ความท้าทายของสงครามและภูมิอากาศ

นายกรัฐมนตรีอังกฤษกล่าวเมื่อสัปดาห์ที่แล้วว่าเขาอาจพิจารณาเปลี่ยนมาใช้พลังงานนิวเคลียร์เพื่อชดเชยราคาก๊าซธรรมชาติที่เพิ่มสูงขึ้น ซึ่งเพิ่มขึ้นประมาณ 150% ในยุโรปตั้งแต่เริ่มสงครามในยูเครน ราคาที่เพิ่มขึ้นนี้มากกว่าสองเท่า

สิ่งนี้จะสนับสนุนจุดยืนด้านสภาพอากาศที่รุนแรงของสหราชอาณาจักรในการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ (GHG) เนื่องจากพลังงานนิวเคลียร์ให้พลังงานสีเขียว อย่างไรก็ตาม มันไม่สะอาดในแง่อื่น – ดูด้านล่าง

แต่ประเทศพลังงานสูงได้เปลี่ยนจากนิวเคลียร์ไปเป็นก๊าซธรรมชาติ จดหมายข่าวสีเขียวของบลูมเบิร์กระบุว่าการผลิตไฟฟ้านิวเคลียร์ของเยอรมนีในปี 2021 ต่ำกว่าจุดสูงสุด 60% ของสหราชอาณาจักรลดลง 50% และของญี่ปุ่นลดลง 87%

เนื่องด้วยสงครามที่โหมกระหน่ำในยูเครน ผู้สังเกตการณ์รายหนึ่งแนะนำว่า หากเยอรมนีต้องเผชิญกับวิกฤตก๊าซ อาจเปิดโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่เคยถูกทำลายไปแล้วได้ เยอรมนีนำเข้าก๊าซ 49% จากรัสเซีย

พลังงานนิวเคลียร์รับประกันว่ารูปลักษณ์อื่นจะเป็นทางเลือกแทนพลังงานก๊าซธรรมชาติและเป็นวิธีกำจัดคาร์บอนหรือไม่?

ก๊าซธรรมชาติกับนิวเคลียร์ในยุโรป.

หากรัสเซียปิดท่อส่งหลักไปยังเยอรมนี Nordstream 1 เยอรมนีและประเทศอื่น ๆ ในยุโรปจะแทนที่ก๊าซได้อย่างไร ไปป์ไลน์แฝดใหม่ Nordstream 2 จะไม่ช่วยอะไรเพราะเพิ่งปิดตัวลงโดยเยอรมนีเมื่อเร็ว ๆ นี้โดยอ้างถึงสงครามยูเครนก่อนที่มันจะเริ่มไหลก๊าซจากรัสเซีย

ทางออกหนึ่งคือการเพิ่มการนำเข้า LNG ไปยังยุโรปโดยผู้ส่งออกชั้นนำของออสเตรเลีย กาตาร์ และสหรัฐอเมริกา เพียงแค่ต้องการท่าเทียบเรือส่งออกและเรือบรรทุก LNG เฉพาะทางเพิ่มเติม

นิวเคลียร์เป็นทางเลือกในการเปลี่ยนพลังงานก๊าซธรรมชาติหรือไม่? ไม่ง่ายเพราะ 28 จาก 34 ประเทศ ในยุโรปในปี 2020 ใช้พลังงานก๊าซธรรมชาติมากกว่านิวเคลียร์

เยอรมนีบริโภค 2.6 Exajoules (EJ) พลังงานมากขึ้น จากก๊าซมากกว่าจากนิวเคลียร์ ความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดรองลงมาคืออิตาลี (2.4 EJ) และสหราชอาณาจักร (2.2 EJ)

ประเทศส่วนใหญ่พึ่งพาก๊าซธรรมชาติมากกว่านิวเคลียร์ ฝรั่งเศสเป็นข้อยกเว้นใหญ่ประการหนึ่ง เนื่องจาก 37% ของไฟฟ้าในฝรั่งเศสมาจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ — พลังงานนิวเคลียร์ที่ใช้นั้นมากกว่าก๊าซธรรมชาติอย่างมาก (มากกว่า 1.7 EJ)

จุดชมวิวภูมิอากาศ

ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิล เว้นแต่จะได้มาจากของเสีย หลายคนแย้งว่าก๊าซจะเป็นเชื้อเพลิงสะพานในการเปลี่ยนผ่านไปสู่พลังงานหมุนเวียน เพราะมันเผาไหม้สะอาดเป็นสองเท่าของถ่านหินและน้ำมัน ตัวอย่างเช่น น้ำมันหลัก bp's พลังงานมุมมอง 2020 คาดการณ์สถานการณ์ในอนาคตว่าก๊าซจะเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลหลักที่จำเป็นในการทำให้เป็นศูนย์สุทธิภายในปี 2050 แต่นี่จะเป็นเพียงครึ่งหนึ่งของปริมาณพลังงานที่มาจากลม แสงอาทิตย์ และพลังน้ำ

