لماذا نحتاج إلى المزيد من الطاقة النووية

في اجتماع الأمم المتحدة الأخير للتغير المناخي في دبي، اتفقت ما يقرب من 200 دولة لأول مرة على أهمية “الانتقال بعيدًا عن الوقود الأحفوري” لخفض انبعاثات الكربون وتباطؤ احترار الكوكب.

التحديات التي تواجه الطاقة المتجددة

ومع ذلك، لا يعني ذلك أن هناك تقليل كبير في استخدام الوقود الأحفوري قادم في أي وقت قريب. فالمتجددات مثل الرياح والطاقة الشمسية تكتسب حصة سوقية بسرعة، ومع ذلك، لا يزال استهلاك النفط والغاز الطبيعي يرتفع عالميًا مع نمو سكان العالم واقتصاداته. في الولايات المتحدة، وقع الرئيس بايدن أكثر مجموعة طموحة من الدعم للطاقة الخضراء على الإطلاق، ومع ذلك، لا يزال إنتاج النفط والغاز الطبيعي يسجل أرقامًا قياسية جديدة.

المشكلة في الطاقة المتجددة هي أنه من الصعب جدًا تخزين الطاقة التي تولدها، خاصة في الأسواق النامية حيث الموارد نادرة.

البطاريات التي تحتفظ بالطاقة في المركبات الكهربائية هي أغلى مكونات السيارات، ولا تزال لا توفر نفس المدى الذي يوفره محرك البنزين. لا يزال من غير الفعال تخزين الطاقة التي تلتقطها مزارع الرياح والطاقة الشمسية. تعتمد الشبكات التي تعمل بالطاقة المتجددة عادة على الغاز الطبيعي كـ “حمولة قاعدية” متاحة عندما لا يكون الشمس مشرقًا أو الرياح لا تهب، لأن الغاز يمكن تخزينه واستخدامه حسب الحاجة.

الفوائد البيئية للطاقة النووية

هناك مصدر آخر للطاقة يحقق نفس الغرض الذي يحققه الغاز الطبيعي بشكل تقريبي دون انبعاثات كربونية: الطاقة النووية. ويمكن أن تكون جسرًا يقود الولايات المتحدة والدول الأخرى نحو أهداف جريئة لخفض انبعاثات الكربون خلال العقد المقبل. “لا يمكننا أن نصل إلى هناك فقط بالرياح والطاقة الشمسية”، قال الأدميرال المتقاعد ريتشارد ميس، الرئيس التنفيذي لمجموعة ميس، في حدث أقيم مؤخرًا برعاية مركز الأفكار الطريق الثالث. “الجيل النظيف الوحيد القائم اليوم هو الطاقة النووية. علينا أن نعترف بمزايا الطاقة النووية بشكل أفضل.”

تمتعت الطاقة النووية بلحظة في دبي، حيث قادت الولايات المتحدة 21 دولة أخرى في التعهد بتضاعف إنتاج الطاقة النووية بنسبة 300٪ بحلول عام 2050، مما سيقلل بشكل كبير من انبعاثات الكربون في قطاع الكهرباء. ومثل العديد من التعهدات المناخية، قد يكون ذلك تفكيرًا متمنيًا. “يقدم صناع السياسة الآن إعلانات كبيرة حول الطاقة النووية التي لا يمكنهم أو لن يحتفظوا بها”، كتب المدافع عن الطاقة النووية تيد نوردهاوس في مجلة فورين بوليسي، مشيرًا إلى التكاليف العالية والعقبات التنظيمية كمشكلات.

التحديات التي تواجه الطاقة النووية

تحدي كبير لصناعة الطاقة النووية هو إقناع صناع السياسة والجمهور بأن الطاقة النووية آمنة وأن التصاميم الجديدة ستمنع حدوث الحوادث المرعبة التي يتذكرها الناس من الماضي.

البيانات تدعم جانبهم، خاصة عند مراعاة الوفيات والأمراض الناجمة عن التلوث الهوائي الناجم عن الوقود الأحفوري. فالجسيمات التي تطلقها حرق الكربون، على سبيل المثال، تقتل 8.7 مليون شخص سنويًا في جميع أنحاء العالم، وفقًا لدراسة هارفارد لعام 2021 نشرت في بحث بيئي. وعلى النقيض من ذلك، فإن الوفيات الناجمة عن الطاقة النووية نادرة.

