Ang Mga Hamon Ng Digmaan At Klima

Sinabi ng punong ministro ng UK noong nakaraang linggo na maaari niyang isaalang-alang ang paglipat sa nuclear power upang mabawi ang tumataas na presyo ng natural na gas, na tumaas ng humigit-kumulang 150% sa Europa mula nang magsimula ang digmaan sa Ukraine. Ang pagtaas ng presyo na ito ay higit sa doble.

Susuportahan din nito ang malakas na paninindigan ng klima ng UK sa mga net-zero greenhouse gas (GHG) emissions — dahil ang nuclear power ay naghahatid ng berdeng enerhiya. Gayunpaman, hindi ito masyadong malinis sa ibang aspeto – tingnan sa ibaba.

Ngunit ang mga bansang may mataas na enerhiya ay lumalayo mula sa nuklear at patungo sa natural na gas. Sinabi ng Bloomberg Green Newsletter na ang nuclear power generation ng Germany noong 2021 ay 60% na mas mababa kaysa sa peak nito, ang UK ay 50% na mas mababa, at ang Japan ay 87% na mas mababa.

Sa matinding digmaan sa Ukraine, iminungkahi ng isang tagamasid na ang Alemanya, kung nahaharap sa isang gas crunch, ay maaaring muling buksan ang mga istasyon ng nuclear power na na-mothball. Ang Germany ay nag-import ng 49% ng gas nito mula sa Russia.

Ang nuclear power ba ay ginagarantiyahan ang isa pang hitsura bilang isang alternatibo sa natural na gas na enerhiya at bilang isang paraan upang i-decarbonize ang mundo?

Natural gas kumpara sa nuclear sa Europa.

Kung pinatay ng Russia ang pangunahing pipeline sa Germany, Nordstream 1, paano mapapalitan ng Germany at iba pang mga European na bansa ang gas? Ang bagong pipeline twin, Nordstream 2, ay hindi makakatulong dahil ito ay isinara kamakailan ng Germany, na binanggit ang digmaan sa Ukraine, bago pa man ito nagsimulang umagos ng gas mula sa Russia.

Ang isang solusyon ay ang palakasin ang pag-import ng LNG sa Europa ng mga nangungunang exporter na Australia, Qatar at US. Kailangan lang ng higit pang mga export terminal at higit pa sa mga dalubhasang LNG cargo tanker.

Ang nuklear ba ay isang opsyon upang palitan ang enerhiya ng natural na gas? Hindi madali, kasi 28 sa 34 na bansa sa Europe noong 2020 ay kumonsumo ng mas maraming natural gas energy kaysa nuclear.

Kumonsumo ang Germany ng 2.6 Exajoules (EJ) mas maraming enerhiya mula sa gas kaysa sa nuclear. Ang susunod na pinakamalaking pagkakaiba ay ang Italy (2.4 EJ) at UK (2.2 EJ).

Karamihan sa mga bansa ay umaasa sa natural na gas kaysa sa nuclear. Ang France ang isang malaking exception dahil 37% ng kuryente ng France ay ibinibigay ng mga nuclear plant — ang natupok na enerhiyang nuklear ay mas malaki kaysa sa natural na gas (1.7 EJ pa).

Pananaw sa klima.

Ang natural na gas ay isang fossil fuel, maliban kung ito ay galing sa basura. Marami ang nagtalo na ang gas ay magiging isang tulay na gasolina sa paglipat sa mga renewable, dahil ito ay nasusunog ng dalawang beses na kasinglinis ng karbon at langis. Halimbawa, ang oil major bp's Enerhiya Outlook 2020 nag-postulate ng mga sitwasyon sa hinaharap kung saan ang gas ang magiging nangingibabaw na fossil fuel na kailangan upang maabot ang net-zero sa 2050, ngunit ito ay kalahati lamang ng dami ng enerhiya na nagmumula sa hangin, solar at hydro.

Ngunit ang pagpapatayo ng ilang mga nuclear power plant ay tiyak na makatutulong upang mapababa ang mga emisyon ng GHG at mabawasan ang pag-asa sa mga planta ng kuryente sa gas at coal-fired.

Nagdagdag si Bill Gates ng isa pang positibo para sa nuclear. Sa kanyang libro Paano Maiiwasan ang Isang Sakuna sa Klima, sabi ni Gates na para sa bawat kalahating kilong materyales sa pagtatayo ang isang nuclear reactor ay nagbibigay ng mas maraming enerhiya kaysa sa mga tradisyonal na renewable. Ang solar, hydro at wind system ay nangangailangan ng 10-15 beses na mas konkreto at bakal kaysa sa pagtatayo ng nuclear reactor, para sa parehong yunit ng enerhiya na ginawa. Malaking bagay ito, aniya, dahil maraming GHG emissions kapag industryal itong kongkreto at bakal na materyales.

Ano ang kakailanganin upang mapalitan ng enerhiyang nuklear ang lahat ng natural na gas ng Europa? Isang pagtatantya ay 50-150 bagong nuclear power plants. Kung ang average ay higit sa 34 na mga bansa, nangangahulugan ito na ang bawat bansa ay kailangang magtayo ng humigit-kumulang 1-4 nuclear power plant. Marahil ito ay magagawa sa pamamagitan ng 2050, ngunit ang mga pinagtatalunang isyu na tinalakay sa ibaba ay magiging napaka-imposible.

Mga isyung nuklear na pinagtatalunan.

Dalawang malaking isyu ay ang isang nuclear reactor ay tumatagal ng mahabang panahon upang pahintulutan, ayusin at mabuo, at mahal din ito at kadalasan ay sobra sa badyet. Ihambing ito sa hangin at solar at baterya na mga renewable na nagiging mas mura sa lahat ng oras.

