דפים

25 בנובמבר 2020

האנרגיה של העתיד: הסיכונים (פוסט 2)


פוסט המשך מאת גיא מור "הרגולטור" חלק 2 בהמשך לפוסט קודם.

בפוסט הקודם ראינו שיש סיבות טובות להחליף נפט ופחם ואפילו גז טבעי, במקור אנרגיה חלופי – כזה שיקטין דרמטית את פליטת הפחמן ואת הזיהום. ראינו גם כי אנרגיות מתחדשות (בעיקר שמש ורוח) לא הביאו את הבשורה בגלל שהן יקרות ולא מאפשרות ייצור חשמל רציף ואמין.

התחלנו לדבר על אנרגיה גרעינית, שהיא מקור זול, אמין ודל זיהום. אז למה לא משתמשים באנרגיה גרעינית?

יש שלוש סיבות מרכזיות לכך שאנרגיה גרעינית נשארה מאחור: פחד (מהסיכונים), עלויות (כלכלה) ורגולציה.

כולם בטוחים שאנרגיה גרעינית זה מאוד מסוכן. אבל למה? אז בואו נעשה השוואה של הסיכונים מאנרגיה גרעינית מול דלק מאובנים (פחם ונפט).

ניתוח סיכונים

באנרגיה גרעינית הסיכונים המרכזיים הם תאונה וזיהום מהפסולת לאחר השימוש; אבל תהליך הייצור עצמו נקי.

בשריפת דלק מאובנים הסיכונים המרכזיים הם הזיהום (חומרים שגורמים למחלות כמו דו תחמוצת הגופרית, ארסן, קדמיום וכספית) ופליטת הפחמן הדו חמצני (שמזיק לסביבה). גם הזיהום שמסוכן לבריאות וגם הפחמן הדו חמצני נפלטים כל הזמן לאורך שגרת הפעילות.

אפשר לומר שבהפקת אנרגיה גרעינית הסיכון (תאונות) הוא עם חומרה גבוהה יחסית והסתברות נמוכה; בעוד שבפחם ונפט ההסתברות גבוהה (למעשה ודאית) והנזק נמוך יחסית. סיכון הוא מכפלה של הסתברות וחומרה אז השאלה היא איזו מכפלה יותר גבוהה – של האנרגיה הגרעינית או של דלקי המאובנים?

עכשיו, שימו לב להטיה: אנרגיה גרעינית מתחברת לנו אסוציאטיבית לסיכונים אקוטיים (אירוע חריף) ודלק מאובנים מתחבר לנו לסיכונים כרוניים (חשיפה מצטברת לאורך זמן). אנשים יותר מפחדים מהתרחיש האקוטי, כי זה אירוע מוגדר ומאוד מוחשי. כתבתי בעבר על הכשלים שלנו בניתוח סיכונים – והפחד מאירוע חד פעמי נופל בדיוק לכשלים 2 ו-3 באותו פוסט.

בפועל, בגלל שאנרגיה מדלקים מאובנים יוצרת זיהום באופן קבוע – בשגרה ולא כתאונה – היא הרבה יותר מסוכנת ומזיקה מאנרגיה גרעינית.

איך זה יכול להיות? הרי תאונה גרעינית זה מאוד מפחיד. אז בואו נרים את מסך הפחד ונסתכל על הנתונים.

היו בהיסטוריה רק שתי תאונות חמורות של תחנות כוח גרעיניות – צ'רנוביל ופוקושימה (ובצ'רנוביל היה כור ברמה מבישה, אפילו בלי כיפה שתספוג את ההדף).

באסון צ'רנוביל נהרגו 31 (!) איש באופן ישיר וכמה אלפים באופן עקיף לאורך זמן, לפי ההערכות של הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה אטומית. לשם השוואה, זיהום אוויר הורג 7 מיליון איש כל שנה. כל שנה.

הקבוצה המעניינת היא אותם אלפי אנשים שהושפעו מהקרינה. חשיפה לקרינה רדיואקטיבית כמו שהייתה בצ'רנוביל – מגדילה את הסיכון למות מסרטן (בתוך פרק זמן של 20 שנים) ב-1%. חשיפה לעישון פסיבי מגדילה את הסיכון למות מסרטן ב-1.7%. אגב, מחייה בעיר מרכזית והחשיפה לזיהום אוויר שם מעלה את הסיכון לחלות בסרטן ב-2.8%.

