Η άνοδος της θερμοκρασίας των υδάτων και οι ολοένα συχνότερες περίοδοι λειψυδρίας αυξάνουν τους λειτουργικούς περιορισμούς των πυρηνικών μονάδων, με άμεσες επιπτώσεις στην επάρκεια ισχύος και στον μακροπρόθεσμο ενεργειακό σχεδιασμό
Η Ρουμανία προσέφερε στην Ευρώπη μια εικόνα της ενεργειακής μετάβασης που θα πρέπει να προβληματίσει τους υπεύθυνους σχεδιασμού.
Στις 3 Αυγούστου, Ρουμάνοι μηχανικοί του Πολεμικού Ναυτικού χρησιμοποίησαν 180 κιλά εκρηκτικών για να απομακρύνουν μια βραχώδη έξαρση στο κανάλι Bala, έναν παραπόταμο του Δούναβη.
Η ελεγχόμενη έκρηξη άνοιξε τον δρόμο για την κατασκευή ενός προσωρινού φράγματος, με στόχο να διοχετευθεί μεγαλύτερη ποσότητα νερού στο τμήμα του ποταμού που τροφοδοτεί τον πυρηνικό σταθμό του Cernavodă.
Ένας από τους δύο αντιδραστήρες της Ρουμανίας είχε ήδη τεθεί εκτός λειτουργίας, καθώς η παροχή του Δούναβη είχε υποχωρήσει περίπου στα 1.500 κυβικά μέτρα ανά δευτερόλεπτο, δηλαδή σε λιγότερο από το ένα τρίτο των φυσιολογικών επιπέδων του Ιουλίου.
Η παρέμβαση αυτή κατέστησε ορατή μια εξάρτηση που συνήθως παραμένει αθέατη
Οι πυρηνικοί αντιδραστήρες παράγουν θερμότητα σε συνεχή βάση και χρειάζονται έναν αποδέκτη για να αποβάλλουν τη μεγαλύτερη ποσότητα απορριπτόμενης θερμότητας που δεν μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια.
Παρότι ο εφοδιασμός τους με καύσιμο είναι σε μεγάλο βαθμό προστατευμένος από τις καιρικές συνθήκες, τα συστήματα ψύξης, οι εγκαταστάσεις υδροληψίας και οι περιβαλλοντικές άδειες των σταθμών που ψύχονται με νερό ποταμών εξαρτώνται από τα τοπικά υδρολογικά χαρακτηριστικά.
Μεγάλο μέρος του υφιστάμενου πυρηνικού στόλου της Ευρώπης σχεδιάστηκε με βάση ιστορικά επίπεδα θερμοκρασίας και παροχής νερού, τα οποία πλέον γίνονται ολοένα και λιγότερο αξιόπιστα.
Οι επιπτώσεις σε εθνικό επίπεδο μπορεί να είναι πολύ μεγαλύτερες από ό,τι υποδηλώνει το ποσοστό του συνολικού ευρωπαϊκού πυρηνικού στόλου.
Οι επιπτώσεις στην Ευρώπη
Η Ουγγαρία αποτέλεσε τη σοβαρότερη τεκμηριωμένη περίπτωση στη σύγκριση του άρθρου, καθώς ο πυρηνικός σταθμός Paks με τους τέσσερις αντιδραστήρες του καλύπτει κανονικά το 45,2% της εθνικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Το πρωί της 4ης Αυγούστου, η ισχύς του Paks είχε μειωθεί από 1.916 MW σε μόλις μία μονάδα ισχύος 240 MW, αφήνοντας εκτός λειτουργίας πυρηνική ισχύ που αντιστοιχεί περίπου στο 39,5% της συνήθους ετήσιας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας της Ουγγαρίας.
Στη Ρουμανία, η απώλεια της μίας μονάδας ισχύος 650 MW του Cernavodă αντιστοιχούσε περίπου στο 10,3% της συνήθους εθνικής παραγωγής, με βάση την ίδια ετήσια ισοδύναμη σύγκριση.