Pangalawa, ang ginastos na nuclear fuel ay radioactive at napakahirap makatiyak na ang imbakan sa ilalim ng lupa ay magiging ligtas sa mahabang panahon. Bagama't a maliit na bahagi ng nuclear waste ay mahaba ang buhay at mataas ang radioactive (3% ng kabuuan), ito ay kailangang ihiwalay at ihiwalay, kadalasan sa pamamagitan ng malalim na geological na imbakan, para sa sampu-sampung libong taon.

Bilang sidebar, ang pag-iimbak ng nuclear waste sa US ay isang mapilit na isyu. Ang basurang nuclear fuel sa US ay umiiral sa 33 iba't ibang mga estado kung saan ito ay nakaimbak sa 75 na mga site. Ang basura ay lumalaki ng 2,000 tonelada bawat taon at ang napakalaking pananagutan ay lumalapit sa $30 bilyon.

Isang pansamantalang solusyon ang iminungkahi para sa pag-iimbak sa dalawang site: isa sa New Mexico na tinatawag na Holtec at isa sa Texas na tinatawag na ISP. Pareho sa mga ito ay nasa Permian basin, ngunit bahagyang kontrobersyal dahil sa dumaraming bilang ng lindol. Isang bagong panukalang batas sa senado ng US ang iminungkahi para itigil ang nangyayaring ito.

Maliit na modular reactor.

Ang SMR ay isang maliit na modular reactor na nagpapaliit sa unang isyu mula sa itaas - isang mahabang panahon upang pahintulutan, ayusin at bumuo ng isang nuclear plant. Ang isang SMR ay karaniwang gumagawa ng 300 MW ng kuryente, at idinisenyo upang itayo sa isang pabrika. Ang nasabing reactor ay maaaring magpaandar ng higit sa 200,000 mga tahanan. Mayroong higit sa 50 iba't ibang mga disenyo para sa mga SMR.

Ginastos ng DOE higit sa $1.2 bilyon sa mga SMR hanggang ngayon, at ngayon ay gustong bigyan ang mga kumpanya tulad ng NuScale ng hindi bababa sa $5.5 bilyon pa upang bumuo at magpakita ng mga disenyo ng SMR sa susunod na dekada. Ang praktikal na aplikasyon ay malamang na 10-20 taon ang layo.

Gaano kabilis ang nuclear fusion?

Ang pagsasanib ng hydrogen ay naglalabas ng napakalaking dami ng enerhiya, gaya ng ipinakita ng mga bomba ng hydrogen na nagpailaw sa Pasipiko noong 1950s. Sa isang pinagsamang European enterprise na tinatawag na JET sa Oxfordshire, UK, isang malaking donut-shaped magnet na naglalaman ng plasma na pinainit sa napakataas na temperatura na 100 milyong degrees.

Inihayag kamakailan ng koponan na nadoble nila ang fusion energy na ginawa, isang malaking hakbang pasulong. Ang pagsasanib ng hydrogen ay nagpatuloy nang humigit-kumulang 5 segundo - isang malaking pag-unlad sa mga nakaraang pagsubok. Ang plasma sa loob ng donut magnet ay ginagaya ang mga kondisyon sa loob ng ating araw sa loob ng 5 segundong ito. Ang pagsasanib ay siyempre ang pinagmumulan ng enerhiya ng araw.

Ang susunod na hakbang ay mangyayari sa isang mas malaki at mas mahusay na lab sa France na tinatawag na Iter, inaasahang magsisimula sa 2035. Ang atraksyon ay ang 1 pound ng fusion fuel ay bubuo ng higit sa 10 milyong beses ng enerhiya ng 1 pound ng karbon, langis, o gas. Ngunit ang komersyal na aplikasyon ng pagsasanib ay ilang dekada pa, kaya hindi ito isang solusyon para sa pagbabago ng klima bago ang 2050.

Way forward.

Ang enerhiyang nuklear ay malinis na enerhiya at ang mga pasilidad ay siksik kumpara sa ektarya ng mga wind farm ngunit mas mahal. Ang nuklear ay naglalabas din ng mas kaunting GHG kapag gumagawa ng mga materyales tulad ng kongkreto at bakal na ginamit sa paggawa ng nuclear reactor. Ang Nuclear ay mayroon ding mahusay na rekord ng kaligtasan bukod sa Chernobyl noong 1986. Ang Fukushima noong 2011 ay nakakatakot, ngunit walang buhay ang nasawi.

Ngunit ang mga alalahanin na binanggit sa itaas ay nangangahulugan na ang nuklear ay hindi isang praktikal na solusyon para sa pagpapalit ng natural na gas sa Europa kung ang presyo nito ay patuloy na tumataas o kung ang mga parusa o parusa na nauugnay sa digmaan ay humantong sa pagsasara ng daloy ng gas mula sa Russia.

Hindi rin malamang na ang nuklear ay maaaring gumawa ng malaking kontribusyon upang mapagaan ang mga pandaigdigang paglabas ng GHG dahil ito ay nag-ambag lamang 4.4% ng global energy consumption sa 2020. Masyadong malaki ang mga permit, regulasyon, konstruksyon, at gastos ng mga bagong gawang nuclear plant. At napakalayo ng panimulang linya para sa karamihan ng mga bansang Europeo — ang mga bahagi ng pagkonsumo ng enerhiya ng nuklear ay 6.7% lamang sa UK, 4.9% sa Germany, at 8.6% sa US – maliban kung ang mga mothballed nuclear reactor ay mabilis na mabubuhay muli.