بررسی تهدیدات اقلیمی و اثرات گرمای بیش از حد بر تاب‌آوری نیروگاه‌های هسته‌ای در خاورمیانه

چالش‌های تاب‌آوری نیروگاه‌ها

گرمای شدید و افزایش دمای آب دریاها، چالش‌های جدیدی برای طراحی نیروگاه‌های هسته‌ای در خاورمیانه به‌وجود آورده که بر عملکرد و ایمنی این نیروگاه‌ها تأثیر می‌گذارد





چالش‌های تاب‌آوری نیروگاه‌ها

۱۹ آبان ۱۴۰۳، ۱۸:۳۹

زمین‌لرزه‌های ۱۴۰۱ هرمزگان، زمین‌لرزه‌ای دوگانه به بزرگی ۶.۳ بود که بامداد شنبه، ۱۱ تیر ۱۴۰۱، بندر خمیر، بندر لنگه و مناطق اطراف در استان هرمزگان را لرزاند. مدت وقوع این زمین‌لرزه‌ها ۱ دقیقه و ۳۶ ثانیه طول کشید. زلزله مذکور به شدت در امارات متحده عربی در سواحل جنوبی خلیج فارس حس شد. نیروگاه هسته‌ای برکه امارات متحده عربی با سرمایه ۳۲ میلیارد دلار در چهار واحد بین سال‌های ۱۳۹۹ تا ۱۴۰۳ راه‌اندازی شده است. واحد ۱: ۳ اوت ۲۰۲۰، واحد ۲: ۱۴ سپتامبر ۲۰۲۱، واحد ۳: ۱۰ اکتبر ۲۰۲۲، واحد ۴: ۲۳ مارس ۲۰۲۴.

در سراسر جهان، انواع خطرات و تهدیدات طبیعی و انسانی باعث اختلالات اساسی در ارائه خدمات انرژی شده و میلیون‌ها نفر را تحت تأثیر قرار داده است. قطع برق و آسیب شدید به تولید و انتقال برق از نمادهای نیاز به زیرساخت‌های انرژی پاک و تجدیدپذیر بیش از همیشه است.

چالش‌های مرتبط با تامین سوخت اورانیوم غنی‌شده و تهدیدات سیاسی منطقه‌ای، یکی دیگر از مسائلی است که به تاب‌آوری نیروگاه‌های هسته‌ای در خاورمیانه آسیب می‌زند

به‌دلیل یا به بهانه تاب‌آوری تولید  انرژی امارات متحده عربی، مصر، ترکیه، اردن و عربستان سعودی درحال توسعه برنامه‌های انرژی هسته‌ای هستند. توسعه نیروگاه‌های هسته‌ای در خاورمیانه مستلزم نگاهی دقیق‌تر به هر مرحله تولید برق از یک راکتور هسته‌ای با توجه به تهدیدات و پیامدهای احتمالی است. اصطلاح “تهدید” به هر رویدادی اشاره دارد که ممکن است باعث اختلال شود و آسیب پذیری را نه تنها در شبکه، بلکه در کل سامانه  انرژی را افزایش دهد و نمونه هایی از تهدیدها از زلزله و شرایط اقلیمی گرفته تا اختلال در عرضه اورانیوم غنی شده و حملات به نیروگاه های هسته ای را شامل می شود.

پروژه های نیروگاه‌های هسته‌ای قبل از شروع به کار در معرض تهدیدات متعددی قرار دارند. در واقع، زمان‌های طولانی ساخت و ساز که در این گونه پروژه‌ها رایج است، پروژه‌های هسته‌ای را در برابر مخاطرات مالی و سیاسی آسیب‌پذیر می‌کند و می‌تواند منجر به تعطیلی نیروگاه شود.

