هسته‌ای یا خورشیدی؛ ناترازی انرژی چطور باید حل شود؟

نسیم‌آنلاین: همه ما کم و بیش درباره ضرورت گذار انرژی شنیده‌ایم. گذار انرژی یعنی عبور از سوخت‌های فسیلی به سایر انرژی‌ها. معمولا وقتی بحث گذار انرژی یا انرژی‌های نو می‌شود تصویر توربین‌های بادی و صفحات خورشیدی در ذهن ما می‌آید. برای دقیق‌تر شدن تصویر از گذار انرژی به سراغ محمدمهدی صدیقی، پژوهشگر انرژی و محیط‌زیستی که منتقد ترویج انرژی‌های تجدیدپذیر است رفتیم. پاسخ‌های صدیقی به سوالات نسیم‌آنلاین را در ادامه بخوانید.

چرا نه به انرژی تجدیدپذیر؟

بهتر است بگوییم نه به شعار تجدیدپذیر. تقسیم‌بندی تجدیدپذیر - تجدیدناپذیر در مورد انرژی‌ها باعث کمرنگ شدن مسائل مهم حوزه انرژی می‌شود. مثل مسئله تأمین منابع معدنی مورد نیاز برای انرژی‌های بادی و خورشیدی. این تقسیم‌بندی یک تقسیم‌بندی صوری یا فرهنگی است. درست مثل تقسیم‌بندی داروها به طبیعی و شیمیایی که اعتبار و فایده علمی یا اقتصادی ندارد و گمراه‌کننده است.

گفته می‌شود که اکثر جغرافیای ایران محیطی گرم و خشک و بیابانی دارد و این باور وجود دارد که ایران مستعد برای استفاده و بهره‌برداری از نیروگاه های خورشیدی است. این ادعا چقدر صحت دارد و آیا برق خورشیدی می‌تواند گزینه مکمل یا حتی جایگزین خوبی برای تولید برق باشد؟

ایده مزیت انرژی خورشیدی در بیابان از این توهم نشأت گرفته که بیابان‌ها خالی از حیات وحش هستند. بیابان‌ها آخرین قلمرو وحشی و دست‌نخورده طبیعت هستند. کارنامه دو ابرپروژه خورشیدی در بیابان روبروی ماست. نیروگاه انرژی متمرکز خورشیدی در بیابان موجاوه در آمریکا که برای راه‌اندازی آن یک پروژه پرهزینه جانبی برای مدیریت اثرات زیست‌محیطی آن مثل اشغال زیست‌بوم لاک‌پشت بیابانی تعریف شد. پروژه دیگر نیروگاه مشابهی به نام کرسنت دون در آمریکاست که گزارش شد در طی یک روز حدود ۱۳۰ پرنده را دچار آسیب سوختگی می‌کرد. این پروژه در لبه فناوری بود و امکان ذخیره انرژی به صورت حرارت را داشت. با این وجود بعد از ۴ سال اعلام ورشکستگی کرد.

به نظر شما با توجه به مشکل سرمایه‌گذاری در بخش نیروگاهی ایران و کمبود بودجه آیا سرمایه‌گذاری در بخش انرژی‌های تجدیدپذیر گزینه مناسبی است؟ با توجه به اینکه نیاز به نفت و گاز مستمر ندارد و به نوعی رایگان است.

انرژی هم مثل هر فرآیند اقتصادی دیگر تابع محاسبات اقتصادی است. یعنی میزان سود و میزان سرمایه مورد نیاز. راهی برای فرار از محاسبه سود و سرمایه وجود ندارد. بهترین روش محاسبه این است که همه هزینه لازم را به نسبت همه انرژی برداشتی بسنجیم که به آن LCOE می‌گویند. شاخص LCOE طبق آمارهای آژانس بین‌المللی انرژی در پروژه‌های بادی و خورشیدی به طور میانگین به مراتب بالاتر از پروژه‌های فسیلی و هسته‌ای است. علت اینکه رشد این انرژی‌ها بدون یارانه سرشار دولتی میسر نیست همین است.

