Η πυρηνική ενέργεια δεν είναι η λύση για την κλιματική αλλαγή

Ο κόσμος έχει ξεμείνει από χρόνο όσον αφορά την απο-ανθρακοποίηση του ενεργειακού τομέα. Κάτι τέτοιο, συμφωνούν οι ειδικοί, είναι απαραίτητο για την αποτροπή ορισμένων από τις πιο ανησυχητικές συνέπειες της κλιματικής αλλαγής, όπως η άνοδος της στάθμης της θάλασσας, η ξηρασία, οι πυρκαγιές, τα ακραία καιρικά φαινόμενα, η οξίνιση των ωκεανών, και τα τοιαύτα. Αυτές οι απειλές συνέβαλαν στην δημιουργία ανανεωμένου ενδιαφέροντος για το δυναμικό της πυρηνικής ενέργειας -και, πιο συγκεκριμένα, τα καινοτόμα σχέδια πυρηνικών αντιδραστήρων- για να επιτρέψει στους ανθρώπους να βασίζονται λιγότερο στις πηγές ηλεκτρικής ενέργειας που εκπέμπουν άνθρακα όπως το κάρβουνο, το φυσικό αέριο, και το πετρέλαιο. Τα τελευταία χρόνια, τα προηγμένα πυρηνικά σχέδια ήταν στο επίκεντρο του έντονου ενδιαφέροντος και της υποστήριξης τόσο από ιδιώτες επενδυτές, όπως ο Μπιλ Γκέιτς -ο οποίος ίδρυσε την TerraPower, μια εταιρεία σχεδιασμού πυρηνικών αντιδραστήρων, το 2006- όσο και από εθνικές κυβερνήσεις, συμπεριλαμβανομένων εκείνων των Ηνωμένων Πολιτειών.

Βουτιές στην θάλασσα κοντά σε πυρηνικό σταθμό στην Fukui της Ιαπωνίας, τον Ιούλιο του 2011. Issei Kato / Reuters
------------------------------------------------------

Οι υπέρμαχοι ελπίζουν ότι αυτή η ανανεωμένη εστίαση στην πυρηνική ενέργεια θα αποφέρει τεχνολογική πρόοδο και χαμηλότερο κόστος. Αλλά όταν πρόκειται για την αποτροπή των επικείμενων επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής [1], ακόμη και η αιχμή της πυρηνικής τεχνολογίας θα αποδειχθεί πολύ λίγη, πολύ αργά. Με απλά λόγια, λαμβάνοντας υπόψη τις οικονομικές τάσεις των υφιστάμενων εγκαταστάσεων και εκείνων που βρίσκονται υπό κατασκευή, η πυρηνική ενέργεια δεν μπορεί να επηρεάσει θετικά την κλιματική αλλαγή τα επόμενα δέκα χρόνια ή και περισσότερο. Λαμβάνοντας υπόψη τους μεγάλους χρόνους για την ανάπτυξη κατασκευασμένων, πλήρους κλίμακας πρωτότυπων από νέα προηγμένα σχέδια, και τον χρόνο που απαιτείται για την κατασκευή μιας παραγωγικής και μιας πελατειακής βάσης για να καταστεί η πυρηνική ενέργεια πιο οικονομικά ανταγωνιστική, είναι απίθανο η πυρηνική ενέργεια να αρχίσει να μειώνει σημαντικά το ανθρακικό αποτύπωμα της ενέργειας ακόμη και σε 20 χρόνια -στις Ηνωμένες Πολιτείες και παγκοσμίως. Καμία χώρα δεν έχει αναπτύξει αυτήν την τεχνολογία σε σημείο που να μπορεί και να εξαπλωθεί ευρέως και με επιτυχία.

ΠΑΛΕΥΟΝΤΑΣ ΓΙΑ ΒΙΩΣΙΜΟΤΗΤΑ

Η πυρηνική ενέργεια παρέχει σήμερα στις Ηνωμένες Πολιτείες περίπου το 20% της [2] ηλεκτρικής ενέργειάς τους, αλλά η βιομηχανία αυτή έχει αγωνιστεί επί δεκαετίες για να παραμείνει οικονομικά βιώσιμη. Όταν το εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Indian Point της Νέας Υόρκης έκλεισε τον τελευταίο πυρηνικό αντιδραστήρα του στις 30 Απριλίου φέτος, ήταν το 12ο τέτοιο κλείσιμο από το 2013. Τουλάχιστον επτά ακόμη αντιδραστήρες των ΗΠΑ πρόκειται να κλείσουν έως το 2025.

