Οι προκλήσεις του πολέμου και του κλίματος

Ο πρωθυπουργός του Ηνωμένου Βασιλείου δήλωσε την περασμένη εβδομάδα ότι μπορεί να εξετάσει το ενδεχόμενο να στραφεί στην πυρηνική ενέργεια για να αντισταθμίσει τις αυξανόμενες τιμές του φυσικού αερίου, οι οποίες έχουν εκτοξευθεί κατά περίπου 150% στην Ευρώπη από την έναρξη του πολέμου στην Ουκρανία. Αυτή η αύξηση της τιμής είναι υπερδιπλάσια.

Αυτό θα υποστήριζε επίσης την ισχυρή κλιματική στάση του Ηνωμένου Βασιλείου για καθαρές μηδενικές εκπομπές αερίων θερμοκηπίου (GHG) — επειδή η πυρηνική ενέργεια παρέχει πράσινη ενέργεια. Ωστόσο, δεν είναι τόσο καθαρό από άλλες απόψεις - δείτε παρακάτω.

Ωστόσο, οι χώρες υψηλής ενέργειας έχουν απομακρυνθεί από την πυρηνική ενέργεια και προς το φυσικό αέριο. Το Bloomberg Green Newsletter ανέφερε ότι η παραγωγή πυρηνικής ενέργειας της Γερμανίας το 2021 ήταν 60% χαμηλότερη από την κορύφωσή της, του Ηνωμένου Βασιλείου ήταν 50% χαμηλότερη και της Ιαπωνίας ήταν 87% χαμηλότερη.

Καθώς ο πόλεμος μαίνεται στην Ουκρανία, ένας παρατηρητής πρότεινε ότι η Γερμανία, εάν αντιμετωπίσει πρόβλημα φυσικού αερίου, θα μπορούσε να ανοίξει ξανά πυρηνικούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας που είχαν ναφθαλιστεί. Η Γερμανία εισάγει το 49% του φυσικού της αερίου από τη Ρωσία.

Η πυρηνική ενέργεια δικαιολογεί μια άλλη ματιά ως εναλλακτική στην ενέργεια του φυσικού αερίου και ως τρόπο απαλλαγής από τον άνθρακα;

Φυσικό αέριο έναντι πυρηνικών στην Ευρώπη.

Εάν η Ρωσία έκλεινε τον κύριο αγωγό προς τη Γερμανία, Nordstream 1, πώς θα μπορούσαν η Γερμανία και άλλες ευρωπαϊκές χώρες να αντικαταστήσουν το φυσικό αέριο; Ο νέος δίδυμος αγωγός, Nordstream 2, δεν θα βοηθήσει γιατί έκλεισε πρόσφατα η Γερμανία, επικαλούμενη τον πόλεμο της Ουκρανίας, προτού καν αρχίσει να ρέει φυσικό αέριο από τη Ρωσία.

Μια λύση θα ήταν η ενίσχυση των εισαγωγών LNG στην Ευρώπη από κορυφαίους εξαγωγείς Αυστραλία, Κατάρ και ΗΠΑ. Απλώς χρειάζονται περισσότερα τερματικά εξαγωγής και περισσότερα από τα εξειδικευμένα δεξαμενόπλοια φορτίου LNG.

Είναι η πυρηνική επιλογή για την αντικατάσταση της ενέργειας φυσικού αερίου; Όχι εύκολα γιατί 28 από 34 χώρες στην Ευρώπη το 2020 κατανάλωνε περισσότερη ενέργεια φυσικού αερίου από την πυρηνική.

Η Γερμανία κατανάλωσε 2.6 Exajoules (EJ) περισσότερη ενέργεια από αέριο παρά από πυρηνικά. Οι επόμενες μεγαλύτερες διαφορές είναι η Ιταλία (2.4 EJ) και το Ηνωμένο Βασίλειο (2.2 EJ).

Οι περισσότερες χώρες εξαρτώνται από το φυσικό αέριο περισσότερο από ό,τι στο πυρηνικό. Η Γαλλία είναι η μόνη μεγάλη εξαίρεση επειδή το 37% της ηλεκτρικής ενέργειας της Γαλλίας παρέχεται από πυρηνικούς σταθμούς — η πυρηνική ενέργεια που καταναλώνεται είναι σημαντικά μεγαλύτερη από το φυσικό αέριο (1.7 EJ περισσότερα).

Κλιματική άποψη.

Το φυσικό αέριο είναι ορυκτό καύσιμο, εκτός εάν προέρχεται από απόβλητα. Πολλοί έχουν υποστηρίξει ότι το αέριο θα είναι ένα καύσιμο γεφυρών στη μετάβαση στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, επειδή καίει δύο φορές πιο καθαρά από τον άνθρακα και το πετρέλαιο. Για παράδειγμα, οι πετρελαϊκές μεγάλες bp's Energy Outlook 2020 υποθέτουμε μελλοντικά σενάρια στα οποία το αέριο θα είναι το κυρίαρχο ορυκτό καύσιμο που απαιτείται για να φτάσει στο μηδέν μέχρι το 2050, αλλά αυτό θα είναι μόνο το ήμισυ της ποσότητας ενέργειας που προέρχεται από αιολική, ηλιακή και υδροηλεκτρική.