แต่การเพิ่มโรงไฟฟ้านิวเคลียร์บางแห่งจะช่วยลดการปล่อย GHG และลดการพึ่งพาโรงไฟฟ้าที่ใช้ก๊าซและถ่านหินได้อย่างแน่นอน

Bill Gates เพิ่มอีกแง่บวกสำหรับนิวเคลียร์ ในหนังสือของเขา วิธีหลีกเลี่ยงภัยพิบัติจากสภาพภูมิอากาศเกตส์กล่าวว่าสำหรับวัสดุก่อสร้างแต่ละปอนด์ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จะให้พลังงานมากกว่าพลังงานหมุนเวียนแบบเดิม ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ พลังน้ำ และลมต้องการคอนกรีตและเหล็กกล้ามากกว่าการสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ 10-15 เท่าสำหรับหน่วยพลังงานเดียวกันที่ผลิตได้ เรื่องนี้เป็นเรื่องใหญ่ เนื่องจากมีการปล่อย GHG จำนวนมากเมื่อ การผลิต วัสดุคอนกรีตและเหล็กเหล่านี้

จะต้องทำอย่างไรเพื่อแทนที่ก๊าซธรรมชาติทั้งหมดของยุโรปด้วยพลังงานนิวเคลียร์ ค่าประมาณหนึ่ง เป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่ 50-150 โรง หากเฉลี่ยใน 34 ประเทศ แสดงว่าแต่ละประเทศจะต้องสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ประมาณ 1-4 โรง บางทีสิ่งนี้อาจทำได้ภายในปี 2050 แต่ปัญหาที่ถกเถียงกันด้านล่างจะทำให้ไม่น่าเป็นไปได้

ปัญหานิวเคลียร์ที่เป็นที่ถกเถียง.

ปัญหาใหญ่สองประการคือเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใช้เวลานานในการอนุญาต ควบคุม และสร้าง และยังมีราคาแพงและมักจะเกินงบประมาณ เปรียบเทียบสิ่งนี้กับพลังงานลม แสงอาทิตย์ และพลังงานทดแทนแบตเตอรี่ที่มีราคาถูกลงตลอดเวลา

ประการที่สอง เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วมีกัมมันตภาพรังสีและยากอย่างยิ่งที่จะแน่ใจได้ว่าการจัดเก็บใต้ดินจะปลอดภัยเป็นเวลานาน แม้ว่าจะเป็นเพียง เศษนิวเคลียร์เศษเล็กเศษน้อย มีอายุการใช้งานยาวนานและมีกัมมันตภาพรังสีสูง (3% ของทั้งหมด) ซึ่งจำเป็นต้องแยกและแยกออก ปกติแล้วโดยการจัดเก็บทางธรณีวิทยาในระดับลึก เป็นเวลาหลายหมื่นปี

ในฐานะที่เป็นแถบด้านข้าง การจัดเก็บกากนิวเคลียร์ในสหรัฐอเมริกาเป็น ประเด็นเด็ด. เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้วทิ้งในสหรัฐอเมริกามีอยู่ใน 33 รัฐที่แตกต่างกัน โดยจัดเก็บอยู่ใน 75 แห่ง ขยะเพิ่มขึ้น 2,000 ตันทุกปี และความรับผิดมหาศาลมีมูลค่าถึง 30 หมื่นล้านเหรียญ

มีการเสนอวิธีแก้ปัญหาชั่วคราวสำหรับการจัดเก็บในสองไซต์: หนึ่งแห่งในนิวเม็กซิโกที่เรียกว่า Holtec และอีกแห่งในเท็กซัสที่เรียกว่า ISP ทั้งสองนี้จะอยู่ในลุ่มน้ำ Permian แต่มีข้อโต้แย้งส่วนหนึ่งเนื่องจากจำนวน .ที่เพิ่มขึ้น การเกิดแผ่นดินไหว. มีการเสนอร่างกฎหมายใหม่ในวุฒิสภาสหรัฐเพื่อหยุดสิ่งนี้

เครื่องปฏิกรณ์แบบแยกส่วนขนาดเล็ก.

