Provocările Războiului și Climei

Premierul Marii Britanii a declarat săptămâna trecută că ar putea lua în considerare trecerea la energia nucleară pentru a compensa creșterea prețurilor la gaze naturale, care au crescut cu aproximativ 150% în Europa de la începutul războiului din Ucraina. Această creștere de preț este mai mult decât dublă.

Acest lucru ar sprijini, de asemenea, poziția puternică a Marii Britanii în privința schimbărilor climatice de emisii nete de gaze cu efect de seră (GES) - deoarece energia nucleară oferă energie verde. Cu toate acestea, nu este atât de curat în alte privințe – vezi mai jos.

Dar țările cu înaltă energie s-au mutat de la nucleare la gaze naturale. Bloomberg Green Newsletter a spus că producția de energie nucleară a Germaniei în 2021 a fost cu 60% mai mică decât vârful său, cea a Regatului Unit a fost cu 50% mai mică, iar cea a Japoniei a fost cu 87% mai mică.

În contextul războiului în Ucraina, un observator a sugerat că Germania, dacă se va confrunta cu o criză de gaz, ar putea redeschide centralele nucleare care au fost blocate. Germania importă 49% din gazul său din Rusia.

Energia nucleară garantează un alt aspect ca alternativă la energia gazelor naturale și ca modalitate de decarbonizare a lumii?

Gaze naturale versus nucleare în Europa.

Dacă Rusia a oprit conducta principală către Germania, Nordstream 1, cum ar putea Germania și alte țări europene să înlocuiască gazul? Noul conducte gemene, Nordstream 2, nu va fi de niciun ajutor, deoarece a fost închis recent de Germania, invocând războiul din Ucraina, înainte ca acesta să înceapă chiar să curgă gaz din Rusia.

O soluție ar fi intensificarea importurilor de GNL în Europa de către principalii exportatori Australia, Qatar și SUA. Am nevoie doar de mai multe terminale de export și de mai multe nave cisterne specializate de marfă cu GNL.

Este nuclearul o opțiune pentru a înlocui energia gazelor naturale? Nu ușor, pentru că 28 din 34 de țări în Europa, în 2020, a consumat mai multă energie de gaz natural decât nucleară.

Germania a consumat 2.6 Exajoules (EJ) mai mult de energie din gaz decât din nuclear. Următoarele diferențe mai mari sunt Italia (2.4 EJ) și Marea Britanie (2.2 EJ).

Majoritatea țărilor depind de gazul natural mai mult decât de nuclear. Franța este singura excepție mare, deoarece 37% din electricitatea Franței este furnizată de centrale nucleare - energia nucleară consumată este semnificativ mai mare decât gazul natural (cu 1.7 EJ mai mult).

Punct de vedere climatic.

Gazul natural este un combustibil fosil, cu excepția cazului în care provine din deșeuri. Mulți au susținut că gazul va fi un combustibil de punte în tranziția către surse regenerabile, deoarece arde de două ori mai curat decât cărbunele și petrolul. De exemplu, Bp-urile majore ale petrolului Perspective energetice 2020 a postulat scenarii viitoare în care gazul ar fi combustibilul fosil dominant necesar pentru a ajunge la zero net până în 2050, dar aceasta ar fi doar jumătate din cantitatea de energie provenită din eolian, solar și hidro.

Dar creșterea unor centrale nucleare ar ajuta cu siguranță la reducerea emisiilor de GES și la reducerea dependenței de centralele pe gaz și pe cărbune.

Bill Gates adaugă un alt pozitiv pentru nuclear. În cartea lui Cum să evitați un dezastru climatic, Gates spune că pentru fiecare kilogram de material de construcție un reactor nuclear furnizează mult mai multă energie decât sursele regenerabile tradiționale. Sistemele solare, hidro și eoliene necesită de 10-15 ori mai mult beton și oțel decât construirea unui reactor nuclear, pentru aceeași unitate de energie produsă. Aceasta este o mare problemă, spune el, pentru că există o mulțime de emisii de GES atunci când de fabricaţie aceste materiale din beton și oțel.

Ce ar fi nevoie pentru a înlocui întregul gaz natural al Europei cu energie nucleară? O estimare este de 50-150 de centrale nucleare noi. Dacă ar fi în medie peste 34 de țări, aceasta ar însemna că fiecare țară ar trebui să construiască aproximativ 1-4 centrale nucleare. Poate că acest lucru este realizabil până în 2050, dar problemele controversate discutate mai jos ar face acest lucru foarte puțin probabil.

Probleme nucleare litigioase.