Αλλά η ενίσχυση ορισμένων πυρηνικών σταθμών θα βοηθούσε σίγουρα στη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου και στη μείωση της εξάρτησης από τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με φυσικό αέριο και άνθρακα.

Ο Μπιλ Γκέιτς προσθέτει άλλο ένα θετικό για τα πυρηνικά. Στο βιβλίο του Πώς να αποφύγετε μια καταστροφή του κλίματοςΟ Γκέιτς λέει ότι για κάθε κιλό δομικού υλικού ένας πυρηνικός αντιδραστήρας παρέχει πολύ περισσότερη ενέργεια από τις παραδοσιακές ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Τα ηλιακά, υδροηλεκτρικά και αιολικά συστήματα απαιτούν 10-15 φορές περισσότερο σκυρόδεμα και χάλυβα από την κατασκευή ενός πυρηνικού αντιδραστήρα, για την ίδια μονάδα παραγόμενης ενέργειας. Αυτό είναι μεγάλη υπόθεση, λέει, γιατί υπάρχουν πολλές εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου όταν κατασκευής αυτά τα υλικά από σκυρόδεμα και χάλυβα.

Τι θα χρειαζόταν για να αντικατασταθεί όλο το φυσικό αέριο της Ευρώπης από πυρηνική ενέργεια; Μία εκτίμηση είναι 50-150 νέοι πυρηνικοί σταθμοί. Εάν ο μέσος όρος ήταν πάνω από 34 χώρες, αυτό θα σήμαινε ότι κάθε χώρα θα έπρεπε να κατασκευάσει περίπου 1-4 πυρηνικούς σταθμούς. Ίσως αυτό να είναι εφικτό μέχρι το 2050, αλλά τα επίμαχα ζητήματα που συζητούνται παρακάτω θα το καθιστούσαν πολύ απίθανο.

Επίμαχα πυρηνικά ζητήματα.

Δύο μεγάλα ζητήματα είναι ότι ένας πυρηνικός αντιδραστήρας χρειάζεται πολύ χρόνο για να επιτραπεί, να ρυθμιστεί και να κατασκευαστεί, και είναι επίσης ακριβός και συνήθως υπερβαίνει τον προϋπολογισμό. Σε αντίθεση με τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας από αιολική και ηλιακή ενέργεια και μπαταρίες που γίνονται όλο και πιο φθηνές.

Δεύτερον, το αναλωμένο πυρηνικό καύσιμο είναι ραδιενεργό και είναι εξαιρετικά δύσκολο να είμαστε σίγουροι ότι η υπόγεια αποθήκευση θα είναι ασφαλής για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αν και μόνο α μικρό κλάσμα πυρηνικών αποβλήτων είναι μακρόβιο και εξαιρετικά ραδιενεργό (3% του συνόλου), αυτό πρέπει να διαχωριστεί και να απομονωθεί, συνήθως με βαθιά γεωλογική αποθήκευση, για δεκάδες χιλιάδες χρόνια.

Ως πλαϊνή γραμμή, η αποθήκευση πυρηνικών αποβλήτων στις ΗΠΑ είναι α επιτακτικό ζήτημα. Τα απόβλητα πυρηνικών καυσίμων στις ΗΠΑ υπάρχουν σε 33 διαφορετικές πολιτείες όπου είναι αποθηκευμένα σε 75 τοποθεσίες. Τα απόβλητα αυξάνονται κατά 2,000 τόνους κάθε χρόνο και η τεράστια ευθύνη πλησιάζει τα 30 δισεκατομμύρια δολάρια.

Έχει προταθεί μια προσωρινή λύση για αποθήκευση σε δύο τοποθεσίες: ένα στο Νέο Μεξικό που ονομάζεται Holtec και ένα στο Τέξας που ονομάζεται ISP. Και οι δύο θα βρίσκονται στη λεκάνη της Πέρμιας, αλλά είναι αμφιλεγόμενες εν μέρει λόγω του αυξανόμενου αριθμού σεισμούς. Ένα νέο νομοσχέδιο στη Γερουσία των ΗΠΑ έχει προταθεί για να σταματήσει αυτό να συμβαίνει.

Μικροί αρθρωτοί αντιδραστήρες.

Ένας SMR είναι ένας μικρός αρθρωτός αντιδραστήρας που ελαχιστοποιεί το πρώτο πρόβλημα από ψηλά - πολύς χρόνος για να επιτραπεί, να ρυθμιστεί και να κατασκευαστεί ένας πυρηνικός σταθμός. Ένα SMR παράγει συνήθως 300 MW ηλεκτρικής ενέργειας και είναι σχεδιασμένο να κατασκευάζεται σε εργοστάσιο. Ένας τέτοιος αντιδραστήρας θα μπορούσε να τροφοδοτήσει πάνω από 200,000 σπίτια. Υπάρχουν πάνω από 50 διαφορετικά σχέδια για SMR.

