THEPOWERGAME
Ευαγγελία Λουροπούλου
Διδάκτωρ Φυσικών Επιστημών (Biogeochemistry), Christian-Albrechts University of Kiel (Γερμανία), Επικεφαλής Υπηρεσιών Βιωσιμότητας E - ON INTEGRATION A.E
Παρά την ευαισθησία που αποπνέει το θέμα της πυρηνικής ενέργειας, είμαστε υποχρεωμένοι να το βάλουμε στο τραπέζι και να το εξετάσουμε, ιδίως όταν μιλάμε για την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής και την απεξάρτηση από τον άνθρακα και τα ορυκτά καύσιμα. Η ευαισθησία ως προς την πυρηνική ενέργεια προέρχεται από την εμπειρία που έχουμε μέχρι σήμερα από τη χρήση της για στρατιωτικούς σκοπούς, αλλά και από τις επιπτώσεις των ατυχημάτων από πυρηνικούς αντιδραστήρες. Όμως υπάρχουν δύο ζητήματα που επιτείνουν τον ενεργειακό προβληματισμό και τη διερεύνηση: (α) η αλλαγή της μεθόδου από σχάση σε σύντηξη και (β) η απόδοση των πυρηνικών σταθμών σε χιλιάδες φορές περισσότερη ενέργεια ανά τετραγωνικό μέτρο επένδυσης, τόσο σε σχέση με τα ορυκτά καύσιμα, όσο και σε σχέση με τις ΑΠΕ.
Με αυτά τα δεδομένα, στην περίοδο της ενεργειακής αναταραχής που διανύουμε, κατά την οποία παρατηρούμε απομάκρυνση από τον στόχο απεξάρτησης από τα ορυκτά καύσιμα και από τους στόχους μηδενισμού των εκπομπών αερίων άνθρακα, αυξάνεται ο αριθμός των επιστημόνων που ισχυρίζονται ότι χωρίς πυρηνική ενέργεια δεν πρόκειται να επιτευχθεί κλιματική ουδετερότητα, άρα θα χάσουμε τη μάχη με την κλιματική αλλαγή. Έρευνα του Διεθνούς Οργανισμού Ενέργειας (ΙΕΑ) αναφέρει ότι οι ΑΠΕ και η πυρηνική ενέργεια θα είναι αυτές που θα κυριαρχήσουν στην αύξηση της παγκόσμιας προσφοράς ηλεκτρικής ενέργειας μέχρι το 2025 και θα καλύπτουν κατά μέσο όρο περισσότερο από το 90% της πρόσθετης ζήτησης σε ενέργεια1.
Η πυρηνική ενέργεια δεν βασίζεται σε ορυκτά καύσιμα, όπως το πετρέλαιο ή το φυσικό αέριο, επομένως δεν παράγει επιβλαβή αέρια θερμοκηπίου, τα οποία παγιδεύουν τη θερμότητα του Ηλίου και είναι υπεύθυνα για την κλιματική αλλαγή, επομένως θα μπορούσε να βοηθήσει στην αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής.
Σήμερα οι πυρηνικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής χρησιμοποιούν τη μέθοδο της πυρηνικής σχάσης (όχι σύντηξης) για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, κατά την οποία βαριά άτομα (στοιχεία) διαχωρίζονται. Η πυρηνική σχάση παράγει πολλά ραδιενεργά απόβλητα, τα οποία μπορεί να είναι επικίνδυνα και πρέπει να αποθηκεύονται με ισχυρότατα πρωτόκολλα ασφάλειας -ενδεχομένως για εκατοντάδες χρόνια. Η πυρηνική σχάση επίσης χρειάζεται βασίζεται στο στοιχείο «ουράνιο», το οποίο θεωρείται επίσης «πολεμικό όπλο», άρα περιορισμένης χρήσης.
Ο λόγος, όμως, γίνεται για την αλλαγή της διαδικασίας παραγωγής πυρηνικής ενέργειας από σχάση σε σύντηξη, που θα μπορούσε ενδεχομένως να προσφέρει σχεδόν απεριόριστες ποσότητες καθαρής ενέργειας για τον κόσμο.
Πώς λειτουργεί η πυρηνική σύντηξη; Η πυρηνική σύντηξη περιλαμβάνει τον συνδυασμό (ένωση) ατομικών πυρήνων για την παραγωγή ενός βαρύτερου στοιχείου, η οποία έχει αποτέλεσμα την απελευθέρωση τεράστιας ποσότητας ενέργειας που μπορεί να αποθηκευτεί. Ουσιαστικά, είναι η ίδια αντίδραση που λαμβάνει χώρα στον πυρήνα του Ηλίου, με τις ακραίες συνθήκες που επικρατούν εκεί. Όμως, επειδή δύο πανομοιότητα στοιχεία απωθούνται, η υπέρβαση της φυσικής απώθησης μεταξύ των ατομικών πυρήνων και η διατήρηση των κατάλληλων συνθηκών για την πραγματοποίηση της σύντηξης δεν είναι απλή υπόθεση. Και το να γίνει αυτό με τρόπο που να παράγει περισσότερη ενέργεια απ’ όση καταναλώνει, η αντίδραση αυτή ήταν για δεκαετίες πέρα από τις δυνατότητές μας.
Οι επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει διάφορες τεχνικές για να προσπαθήσουν να αναδημιουργήσουν σε αντιδραστήρες τις ακραίες συνθήκες που επικρατούν στο Ήλιο, αλλά έχει αποδειχθεί πολύ δύσκολο να διατηρηθούν η υψηλή θερμοκρασία και η πίεση που απαιτούνται για επαρκή χρόνο. Πρόσφατα, Αμερικανοί επιστήμονες πέτυχαν ένα σημαντικό ορόσημο στις προσπάθειές τους να τελειοποιήσουν τη διαδικασία της πυρηνικής σύντηξης, καταφέρνοντας να παράγουν περισσότερη ενέργεια από τις αντιδράσεις σύντηξης απ’ όση χρησιμοποίησαν ως πυρηνικό καύσιμο.
