أعلنت شركتي (TerraPower) و(PacifiCorp) في شهر يونيو عن خطتهما لبناء مفاعل نووي في ولاية “وايومنغ”، حيث كانت توجد محطة فحم سابقًا، لم يُحدث الخبر ضجة كبيرة, بالرغم من أن الأمر لا يخلو من الجدل، إذ أنّه من الممكن بناء هذه المفاعلات المعيارية. لا يؤدي استخدام هذه المفاعلات إلى تحسين الفرص الاقتصادية فحسب، بل يمكنه أيضًا تقليل المخاطر البيئية نظرًا لأن قلب المفاعل أصغر ويحتوي على وقود إشعاعي أقل. السؤال هو: هل ستكون هذه المفاعلات عملية؟
يقول علي زبيب، مدير أنظمة الطاقة النووية في مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني، في مقابلة مع الكاتب: “تسمح لنا المفاعلات المعيارية الصغيرة بدخول أسواق جديدة”، وأضاف قائلًا: “المفاعلات الكبيرة ليست بالضرورة مناسبة للدول الأصغر أو المناطق ذات الشبكات الأصغر، وبعد قولي هذا، فإنّ المفاعلات الصغيرة توفر مزايا كبيرة في الأسواق القائمة، ففي الولايات المتحدة، على سبيل المثال، هناك وحدتان نوويتان كبيرتان قيد الإنشاء ولم تُنافسا على النطاق والميزانية. لذلك هناك تحول إلى المفاعلات المعيارية الصغيرة”.
تُعرف المفاعلات ذات الحجم الصغير بأنها المفاعلات التي تترواح قدرتها بين 50 ميغاواط إلى 300 ميغاواط. لكن يمكن دمج الوحدات لإنشاء محطة بقدرة 1000 ميغاواط، بحيث إذا تعطلت إحدى الوحدات، فإنه من الممكن إصلاحها بينما ستظل بقية الوحدات تعمل. تتمتع هذه الوحدات ببعض المزايا في تصميمها، فهي تأتي عمومًا مع جهاز لتخزين المواد النووية المستهلكة بينما يمكنها إنشاء إمدادات مياه صالحة للشرب في تلك البلدان التي يوجد فيها شح في الماء.
أما بالنسبة إلى شركة (TerraPower)، فقد تم تمويلها إلى حد كبير من قبل “بيل جيتس”، مؤسس شركة “مايكروسوفت” ومؤلف كتاب (How to Avoid a Climate Disaster)، وفي سبتمبر 2020، أطلقت (TerraPower) بالتعاون مع شركة (GE Hitachi) للطاقة النووية، ما يسمى بمشروع “Natrium”، وهو مفاعل معياري صغير يسعون إلى تسويقه بحلول عام 2030. وهم الآن يختبرون هذه التكنولوجيا، جنبًا إلى جنب مع شركة (PacifiCorp) من (Berkshire Hathaway). وتزعم الشركتان أن مفاعلات “Natrium” قادرة على تغطية عجز طاقة الرياح والطاقة الشمسية عندما لا يسمح الطقس بذلك. بمعنى آخر، ستكون مصدرا احتياطيًا نظيفًا.
قال كريس ليفيسك، الرئيس التنفيذي لشركة (TerraPower): “تم تصميم تقنية (Natrium) لحل التحديات التي تواجهها المَرافق أثناء عملها و تعزيز موثوقية الشبكة واستقرارها بالاضافة الى تلبية أهداف إزالة الكربون وخفض الانبعاثات”.
الموارد المرنة
منحت وزارة الطاقة الأمريكية شركة (TerraPower) مبلغ 80 مليون دولار في أكتوبر 2020 لإظهار تقنية (Natrium) الخاصة بها، كما تلقت شركة (X-Power) نفس المبلغ لاختبار مفاعلاتها المعيارية الصغيرة. لدى (NuScale) اتفاق مماثل لتقاسم التكاليف منذ عام 2016 وتأمل الشركة الآن إلى تسويق تقنيتها بحلول عام 2030 في موقع محتمل في ولاية أيداهو، وتصرّح شركة (NuScale)، المملوكة بمعظمها لشركة (FluorCorp)، أنّ 12 من مفاعلاتها المعيارية يمكن أن تتحد لتشكل وحدة بقدرة 924 ميغاواط.
