سجل بريدك لتكن أول من يعلم عن تحديثاتنا!
Maciej Kolaczkowski
لقد كان دور الطاقة النووية في تحقيق مستقبل صفر انبعاثات، بين مصادر الطاقة النظيفة الأخرى، قضية مثيرة للجدل. مع توقع زيادة الطلب على الطاقة، وخاصة الطلب على الطاقة النظيفة على مدار الساعة، تشهد الطاقة النووية نهضة جديدة مع إدراك الدول والصناعات أن المصادر المتجددة وحدها لن تتمكن من تلبية هذا الطلب.
تنتج الطاقة النووية حوالي 10% من كهرباء العالم، وفقًا لوكالة الطاقة الدولية (IEA). وتوفر طاقة خالية من الكربون أكثر من مجموع طاقة الرياح والطاقة الشمسية. ومع ذلك، لا تزال هناك مخاوف بشأن السلامة والتكلفة.
تعد إدارة نفايات الطاقة النووية تحديًا كبيرًا، حيث إن الوقود المستنفد يظل مشعًا لآلاف السنين. ومع ذلك، يمكن تخزينه بشكل فعال في حاويات تحت الأرض أو فوقها.
أنواع مختلفة من التقنيات النووية المتقدمة
تتراوح التقنيات النووية المتقدمة من الاندماج والمفاعلات الصغيرة المعيارية (SMRs) إلى الوقود النووي وإدارة النفايات، ويمكن أن تساعد في معالجة بعض المخاوف المتعلقة بالسلامة والتكلفة. بينما يُعتبر الاندماج النووي غالبًا الكأس المقدسة للطاقة، إلا أنه لا يزال في مراحل مبكرة من الإدراك. بالمقابل، تتحرك المفاعلات الصغيرة المعيارية بسرعة نحو النشر التجاري. وتشمل المجالات الأخرى التي تتجه نحو الابتكار بسرعة إدارة الوقود والنفايات النووية: حيث يمكّن الوقود المتقدم المحطات الحالية والجديدة من إنتاج المزيد من الطاقة الخالية من الكربون مع زيادة السلامة. كما يمكن أن تقلل طرق إدارة النفايات الجديدة من الحجم وتعيد استخدام بعض ما يتبقى.
نظرًا للاختلاف في نضج ومستوى تطوير هذه التقنيات، دعونا نستعرض حالة كل منها والتوقعات المتوقعة.
الاندماج النووي
يحظى الاندماج النووي باهتمام كبير من الجمهور نظرًا لإمكاناته الرائعة. ويُحاكي الاندماج العملية التي تشغل الشمس، حيث ينتج طاقة هائلة دون انبعاثات كربونية أو نفايات مشعة طويلة الأمد. ووفقًا لرابطة الطاقة النووية العالمية، يوفر الاندماج مصدر طاقة تقريبًا لا نهاية له مع انبعاثات قريبة من الصفر.
على عكس الطاقة النووية التقليدية “الانشطار”، التي تقوم بتفكيك الذرات، يقوم الاندماج بدمج ذرات أصغر لتكوين ذرات أثقل. على سبيل المثال، تتحد ذرتان من الهيدروجين لتكوين الهيليوم، مما يُطلق طاقة أكبر بكثير من الانشطار.
ومع ذلك، فإن العقبة الرئيسية هي جعل الاندماج ينتج طاقة أكثر مما يستهلك. ووفقًا لوزارة الطاقة الأميركية، فإن ردود فعل الاندماج يصعب الحفاظ عليها بسبب الحرارة والضغط الشديدين المطلوبين لدمج الذرات. ويعتقد العديد من الخبراء أن الاندماج لا يزال بعيدًا عن أن يكون قابلاً للتسويق لمدة تراوح بين عشرين وثلاثين عامًا، على الرغم من أن بعض الشركات الناشئة تهدف إلى تشغيل محطات بحلول الثلاثينيات. يساعد الذكاء الاصطناعي الباحثين في تسريع تقدم الاندماج من خلال نمذجة وتحليل الأنظمة المعقدة.
المفاعلات الصغيرة المعيارية
تعتبر المفاعلات الصغيرة المعيارية (SMRs) منطقة واعدة أخرى في مجال الطاقة النووية المتقدمة. وتستخدم هذه المفاعلات تقنية الانشطار، لذا فهي ليست متقدمة مثل الاندماج، لكنها أقرب إلى أن تصبح واقعًا. ويتوقع العديد من الخبراء والمستثمرين أن تكون المفاعلات الصغيرة المعيارية جاهزة للتشغيل بحلول عام 2030.
