يتم إنتاج الطاقة النووية أو الطاقة النووية في محطات الطاقة النووية باستخدام الحرارة المتولدة من التفاعل النووي (الانشطار النووي غالبًا) في بيئة محتواة لتحويل الماء إلى بخار. وهذا يزود المولدات بالطاقة لإنتاج الكهرباء . إلى جانب الانشطار النووي، يعد الاندماج النووي تقنية أخرى، ومع ذلك، لم يتم استخدامها بعد لتوليد الكهرباء للمستهلكين الرئيسيين.
تعمل محطات الطاقة النووية في أغلب ولايات الولايات المتحدة واليابان وفي مختلف أنحاء أوروبا. وهي تنتج نحو 20% من الطاقة في الولايات المتحدة . ويعيش نحو 3 ملايين أمريكي على بعد 10 أميال (16 كيلومترًا) من محطة طاقة نووية عاملة. ووفقًا لأحدث مقالة مراجعة حول استدامة الطاقة النووية ــ كما تُمارس حاليًا في الولايات المتحدة، فإن الطاقة النووية المولدة من الانشطار النووي ليست مصدرًا مستدامًا للطاقة. [1]
محتويات
كيف تعمل
الطاقة النووية هي نوع من التكنولوجيا النووية التي تنطوي على الاستخدام المتحكم فيه لتفاعل نووي (أي الانشطار النووي) لإطلاق الطاقة للعمل بما في ذلك الدفع والحرارة والعمليات الكيميائية وتبادل الضغط وتوليد الكهرباء .
يستخدم إنتاج الطاقة النووية تفاعلات الانشطار النووي W التي تطلق طاقة الربط W لذرات اليورانيوم W. لاستخدامه في دورة الوقود النووي، يجب تركيز اليورانيوم 235، الموجود في اليورانيوم الطبيعي. النوع الأساسي من أنظمة الطاقة النووية المستخدمة هو مفاعل الماء المغلي. W
"رخيصة جدًا للقياس"
"سوف يستمتع أطفالنا في منازلهم بطاقة كهربائية رخيصة للغاية بحيث لا يمكن قياسها"، كما أعلن... "ليس من المبالغة أن نتوقع أن يعرف أطفالنا عن المجاعات الإقليمية الدورية الكبرى في العالم فقط باعتبارها أمورًا تاريخية، وسوف يسافرون دون عناء عبر البحار وتحتها وعبر الهواء بأقل قدر من الخطر وبسرعات كبيرة، وسوف يشهدون عمرًا أطول بكثير من عمرنا، مع انتشار الأمراض وفهم الإنسان للأسباب التي تجعله يتقدم في العمر". خطاب لويس ل. شتراوس أمام الجمعية الوطنية للكتاب العلميين، مدينة نيويورك، 16 سبتمبر 1954 [نيويورك تايمز، 17 سبتمبر 1954]. [2]
كانت هذه وجهة نظر لويس شتراوس، رئيس هيئة الطاقة الذرية. ولم تتحقق هذه الرؤية لأسباب مثل ضرورة تصميم كل محطة بما يتناسب مع احتياجات المنطقة المحيطة بها. كما فرضت اللوائح الجديدة (مثلاً لأسباب تتعلق بالسلامة) قيوداً على البناء. وقد أدى هذا إلى ارتفاع تكاليف البناء.
المقال " لعبة التكلفة النووية " - يشرح كيف تتحمل الحكومات التكاليف الكاملة لبناء محطات الطاقة النووية وتشغيلها وإيقاف تشغيلها والحوادث، وبالتالي إخفاء التكاليف الحقيقية للطاقة النووية.
تشير المنشورات الحديثة الصادرة عن إدارة معلومات الطاقة الأمريكية [3] إلى أنه من المتوقع أن تظل الطاقة النووية واحدة من أكثر مصادر الطاقة تكلفة لتوليد الطاقة الكهربائية مع انخفاض تكلفة مصادر الطاقة المتجددة التقليدية.
الدعم الحكومي
في عام 2010، أعلنت الحكومة البريطانية أنها ستسمح ببناء محطات نووية إضافية، ولكنها لن تدعمها من خلال الإعانات ــ بما في ذلك رفض العمل كجهة تأمين الملاذ الأخير. وقد يؤدي هذا إلى القضاء فعلياً على الطاقة النووية كخيار في بريطانيا، وخاصة في ضوء احتمالات زيادة تكاليف التأمين بعد الكارثة التي شهدتها اليابان في مارس/آذار 2011.
الكوارث النووية
الطاقة النووية الآمنة
من المحتمل أن تكون الطاقة النووية طاقة منخفضة الكربون ، ولكن يجب الإجابة على العديد من الأسئلة المهمة قبل تقديمادعاءات الطاقة النووية الآمنة :
- هل يقع المصنع على خط صدع تكتوني، مما يجعله معرضًا لخطر الضرر بسبب الزلازل ؟
- هل يقع المصنع في منطقة معرضة لخطر التسونامي ؟ (أضف هامشًا كبيرًا من الخطأ لـ "المجهولات غير المعروفة").
- كيف يمكننا أن نكون واثقين من كفاءة المشغلين، بما في ذلك أولئك الذين سيديرون المحطة بعد عقود من الزمن... والذين قد لا يكونوا قد ولدوا خلال مراحل التخطيط.
- لا يمكن التأمين على محطات الطاقة النووية في السوق الحرة في أي بلد دون وضع سقف مصطنع لمسؤوليتها. فمن هو مؤمن الملاذ الأخير؟ هذه هي دائمًا الحكومة (دافعي الضرائب) (معلومات إضافية) . إن رفض حكومة المملكة المتحدة القيام بهذا الدور يؤدي فعلياً إلى القضاء على الطاقة النووية هناك. [ التحقق مطلوب ] هذا منطقي - فالتأمين المدعوم للصناعة النووية (رعاية الشركات) يشوه السوق. لكن بطبيعة الحال، إلى أن يتم تحديد سعر للكربون، أو إلى أن يتم فرض رسوم على الملوثين مقابل الأضرار الصحية والبيئية، فإن السوق مشوهة بالفعل.
