انرژی هسته‌ای یا خورشیدی؛ اروپا برای آینده برق به کدام سو می‌رود؟/ترکیب نیروگاه های خورشیدی و باتری های آبی راهکار تولید ارزان و پایدار برق

نیروگاه‌های هسته‌ای به سرمایه‌گذاری اولیه بسیار سنگین، زیرساخت‌های پیچیده، سوخت اورانیوم، مدیریت پسماند و فرآیند طولانی ساخت و برچیدن نیاز دارند. همچنین افزایش دمای هوا و کاهش منابع آب می‌تواند عملکرد آنها را در آینده تحت تأثیر قرار دهد.قیمت تمام شده تولید هر کیلو وات برق خورشیدی به دو سنت رسیده است، ترکیب نیروگاه های خورشیدی تامین کننده برق پایدار برای کل جهان است

انرژی هسته‌ای

افزایش دوباره توجه اروپا به انرژی هسته‌ای، هم‌زمان با بحران انرژی و تشدید تغییرات اقلیمی، این پرسش را مطرح کرده است که آیا نیروگاه‌های اتمی واقعاً یک منبع انرژی «پاک و قابل اتکا» هستند؟

به گزارش تجارت نیوز، انرژی هسته‌ای پس از سال‌ها قرار گرفتن در مرکز بحث‌های مربوط به ایمنی، هزینه و پیامدهای زیست‌محیطی، بار دیگر به یکی از گزینه‌های مهم سیاست‌گذاران اروپایی برای تأمین برق تبدیل شده است. جنگ علیه ایران و پیامدهای آن بر بازار انرژی، نگرانی درباره امنیت عرضه برق و گاز و همچنین تلاش اروپا برای کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی، توجه‌ها را دوباره به سمت نیروگاه‌های هسته‌ای جلب کرده است.

این تغییر رویکرد در حالی رخ می‌دهد که خاطره حادثه فوکوشیما همچنان در سیاست انرژی بسیاری از کشورها تأثیرگذار است. در ۱۱ مارس ۲۰۱۱، زلزله‌ای شدید در ژاپن و سپس سونامی با امواجی حدود ۱۵ متر، خسارت گسترده‌ای در سواحل شرقی این کشور ایجاد کرد. بیش از ۴۵۰ هزار نفر بی‌خانمان شدند و حدود ۱۵ هزار و ۵۰۰ نفر جان خود را از دست دادند. در همین شرایط، سونامی باعث از کار افتادن سامانه‌های خنک‌کننده و ذوب سه رآکتور در نیروگاه هسته‌ای فوکوشیما دایچی شد.

حادثه فوکوشیما به یکی از مهم‌ترین نقاط عطف تاریخ انرژی هسته‌ای تبدیل شد و بسیاری از کشورها را به بازنگری در برنامه‌های هسته‌ای خود واداشت. برخی کشورها تصمیم گرفتند استفاده از انرژی هسته‌ای را کاهش دهند یا توسعه نیروگاه‌های جدید را متوقف کنند.

اما حدود ۱۵ سال بعد، شرایط انرژی اروپا تغییر کرده است. بحران انرژی، افزایش نگرانی درباره امنیت تأمین برق و گاز و فشار برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای باعث شده است انرژی هسته‌ای دوباره در محاسبات سیاست‌گذاران جایگاه ویژه‌ای پیدا کند.

با وجود این، منتقدان معتقدند هسته‌ای نمی‌تواند تمام مشکلات سیستم انرژی اروپا را حل کند و حتی در برابر برخی پیامدهای تغییرات اقلیمی، مانند افزایش دما و کمبود آب، آسیب‌پذیر است.

آیا انرژی هسته‌ای واقعاً یک انرژی پاک است؟

یکی از مهم‌ترین دلایلی که انرژی هسته‌ای در بحث‌های مربوط به مقابله با تغییرات اقلیمی مطرح می‌شود، انتشار بسیار پایین دی‌اکسیدکربن در زمان تولید برق است.