DOE έχει ξοδέψει περισσότερα από 1.2 δισεκατομμύρια δολάρια σε SMR μέχρι σήμερα, και τώρα θέλει να δώσει σε εταιρείες όπως η NuScale τουλάχιστον 5.5 δισεκατομμύρια δολάρια περισσότερα για να αναπτύξουν και να επιδείξουν σχέδια SMR την επόμενη δεκαετία. Η πρακτική εφαρμογή είναι πιθανώς 10-20 χρόνια μακριά.

Πόσο σύντομα πυρηνική σύντηξη;

Η σύντηξη υδρογόνου απελευθερώνει μια αμέτρητη ποσότητα ενέργειας, όπως έχει αποδειχθεί από τις βόμβες υδρογόνου που φώτισαν τον Ειρηνικό τη δεκαετία του 1950. Σε ένα κοινή ευρωπαϊκή επιχείρηση που ονομάζεται JET στο Oxfordshire του Ηνωμένου Βασιλείου, ένας τεράστιος μαγνήτης σε σχήμα ντόνατ περιέχει πλάσμα που θερμαίνεται σε εξαιρετικά υψηλή θερμοκρασία 100 εκατομμυρίων βαθμών.

Η ομάδα ανακοίνωσε πρόσφατα ότι έχει διπλασιάσει την παραγόμενη ενέργεια σύντηξης, ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός. Η σύντηξη υδρογόνου συνεχίστηκε για περίπου 5 δευτερόλεπτα - μια μεγάλη πρόοδος σε σχέση με προηγούμενες δοκιμές. Το πλάσμα μέσα στον μαγνήτη ντόνατ μιμούνταν τις συνθήκες στο εσωτερικό του ήλιου μας για αυτά τα 5 δευτερόλεπτα. Η σύντηξη είναι φυσικά η πηγή της ενέργειας του ήλιου.

Το επόμενο βήμα θα γίνει σε ένα μεγαλύτερο και καλύτερο εργαστήριο στη Γαλλία που ονομάζεται Iter, που αναμένεται να ξεκινήσει το 2035. Το αξιοθέατο είναι ότι 1 λίβρα καυσίμου σύντηξης θα παράγει περισσότερο από 10 εκατομμύρια φορές την ενέργεια από 1 λίβρα άνθρακα, πετρελαίου ή αέριο. Ωστόσο, η εμπορική εφαρμογή της σύντηξης απέχει δεκαετίες, επομένως δεν αποτελεί λύση για την κλιματική αλλαγή πριν από το 2050.

Πολύ μπροστά.

Η πυρηνική ενέργεια είναι καθαρή ενέργεια και οι εγκαταστάσεις είναι συμπαγείς σε σύγκριση με την έκταση των αιολικών πάρκων, αλλά είναι πιο ακριβές. Η πυρηνική εκπέμπει επίσης πολύ λιγότερα GHG κατά την κατασκευή των υλικών όπως το σκυρόδεμα και ο χάλυβας που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ενός πυρηνικού αντιδραστήρα. Η Nuclear έχει επίσης ένα μεγάλο ρεκόρ ασφάλειας εκτός από το Τσερνόμπιλ το 1986. Η Φουκουσίμα το 2011 ήταν τρομακτική, αλλά δεν χάθηκαν ζωές.

Ωστόσο, οι ανησυχίες που αναφέρθηκαν παραπάνω σημαίνουν ότι τα πυρηνικά δεν είναι μια πρακτική λύση για την αντικατάσταση του φυσικού αερίου στην Ευρώπη, εάν η τιμή του συνεχίσει να αυξάνεται στα ύψη ή εάν οι κυρώσεις ή οι κυρώσεις που σχετίζονται με τον πόλεμο οδηγήσουν στο κλείσιμο της ροής φυσικού αερίου από τη Ρωσία.

Είναι επίσης απίθανο ότι η πυρηνική ενέργεια θα μπορούσε να συμβάλει σημαντικά στη μείωση των παγκόσμιων εκπομπών GHG, καθώς συνέβαλε μόνο 4.4% της παγκόσμιας κατανάλωσης ενέργειας το 2020. Οι άδειες, οι κανονισμοί, η κατασκευή και τα έξοδα των νεόδμητων πυρηνικών σταθμών είναι πάρα πολλά. Και η γραμμή εκκίνησης είναι πολύ πίσω για τις περισσότερες ευρωπαϊκές χώρες – τα κλάσματα κατανάλωσης πυρηνικής ενέργειας είναι μόνο 6.7% στο Ηνωμένο Βασίλειο, 4.9% στη Γερμανία και 8.6% στις ΗΠΑ – εκτός και αν οι πυρηνικοί αντιδραστήρες θα μπορούσαν να αναστηθούν γρήγορα.