أنواع الإشعاع
- إشعاع ألفا
- إشعاع بيتا
- أشعة غاما
مزايا
- تنتج محطات الطاقة النووية انبعاثات غازات دفيئة أقل من الوقود الأحفوري
- الكربون المتجسد في بناء وتشغيل محطات الطاقة النووية يشبه الكربون الموجود في طاقة الرياح والطاقة المائية وأقل من الكربون الموجود في الألواح الشمسية الكهروضوئية [4]
- إن متطلبات مساحة الأرض لمحطة الطاقة النووية لكل ميجاوات من توليد الطاقة الكهربائية أقل بعدة مرات من طاقة الرياح والطاقة الشمسية والطاقة المائية. [5]
- توفر المفاعلات النووية وفرة من توليد الحرارة المشتركة
- توفر محطات الطاقة النووية موثوقية زمنية أكبر في توليد الطاقة الكهربائية مقارنة بطاقتي الرياح والطاقة الشمسية، اللتين تشهدان تقلبات يومية في سعتهما. [6]
- توفر سوائل المفاعل النووي ضغوطًا كافية لتشغيل عمليات تحلية المياه. [7]
- توفر بعض تصميمات المفاعلات النووية حرارة وطاقة كيميائية كافية لتحويل الكتلة الحيوية إلى وقود سائل كعملية جانبية. [8]
- تنتج محطات الطاقة النووية انبعاثات يورانيوم أقل من الفحم ، الذي يحتوي على آثار من المواد المشعة، التي يتم إطلاقها في الغلاف الجوي عند احتراقها. [9]
- سيوفر المفاعل السريع المتكامل وقودًا متجددًا مقابل حصاد اليورانيوم من مياه المحيط. [10]
- سيوفر المفاعل السريع المتكامل وسيلة للتخلص من المخزون الحالي من الوقود النووي المستنفد والأسلحة. [11]
سلبيات
الطاقة المولدة من الانشطار النووي ليست مصدرا مستداما للطاقة. [12]
- القضايا الأمنية:
- لا يمكن، ولم يتم، الحفاظ على المواد النووية في مأمن من أولئك الذين يريدونها لأغراض عنيفة وغير قانونية. [ بحاجة لتحقق ] إن نقل المزيد من المواد المشعة وتخزينها ومعالجتها سيؤدي حتماً إلى زيادة هذا الخطر. [ بحاجة لتحقق ]
- تعتبر أنشطة النقل وتوليد الطاقة أهدافًا للهجمات الإرهابية.
- تتطلب أغلب أنواع المفاعلات النووية المعاصرة اليورانيوم المخصب. ويمكن أيضًا استخدام اليورانيوم المخصب لإنتاج الأسلحة النووية. وهناك حاليًا اتجاه نحو استخدام المفاعلات التي تستخدم اليورانيوم المنخفض/غير المخصب للالتفاف على هذا. ولا تحتاج بعض أنواع المفاعلات النووية إلى اليورانيوم المخصب على الإطلاق.
- قضايا العمر:
- عادةً ما يتم إلقاء اللوم على الخلايا الكهروضوئية أو توربينات الرياح بسبب قصر العمر الإنتاجي المتوقع لها. محطات الطاقة النووية الحالية قديمة جدًا، وقد تم بناؤها في السبعينيات والثمانينيات. ويجب تفكيكها (Decomissioning) لأسباب تتعلق بالسلامة (التعب المادي) بعد 35-40 سنة لتكون آمنة بما فيه الكفاية. تخضع العديد من محطات الطاقة النووية الأوروبية لتحديثات السلامة المنتظمة، وهي مكلفة، لجعلها قادرة على البقاء منتجة لفترة أطول.
- القضايا البيئية:
- لا يمكن القضاء على الحوادث والانبعاثات بشكل كامل، على الأقل ليس عند استخدام تصميمات المفاعلات النووية التي ليست آمنة وراثيا. ومن الأمثلة على ذلك جزيرة ثري مايل والكارثة اليابانية عام 2011. من المستحسن أن يحتفظ أولئك الذين يعيشون في منطقة المفاعل النووي بإمدادات من يوديد البوتاسيوم. [13]
- يؤدي التعدين حتماً إلى إطلاق مواد مشعة في البيئة.
- إيقاف التشغيل
- لقد استهلك فقدان استخدام الأراضي على المدى الطويل بسبب التلوث الناتج عن المواد المشعة 1000 ميل مربع من منطقة تشيرنوبيل المحظورة [14] و4500 ميل مربع في فوكوشيما. [15]
- نفايات المواد المشعة
- اليورانيوم المنضب هو أحد المنتجات الثانوية لعملية التركيز. ومن الممكن التخلص من هذا المنتج الناتج عن النفايات تمامًا باستخدام محطات الطاقة من الجيل الرابع (انظر مشروع MYRRHA،..)