זאת אומרת שלא רק שאנחנו צריכים להעדיף אנרגיה גרעינית על אנרגיה מדלק מאובנים – זה נכון אפילו אם יש אסון כמו צ'רנוביל בתדירות יותר גבוהה. ומילה לגבי הפסולת – הפסולת הגרעינית היא הפסולת היחידה של תחנות כוח שאנחנו יודעים לאסוף ולאחסן בצורה שלא מתפזרת לסביבה. זאת הסיבה לרמות הזיהום הכל כך נמוכות.

כאשר מזכיר האנרגיה בממשל אובמה נשאל מה יותר מסוכן – פחם או אנרגיה גרעינית. הוא ענה: "אני מעדיף לגור ליד תחנת כוח גרעינית".

אז מה מקור האנרגיה הבטוח ביותר?

יש המון מחקרים על הנושא. בשורה התחתונה, אפשר לחשב כמה אנשים ימותו מייצור חשמל בשיטות שונות. וזה היקף התמותה מייצור של טרה וואט חשמל לשעה אחת:

פחם – 24.6 איש;

נפט – 18.4 איש;

גז – 2.8 איש;

אנרגיית רוח – 0.35 איש;

אנרגיה גרעינית – בין 0.01 ל-0.07 איש;

אנרגיה סולרית – 0.019 איש.

התרשים הבא מסכם את זה מצוין.

מקור: https://ourworldindata.org/grapher/death-energy-all-sources

כשמשווים מקורות אנרגיה, רואים שאנרגיה גרעינית בטוחה מאוד. הרבה יותר מנפט ופחם. והיא גם בטוחה ביחס לגז ואנרגיות מתחדשות. ויש סיכונים גם אנרגיה מתחדשת כמו הפקת מים מסכרים הידרו-אלקטריים. למשל, באסון בסכר באנקיו בסין נהרגו יותר מ-100,000 איש בתוך יום וחצי ובתאונה אחרת נהרגו 29,294 איש.



לסיכום, בנאס"א חישבו כמה חיים אפשר היה להציל באמצעות מעבר מפחם ונפט לאנרגיה גרעינית. ביחס לתקופה שבין 1971 ל-2009 מדובר על הצלת 1.8 מיליון אנשים. הם גם העריכו כמה חיים אפשר להציל בעתיד (2010-2050): בין 4.4 ל-7 מיליון נפשות.

אז יחס הציבור הגרועים של אנרגיה גרעינית הם יותר עניין של פחד שלא מתיישב עם הנתונים, ובחלק מהתחשיבים היא אפילו יותר בטוחה מאנרגיות מתחדשות.

Mean net deaths prevented annually by nuclear power between 1971-2009 for various countries/regions. Ranges not shown but are a factor of ~4 higher and lower than the mean values.


העבר הצבאי

אבל אם אלו הנתונים, למה כולם מאמינים שאנרגיה מסוכנת? אם אתם שואלים אותי, הסיבה היא האסוציאציה לנשק גרעיני.

אנרגיה גרעינית פותחה כתוצר לוואי של מחקר צבאי, במסגרת פרויקט מנהטן במלחמת העולם השניה ובמהלך המלחמה הקרה. המחקר היישומי של הפיזיקה הגרעינית התחיל בשימושים הצבאיים. ולכן גם האסוציאציה שיש לנו כשמדברים על תחנת כוח גרעינית היא פצצת אטום.

תחנת כוח גרעינית היא לא פצצת אטום. לא יכול להתרחש בה פיצוץ גרעיני. אבל באינטואיציה זה מפחיד באותה מידה.

וכמובן שהרגולציה הממשלתית מושפעת מהפחד. לכן זה לא מפתיע שיש המון רגולציה על אנרגיה גרעינית.

אבל זה לא נגמר שם. תחנות כוח גרעיניות צריכות דלק גרעיני כדי לפעול. היסטורית הם קיבלו דלק שהיה תוצר לוואי צבאי. אותן תחנות השתמשו באורניום ופלוטוניום שיוצרו כדי להכין ראשי קרב ופצצות גרעיניות. זאת אומרת, שמסורתית, תחנות כוח גרעיניות נבנו סביב שאריות של טכנולוגיה צבאית שמיועדת להתפוצץ ולגרום הרבה מאוד נזק.

אבל זאת היסטוריה רחוקה. תחנות כוח מודרניות שמתכננות היום (דור 4) יהיו הרבה יותר בטוחות. יש מגוון היבטים הנדסיים שהופכים אותם ליותר בטוחים, אבל ההבדל הכי חשוב הוא בדלק הגרעיני.

