اگرچه انرژي هسته‌اي از سال‌هاي گذشته جاي خود را در تامين برق كشورهاي مختلف جهان باز و تثبيت كرده؛ اما يك نسخه نسبتا جديد از اين فناوري در حال معرفي است و پيش‌بيني مي‌شود در آينده جايگاه بسيار مهمي به خود اختصاص دهد. اين نسخه جديد، ميكرورآكتور هسته‌اي است كه مي‌تواند يك گزينه مطمئن براي تامين انرژي مناطق دورافتاده، شهرك‌هاي صنعتي و پروژه‌هاي بزرگ مسكن باشد. يكي از موارد قابل طرح در اين زمينه، تامين زيرساخت به ويژه زيرساخت‌هاي تامين و انتقال انرژي است كه هميشه يكي از مشكلات اساسي بوده و طي سال‌هاي اخير بر سر راه پروژه‌هاي مسكن كشور قرار داشته و بعضا به‌‌رغم تكميل واحدها، نبود برق باعث تاخيرهاي طولاني در تحويل واحدها شده است. اخيرا هم وزير راه و شهرسازي در بازديد از پروژه‌هاي در حال ساخت شهر جديد پرند، با اشاره ضمني به اين مساله از وزارت نيرو خواست تا تلاش كند پيشرفت فيزيكي خدمات در شهرهاي جديد جلوتر از احداث واحدهاي مسكوني باشد. صادق مالواجرد بر استفاده از انرژي خورشيدي و بهره‌مندي از آن براي كاهش ناترازي‌ها در اين بخش تاكيد كرد. اگرچه اين تاكيد وزير راه و شهرسازي براي تامين زيرساخت‌هاي برق پروژه‌هاي مسكن با نگاه بر انرژي خورشيدي در نوع خود ارزشمند است، اما در اين زمينه مي‌توان به شيوه‌هاي ديگري هم فكر كرد. توسعه ميكروراكتورهاي هسته‌اي يكي از اين روش‌هاست كه برخلاف نيروگاه‌هاي خورشيدي فضاي بسيار كمي اشغال كرده و مي‌تواند در مناطق دورافتاده و در هر شرايط آب و هوايي، كاركردي مطمئن و قابل اتكا داشته باشد.ميكرورآكتورهاي هسته‌اي فناوري تقريبا جديد در حوزه انرژي اتمي است. پيش از پرداختن به اين موضوع نوين، بياييد به خود انرژي اتمي و جايگاه آن در تامين انرژي جهان نگاه كنيم.
ارزان‌ترين برق دنيا با فناوري هسته‌اي توليد مي‌شود
فناوري اتمي امكان توليد ارزان‌ترين برق دنيا را در اختيار بشر قرار داده است. بهره‌گيري از انرژي اتمي علاوه بر اينكه با توليد برق ارزان، پاك و بسيار زياد همراه است؛ به شدت قابل مديريت است و برخلاف انرژي‌هاي بادي و خورشيدي به شرايط طبيعي وابسته نيست. اين فناوري از نظر مديريت‌پذيري و حتي سيكل عملياتي، مشابه روش‌هاي توليد برق با سوخت‌هاي فسيلي است، اما چند برابر اين روش‌ها توليد برق دارد و هيچ كربني توليد نمي‌كند.
كشورهاي توسعه يافته اتكاي زيادي به اين روش توليد برق دارند. امريكا در اين سال‌ها 93 نيروگاه اتمي ساخته و 91.5 گيگاوات برق هسته‌اي توليد مي‌كند. فرانسه هم يكي ديگر از كشورهايي است كه با 56 راكتور خود بيش از 61 گيگاوات برق توليد مي‌كند و بخش زيادي از اين برق را با قيمت بسيار نازلي در اختيار صنايع خود قرار مي‌دهد تا توان رقابت خود را در بازارهاي جهاني حفظ كند. چين هم 52 نيروگاه اتمي ساخته و از اين محل 52 گيگاوات برق هسته‌اي توليد مي‌كند. روسيه، ژاپن، كره جنوبي، كانادا، آلمان، هند، انگليس و اسپانيا در جايگاه‌هاي بعدي توليد برق هسته‌اي قرار دارند.
تبديل گاز به منبع توليد ثروت نه برق
روسيه به‌‌رغم برخورداري از منابع بسيار زياد گاز طبيعي و قرار گرفتن در جايگاه سوم استخراج گاز جهان، اما به جاي سوزاندن گاز در داخل، آن را به منبعي براي ثروت و افزايش نفوذ بين‌المللي تبديل كرده است تا جايي كه موفق شده براي ساليان طولاني، رتبه نخست در جايگاه صادركنندگان اين ماده را به نام خود ثبت و تثبيت كند. در عوض ما طي سال‌هاي گذشته اين گاز را در داخل براي توليد گرما و برق سوزانده‌ايم. در صورتي كه مي‌توانيم با توسعه برق هسته‌اي، يك انرژي ايمن‌تر با زيرساخت‌هاي انتقال ارزان‌تر را در اختيار مردم قرار دهيم و گاز را براي بهبود جايگاه بين‌المللي و ارزآوري صادر كنيم.
سهم ايران از برق هسته‌اي؛ فقط يك گيگاوات
به بيان ديگر، ايران با وجود برخورداري از ذخاير عظيم اورانيوم و همچنين دستيابي به اين فناوري مهم، طي اين سال‌ها به دليل محدوديت‌هاي بين‌المللي فقط يك نيروگاه با ظرفيت يك گيگاوات راه‌اندازي كرده و يك درصد برق مورد نياز خود را از اين محل تامين مي‌كند. اين در حالي است كه به دليل خودكفايي كشور در تامين مواد اوليه، ايران مي‌توانست بخش زيادي از برق مورد نياز خود را با اين شيوه تامين و ضمن رفع نياز داخلي، آن را به كشورهاي همسايه بفروشد. همچنين با جايگزين كردن برق هسته‌اي با شيوه‌هاي آلاينده، به اهداف مربوط به كاهش آلودگي هوا نيز برسد.در موضوع آلودگي، بررسي ميزان آلايندگي شيوه‌هاي فسيلي توليد برق به خوبي جايگاه بسيار بالاتر برق هسته‌اي را نمايان مي‌كند. مثلا يك نيروگاه گاز طبيعي در بهترين حالت بازدهي، براي توليد يك مگاوات برق حدود 300 تا 400 كيلوگرم دي اكسيد كربن وارد جو مي‌كند. اين رقم براي نيروگاه سيكل تركيبي حدود 500 كيلوگرم، نيروگاه ديزلي 700 تا 800 كيلوگرم و نيروگاه مازوت‌سوز تا يك تن برآورد مي‌شود، اما در نيروگاه هسته‌اي ضمن اينكه توليد كربن صفر است؛ توان و راندمان بسيار بالاتري براي توليد برق در دسترس قرار مي‌گيرد.
ميكرو رآكتورهاي هسته‌اي
با اين مقدمه و درك جايگاه بسيار مهم و ارزشمند انرژي هسته‌اي، بياييد با فناوري نسبتا جديد ميكرو رآكتورهاي هسته‌اي آشنا شويم. اين فناوري به منظور استفاده از انرژي هسته‌اي براي توليد برق در مقياس‌هاي كوچك و امكان استفاده در مناطق مختلف طراحي شده‌اند.ميكرو رآكتورها را مي‌توان مستقل از شبكه اصلي برق راه‌اندازي كرد. به همين دليل امكان استفاده از اين فناوري در مناطق دورافتاده وجود دارد. اين مزيت، هزينه‌هاي انتقال برق را تا حد زيادي كاهش مي‌دهد. همچنين اصلي‌ترين ويژگي و مزيت اين فناوري، توليد برق بدون انتشار كربن است. ابعاد كوچك اين نيروگاه‌ها و نوع طراحي، امكان جابه‌جايي آنها را فراهم كرده است. ارتفاع يك ميكرورآكتور هسته‌اي بين 5 تا 10 متر است و به راحتي مي‌توان آن را در هر نقطه‌اي نصب كرد.ميكرورآكتورها معمولا هر ۵ تا ۱۰ سال نياز به سوخت‌گيري دارند. برخي طراحي‌ها مي‌توانند تا ۲۰ سال يا بيشتر بدون نياز به سوخت‌گيري مجدد فعاليت كنند. در آينده با پيشرفت فناوري، ممكن است اين دوره‌ها طولاني‌تر شود.
ميكرورآكتورها چه قابليت‌هايي دارند؟
ميكرورآكتورهاي هسته‌اي را در زمينه‌هاي مختلف مي‌توان به كار گرفت. از جمله اين موارد مي‌توان به تامين انرژي براي مناطق دورافتاده و غيرقابل دسترسي مانند قطب شمال و بيابان‌ها، تامين برق براي پايگاه‌هاي نظامي با نياز به تامين انرژي پايدار، توليد برق در مقياس كوچك براي صنايع، كارخانه‌ها و مناطق صنعتي، تامين انرژي براي پروژه‌هاي تحقيقاتي و علمي، به‌ويژه در شرايط خاص، تامين گرمايش و آب گرم براي ساختمان‌ها در مناطقي با نياز به انرژي حرارتي، تامين انرژي كشتي‌ها و وسايل نقليه دريايي مانند كشتي‌هاي يخ‌شكن و شيرين‌سازي آب دريا در مناطقي با محدوديت دسترسي به آب شيرين اشاره كرد.
علاوه بر موارد فوق، بهره‌مندي از اين نيروگاه‌هاي كوچك مقياس، براي كشورها از منظر پدافند غيرعامل نيز بسيار توصيه مي‌شود. همچنين مي‌توان اين فناوري را به عنوان يكي از شيوه‌هاي تامين برق كشور به ويژه پروژه‌هاي بزرگ مسكن در نظر گرفت و آن را در پيوست انرژي اقتصاد مسكن كشور لحاظ كرد.
كشور هاي پيشرفته به ميكرو رآكتورهاي پيشرفته روي آورده اند
ايالات متحده در پروژه‌هايي مانند NuScale Power و X-energy پيشرو است. كانادا نيز در حوزه تحقيق و توسعه، همكاري‌هاي گسترده‌اي با دانشگاه‌ها و شركت‌هاي خصوصي دارد. روسيه بر توسعه راكتورهاي كوچك براي مناطق سرد و دورافتاده مانند40 KLT-S متمركز است. چين به صورت گسترده در حال سرمايه‌گذاري در فناوري‌هاي نوين براي استفاده در مناطق روستايي است. ژاپن نيز طراحي‌هايي مقاوم در برابر زلزله براي استفاده در مناطق پرخطر انجام داده است.
اگرچه راه‌اندازي اين نيروگاه‌ها بالا به نظر مي‌رسد، اما توليدات جانبي آنها مانند آب شيرين، آب تقطيري، آب گرم و ... مي‌تواند هزينه راه‌اندازي را پوشش دهد. مهم‌تر اينكه ميكرورآكتورها سال‌هاي سال بدون اضافه كردن سوخت جديد قابليت استفاده دارند و برخلاف نيروگاه‌هاي خورشيدي و بادي با مساله ذخيره‌سازي برق هم مواجه نيست و نهايتا در صورت عدم نياز مي‌توان آن را غيرفعال كرد. همچنين اين نيروگاه‌ها برخلاف نيروگاه‌هاي خورشيدي با چالش قديمي شدن فناوري مواجه نيستند. نيروگاه اتمي به خاطر توان بالاي خود و نياز به سوخت‌گيري پايين با چنين چالش‌هايي مواجه نيست و يك مدل دارايي محسوب مي‌شود در حالي كه يك نيروگاه خورشيدي بعد از 20 سال فعاليت بايد بازيافت شود. نكته مهم ديگر اينكه ميكروراكتورها به دليل قابليت جابه‌جايي، امكان استقرار موقت در مناطق مختلف تا آماده شدن زيرساخت‌هاي توليد برق را دارد. اگر هم هدف توليد برق زياد و طولاني مدت است با وجود اينكه امكان احداث ميكروراكتورهاي با ظرفيت بسيار بالا (400 تا 600 مگاوات) هم وجود دارد، اما به دليل هزينه زياد، بايد به جاي ميكرورآكتورها به سمت راه‌اندازي راكتورهاي هسته‌اي رفت.به‌طور كلي، پيش‌بيني مي‌شود اين فناوري با توجه به مزاياي زيست محيطي و اقتصادي، در آينده نقش مهمي در تامين انرژي پايدار جهان داشته باشد. به همين دليل ساير كشورها هم در حال بررسي اين فناوري و درصدد توسعه آن هستند. ايران بايد با استفاده از تريبون‌هاي بين‌المللي مانند كنوانسيون تغيير اقليم و رويداد سالانه كاپ، اهميت توسعه اين فناوري در كشور را گوشزد كند. كشورهاي توسعه يافته در اين كنوانسيون اهدافي چون كاهش انتشار كربن توسط كشورهاي در حال توسعه را دنبال مي‌كنند و يكي از راه‌هاي رسيدن به اين هدف، فراهم كردن شرايط استفاده از ميكرورآكتورهاست.
كارشناس انرژي