هزینه تعدیل شده تولید برق (LCOE) در جهان – دلار به مگاوات ساعت

دقت کنید که انرژی برق‌آبی هم اصطلاحا تجدیدپذیر است ولی این مشکل را ندارد. اینکه می‌گوییم بهتر است انرژی‌های مختلف را تحت یک عبارت به اسم تجدیدپذیر نبریم علتش همین است.

در دهه گذشته در آمریکا انرژی خورشیدی ۴۳ برابر و انرژی بادی ۱۰ برابر انرژی هسته‌ای، ما به ازای برق تولیدی یارانه گرفته‌اند. این واقعیت با تبلیغاتی که می‌گوید انرژی بادی و خورشیدی دچار یک انقلاب تکنولوژیکی شده‌اند و سوددهی سرشاری پیدا کرده‌اند در تضاد است. برای همین در رسانه‌ها درباره آن صحبت نمی‌کنند. در درون صنعت برق، چه داخل و چه خارج از کشور، همه می‌دانند بدون یارانه سرشار و بی‌حساب دولتی پروژه‌های انرژی بادی و خورشیدی تعطیل می‌شوند.

یارانه تخصیص داده شده در آمریکا به ازای برق تولیدی ۲۰۱۰-۲۰۱۹ (دلار به مگاوات ساعت)

گفته می‌شود که انرژی خورشیدی یا بادی و برق آبی در مقایسه با انرژی هسته‌ای گزینه مناسب‌تری برای محیط زیست است. این ادعا تا چه اندازه صحت دارد؟

راه سنجش این ادعا این است که همه اثرات محیط‌زیستی برای تولید انواع مختلف، از استخراج مواد اولیه تا تولید برق را با لحاظ کردن ضریب اهمیت هر کدام جمع بزنیم. در این محاسبه دی‌اکسید کربن تولیدی در کل چرخه تولید انرژی هم لحاظ می‌شود. این محاسبه اخیرا توسط یکی از نهادهای وابسته به سازمان ملل به نام UNECE انجام شده است. در این محاسبه انرژی هسته‌ای در کنار انرژی برق‌ابی مقیاس کوچک، پاک‌ترین انرژی‌ها برای محیط‌زیست محسوب می‌شوند و انرژی بادی و خورشیدی مقداری آسیب‌رسان‌تر به محیط زیست ارزیابی شده است. دقت کنید که صرفا از نظر گاز گلخانه‌ای که در چرخه عمر تولید برق، یعنی از استخراج مواد اولیه تا پسماند خروجی، آزاد می‌شود، انرژی هسته‌ای حدودا چهار برابر پاک‌تر از انرژی خورشیدی است.

شاخص مجموع خسارت به محیط‌زیست (تعدیل شده همه اثرات به ازای ۱ تراوات - ساعت برق)

به طور کلی حجم پسماند معیار خوبی برای ارزیابی میزان خسارت به محیط‌زیست است. انرژی بادی و خورشیدی اصطلاحا رقیق هستند. لذا ورودی مواد مصرفی به مراتب بیشتری دارند، مثل شیشه و فلزات که اتفاقا تجدیدپذیر هم نیستند و بعد از یکی یا دو دهه همگی دور ریخته می‌شوند. پسماند این انرژی‌های رقیق بر خلاف پسماند انرژی غلیظ هسته‌ای آنقدر کم‌حجم نیستند که بتوان آن‌ها را انبار کرد. پس نهایتا در طبیعت رها خواهند شد. این رقیق بودن انرژی‌های بادی و خورشیدی باعث اشغال خیلی بیشتر فضا هم می‌شوند که در صورت رشد چشمگیر ظرفیت این انرژی‌ها قطعا تنش‌هایی را به زیست‌بوم وارد می‌کنند. یعنی بالاخره کشته شدن پرنده‌ها توسط توربین‌های بادی تا یک حدی قابل چشم‌پوشی است ولی اگر این مقدار مثلا ۲۰ برابر شد چه؟

 فاجعه نیروگاه هسته‌ای فوکوشیما در ژاپن و نشت مواد رادیو اکتیو بسیاری از کشورهای پیشرفته جهان را به سوی بستن نیروگاه‌های هسته‌ای و حرکت به سوی انرژی تجدیدپذیر متمایل کرد. به نظر شما حرکت به سمت و سوی نیروگاه هسته‌ای برای محیط زیست ایران و امنیت ملی با توجه به زلزله خیز بودن جغرافیای ایران تا چه اندازه خطرناک است؟