قضايا المسؤولية ودعم التأمين النووي غير المباشر
إن المسؤولية المحتملة عن حادث نووي/هجوم إرهابي/كارثة طبيعية كبيرة لدرجة أنه لا يمكن بناء أي محطة للطاقة النووية إذا كان على المالك أن يدفع التكلفة الكاملة للتأمين على المسؤولية. حاليًا في الولايات المتحدة، تقتصر المسؤولية على المسؤولية عن محطات الطاقة النووية بموجب قانون برايس أندرسون (PAA). وكما أوضح نائب الرئيس الأمريكي السابق ديك تشيني عندما سُئل في عام 2001 عما إذا كان ينبغي تجديد قانون برايس أندرسون؛ كان سريعًا في الرد بأنه بدون قانون برايس أندرسون "لن يستثمر أحد في محطات الطاقة النووية". خلصت لجنة التنظيم النووي الأمريكية (USNRC) إلى أن حدود المسؤولية التي يوفرها التأمين النووي كانت كبيرة بحيث تشكل إعانة، لكن لم يتم محاولة تحديد المبلغ. [16] بعد ذلك بفترة وجيزة في عام 1990، كان دوبين وروثويل أول من قدر قيمة الحد من المسؤولية عن محطات الطاقة النووية بموجب قانون برايس أندرسون (PAA) لصناعة الطاقة النووية الأمريكية. كانت طريقتهم الأساسية هي استقراء أقساط التأمين التي يدفعها المشغلون حاليًا مقابل المسؤولية الكاملة التي سيتعين عليهم دفعها مقابل التأمين الكامل في غياب حدود PAA. كان حجم الدعم المقدر لكل مفاعل سنويًا 60 مليون دولار قبل تعديلات عام 1982، وما يصل إلى 22 مليون دولار بعد تعديلات عام 1988. [17] في مقال منفصل في عام 2003، قام أنتوني هيز بتحديث تقدير عام 1988 من 22 مليون دولار سنويًا إلى 33 مليون دولار (بدولارات عام 2001)، [18] كما يعترف بأنه نظرًا لأنه هو وليستون هيز قاما ببساطة بتصحيح منهجية دراسة دوبين وروثويل ولم يقدما متغيرات جديدة؛ فإن تقديرات الدعم الحقيقية قد تكون في الواقع أعلى من ذلك. يواصل هيز قائلاً: "هل يعتقد هيز وليستون هيز أن الرقم الحقيقي قد يكون في الواقع أكبر بعشر مرات؟ بالتأكيد يفعلون. هل يعتقدون أن رقمهم أقرب إلى الحقيقة من رقم دوبين وروثويل؟ لا، لا يعتقدون ذلك". [19]
في حالة وقوع حادث، إذا تجاوزت المطالبات هذه المسؤولية الأساسية، فإن سلطة الطيران المدني تشترط على جميع المرخص لهم توفير مبلغ إضافي قدره 95.8 مليون دولار كحد أقصى في مجمع الحوادث - بإجمالي يبلغ حوالي 10 مليار دولار إذا كان مطلوبًا من جميع المفاعلات دفع الحد الأقصى. ولا يزال هذا غير كاف في حالة وقوع حادث خطير، حيث من المرجح أن تتجاوز تكلفة الأضرار 10 مليارات دولار. [20] [21] وفقًا لـ PAA، إذا تجاوزت تكاليف أضرار الحوادث مبلغ 10 مليارات دولار، فسيتم تغطية باقي التكاليف بالكامل من قبل حكومة الولايات المتحدة. في عام 1982، خلصت دراسة أجرتها مختبرات سانديا الوطنية إلى أنه اعتمادًا على حجم المفاعل و"الظروف غير المواتية"، يمكن أن يؤدي وقوع حادث نووي خطير إلى أضرار في الممتلكات تصل إلى 314 مليار دولار بينما يمكن أن تصل الوفيات إلى 50000. [22] وجدت دراسة حديثة أنه إذا تم تحويل هذا الدعم غير المباشر للطاقة النووية الذي تم تجاهله نسبيًا إلى التصنيع الكهروضوئي ، فسيؤدي ذلك إلى المزيد من الطاقة المركبة والمزيد من الطاقة المنتجة بحلول منتصف القرن مقارنة بالطاقة النووية. [23] تظهر النتائج بوضوح أن دعم مسؤولية التأمين غير المباشر لا يلعب فقط عاملاً هامًا في جدوى الصناعة النووية، ولكن أيضًا كيف أن نقل مثل هذا الدعم غير المباشر من الصناعة النووية إلى الصناعة الكهروضوئية سيؤدي إلى المزيد من الطاقة والمزيد من التمويل. العائدات على مدى دورة حياة التقنيات. تشير نتائج الطاقة وحدها إلى أن البدائل المتجددة هي خيار أكثر قابلية للتطبيق، ناهيك عن إضافة أوجه القصور والمخاطر الأخرى للطاقة النووية إلى القائمة: ارتفاع تكاليف البناء، ومخاطر الأمن والانتشار، فضلاً عن المشاكل المتعلقة بإدارة النفايات النووية على المدى الطويل. [24]
- أنظر أيضا: تحويل الدعم غير المباشر من الصناعة النووية إلى الصناعة الكهروضوئية: الطاقة والعوائد المالية .
نقد
على الرغم من أن الطاقة النووية مقترحة كحل جزئي لمشكلة الاحتباس الحراري العالمي ، إلا أن هناك اعتقادًا عامًا بأن هذه الميزة تفوق عيوبها، مثل:
- المخاوف بشأن دورة حياة المواد النووية
- المخاوف بشأن السلامة، بسبب الخطأ البشري، والإرهاب و/أو الكوارث الطبيعية
- هناك حلول متفوقة تقنيًا لمشكلة تغير المناخ باستخدام الطاقة المتجددة ، والتي تنطوي على مخاطر أقل وتكاليف أقل من الطاقة النووية.
معالجة الانتقادات المتعلقة بالطاقة النووية
ملاحظة: يجب دعم هذا القسم بالمراجع من الأدبيات التي تمت مراجعتها من قبل النظراء - يرجى المساعدة في تحريره.
وهذه محاولة للتعامل مع بعض القضايا، ومعالجة بعض الانتقادات الموجهة للطاقة النووية:
- على الرغم من أن الطاقة المتجددة يمكنها من الناحية النظرية تلبية احتياجات العالم من الطاقة - على سبيل المثال، انظر ما وراء الانبعاثات الصفرية ، إلا أنه لا تزال هناك مشكلة تتمثل في أن معظم محطات إنتاج الطاقة المتجددة لا يمكنها توليد الطاقة بشكل مستمر. يعد تخزين الطاقة حلاً جزئيًا يمكن أن يقترن بنقل الأحمال والحفاظ على الطاقة وسياسات الشبكة الذكية. تجدر الإشارة إلى أن معظم خيارات تخزين الطاقة لها أيضًا تأثير بيئي (أي أن البطاريات الكهروكيميائية (EC) تتطلب مواد كيميائية لتشغيلها وتحتاج إلى الاستبدال كل 5 إلى 7 سنوات أو نحو ذلك، اعتمادًا على نوع بطارية EC)
- إن فكرة وجود 60 عامًا فقط من اليورانيوم المتبقي هي فكرة قابلة للنقاش جيولوجيًا. علاوة على ذلك، من الممكن توسيع إمدادات اليورانيوم من خلال استخدام المفاعلات المولدة والمفاعلات النووية من "الجيل الرابع". [25]
- يمكن تخزين النفايات المشعة بشكل فعال، وخاصة باستخدام وسائل مثل Synroc الأسترالية. علاوة على ذلك، فإن النشاط الإشعاعي للنفايات لا يستمر لمئات الآلاف من السنين - بل مثل الآلاف - وتمثل الادعاءات حول نشاطها الإشعاعي سوء فهم أساسي حول طبيعة التحلل الإشعاعي.
- ومن غير العدل أن نزعم أن الأشخاص المؤيدين للطاقة النووية لديهم مصالح خاصة. البعض يفعل. البعض لا. يدير بعض الأشخاص المناهضين للطاقة النووية شركات للخلايا الشمسية، أو لديهم وظائف تعتمد على وجهة نظرهم. لكن من المنطقي أن تكونا على حق ولديك مصلحة خاصة. وينبغي توجيه اتهامات المصالح الخاصة بحذر، خشية أن تنعكس عليك.
- البناء - إن وضع الأشياء في مكانها الصحيح، وتوصيل الأسلاك واختبارها، لا يعد عملية مكثفة بشكل خاص لثاني أكسيد الكربون. إن مجرد حقيقة أن إنشاء محطة للطاقة النووية يستغرق بعض الوقت لا يعني أن حملها من ثاني أكسيد الكربون مرتفع بشكل خاص. تشير الحسابات إلى فعالية ثاني أكسيد الكربون في محطات الطاقة، وتستخدم مزارع الرياح كميات من المعدن في التصنيع أكبر مما تحتاج إليه محطة نووية قادرة على توليد نفس الطاقة. [ التحقق مطلوب ]
- نحن نقوم بأشياء أخرى تولد ثاني أكسيد الكربون بدلاً من مجرد إنتاج الطاقة، وتستغرق المحطات النووية بعض الوقت حتى تصبح جاهزة للعمل. ومن المؤكد أننا ينبغي لنا أن نفعل أشياء أخرى للحد من ثاني أكسيد الكربون العالمي. لكن هذا لا يمنع الطاقة النووية من القيام بدور ما.
- تعد الصخور الساخنة والقمامة المحترقة من مصادر الطاقة المحتملة المهمة. وكما قد نشير إلى أن الطاقة النووية تصرف انتباهنا عن الخيارات الأخرى، يمكننا أن نشير إلى أن الرياح والطاقة الشمسية تصرف انتباهنا عن مصادر الطاقة المتجددة المهمة الأخرى .
- نحن بحاجة إلى النظر في الخطوات اللازمة لجعل التكنولوجيا قابلة للحياة، سواء كانت مفاعلات نووية من الجيل الرابع، أو الفحم النظيف، أو طاقة الرياح، أو الطاقة الشمسية وغيرها من مصادر الطاقة المتجددة، أو حتى طاقة الاندماج.
- إن المشهد السياسي الأسترالي، مع ترويج هوارد للطاقة النووية، أكثر تعقيداً مما قد يبدو للوهلة الأولى. قام هوارد، على سبيل المثال، بتنفيذ تغييرات على قانون البناء الأسترالي الذي يتحكم في استخدام الطاقة.
- قد يكون من الصعب تأمين المفاعلات النووية، ولكن قد يكون هذا بسبب عدم توحيدها. علاوة على ذلك، فمن المثير للاهتمام أن العديد من الناشطين المناهضين للطاقة النووية يتحدون عمليات السوق في مجالات أخرى، لكنهم يفترضون أن سوق التأمين مثالي في تقييم المخاطر.
- إذا قمنا (في أستراليا) بتصدير اليورانيوم وتخزين النفايات النووية الناتجة عنه، فيمكننا منع انتشار الأسلحة. [ التحقق مطلوب ] وعلاوة على ذلك، من الغريب من الناحية الأخلاقية أن نكون سعداء ببيع شيء له عواقب كبيرة في استخدامه ولكن لا نتحمل أي مسؤولية عنها.
يتضمن هذا القسم أفكاراً مبنية على أفكار حول الطاقة النووية بقلم جون أوغست.
أنواع المفاعلات النووية
الثوريوم
"أعتقد أننا نحتاج إلى مفاعل صغير واحد في كل قارة لتوفير النظائر المشعة اللازمة للتشخيص، ولكن هناك ثلاث مشاكل رئيسية مرتبطة بالطاقة النووية التقليدية: فهناك خطر الانصهار؛ ومشكلة النفايات المشعة... وتنتج المفاعلات وقوداً للأسلحة النووية. وأنا أؤيد بعض أنواع الطاقة النووية التي لا تعاني من هذه المشاكل. ومن المؤسف أن الزعماء السياسيين غير مهتمين [بهذه التصاميم البديلة، أي الثوريوم] لأنهم يريدون الأسلحة النووية". - كارل كروسزيلنيكي [26]
مفاعل سريع متكامل
مخطط تصميم مفاعل المعدن السائل المتقدمالمفاعل السريع المتكامل (IFR) هو تصميم مفاعل طاقة نووية سريع تم تطويره من عام 1984 إلى عام 1994. [27] [28] يتضمن التصميم مفاعلًا جديدًا ودورة وقود نووية جديدة. يُطلق على المفاعل مفاعل المعدن السائل المتقدم (ALMR). يُعد ALMR مفاعلًا "سريعًا" - أي أن التفاعلات المتسلسلة بين المواد الانشطارية يتم الحفاظ عليها بواسطة نيوترونات غير معتدلة عالية الطاقة. تتميز دورة الوقود بأنها مغلقة؛ مما يعني أنه يتم إنتاج الوقود وتوليد الطاقة وإعادة معالجة الوقود باستخدام المعالجة الحرارية W ، ويتم إدارة النفايات كلها في الموقع، مما يقلل من خطر وقوع الحوادث أثناء التسليم وخطر الانتشار من سرقة المواد النووية.
إن تمويل المشروع البحثي وحجمه ومدته يجعله أكبر مشروع بحثي للطاقة في تاريخ الولايات المتحدة. [ التحقق مطلوب ] على مدار عشر سنوات من البحث، تم تخصيص أكثر من مليار دولار لمختبر أرجون الوطني من أجل تطوير مفاعل نووي مما قلل من خطر الانتشار، وقلل من كمية النفايات النووية، وزاد من كفاءة المفاعل النووي. دورة الوقود. حصل المشروع على تمويل وافر وكان يتقدم بشكل جيد، ولكن بعد ذلك تم إلغاؤه فجأة خلال إدارة كلينتون والسبب الوحيد هو "أننا سننهي البرامج غير الضرورية في تطوير المفاعلات المتقدمة". [29]
لم يتم إلغاء المشروع فحسب، بل أمرت وزارة الطاقة أيضًا بإسكاته، وأمرت بعدم نشر كل التقدم الذي أحرزه العلماء على مدار عقد من البحث. [30] [31]
الطاقة النووية مقابل الطاقة المتجددة
هناك العديد من التكاليف التي يجب مراعاتها عند اختيار مكان وكيفية توليد الكهرباء. مثل تكلفة بدء التشغيل، وتوافر مصدر الوقود، وتكلفة التنفيذ والوقت، وتكاليف التشغيل. يوضح الرسم البياني أدناه نطاق تكاليف رأس المال لكل نوع مختلف من أنواع الطاقة المتجددة باستثناء الكتلة الحيوية.
يكلف
تكاليف رأس المال هي تكلفة البدء أو تكلفة التنفيذ لبناء تكنولوجيا متجددة. [32]
يوضح هذا الرسم البياني أدناه تكاليف التشغيل لأنواع الطاقة المختلفة باستثناء الكتلة الحيوية. [33]
يعرض هذا الجدول أنواع الوقود المختلفة من حيث الطاقة المحددة. [34]
التوفر
إن النظر إلى مدى توفر الموارد لا يقل أهمية عن تحديد ما إذا كانت التكنولوجيا المتجددة ستكون فعالة أم لا. الكتلة الحيوية والمياه (التي تختلف في الموسم) موجودة عمليًا في كل مكان على هذا الكوكب، ويمكن لليورانيوم الحالي على الكوكب أن يزود العالم لمدة 230 عامًا. ونأمل أن نتمكن خلال 230 عامًا [35] من التحول إلى مصدر آخر للوقود، مثل الثوريوم أو البدء في جعل الاندماج النووي أكثر جدوى وفعالية من حيث التكلفة.
في المتوسط، تشرق الشمس حوالي 12 ساعة في اليوم، وهذا يعني أننا لا نستطيع توليد الكهرباء إلا لمدة نصف يوم. [ التحقق مطلوب ]
يتراوح متوسط سرعة الرياح من 6.64 م/ث فوق المحيط و3.28 م/ث على الأرض. أو 21.77 قدمًا في الثانية فوق المحيط و10.75 قدمًا في الثانية فوق الأرض. يمكن لتوربينات الرياح أن تبدأ في توليد الكهرباء بسرعة الرياح من 3-4 م/ث وتتوقف التوربينة عن العمل إذا كانت سرعة الرياح عالية جدًا (25 م/ث). [36]
الكتلة الحيوية
بعض المخاطر الصحية للكتلة الحيوية تشمل ما يلي:
- الإشعال التلقائي التلقائي
- هناك ثلاثة متطلبات لحدوث الاشتعال التلقائي؛ الأول هو وجود الأكسجين، والثاني هو نوع من الوقود الذي يمكن إشعاله، والثالث هو الغبار أو الجزيئات القابلة للاشتعال والتي يسهل اشتعالها بالهواء. قد يؤدي وجود الكائنات الحية الدقيقة إلى زيادة درجة الحرارة في مصدر الوقود. لذلك قد يؤدي ذلك إلى اشتعال ذاتي تلقائي وتشغيل محطة توليد الطاقة ذات الكتلة الحيوية.
- الانفجار الذاتي
- يمكن أن يحدث الانفجار الذاتي عندما يكون هناك خمسة عناصر أساسية موجودة في محطة طاقة الكتلة الحيوية؛ الأول هو وجود الأكسجين، والثاني هو تشتت جزيئات الغبار، والثالث إذا كانت هناك سحابة غبار، والرابع نوع مصدر الاشتعال والخامس هو توفر الغبار القابل للاشتعال. الانفجار الذاتي مشابه جدًا للاشتعال التلقائي، لكن الاختلاف الرئيسي بينهما هو أنه في الانفجار، توجد جزيئات معلقة في الهواء قابلة للاشتعال بسهولة. وبالتالي تسبب العديد من التأثيرات الصحية لأن التفاعل غير محتوي مقارنة بالاشتعال التلقائي. كان هناك تقريران عن انفجار خطير حدث أولاً في شركة Inferno Wood Pellets Company في رود آيلاند والثاني في Laxa pellets في السويد. [37]
- زيادة الفطريات
- تتميز أكوام الكتلة الحيوية الطازجة بدرجات حرارة دافئة وتركيزات عالية من الرطوبة، مما يؤدي إلى ازدهار الفطريات في تلك الأنواع من الموائل. يمكن أن يسبب Aspergillus Fumigatus التهابات العين والأذن وأحيانًا الرئة في جسم الإنسان. تشمل بعض الأعراض التي يسببها Aspergillus Fumigatus ما يلي؛ الحمى والقشعريرة والسعال وضيق التنفس وآلام الصدر والمفاصل والصداع ونزيف الأنف وربما تورم الوجه.
- زيادة في أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون والميثان
- هذه الغازات الثلاثة هي غازات دفيئة وتحبس الحرارة في الغلاف الجوي. كما أن تعرض الإنسان لهذه الغازات لفترة طويلة يؤدي إلى حرمانه من الأكسجين ويتسبب في العديد من الآثار الصحية. على الرغم من أن طاقة الكتلة الحيوية تعتبر صافية للانبعاثات عند إنتاج الطاقة. لا يزال لديها العديد من آثار التكلفة والمخاطر التي يمكن أن تؤثر على الأنواع والبيئة.