تهدید اصلی برای فعالیت های مقدماتی در مورد تامین سوخت، اختلال در عرضه اورانیوم غنی شده است. با توجه به اینکه زنجیره تامین جهانی سوخت اورانیوم با هیچ مانع بزرگی روبه‌رو نیست، اختلالات سوخت اورانیوم به احتمال زیاد با فضای سیاسی منطقه مرتبط است. مدل اتخاذ شده توسط امارات متحده عربی، که بر تنوع تامین کنندگان سوخت متکی است، احتمال ایجاد اختلال سیاسی را کاهش می‌دهد و در عین حال از قیمت گذاری رقابتی استفاده می کند. امارات متحده عربی سوخت هسته‌ای خود را برای نیروگاه هسته‌ای برکت از طریق پیمانکار کره جنوبی خود تهیه می‌کند، که انگیزه تجاری برای فعال نگه داشتن راکتورها دارد زیرا این نیروگاه را راه‌اندازی هم کرده و ضمنا سرمایه‌گذار مشترک در این پروژه است. 

تامین نیروی کار به نیروی کار خارجی برای اکثر این کشور ها مربوط است. در منطقه – به استثنای مصر و ایران که دارای سطح قابل توجهی از منابع انسانی متخصص در زمینه هسته ای هستند – اکثریت پرسنل متخصص در فناوری هسته ای و نیروگاه ها، به ویژه اپراتورهای راکتور، اتباع کشورهای خاورمیانه نیستند.

اکثر کارگران از کشورهای تامین کننده فناوری هسته ای مانند کره جنوبی یا روسیه می آیند. حتی در کشورهایی که منابع انسانی داخلی کافی دارند، تامین کننده همچنان ممکن است درخواست استفاده از نیروی کار آموزش دیده  داشته باشد.  

کشورهای منطقه مایل به آموزش نیروی کار محلی هستند که در علوم و مهندسی هسته‌ای آموزش دیده باشند. با این حال، دستیابی به همان سطحی از تخصص و دانش عملی که کشورهای عرضه‌کننده طی دهه‌ها تحقیق و آموزش به دست آورده‌اند، دشوار است.

اثرهای اقلیمی احتمالی بر تاب‌آوری نیروگاه‌های هسته‌ای در منطقه  شامل امواج گرما به دلیل اثر آنها بر دمای آب خنک کننده راکتور بسیار نگران کننده است. اثرهای متغیر دمای آب خنک کننده بر عملکرد و ایمنی نیروگاه های هسته ای واقع در خلیج فارس موجب  تغییراتی در طراحی  نیروگاه ها شده که امکان افزایش دمای آب دریا و محیط را فراهم می کند. با این حال، با غیرقابل‌پیش‌بینی‌تر شدن و شدیدتر شدن الگوهای اقلیمی جهانی، می‌توان سناریویی را تصور کرد که در آن از قابلیت های  طراحی موجود فراتر باشد.

 علاوه بر این، موج گرما ممکن است بر عملکرد نیروگاه‌های هسته‌ای از دو طریق اصلی اثر بگذارد: می‌تواند کارایی آنها را برای تبدیل سوخت به برق کاهش دهد و می‌تواند تعداد خاموشی‌ها را افزایش دهد. برای مثال، در سال ۲۰۰۳، موج گرما باعث تعطیلی بیش از ۳۰ نیروگاه هسته‌ای در اروپا شد. رویداد مشابهی در سال ۲۰۱۸ رخ داد که نیروگاه‌های هسته‌ای متعددی در سراسر جهان، از فرانسه گرفته تا کره جنوبی، به دلیل دمای غیرعادی بالا مجبور به توقف فعالیت خود شدند. این حوادث منجر به زیان‌های اقتصادی قابل‌توجهی شد. در منطقه‌ای که ممکن است دمای هوا تا ۶۰ درجه سانتیگراد در تابستان افزایش یابد، آب‌وهوا نیرویی است که باید هنگام برنامه‌ریزی برای تاب‌آوری هسته‌ای در نظر گرفته شود.