Η Γαλλία έφτασε σε αντίστοιχο ποσοστό σε εθνικό επίπεδο μέσω μιας πολύ μεγαλύτερης απόλυτης μείωσης τον Ιούλιο, όταν ο καύσωνας περιόρισε την παραγωγή άνω των 9 GW σε 12 από τους 57 αντιδραστήρες της χώρας.
Αυτό αντιστοιχούσε στο 14,6% της γαλλικής πυρηνικής ισχύος, δηλαδή περίπου στο 10% της συνήθους εθνικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, δεδομένου του υψηλού μεριδίου της πυρηνικής ενέργειας στη Γαλλία.
Στην Ελβετία, και οι δύο μονάδες του Beznau τέθηκαν εκτός λειτουργίας κατά τη διάρκεια του καύσωνα του Ιουλίου, όταν η θερμοκρασία του ποταμού Aare έφθασε τους 25°C, γεγονός που αντιστοιχούσε περίπου στο 6,7% της συνήθους εθνικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Τα στοιχεία αυτά αποτελούν δείκτες σύγκρισης και όχι ταυτόχρονες μετρήσεις της πραγματικής απώλειας ηλεκτροπαραγωγής, ωστόσο καταδεικνύουν γιατί η εξάρτηση κάθε χώρας από την πυρηνική ενέργεια έχει μεγαλύτερη σημασία από τον μέσο όρο σε πανευρωπαϊκό επίπεδο.
Δύο διαφορετικοί μηχανισμοί βρίσκονταν σε εξέλιξη
Η Γαλλία και η Ελβετία αντιμετώπισαν κυρίως περιορισμούς λόγω της υψηλής θερμοκρασίας των υδάτων. Η επιστροφή του νερού ψύξης σε έναν ήδη θερμό ποταμό μπορεί να αυξήσει τη θερμοκρασία κατάντη πέρα από τα επιτρεπόμενα περιβαλλοντικά όρια, με αποτέλεσμα οι διαχειριστές των σταθμών να μειώνουν την παραγωγή ή να διακόπτουν τη λειτουργία των αντιδραστήρων για την προστασία των ποτάμιων οικοσυστημάτων.
Η Ουγγαρία και η Ρουμανία αντιμετώπισαν, εκτός από τη ζέστη, και ανεπαρκή παροχή ποταμού. Οι σταθμοί Paks και Cernavodă απαιτούν επαρκή στάθμη και παροχή νερού στα συστήματα υδροληψίας τους, ώστε να μπορούν να λειτουργούν στην ονομαστική τους ισχύ.
Οι αντιδραστήρες τέθηκαν εκτός λειτουργίας ή μείωσαν την παραγωγή τους με ασφαλή τρόπο. Το πρόβλημα για το ηλεκτρικό σύστημα ήταν ότι η ασφαλής λειτουργία εξακολουθούσε να συνεπάγεται την απώλεια μεγάλων ποσοτήτων ηλεκτρικής ισχύος σε περίοδο αιχμής της ζήτησης για ψύξη.
Η υπερθέρμανση του πλανήτη και ο παράγοντας «άνθρωπος»
Η υπερθέρμανση του πλανήτη που προκαλείται από την ανθρώπινη δραστηριότητα είναι σαφώς παρούσα ως προς τη διάσταση της θερμότητας.
Η World Weather Attribution διαπίστωσε ότι ο καύσωνας του Ιουνίου στη Δυτική Ευρώπη ήταν περίπου 3,5°C θερμότερος κατά τη διάρκεια της ημέρας σε σχέση με το τι θα είχε προκαλέσει το ίδιο ατμοσφαιρικό μοτίβο στο κλίμα του 1976 και περίπου 2°C θερμότερος από ένα αντίστοιχο επεισόδιο το 2003.