الطاقة الكهرومائية
تشمل بعض التأثيرات التي يمكن أن تنشأ عن مشاريع الطاقة الكهرومائية ما يلي:
- انخفاض في الحياة البرية
- تعيق السدود هجرة أنواع الأسماك على مدار العام وتتسبب أيضًا في زيادة الترسيب بعد السد. وبالتالي تؤثر على صحة الحياة البرية في الجدول أو النهر. تم تنفيذ حل محتمل في السدود وهو فكرة سلم الأسماك. من الضروري أن تسبح الأسماك على هذا السلم للهجرة حول السد. ومع ذلك، وجدت الدراسات الحديثة أن سلالم الأسماك لا تعمل. [38]
- زيادة انبعاثات الاحتباس الحراري العالمي
- اعتمادًا على حجم محطة الطاقة الكهرومائية، يمكنها أن تنبعث منها 0.01 إلى 0.06 رطل من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلو وات في الساعة. كما أن موقع محطة الطاقة الكهرومائية هو عامل آخر يساهم في إجمالي ثاني أكسيد الكربون المنبعث. على سبيل المثال، في منطقة أكثر استوائية، يمكن أن تغمر المنطقة وتنتج المزيد من غاز الميثان وثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي مقارنة بالمناطق الجافة حقًا.
- استخدام الأراضي
- إن بناء خزان للطاقة الكهرومائية له تأثير بيئي ضخم: فهو يدمر النباتات التي كانت موجودة هناك وكذلك التربة، ويؤدي إلى انتقال الحيوانات التي تستخدم هذا الموائل إلى أماكن أخرى ويسبب معدلات أعلى من تبخر المياه.
الحرارة الأرضية
بعض التأثيرات/المخاطر البيئية الناجمة عن الطاقة الحرارية الأرضية:
- التغيرات في جودة المياه
- تحتوي المياه الساخنة التي يتم ضخها من الخزانات الجوفية على مستويات عالية من الكبريت والملح والمعادن الأخرى. بعد أن تدور المياه المضخوخة التوربين، يتم ضخها مرة أخرى إلى الأرض والتي قد تحتوي على آثار صغيرة من الفولاذ و/أو الخرسانة. كما تعيد محطات الطاقة الحرارية الأرضية حقن المياه في الخزان لتجنب التلوث. ومع ذلك، لا تصل كل المياه إلى الخزان لأنها تفقد على شكل بخار. وبالتالي يجب استرداد المياه من مكان آخر للحفاظ على نفس كمية المياه في جميع أنحاء النظام، والمعروف أيضًا باسم النظام المغلق. قد تتطلب محطات الطاقة الحرارية الأرضية من 1700 إلى 4000 جالون من المياه العذبة لإنتاج 1 ميغاواط / ساعة. وبالتالي تغيير جودة المياه وكمية المياه العذبة الموجودة.
- انبعاثات الهواء
- تشمل الانبعاثات التي قد تنتجها الطاقة الحرارية الأرضية: كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون والأمونيا والميثان والبورون. عندما يدخل كبريتيد الهيدروجين الغلاف الجوي، يتحول إلى ثاني أكسيد الكبريت. ومع ذلك، تنتج محطات الطاقة الحرارية الأرضية ثاني أكسيد الكبريت أقل بنحو 30 مرة من محطات الطاقة التي تعمل بالفحم. كما تنتج الكبريت والفاناديوم ومركبات السيليكا والكلوريدات والزرنيخ والزئبق والنيكل والمعادن الثقيلة الأخرى التي يتم التخلص منها في مواقع النفايات الخطرة. لكل كيلو وات واحد يتم إنتاجه، تطلق محطات الطاقة الحرارية الأرضية 0.1 رطل من مكافئ ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.
- التغيرات في استخدام الأراضي
- لا تشغل محطات الطاقة الحرارية الأرضية مساحة كبيرة من الأراضي فحسب، بل إنها تنطوي على مستويات أعلى من مخاطر الزلازل. إن ضخ المياه من الأرض له تأثير مماثل للتكسير الهيدروليكي. التسبب في حدوث المزيد من الزلازل بسبب غياب الماء في الأرض لتحقيق الاستقرار في المناظر الطبيعية.
رياح
- ضوضاء
- عندما تدور توربينات الرياح، فإنها تصدر قدرًا كبيرًا من الضوضاء. ومع مرور الوقت، أصبحت النماذج الأحدث من توربينات الرياح أكثر هدوءًا، ولكنها لا تزال تنتج بعض الضوضاء. وباستخدام تقنيات التصميم الصحيحة ومواد العزل الأكثر كفاءة، يمكن أن تكون الضوضاء الصادرة عن توربينات الرياح ضئيلة.
- التأثيرات البصرية
- بعض الناس لا يحبون وجود توربينات الرياح في "الفناء الخلفي" لمنزلهم لأنهم لا يحبون جمالياته. ولذلك فإن الأماكن التي يمكن أن تكون بها سرعات رياح عالية حقًا يمكن أن تكون مكانًا مثاليًا لتوربينات الرياح، ولكن إذا كان الناس لا يريدونها هناك، فعليهم الانتقال إلى مكان آخر.
- وفيات الطيور/الخفافيش
- تصطدم الطيور والخفافيش أحيانًا بطواحين الهواء. ويشكل اصطدام الطيور/الخفافيش بطواحين الهواء جدلًا كبيرًا في علم الأحياء. ولمعالجة هذه القضايا، أجريت أبحاث لم تكن فيها الطيور أو الحيوانات نشطة في مناطق محددة وبالتالي يمكنها وضع طواحين الهواء الخاصة بها هناك مع اختيار الموقع بعناية.
- مخاوف أخرى
- هناك بعض المنتجات السامة التي يمكن أن تتواجد في توربينات الرياح مثل زيوت التشحيم والسوائل الهيدروليكية والعازلة. مما يؤدي إلى احتمال تسرب هذه السموم إلى المياه الجوفية.
