Sve toplija ljeta u Evropi donose zabrinjavajući trend. Klima uređaji, koje je ovaj kontinent dugo izbjegavao smatrajući ih svojevrsnim američkim luksuzom, postaju nužnost. Istovremeno, neki od nuklearnih reaktora koji proizvode električnu energiju potrebnu za rad tih rashladnih uređaja moraju smanjivati proizvodnju upravo u trenutku kada temperature dosežu rekordne vrijednosti.
Ovo ljeto bilo je posebno teško. Niz ekstremnih toplotnih valova koji su pogodili Evropu, usmrtili hiljade ljudi i podstakli historijske šumske požare, ozbiljno je utjecao i na rijeke koje snabdijevaju vodom termoelektrane, uključujući nuklearne elektrane.
U Francuskoj i Švicarskoj pojedine nuklearne elektrane morale su obustaviti rad zbog porasta temperature riječnih voda, kako bi se spriječilo ispuštanje previše tople vode u osjetljive vodene ekosisteme.
U Rumuniji, Mađarskoj i Bugarskoj nuklearne elektrane izgrađene uz Dunav morale su biti zatvorene ili su smanjile proizvodnju jer je suša spustila nivo vode ispod nivoa potrebnog usisnim pumpama.
Kritičari nuklearne energije iskoristili su ovu situaciju kako bi ponovo postavili pitanje koliko je nuklearna energija zaista pouzdana i efikasna, posebno u uvjetima klimatskih promjena.
„Čudno je da bi bilo ko podržavao novu nuklearnu energiju koja zavisi od hlađenja, suočen s kontinuiranim, ubrzanim rastom globalnih temperatura“, napisao je Mark Z. Jacobson, profesor na Stanford University i dugogodišnji zagovornik zamjene nuklearne energije obnovljivim izvorima poput vjetra, sunca i hidroenergije.
Jacobson je to objavio na društvenoj mreži X nakon što je Francuska tokom toplotnog vala isključila nuklearne elektrane ukupnog kapaciteta 6,3 gigavata.
U središtu problema nalazi se ogromna količina vode koja je nuklearnim elektranama potrebna za hlađenje reaktora.
Problem je posebno izražen u Evropi, gdje se mnoge nuklearne elektrane oslanjaju na riječnu vodu. To se razlikuje od Azije, gdje je većina elektrana izgrađena u blizini mora, ali i od Sjeverne Amerike, gdje reaktori češće koriste rashladne tornjeve koji pomažu u izbjegavanju problema s pregrijavanjem izvora vode.
Stručnjaci, međutim, ističu da problem u Evropi nije nužno posljedica same nuklearne tehnologije, već načina na koji su pojedine elektrane projektirane. Prema njihovom mišljenju, nedostaci se mogu otkloniti.
„Postoji više rješenja za ovaj problem“, rekla je Madison Hilly, generalna direktorica konsultantske kompanije Radiant Energy Group koja se bavi nuklearnom energijom.
Ali, kako dodaje, ako neko ne podržava nuklearnu energiju, ovo je „godišnji događaj koji mu praktično omogućava da kaže da nuklearna energija nije pouzdana i da se ne može graditi za klimatske uvjete koji se mijenjaju“.
Klimatski izazov za evropske nuklearne elektrane
Klimatski izazov za evropske nuklearne elektrane ima dvije glavne dimenzije. Prvo, iznadprosječno visoke temperature rijeka aktiviraju propise o zaštiti okoliša koji zabranjuju ispuštanje previše zagrijane vode u prirodne vodotokove.
Drugo, suša dovodi do pada nivoa vode, zbog čega usisne pumpe elektrana više ne mogu efikasno crpiti vodu.
Uz Dunav, usisne pumpe koje dovode rashladnu vodu u elektrane nisu bile projektirane da rade pri tako niskim vodostajima kakvi su zabilježeni ovog ljeta.
Kada su te elektrane projektirane i građene između 1970 ih i 1990 ih godina, „nije postojala svijest o dramatičnim promjenama u protoku rijeka i temperaturama kojima sada svjedočimo“, rekao je Jacopo Buongiorno, direktor za nauku i tehnologiju u Center for Advanced Nuclear Energy Systems pri Massachusetts Institute of Technology.
Ipak, prema njegovim riječima, „premještanje usisnih sistema tehnički je izvodivo, iako skupo“.
Buongiorno naglašava da situaciju treba posmatrati u širem kontekstu.
„Čak i snažan toplotni val poput onog koji je Evropa doživjela ovog ljeta smanjuje prosječni faktor iskorištenosti ovih elektrana za samo nekoliko postotnih bodova na godišnjem nivou“, rekao je.
„Dok je sva pažnja usmjerena na nekoliko problematičnih elektrana koje se nalaze uz problematične rijeke, velika većina nuklearnih elektrana prolazi kroz ljetne vrućine bez ikakvih problema. Nuklearne elektrane i dalje su najpouzdaniji proizvođači električne energije na planeti.“
Kako povećati otpornost nuklearnih elektrana?
Najočiglednije rješenje za situacije u kojima nivo vode padne ispod usisnih pumpi jeste spuštanje same opreme, smatra Buongiorno.
Međutim, teško je precizno procijeniti troškove takvog zahvata jer bi obnova relevantnih komponenti predstavljala poseban inženjerski projekat.