Για τον Δούναβη, η απόδοση των αιτίων είναι λιγότερο άμεση. Η φυσική μεταβλητότητα συνέβαλε σημαντικά στο αρχικό έλλειμμα βροχοπτώσεων, όμως η κλιματική αλλαγή επιδείνωσε ουσιαστικά την ξηρασία που ακολούθησε, αυξάνοντας την εξατμισοδιαπνοή και την καταπόνηση της εδαφικής υγρασίας.
Μια περίοδος ξηρασίας σήμερα χάνει περισσότερο νερό λόγω της υψηλότερης θερμοκρασίας, οδηγείται ευκολότερα σε σοβαρά ελλείμματα εδαφικής υγρασίας και είναι πιθανότερο να ωθήσει τις υποδομές που εξαρτώνται από τα ποτάμια πέρα από τα λειτουργικά τους όρια.
Αυτό δημιουργεί πρόβλημα για τα ηλεκτρικά δίκτυα, επειδή οι επιπτώσεις είναι αλληλένδετες
Η ακραία ζέστη αυξάνει τη ζήτηση για κλιματισμό, ενώ ταυτόχρονα θερμαίνει το νερό ψύξης, ενισχύει την εξάτμιση και μειώνει την παροχή των ποταμών.
Η παραγωγή των υδροηλεκτρικών σταθμών μπορεί να υποχωρήσει λόγω της μειωμένης ροής των ποταμών, οι μονάδες φυσικού αερίου χάνουν μέρος της απόδοσής τους σε θερμότερο αέρα και τα επίμονα αντικυκλωνικά συστήματα συχνά συνοδεύονται από ασθενείς ανέμους.
Το Reuters ανέφερε ότι οι ευρωπαϊκές τιμές ηλεκτρικής ενέργειας το καλοκαίρι έφθασαν σε επίπεδα που συνήθως συνδέονται με τις πιέσεις του χειμώνα, καθώς αυξήθηκε η ζήτηση για ψύξη και η πυρηνική παραγωγή της Γαλλίας μειώθηκε κατά περισσότερο από 9 GW.
Ο κλιματισμός δεν μπορεί να αντιμετωπίζεται ως φορτίο που μπορεί να περικοπεί αδιακρίτως κατά τη διάρκεια ενός επικίνδυνου καύσωνα
Νοσοκομεία, μονάδες φροντίδας, κέντρα δροσιάς και ευάλωτα νοικοκυριά χρειάζονται αξιόπιστη ηλεκτροδότηση ακριβώς επειδή οι υψηλές θερμοκρασίες είναι επικίνδυνες.
Πιο χρήσιμη ευελιξία μπορεί να προέλθει πρωτίστως από τη μετατόπιση της βιομηχανικής παραγωγής, την αναπροσαρμογή των εμπορικών φορτίων, την αποθήκευση ενέργειας, τις εισαγωγές ηλεκτρικής ενέργειας και τις ασφαλείς ρυθμίσεις των θερμοστατών.
Η εθελοντική εκστρατεία εξοικονόμησης ενέργειας στην Ουγγαρία μείωσε τη ζήτηση κατά 700 MW στις 2 Αυγούστου, σχεδόν τριπλάσια ισχύ από εκείνη της τελευταίας μονάδας του Paks, αποδεικνύοντας ότι η συντονισμένη μείωση της ζήτησης μπορεί να προσφέρει άμεσα διαθέσιμη ισχύ όταν μια μεγάλη θερμική μονάδα υπόκειται σε περιορισμούς.
Η πυρηνική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας δεν είναι η μόνη που εκτίθεται στους κινδύνους της κλιματικής αλλαγής.
Η υδροηλεκτρική παραγωγή, οι μονάδες φυσικού αερίου, οι λιγνιτικές και ανθρακικές μονάδες, η βιομάζα, τα δίκτυα μεταφοράς και οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας εξαρτώνται επίσης από τις καιρικές και κλιματικές συνθήκες.
Η έκθεση της πυρηνικής ενέργειας αποκτά ιδιαίτερη σημασία επειδή οι επιμέρους μονάδες είναι μεγάλες και σε ορισμένες χώρες μεγάλο μέρος της ηλεκτροπαραγωγής συγκεντρώνεται σε μία μόνο εγκατάσταση ή σε έναν μόνο ποταμό.