در مورد حادثه فوکوشیما، طنز ماجرا آنجاست که خود ژاپن به طور کامل از برنامه تعطیلی نیروگاه‌های هسته‌ای خود عقب نشسته و حتی قصد دارد ضمن احیای همه نیروگاه‌های اتمی، نیروگاه‌های اتمی بیشتری بسازد. اما برخی کشورها مثل آلمان تحت تاثیر آن حادثه سیاست لغو انرژی هسته‌ای را پیش گرفته‌اند. اما کشورهایی مثل ژاپن، فرانسه، تایوان، کره جنوبی که در طی دو دهه اخیر به لحاظ سیاسی اعلام کردند که انرژی هسته‌ای را کنار می‌گذارند، همگی بعد از مدتی پشیمان شدند. این خیلی موضوع مهمی است که مورد توجه تحلیل‌گران باید قرار بگیرد.

درک ما از خطر انرژی هسته‌ای از واقعیت دور است. در حادثه فوکوشیما تعداد افراد آسیب دیده به خاطر نشست مواد رادیواکتیو دقیقا صفر نفر بود. یعنی سیل کشته گرفت ولی کسی به خاطر رادیواکتیویته مسموم نشد. طبیعتا راکتورها هم مثل هر ماشین دیگر ساخته دست بشر باید روزبه‌روز بهتر و ایمن‌تر شوند. راکتورهای RBMK که در چرنوبیل و فوکوشیما بودند به لحاظ طراحی مشکلاتی دارند. پیشرفت‌های اخیر صنعت هسته‌آی در افزایش ایمنی قابل توجه است.

بسیاری از راکتورهای طراحی جدید اصطلاحا ذاتا پایدار و ایمن هستند، یعنی در بدترین سناریوهای حادثه متصور خودبه‌خود خاموش می‌شوند نه اینکه ناپایدار و ذوب شوند.

نظر من این است که به مهندسی اعتماد کنیم و ریسک هر چیزی را با مقیاس‌های واقعی و عقلانی و به دور از عوامگرایی بسنجیم.

نظرتان در مورد گرتا تونبرگ و به طور کلی جنبش سبزها و stop oil در اروپا و امریکا چیست؟

به نظر من ما نیاز داریم این جنبه انسانی بحث انرژی را در نظر بگیریم که بدون هیچ استثنائی، میزان مصرف انرژی جوامع با رفاه و بهداشت و توسعه انسانی رابطه مستقیم دارد. حالا در نظر بگیرید که در حدود نصف جمعیت جهان کمتر از یخچال خانگی شما انرژی مصرف می‌کنند. این فقر مطلق انرژی در جهان تکان‌دهنده است. در کشورهای فقیر دسترسی به انرژی بحث مرگ و زندگی است. نتیجه این جنبش‌های به اصطلاح سبز کاهش جدی سرمایه‌گذاری نفتی و گازی در قاره آفریقا بود. واقعیت حال حاضر جهان این است این است که از نظر سهولت دسترسی و عملیاتی بودن، سوخت‌های فسیلی بی‌بدیل‌ اند.

امروز از تولید و توزیع غذا تا تصفیه آب شهری همه وابستگی شدیدی به سوخت فسیلی دارند. پس جلوگیری کورکورانه از رشد سوخت فسیلی، با وعده واهی جایگزین شدن فوری سایر انرژی‌ها، غیر منطقی و غیر عقلانی است.

شما معتقدید که انرژی‌های تجدیدپذیر هم به محیط‌زیست آسیب می‌زنند. آیا این آسیب کمتر از آسیب گازهای گلخانه‌ای فراوانی که سوخت‌های فسیلی آزاد می‌کنند نیست؟

طبیعتا انرژی‌های تجدیدپذیر در طی فرآیند تولیدشان گازهای گلخانه‌ای به مراتب کمتری نسبت به برق حاصل از سوخت‌های فسیلی تولید می‌کنند. اما مسئله مهم اینجا چیز دیگری است. انرژی بادی و خورشیدی یک تفاوت کلیدی با سایر انرژی‌ها دارند و آن این است که به آن‌ها نمی‌شود تکیه کرد. یعنی به خاطر بی‌نظمی ذاتی که تولید دارند، در شبکه برق همیشه به یک انرژی پشتیبان نیاز دارند. این پشتیبانی به دلائل فنی پیچیده فقط توسط نیروگاه‌های گازی یا نیروگاه‌های برق‌آبی می‌تواند صورت بپذیرد. پس در عمل توسعه انرژی بادی و خورشیدی یعنی در کنارش رشد مصرف گاز. این حقیقت را در آلمان و استرالیا به خوبی می‌توان دید.