Două probleme mari sunt că un reactor nuclear necesită mult timp pentru a permite, reglementa și construi și este, de asemenea, costisitor și de obicei peste buget. Comparați acest lucru cu energia eoliană și solară și din surse regenerabile de baterii, care devin mai ieftine tot timpul.

În al doilea rând, combustibilul nuclear uzat este radioactiv și este îngrozitor de greu să fii sigur că depozitarea subterană va fi sigură pentru o lungă perioadă de timp. Deși doar a o mică parte din deșeurile nucleare este de lungă durată și foarte radioactiv (3% din total), acesta trebuie separat și izolat, de obicei prin depozitare geologică adâncă, timp de zeci de mii de ani.

Ca o bară laterală, depozitarea deșeurilor nucleare în SUA este a problemă convingătoare. Combustibilul nuclear rezidual din SUA există în 33 de state diferite, unde este depozitat în 75 de locații. Deșeurile cresc cu 2,000 de tone în fiecare an, iar răspunderea enormă se apropie de 30 de miliarde de dolari.

A fost propusă o soluție temporară pentru stocare la două locații: unul din New Mexico numit Holtec și unul din Texas numit ISP. Ambele s-ar afla în bazinul Permian, dar sunt controversate parțial din cauza unui număr tot mai mare de cutremure. Un nou proiect de lege în Senatul SUA a fost propus pentru a opri acest lucru.

Reactoare modulare mici.

Un SMR este un mic reactor modular care minimizează prima problemă de sus - mult timp pentru a permite, reglementa și construi o centrală nucleară. Un SMR produce de obicei 300 MW de energie electrică și este proiectat pentru a fi construit într-o fabrică. Un astfel de reactor ar putea alimenta peste 200,000 de case. Există peste 50 de modele diferite pentru SMR.

DOE a cheltuit mai mult de 1.2 miliarde USD pentru SMR până în prezent și acum vrea să ofere companiilor precum NuScale cu cel puțin 5.5 miliarde USD în plus pentru a dezvolta și demonstra modele SMR în următorul deceniu. Aplicarea practică este probabil peste 10-20 de ani.

Cât de curând fuziunea nucleară?

Fuziunea hidrogenului eliberează o cantitate exagerată de energie, așa cum a fost demonstrat de bombele cu hidrogen care au luminat Pacificul în anii 1950. Într-o întreprindere europeană comună numit JET în Oxfordshire, Marea Britanie, un magnet uriaș în formă de gogoașă conține plasmă care este încălzită la o temperatură ultra-înaltă de 100 de milioane de grade.

Echipa a anunțat recent că a dublat energia de fuziune produsă, un pas major înainte. Fuziunea hidrogenului a continuat timp de aproximativ 5 secunde – un mare avans față de testele anterioare. Plasma din interiorul magnetului gogoși a imitat condițiile din interiorul soarelui nostru pentru aceste 5 secunde. Fuziunea este desigur sursa de energie a soarelui.

Următorul pas se va întâmpla într-un laborator mai mare și mai bun din Franța, numit Iter, care se așteaptă să înceapă în 2035. Atracția este că 1 kilogram de combustibil de fuziune va genera de peste 10 milioane de ori energia a 1 kilogram de cărbune, petrol sau gaz. Dar aplicarea comercială a fuziunii este la câteva decenii, așa că nu este o soluție pentru schimbările climatice înainte de 2050.

Pas înainte.

Energia nucleară este energie curată, iar instalațiile sunt compacte în comparație cu suprafața parcurilor eoliene, dar sunt mai scumpe. Nuclearul emite, de asemenea, mult mai puține GES atunci când se fabrică materiale precum betonul și oțelul, utilizate pentru construirea unui reactor nuclear. Nuclearul are, de asemenea, un mare record de siguranță în afară de Cernobîl în 1986. Fukushima în 2011 a fost terifiant, dar nu s-au pierdut vieți.

Dar preocupările menționate mai sus înseamnă că nuclearul nu este o soluție practică pentru înlocuirea gazului natural în Europa dacă prețul acestuia continuă să crească sau dacă sancțiunile legate de război sau rambursarea sancțiunilor duc la închiderea fluxului de gaz din Rusia.

De asemenea, este puțin probabil ca nuclearul să aducă o contribuție mare la reducerea emisiilor globale de GES, deoarece a contribuit doar 4.4% din consumul global de energie în 2020. Autorizațiile, reglementările, construcția și cheltuielile centralelor nucleare construite noi sunt prea mari. Iar linia de pornire este prea îndepărtată pentru majoritatea țărilor europene – fracțiile consumului de energie nucleară sunt de doar 6.7% în Marea Britanie, 4.9% în Germania și 8.6% în SUA - cu excepția cazului în care reactoarele nucleare care nu ar putea fi reînviate rapid.