SMR เป็นเครื่องปฏิกรณ์แบบแยกส่วนขนาดเล็กที่ลดปัญหาแรกจากด้านบนให้เหลือน้อยที่สุด — ใช้เวลานานในการอนุญาต ควบคุม และสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ โดยทั่วไปแล้ว SMR จะผลิตไฟฟ้าได้ 300 เมกะวัตต์ และออกแบบมาเพื่อสร้างในโรงงาน เครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าวสามารถให้พลังงานแก่บ้านเรือนกว่า 200,000 หลัง มีการออกแบบที่แตกต่างกันมากกว่า 50 แบบสำหรับ SMR

สพฐ.ได้ใช้จ่าย จนถึงปัจจุบัน SMR มีมูลค่ามากกว่า 1.2 พันล้านดอลลาร์ และต้องการให้บริษัทต่างๆ เช่น NuScale มีเงินอีกอย่างน้อย 5.5 พันล้านดอลลาร์เพื่อพัฒนาและสาธิตการออกแบบ SMR ในทศวรรษหน้า การใช้งานจริงอาจอยู่ห่างออกไป 10-20 ปี

นิวเคลียร์ฟิวชันได้เร็วแค่ไหน?

การหลอมรวมของไฮโดรเจนจะปล่อยพลังงานออกมาในปริมาณที่มากเกินไป ดังที่เห็นได้จากระเบิดไฮโดรเจนที่จุดไฟในมหาสมุทรแปซิฟิกในทศวรรษ 1950 ใน กิจการร่วมยุโรป ที่เรียกว่า JET ในเมืองอ็อกซ์ฟอร์ดเชียร์ สหราชอาณาจักร แม่เหล็กรูปโดนัทขนาดใหญ่ประกอบด้วยพลาสมาซึ่งถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิสูงมากเป็นพิเศษถึง 100 ล้านองศา

ทีมงานได้ประกาศเมื่อไม่นานนี้ว่าพวกเขาได้ผลิตพลังงานฟิวชันเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ซึ่งเป็นก้าวสำคัญที่ก้าวไปข้างหน้า การหลอมไฮโดรเจนยังคงดำเนินต่อไปประมาณ 5 วินาที ซึ่งเป็นความก้าวหน้าอย่างมากจากการทดสอบครั้งก่อน พลาสมาในแม่เหล็กโดนัท กำลังเลียนแบบสภาพภายในดวงอาทิตย์ของเราเป็นเวลา 5 วินาที แน่นอนว่าฟิวชั่นเป็นแหล่งพลังงานของดวงอาทิตย์

ขั้นตอนต่อไปจะเกิดขึ้นในห้องทดลองที่ใหญ่และดีกว่าในฝรั่งเศสที่เรียกว่า Iter ซึ่งคาดว่าจะเริ่มในปี 2035 สิ่งที่น่าสนใจคือเชื้อเพลิงฟิวชัน 1 ปอนด์จะสร้างพลังงานมากกว่าถ่านหิน น้ำมัน หรือถ่านหิน 10 ปอนด์ถึง 1 ล้านเท่า แก๊ส. แต่การใช้ฟิวชั่นเชิงพาณิชย์นั้นอยู่ห่างออกไปหลายสิบปี ดังนั้นจึงไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศก่อนปี 2050

ทางข้างหน้า.

พลังงานนิวเคลียร์เป็นพลังงานสะอาดและสิ่งอำนวยความสะดวกมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับพื้นที่เพาะปลูกกังหันลม แต่มีราคาแพงกว่า นิวเคลียร์ยังปล่อย GHG น้อยกว่ามากเมื่อทำการผลิตวัสดุ เช่น คอนกรีตและเหล็กกล้าที่ใช้สร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ นิวเคลียร์ยังมีประวัติด้านความปลอดภัยที่ยอดเยี่ยม นอกเหนือจากเชอร์โนบิลในปี 1986 ฟุกุชิมะในปี 2011 นั้นน่ากลัว แต่ไม่มีชีวิตคนใดเสียชีวิต

แต่ข้อกังวลที่กล่าวข้างต้นหมายความว่านิวเคลียร์ไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาที่ใช้งานได้จริงสำหรับการเปลี่ยนก๊าซธรรมชาติในยุโรป หากราคายังคงพุ่งสูงขึ้น หรือหากการคว่ำบาตรที่เกี่ยวข้องกับสงครามหรือการคืนทุนนำไปสู่การปิดการไหลของก๊าซจากรัสเซีย

ไม่น่าเป็นไปได้ที่นิวเคลียร์จะมีส่วนช่วยอย่างมากในการบรรเทาการปล่อย GHG ทั่วโลก เนื่องจากมีส่วนช่วยเท่านั้น 4.4% ของการใช้พลังงานทั่วโลก ในปี 2020 ใบอนุญาต ข้อบังคับ การก่อสร้าง และค่าใช้จ่ายของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์สร้างใหม่มีมากเกินไป และบรรทัดเริ่มต้นอยู่ไกลเกินไปสำหรับประเทศในยุโรปส่วนใหญ่ - เศษส่วนของการใช้พลังงานนิวเคลียร์มีเพียง 6.7% ในสหราชอาณาจักร 4.9% ในเยอรมนีและ 8.6% ในสหรัฐอเมริกา - เว้นแต่เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบลูกผสมสามารถฟื้นคืนชีพได้อย่างรวดเร็ว