Μια ανάλυση του Οκτωβρίου 2020 από την [εταιρεία] Lazard [3] έδειξε ότι στις Ηνωμένες Πολιτείες το κόστος κεφαλαίου για την πυρηνική ενέργεια είναι υψηλότερο από όσο για σχεδόν οποιαδήποτε άλλη τεχνολογία παραγωγής ενέργειας. Καταβάλλονται πολλές προσπάθειες για να καταστούν οι πυρηνικοί αντιδραστήρες πιο αποτελεσματικοί και, τελικά, πιο ανταγωνιστικοί έναντι άλλων μορφών παραγωγής ενέργειας που μπορούν να μειώσουν τις εκπομπές άνθρακα [4]. Ωστόσο, κάθε ένα από αυτά τα σχέδια αντιμετωπίζει το δικό του σύνολο υλικοτεχνικών και κανονιστικών εμποδίων.

Οι αντιδραστήρες που βρίσκονται σε λειτουργία ή υπό κατασκευή στις Ηνωμένες Πολιτείες, την Γαλλία, την Ιαπωνία, και σε ορισμένες άλλες χώρες, είναι όλοι παραλλαγές του αντιδραστήρα ελαφρού ύδατος, ενός εργοστασίου που τροφοδοτείται από καύσιμο ουρανίου χαμηλού εμπλουτισμού και ψύχεται και «μετριάζεται» με νερό. (Ο «μετριασμός» μειώνει την ενέργεια των νετρονίων που απελευθερώνονται σε μια αντίδραση σχάσης για να βελτιωθεί η πιθανότητα να προκληθεί περαιτέρω σχάση στο καύσιμο ουρανίου). Ο Καναδάς λειτουργεί αντιδραστήρες που χρησιμοποιούν ελαφρώς εμπλουτισμένο καύσιμο ουρανίου και ψύχονται και μετριάζονται από βαρύ ύδωρ, το οποίο περιέχει δευτέριο, έναν τύπο ισότοπου υδρογόνου. Το Ηνωμένο Βασίλειο λειτουργεί έναν μόνο αντιδραστήρα ελαφρού ύδατος, καθώς και μερικούς αεριόψυκτους αντιδραστήρες. Αυτοί οι τύποι αντιδραστήρων είναι όλοι μεγάλοι, μπορούν να παράγουν μεταξύ 600 και 1.200 μεγαβάτ ηλεκτρικής ενέργειας.

Νέοι κατασκευαστές αντιδραστήρων προτείνουν να κάνουν τους αντιδραστήρες μικρότερους και να χρησιμοποιήσουν διαφορετικούς τύπους καυσίμων, ψυκτικών και μετριασμού. Ένα από αυτά τα νέα σχέδια, ο αντιδραστήρας NuScale -ένας μικρός αντιδραστήρας ελαφρού ύδατος που μπορεί να παράγει 77 μεγαβάτ ηλεκτρικής ενέργειας και δίνει έμφαση στα χαρακτηριστικά της παθητικής ασφάλειας- βρίσκεται στη μέση της διαδικασίας αδειοδότησης από την Ρυθμιστική Επιτροπή Πυρηνικών των ΗΠΑ (U.S. Nuclear Regulatory Commission). Ο πρώτος πελάτης για το σχέδιο NuScale είναι η Utah Associated Municipal Power Systems, η οποία σχεδιάζει να ξεκινήσει την λειτουργία μιας εγκατάστασης στο Idaho έως το 2027 [5]. Το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ υποστήριξε [6] αυτό το έργο με επιχορήγηση 1,355 δισεκατομμυρίων δολαρίων.

Ο NuScale έχει δείξει ότι είναι δυνατό για τους προμηθευτές καινοτόμων νέων σχεδίων αντιδραστήρων να συμμετάσχουν στην διαδικασία αδειοδότησης. Η Ρυθμιστική Επιτροπή Πυρηνικών, της οποίας η έγκριση νέων σχεδίων έχει σημαντικό βάρος για άλλες χώρες, επεξεργάζεται έναν νέο κανονισμό [7] για την αδειοδότηση ορισμένων από τα πιο εξωτικά σχέδια.

Ο NuScale βρίσκεται ακόμη πιο μπροστά στην διαδικασία έγκρισης από άλλους, πιο αντισυμβατικούς σχεδιασμούς αντιδραστήρων, όπως ο ταχυ-αντιδραστήρας που ψύχεται με νάτριο (sodium-cooled fast reactor). Αυτό είναι το ιερό δισκοπότηρο της πυρηνικής ενέργειας -ένα σχέδιο που δημιουργεί περισσότερα καύσιμα από όσα χρησιμοποιεί. Οκτώ χώρες έχουν κατασκευάσει πολλές εκδόσεις αυτού του τύπου αντιδραστήρα τις τελευταίες έξι δεκαετίες με κόστος άνω των 100 δισεκατομμυρίων δολαρίων [8], αλλά κανένας δεν έχει αποδειχθεί αρκετά αξιόπιστος για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ανταγωνιστικά. Παρ' όλα αυτά, το Υπουργείο Ενέργειας αποφάσισε [να χρησιμοποιήσει] αυτό το σχέδιο για τον Ευέλικτο Δοκιμαστικό Αντιδραστήρα του (Versatile Test Reactor), που θα κατασκευαστεί στο Εθνικό Εργαστήριο του Αϊντάχο σε συνεργασία με την GE Hitachi και την TerraPower. Ο Ευέλικτος Δοκιμαστικός Αντιδραστήρας, που εκτιμάται ότι θα κοστίσει μεταξύ 3 και 6 δισεκατομμυρίων δολαρίων [9], αναμένεται να ξεκινήσει την δοκιμή καυσίμων το 2026.