رآکتور هسته‌ای برای تولید برق به سوزاندن زغال‌سنگ، نفت یا گاز نیاز ندارد و در زمان فعالیت، برخلاف نیروگاه‌های فسیلی، مقادیر زیادی دی‌اکسیدکربن و آلاینده‌های ایجادکننده آلودگی هوا را وارد جو نمی‌کند. به همین دلیل، انرژی هسته‌ای در بسیاری از تحلیل‌ها در گروه منابع تولید برق کم‌کربن قرار می‌گیرد.

اما اگر کل چرخه عمر یک نیروگاه را در نظر بگیریم، تصویر پیچیده‌تر می‌شود.

ساخت نیروگاه‌های هسته‌ای به حجم بسیار زیادی بتن، فولاد و سایر مواد اولیه نیاز دارد. تولید این مواد نیز انرژی‌بر است و می‌تواند با انتشار قابل توجه گازهای گلخانه‌ای همراه باشد.

از سوی دیگر، اورانیوم مورد نیاز رآکتورها باید استخراج، فرآوری و به نیروگاه منتقل شود. تمام این مراحل به انرژی و زیرساخت نیاز دارند و بنابراین ردپای کربنی انرژی هسته‌ای فقط به لحظه تولید برق در رآکتور محدود نمی‌شود.

مدیریت پسماندهای هسته‌ای و فرآیند برچیدن نیروگاه در پایان عمر عملیاتی نیز بخش دیگری از چرخه عمر نیروگاه است که باید در ارزیابی زیست‌محیطی آن در نظر گرفته شود.

دکتر بتینا ویتبن، مدرس مدیریت در دانشکده بازرگانی سعید دانشگاه آکسفورد، معتقد است ساختارهای عظیم بتنی نیروگاه‌ها و فرآیند استخراج و حمل‌ونقل اورانیوم از جمله عواملی هستند که باید هنگام محاسبه هزینه کربنی انرژی هسته‌ای مورد توجه قرار گیرند.

بنابراین، اگرچه انرژی هسته‌ای در زمان تولید برق، انتشار مستقیم کربن بسیار پایینی دارد، اما نمی‌توان آن را بدون در نظر گرفتن کل زنجیره تولید، ساخت، سوخت‌رسانی و برچیدن نیروگاه ارزیابی کرد.

تغییرات اقلیمی یک تهدید تازه برای نیروگاه‌های هسته‌ای

چالش دیگری که کمتر مورد توجه قرار می‌گیرد، آسیب‌پذیری نیروگاه‌های هسته‌ای در برابر تغییرات اقلیمی است.

تابستان‌های گرم‌تر و خشکسالی‌های شدیدتر می‌توانند عملکرد نیروگاه‌هایی را که برای خنک‌سازی به آب رودخانه‌ها، دریاچه‌ها یا دریا وابسته هستند، تحت تأثیر قرار دهند.

اروپا در سال‌های اخیر بارها شاهد موج‌های گرمای شدید بوده است. دمای بالا همراه با کاهش بارندگی، سطح آب بسیاری از رودخانه‌های اصلی این قاره را کاهش داده و شرایط دشواری برای نیروگاه‌های حرارتی، از جمله نیروگاه‌های هسته‌ای، ایجاد کرده است.

در دوره‌های گرمای شدید، چند نیروگاه هسته‌ای در کشورهایی مانند فرانسه، مجارستان و رومانی مجبور شدند فعالیت خود را کاهش دهند یا به طور موقت تعطیل شوند.

دلیل این اتفاق تا حد زیادی به مسئله آب مربوط می‌شود. نیروگاه‌های هسته‌ای برای دفع گرمای تولیدشده در فرآیند تولید برق به سامانه‌های خنک‌کننده وابسته هستند. هنگامی که سطح آب رودخانه‌ها پایین می‌آید یا دمای آب بیش از حد افزایش پیدا می‌کند، ظرفیت خنک‌سازی کاهش می‌یابد.

