Rozbíhající se stavba nových přístavů, závodů na těžbu a zpracování ropy, zkapalňování zemního plynu či odsolování mořské vody nebo výstavba měst na donedávna opuštěných pobřežích se neobejdou bez alespoň dočasného zdroje elektrické energie. Tím se stávají až na místo po moři dopravené plovoucí elektrárny
s dieselovými nebo turbinovými agregáty o výkonu až stovek megawattů, na jejichž vývoj a výrobu se zaměřilo zejména USA a Turecko. Rusko a Čína si troufají na ještě výkonnější plovoucí atomové elektrárny osazené kompaktními námořními reaktory vyvinutými pro atomové ponorky nebo atomové ledoborce, schopné zásobovat průmysl a města na nehostinných pobřežích planety nejen elektřinou, ale i teplem... Jak ale nejnověji dokázal Shell v Austrálii, lze potřebné závody a továrny integrovat spolu se zdroji elektřiny i na jediné obří plavidlo a provozovat společně v šelfech oceánů nedaleko pobřeží.
BÁRKY A NÁMOŘNÍ PLAVIDLA V ROLI ELEKTRÁREN
Vůbec poprvé na světě byla plovoucí parní elektrárna SS Jacona nasazena roku 1935 k zásobování veřejné sítě rozrůstajícího se města v přístavu Augusta ve státu Maine v nejvýchodnější části USA. Během druhé světové války začalo zejména americké námořnictvo využívat elektrárny upravené z válečných plavidel k zásobování budovaných válečných přístavů a základen zejména v Tichomoří. Po válce rostl zájem o bárky s menšími výkony do 20 MW, které na místo (zejména k vrtným soupravám nebo ropným věžím) přitáhly remorkéry, a po zakotvení se do pozemní rozvodné sítě připojily pomocí kabelů. Na rozdíl od lodí, které musejí mít strojovny pro pohon, ubytovací prostory pro početnou posádku a drahé bezpečnostní námořní vybavení, jsou bárky s konstrukcí pontonu a bez pohonu mnohem levnější a používají se pro dlouhodobé použití na místě zakotvení. Mezinárodní certifikační námořní agentura Bureau Veritas jich pod označením „Services Powerplant“ v letošním roce globálně registruje již víc jak stovku.
Až do elektrického výkonu 180 MW bývá jejich strojovna vyplněna pomaluběžnými diesely až s 18 válci, na snímcích to lze rozeznat počtem výfukových „komínů“. Jsou chlazeny vodním okruhem, který se pozná podle chladicích ventilátorů, vyplňujících větší část paluby. V jejich výrobě pod patronací mezinárodní organizace Power Barge Corporation dominují finská Wärtsilä a německý MAN. Jsou schopné duálního provozu jak na těžký olej, tak ekologičtěji na plyn LNG. Pro velké elektrické výkony až do 300 MW dodává plynové spalovací turbíny zejména Siemens a General Electric. Počtem prodaných plovoucích elektráren a bárek v posledních deseti letech trumfuje turecký výrobce Karadeniz Powership Co., který zejména rozvojovým zemím dodal nebo pronajal v poslední době 75 elektrárenských bárek s celkovým výkonem přes 5 000 MW.
PRVNÍ PLOVOUCÍ JADERNÁ ELEKTRÁRNA VYPLUJE V RUSKU LETOS
První jadernou plovoucí elektrárnu spustili Američané již roku 1967. Šlo o rekonstrukci nejúspěšnější nákladní válečné lodi USA typu Liberta. Strojovna s parní turbínou o výkonu
10 MW místo lodního šroubu poháněla elektrický generátor, páru dodával parogenerátor vyhřívaný horkovodním okruhem tzv. mobilního tlakovodního reaktoru. Z bezpečnostních důvodů používal jen slabě obohacené uranové palivo se 4–7 % izotopu U235. Pod označením MH-1A zásobovala zakotvená plovoucí elektrárna v testovacím období nejprve vojenskou pevnost Fort Bevoir. Dalších jedenáct let potom spolehlivě sloužila k napájení objektů v zóně Panamského průplavu do roku 1977, a po přestěhování remorkéry zpět do USA se teprve letos, po dekontaminaci, dočká konečné likvidace. Pro vysoké provozní i investiční náklady byl další „elektrárenský“ vývoj zastaven a vývoj kompaktních mobilních jaderných agregátů se rozběhl v USA výhradně pro atomové ponorky, a v SSSR navíc pro atomové ledoborce.
K projektům plovoucích elektráren a bárek se vrací Rusko začátkem 21. století jako k efektivním zdrojům elektřiny a tepla pro zásobování na pobřeží budovaných průmyslových oblastí a přístavů na Sibiři a Dálném východu, zejména pak v místech plánované těžby ropy a zemního plynu.
V Baltických loděnicích v Petrohradě dokončuje Rosatom po desetiletém vývoji první plovoucí jadernou elektrárnu Akademik Lomonosov, která by měla plnit bezpečnostní požadavky Mezinárodní agentury pro atomovou energii. Samonosný trup má délku 140 m, šířku 30 m a výtlak 21 000 BRT. Strojovna využívá dva reaktory typu KLT-40S, každý s tepelným výkonem
150 MW a elektrickým výkonem 35 MW, sériově vyráběné pro atomové ledoborce. Na rozdíl od nich však vystačí jen s palivem obohaceným 14 % uranu U235. Palivo bude vyměňováno v intervalu sedm let a projektanti počítají s životností elektrárny nejméně 40 let. Akademik Lomonosov bude koncem letošního roku nasazen k testování v Peveku na Čukotce, kde se již dokončuje kotvicí zařízení a kabeláž i potrubní systémy k přenosu elektřiny a tepla do budované energetické sítě. Přijde na našich 6 mld. korun a od roku 2019 doplní výkony Bilibinské jaderné elektrárny a čaunské teplárny, které zmíněnou pobřežní oblast zásobují. Rosatom připravuje i variantu plovoucí jaderné elektrárny vybavené odsolovací technologií mořské vody, kterou hodlá nabídnout žíznícím místům na pobřežích Afriky a Asie. S párem reaktorů bude schopna dodávat denně až čtvrt milionu m3 upravené vody.