- أو أن المولدات الموجودة في توربينات الرياح تنتج مجالات كهربائية ومغناطيسية، وبالتالي قد يكون لها القدرة على مقاطعة أجهزة الرادار والقياس الإشعاعي. [39]
شمسي
تتضمن بعض المخاوف المتعلقة بالسلامة بشأن الطاقة الشمسية ما يلي:
- غازات الاحتباس الحراري
- أحد الغازات الدفيئة الشائعة المستخدمة في إنتاج الألواح الشمسية هو ثلاثي فلوريد النيتروجين، وهو أقوى بـ 17000 مرة من ثاني أكسيد الكربون. كما ينبعث سداسي فلوريد الكبريت عند بناء هذه الألواح وهو أقوى غازات الدفيئة المعروفة.
- المنتجات الثانوية الخطرة
- تنتج الألواح الشمسية أيضًا منتجات ثانوية سامة وربما مياهًا ملوثة. كل طن من البولي سيليكون يستخدم في إنتاج الألواح الشمسية، يتم إنشاء أربعة أطنان من رابع كلوريد السيليكون ويمكن أن يجعل التربة السطحية غير صالحة للسكن لنمو النباتات. وجدت دراسة أجريت في سان خوسيه أن إنشاء لوحة شمسية واحدة في المتوسط يتسبب في قدر صغير من التدهور البيئي لمدة 3 أشهر للتعافي الكامل. [40]
- المخاطر الكهربائية
- اعتمادًا على كيفية توصيل الألواح الشمسية (متسلسلة أو متوازية)، قد يؤدي حدوث انخفاض كبير جدًا في الجهد إلى إتلاف دائرتك. أيضًا في حالة انقطاع التيار الكهربائي، إذا تم توصيل لوحة شمسية بالشبكة، فقد يتسبب ذلك في خطر على العمال الذين يقومون بإصلاح الأسلاك. إذا كانت الشبكة بأكملها معطلة، فلن يتدفق تيار عبر الأسلاك، لذا سيكون العمل بها آمنًا. ومع ذلك، إذا كان هناك تيار يتدفق عبر السلك دون علم العمال، فقد يتسبب ذلك في بعض الأضرار.
- مخاطر التثبيت
نظرًا لأن غالبية الألواح الشمسية موجودة فوق المنازل، فهناك خطر السقوط من المنزل أو أعمال النجارة عند تثبيت اللوحة على السطح.
نووي
- لا يوجد حل طويل الأمد للنفايات
- تشمل المكونات الأساسية للنفايات النووية اليورانيوم 235 والبلوتونيوم. TerraPower هي شركة لتكنولوجيا الطاقة النووية تأسست عام 2008 ومقرها ولاية واشنطن. مصدر الوقود الرئيسي لديهم لإنتاج الطاقة من الطاقة النووية هو اليورانيوم المنضب أو اليورانيوم 235 وهو منتج النفايات بدلاً من اليورانيوم 238. مع وفرة اليورانيوم المنضب، سيكون مفاعل الموجة المتنقلة الخاص بشركة TerraPower قادرًا على إنتاج الطاقة لعقود باستخدام اليورانيوم المنضب. [41]
- تكلفة البدء باهظة، لكن تشغيلها رخيص نسبيًا. وبالتالي، فإن إنتاج تكلفة الكهرباء المتساوية (LCOE) منخفضة نسبيًا أو ما يُعرف أيضًا بالتكلفة الصافية الإجمالية خلال الفترة الزمنية التي كان فيها مصدر طاقة معين نشطًا. على سبيل المثال، يمكن أن تعمل الألواح الشمسية لمدة 20 عامًا تقريبًا ويمكن أن تعمل محطات الطاقة النووية لمدة 50-70 عامًا.
- في الماضي لم يكن هناك الكثير من الدعم العام للطاقة النووية، ولكن مع تقدم الوقت بدأ الناس في قبول الطاقة النووية لأنها واحدة من مصدري الطاقة البديلين اللذين يمكن إنتاجهما حسب الطلب. [42]
شاهد المحتوى التالي:
- مركز إنديان بوينت للطاقة
- الطاقة المستدامة - بدون هواء ساخن
- [لوكاتيلي وآخرون. المفاعلات النووية من الجيل الرابع: الوضع الحالي والآفاق المستقبلية. سياسة الطاقة، المجلد 61، 2013، الصفحات 1503-1520، ISSN 0301-4215، https://doi.org/10.1016/j.enpol.2013.06.101 .]
- التكلفة المتوازنة والتكلفة المتجنبة لموارد الجيل الجديد في توقعات الطاقة السنوية لعام 2017
- منطقة استبعاد تشيرنوبيل
- تكاليف وعواقب كارثة فوكوشيما داييتشي
- الآثار البيئية للطاقة الكهرومائية
- التوليد والقدرات النووية في العالم
المشاريع المقترحة
- كيف يمكن مقارنة الطاقة النووية بمصادر الطاقة المتجددة من حيث التكلفة المالية الإجمالية للمجتمع (أي إذا لم يتم تقديم إعانات أو إعانات متساوية لجميع أشكال إنتاج الطاقة)؟ [ التوسيع مطلوب ]
- كيف يمكن مقارنة الطاقة النووية بمصادر الطاقة المتجددة فيما يتعلق بإجمالي انبعاثات غازات الدفيئة؟ ينبغي تقييم جميع أنواع الطاقة، بما في ذلك الطاقة المستخدمة في الوصول إلى المواد الخام (مثل اليورانيوم للطاقة النووية والسيليكا للخلايا الشمسية) وصنع أجهزة إنتاج الطاقة (محطات الطاقة النووية، ومصفوفات الخلايا الشمسية، وتوربينات الرياح). [ التوسيع مطلوب ]
- كيف يمكن مقارنة الطاقة النووية الحديثة بالفحم من حيث إطلاق المواد المشعة إلى البيئة؟ ضع في اعتبارك جميع الجوانب، بما في ذلك التعدين وتوليد الطاقة. [ التوسع مطلوب ]
أنظر أيضا
ملحوظات
- ↑ Pearce JM Limitations of Nuclear Power as a Sustainable Energy Source . Sustainability . 2012; 4(6):1173-1187. الوصول المفتوح
- ↑ هل القياس رخيص جدًا؟
- ^ التكلفة المستوية والتكلفة المتجنبة المستوية لموارد الجيل الجديد في توقعات الطاقة السنوية لعام 2017
- ↑ مقارنة انبعاثات الغازات الدفيئة لدورة الحياة لمصادر توليد الكهرباء المختلفة
- ^ الطاقة المستدامة – بدون هواء ساخن
- ^ الطاقة المستدامة – بدون هواء ساخن
- ^ المفاعلات النووية من الجيل الرابع: الوضع الحالي والآفاق المستقبلية
- ^ المفاعلات النووية من الجيل الرابع: الوضع الحالي والآفاق المستقبلية
- ↑ وصفة طبية للكوكب بقلم توم بليز
- ^ الطاقة المستدامة – بدون هواء ساخن
- ↑ عواصف أحفادي
- ↑ Pearce JM Limitations of Nuclear Power as a Sustainable Energy Source . Sustainability . 2012; 4(6):1173-1187. الوصول المفتوح
- ↑ الأسئلة الشائعة حول يوديد البوتاسيوم (KI) من إدارة الغذاء والدواء
- ^ منطقة استبعاد تشيرنوبيل
- ↑ تكاليف وعواقب كارثة فوكوشيما داييتشي
- ↑ لجنة تنظيم الطاقة النووية بالولايات المتحدة، 1983. قانون برايس-أندرسون: العقد الثالث، NUREG-0957
- ↑ دوبين، جيه إيه وروثويل، جي إس 1990. دعم الطاقة النووية من خلال حد المسؤولية برايس-أندرسون، قضايا السياسة المعاصرة ، 8 ، 73-79.