Τα περισσότερα πειράματα σύντηξης χρησιμοποιούν ως καύσιμο το ισότοπο του υδρογόνου «Δευτέριο», το οποίο μπορεί να εξαχθεί φθηνά από το θαλασσινό νερό, άρα υπάρχει πρακτικά σε απεριόριστο απόθεμα και οι προμήθειες καυσίμου θα μπορούσαν να διαρκέσουν για εκατομμύρια χρόνια. Έχει χαρακτηριστεί ως το «ιερό δισκοπότηρο» της παραγωγής ενέργειας.
Το πρόβλημα, όμως, σήμερα είναι ότι, παρά τις επιτυχίες και τις ανακαλύψεις στα εργαστήρια μέχρι τώρα, η πυρηνική σύντηξη μεγάλης κλίμακας απέχει ακόμη αρκετά χρόνια από την ευρεία εφαρμογή και στοιχίζει πολλά δισεκατομμύρια δολάρια ή ευρώ. Οι επιστήμονες προσπαθούν να επικεντρωθούν τώρα στην αναπαραγωγή της σύντηξης πιο γρήγορα και φθηνά.
Όσον αφορά την ασφάλεια, ο Διεθνής Οργανισμός Ατομικής Ενέργειας χαρακτήρισε την πυρηνική σύντηξη «εγγενώς ασφαλή». Οι αντιδράσεις σύντηξης εξαρτώνται από τη συνεχή εισαγωγή μικρής ποσότητας καυσίμου και η διαδικασία είναι εξαιρετικά ευαίσθητη σε οποιαδήποτε μεταβολή των συνθηκών εργασίας. Αν υπάρξει οποιαδήποτε διαταραχή σε αυτήν τη διαδικασία, η αντίδραση θα σταματήσει αμέσως. Άρα δεν υφίσταται ατύχημα τύπου «αλυσιδωτής αντίδρασης», όπως στους αντιδραστήρες σχάσης. Επιπροσθέτως, τα απόβλητα που παράγονται από την πυρηνική σύντηξη είναι λιγότερο ραδιενεργά και διασπώνται πολύ πιο γρήγορα σε σύγκριση με αυτά από την πυρηνική σχάση και είναι επίσης πολύ πιο εύκολα στον χειρισμό και την αποθήκευσή τους με ασφάλεια και με βασικές προφυλάξεις.
Οι εκτιμήσεις δείχνουν ότι η σύντηξη θα μπορούσε να παράγει τέσσερις φορές περισσότερη ενέργεια ανά χιλιόγραμμο (kg) καυσίμου σε σχέση με τη σχάση και σχεδόν τέσσερα εκατομμύρια φορές περισσότερη ενέργεια από την καύση πετρελαίου ή άνθρακα. Η απόδοση αυτή είναι εξαιρετικά υποσχόμενη, αν σκεφτούμε το μέγεθος του ενεργειακού προβλήματος που αντιμετωπίζουμε παγκοσμίως.
Συμπερασματικά, η πυρηνική σύντηξη δεν βασίζεται σε ορυκτά καύσιμα, όπως το πετρέλαιο ή το φυσικό αέριο, και δεν παράγει κανένα από τα αέρια του θερμοκηπίου που προκαλούν την υπερθέρμανση του πλανήτη, άρα μπορεί να αποτελέσει μια λύση στην αντιμετώπιση τόσο της ενεργειακής κρίσης όσο και της κλιματικής αλλαγής. Χρησιμοποιεί ως καύσιμα υλικά που βρίσκονται σε σχετική αφθονία στη Γη (π.χ. το Δευτέριο), άρα αν επιτευχθεί αναπαραγωγή της διαδικασίας με γρήγορο και φθηνό τρόπο, δεν τίθεται ζήτημα αφθονίας της πρώτης ύλης. Επίσης, σε αντίθεση με την ηλιακή ή την αιολική ενέργεια, δεν εξαρτάται από τις τοπικές καιρικές συνθήκες, άρα η απόδοση παραμένει σταθερή και δεν υπάρχουν διακυμάνσεις στην ενέργεια ανάλογα με τις κρατούσες συνθήκες.
Φαίνεται ότι δεν μπορούμε να φανταζόμαστε και να σχεδιάζουμε ένα μέλλον κλιματικά ουδέτερο χωρίς της συμβολή της πυρηνικής ενέργειας στο ενεργειακό μείγμα. Η ευρεία χρήση της πυρηνικής σύντηξης θα μπορούσε να βοηθήσει τις χώρες να επιτύχουν τους στόχους τους για επίτευξη «καθαρών μηδενικών» εκπομπών έως το 2050.
Φανταστείτε τα εμπορικά πλοία να κινούνται με μίνι πυρηνικούς αντιδραστήρες (σύντηξης) επί χρόνια χωρίς ανεφοδιασμό. Αυτό και μόνο θα αφαιρούσε σημαντικότατο μέρος των αερίων θερμοκηπίου από τις μεταφορές. Μπορεί σήμερα να φαίνεται επιστημονική φαντασία, ωστόσο είναι ένα πολύ διαδεδομένο πειραματικό αντικείμενο, στο οποίο ήδη επενδύονται εκατομμύρια.
Ακολουθήστε το Powergame.gr στο Google News για άμεση και έγκυρη οικονομική ενημέρωση!