ČÍNA ZPROVOZNÍ SVOU PLOVOUCÍ JADERNOU ELEKTRÁRNU ZA ČTYŘI ROKY
Čína se rozhodla pro vývoj a výrobu plovoucích jaderných zdrojů zejména pro zásobování elektřinou vrtných souprav při šelfové těžbě ropy a zemního plynu, a plánovaných zkapalňovacích závodů na LNG. Státní společnost CGN pro ni začala loni vyvíjet modulární tlakovodní reaktor ACPR- -50S s tepelným výkonem 200 MW a elektrickým výkonem 60 MW. Konkurenční, avšak na programu spolupracující společnost CNNC pak vyvíjí modulární reaktor ACP-100 s elektrickým výkonem 100 MW. Podle zveřejněných návrhů má mít první testovací model plovoucí elektrárny plánovaný na rok 2022 nízký trup s klínovitou přídí, druhý pak klasický trup se zaoblenou přídí. Oba budou vybaveny plošinami pro přistávání vrtulníků přepravujících na moři se střídající posádku. Reaktory budou jako mobilní konstrukce použitelné i k využití na pevnině pro „balené“ transportovatelné elektrárny nebo teplárny.
USA KONTRUJE PROJEKTEM PONORNÉHO JADERNÉHO ZDROJE ENERGIE
S plovoucím zdrojem energie pro těžební ropné a plynové plošiny u pobřeží se nejnověji hlásí i nukleární oddělení univerzity MIT, vedené profesorem jaderného inženýrství J. Buongiornem. Místo plovákové konstrukce navrhuje jaderný zdroj uložit do ponorného betonového válce s nástavbou nad hladinou, který se na místo v okruhu 12 mil od pobřeží přitáhne remorkéry, ponoří na dno a zajistí vodní zátěží. Pro výkon 300 MWe bude ocelobetonový válec s dvojitými stěnami mít průměr 45 m, pro alternativu 1 100 MWe průměr 75 m. Od dna v hlubině směrem k hladině jsou uspořádány postupně v devíti patrech ukládací nádrže pro vyhořelé palivové články, sklad čerstvých palivových článků a reaktor se stíněným primárním okruhem. Sekundární okruh s výměníkem tepla v roli parního generátoru bude dodávat páru dvěma turbogenerátorům a z kondenzátoru chlazeného mořskou vodou ji vrátí do výměníku. Nad strojovnou pak bude rozvodna s velínem a s kabelovým vývodem elektrického výkonu. Nad hladinu bude přečnívat plošina s ubikacemi pro dvacetičlennou posádku, která se bude střídat s vrtulníkem, užívajícím nástavbu s přistávací plošinou a hangárem. Výměna palivových článků u použitých reaktorů sloužících jinak v amerických atomových ponorkách bude prováděna každé dva roky. Nejpřísnější bezpečnostní radiační předpisy vzhledem na možné úniky při přírodních pohromách nebo teroristických akcích však vyhlídky na celosvětové rozšíření mobilních jaderných zdrojů a jejich vývoj brzdí a budoucnost je nejasná.
BUDOUCNOST PATŘÍ PLOVOUCÍM TĚŽEBNÍM, ZKAPALŇOVACÍM A ODSOLOVACÍM TOVÁRNÁM
Po pětiletém vývoji (v TT jsme o něm psali v č. 23/2016) dorazila s pomocí remorkérů k břehům Austrálie u Broome dne 26. července 2017 největší plovoucí továrna na těžbu a zkapalňování zemního plynu na světě PRELUDE, kterou si pro nadějný vrt objednala společnost SHELL v Jižní Koreji v loděnicích Samsungu, a zakotvila. 488 m dlouhé plavidlo s vrtnou a sběrnou věží na zádi se nyní propojuje s podmořskými studněmi asi 200 km od pobřeží, z nichž od příštího roku bude čerpat ročně kolem 5,3 mil. tun kapalin a plynů. Moderní složitá technologie na palubách do nádrží v trupu ročně oddělí a zkapalní 3,6 mil. t LNG (zkapalnělý zemní plyn s teplotou −162 °C), 0,4 mil. t zkapalnělého topného plynu LPG a 1,3 mil. t energeticky použitelného kondenzátu. K jejich uskladnění poslouží obří kryogenní nádrže s kapacitou 350 000 m3 (pro představu objem 165 olympijských plaveckých bazénů). Tato paliva budou přečerpávána do menších tankerů zakotvujících u boků PRELUDE nejméně 25 let, dokud se zmíněné plynové pole nevyčerpá. Plavidlo za 12 mld. dolarů je obsluhováno ve směně 160 pracovníky, odolá až 20 m vysokým vlnám i uragánům, vůči kterým se umí kolem kotev natáčet, a posádka udržuje stálé spojení s pobřežní základnou pomocí vrtulníků. PRELUDE se stává vzorem pro vývoj velkých plovoucích odsolovacích stanic, které musí v příštích letech zásobit žíznící pobřežní oblasti Afriky a Asie.