Άλλοι νεοφυείς (startup) προμηθευτές εξετάζουν επίσης δύο άλλα σχέδια. Το πρώτο αφορά τους αντιδραστήρες τετηγμένου άλατος, μόνο λίγοι εκ των οποίων έχουν λειτουργήσει ποτέ. Αυτοί χρησιμοποιούν είτε φθοριούχα είτε χλωριούχα άλατα, συχνά αναμεμιγμένα με λίθιο ή βηρύλλιο. Πιο ελπιδοφόροι είναι οι αντιδραστήρες αερίου υψηλής θερμοκρασίας που χρησιμοποιούν ήλιο ως ψυκτικό και γραφίτη, αντί για νερό, ως μετριαστή. Οι Ηνωμένες Πολιτείες κατασκεύασαν και χρησιμοποίησαν δύο από αυτούς τους αντιδραστήρες μεταξύ της δεκαετίας του 1960 και του 1980. Η Κίνα, η Γερμανία και η Ιαπωνία όλες κατασκεύασαν και λειτούργησαν δοκιμαστικές εκδόσεις αντιδραστήρων αερίου υψηλής θερμοκρασίας.

Μια άλλη σημαντική πρόκληση είναι ότι αυτοί οι νέοι αντιδραστήρες πρέπει επίσης να χρησιμοποιούν νέα καύσιμα, τα οποία πρέπει να διαθέτουν άδεια χρήσης καθώς και να παράγονται, να διαχειρίζονται κατά την χρήση τους, και να αποθηκεύονται και να απορρίπτονται όταν εξαντλούνται. Ορισμένα νέα σχέδια αντιδραστήρων εξαρτώνται από την χρήση καυσίμων που απαιτούν υψηλότερο εμπλουτισμό ουρανίου -υλικό για το οποίο οι Ηνωμένες Πολιτείες σήμερα έχουν μικρή ικανότητα παραγωγής. Τα υψηλότερα εμπλουτισμένα καύσιμα πυροδότησαν ανησυχίες σχετικά με την διάδοση των πυρηνικών όπλων και θα απαιτούσαν διεθνείς διασφαλίσεις.

Ακόμα και αν αυτά τα δύσκολα προβλήματα τροφοδοσίας θα μπορούσαν να επιλυθούν, τα μη συμβατικά σχέδια αντιδραστήρων αντιμετωπίζουν επίσης τεράστιες προκλήσεις κατασκευής. Πολλά από τα νέα προηγμένα σχέδια βασίζονται στην διαθεσιμότητα επαρκών τοποθεσιών και στην αποτελεσματική κατασκευή για την επίτευξη κερδοφορίας. Όμως η πυρηνική βιομηχανία μαστίζεται από μεγάλους χρόνους κατασκευής και υπέρβαση κόστους. Από το ατύχημα του Three Mile Island το 1979, ο χρόνος κατασκευής των περισσότερων αντιδραστήρων στις Ηνωμένες Πολιτείες ξεπέρασε τα 10 χρόνια [10]. Εν τω μεταξύ, το κόστος εκτοξεύθηκε. Το εργοστάσιο Vogtle στην Τζόρτζια είναι η μόνη νέα κατασκευή αντιδραστήρων στις Ηνωμένες Πολιτείες. Οι δύο αντιδραστήρες του εργοστασίου είχαν αρχικά τιμή 14 δισεκατομμυρίων δολαρίων και αναμενόταν να ξεκινήσουν το 2016 και το 2017 μετά από πέντε χρόνια κατασκευής. Αντ' αυτού, η κατασκευή είναι ακόμη σε εξέλιξη και οι μονάδες ενδέχεται να ξεκινήσουν το 2022 με τελικό κόστος 25 δισεκατομμύρια δολάρια [11]. Και η πρόσφατη νέα εμπειρία κατασκευής στην Ευρώπη είναι παρόμοια: ο γαλλικού σχεδιασμού αντιδραστήρας EPR αντιμετώπισε πολλές καθυστερήσεις και υπερβάσεις μεγάλου κόστους τόσο στην Γαλλία όσο και στην Φινλανδία. Αυτά τα μεγάλα έργα αντιμετωπίζουν προκλήσεις στο πρόγραμμα διαχείρισης και σε θέματα ελέγχου ποιότητας και κανονιστικών ρυθμίσεων που έχουν ως αποτέλεσμα μεγάλες καθυστερήσεις.