 از جنبه اقتصادی، راه‌اندازی رآکتورهای هسته‌ای در سطح ظرفیت آنها همیشه مقرون‌به‌صرفه‌تر است، زیرا هزینه سوخت، یعنی هزینه متغیر، کمتر از ۱۰ درصد هزینه کلی برق تولیدی را تشکیل می‌دهد. هر گونه اختلال در یک نیروگاه هسته‌ای و اثر آن بر شبکه برق به سهم ترکیب انرژی ارائه شده توسط نیروگاه‌ها بستگی دارد. این امر به‌ویژه برای کشورهایی مانند اردن با ظرفیت شبکه کوچک (حدود ۳.۸ گیگاوات) مهم است، جایی که افزودن یک واحد رآکتور ۱ گیگاواتی بیش از یک‌چهارم تأمین برق کشور را تأمین می‌کند. این سهم بالا برخی از چالش‌های فنی و امنیتی جدی را به همراه دارد. بااین‌حال، در سال ۲۰۱۸، اردن اعلام کرد که مایل است به رآکتورهای کوچک روی بیاورد که به دلیل هزینه کمتر و مناسب‌بودن شبکه بهترند 

سوخت هسته‌ای مصرف شده، به عبارت دیگر ضایعات سوخت تابیده شده (و رادیواکتیو) تولید شده توسط شکافت هسته ای، ابتدا باید برای چند سال در استخرهای ذخیره سازی پر از آب خنک شود تا برای جابجایی و حمل و نقل آماده شود. استخرهای سوخت مصرف شده همیشه پر خواهند بود زیرا سوخت مصرف شده جدید به طور مداوم جایگزین سوخت حذف شده می شود. در نتیجه، تهدیدات مختلفی برای استخرهای ذخیره سازی ممکن است. اولا، مانند مورد راکتورهای هسته ای، زلزله و سونامی و  اسیر سوانح طبیعی و شرایط اقلیمی شدید می تواند عملکرد استخرهای ذخیره سازی را تهدید کند.

گاه نشت تشعشعات از راکتور خطرناک تر از سوخت مصرف شده است.   ژاپن پس از فاجعه زلزله و سونامی ۱۱ مارس ۲۰۱۱ و تخریب نیروگاه هسته ای فوکوشیما، شرکت تپکو – توکیو الکتریک پاور-  نشت تشعشعات سوخت مصرف‌شده را به دلیل مقادیر بالاتر مواد رادیواکتیو بالقوه، بسیار خطرناک‌تر از نشت‌های ناشی از راکتور ارزیابی کرد.

 

از آنجایی که استخرهای ذخیره سازی تنها یک راه حل موقت برای دفع زباله‎های هسته‌ای بسیار پرتوزا هستند، دو گزینه اصلی برای ذخیره سازی طولانی مدت در خاورمیانه در نظر گرفته شده است. مورد اول شامل دو مورد خاص است: اگر کشوری مانند ایران از یک رآکتور روسی بهره می‌برد و به سوخت هسته‌ای روسیه متکی باشد، در آن صورت روسیه مسئول پس گرفتن سوخت مصرف‌شده خواهد بود. درحالت دیگر، کشوری مانند سوئد با مخزن طولانی مدت ممکن است موافقت کند که سوخت مصرف شده را در انبار دائمی خود ذخیره کند.

با این حال، تهدیدات متعددی در ارتباط با نحوه انتقال سوخت مصرف‌شده با رادیواکتیو بالا توسط کشورهای منطقه خلیج فارس وجود دارد. تاکنون به دلیل نبود زیرساخت های ریلی در منطقه، حمل و نقل دریایی تنها گزینه موجود بوده است. در واقع، سوخت هسته‌ای مصرف‌شده از طریق تنگه هرمز و حتی تنگه باب المندب در نزدیکی یمن حمل می‌شود. 

در شمال، در مسیر نزدیک به شبه جزیره سینا، مخاطرات در حین حمل و نقل سوخت مصرف شده با رادیواکتیو بالا بر محیط زیست دریایی مناطق آسیب دیده و اطراف آن فاجعه بار خواهد بود. علاوه بر این، این مسیر اغلب نسبتا نزدیک به سواحل کشورهای متعددی است، جایی که هرگونه حمله منجر به انتشار عناصر بسیار رادیواکتیو می شود که تهدیدی واقعی برای سلامت عمومی جمعیت آنها به شمار می رود.