הדור הבא של תחנות הכוח יחליף את האורניום והפלוטוניום הצבאיים ביסוד אחר – תוריום. תוריום הוא יסוד שלא מתאים לשימושים צבאיים (הוא לא מפיק פיצוץ גרעיני כמו אורניום ופולטוניום). לכן התעשיות הצבאיות לא השתמשו בו והוא לא הגיע לתחנות הכוח המסורתיות. תוריום יכול לספק הרבה יותר בטיחות. ויש לו גם יתרונות כלכליים – בניגוד לאורניום ופלוטוניום, תוריום הוא יסוד מאוד נפוץ – קל וזול להשיג אותו.

כמה זול? תוריום שיספק את כל האנרגיה שאדם אחד צורך בשנה יעלה 100$ ואני מדבר על חשמל לבית, נסיעות, אנרגיה לייצור המוצרים שאותו אדם יקנה, ייצור והפקת מזון. הכל. ויש ראיות לכך שהפסולת שלו פחות רדיואקטיבית ולפחות זמן.

בשורה התחתונה, אנחנו מפחדים מאנרגיה גרעינית בגלל הקישור לצבא למרות שאלו דברים שונים. ובעתיד המעבר לכורי תוריום יהפוך את האנרגיה הגרעינית לעוד יותר בטוחה ממה שהיא כיום.

צריך לומר שאנרגיה גרעינית היא לא מושלמת. למרות שיש לה רקע היסטורי איכותי בבטיחות, בהשפעות סביבתיות ובנצילות אנרגטית – יש לה גם חסרונות ואתגרים. צריך להקפיד לצמצם את הסיכון הבטיחותי ולמרות שהפסולת לא מפוזרת לאוויר – צריך לדעת איך לאסוף אותה כך שלא תתפזר.

ועדיין – בהשוואה לחלופות נראה שהיא הרבה יותר אטרקטיבית מכפי שאנחנו תופסים אותה. וזאת מסיבה אחת פשוטה – את הפסולת הרדיואקטיבית צריך לשמור טוב, אבל דלקים אחרים פולטים את כל הזיהום (חלקיקים ופחד דו חמצני) לאוויר.

 

מחשבה לסיום – האנרגיה של העתיד

הטכנולוגיה רצה קדימה, משתנה ומשתפרת. העתיד לא יהיה זהה לעבר. בשוק האנרגיה יש תחרות עולמית. יש היום מחקר של כורי תוריום, פיתוח כורים מדור 4 ואפילו פיתוח של מיני-כורים.

אבל בפרקטיקה הרבה מדינות זנחו את הטכנולוגיה הזו. בארה"ב רוב תחנות הכוח מיושנות – בנות יותר מ-40 שנים. גרמניה מתכננת לסגור את כל תחנות הכוח הגרעיניות שלה בתוך שנתיים וצרפת היא כנראה המדינה המערבית היחידה שממשיכה להסתמך על אנרגיה גרעינית בהיקף גדול.

דווקא סין משקיעה הרבה בטכנולוגיה הזו והיא לא נותנת לחששות לעצור אותה. המערב מהמר נגד האנרגיה הגרעינית וסין משקיעה בה.

אם במערב טועים ויתברר בדיעבד שהם ויתרו על מקור אנרגיה טוב, בעוד עשרים שנים העולם יכול להיראות אחרת – מציאות שבה סין היא מעצמה של אנרגיה ירוקה, זולה ובטוחה; כשהמערב יתקשה לסגור את הפער ויהיה תלוי בטכנולוגיה סינית.

זה היה הצד של הסיכונים.

בפוסט הבא ננסה להבין את ההיבטים הכלכליים ואת השפעת הרגולציה על אנרגיה גרעינית.

____

 

הפוסט נכתב יחד עם עידן לוי, מהנדס סביבה ויזם.

תודה רבה לפרופ' יונתן דובי על הייעוץ וההערות. 

5 תגובות:

יעקב אמר/ה...

חסידי האנרגיה הגרעינית יש להם שטח מת, או איזור לא נראה שהם לא אוהבים לדבר עליו.
הבעיה עם האנרגיה הגרעינית שלא הוזכרה בקטע שלעיל היא שאנו לא יודעים לנטרל קרינה רדיואקטיבית. ברגע שנפלטה קרינה (מסיבה זו או אחרת) הקרינה מצטברת בעולם ודועכת בקצב איטי מאד, בקצב איטי מדי מכדי שיהיה רלוונטי.
בשתי התאונות שהיו (צ'רנוביל ופוקושימה) הפכו שטחים ענקיים, שבהם גרו עשרות אלפי בני אדם, לשטחים מזוהמים מקרינה ואנו לא יודעים לנקות אותם. מזוהמים לנצח. העקירה של עשרות או מאות תושבים מבתיהם לעד היא נזק ממשי מאד, למרות שמקרי המוות המידיים מעטים. משום מה חסידי האנרגיה הגרעינית מצביעים רק על מקרי המוות כנזק ומתעלמים מנזקים אחרים.
וגם האופי המצטבר של הנזק - זה לא שהייתה תאונה, נפגע מי שנפגע והמשכנו הלאה. לא. חיסלנו שטח גדול - מבחינת יכול אנשים לחיות בו, ואנו חסרי אונים בנידון. לא יכולים להרשות לעצמנו לחסל עוד ועוד שטחים...