بر اساس داده‌های مؤسسه انرژی هسته‌ای، یک رآکتور هسته‌ای به ازای هر مگاوات‌ساعت برق می‌تواند حدود ۱۵۱۴ تا ۲۷۲۵ لیتر آب نیاز داشته باشد. در مقیاس یک نیروگاه بزرگ، این میزان به صدها گیگالیتر آب در سال می‌رسد.

به همین دلیل، بسیاری از نیروگاه‌های هسته‌ای در نزدیکی منابع بزرگ آب ساخته شده‌اند.

اگر منابع آب کافی در دسترس نباشد، نیروگاه ممکن است مجبور شود تولید برق خود را کاهش دهد. این مسئله در شرایطی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند که موج گرما خود باعث افزایش تقاضا برای برق، به‌ویژه به دلیل استفاده بیشتر از سیستم‌های سرمایشی، شده باشد.

موج گرما؛ آزمونی سخت برای نیروگاه‌های اروپا

موج‌های گرمای شدید تنها نیروگاه‌های هسته‌ای را تحت تأثیر قرار نمی‌دهند. نیروگاه‌های زغال‌سنگ و برق‌آبی نیز در دوره‌های خشکسالی و گرمای شدید با محدودیت مواجه می‌شوند.

با این حال، عملکرد منابع مختلف انرژی در شرایط آب‌وهوایی متفاوت یکسان نیست.

بر اساس گزارش اندیشکده انرژی Ember، تولید برق خورشیدی در کشورهای اروپایی در روزهای موج گرما در ماه‌های ژوئن و ژوئیه تا ۱۷ درصد افزایش پیدا کرده است.

این موضوع اهمیت زیادی دارد، زیرا مصرف برق در دوره‌های گرمای شدید معمولاً به دلیل افزایش استفاده از کولر و سیستم‌های تهویه مطبوع بالا می‌رود. انرژی خورشیدی نیز دقیقاً در ساعاتی که تابش خورشید شدیدتر است، می‌تواند بخش بیشتری از این تقاضا را پوشش دهد.

در نتیجه، افزایش ظرفیت خورشیدی می‌تواند تا حدی با الگوی مصرف در روزهای گرم هماهنگ باشد؛ هرچند تولید خورشیدی پس از غروب خورشید کاهش می‌یابد و همین مسئله اهمیت ذخیره‌سازی برق را افزایش می‌دهد.

«هلبرایس» چیست و چرا شبکه برق اروپا به انعطاف‌پذیری نیاز دارد؟

یکی از انتقادهای رایج به انرژی‌های تجدیدپذیر مانند باد و خورشید، ماهیت متناوب آنهاست. تولید برق این منابع به شرایط آب‌وهوایی وابسته است و ممکن است در برخی ساعات بسیار زیاد و در ساعات دیگر پایین باشد.

هنگامی که تولید برق تجدیدپذیر از تقاضای شبکه بیشتر شود، بخشی از برق ممکن است بلااستفاده بماند. افزایش عرضه در چنین شرایطی حتی می‌تواند به شکل‌گیری قیمت‌های منفی در بازار برق منجر شود.

این وضعیت در روزهای بسیار آفتابی و بادی گاهی با اصطلاح «Hellbrise» توصیف می‌شود؛ ترکیبی طنزآمیز از واژه‌های «جهنم» و «نسیم» که به شرایطی اشاره دارد که وفور تولید باد و خورشید به جای ایجاد مزیت اقتصادی، فشار بیشتری بر شبکه وارد می‌کند.

اما مسئله اصلی شاید خود انرژی‌های تجدیدپذیر نباشد، بلکه انعطاف‌پذیری ناکافی شبکه برق باشد.

دکتر ویتبن معتقد است در یک سیستم برق با سهم بالای انرژی‌های تجدیدپذیر، مشکل آینده الزاماً تولید برق بیشتر نیست؛ بلکه مسئله اصلی این است که برق تولیدشده در زمان و مکان مناسب در دسترس مصرف‌کننده قرار گیرد.

این دیدگاه، بحث درباره آینده انرژی اروپا را از رقابت ساده میان هسته‌ای، باد و خورشید به مسئله‌ای گسترده‌تر یعنی طراحی یک شبکه انعطاف‌پذیر و مجهز به ذخیره‌سازی تبدیل می‌کند.

