فناوری هسته‌ای تنها راه مبارزه با تغییرات اقلیمی/ کدام کشور‌ها به استقبال این فناوری رفته‌اند؟

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از تایم، کنفرانس اقلیم «COP۲۸» در امارات متحده عربی برگزار شد و تعهدات کلان برای سه برابر کردن انرژی هسته‌ای تا سال ۲۰۵۰ به رسمیت شناخته شد. مطلقا هیچ راهی وجود ندارد که گذار انرژی از سوخت‌های فسیلی، بدون روی آوردن به انرژی هسته‌ای در سطح جهان، محقق شود.

با این حال، دولت‌ها و شرکت‌های غربی در اجرای پروژه‌ها و فناوری‌های هسته‌ای جدید شکست می‌خورند. نظرات منسوخ ضد هسته‌ای، هزینه‌های هنگفت سرمایه گذاری اولیه، خطراتی که دولت‌ها برای آن سازوکاری نیافته‌اند تا با بخش خصوصی همکاری کنند و چارچوب نظارتی خردکننده و غیرمنطقی، همه این صنعت را عقب نگه می‌دارند.

در بحبوحه بحران‌های انرژی و بلایای طبیعی تغییرات آب و هوایی، دیگر انتخاب تجملی و لوکس وجود ندارد. این صنعت با تلاش برای توسعه فناوری جدیدی که می‌تواند نگرانی‌های عمومی را در مورد ایمنی کاهش دهد، واکنش نشان داده است.

برخی در حال طراحی میکرو رآکتور‌ها یا «SMR» هستند. برخی دیگر در حال کار با مواد یا روش‌های جدید هستند، مانند جایگزینی آب در سیستم‌های خنک کننده با نمک مذاب یا استفاده از آب جوش به جای آب تحت فشار برای کارآمدتر کردن نیروگاه هسته‌ای (NPP) هستند.

هنوز دیگران در حال کار روی سیستم‌های ایمنی جدید، یا نوآوری‌های تولید سوخت، یا رویکرد‌های جدید برای ذخیره‌سازی مواد هسته‌ای هستند. در آمریکا، سازمان‌های تحقیقاتی درجه یک مانند مؤسسه تحقیقات انرژی الکتریکی، تخصص خود را در سراسر جهان به کار می‌گیرند و چیزی شبیه به دیپلماسی هسته‌ای ایجاد می‌کنند. آمریکا، انگلیس، کانادا و کره جنوبی در سرمایه گذاری در زمینه هسته‌ای پیشرو هستند.

صنعت هسته‌ای چند سالی است که بر موجی از شور و شوق سوار شده است. با توجه به صرفه جویی در هزینه‌های «هسته‌ای شدن»، شرکت‌های هوشمند در حال انجام برنامه‌هایی برای گذار به سوی انرژی هسته‌ای هستند. از جمله این شرکت‌ها می‌توان به مایکروسافت اشاره کرد که در ماه سپتامبر اعلام کرد از نیروگاه‌های هسته‌ای برای تأمین انرژی عملیات هوش مصنوعی خود استفاده خواهد کرد.

از آنجایی که برق رسانی پایه هر طرح انتقال انرژی منسجمی است و شبکه‌ها در تلاش برای متعادل کردن خود با فزونی انرژی‌های تجدیدپذیر غیرقابل توزیع هستند، انرژی هسته‌ای به طور فزاینده‌ای به عنوان راه حل شناخته می‌شود.

درست همانطور که «ایزاک آسیموف» نویسنده داستان‌های علمی تخیلی در ۱۹۴۰-۱۹۵۰ خیال پردازی کرد، انرژی هسته‌ای ممکن است بشریت را نجات دهد و با این حال، عناوین اخیر برخی از شکست‌های بزرگ را آشکار کرده اند.

شرکت راکتور هسته‌ای مدولار کوچک (SMR) با نام «NuScale» «نوسکیل» که زمانی به عنوان توسعه دهنده پیشرو SMR شناخته می‌شد و با وجود دریافت تقریباً ۲ میلیارد دلار حمایت از دولت آمریکا، پروژه شاخص خود را به دلیل افزایش هزینه‌ها و سوء مدیریت لغو کرد و اکنون با شکایت سرمایه گذاران به دلیل کلاهبرداری مواجه است.

شرکت «ترا پاور» «TerraPower» متعلق به «بیل گیتس»، چندین سال است به دلیل تنش روسیه و اوکراین به تعویق افتاد؛ چراکه روسیه تنها کشوری بود که سوخت هسته‌ای مورد نیاز را برای طراحی مودولار کوچک TerraPower تولید می‌کرد.