بالنسبة لتلك الحوادث: لم يكن كارثة فوكوشيما في اليابان عام 2011، التي قتل فيها عامل واحد، ناتجة عن عيب في المحطة ولكن بسبب موجة مد عاصفة. وكانت كارثة تشيرنوبيل في عام 1986، التي قتلت حوالي 30 شخصًا وأصابت آخرين، ناتجة عن تصميم سوفيتي معيب لم يستخدم في الغرب. وتم احتواء حادثة ثري مايل آيلاند في عام 1979 في ولاية بنسلفانيا دون وقوع وفيات معروفة أو آثار صحية سلبية. “لدينا هذا الرفض للطاقة النووية، ولكن أعتقد أن الكثير من الخوف غير مبرر”، قال بوب بانتينغ، الرئيس التنفيذي لمركز التكيف المناخي والمتنبئ السابق لإدارة الطقس الحكومية NOAA. “مثل معظم الأشياء، علينا أن نتخذ خيارات بين حلول غير مثالية.”

دور الطاقة النووية في الولايات المتحدة

تشكل الطاقة النووية حوالي 18٪ من إنتاج الكهرباء في الولايات المتحدة. يشكل الغاز الطبيعي 40٪، الفحم 20٪، والمتجددات بما في ذلك الرياح والطاقة الشمسية والطاقة الكهرومائية حوالي 21٪. الهدف هو أولاً تقاعد محطات الفحم، التي هي الأكثر تلوثًا، في حين توفير المزيد من الطاقة المتجددة على الإنترنت بأسرع ما يمكن. على المسار الحالي، يبدو أن الطاقة النووية أكثر احتمالًا أن تنخفض كجزء من إنتاج الكهرباء في الولايات المتحدة بدلاً من زيادتها، نظرًا لتقاعد دوري للمفاعلات الكبيرة والمتقادمة.

ومع ذلك، قد تكون المحطات النووية بديلاً مثاليًا لمرافق حرق الفحم، نظرًا لأن البنية التحتية القائمة يمكن أن تخدم محطات نووية جديدة خالية من التلوث. يجب بناء مزارع الرياح والطاقة الشمسية في أماكن مشمسة وعاصفة. ولكن يمكن أن تذهب المحطات النووية في أي مكان، وقد تقدر دراسة حديثة أنه يمكن توفير توفيرات في التكاليف تتراوح بين 15٪ و 35٪ لتحويل محطات الفحم إلى مواقع نووية. يمكن نقل ثلاثة أرباع وظائف الفحم دون متطلبات ترخيص جديدة.

التكنولوجيا النووية الصغيرة والمتنقلة

في وقت سابق من هذا العام، قامت الحكومة الأمريكية بالتصديق على نوع جديد من التكنولوجيا المعروفة باسم المفاعل النووي الصغير المتجمع، أو SMR. على عكس المفاعلات التقليدية التي تولد حوالي 1 جيجاواط من الطاقة في المتوسط، ما يكفي لتزويد 750،000 منزل بالكهرباء، تبدأ SMRs بحجم صغير وتصمم لتكون مجمعة. التصميم المعتمد حديثًا، الذي تم بناؤه بواسطة NuScale، يتضمن ما يصل إلى 12 مفاعلًا، ينتج كل منها 50 ميجاواط من الطاقة. تصميم آخر، لا يزال في انتظار الموافقة، سيشمل ما يصل إلى ستة مفاعلات بقوة 77 ميجاواط لكل وحدة.

أحد مزايا المفاعلات الأصغر هو القدرة على بنائها في مصنع مركزي بدلاً من البناء في الموقع كما هو معتاد الآن. يمكن توسيع حجمها أو تقليصها حسب الحاجة لتتوافق مع خطط تثبيت الطاقة المتجددة وتوفير أي حمولة قاعدية قد تكون مطلوبة كدعم.

الرؤية لما يمكن تحقيقه باستخدام SMRs، وحتى المفاعلات النووية الصغيرة أكثر من ذلك، هي مثيرة للاهتمام. يقول مايك واندلر، الرئيس التنفيذي لشركة L&H Industrial في جيليت، وايومنغ، إنه يرى فرصة في المفاعلات التجارية التي يمكن نشرها بالعشرات أو المئات. “تصنع L&H أجزاء لأكبر الآلات على وجه الأرض، ونريد الدخول في سلسلة التوريد هذه”، قال لـ Yahoo Finance.

إذا ثبتت التكنولوجيا وأصدرت الجهات التنظيمية الموافقات، فإن المفاعلات الصغيرة يمكن أن تستمر لمدة 50 عامًا أو أكثر، مع تزويدها بشكل منتظم بالوقود، وتوفير الطاقة الخالية من التلوث بكفاءة أكبر من الوقود الأحفوري. “يمكن أن تكون لديك بلدة وبدلاً من وجود مصدر طاقة ضخم وفقدان 30٪ في الخط، يمكن أن يكون لديك 10 أو 20 مفاعلًا حول البلدة”، قال واندلر. “عندما يتم إعادة تعبئة واحدة، لن تلاحظ ذلك حتى”.

