نیروگاه های هسته ای

نیروگاه های هسته ای در سراسر جهان، در حال مرگ هستند

در چند هفته اخیر، تغییرات آب و هوایی منجر به افزایش دمای رودخانه‌ها و در پی آن کاهش تولید انرژی هسته ای و افزایش نگرانی‌ها در مورد ایمنی نیروگاه های هسته ای شده است.

رودخانه رون، پس از آغاز ساده خود به عنوان یک قطره یخبندان در کوه‌های آلپ سوئیس، به سرعت به یکی از صنعتی‌ترین آبراه‌های جهان تبدیل شد. رود رون (Rhone) یک رودخانه اروپایی است که طول آن به ۸۱۲ کیلومتر می‌رسد و از یخچال‌های رون و رشته کوه‌های آلپ در سوییس سرچشمه می‌گیرد. رود رون از رودهای مهم اروپا محسوب شده و از کشورهای فرانسه و سوییس عبور می‌کند.

این رود همانطور که از طریق جنوب فرانسه به سمت دریای مدیترانه می‌پیچد، آب سرد آن به داخل دیگ‌های بخار کشیده شده و از طریق لوله‌ها به عنوان خنک‌کننده مکیده می‌شود و در نهایت به‌عنوان آب مورد استفاده در صنعت کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. یکی از بزرگترین مشتریان این آبراه، یک گردان از راکتورهای هسته‌ای است.

از دهه 1970، این رودخانه و شاخه‌های آن در حال کمک به تولید حدود یک چهارم از انرژی اتمی در نیروگاه های هسته ای فرانسه هستند. اما متاسفانه در هفته‌های اخیر وضعیت همچنان اینگونه نبوده است. طی حوادثی مانند یک موج گرمای آهسته که باعث مرگ صدها نفر شده، آتش‌سوزی‌های شدید که در سراسر اروپای غربی شعله ور شده‌اند، و سطح پایین آب به دلیل خشکسالی، سبب داغ شدن آب رودخانه رون شده و کارایی این رود را مختل کرده است.

صدمات ناشی از تغییرات آب و هوایی بر روی تولید نیروگاه های هسته ای

همانطور که گفته شد، تولید در نیروگاه های هسته ای با مشکل داغی آب مواجه است. خنک کردن رآکتورها نیز بدون بیرون راندن آب داغ به آبراه‌های دیگر ممکن نیست. این کار نیز به دلیل داغی زیاد آب می‌تواند باعث مرگ موجودات آبزی شود. بنابراین چند هفته پیش، شرکت برق فرانسه Électricité de France (EDF) شروع به خاموش کردن برخی از رآکتورها در امتداد رودخانه رون و دومین رودخانه بزرگ در جنوب به نام Garonne کرد.

بروز این مشکل بی سابقه نیست و در سال 2018 نیز تعطیلی‌های مشابهی برای راکتورها به دلیل خشکسالی و گرما رخ داده است. کاهش تولید در تابستان امسال، همراه با نقص عملکرد و تعمیر راکتورهای دیگر، باعث کاهش 50 درصدی تولید انرژی هسته‌ای فرانسه شد.

در مقایسه با سایر انواع انرژی، انرژی هسته ای در واقع کمتر برای محیط زیست مضر است و آلودگی کمتری ایجاد می‌کند. با این وجود تولید انرژی هسته ای در نیروگاه های هسته ای با خطرات اقلیمی خاص خود مواجه است و تولید آن برای محیط زیست بی ضرر نیست. برای مثال زباله‌های هسته ای نه تنها برای محیط زیست، بلکه برای انسان‌ها نیز بسیار سمی هستند. بنابراین عدم دفع مناسب آن‌ها می‌تواند آسیب شدیدی به محیط زیست وارد کند.

تکنسین های هسته ای از تولید بخاری که بتواند توربین‌ها را بچرخاند، به عنوان روشی برای جوشاندن آب استفاده می‌کنند. اما برای خنک نگه داشتن راکتورها تجهیزات و روش‌های پیچیده‌تری نیاز است. به همین دلیل است که بسیاری از امکانات در کنار دریا و در کنار رودخانه های بزرگی مانند رود رون ساخته شده‌اند.

بسیاری از صنایع دیگر نیز تحت تأثیر داغی آب رودخانه‌ها هستند، از جمله کارخانه‌های بزرگ و نیروگاه هایی که با زغال سنگ و گاز کار می‌کنند. اما نیروگاه های هسته ای به دلیل وسعت و نقش مهمی که در سرپا نگه داشتن شبکه‌های انرژی در مکان هایی مانند فرانسه دارند، صدمه بیشتری را متحمل شده‌اند. موضوع مهم دیگر این است که گرم شدن آب رودخانه‌ها تنها چالش آب و هوایی این روزها نیست. در سواحل، ترکیبی از بالا آمدن آب سطح دریا و طوفان‌های مکرر و شدید به معنای افزایش خطر سیل است. دانشمندان همچنین به چالش‌های غیرعادی‌ دیگری مانند شکوفه‌های غیرطبیعی جلبکی و انفجار جمعیت چتر دریایی اشاره کرده‌اند که می‌تواند لوله‌های آب را مسدود کند.

نیروگاه های هسته ای ساخته شده‌اند تا در آینده‌ای دور به خوبی دوام بیاورند. دانشمندان زمان دوام آن‌ها را نیم قرن یا بیشتر تخمین زده‌اند. ناتالی کوپیتکو، محقق دانشگاه لیدز که چارچوب‌های نظارتی هسته‌ای را برای جست‌وجوی ملاحظات اقلیمی بررسی کرده است، توضیح می‌دهد که بسیاری از آن‌ها در دهه‌های 70 و 80 میلادی ساخته شده‌اند. زمان ساخت آن‌ها مدت‌ها قبل از این بود که سازندگان به این فکر بیافتند که تهدیدات مربوط به آب و هوا را در هنگام طراحی آن‌ها در نظر بگیرند.

ایمنی نیروگاه های هسته‌ ای

برخی از نگرانی‌های کنونی در مورد تغییرات آب و هوایی به ایمنی مربوط می‌شود و این بخش اقداماتی را برای رفع آنها آغاز کرده است. پس از فاجعه فوکوشیما در ژاپن که ناشی از توهوک بود، ده‌ها تأسیسات شناسایی شدند که می‌توانند در شرایط سخت با مشکلات سیل مواجه شوند. اما در سال 2019، این برنامه‌ها عمدتاً توسط رهبر جمهوری‌خواهان خنثی شد؛ زیرا او معتقد بود که این هزینه‌ها برای صنعت هسته‌ای برای چنین رویدادهایی بسیار زیاد است. جف باران، کمیسر منصوب شده توسط دموکرات‌ها در آن زمان در مخالفت خود این تصمیم را بی معنی اعلام کرد. صنعت هسته ای و گروه های زیست محیطی همچنان در مورد اینکه آیا مقررات موجود بر اساس پیشرفت‌های علمی جدید هستند یا خیر اختلاف نظر دارند.

داگ ترو، مدیر ارشد موسسه انرژی هسته‌ای در یک گروه صنعتی مستقر در ایالات متحده، می‌گوید: «حاشیه‌های زیادی در بخش ایمنی برای نیروگاه های هسته‌ ای وجود دارد. شرکت‌های برق به طور مرتب مدل‌های خود را در مورد خطرات آب و هوایی به روزرسانی می‌کنند و اقدامات گسترده‌ای را برای محافظت از تأسیسات خود در برابر آب و هوای نامناسب انجام داده‌اند. اما این تهدیدات آب و هوایی بار دیگر به طور آشکارتر باید مورد بحث قرار گیرند؛ زیرا تنظیم کننده‌ها در اروپا و ایالات متحده در نظر دارند عمر نیروگاه های هسته ای را برای مبارزه با تغییرات آب و هوایی افزایش دهند.»

در سال 2019، اداره ی سرپرستی نیروگاه های اتمی (NRC) شروع به تصویب تمدیدهای 20 ساله برای برخی از رآکتورها کرد که این تصمیم با نیروگاه ترکیه پوینت در جنوب فلوریدا شروع شد. گروه‌های زیست‌محیطی اظهاراتی را برای متوقف کردن این طرح ارائه کردند و استدلال کردند که ترکیبی از طوفان‌های شدید و افزایش سطح دریا، این کارخانه کم ارتفاع را به گونه‌ای تهدید می‌کند که تنظیم‌کننده‌ها حتی تصور هم نمی‌کنند. طی این اعتراضات، NRC در ماه فوریه تمدید را برای ترکیه پوینت و سایر نیروگاه‌ها به نعویق انداخت تا در انتظار بررسی زیست محیطی گسترده‌تر باشد.

نیروگاه های هسته ای

تاکنون، بیشترین دلیل کاهش تولید این نیروگاه‌ها به علت گرم شدن آب، نه تنها در رودخانه رون و گارون، بلکه در مکان‌هایی مانند رودخانه تنسی در ایالات متحده بوده است. در سال‌های اخیر، نیروگاه‌های هسته‌ای در سراسر اروپای شمالی مجبور به تعطیلی یا کاهش تولید شده‌اند، زیرا آب دریا برای خنک کردن ایمن هسته‌های راکتور بسیار گرم شده است.