شرکت «X-Energy» «ایکس انرژی» از برنامه‌های خود برای عرضه عمومی عقب نشینی کرده است. مدولار کوچک هسته‌ای رولز رویس انگلیس با مشکلات مالی دست و پنجه نرم می‌کند.

عقب نشینی از فناوری‌های جدید و بازار‌های نوظهور طبیعی است

شرکت «EDF» فرانسه خروجی‌های کم توان و گزارش‌های وضعیت مالی بی سابقه را منتشر می‌کند. شرکت‌های دیگری نیز هستند که یا فعالیت شان به تاخیر افتاده، با مشکلات دست و پنجه نرم می‌کنند و یا با ورشکستگی روبه‌رو هستند.

عقب نشینی از فناوری‌های جدید و بازار‌های نوظهور طبیعی است، اما برای انرژی هسته‌ای، چنین دست انداز‌هایی در مسیر دسترسی به این فناوری را دشوار می‌کند، چراکه بسیاری از مردم هنوز نسبت به آن مرددند یا کاملاً با انرژی هسته‌ای دشمنی دارند. فجایع چورنوبیل، فوکوشیما دایچی و جزیره تری مایل در خاطره مردم بسیار پررنگ مانده اند.

 کلمه «Meltdown» به معنای از هم پاشیدن سریع و غیرمنطقی و خارج از کنترل، وارد فرهنگ اصطلاحات شده است. نگرانی‌های جهانی از آسیب دیدگی نیروگاه اتمی «زاپوریژیا» اوکراین (بزرگ‌ترین نیروگاه اتمی اروپا) در جریان درگیری‌های روسیه و این کشور نشان می‌دهد چقدر می‌توانیم گرفتار بلایای هسته‌ای باشیم. 

نظرسنجی موسسه گالوپ در مارس ۲۰۲۳ نشان داد که اگرچه حمایت از هسته‌ای شدن به کندی در حال افزایش است، اما ۴۴ درصد از آمریکایی‌ها هنوز تا حدودی یا به شدت با آن مخالف هستند، این در حالی است که در سال ۲۰۱۶، ۵۴ درصد از مردم با این انرژی مخالفت داشتند.

نظرسنجی‌های مشابه در سوئیس و انگلیس حمایت از انرژی هسته‌ای را به ترتیب ۴۹ و ۲۴ درصد نشان می‌دهد. در آلمان، با وجود آنکه هنوز در بحبوحه بحران انرژی و ناامید از منابع انرژی دیگرند، ۵۰ درصد از افراد زیر ۳۴ سال خواهان ریشه کنی انرژی هسته‌ای هستند.

به استثنای فرانسه که ۶۹ درصد انرژی تولیدی آن هسته‌ای است، بسیاری از اقتصاد‌ها و دولت‌های پیشرو در کشور‌های توسعه یافته، آنقدر از انرژی هسته‌ای می‌ترسند که اجازه شکوفایی آن را نمی‌دهند. آلمان به قدری از فوکوشیما ترسیده بود که برنامه انرژی هسته‌ای خود را به طور کامل متوقف کرد و در نهایت سه راکتور آخر از ۱۷ راکتور اصلی خود را در ۱۵ آوریل ۲۰۲۳ خاموش کرد.

بلژیک و سوئیس تصمیم گرفتند نیروگاه‌های جدید نسازند و نیروگاه‌های موجود را به تدریج حذف کنند، اما بحران انرژی ۲۰۲۱-۲۰۲۳ مجبور به بررسی مجدد این تصمیم شد.

در آمریکا، ماشه چنین تصمیماتی در ۲۸ مارس ۱۹۷۹ و در پی ذوب جزئی نیروگاه جزیره تری مایل در پنسیلوانیا کشیده شد. آن حادثه هیچ خسارت جانی نداشت و حتی اثرات منفی بر سلامتی افراد ایجاد نشد، پس از آن، ده‌ها نیروگاه هسته‌ای برنامه ریزی شده لغو شد و تا دهه‌ها تقریباً هیچ چیزی ساخته نشده است.

شوربختانه، رقبای بزرگ ژئواستراتژیکی جهان غرب، بدون محدودیت نظرات عمومی علیه انرژی هسته‌ای، سال ها، اگر نگوییم دهه ها در پیش هستند.

