Plaukiojančios branduolinės elektrinės - ateities energetikos sprendimas ar „plaukiojantys Černobyliai“, sukelsiantys katastrofiškus padarinius? Štai ką pastatė Rusija. Ką sugalvojo danai, žadantys šimtus tokių jėgainių kasmet. Kokie tokių jėgainių privalumai ir trūkumai? Pasiaiškinkime.
Plaukiojančios branduolinės elektrinės - ateities energetikos sprendimas ar „plaukiojantys Černobyliai“, sukelsiantys katastrofiškus padarinius? Štai ką pastatė Rusija. Ką sugalvojo danai, žadantys šimtus tokių jėgainių kasmet. Kokie tokių jėgainių privalumai ir trūkumai? Pasiaiškinkime.
„Akademikas Lomonosovas“ © Nicolai Gontar | „Greenpeace“
Branduolinė energetika jau daugelį dešimtmečių yra nemenkų ginčų objektas, tačiau nedaugelis atominių elektrinių kelia tiek daug diskusijų ir protestų, kiek tos, kurios gali plaukti atviroje jūroje arba netoliese esančiuose mažesnių miestų vandens keliuose.
Plaukiojantys branduoliniai reaktoriai pradeda sulaukti itin didelio susidomėjimo Rusijos Federacijoje ir Šiaurės Europos regionuose, kurie juos laiko pagrindiniais energijos ištekliais būsimam Arkties vystymuisi, kadangi klimato kaita ir toliau tirpdo jūros ledą ir ledynus šiaurinėse platumose bei atveria naujas galimybes.
Po tais tirpstančiais ledynais slypi daugybė gamtos išteklių, kurių žmonės iki šiol net nematė – ką jau kalbėti apie jų gavybą – tačiau išlieka problema: kaip sukurti infrastruktūrą, reikalingą šiems ištekliams išgauti. Štai čia ir atsiranda plaukiojančios atominės elektrinės.
Kaip sukurti plaukiojantį branduolinį reaktorių?
Visų pirma, su plaukiojančiu branduoliniu reaktoriumi nėra viskas taip paprasta, kaip kai kuriems gali pasirodyti. Čia neužtenka tiesiog fiziškai į „valtį“ įdėti tipinį branduolinį reaktorių ir visą tai pavadinti plaukiojančia branduoline elektrine. Viskas daug sudėtingiau.
Tokiems branduoliniams reaktoriams įrengti reikia statyti specialius laivus, tačiau idėja apie branduolinį reaktorių laive nėra nauja koncepcija.
Kariniai povandeniniai laivai ir arktiniai ledlaužiai jau yra varomi branduoliniais reaktoriais, todėl idėja yra ne tiek apie branduolinio reaktoriaus patalpinimą laive, kiek apie branduolinio reaktoriaus pavertimą visa laivo esme.
Inžinieriai į pirmąjį plaukiojantį branduolinį laivą „Akademiką Lomonosovą“ įkelia branduolinį reaktorių
© „Rosatom“
Akivaizdu, kad tam reikia skirtingų konstrukcijos pasirinkimų, kad būtų galima pritaikyti saugos įrangą ir pačius branduolinius reaktorius. Tačiau bene svarbiausias dalykas yra apsaugoti jį nuo ekstremalių oro sąlygų ar cunamių, kurie gali nuskandinti laivą ar kitaip jį sugadinti, dėl ko į aplinką galėtų patekti radioaktyvios medžiagos ir atliekos.
Tokios nelaimės nutiko 1986 m. Černobylyje, Ukrainoje, ir ganėtinai neseniai Fukušimoje, Japonijoje, kai 2011 metais 15 metrų aukščio cunamis išjungė trijų Fukušimos Daiichi atominės elektrinės reaktorių maitinimą ir aušinimą. Žinoma, tai buvo antžeminiai reaktoriai.
Kaip laivas susidorotų su įvairiais iššūkiais, pavyzdžiui, saugotų reaktoriuje naudojamus labai radioaktyvius panaudoto branduolinio kuro strypus, tebėra svarbūs ir atviri klausimai.
„Akademikas Lomonosovas“, pirmoji Rusijos plaukiojanti atominė elektrinė, pastatyta 2018 m., yra suslėgto vandens reaktorius, generuojantis šildomą aukšto slėgio vandenį, kuris perduoda savo šiluminę energiją žemesnio slėgio vandeniui antrinėje sistemoje, kuri taip pat gamina garą.