آیا انرژی هسته‌ای می‌تواند مشکل شبکه اروپا را حل کند؟

طرفداران انرژی هسته‌ای معمولاً یکی از مهم‌ترین مزایای آن را توانایی تولید برق پایدار و قابل پیش‌بینی می‌دانند. اما منتقدان می‌گویند نیروگاه‌های هسته‌ای برای تغییر سریع میزان تولید طراحی نشده‌اند و خاموش یا روشن کردن آنها می‌تواند هزینه‌بر باشد.

در نتیجه، اگر در ساعاتی از روز تولید برق خورشیدی و بادی افزایش زیادی پیدا کند، نیروگاه هسته‌ای نمی‌تواند همیشه به سرعت تولید خود را کاهش دهد. این موضوع می‌تواند مشکل مازاد تولید برق در شبکه را تشدید کند.

از این منظر، ساخت نیروگاه‌های هسته‌ای جدید بدون توسعه هم‌زمان شبکه انتقال، ذخیره‌سازی انرژی و مدیریت هوشمند مصرف، لزوماً مشکل سیستم برق اروپا را برطرف نمی‌کند.

در مقابل، باتری‌های ذخیره‌ساز انرژی می‌توانند بخشی از این مشکل را حل کنند. برق اضافی تولیدشده توسط نیروگاه‌های خورشیدی و بادی در ساعات کم‌مصرف ذخیره می‌شود و در زمان افزایش تقاضا، مانند ساعات عصر، دوباره وارد شبکه خواهد شد.

اتحادیه اروپا نیز سیستم‌های ذخیره‌سازی باتری یا BESS را به‌عنوان یکی از فناوری‌های مهم برای جلوگیری از هدررفت برق تجدیدپذیر و کاهش احتمال شکل‌گیری قیمت‌های منفی در بازار برق در نظر گرفته است.

ظرفیت ذخیره‌سازی برق اروپا از ۱۰۰ گیگاوات‌ساعت عبور کرد

روند توسعه باتری‌های بزرگ ذخیره‌ساز انرژی در اروپا نیز سرعت گرفته است. در سال ۲۰۲۵، حدود ۳۶ گیگاوات‌ساعت ظرفیت جدید سیستم‌های ذخیره‌سازی باتری در اروپا نصب شد. با این توسعه، ظرفیت عملیاتی تجمعی این سیستم‌ها برای نخستین بار از ۱۰۰ گیگاوات‌ساعت عبور کرد.

این میزان ذخیره‌سازی از نظر تئوری می‌تواند انرژی مورد نیاز حدود ۷۵ میلیون خانه را تأمین کند؛ هرچند میزان واقعی برق قابل تأمین به الگوی مصرف، مدت زمان تخلیه باتری و شرایط شبکه بستگی دارد.

افزایش چنین ظرفیت‌هایی نشان می‌دهد آینده شبکه برق اروپا احتمالاً تنها به افزایش ظرفیت تولید محدود نخواهد شد. توانایی ذخیره برق و انتقال آن به زمان مناسب نیز به همان اندازه اهمیت پیدا خواهد کرد.

سهم انرژی هسته‌ای در برق اروپا چقدر است؟

با وجود همه انتقادها، انرژی هسته‌ای همچنان یکی از ستون‌های اصلی تولید برق در اتحادیه اروپا محسوب می‌شود.

در سال ۲۰۲۵، نیروگاه‌های هسته‌ای در کشورهای عضو اتحادیه اروپا مجموعاً حدود ۶۵۲ تراوات‌ساعت برق تولید کردند. این میزان معادل ۲۳.۳ درصد از کل ترکیب تولید برق اتحادیه اروپا بود.

برای مقایسه، انرژی خورشیدی حدود ۱۳.۱ درصد و انرژی بادی حدود ۱۷.۱ درصد از تولید برق اتحادیه اروپا را تشکیل دادند.