وما هو أكثر إقناعًا: يمكن أن تعمل المفاعلات النووية المتنقلة التي تتناسب مع حاوية الشحن على تشغيل المصانع الفردية، لتقليل الأثر الكربوني الثقيل الناتج عن إنتاج السلع المرتبطة بالطاقة مثل الصلب والأسمنت. يمكن أن تعود أي طاقة زائدة من المفاعل النووي المتنقل إلى الشبكة، لتزويد الطاقة في أماكن أخرى. يمكن أن تكون هذه التطبيقات مفيدة بشكل خاص لعمليات التعدين البعيدة التي لا تتصل بشبكة كهربائية، حيث يجب عادةً نقل الوقود الديزل عن طريق الشاحنات. “فجأة، يمكنك حل العديد من المشاكل”، قال واندلر.

تحديات تصميمات الطاقة النووية الجديدة

ومع ذلك، لا تبدو تصميمات الطاقة النووية الجديدة فعالة من حيث التكلفة بدون دعم حكومي ثقيل. ألغت NuScale مؤخرًا مشروعًا تجريبيًا في ولاية يوتا باستخدام SMRs لأن التكاليف ارتفعت ورفضت المجتمعات المحلية الاشتراك، حيث كان عليهم تحميل التكاليف المرتفعة على المستهلكين. لا تزال SMRs تنطوي على هندسة مكلفة، ولم يتم توسيع الإنتاج بما فيه الكفاية لجعل الطاقة النووية تنافسية مع الغاز، الذي يعتبر رخيصًا نسبيًا في ظل زيادة الإنتاج. والمتجددات تصبح أرخص أيضًا، مما يجعل الطاقة النووية الأغلى من بينها.

“سيكون هذا تطورًا، ليس ثورة”، قالت كريستي تيزاك، المديرة التنفيذية في شركة ClearView Energy Partners للأبحاث. “ليس الأمر في أن المفاعلات النووية الصغيرة لا تعمل، بل في التكلفة مقارنةً بالتكنولوجيات الأخرى، وفي ترتيب التراخيص. المفاعلات النووية تتطلب رأسمالية في المقدمة.”

التوجهات الحالية للطاقة النووية

تفتح المزيد من الولايات الباب أمام الطاقة النووية بينما يدرك المنظمون أنها يمكن أن تلعب دورًا رئيسيًا في خفض الانبعاثات. يستكشف هيئة وادي تينيسي، أكبر شركة حكومية مملوكة للطاقة في البلاد، استخدام SMRs. تنطبق ائتمانات الضرائب للطاقة النظيفة في قانون الطاقة الخضراء الضخم لعام 2022 على الطاقة النووية، وستساعد في تخفيض التكاليف. تتواصل مشاريع التجربة الأخرى، بما في ذلك بعضها بتمويل من وزارة الطاقة. “إنها بيئة سياسية متزايدة الصالحية”، قالت تيزاك.

يدعو ميس، الأدميرال المتقاعد، إلى المزيد من الدعم الحكومي، بعيدًا عن الإعانات الضريبية وتمويل البحوث. “الطريقة الوحيدة التي يمكننا أن نكون ناجحين إلى حد ما هي إذا استخدمت الحكومة الأمريكية، بوصفها أكبر مشتر للكهرباء، قوتها الشرائية لوضع SMRs في المرافق الحكومية بأعداد كافية لتخفيض تكلفة SMRs”، قال في حدث الطريق الثالث الشهر الماضي.

هناك المزيد في الموضوع من مجرد توفير طاقة نظيفة وبأسعار معقولة للأمريكيين. تسعى العديد من الدول إلى الحصول على طاقة نووية بأسعار معقولة، بما في ذلك الدول التي ليس لديها تكنولوجيا محلية. روسيا هي أكبر مصدر لتصدير تكنولوجيا الطاقة النووية في العالم. الصين تصدر أيضًا. وكلاهما لديهما معايير أقل للسلامة من منتجي الولايات المتحدة، الذين يدعون 8٪ فقط من سوق التصدير. تقود الصين بالفعل العالم في صادرات الطاقة الشمسية، وهي في المقدمة على الولايات المتحدة في تكنولوجيا الرياح أيضًا.

تأتي الطاقة النظيفة بأشكال عديدة، ومثل العديد من البلدان، لم تتمكن الولايات المتحدة بعد من مواكبة طموحاتها في الحد من الانبعاثات.

ريك نيومان هو كاتب رئيسي في ياهو فاينانس. تابعه على تويتر على @rickjnewman.

Source: https://www.aol.com/why-more-nuclear-power-192034968.html