Panašiai kaip ir laivų branduoliniuose reaktoriuose, radioaktyviųjų atliekų klausimas yra didžiulis iššūkis, nes jos yra radioaktyvaus skysčio pavidalu. Kadangi tai yra suslėgto vandens reaktorius, taip pat kyla potencialios avarijos, dėl kurios radioaktyviosios medžiagos gali pasklisti į aplinką, problema.
Danijos „Seaborg Technologies“ mano, kad sprendimas yra naudoti išlydytos druskos reaktorių savo plaukiojančio branduolinio reaktoriaus konstrukcijoje. Čia naudojamos fluorido druskos, sumaišytos su branduoliniu kuru, sudaro skystį, kurio temperatūra aukštesnė nei 932 °F (500 °C), leisdama jam tekėti į reaktorių ir iš jo.
Skirtingai nuo suslėgto vandens reaktorių, jei reaktoriaus kamera kažkaip pažeidžiama, pavyzdžiui, per avariją, kurią sukėlė stichinė nelaimė, išlydyta druska taip smarkiai ir niokojančiai nesprogsta garų pavidalu. Vietoj to, kai išlydyta druska yra veikiama oro, ji sukietėja į uolą, panašiai kaip lava. Tad nelaimės atveju radioaktyvias medžiagas daug lengviau tvarkyti ir pašalinti.
Vis dėlto, išlydytos druskos reaktoriai turi savo izoliavimo problemų, ypač dėl korozijos. Karštos druskos jūrinėje aplinkoje tampa itin ėsdinančios. Todėl norint pastatyti išlydytos druskos branduolinį reaktorių, reikės specialaus ekranavimo (apsaugos), kuris atlaikytų tokią koroziją, kurios net nerūdijantis plienas negali atlaikyti.
„Seaborg Technologies“ plaukiojančių branduolinių jėgainių projektas
© „Seaborg Technologies“
Kam išvis reikia statyti plaukiojantį branduolinį reaktorių?
Tačiau kokia prasmė išvis statyti plaukiojantį branduolį reaktorių? Visų pirma, plaukiojantis branduolinis reaktorius yra naudojamas tiekti didelį energijos kiekį pramoniniam ir gyventojų naudojimui atokiose vietose.
Pavyzdžiui, „Akademikas Lomonosovas“ yra naudojamas tiekti energiją Rusijos šiaurėje esančiam Peveko miestui, taip pat šiame regione esančiai vandens gėlinimo gamyklai. Rusija taip pat patvirtino planus dėl dar penkių papildomų plaukiojančių atominių elektrinių, kurios turėtų veikti palei jos šiaurinę arktinę pakrantę.
Šios elektrinės ne tik aprūpins elektra kai kurias labiausiai izoliuotas Rusijos bendruomenes, bet ir suteiks energijos, reikalingos plėtrai dar toliau į šiaurę, į dar žmogaus nepaliestas arktines zonas, kurias dabar veikia besitraukiantis jūros ledas ir ledynai.
Už Rusijos ribų plaukiojantis branduolinis reaktorius galėtų būti naudojamas suteikti reikalingos elektros energijos kitiems pasaulio regionams, kuriuose trūksta elektros energijos arba jos visai nėra, taip pat padėti maitinti nelaimės ištiktus regionus, padėti jiems atsigauti ir leisti sustiprinti/atstatyti sugadintą energetikos infrastruktūrą.
Septintajame dešimtmetyje ir aštuntojo dešimtmečio pradžioje Jungtinės Valstijos eksploatavo plaukiojančią atominę elektrinę Panamos kanale, tačiau ji nebuvo tokia ambicinga, kaip siūlo kiti, pavyzdžiui, „Seaborg Technologies“ ir Rusijos „Rosenergoatom“.
„Seaborg Technologies“ tikisi ilgainiui kasmet pagaminti šimtus plaukiojančių atominių elektrinių, teigdama, kad šie reaktoriai per reaktoriaus eksploatavimo laiką kompensuos mažiausiai 33 600 000 tonų anglies dvideginio, palyginti su panašaus dydžio anglies jėgaine.
„Pasauliui reikia energijos, bet mums taip pat reikia dekarbonizacijos“, sakė Troels Schönfeldt, „Seaborg Technologies“ įkūrėjas ir generalinis direktorius. „Turėdami labai konkurencingą produktą, naudodami esamus gamybos pajėgumus, kasmet galime dislokuoti šimtus reaktorių – esame orientuoti į pasaulinį poveikį.“
Šis dekarbonizacijos tikslas yra gyvybiškai svarbus, be jokios abejonės, ir net kai kurie aplinkos politikos šalininkai teigia, kad ekonomikos dekarbonizavimas siekiant kovoti su klimatu yra neįmanomas be padidintos branduolinės energijos gamybos.