جالب است بدانید که در اتحادیه اروپا کشورهای آلمان و دانمارک که در رشد انرژی بادی و خورشیدی پیشتاز هستند هیچ کارنامه خاصی در کاهش آلایندگی برق ندارند. یعنی مثل یک کشور معمولی در اروپا هستند. اما کشورهای فرانسه و سوئد که پیشتاز در انرژی هسته‌ای هستند، به طور متوسط یک هشتم آلمان و دانمارک آلایندگی برای برق تولید می‌کنند. برق مصرفی‌شان هم به طور متوسط، منهای یارانه و مالیات، نصف قیمت متوسط آلمان و دانمارک است. این عددها قابل چشمپوشی نیستند.

اینجا باز یک سری وعده‌ها در فضای تبلیغاتی منتشر شده است مثل باتری و هیدروژن. یعنی به کمک این دو می‌توان آن مشکل بی‌نظمی (Intermittency) را حل کرد. مثلا وقتی نور خورشید نبود یا باد نمی‌وزید، برق را از محل ذخیره‌سازی تامین کنیم. این‌ها هم به نظر من همه‌اش حرف بی‌حساب و تبلیغاتی است. یک محاسبه علمی[1] نشان می‌دهد برای اینکه برق آلمان ۱۰۰٪ تجدیدپذیر بشود و دیگر نیازی به مصرف گاز و زغال‌سنگ نباشد به ۳۶ تراوات‌-ساعت ظرفیت ذخیره‌سازی برق نیاز است. برای تصور بهتر، این مقدار معادل ۳۶۰۰۰ واحد عظیم ۱ گیگاوات - ساعتی باتری یا هیدروژن است که ساخت هر کدام چند سال طول می‌کشد.

امروزه خودروهای الکتریکی در کشورهای پیشرفته بسیار پرطرفدار شدند و شرکت‌های خودرو سازی جهان هم به سمت این مدل خودروها حرکت کردند و خب خودروی برقی بیشتر نیاز به تولید برق بیشتر دارد و از طرفی بسیاری معقتدند که این اقدامات (مثل حرکت به سوی انرژی تجدیدپذیر و خودروی برقی یا دوچرخه برقی و...) مشکل تولید گازهای گلخانه‌ای و گرمایش زمین و تغییرات اقلیمی رو حل میکند. نظر شما چیست؟

در هیچ‌یک از سناریوها و مدل‌سازی‌های معتبر ، حذف کامل سوخت‌های فسیلی، چه برای برق چه نیروی محرکه در آینده دور متصور نیست. اما می‌خواهم توجه شما به یک چالش عمیق جلب کنم و آن تامین مواد معدنی لازم برای این بلندپروازی‌ها در توسعه انرژی بادی و خورشیدی و همچنین خودروهای الکتریکی است. براساس گزارش آژانس بین‌المللی انرژی با عنوان The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions حتی اگر تمام پروژه‌های معدنی جهان محقق شود باز هم معادن جهان پاسخگوی طرح‌های گذار انرژی پیشنهاد شده نیست. برای مثال در صورت اجرای این پروژه‌های گذار انرژی اعلام شده در جهان، نیاز به لیتیوم ۴۲ برابر خواهد شد.