فرانسه با فاصله قابل توجه، بزرگ‌ترین تولیدکننده برق هسته‌ای در اتحادیه اروپا بود. این کشور در سال ۲۰۲۵ حدود ۳۹۲ تراوات‌ساعت برق هسته‌ای تولید کرد و حدود ۶۸.۸ درصد از برق خود را از نیروگاه‌های اتمی به دست آورد.

پس از فرانسه، اسپانیا با ۵۴.۱ تراوات‌ساعت، سوئد با ۴۶.۷ تراوات‌ساعت، فنلاند با ۳۲.۸ تراوات‌ساعت و جمهوری چک با ۳۱.۹ تراوات‌ساعت در میان تولیدکنندگان بزرگ برق هسته‌ای اروپا قرار گرفتند.

بلژیک نیز حدود ۲۴.۱ تراوات‌ساعت، اسلواکی ۱۹.۳ تراوات‌ساعت، مجارستان ۱۶.۱ تراوات‌ساعت، بلغارستان ۱۴.۸ تراوات‌ساعت، رومانی ۱۰.۲ تراوات‌ساعت، اسلوونی ۵.۸۳ تراوات‌ساعت و هلند حدود ۳.۹۹ تراوات‌ساعت برق هسته‌ای تولید کردند.

این آمار نشان می‌دهد که حتی با افزایش سرمایه‌گذاری در انرژی‌های تجدیدپذیر، هسته‌ای همچنان بخش بزرگی از برق کم‌کربن اروپا را تأمین می‌کند.

آلمان؛ خروج از هسته‌ای و رشد باد و خورشید

در سوی دیگر، آلمان مسیر کاملاً متفاوتی را دنبال کرده است. این کشور در سال ۲۰۲۰ حدود ۱۷۰ تراوات‌ساعت برق هسته‌ای تولید می‌کرد و در آن زمان دومین تولیدکننده بزرگ برق هسته‌ای در اتحادیه اروپا بود.

اما دولت آلمان از مدت‌ها قبل برنامه خروج از انرژی هسته‌ای را دنبال می‌کرد و در نهایت در ۱۵ آوریل ۲۰۲۳، با خاموش کردن سه رآکتور باقی‌مانده، تولید برق هسته‌ای در این کشور به پایان رسید.

این تصمیم همچنان موضوع بحث سیاسی در آلمان است. فریدریش مرتس، صدراعظم این کشور، خروج از انرژی هسته‌ای را یک «اشتباه استراتژیک بزرگ» توصیف کرده است؛ منتقدان این تصمیم نیز معتقدند کنار گذاشتن هسته‌ای، وابستگی آلمان به برخی منابع فسیلی را در دوره گذار افزایش داد.

با این حال، آمارهای مربوط به توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر تصویر دیگری نیز ارائه می‌کنند.

بر اساس تحلیل مؤسسه انرژی، باد و خورشید در سال ۲۰۲۵ حدود ۴۴ درصد از برق آلمان را تولید کردند و برای نخستین بار از سهم سوخت‌های فسیلی پیشی گرفتند.

هم‌زمان، سهم زغال‌سنگ که در سال ۲۰۰۰ بیش از ۵۰ درصد برق آلمان را تأمین می‌کرد، در سال ۲۰۲۵ به حدود ۲۱ درصد کاهش یافت.

این تغییر نشان می‌دهد آلمان با وجود خروج از انرژی هسته‌ای، در حال تغییر سریع ترکیب برق خود به سمت منابع تجدیدپذیر است و هدف نهایی آن نیز حذف کامل زغال‌سنگ تا پیش از سال ۲۰۳۸ است.

آینده انرژی اروپا؛ هسته‌ای یا تجدیدپذیر؟

بحث بر سر انرژی هسته‌ای در اروپا را نمی‌توان صرفاً به این پرسش محدود کرد که «هسته‌ای پاک است یا آلوده؟». واقعیت پیچیده‌تر از این دوگانه است.

انرژی هسته‌ای در زمان تولید برق، انتشار مستقیم کربن بسیار پایینی دارد و می‌تواند برق پایدار و قابل پیش‌بینی تولید کند. همین ویژگی‌ها باعث شده است بسیاری از کشورها آن را بخشی از راهکار کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای بدانند.