Tačiau, kaip pažymi kiti, saugios branduolinės energijos kūrimas užima daug laiko – tai, ko mes beveik netenkame, kai kalbame apie klimato kaitos prevenciją, todėl klimato kaitos viltis, kad branduolinė energija mus išgelbės, gali būti ginčytina.
Kokie yra plaukiojančių branduolinių reaktorių apribojimai?
Pradedant nuo akivaizdžių dalykų, plaukiojantys branduoliniai reaktoriai gali būti naudojami tik ten, kur yra pakankamai vandens jiems plaukioti, taigi arba atvirame vandenyne, arba pakankamai plačiuose vandens keliuose, pavyzdžiui, didelėse upėse.
Jei labiau izoliuoti regionai nebus prijungti prie to paties elektros tinklo kaip ir pakrantės regionas, prie kurio prijungta plaukiojanti atominė elektrinė, tai jiems nelabai ji padės.
Tai būtų ypač negerai, jei plaukiojančios atominės elektrinės tikslas būtų tiekti energiją nelaimės ištiktam regionui, tačiau ji to negalėtų daryti, nes tiesiog neegzistuotų reikalingas vietinis elektros energijos perdavimo tinklas. Elektra toks dalykas - su kibiru jos nepasemsi ir nenusineši, kur tau reikia.
Pavyzdžiui, 2017 m. uraganas Marija nusiaubė JAV Puerto Riko teritoriją, kai kuriose salos vietose mėnesiams nutraukdamas elektros tiekimą. Problema buvo ne tiek ta, kad elektrinė visą tą laiką buvo išjungta, bet tai, kad Marija nugriovė elektros laidus visoje saloje.
Energija visiems Puerto Riko gyventojams buvo oficialiai atkurta tik 2019 m. kovą, praėjus beveik dvejiems metams po to, kai Marija nusiaubė salą. Tokio pobūdžio infrastruktūros iššūkių plaukiojanti atominė elektrinė negalėtų išspręsti, o jų naudingumas kitose nelaimės zonose taip pat būtų ribotas.
Kokias rizikas kelia plaukiojantys branduoliniai reaktoriai?
Didžiausia plaukiojančių branduolinių elektrinių problema yra ta pati, su kuria susiduria bet kuri branduolinė elektrinė: kokios su ja susijusios rizikos?
Branduolinės energijos šalininkai skuba pabrėžti, kad branduolinė energija iš tikrųjų turi fantastišką saugos lygį, atsižvelgiant į tai, kiek atominių elektrinių yra eksploatuojama visame pasaulyje. Ir konteksto vardan tikrai yra ką apie tai pasakyti.
Šiuo metu pasaulyje yra apie 440 veikiančių branduolinių reaktorių. Maždaug 190 reaktorių yra uždaryta.
Įvyko keletas didelių ir didelio atgarsio sukėlusių branduolinių avarijų, įskaitant 1957 m. Kyshtym, Trijų mylių salos, Černobylio ir Fukušimos branduolines avarijas.
Po Fukušimos nelaimės tyrėjai išanalizavo visas ankstesnes atominių reaktorių lydymosi avarijas ir apskaičiavo, kad gedimų dažnis yra 1 atvejis iš 3704 reaktoriaus (eksploatacijos) metų.
Prinstono universiteto branduolinės energetikos ekspertas Haroldas A. Feivesonas rašė, kad nors atominės elektrinės tapo labai patikimos, tačiau „net jei didelės avarijos tikimybė būtų, tarkime, viena iš milijono per reaktoriaus veiklos metus, 1000 reaktorių visame pasaulyje ateityje susidurtų su 1 procento tikimybe, kad tokia avarija galimai nutiks kas 10 metų – galbūt tikimybė ir maža, bet ne nereikšminga, atsižvelgiant į pasekmes.“
Ir tos avarijos pasekmės yra tokios pat didelės, kaip ir atominės elektrinės suteikiama nauda, kai ji tinkamai veikia. Branduolinė energija yra neabejotinai didelės rizikos ir didelio atlygio pasiūlymas, net jei absoliutus branduolinių avarijų skaičius išlieka mažas.
Kaip pabrėžia aplinkosaugos aktyvistų grupė „Greenpeace“, plaukiojančios branduolinės elektrinės Arktyje sukelta branduolinė avarija būtų potencialiai katastrofiška.