يقول علي زبيب ، أنّه في ولاية واشنطن، يمكن أن تساعد المفاعلات المعيارية الصغيرة في تحقيق أهداف الطاقة النظيفة للولاية: لا يتطلب قانون تحويل الطاقة النظيفة القضاء على الفحم بحلول عام 2025 فحسب، بل ينص القانون أيضًا على وجوب إزالة الكربون من شبكة المدينة بحلول عام 2045. مع الأخذ في الاعتبار أن الفحم والغاز الطبيعي شكلا 17٪ من مصادر الكهرباء في واشنطن في 2018 أو 5 جيجاوات إجمالاً. بينما يمكن أن تحل الرياح والطاقة الشمسية جزءًا من المشكلة، ستكون المصادر الأخرى الخالية من الكربون ضرورية أيضًا.
وكما يقول علي زبيب، الذي شارك في كتابة تقرير حول هذا الموضوع: “مع استمرار المصادر المتقطعة، مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية، في التقدّم، أصبحت الطاقة النووية الآن موضع تركيز”، وأضاف: “مع استمرار دخول طاقة الرياح والطاقة الشمسية إلى شبكتنا، توقع المزيد من التباين في الحمل الكهربائي، لذا سنحتاج إلى مصادر مرنة جديدة، لا تصدر عنها انبعاثات ويمكنها معالجة موجات الحرارة مع ضمان موثوقية شبكة الكهرباء “.
يواصل زبيب شرح كيف أصبحت الطاقة النووية مورداً مرنًا يُستخدم لدعم طاقة الرياح والطاقة الشمسية. يُستخدم اليوم الجيل الثاني من مفاعلات الماء الخفيف، لكن مفاعلات الماء الخفيف من الجيل الثالث قادمة بينما ستتبعها مفاعلات الجيل الرابع. ويتم الآن بالفعل استخدام مفاعلات الجيل الثالث في الصين۔
العائد من استخدام المفاعلات الصغيرة
يمكن أيضًا استخدام هذه التقنيات المتقدمة في المفاعلات المعيارية الصغيرة. تعمل الوحدات النووية من الجيل الثالث على تحسين بروتوكولات الأمان أثناء استخدام الماء كمبرد واليورانيوم كوقود. يمكن لمفاعلات الجيل الرابع استخدام الملح المصهور كمبرد بينما يمكنهم تغيير نوع الوقود والتي تُعرف باسم “مفاعلات درجة الحرارة العالية جدًا”، فهي تحقق كفاءة حرارية فائقة ولها فرص أكبر في التطبيقات الصناعية، كما يقال إنها أكثر أمانًا واقتصادًا. “من الناحية التاريخية، تتمثل ميزة التكنولوجيا النووية الحالية في وفورات الحجم*”، كما يقول زبيب، ويضيف: “يتم تصنيع المفاعلات المعيارية الصغيرة ونقلها إلى موقع النشر”، مما قد يكون منطقيا أكثر ويحقق جدوى اقتصادية أكبر.
يتابع زبيب قائلاً: “لا يزال يتعين على الوحدات الأصغر أن تخضع لنفس التقييم التنظيمي وتقييم السلامة”. “في نهاية المطاف، لدينا هيئة تنظيمية نووية يجب أن تضمن عملها بأمان وأن تعمل على حماية العامّة. ما تغير هو حجم منطقة التأهب للطوارئ: مع ميزات الأمان المحسّنة”.
من المؤكد أن النقاد يقولون أنّه إذا كانت للفكرة جاذبية تجارية حقًا، فستكون قادرة على الوقوف بمفردها دون الحاجة إلى التمويل العام. في الوقت نفسه، هؤلاء المشككون هم معارضون للمفاعلات الصغيرة بقدر معارضتهم للمفاعلات الكبيرة المُستخدمة حاليًا. بغض النظر عن الحجم، فإنها تنتج مواد نووية مستهلكة (نفايات نووية). وإذا انتشرت وحدات أصغر في جميع أنحاء البلاد، فستزداد صعوبة مراقبتها.
لا يوجد مصدر كامل 100% ولكن على الرغم من عيوبها، فإن الطاقة النووية ضرورية لمكافحة تغير المناخ. تحظى الآن باهتمام متزايد بسبب قدرتها على دعم طاقة الرياح والطاقة الشمسية والمساعدة في تحقيق أهداف إزالة الكربون في البلاد. ويعتقد بيل جيتس، على الأقل، أن المفاعلات المعيارية الصغيرة قد تكون الخطوة الأكثر عملية إلى الأمام بينما تعمل المبادرات بين القطاعين العام والخاص على إخراج المفهوم من المختبر إلى الميدان.
*وفورات الحجم: في الاقتصاد الجزئي، وفورات الحجم هي مزايا التكلفة التي تحصل عليها الشركات بسبب حجم عملها، فتتناقص تكلفة إنتاج وحدة إضافية من السلعة كلما زاد حجم الإنتاج.
المصدر: forbes.com