تقول الوكالة الدولية للطاقة الذرية إن هناك أكثر من 80 تصميمًا لمفاعلات صغيرة معيارية قيد التطوير في جميع أنحاء العالم، تستهدف إنتاج الكهرباء، والتدفئة، وتحلية المياه، والبخار الصناعي.
تعتبر المفاعلات الصغيرة المعيارية، التي تعتمد على أساليب البناء المعيارية، أصغر وأبسط وأسرع في الإنشاء مقارنة بالمحطات التقليدية الكبيرة. وتعد بتوفير فوائد كبيرة من حيث ميزات السلامة السلبية المعززة. علاوة على ذلك، يمكن للمفاعلات السريعة النيوترونات استخدام الوقود المستنفد من المحطات الحالية، مما يوفر حلاً مستدامًا لمشكلة النفايات.
يمكن أن تساعد المفاعلات الصغيرة المعيارية أيضًا في تقليل انبعاثات الكربون في الصناعات الثقيلة، نظرًا لقربها من مصدر الطلب. لذلك، يمكن إقامتها في مناطق نائية تفتقر إلى بنية تحتية للشبكة.
النفايات
يمكن أن تسهم التكنولوجيا الجديدة في معالجة مشكلة النفايات النووية. فكمية النفايات الناتجة صغيرة نسبيًا، لأن الوقود النووي كثيف للغاية ويتطلب كمية ضئيلة لإنتاج كميات كبيرة من الكهرباء. في المتوسط، فإن النفايات الناتجة عن مفاعل يفي باحتياجات شخص واحد من الكهرباء لمدة عام ستكون بحجم طوبة. ويُعتبر 5 جرامات فقط من هذه النفايات نفايات عالية المستوى، وهو ما يعادل تقريبًا وزن ورقة واحدة. ومع ذلك، رغم حجمها الصغير، تبقى النفايات مصدر قلق رئيسي للبشر، حيث قد تستغرق آلاف السنين لتتحلل.
تقوم الشركات الناشئة المبتكرة بتطوير طرق لتقليل حجم ونوعية النفايات النووية. ويدعي البعض أنها تستطيع تقليل الوقت اللازم لتحلل النفايات من نصف مليون عام إلى أقل من 500 عام.
كيف يمكن أن تعزز هذه التقنيات انتقال الطاقة؟
يستثمر المستثمرون أموالًا كبيرة في هذه التقنيات النووية المتقدمة، وهي تتقدم بسرعة. لكن إدخالها إلى السوق سيتطلب سياسات وتنظيمات جديدة، ويجب على صناعة الطاقة النووية كسب ثقة الجمهور من خلال معالجة المخاوف المتعلقة بالتكلفة والسلامة والنفايات.
لقد تعاون المنتدى الاقتصادي العالمي مع أصحاب المصلحة عبر نظام الطاقة النووية، بما في ذلك مطورو التكنولوجيا، والمؤسسات المالية، والمرافق، والمستهلكون الكبار للطاقة، والمنظمات الحكومية، وسينشر قريبًا إطار عمل لتسريع نشر الطاقة النووية المتقدمة والمفاعلات الصغيرة المعيارية. ويهدف هذا الإطار إلى أن يكون أداة تنسيق للقادة عبر نظام الطاقة النووية للتوافق على الإجراءات والاستراتيجيات لتسريع نشر الطاقة النووية المتقدمة والمفاعلات الصغيرة المعيارية في تسعة مجالات ذات أولوية.
في الوقت نفسه، يعمل المنتدى أيضًا على دعم نهج أكثر تكاملًا لحلول الطاقة، بما في ذلك الطاقة النووية المتقدمة، والوقود النظيف، والهيدروجين، وإزالة الكربون. لن تحل تقنية واحدة وحدها أزمة الطاقة؛ إذ سيكون من الضروري استخدام مزيج من الحلول. ستكون لدى المناطق والصناعات والشركات استراتيجياتها الخاصة، ولكن يجب أن تعمل معًا.
إعداد: وحدة الترجمات بمركز سمت للدراسات
المصدر: World Economic Forum
سجل بريدك لتكن أول من يعلم عن تحديثاتنا!
تابعوا أحدث أخبارنا وخدماتنا عبر حسابنا بتويتر