Gotovo svaki građevinski zahvat u nuklearnoj elektrani izuzetno je skup, a rekonstrukcija dijela postojeće elektrane obično košta više nego izgradnja tog dijela od početka.
Dobar primjer predstavljaju rashladni tornjevi koje koristi većina nuklearnih elektrana u SAD-u i Aziji.
Riječ je o velikim hiperboloidnim strukturama koje su često najprepoznatljiviji dio nuklearne elektrane. One sprečavaju ispuštanje previše tople vode i omogućavaju elektrani da vodu recirkulira i ponovo koristi u zatvorenom sistemu.
Studija koju je kompanija Tetra Tech 2009. godine izradila za California Ocean Protection Council pokazala je da bi dodavanje rashladnog tornja već izgrađenoj elektrani koštalo približno 87 miliona dolara.
Preračunato prema današnjoj vrijednosti novca, to bi iznosilo oko 135 miliona dolara.
Takve rekonstrukcije također mogu trajati godinama. Nedavni poremećaji „zahtijevaju unapređenje evropske nuklearne spremnosti za ekstremne klimatske događaje koji su, nažalost, sada nova norma“, rekao je Adam Błażowski, predsjednik poljske pro nuklearne klimatske grupe WePlanet.
Kao kratkoročno rješenje problema niskog vodostaja, mađarska vlada potopila je dvije barže u blizini nuklearne elektrane Paks, jedine nuklearne elektrane u Mađarskoj, kako bi umjetno podigla nivo rijeke dovoljno da voda nastavi pritjecati do dva reaktorska bloka.
Iako su se „brojne ideje i tehnička rješenja za osiguravanje rashladne vode potrebne za rad elektrane pojavili u medijima i na društvenim mrežama“, upozorio je HUN REN Centre for Energy Research, vladina istraživačka institucija koja se bavi nuklearnom i obnovljivom energijom, konačna odluka mora biti donesena na osnovu stručne procjene nuklearne sigurnosti i proizvodnje električne energije.
U takvu procjenu, kako navode, moraju biti uključeni i drugi faktori, poput plovidbe, upravljanja vodnim resursima, poljoprivrede i zaštite od poplava.
„Koliko god ovi prijedlozi mogli izgledati primamljivo sa stanovišta sigurnosti snabdijevanja, ekonomske efikasnosti i, ako nivo vode kasnije dugoročno poraste, ponovnog pokretanja ostalih blokova, oni su u suprotnosti s osnovnim principima nuklearne sigurnosti i zbog toga su neprihvatljivi pod bilo kojim okolnostima“, navodi se u izjavi organizacije.
Ipak, HUN REN Centre for Energy Research naglašava da problemi pojedinih nuklearnih elektrana u Francuskoj, Rumuniji i Mađarskoj ne bi trebali zasjeniti ključnu ulogu koju nuklearna energija ima u održavanju stabilnosti elektroenergetskog sistema širom regije.
„Upravo u današnjim okolnostima izbjegavanje kolapsa elektroenergetskog sistema u velikoj mjeri možemo zahvaliti nuklearnim elektranama koje rade u Češkoj i Slovačkoj. One su gotovo identične nuklearnoj elektrani Paks, ali koriste rashladne tornjeve umjesto hlađenja slatkom vodom“, saopćio je HUN REN Centre for Energy Research.
„To također pokazuje da nuklearne elektrane s različitim sistemima hlađenja različito reaguju na ekstremne hidrološke uvjete.“
Odličan primjer iz Arizone
Ako želite dokaz da se nuklearne elektrane mogu projektirati tako da rade u ekstremnim vrućinama i uslovima suše, dovoljno je pogledati Arizonu.
Nuklearna elektrana Palo Verde, s tri reaktora, proizvodi više od četvrtine električne energije u ovoj američkoj saveznoj državi.
Arizona se godinama suočava s ozbiljnim problemima sa sušom, a sada se suočava i s novim smanjenjem svog udjela u vodi rijeke Colorado, u okviru plana Trumpove administracije za racionalizaciju sve oskudnijih izvora slatke vode u regiji.
Ipak, država je izgradila nuklearnu elektranu koja za hlađenje koristi recikliranu otpadnu vodu iz Phoenixa, udaljenog oko 80 kilometara.
Takav model mogao bi poslužiti kao primjer za buduće nuklearne elektrane.
„Palo Verde koristi recikliranu vodu iz grada Phoenixa, tako da je prilično samoodrživa. To je također primjer briljantnog inženjeringa“, rekao je Buongiorno.
„Uspjeli su izgraditi i uspješno upravljati nuklearnom elektranom s tri reaktora usred pustinje, a da pritom nisu postali teret za gradski sistem vodosnabdijevanja.“
Sve to ukazuje na važnu činjenicu, klimatske promjene predstavljaju ozbiljan izazov za nuklearnu energetiku, ali problem nije nužno u samoj tehnologiji.
Ključno pitanje bit će kako postojeće nuklearne elektrane prilagoditi sve toplijem i sušnijem svijetu, te kako buduće elektrane projektirati tako da mogu pouzdano proizvoditi energiju čak i u uvjetima ekstremnih temperatura i sve većeg pritiska na vodne resurse.