Οι υψηλοί ιστορικοί συντελεστές διαθεσιμότητας εξακολουθούν να αποτελούν σημαντικό πλεονέκτημα, δεν αναιρούν όμως την ανάγκη σχεδιασμού για περιόδους όπου η υψηλή θερμοκρασία, η χαμηλή στάθμη των υδάτων και η αυξημένη ζήτηση εμφανίζονται ταυτόχρονα.
Αυτό έχει άμεση σημασία για τις παρατάσεις της διάρκειας ζωής των πυρηνικών αντιδραστήρων
Οι αξιολογήσεις που εξετάζουν παράταση λειτουργίας κατά ακόμη 20 ή 30 χρόνια θα πρέπει να βασίζονται σε προβολές για τις μελλοντικές θερμοκρασίες των ποταμών, τις εποχικές παροχές και τα ακραία επεισόδια χαμηλής στάθμης των υδάτων, αντί να θεωρούν ότι τα ιστορικά δεδομένα παραμένουν αμετάβλητα.
Επιλογές όπως οι τροποποιημένες εγκαταστάσεις υδροληψίας, η πρόσθετη άντληση νερού, οι πύργοι ψύξης, τα υβριδικά ή ξηρά συστήματα ψύξης και τα αναθεωρημένα λειτουργικά όρια συνεπάγονται κόστος ή απώλειες απόδοσης, οι οποίες θα πρέπει να ενσωματώνονται στην οικονομική αξιολόγηση της παράτασης λειτουργίας.
Η απάντηση του ηλεκτρικού συστήματος είναι ευρύτερη από την προσαρμογή των ίδιων των σταθμών
Η ισχυρότερη διασύνδεση μειώνει την εξάρτηση από τον πυρηνικό στόλο μιας μόνο χώρας. Οι μπαταρίες και τα προγράμματα διαχείρισης της ζήτησης μπορούν να καλύψουν τις βραδινές ώρες, όταν η ανάγκη για ψύξη παραμένει υψηλή, ενώ η παραγωγή από φωτοβολταϊκά μειώνεται.
Η επιπλέον ηλιακή παραγωγή παρέχει ηλεκτρική ενέργεια κατά τη διάρκεια πολλών από τις θερμότερες ώρες της ημέρας, χωρίς να εξαρτάται από τη ροή των ποταμών.
Ο σχεδιασμός πρέπει επίσης να λαμβάνει υπόψη ότι οι περιορισμοί στην πυρηνική και την υδροηλεκτρική παραγωγή μπορεί να εκδηλωθούν ταυτόχρονα στην ίδια λεκάνη απορροής, αντί να αντιμετωπίζει τον κίνδυνο κάθε μορφής παραγωγής ανεξάρτητα.
Η παρέμβαση της Ρουμανίας στον Δούναβη δεν αποδεικνύει ότι η πυρηνική ενέργεια έπαψε να αποτελεί μια χρήσιμη πηγή ηλεκτροπαραγωγής χαμηλών εκπομπών άνθρακα.
Δείχνει όμως ότι ένας αντιδραστήρας μπορεί να είναι τεχνικά αξιόπιστος, ενώ οι παραδοχές πάνω στις οποίες σχεδιάστηκε το σύστημα ψύξης του να γίνονται ολοένα και λιγότερο αξιόπιστες.
Η ανθεκτικότητα των υφιστάμενων πυρηνικών μονάδων απέναντι στην κλιματική αλλαγή πρέπει πλέον να ενσωματώνεται στον σχεδιασμό της επάρκειας ισχύος, στην οικονομική αξιολόγηση των παρατάσεων λειτουργίας και στον σχεδιασμό των ηλεκτρικών δικτύων, και όχι να περιορίζεται σε ένα περιβαλλοντικό παράρτημα που συντάσσεται αφού έχουν ήδη ληφθεί οι βασικές επενδυτικές αποφάσεις.
www.worldenergynews.gr