طی دهه گذشته، نیروگاه Millstone در کانکتیکات شاهد یک سری خاموشی در روزهای گرم تابستان بود تا زمانی که تنظیم کننده‌ها حد دمای آب خنک کننده آن را تا 5 درجه فارنهایت افزایش دادند. با توجه به نادر بودن نسبی امواج گرمای شدید و قطعی ناشی از طوفان، در گذشته آب و هوا تأثیر کمی بر تولید انرژی به طور کلی داشت. به عنوان مثال، به طور متوسط ​​کمتر از 1 درصد تولید سالانه EDF را تحت تأثیر قرار می‌داد. اما تاثیر آن امروزه با ادامه افزایش دما بسیار چشمگیر و نگران کننده شده است.

در تحلیلی که تابستان گذشته در Nature Energy منتشر شد، یک محقق دانشگاه استنفورد دریافت که در دهه 2010 در مقایسه با دهه 1990، هشت برابر تعداد خاموشی‌های راکتور های هسته ای مرتبط با گرما بوده است. در مطالعه‌ای مشابه در سال 2011 در مورد تأثیر گرمایش بر سیستم‌های خنک‌کننده هسته‌ای، دانشمندان EDF افزایش 3 درجه سانتی‌گراد در دمای رون را تا سال 2050 پیش‌بینی کردند که پتانسیل بیشتری را برای خاموش شدن در طول موج‌های گرما نشان می‌دهد. این اختلالات می‌توانند در زمان‌های بحرانی به‌صورت شدیدتری رخ دهند، مانند زمان اوج گرمای تابستان که تقاضا برای انرژی زیاد است. در فرانسه، جایی که انرژی هسته‌ای معمولاً 80 درصد نیاز کشور را تأمین می‌کند، تعطیلی‌های کنونی در زمان بسیار بدی فرا می‌رسند، زیرا اروپا در تلاش است تا ذخایر انرژی را به دلیل کمبود گاز و نفت به دلیل جنگ در اوکراین تأمین کند.

تیبو لاکوند، مدیر عامل Calendar که در پاریس مستقر است و به شرکت‌ها در مورد خطرات آب و هوایی مشاوره می‌دهد، می‌گوید: «انطباق ناوگان موجود می‌تواند دشوار باشد. امکان جابجایی تأسیساتی که قبلاً ساخته شده است وجود ندارد و تعمیرات اساسی کارخانه‌ها هزینه بر است. ممکن است بتوان لوله‌ها را برای دستیابی به آب عمیق‌تر و سردتر طراحی کرد یا به سیستم‌های تبادل حرارت جدیدتر اضافه کرد که نیاز به آب را کاهش می‌دهد، همانطور که بسیاری از کارخانه‌های فرانسوی پس از موج گرمای رکوردشکنی کشور در سال 2003 انجام دادند. اما هزینه‌های انجام این کار بسیار زیاد است و سود حاصل از بهره‌وری کم. بنابراین ساختن این کارخانه‌ها از اول می‌توان معقولانه‌تر باشد. مسئله کلیدی این‌جاست که وقتی ما شروع به ساخت کارخانه‌های جدید می‌کنیم، چگونه می‌توانیم تأثیر تغییرات آب و هوا را برای زندگی به صورت کامل در نظر بگیریم.»

طبق اطلاعات موجود، نیروگاه‌ های هسته ای در مکان‌هایی با آب و هوای گرمتر مانند اسپانیا یا امارات متحده عربی، به خوبی و بدون هیچ مشکلی کار می‌کنند، زیرا این نیروگاه ها برای مقاومت در برابر گرما ساخته شده‌اند. لاکوند می‌گوید: «من معتقدم که امکان انطباق وجود دارد. در ایالات متحده، تنها تأسیسات هسته‌ای مستقر در بیابان مانند کارخانه پالو ورد در آریزونا، به جای رودخانه‌ها یا دریاها، به فاضلاب شهری متکی است. هرچند که این تأسیسات با افزایش هزینه‌ها دست و پنجه نرم می‌کنند؛ زیرا صنایع بیشتری برای تامین منابع محدود رقابت می‌کنند.»

داگ ترو از موسسه ملی بینایی ایالات متحده آمریکا (NEI)، باری حل این مشکل ذخایر بیشتری را در نسل جدید پیشنهادی راکتورهای هسته‌ای قرار می‌دهد که برخی از آن‌ها از نمک‌های مذاب یا خنک‌کننده مبتنی بر هوا استفاده می‌کنند و کمتر به داشتن منابع آب وابسته هستند. شرکت برق فرانسه EDF اخیراً به خبرنگاران گفته است که انتظار دارد در ماه‌های آینده با کاهش سطح آب، باران‌های سرد و کاهش دما، مشکل تعطیلی نیروگاه های هسته ای تا حدی برطرف شود.