- ↑ هييز، أ. 2003. تحديد سعر السعر-أندرسون، التنظيم ، 25 (4)، 105-110.
- ↑ هييز، أ. 2003. تحديد سعر السعر-أندرسون، التنظيم ، 25 (4)، 105-110.
- ^ وزارة الطاقة الأمريكية. 1999. تقرير وزارة الطاقة المقدم إلى الكونجرس بشأن قانون برايس أندرسون، من إعداد وزارة الطاقة الأمريكية، مكتب المجلس العام. تم الوصول إليه في 20 أغسطس 2010. متاح: http://www.gc.energy.gov/documents/paa-rep.pdf
- ^ برادفورد، بنسلفانيا 2002. تجديد قانون برايس أندرسون، شهادة أمام لجنة مجلس الشيوخ الأمريكي المعنية بالبيئة والأشغال العامة واللجنة الفرعية للنقل والبنية التحتية والسلامة النووية، 23 يناير 2002.
- ↑ وود، دبليو سي 1983. السلامة النووية؛ المخاطر والتنظيم. معهد أميركان إنتربرايز لأبحاث السياسات العامة، واشنطن العاصمة، ص 40-48.
- ^ I. Zelenika-Zovko and JM Pearce، “ تحويل الدعم غير المباشر من الصناعة النووية إلى الصناعة الكهروضوئية: الطاقة والعوائد الاقتصادية ”، سياسة الطاقة 39 (5):2626-2632 (2011). http://dx.doi.org/10.1016/j.enpol.2011.02.031
- ^ I. Zelenika-Zovko and JM Pearce، “ تحويل الدعم غير المباشر من الصناعة النووية إلى الصناعة الكهروضوئية: الطاقة والعوائد الاقتصادية ”، سياسة الطاقة 39 (5):2626-2632 (2011). http://dx.doi.org/10.1016/j.enpol.2011.02.031
- ^ المفاعلات النووية من الجيل الرابع: الوضع الحالي والآفاق المستقبلية
- ↑ الدكتور كارل كروزلنسكي، مرشح ائتلاف تغير المناخ الأسترالي، الدكتور كارل: "استمروا في المحاولة على كافة الجبهات" ، مقابلة مع Green Left Weekly، 19 نوفمبر/تشرين الثاني 2007.
- ↑ المفاعل السريع المتكامل (IFR) في مختبر أرجون الوطني
- ^ تشارلز إي. تيل، يون إيل تشانغ (2011). الطاقة الوفيرة: قصة المفاعل السريع المتكامل: التاريخ المعقد لتكنولوجيا المفاعل البسيط، مع التركيز على قواعدها العلمية لغير المتخصصين. إنشاء مساحة. ردمك 978-1466384606
- ↑ سجل الكونجرس: 6 نوفمبر 1997 (مجلس الشيوخ) الصفحة S11890-S11891
- ↑ اسأل فيزيائي
- ↑ "أمرت وزارة الطاقة العلماء العاملين في المشروع بعدم الحديث عنه"
- ^ ويجاند أ. روبرت. 2008. تعليق السوق المالية. اقتصاديات الطاقة البديلة.
- ^ ويجاند أ. روبرت. 2008. تعليق السوق المالية. اقتصاديات الطاقة البديلة.
- ↑ تاماركين توم. 2017. موقع الطاقة. من أين تأتي الطاقة على كوكبنا؟
- ↑ فيتر ستيف. 2017. ساينتفيك أمريكان. إلى متى ستستمر إمدادات اليورانيوم في العالم؟
- ↑ NA. 2005. جمعية طاقة الرياح البريطانية. ورقة إحاطة BWEA حول تكنولوجيا توربينات الرياح.
- ↑ موليروفا جانا. 2014. مصادر الطاقة المتجددة والتقنيات النظيفة. صحة وسلامة تخزين الكتلة الحيوية.
- ^ آدامز يو جيل. 2013. الجمعية الأمريكية لتقدم العلوم. سلالم الأسماك والمصاعد لا تعمل.
- ^ NA 2017. برنامج EIS لتطوير طاقة الرياح. الاهتمامات البيئية المتعلقة بتطوير طاقة الرياح.
- ↑ كازماير ميلتون. 2017. ليف جروب المحدودة. مخاطر الطاقة الشمسية.
- ^ إليس تايلر. 2010. المؤتمر الدولي للأحزاب السياسية. مفاعلات الموجات المتنقلة: مورد مستدام وواسع النطاق حقًا لتلبية احتياجات الطاقة العالمية.
- ↑ Bisconti S. Ann. 2016. نشرة عن العلماء الأتوميكيين. الرأي العام بشأن الطاقة النووية؛ ما الذي يؤثر عليها.