„Aplink Arkties vandenyną besisukantys branduoliniai reaktoriai kels šokiruojančiai akivaizdžią grėsmę trapiai aplinkai, kuri jau ir taip patiria didžiulį klimato kaitos spaudimą“, – sakė „Greenpeace“ Centrinės ir Rytų Europos branduolinės energetikos ekspertas Janas Haverkampas, reaguodamas į 2018 m. užbaigtas „Akademiko Lomonosovo“ statybas.
„Rosenergoatom“ direktoriaus pavaduotojas Sergejus Zavylovas dar 2010 m. BBC sakė, kad „šios [plaukiojančios atominės elektrinės] turi labai gerą potencialą, sudarydamos sąlygas tyrinėti Arkties šelfą ir įrengti gręžimo platformas naftai ir dujoms išgauti. Darbas Arktyje yra labai sudėtingas ir pavojingas, todėl turėtume užtikrinti patikimą energijos tiekimą.“
„Galime šimtu procentų garantuoti savo [plaukiojančių branduolinių] jėgainių saugumą“, – pridūrė Zavylovas. – „Bet kokia rizika yra visiškai atmetama.“
Kalbant apie ekstremalias oro sąlygas ir cunamius, plaukiojančių branduolinių elektrinių šalininkai tvirtina, kad šie laivai atlaikys šiuos reiškinius, bet ne tik, kad tai dar neįrodyta, bet ir neatrodo, kad jie galėtų tai garantuoti, bent jau ne tų laivų atvejais, kurie jau pagaminti.
„Plaukiojančios branduolinės elektrinės paprastai bus naudojamos netoli pakrantės ir sekliuose vandenyse. Priešingai nei tvirtina saugumą deklaruojantys šalininkai, plokščiadugnis korpusas ir [Akademiko Lomonosovo] stoka judėti iš vietos pačiam [šį laivą į reikiamą vietą nutraukia baržos aut. past.] daro jį ypač pažeidžiamą cunamių ir ciklonų“, – sakė Haverkampas iš „Greenpeace“.
Svarbu atsiminti, kad uraganai ir cunamiai atviroje jūroje gali būti pavojingi, tačiau ten jų poveikis yra daug mažesnis nei pakrantėse, kur išstumtas vanduo patenka į dažnu atveju gana tankiai apgyvendintas pakrantės zonas, dėl ko kyla didžiulės bangos, potvyniai, niokojama infrastruktūra ir net žūva žmonės. Bet kuri plaukiojanti elektrinė bus tokia pat pažeidžiama šių gamtos jėgų, kaip ir bet kuris kitas didelis prie kranto esantis laivas.
Nors tai gali nekelti didelio susirūpinimo šiaurinėje Rusijoje. Kelios Afrikos, Pietų Amerikos ir Azijos šalys jau anksčiau išreiškė susidomėjimą plaukiojančiomis branduolinėmis elektrinėmis. Tad tikėtina, kad susidomėjimas tik didės, kai Rusija ir kitos šalys pradės jas masiškai gaminti.
Bent jau tol, kol neįvyks nelaimingų atsitikimų ir tikėtina, kad jų nutiks, kai šių plaukiojančių branduolinių elektrinių bus pagaminta daug.
Reikia pripažinti ir tai, kad tikroji rizika, kurią kelia plaukiojančios branduolinės elektrinės, nėra žinoma, nes mes tiesiog neturime pakankamo imties dydžio (tokių jėgainių kiekio), kad galėtume jį galutinai išmatuoti, nors tai iš tikrųjų yra geras dalykas. Turėdami daug duomenų apie praeities branduolines avarijas ir tai, kas jas sukėlė, bei nenorėdami ir vėl tai pamatyti, galime maksimaliai sumažinti rizikas.
Artimiausiais dešimtmečiais intensyvėjant Arkties regiono išnaudojimui, Arktyje esančių gręžinių ir kasybos operacijų aprūpinimas energija ir švaraus vandens tiekimas tiems, kurie ten dirba, bus vis didesnis prioritetas toms valstybėms, kurios turi pretenzijų į Arkties išteklius.
Pasaulio pietuose vis labiau stokojant geriamojo vandens, daug energijos reikalaujančios gėlinimo gamyklos bus būtinos, kad gėlu vandeniu būtų aprūpintas nesuvokiamas žmonių skaičius, todėl net ir esant branduolinių avarijų rizikai, rizika mirti iš troškulio bus daug didesnė ir aktualesnė.
Tad masinė plaukiojančių branduolinių elektrinių gamyba gali būti jau visai čia pat, norime to ar ne.