شصت پروژه هسته‌ای در سراسر جهان در مراحل مختلف ساخت و ساز وجود دارد که ۲۲ مورد از آن‌ها در چین است. ۲۲ نیروگاه از فناوری روسیه استفاده می‌کنند و ۱۸ نیروگاه نیز از فناوری چینی یا فناوری‌هایی که چین از کشور‌های دیگر دزدیده و نام تجاری آن‌ها را تغییر داده است، بهره می‌برند. 

برخی از کشور‌های اروپایی، به ویژه مجارستان و صربستان، و برخی از کشور‌های عضو ناتو، مانند ترکیه، در حال برنامه ریزی نیروگاه‌های هسته‌ای جدید با استفاده از طرح‌ها و زنجیره‌های تأمین روسی هستند. حتی هر چهار نیروگاه اتمی اوکراین مدل‌های VVER روسی هستند که تا همین اواخر کاملاً به سوخت روسیه وابسته بودند. روسیه بسیاری از زنجیره‌های تأمین هسته‌ای را کنترل می‌کند.

دنیای غرب به دلیل ترس بسیار عقب مانده است. دولت‌ها در سراسر جهان اکنون در تلاش هستند از قافله عقب نمانند، اما مخالفت عمومی گسترده و سیستم‌های نظارتی که ترس از هسته‌ای شدن را در فرآیند‌های صدور مجوز نهادینه می‌کنند، این تلاش‌ها را کُند کرده است. 

در کشور‌هایی که هرگز قدرت هسته‌ای نداشتند، مانند لهستان و مصر، مخالفت‌ها به قانون تبدیل نمی‌شوند و بنابراین آن‌ها می‌توانند به طور متناقضی سریع‌تر از برخی از کشور‌هایی که برنامه‌های هسته‌ای طولانی مدت دارند حرکت کنند.

در آمریکا برعکس است. سیستم‌های نظارتی مبتنی بر ترس که بر صنعت هسته‌ای آن حکومت می‌کنند، بر این فشار‌ها ادامه می‌دهد. کمیسیون تنظیم مقررات هسته‌ای آمریکا (NRC) در سال ۲۰۲۲، با اجرای قانون نوآوری و نوسازی انرژی هسته‌ای ۲۰۱۹ با آزادسازی فرآیند صدور مجوز برای تقویت نوآوری و تسریع در تجاری سازی انرژی هسته‌ای، پیش نویس قوانین و فرآیند‌هایی را برای بررسی فناوری‌های هسته‌ای جدید منتشر کرد. 

این کمیسیون موفق شد بدترین و سنگین‌ترین جنبه‌های قوانین موجود را در نظر بگیرد و به جای کاهش آنها، موانع و استاندارد‌های جدیدی را اضافه کرد که مهندسان هسته‌ای می‌گویند رعایت برخی از آن‌ها از نظر علمی غیرممکن است.

این پیش نویس دو برابر (۱۲۵۲ صفحه) طولانی‌تر از آن چیزی است که قرار بود ساده شود. بسیاری از الزامات، چه قدیمی و چه جدید، نباید برای رکتور هسته‌ای مودولار کوچک و دیگر طرح‌های هسته‌ای پیشرفته اعمال شوند. این نتیجه توسط کارشناسان و شرکت‌ها به‌عنوان یک شکست کامل مورد انتقاد قرار گرفت که به مدت ده‌ها سال موجب رکود صنعت اتمی می‌شود و زمان و هزینه‌های بیشتری را به فرآیند چند میلیارد دلاری صدور مجوز اضافه می‌کند.

«موسسه انرژی هسته‌ای» که یک گروه تجاری صنعتی است اعلام کرد این پیش نویس، پیچیدگی و بار نظارتی را بدون افزایش ایمنی بالا می‌برد و قابلیت پیش بینی و انعطاف پذیری را کاهش می‌دهد.

نسل رو به رشد نوآوری هسته‌ای نیازی به یک فرآیند تأیید فلج کننده ندارد

در همین حال، آمریکا در تلاش است تا همین سیستم نظارتی دست و پاگیر هسته‌ای را به کشور‌های دیگر از جمله به عربستان سعودی صادر کند. آمریکا این سیستم نظارتی را «استاندارد طلایی» مقررات هسته‌ای می‌خواند و می‌گوید درصورتی که عربستان این استاندارد را بپذیرد و مقررات ایمنی آمریکا را تصویب کند با آن‌ها وارد همکاری خواهد شد. پس جای تعجب ندارد که عربستان به جای آن به طور فعال فناوری‌های هسته‌ای روسیه را در نظر می‌گیرد.