יעקב אמר/ה...

כן, אנרגיה גרעינית יכולה לספק את צרכי האנרגיה של האנושות... בניגוד ללוחות שמש וטחנות רוח.. שהן אשליה (שלא לדבר על הנזקים הכלכליים והסביבתיים של השמש והרוח).

אבל - בינתיים - לדעתי - האנרגיה הפוסילית יותק טובה.

אני גם רוצה להגיד עוד משהו - בנושא "שנת 2050" או הדחיפות של ביטול פליטות הפחמן הדו חמצני: לא יהיו תחנות כוח גרעיניות בכמות מספקת, לא ב 2050 ולא ב 2080. אנו לא מסוגלים ולא צריכים לבנות תחנות כוח גרעיניות מהסוג הישן (שניזונות - דרך אגב - מאורניום שמופק על ידי המעצמות הגרעיניות מפירוק פצצות אטום שהן פג-תוקף). וגם לו רצינו לא היינו מסוגלים לבנות בקצב מספיק גדול.

גיא מור ואחרים מדברים על תוריום. הרבה חסידים מדברים על הרבה דברים. הכול דיבורים. אין תחנות תוריום (רק נסיונית). מדברים על תחנות קטנות מוודולריות. עוד אין תחנות קטנות מודולריות אולי יהיו בעתיד ואולי לא - איני יודע. אני לא מומחה. היום אין וב 20 השנים הבאות לא יתחילו להיות...

הגרעין הוא המקור היחידי שמסוגל לייצר אנרגיה בכמויות גדולות ואינו פחמי (כלומר הזיהום שלו אחר, שונה, מהמקור הפחמי). אבל הוא משהו לעתיד - לא לעתיד הקרוב - לעתיד הרחוק יותר.

יעקב אמר/ה...

אז בואו לא נערבב שמחה בשמחה.
שלא יגידו "אלה משוגעים כי הם רואים רק גרעין"
לוחות שמש וטחנות רוח לא יספקו את האנרגיה שלנו כי הם לא מסוגלים. הם ברזלים חסרי תועלת, שרק מזהמים את הסביבה.
זו עובדה.

מה תהיה אנרגיית העתיד? איני יודע ואיני מרגיש חובה לנבא.
אני רק מרגיש חובה להסביר מה שברור כשמש ומובן מאליו למי שעיניים בראשו (וזה כמובן לא כולל את מרבית האנושות) שמש ורוח אינם תחלופה למקורות האנרגיה העכשוויים, ולעולם לא יהיו, כי מבחינה טכנית-מעשית הם לא מסוגלים לספק כמויות גדולות של אנרגיה.
את זה אני יודע בוודאות.

יעקב אמר/ה...

ועוד משהו: אני שומע כול כך הרבה את הסיסמה המטופשת "אנרגיה של העתיד"...
כשאני שומע את הסיסמה הזו אני עובר למדרכה שממול... אני לא מאמין באנשים שיודעים מה העתיד...

יעקב אמר/ה...

חסידי הגרעין אומרים ככה: אם אנרגיה פוסילית מזהמת ולא טובה אז מה תהיה האלטרנטיבה? שמש ורוח לא מספיק טוב - לכן נלך על גרעין - גם הרבה אנרגיה וגם ללא פליטות וזיהום אוויר.

זה לא נכון - כי א. הגרעין עדיין לא מעשי היום. ו ב. יש לו חסרונות אחרים. הגרעין (היום!) הוא אשליה גם כן. כלומר יש בו הבטחה מסוימת לעתיד הרחוק - היום לא מעשי.

כול אנרגיה באה עם יתרונות וחסרונות, אין משהו אידיאלי.
הבעיה עם שמש ורוח שזה לא אנרגיה - מבחינה כמותית לא מסוגלים לספק את הדרוש. בלי קשר לשאלה איזה מקור אלטרנטיבי יש. שמש ורוח אין. גורנישט.

על גרעין נתווכח פעם אחרת - לא דחוף... לא תהיה אנרגיה גרעינית בעולם ב 30-50 השנים הבאות.