ارزیابی اثرات زیست محیطی تولید انرژی هسته ای

20 ژوئن 2022 – توسط دانشگاه Ritsumeikan-ارزیابی اثرات زیست محیطی تولید برق هسته ای. اعتبار: دانشگاه Ritsumeikan

در دنیایی که دائماً در حال تحول است، جمعیت به سرعت در حال رشد همراه با شهرنشینی و صنعتی شدن منجر به تقاضای روزافزون برای انرژی می شود. چالش امروز در تامین این نیازهای انرژی و در عین حال کنترل گرمایش جهانی نهفته است – شرایطی که با سوخت‌های فسیلی برآورده نمی‌شوند. در تلاش برای کاهش تخریب محیط زیست و کاهش منابع طبیعی مرتبط با استفاده از سوخت های فسیلی، انرژی هسته ای به عنوان منبع جایگزین انرژی ترویج می شود.

انجام ارزیابی چرخه حیات (LCA) هر منبع انرژی برای درک چگونگی تأثیر آن بر محیط مهم است. بنابراین، بسیاری از مطالعات، مصرف انرژی تجمعی چرخه زندگی و انتشار گازهای گلخانه ای (GHG) مربوط به برق تولید شده از طریق انرژی هسته ای را ارزیابی کرده اند. با این حال، بیشتر این مطالعات به انتشار گازهای گلخانه ای و میزان انرژی مصرفی می پردازند که ممکن است منجر به ارزیابی کمتر جامعی از اثرات زیست محیطی و پایداری برق تولید شده از طریق انرژی هسته ای شود. به عنوان مثال، ما هنوز کل منابع مورد استفاده در این فرآیند را درک نکرده ایم.

گروهی از دانشمندان دانشگاه Ritsumeikan ژاپن، در تلاشی برای ارائه دیدگاهی جامع‌تر، تأثیر زیست‌محیطی تولید انرژی هسته‌ای را از طریق اندازه‌گیری کمتر در نظر گرفته شده – حجم منابع استخراج‌شده از لیتوسفر در طول چرخه حیات این فرآیند، تجزیه و تحلیل کردند. مطالعه آن‌ها بر روش‌های استخراج، انواع راکتورهای هسته‌ای، و نوع سیستم چرخه سوخت اورانیوم مورد استفاده در طول تولید انرژی هسته‌ای و اینکه چگونه تأثیر زیست‌محیطی فرآیند را تغییر می‌دهند، متمرکز بود. آنها همچنین گریدهای مختلف سنگ معدن اورانیوم استخراج شده – یک موجودیت بسیار متغیر – و تأثیر آن را بر کل نیاز مواد (TMR) ارزیابی کردند. این مقاله در 8 ژوئن 2022 به صورت آنلاین در دسترس قرار گرفت و در نسخه 363 مجله تولید پاکتر در 20 اوت 2022 منتشر خواهد شد.

پروفسور شوکی کوسایی، نویسنده مسئول این مطالعه، می‌گوید: «یک LCA از منابع استفاده شده برای تولید انرژی هسته‌ای 1 کیلووات ساعتی مبتنی بر اورانیوم با تجزیه و تحلیل TMR انجام شد. ما هر دو چرخه سوخت باز و بسته و سه نوع روش استخراج اورانیوم را بررسی کردیم: استخراج معادن روباز، استخراج زیرزمینی، و شستشوی درجا (ISL)، جدا از سایر متغیرها در تولید انرژی هسته‌ای، برای یک LCA کامل. انتشار گازهای گلخانه ای و استفاده از منابع طبیعی متعاقبا برای این متغیرها مورد ارزیابی قرار گرفت.

محققان دریافتند که ضریب TMR نشان دهنده شدت استخراج سوخت اورانیوم غنی شده بالاترین میزان را دارد و پس از آن سوخت هسته ای، سوخت اورانیوم بازفرآوری شده، سوخت اکسید مخلوط (MOX) و در آخر کیک زرد قرار دارند. عیار سنگ معدن اورانیوم تأثیر زیادی بر ضریب TMR نیز داشت، به این معنی که TMR به طور قابل توجهی با روش های مختلف استخراج متفاوت بود. لیچینگ درجا کمترین TMR را داشت. با این حال، روش استخراج در مقایسه با تأثیر آن بر انتشار گازهای گلخانه‌ای، تأثیر مهم‌تری بر استفاده از منابع داشت.

پروفسور ایجی یاماسوئه در مورد تأثیر چرخه سوخت می گوید: “ما دریافتیم که چرخه بسته ای که سوخت اورانیوم را مجدداً پردازش می کند، 26 درصد منابع کمتری نسبت به چرخه باز که از محصولات جانبی خود استفاده مجدد نمی کند، استفاده می کند.”

علاوه بر این، مشخص شد که استفاده از منابع طبیعی تولید انرژی هسته ای مشابه انرژی های تجدیدپذیر و به طور قابل توجهی کمتر از تولید انرژی حرارتی است. علاوه بر این، پتانسیل گرمایش جهانی و TMR تولید انرژی هسته ای روندهای بسیار متفاوتی را نشان دادند. در کنار انتشار گازهای گلخانه ای کمتر، تولید انرژی هسته ای نیز از منابع طبیعی کمتری استفاده می کند، که از نظر زیست محیطی منبعی برای تولید برق است.

دکتر کوسایی نتیجه‌گیری می‌کند: “حفظ اقتصاد دایره‌ای، حتی برای استفاده از منابع، مهم است. یافته‌های ما می‌تواند به سیاست‌گذاران در تدوین سیاست‌های انرژی بلندمدت که برق و تولید برق با استفاده از انرژی هسته‌ای را در نظر می‌گیرد، کمک کند.”