اما در طرف مقابل، نیروگاه‌های هسته‌ای به سرمایه‌گذاری اولیه بسیار سنگین، زیرساخت‌های پیچیده، سوخت اورانیوم، مدیریت پسماند و فرآیند طولانی ساخت و برچیدن نیاز دارند. همچنین افزایش دمای هوا و کاهش منابع آب می‌تواند عملکرد آنها را در آینده تحت تأثیر قرار دهد.

انرژی‌های خورشیدی و بادی نیز مشکلات خود را دارند؛ تولید آنها متناوب است و به شبکه انتقال و سیستم‌های ذخیره‌سازی گسترده نیاز دارند. اما هزینه‌های فناوری در بسیاری از بازارها کاهش یافته و توسعه آنها با سرعت زیادی ادامه دارد.

به همین دلیل، احتمالاً آینده شبکه برق اروپا نه در انتخاب یک فناوری واحد، بلکه در ترکیبی از منابع مختلف انرژی، شبکه‌های انتقال قدرتمند، ذخیره‌سازی برق و مدیریت هوشمند مصرف رقم خواهد خورد.

انرژی هسته‌ای «سبز» است یا نه؟

انرژی هسته‌ای را نمی‌توان به سادگی «کاملاً سبز» یا «کاملاً آلاینده» دانست. این فناوری هنگام تولید برق، برخلاف نیروگاه‌های زغال‌سنگ و گاز، دی‌اکسیدکربن بسیار کمی منتشر می‌کند و همین موضوع یکی از مهم‌ترین مزیت‌های آن در مبارزه با تغییرات اقلیمی است.

اما بررسی کل چرخه عمر نیروگاه، تصویر متفاوتی ایجاد می‌کند. استخراج اورانیوم، ساخت سازه‌های عظیم بتنی، حمل‌ونقل، مدیریت پسماند و برچیدن نیروگاه همگی دارای هزینه‌های اقتصادی و زیست‌محیطی هستند.

از سوی دیگر، تغییرات اقلیمی خود می‌تواند به یکی از چالش‌های انرژی هسته‌ای تبدیل شود. افزایش دما، خشکسالی و کاهش سطح رودخانه‌ها می‌تواند دسترسی نیروگاه‌ها به آب خنک‌کننده را محدود کند؛ موضوعی که در موج‌های گرمای اخیر اروپا نیز نشانه‌هایی از آن مشاهده شده است.

در مقابل، انرژی خورشیدی در روزهای گرم می‌تواند هم‌زمان با افزایش تقاضای برق برای سرمایش، تولید بیشتری داشته باشد. اما برای استفاده مؤثر از این انرژی، اروپا به باتری‌ها و دیگر فناوری‌های ذخیره‌سازی نیاز دارد.

بنابراین، سؤال اصلی برای آینده انرژی اروپا شاید دیگر این نباشد که «هسته‌ای یا تجدیدپذیر؟» بلکه این باشد که چگونه می‌توان هسته‌ای، خورشیدی، بادی، برق‌آبی، ذخیره‌سازی و شبکه‌های انتقال را به گونه‌ای کنار یکدیگر قرار داد که برق پاک، پایدار و مقرون‌به‌صرفه در زمان و مکان مورد نیاز در دسترس باشد.

در چنین شرایطی، انرژی هسته‌ای احتمالاً همچنان بخشی از سبد انرژی اروپا باقی خواهد ماند؛ اما اینکه چه میزان از نقش آینده برق این قاره را بر عهده بگیرد، به هزینه ساخت نیروگاه‌ها، سرعت توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر، دسترسی به آب، پیشرفت فناوری‌های ذخیره‌سازی و مهم‌تر از همه، سیاست‌های اقلیمی و انرژی کشورهای اروپایی بستگی خواهد داشت.

محمد امین سامنی

کد : 3530

گروه : اخبار رسانه ها

تاریخ : 1 روز پیش

پرینت

کپی لینک کوتاه