با این حال، واقعیت علمی این است که نسل رو به رشد نوآوری هسته‌ای نیازی به یک فرآیند تأیید فلج کننده ندارد؛ این فناوری این بی‌خطر است. مشخصات خطر راکتور‌های جدید و سایر فناوری‌های در حال توسعه بسیار پایین است. این امر به ویژه در رابطه با خطرات ناشی از تغییرات آب و هوایی یا به عنوان مثال، خطرات سلامتی ناشی از سوزاندن سوخت‌های فسیلی یا استنشاق اگزوز موتور احتراق صادق است. ضایعات یک نیروگاه هسته‌ای جدید بسیار کمتر از ضایعات پنل‌های خورشیدی مصرف شده است.

دوره نوزایی هسته‌ای فقط شامل انرژی هسته‌ای بیشتر نمی‌شود، بلکه انرژی بهتر، پاک تر، ایمن‌تر و کارآمد تری را فراهم می‌آورد.

به عنوان مثال راکتور‌های مدولار کوچک (SMR)‌ها بسیار ایمن‌تر از نیروگاه‌های اتمی با اندازه کامل هستند. آن‌ها بسته به طراحی شان دارای خروجی ۵۰-۳۰۰ مگاوات برق هستند، در مقایسه با ۸۰۰-۱۶۰۰ مگاوات برای NPP‌های سنتی. 

ریزراکتور‌ها «راکتور‌های هسته‌ای جیبی» با خروجی‌های ۱ تا ۵۰ مگاوات، حتی انعطاف پذیرترند چرا که از نظر فیزیک ساده، آسیب دیدگی آن‌ها دشوار‌تر است و بنابراین احتمال اینکه یک حادثه منجر به انتشار رادیواکتیو شود نیز کمتر می‌شود.

در حالی که فعالیت لرزه‌ای برای نیروگاه‌های بزرگی مانند فوکوشیما یک نگرانی جدی تلقی می‌شود، فناوری‌های کوچک تری که به زودی ساخته می‌شوند نیازی به بالشتک‌های لرزه‌ای که در نیروگاه‌های قبلی برای محافظت از آن‌ها در برابر کوچک‌ترین زلزله‌ها مورد نیاز بود، ندارند.

راکتور‌های میکرو‌ها و SMR‌ها را می‌توان در یک کارخانه تولید کرد که امکان استانداردسازی و اقدامات امنیتی منظم و همچنین حمل و نقل مهر و موم شده را فراهم می‌کند. همچنین مصرف مقادیر سوخت رادیواکتیو در رآکتور‌های کوچکتر نیز کمتر می‌شود که در صورت وقوع هر گونه اشتباه، حجم حادثه کوچک خواهد بود.

خطرهایی که استفاده از انرژی هسته‌ای دارد

یکی از نگرانی‌های همیشگی که مخالفان انرژی هسته‌ای اغلب مطرح می‌کنند، خطر از کار افتادن سیستم‌های خنک کننده راکتور است، اما این موضوع در مورد نسل جدید طرح‌های هسته‌ای وجود ندارد. سیستم خنک کننده مبتنی بر آب نیروگاه فوکوشیما دایچی هنگامی که یک سونامی، منبع برق را از کار انداخت، متوقف شد. این همان خطری است که نیروگاه اتمی اوکراین را در جنگ با روسیه تهدید می‌کند. برخورد بمب با سدی که آب سیستم خنک کننده این نیروگاه را تأمین می‌کند، می‌تواند آن را با خطر مواجه سازد.

با این حال، در فناوری‌های راکتور پیشرفته در حال ظهور، این آسیب پذیری به طور کامل حذف می‌شود. بسیاری از طرح‌های جدید سیستم‌هایی با ویژگی‌های ایمنی غیرفعال را کاملاً بازنگری کرده‌اند که خنک سازی را بدون اتکا به نیروی خارجی حفظ می‌کنند. برخی دیگر از آب به روش‌های ابتکاری استفاده می‌کنند.

شرکت جنرال الکتریک و هیتاچی فناوری با نام BWRX-۳۰۰ SMR برای جوشیدن آب در داخل طراحی شده است و همرفت خاص خود را ایجاد می‌کند که به نوبه خود گردش خنک کننده خود را تأمین می‌کند. این امر نیاز به سیستم گردش گسترده لوله‌ها را از بین می‌برد و تمام آب‌های بالقوه آلوده را در داخل نیروگاه نگه می‌دارد. برخی فناوری‌های دیگر نیز از موادی غیر از آب مانند نمک‌های مذاب برای خنک سازی استفاده می‌کنند.