ساخت یک مخزن منطقه‌ای زباله هسته ای، خطرات متعددی را برای خود کشورهای خاورمیانه به همراه خواهد داشت.

 

مقیاس اثر  یک مورد خاموش شدن برنامه‌ریزی نشده راکتور به‌دلیل هر یک از این دلایل احتمالی به سه عامل اصلی بستگی دارد. اولین مورد، سهم ظرفیت از دست رفته برق در مقابل کل ظرفیت تولید برق یک کشور است. هر چه افت برق بیشتر باشد، پیامدهای آن بیشتر خواهد بود . عامل دوم زمان از سرگیری عملیات نیروگاه هسته‌ای پس از تعطیلی است. زمان بازیابی یک عامل اساسی در تضمین تاب آوری سامانه  و همچنین به حداقل رساندن زیان‌های اقتصادی است. در نهایت، اثر سوم و عواقب یک خاموشی ناگهانی نیز بسته به علت آن، چه به دلیل شرایط اقلیمی پیش‌بینی نشده، اختلالات سوخت، حملات فیزیکی یا حملات سایبری متفاوت است. هر نوع تهدیدی مقیاس‌های مختلفی از ضرر اقتصادی و همچنین تخلیه تشعشعات را ایجاد می‌کند که بر سلامت جمعیت و محیط زیست اثر  می‌گذارد. 

 

پس از تعطیلی غیرمنتظره یک رآکتور فرانسوی در سال 2017، EDF، شرکت برق فرانسه، تخمین زده شد که تقریباً ۱.۲ میلیون دلار در روز ازدست‌داده است. حوادث چرنوبیل و فوکوشیما اثرات مخرب فوری و بلندمدت انتشار تشعشعات بر جمعیت را نشان داده است. به‌عنوان‌مثال، پس از حادثه چرنوبیل، ۳۰ کارگر ظرف چند هفته بر اثر مسمومیت با تشعشع جان باختند و صدها نفر مجروح شدند. از نظر طولانی، کودکان و نوجوانان بیشتر در معرض خطر قرارگرفتن در معرض مواد رادیواکتیو بودند که به‌سرعت به لبنیات و محصولات آلوده راه پیدا کرد. قرارگرفتن در معرض هوا، غذا و آب آلوده همچنین منجر به افزایش خطر ابتلا به سرطان خون و همچنین سرطان تیروئید برای ۶.۵ میلیون نفر شد. پیامدهای مشابه پس از فاجعه فوکوشیما قابل‌پیش‌بینی بود، اما در مقیاس پایین‌تر، زیرا میزان عناصر رادیواکتیو آزاد شده به طور قابل‌توجهی کمتر از چرنوبیل بود. به همان اندازه مهم، نشت تشعشعات از یک نیروگاه هسته‌ای می‌تواند کل منبع آب یک کشور را تحت اثر قرار دهد.

 

 بسیاری از کشورهای منطقه از جمله کشورهایی هستند که بیشترین تنش آبی را در جهان دارند، به‌ویژه کشورهای خلیج‌فارس و از آب شیرین شده دریا به‌عنوان منبع اصلی تأمین آب برای خانوارها و صنعت استفاده می‌کنند – بیش از ۹۰ درصد در مورد قطر و امارات. عربستان سعودی به طور فزاینده‌ای به نمک‌زدایی آب دریا برای پاسخگویی به تقاضای خانوارها و صنعت – حدود ۶۰ درصد از کل آب مصرفی – متکی است.

 نیروگاه هسته‌ای برکه در سواحل خلیج‌فارس در پهنه با تراکم جمعیت بیشتر است و در امارات متحده عربی، مکان‌های کمی را می‌توان برای جابه‌جایی جمعیت آواره به کار گرفت. این امر تاب‌آوری کلی سامانه را به خطر می‌اندازد. خطرات عمده‌ای وجود دارد که تضاد بین توسعه انرژی هسته‌ای در خاورمیانه و روایت نوظهور تاب‌آوری انرژی را نشان می‌دهد.

به اشتراک بگذارید:





نظر کاربران

نظری برای این پست ثبت نشده است.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *