Γενικά

Νέοι, ασφαλείς πυρηνικοί αντιδραστήρες μπορούν να σταματήσουν την αλλαγή του κλίματος, αλλά φοβούνται να χτίσουν

Το 2018, οι επιστήμονες ανέφεραν τα σκληρά νέα: παρά τις ανησυχίες σχετικά με την υπερθέρμανση του πλανήτη, ο άνθρακας παρήγαγε το 38% της παγκόσμιας ηλεκτρικής ενέργειας το 2017 - δηλαδή ακριβώς το ίδιο ποσό με εκείνο που εμφανίστηκε πριν από 20 χρόνια. Ακόμη χειρότερα, οι εκπομπές αερίων θερμοκηπίου αυξήθηκαν κατά 2,7% πέρυσι - η μεγαλύτερη αύξηση σε επτά χρόνια. Αυτή η στασιμότητα οδήγησε στο γεγονός ότι ακόμη και οι πολιτικοί και οι περιβαλλοντολόγοι άρχισαν να πιστεύουν ότι χρειαζόμαστε περισσότερη πυρηνική ενέργεια.

Ακόμα και επιστήμονες από τα Ηνωμένα Έθνη που δεν έχουν δείξει ενθουσιασμόΣτο παρελθόν, σήμερα λένε ότι οποιοδήποτε σχέδιο για τη διατήρηση της θερμοκρασίας του πλανήτη κάτω από 1,5 βαθμούς θα βασιστεί σε ένα σημαντικό άλμα στη χρήση της πυρηνικής ενέργειας. Αλλά κινούμαστε προς μια διαφορετική κατεύθυνση. Η Γερμανία σκοπεύει να κλείσει όλους τους πυρηνικούς αντιδραστήρες έως το 2022. Η Ιταλία ψήφισε να εμποδίσει τυχόν μελλοντικά έργα το 2011. Ακόμη και αν η πυρηνική ενέργεια βρει την υποστήριξη του κοινού (και αυτό δεν συνέβη), είναι ακριβό να το παράγει: αρκετοί πυρηνικοί σταθμοί στις ΗΠΑ έκλεισαν πρόσφατα, επειδή δεν μπορούσαν να ανταγωνιστούν τη φθηνότητα του σχιστολιθικού φυσικού αερίου.

Νέοι τύποι πυρηνικών αντιδραστήρων

"Εάν η σημερινή κατάσταση παραμείνει η ίδια,περισσότεροι πυρηνικοί σταθμοί είναι πιθανό να κλείσουν και να αντικατασταθούν κυρίως από το φυσικό αέριο, με αποτέλεσμα την αύξηση των εκπομπών ", δήλωσαν οι ανήσυχοι επιστήμονες στην Ένωση - που πάντα θεωρούνταν σκεπτικοί για την πυρηνική ενέργεια - το 2018. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, εάν κλείσουν όλοι οι σταθμοί, οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα θα αυξηθούν κατά 6%.

Προς το παρόν η ερώτηση είναιη υποστήριξη των υφιστάμενων συστημάτων δεν αξίζει τον κόπο, λέει ο Edwin Lyman, ενεργός διευθυντής του έργου πυρηνικής ασφάλειας στο UCS. "Το πιο σημαντικό ερώτημα είναι εάν η ανάπτυξη νέων πυρηνικών σταθμών στις επόμενες δεκαετίες θα είναι ρεαλιστική με το σωστό ρυθμό".

Στις αρχές του 2018, μόνο στη Βόρεια Αμερική ήταν75 μεμονωμένα έργα πυρηνικής σχάσης που προσπάθησαν να απαντήσουν σε αυτή την ερώτηση. Τα έργα αυτά αφορούν τον ίδιο τύπο αντίδρασης με τους συμβατικούς πυρηνικούς αντιδραστήρες που έχουν χρησιμοποιηθεί εδώ και δεκαετίες - σχάση ή σχάση ατόμων.

Μία από τις κορυφαίες τεχνολογίες είναι μικρή(SMR): μια μικρότερη έκδοση των παραδοσιακών συστημάτων πυρηνικής σχάσης, η οποία υπόσχεται να είναι φθηνότερη και ασφαλέστερη. Η NuScale Power, με έδρα το Πόρτλαντ του Όρεγκον, έχει σχεδίαση 60 μεγαβάτ, η οποία πρόκειται να αναπτυχθεί. (Μια τυπική δαπανηρή εγκατάσταση μπορεί να παράγει περίπου 1000 MW ηλεκτρικής ενέργειας).

Το NuScale θα πρέπει να εγκαταστήσει 12 μικρούς αντιδραστήρες γιαδιατηρώντας τις ενεργειακές ανάγκες 46 εγκαταστάσεων σε όλη τη δυτική πλευρά των Ηνωμένων Πολιτειών, το έργο θα υλοποιηθεί μόνο εάν τα μέλη του ομίλου συμφωνήσουν να το χρηματοδοτήσουν μέχρι το τέλος του έτους. Το ιστορικό δείχνει ότι δεν θα είναι εύκολο. Το 2011, ο Generation mPower, ένας άλλος κατασκευαστής SMR, έλαβε συμβόλαιο για τη δημιουργία έως και έξι αντιδραστήρων παρόμοιο με το NuScale. Υποστηρίχθηκε από τους ιδιοκτήτες της Babcock & Wilcox, των μεγαλύτερων παραγωγών ενέργειας στον κόσμο, αλλά η σύμβαση λύθηκε σε λιγότερο από τρία χρόνια επειδή δεν υπήρχαν νέοι πελάτες. Κανένας πελάτης δεν σημαίνει ότι η τιμή δεν θα πέσει, πράγμα που σημαίνει ότι το έργο δεν θα αναπτυχθεί.

Ενώ η προσέγγιση NuScale χρησιμοποιείοι παραδοσιακοί πυρηνικοί αντιδραστήρες με ψύξη με νερό, μειώνοντάς τους, τα αποκαλούμενα IV συστήματα παραγωγής χρησιμοποιούν εναλλακτικούς ψύκτες. Η Κίνα κατασκευάζει έναν αντιδραστήρα μεγάλης κλίμακας που ψύχεται με νάτριο στην επαρχία Fujian, η οποία θα τεθεί σε λειτουργία το 2023 και η TerraPower από την Ουάσινγκτον έχει αναπτύξει ένα σύστημα ψύξης νατρίου που μπορεί να λειτουργεί με αναλωμένο καύσιμο, απεμπλουτισμένο ουράνιο ή ουράνιο απευθείας από το έδαφος. Η TerraPower - στην οποία ο Bill Gates επένδυσε - συνήψε συμφωνία με το Πεκίνο για την κατασκευή ενός σταθμού επίδειξης το 2022.

Μια άλλη παραλλαγή IV γενιάς, ένας αντιδραστήρας μετο τετηγμένο αλάτι είναι ασφαλέστερο από τα προηγούμενα σχέδια, καθώς μπορεί να κρυώσει, ακόμη και αν το σύστημα χάσει εντελώς την ισχύ του. Η καναδική εταιρεία επίγειας ενέργειας σχεδιάζει να κατασκευάσει σταθμό 190 MW στο Οντάριο και οι πρώτοι αντιδραστήρες της θα παράγουν ενέργεια έως το 2030 σε τιμή που μπορεί να συγκριθεί με το φυσικό αέριο.

Ένας από τους αντιδραστήρες IV γενιάς μπορεί σύντοματεθεί σε λειτουργία. Οι αντιδραστήρες που ψύχονται με ήλιο, εξαιρετικά υψηλής θερμοκρασίας, μπορούν να λειτουργούν σε θερμοκρασίες έως 1000 μοίρες. Η κρατική εταιρεία China National Nuclear Corporation έχει ένα πρωτότυπο χωρητικότητας 210 MW στην ανατολική επαρχία Shandong - θα συνδεθεί με το δίκτυο φέτος.

Θερμοπυρηνική σύντηξη

Πολλοί, ωστόσο, αγαπούν την ελπίδα για θερμοπυρηνικήσύνθεση Οι αντιδραστήρες θερμοπυρηνικής σύντηξης μιμούνται την πυρηνική διαδικασία μέσα στον Ήλιο, πιέζοντας μαζί τα ελαφρύτερα άτομα και μετατρέποντάς τα σε βαρύτερα και απελευθερώνοντας τεράστια ποσά ενέργειας κατά μήκος του δρόμου. Στον ήλιο, αυτή η διαδικασία καθοδηγείται από τη δύναμη της βαρύτητας. Στη Γη, οι μηχανικοί προσπαθούν να αναδημιουργήσουν συνθήκες θερμοπυρηνικής σύντηξης με εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες - της τάξης των 150 εκατομμυρίων μοιρών - αλλά δυσκολεύονται να διατηρήσουν το πλάσμα που είναι απαραίτητο για τη σύντηξη ατόμων.

Μια από τις λύσεις που αναπτύσσονται παρουσιάζεται από τον ITER,γνωστού προηγουμένως ως Διεθνούς Θερμοπυρηνικού Πειραματικού Αντιδραστήρα, ο οποίος βρίσκεται υπό κατασκευή από το 2010 στο Caradasch της Γαλλίας. Το σύστημά του μαγνητικής συγκράτησης έχει παγκόσμια υποστήριξη, αλλά το κόστος έχει αυξηθεί στα 22 δισεκατομμύρια δολάρια λόγω καθυστερήσεων και πολιτικών διαφορών. Τα πρώτα πειράματα, που σχεδιάστηκαν αρχικά για το 2018, αναβλήθηκαν για το 2025.

Το Vancouver General Fusion χρησιμοποιεί ένα συνδυασμότη φυσική πίεση και τα μαγνητικά πεδία για τη δημιουργία παλμών πλάσματος που διαρκούν εκατομμύρια δευτερόλεπτα. Η προσέγγιση αυτή είναι λιγότερο πολύπλοκη από αυτήν του ITER, γεγονός που καθιστά το σύστημα πολύ φθηνότερο, αλλά εξακολουθούν να υπάρχουν τεχνικά προβλήματα που συνδέονται με την κατασκευή εξαρτημάτων τιτανίου που μπορούν να αντεπεξέλθουν στον φόρτο εργασίας. Ωστόσο, η General Fusion αναμένει ότι οι αντιδραστήρες θα αναπτυχθούν σε 10-15 χρόνια.

Καλιφόρνια εταιρεία TAE Technologies, μεταξύΠέρασε 20 χρόνια αναπτύσσοντας έναν θερμοπυρηνικό αντιδραστήρα που μετατρέπει ενέργεια απευθείας σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτή η εταιρεία, η οποία έλαβε 500 εκατομμύρια δολάρια από επενδυτές, προέβλεψε τον Ιανουάριο ότι θα ήταν εμπορικά βιώσιμη για πέντε χρόνια.

Ποιες από αυτές τις τεχνολογίες θα πετύχουν; Η βελτιωμένη πυρηνική σχάση μειώνει τα πυρηνικά απόβλητα - ακόμη και τα χρησιμοποιεί ως καύσιμο - και μειώνει δραματικά την πιθανότητα τραγωδίας, όπως στη Φουκουσίμα ή στο Τσερνομπίλ. Ωστόσο, οι αντιδραστήρες αυτές δεν έχουν λάβει ακόμη άδεια, εκτός από την Κίνα και τη Ρωσία. Πολλοί απλώς δεν πιστεύουν εταιρείες όταν υπόσχονται ότι οι νέες τεχνολογίες θα είναι σε θέση να αποφύγουν παλιά λάθη.

Ωστόσο, δεν είναι μόνο η πολιτική: το κόστος αξίζει επίσης να εξεταστεί. Η βελτιωμένη πυρηνική σχάση υπόσχεται να χτυπήσει απίστευτα ακριβό αρχικό κόστος της πυρηνικής ενέργειας με τη δημιουργία αντιδραστήρων που μπορούν να κατασκευαστούν στο εργοστάσιο και όχι με τάξη. Αυτό θα πρέπει να μειώσει το κόστος, όπως συνέβη με την αιολική και την ηλιακή ενέργεια. Ωστόσο, οι ιδιωτικές εταιρείες επέτυχαν σπάνια την ολοκλήρωση τέτοιων έργων: οι μεγαλύτερες επιτυχίες επιτεύχθηκαν χάρη σε εξαιρετικά συγκεντρωτικά, ελεγχόμενα από το κράτος σχέδια, που απορροφούν ευκολότερα τους κινδύνους.

Ο γενικός διευθυντής της Fusion Chris Mauri συμφωνείότι η πυρηνική σχάση αντιμετωπίζει πάρα πολλά εμπόδια στην επιτυχία. Έχει εμπειρία: ίδρυσε mPower, μια εταιρεία παραγωγής μικρών πυρηνικών μονάδων, η οποία είχε τεθεί σε εμπορία το 2014. Οι αντιδραστήρες σύνθεσης θα είναι πιο δύσκολο να οικοδομηθούν, αλλά η κοινωνία θα τις αποδεχθεί ευκολότερα. Εκεί θα ξεκινήσει η εισροή κεφαλαίων - οι επενδυτές είναι βέβαιοι ότι ο πρώτος που θα κάνει την εργασία σύνθεσης θα γίνει εξαιρετικά πλούσιος.

Αλλά η σύνθεση έχει περισσότερο χώρο;για ελιγμούς; Το γεγονός ότι ραδιενεργά απόβλητα χαμηλής και βραχύβιας ζωής από το τρίτιο δεν αποτελούν σοβαρή απειλή, είναι αλήθεια ότι η τήξη είναι αδύνατη. Όμως, το κόστος είναι υψηλό και οι όροι είναι πολύ απομακρυσμένοι - ο ITER είναι πολύ πιο ακριβός από ό, τι είχε αρχικά προγραμματιστεί και δεν θα είναι έτοιμος για τουλάχιστον άλλα 15 χρόνια. Εν τω μεταξύ, πολλοί ήδη θέλουν να κλείσουν τον ITER και οι άνθρωποι δεν βλέπουν τη διαφορά μεταξύ διαίρεσης και σύνθεσης.

Δεν υπάρχουν εγγυήσεις ότι η πυρηνική ενέργεια θα γίνει η ενέργεια του μέλλοντος. Αλλά θα ήταν πολύ καλό, θα συμφωνούσατε; Ή όχι; Πείτε μας στο chat μας στο Telegram.