یکی دیگر از ایراد‌های رایج که به انرژی هسته‌ای گرفته می‌شود، دفع مواد رادیواکتیو است؛ اما نوآوری‌های فناورانه جدید عمدتاً نیاز به ذخیره سوخت مصرف شده را از بین می‌برد. سوخت‌های جدید سطح غنی سازی پایین تری دارند که رادیواکتیو کمتری داشته و در نتیجه ایمن‌تر هستند. در واقع چیزی به نام زباله هسته‌ای وجود ندارد مگر اینکه مواد هدر بروند.

برای مثال، شرکت «مولتکس» «Moltex» کانادا، در حال توسعه فناوری بازیافت سوخت «ضایعات به نمک پایدار» است که سوخت مصرف شده را به سوخت جدید تبدیل می‌کند؛ اقدامی که ضایعات را تا بیش از ۷۵ درصد کاهش داده و نیمه عمر رادیواکتیو آن را از هزاران سال به حدود ۳۰۰ سال پایین می‌آورد. این شرکت همچنین در حال طراحی یک SMR موسوم به «راکتور نمک پایدار- زباله سوز» است که با سوخت بازیافتی کار می‌کند و انتقال مواد رادیواکتیو را کاهش می‌دهد. سایر فناوری‌ها نیز به طور موازی خطر را کاهش می‌دهند.

انرژی هسته‌ای ایمن نیست

انرژی هسته‌ای هرگز به طور مطلق، کاملاً و تضمینی ایمن نخواهد بود؛ زیرا هیچ فناوری تولید انرژی دیگری نیز کاملاً بی خطر نیست. توربین‌های بادی می‌توانند سقوط کنند و پرندگان را بکشند و بر زندگی دریایی تأثیر منفی بگذارند. پنل‌های خورشیدی حجم قابل توجهی از زباله‌های سمی تولید می‌کنند و فضایی را اشغال می‌کنند که مانع از زندگی هر چیزی در زیر آن‌ها می‌شود.

انرژی باد و خورشید هر دو به مواد معدنی متکی هستند و عمدتاً توسط چین تولید می‌شوند و البته هیچ کدام به عنوان منبع انرژی کاملاً قابل اعتماد نیستند. آن‌ها همچنین در زمان اوج تقاضای برق قابل ارسال نیستند. نیروگاه‌های آبی فقط با آب فراوان کار می‌کنند و خشکسالی رودخانه‌ها را در سراسر جهان از بین می‌برد.

زغال سنگ کودکان و سیاره ما را می‌کُشد. نفت هم همینطور. گاز طبیعی هم همینطور. انرژی‌های زمین گرمایی، سوخت‌های زیستی، هیدروژن، و ... – این‌ها نمی‌توانند حتی کسری از تقاضای انرژی را برآورده کنند. اگرچه تمامی این‌ها منابع پایداری برای تولید انرژی محسوب می‌شوند، اما در هر زمان و مکانی قابل استفاده نیستند.

انرژی هسته‌ای کامل نیست و هزینه‌های اولیه ساخت آن بالاست. اما خطرات حاشیه‌ای هسته‌ای در مقایسه با خطرات اثبات شده آلودگی هوا و تغییرات آب و هوایی کمرنگ است. حتی ژاپن نیروگاه‌های هسته‌ای خود را با استفاده از فناوری‌های جدید و پیشرفته بازگشایی می‌کند. اگرچه شبح ذوب هسته‌ای یا حتی آلودگی رادیواکتیو ترسناک است، اما کلاس جدید فناوری باید چنین حوادثی را تقریباً غیرممکن کند. 

ضرورت اجازه به شرکت‌های خصوصی برای توسعه دامنه فناوری‎های هسته‌ای

دولت‌ها باید از مسیر نظارتی خارج شوند و به شرکت‌های هسته‌ای بخش خصوصی اجازه دهند تا دامنه فناوری‌های خود را گسترش دهند. باید از سازوکار اشتراک هزینه و اشتراک خطر برای آسان‌تر کردن کار این شرکت‌ها و دسترسی سریع‌تر فناوری‌های آن‌ها به بازار در مقابل استفاده برای تحمیل شرایط نظارتی اضافی استفاده شود. ما باید انرژی هسته‌ای را در آغوش بگیریم. هیچ گزینه دیگری وجود ندارد.