jaderné energetice v celé Evropě. Ukázalo by se, že se rozjíždí nový projekt. Ale samozřejmě i zájem technologických firem je důležitý. Jaderná energetika je výsostná disciplína a není moc zemí, které by ji uměly. Málo si to uvědomujeme, ale Česko je jednou z nich.

Ovšem odborníků i u nás ubývá. Řada matadorů, kteří byli u staveb Temelína či Dukovan, je už v důchodu, pokud ještě žijí.
To je pravda. A jako vysokoškolský pedagog bych si od té potenciální jaderné renesance, o níž se bavíme, sliboval zvýšený zájem studentů samozřejmě. Vezměte si, že například v plzeňské Škodovce se před revolucí vyráběly reaktorové nádoby. To už se jen tak nevrátí. Mít lidi, kteří byli u staveb elektráren a zažili reálné problémy, které se objevily při výstavbě, je holt k nezaplacení.

Když pomineme, že se snad budou rozšiřovat Dukovany a že Google začíná stavět s Kairosem, tak kde se nyní staví jaderné elektrárny?
Staví se v Číně a v Rusku, kde si ale jedou po své ose. Korejci také staví. A v Evropě je několik více či méně problematických projektů – rozšiřování britské elektrárny Hinkley Point, ve Finsku spustili loni elektrárnu Olkiluoto 3, v Maďarsku chtějí s pomocí Rusů rozšířit Paks a nové reaktory budují i Francouzi. Jsou to všechno ale právě projekty, které se hodně upravovaly a které nelze považovat za standardizované. Dukovany by mohly být, doufejme, díky Korejcům naopak vykročením ke standardizaci.

Zmínil jste, že jsme v Česku našimi jadernými schopnostmi unikátní. Opravdu to tak je?
Jsme v tom unikátní, minimálně v regionu střední Evropy, protože s budováním infrastruktury jsme začali už v roce 1955. Tehdy se založila jednak Řež, jednak jaderná fakulta. V Řeži měli v roce 1957 hotový výzkumný reaktor, Rusové nám sice zpočátku vnutili jejich těžkovodní, plynem chlazené technologie, ale byli jsme díky tomu průkopníci. A například na Dukovanech, i když byly původně ruský projekt, ohromnou spoustu práce udělali Češi, vypilovala se na nich celá generace odborníků. Takže historicky jsme měli dobré postavení. Ovšem jak se tu od Temelína nic nestavělo a jak se vzbuzovaly opakovaně naděje, které zase pominuly, i tady řada lidí odešla. Vidíme to i u nás ve škole.

V čem?
Přestože se dlouho hovořilo o Dukovanech, běžel tendr, do toho se přidaly úvahy o Temelínu, na počtech uchazečů jsme žádné zlepšení nevnímali. Hlásilo se jich pořád stejně a nutno říct, že stejně málo.

Tak třeba když se v souvislosti s jádrem začnou skloňovat jména jako Google, Oracle, Microsoft, Nvidia, přitáhne obor pozornost mladých lidí.
Jednoznačně. Jeden z problémů technických oborů, u nichž klesá počet zájemců, je, že pro mladé lidi symbolizují, podle mě neprávem, něco starého, nemoderního. Nejspíš tam nevidí úzké sepětí s novými technologiemi, které tam ale ve skutečnosti je. Umělá inteligence, strojové učení nebo 3D tisk jsou dnes už i tady využívané. Nicméně když se o jádro začnou zajímat společnosti jako Google nebo Nvidia, okamžitě získá jinou auru.

Zároveň je třeba si přiznat, že jaderné technologie jsou výsostná disciplína. Je to těžká fakulta, náročný obor, který není pro každého, takže tady asi nikdy davy nebudou.
Ano, jsme hodně specifičtí. Nemůžeme mít tisíce studentů, protože by je ani nepobral trh. Lidé, kteří vyjdou z naší fakulty, jsou skuteční odborníci, jsou velmi specializovaní. Jaderný průmysl ovšem nepotřebuje jen naše absolventy, ale techniky obecně – elektroinženýry, strojaře, stavaře…

Souhlasím ale s tím, že vše nasvědčuje tomu, že jsme v situaci, kdy dochází k zásadní proměně. Tak, jak je nastavený průmysl a moderní technologie a jaké mají energetické požadavky, je jádro logické řešení. Na druhou stranu stát se může cokoli, speciálně v geopolitice, proto zůstávám zatím opatrný. Ale hráči ze Silicon Valley mají potenciál s tím hodně zahýbat a ledacos urychlit.