Οι Ηνωμένες Πολιτείες δεν είναι καθόλου διαφορετικές από την άποψη αυτή. Οι πυρηνικοί αντιδραστήρες σε όλο τον κόσμο γερνούν και, ως επί το πλείστον, δεν αντικαθίστανται όταν κλείνουν. Το 2019, για παράδειγμα, έξι αντιδραστήρες [12] άρχισαν να λειτουργούν και 13 μονάδες έκλεισαν. Η μέση ηλικία των 408 λειτουργικών αντιδραστήρων παγκοσμίως το 2020 ήταν 31 χρόνια, με 81 από αυτούς άνω των 41 ετών.

ΔΕΝ ΥΠΑΡΧΟΥΝ ΜΑΓΙΚΕΣ ΛΥΣΕΙΣ

Για όλους αυτούς τους λόγους, η πυρηνική ενέργεια δεν μπορεί να είναι μια βραχυπρόθεσμη ή έστω μεσοπρόθεσμη μαγική λύση για την κλιματική αλλαγή. Δεδομένου του αριθμού των οικονομικών, τεχνικών και υλικοτεχνικών εμποδίων που παρακωλύουν την οικοδόμηση ασφαλέστερων, αποδοτικότερων και οικονομικά ανταγωνιστικών αντιδραστήρων, η πυρηνική ενέργεια δεν θα είναι σε θέση να αντικαταστήσει άλλες μορφές παραγωγής ενέργειας αρκετά γρήγορα ώστε να επιτευχθούν τα απαραίτητα επίπεδα μείωσης των εκπομπών [άνθρακα] για την πρόληψη των χειρότερων επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής.

Οι καινοτομίες στο σχεδιασμό των αντιδραστήρων και στα πυρηνικά καύσιμα αξίζουν ακόμη σημαντική έρευνα και κυβερνητική υποστήριξη. Παρά τους περιορισμούς της, η πυρηνική ενέργεια εξακολουθεί να έχει κάποιες δυνατότητες μείωσης των εκπομπών άνθρακα -και αυτό είναι καλό. Όμως, αντί να έχουμε αστήρικτη πίστη στην ικανότητα της πυρηνικής ενέργειας να σώσει τον πλανήτη, πρέπει να επικεντρωθούμε στην πραγματική απειλή: το μεταβαλλόμενο κλίμα. Και χρειαζόμαστε ισχυρή κυβερνητική υποστήριξη των ενεργειακών τεχνολογιών που δεν εκπέμπουν άνθρακα οι οποίες είναι έτοιμες να αναπτυχθούν σήμερα, όχι σε δέκα ή 20 χρόνια από τώρα, επειδή έχουμε εξαντλήσει τον χρόνο. Δεν μπορούμε να περιμένουμε ούτε ένα λεπτό περισσότερο.

Σύνδεσμοι:

[1] https://www.foreignaffairs.com/articles/united-states/2019-12-10/adapt-o...
[2] https://www.eia.gov/energyexplained/nuclear/us-nuclear-industry.php
[3] https://www.lazard.com/media/451419/lazards-levelized-cost-of-energy-ver...
[4] https://www.foreignaffairs.com/articles/world/2020-10-13/world-burns
[5] https://www.powermag.com/commercial-nuscale-smr-in-sight-as-uamps-secure...
[6] https://www.powermag.com/commercial-nuscale-smr-in-sight-as-uamps-secure...
[7] https://www.ans.org/news/article-2359/nrc-seeks-comments-on-language-for...
[8] https://www.powermag.com/commercial-nuscale-smr-in-sight-as-uamps-secure...
[9] https://inl.gov/trending-topic/versatile-test-reactor/frequently-asked-q...
[10] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301421516300106
[11] https://www.wsj.com/articles/tab-swells-to-25-billion-for-nuclear-power-...
[12] https://www.worldnuclearreport.org/IMG/pdf/wnisr2020-v2_hr.pdf

Copyright © 2021 by the Council on Foreign Relations, Inc.
All rights reserved.

Στα αγγλικά: https://www.foreignaffairs.com/articles/2021-07-08/nuclear-energy-will-n...

Μπορείτε να ακολουθείτε το «Foreign Affairs, The Hellenic Edition» στο TWITTER στην διεύθυνση www.twitter.com/foreigngr αλλά και στο FACEBOOK, στην διεύθυνση www.facebook.com/ForeignAffairs.gr και στο linkedin στην διεύθυνση https://www.linkedin.com/company/foreign-affairs-the-hellenic-edition