بحران تغییرات اقلیمی رو تا چه اندازه جدی می‌دانید؟

به نظر من اصطلاح بحران برای تغییرات اقلیمی حاصل سوءبرداشت است. قبل از هر چیز، ما باید به بهداشت نگاه کنیم. یعنی به فرض وجود یک بحران اقلیمی، باید آمار مرگ و میر در اثر پدیده‌های آب‌وهوایی افزایش یابد. در یک قرن گذشته این آمار ۹۹٪ کاهش داشته. حتی با وجود ۴ برابر شدن جمعیت جهان. بعید است چیزی بتواند جلوی این روند قدرتمند ایمن شدن بشر نسبت به پدیده‌های طبیعی را بگیرد. البته گمانه‌هایی هم درباره امکان گسترش بیماری‌ها به خاطر شرایط آب‌وهوایی هست که هیچکدام با روند فعلی غلبه بر بیماری‌ها منطبق نیستند.

اگر بخواهیم به طور خلاصه وضعیت پیش‌روی تغییرات اقلیمی را بیان کنیم، محاسبات فعلی IEA بیان می‌کند که سیاست‌های فعلی کشورها منجر به افزایش دمای 2.6 درجه در سال ۲۱۰۰ به نسبت سال ۱۹۰۰ می‌شود[2]. جالب است بدانید این وضعیت در گذشته، یک افق خوب و قابل قبول برای گرمایش زمین محسوب می‌شد. یعنی حتی با ادامه دادن سیاست‌های فعلی، آنچه رخ می‌دهد یک فاجعه نیست. اصطلاحات متداولی مثل انقراض بزرگ در اثر تغییرات اقلیمی فقط در رسانه‌های یافت می‌شوند و در ادبیات علمی اثری از آن‌ها نیست.

البته طبیعتا بحث گذار انرژی به خاطر تاثیرات مهمتر بر سلامت مثل بحث آلودگی هوا به قوه خود اهمیت دارد.

به عنوان سوال پایانی به نظرتون کدام گزینه برای اینده بخش انرژی و نیروگاهی ایران و به طور کلی توسعه ایران گزینه منطقی‌تر و قابل دسترس‌تری است؟  ارتقا نیروگاه حرارتی یا حرکت به سوی نیروگاه هسته‌ای یا انرژی تجدیدپذیر؟

به نظر من آنچه باید از آن طرفداری کرد علم حساب و کتاب و منطق است. در مورد کربن‌زدایی ار انرژی، میانگین هزینه جهانی حذف یک تن دی‌اکسید کربن، با روش‌های مختلف، ۷ دلار برآورد شده است. حالا اگر قیمت LCOE جهانی متداول برای انرژی خورشیدی (۱۲۰ دلار) و گازی (۵۰ دلار) را محاسبه کنید و گاز گلخانه‌ای تولیدی از هر کدام (۴۹۰ و ۴۱ گرم بر کیلووات-ساعت) را هم در نظر بگیرید، برای حذف یک تن دی‌اکسید کربن به کمک انرژی خورشیدی باید ۱۵۶ دلار بیشتر از گاز خرج کرد[3]! این یعنی یک جای کار می‌لنگد.

بر خلاف تصوری که رسانه‌ها برای ما می‌سازند، انرژی‌ها ذاتا قوی یا ضعیف هستند و مطلوبیت اقتصادی آن‌ها چندان با رشد فناوری تغییری نمی‌کند. به عبارت دیگر همانطور که نفت همیشه از هیزم قوی‌تر است، انرژی هسته‌ای از همه انواع انرژی ذاتا قوی‌تر است. یک بشکه کیک زرد به ارزش تقریبی ٣۵ هزار دلار معادل ۴۰ قطار باری یا حدود ۱۰۰ میلیون دلار زغال‌سنگ انرژی در خودش دارد. این نمایانگر پتانسیل بی‌رقیب انرژی هسته‌ای است.

انرژی هسته‌ای علاوه بر پاک بودن و ایمن بودن، تمام نشدنی است و از همه مهمتر ارزان و اقتصادی است. یک شاهد این مدعا تامین صددرصدی پروژه عظیم اتمی آق‌قویو ترکیه و بسیاری از پروژه‌های هسته‌ای جهان از محل فاینانس و بدون یارانه دولتی در خرید برق است. من معتقدم در شرایطی که یارانه‌های عادلانه و منطقی توزیع شود و بروکراسی دست‌وپاگیر نباشد، شاهد رشد جدی انرژی هسته‌ای در کشورهایی مثل ایران خواهیم بود.