Situace v jaderné energetice byla v USA v posledních dvou dekádách také ospalá?
Ani tam neměl obor nejlepší podmínky a projekty, které se budovaly, se dost prodražily. Postupně se to zlepšuje a vzniká tam řada nových startupů. Navíc jaderný výzkum a byznys hodně podporuje stát a něco podobného se děje i ve Francii, u nás bohužel tolik ne. Americká vláda finančně pobízí firmy, na začátku si jich vybere třeba dvacet, dostanou peníze, aby rozvíjely určitou myšlenku či určitý projekt, po čase se to vyhodnotí a ty z nich, které se dostaly daleko a jsou opravdu nadějné, získají robustní financování, aby to mohly dotáhnout. Stát z toho má samozřejmě prospěch.

Napadá mě přirovnání s umělou inteligencí, v jejímž výzkumu jsme také relativně silní a třeba tým ČVUT kolem Michala Pěchoučka historicky pracoval pro různé americké organizace včetně armády. Nemůže se něco podobného opakovat ve vašem případě?
To se dokonce už děje, takže bude na co navazovat. Je to jeden ze zdrojů našeho optimismu. Už dnes spolupracujeme s řadou amerických univerzit, které k nám jezdí třeba na studentské kurzy a praxe na náš experimentální reaktor. Děláme i společně dost projektů, například ve vývoji paliv nebo v aplikacích právě AI. A je nepochybné, že pokud se to v USA probere tak, jak se to teď jeví, budou tam mířit čím dál víc i lidé od nás. Ostatně v amerických národních laboratořích, třeba v Los Alamos nebo v Argonne, už dnes pracují naši absolventi.

A pak tu máme investici ČEZu do Rolls-Royce a jejích plán na vývoj a výstavbu malých reaktorů.
Strašně moc tomu fandím a mám z toho radost. Už se snažíme napojit na Rolls-Royce, abychom mohli rozjet spolupráci s fakultou. Víte, naší misí je výchova jaderných techniků, kteří zamíří do firem, jež se věnují jaderné energetice. A ČEZ je v tomto směru v Česku klíčovým hráčem, velká část našich absolventů zamíří do jeho řad nebo do firem, které na něj jsou navázané. A tohle je další šance.

ČEZ je pro vás asi zásadní partner, že?
Naše katedra má kolem deseti absolventů ročně, celá fakulta zhruba stovku. Říkáme tomu konstanta, protože ať se děje, co se děje, na konci máme vždycky zhruba stejné číslo absolventů. Ve třeťáku se o ně vždy začne zajímat ČEZ, který pro ně dělá spoustu vzdělávacích projektů. Jeden z jeho programů je Jaderná univerzita, která probíhá v létě v Temelíně a Dukovanech, a tam jim třeba umožní si cvičně absolvovat psychotesty, což je mimořádně zajímavé. Psychologické testy jsou možná největším sítem potenciálních zaměstnanců v jaderné elektrárně.

Obsahují dotazník o stovkách otázek, dlouhé pohory, profilování, postřehové testy na počítači, test IQ… Suma sumárum, z deseti našich absolventů každý rok jich je aspoň pět stipendistů ČEZu a firma je má podvázané.

A kam jinam u nás mohou jít?
Máme tady výzkumné ústavy v Řeži, potom Škodu – Jaderné strojírenství, což je dnes už také dceřiná firma ČEZu, je tu regulátor, tedy Státní úřad jaderné bezpečnosti, nebo Správa úložišť radioaktivních materiálů. Ale je tady také svět a zjevně nastává doba velkého souboje. Kdo s koho. Takže naši absolventi se o živobytí nemusí bát.