Ali bi planetu dejansko dobro delo ugašanje jedrskih elektrarn? Skoraj 20 odstotkov električne energije v Združenih državah Amerike se danes proizvede iz jedrske energije. ZDA imajo največjo jedrsko floto na svetu z 92 reaktorji, razpršenimi po vsej državi. Številne od teh elektrarn obratujejo že več kot pol stoletja in se približujejo koncu predvidene življenjske dobe.
Konec jedrske energije?
Politični odločevalci razpravljajo o tem, ali naj upokojijo starajoče se reaktorje ali okrepijo njihove strukture, da bi lahko še naprej proizvajali jedrsko energijo, ki je po mnenju mnogih nizkoogljična alternativa premogu, nafti in zemeljskemu plinu, ki segrevajo podnebje.
Raziskovalci tehnološkega inštituta Massachusettsa (MIT) pravijo, da je treba pri odločanju o prihodnosti jedrske energije upoštevati še en dejavnik: kakovost zraka. Poleg tega, da je jedrska energija vir z nizkimi emisijami ogljika, je relativno čista tudi z vidika onesnaževanja zraka, ki ga povzroča. Kako bi se spremenil vzorec onesnaženosti zraka brez jedrske energije in kdo bi občutil njene učinke?
Ekipa MIT se je s temi vprašanji ukvarjala v novi študiji, objavljeni v reviji Nature Energy. Pripravili so scenarij, po katerem bi se zaprle vse jedrske elektrarne v državi, in preučili, kako bi drugi viri, kot so premog, zemeljski plin in obnovljivi viri energije, pokrili nastale potrebe po energiji v celotnem letu.
Konec jedrskih elektrarn = večja onesnaženost
Njihova analiza je pokazala, da bi se onesnaženost zraka dejansko povečala, saj bi se viri premoga, plina in nafte povečali, da bi nadomestili odsotnost jedrske energije. To samo po sebi morda ni presenetljivo, vendar pa je ekipa to napoved podkrepila s številkami in ocenila, da bi imelo povečanje onesnaženosti zraka resne učinke na zdravje, kar bi v enem letu povzročilo dodatnih 5200 smrti zaradi onesnaženosti.
Če pa bo za oskrbo energetskega omrežja na voljo več obnovljivih virov energije, kar naj bi se zgodilo do leta 2030, se bo onesnaževanje zraka zmanjšalo, čeprav ne v celoti. Ekipa je ugotovila, da se tudi v tem scenariju, ki temelji na obnovljivih virih energije, onesnaženost zraka v nekaterih delih države še vedno nekoliko poveča, kar v enem letu povzroči 260 smrtnih primerov, povezanih z onesnaženostjo.
Ko so preverili, katere skupine prebivalstva so bile neposredno prizadete zaradi povečanega onesnaženja, so ugotovili, da so bile najbolj izpostavljene črnske ali afroameriške skupnosti – nesorazmerno veliko jih živi v bližini elektrarn na fosilna goriva.
Še ena raven k enačbi okoljskih zdravstvenih in družbenih vplivov
»To dodaja še eno raven k enačbi okoljskih zdravstvenih in družbenih vplivov, ko razmišljamo o ustavitvi jedrskih elektrarn, kjer se pogovor pogosto osredotoča na lokalna tveganja zaradi nesreč in rudarjenja ali dolgoročnih podnebnih vplivov,« pravi glavna avtorica Lyssa Freese, podiplomska študentka na oddelku za Zemljo, atmosferske in planetarne vede (EAPS) na MIT.
»V razpravi o ohranjanju jedrskih elektrarn v obratovanju kakovost zraka ni bila v središču te razprave,« dodaja avtorica študije Noelle Selin, profesorica na Inštitutu za podatke, sisteme in družbo (IDSS) in Oddelku za Zemljo, atmosferske in planetarne vede (EAPS) na MIT. »Ugotovili smo, da je onesnaženost zraka iz elektrarn na fosilna goriva tako škodljiva, da bo imelo vse, kar jo povečuje, na primer zaprtje jedrske elektrarne, znatne posledice, in to za nekatere ljudi bolj kot za druge.«
Prihodnja postopna ukinitev
Ko so v preteklosti zaprli jedrske elektrarne, se je zaradi tega povečala poraba fosilnih goriv. Leta 1985 je zaprtje reaktorjev v dolini Tennessee povzročilo povečanje porabe premoga, medtem ko je zaprtje elektrarne v Kaliforniji leta 2012 povzročilo povečanje porabe zemeljskega plina. V Nemčiji, kjer je bila jedrska energija skoraj v celoti ukinjena, se je sprva povečala poraba energije iz premoga, da bi zapolnila vrzel.
Ekipa MIT se je ob upoštevanju teh trendov spraševala, kako bi se odzvalo energetsko omrežje ZDA, če bi jedrsko energijo popolnoma ukinili.
»Želeli smo razmisliti o tem, kakšne spremembe se pričakujejo v energetskem omrežju v prihodnosti,« pravi Freese. »Vedeli smo, da se raba premoga zmanjšuje, in veliko je bilo že opravljenega dela, ki je preučevalo, kakšen vpliv bi to imelo na kakovost zraka. Nihče pa še ni preučil kakovosti zraka in jedrske energije, za katero smo prav tako opazili, da je v upadanju.«
V novi študiji je ekipa uporabila model razporejanja energije v omrežju, da bi ocenila, kako bi se ameriški energetski sistem odzval na ukinitev jedrske energije. Model simulira proizvodnjo vseh elektrarn v državi in deluje neprekinjeno, da bi uro za uro ocenil potrebe po energiji v 64 regijah po vsej državi.
Podobno kot na dejanskem trgu z energijo se model odloči za povečanje ali zmanjšanje proizvodnje elektrarne na podlagi stroškov: Elektrarne, ki v danem trenutku proizvajajo najcenejšo energijo, imajo prednost pri oskrbi omrežja pred dražjimi viri energije.
Potek modela
Ekipa je v model vnesla razpoložljive podatke o spreminjajočih se emisijah in stroških energije vsake elektrarne skozi celo leto. Nato so model izvajali po različnih scenarijih, vključno z energetskim omrežjem brez jedrske energije, osnovnim omrežjem, podobnim današnjemu, ki vključuje jedrsko energijo, in omrežjem brez jedrske energije, ki vključuje tudi dodatne obnovljive vire, ki naj bi jih dodali do leta 2030.
Vsako simulacijo so združili s kemijskim modelom ozračja, da bi simulirali, kako različne emisije vsake elektrarne potujejo po državi, in te sledi prekrili z zemljevidi gostote prebivalstva. Za prebivalce na poti onesnaževanja so izračunali tveganje prezgodnje smrti glede na stopnjo izpostavljenosti.
Odziv sistema
Njihova analiza je pokazala jasen vzorec: Brez jedrske energije se je onesnaženost zraka na splošno poslabšala, najbolj pa je prizadela regije na vzhodni obali, kjer so jedrske elektrarne večinoma skoncentrirane. Brez teh elektrarn je ekipa opazila povečanje proizvodnje v premogovnih in plinskih elektrarnah, kar je v primerjavi z osnovnim scenarijem povzročilo 5.200 smrti zaradi onesnaženja po vsej državi.
Izračunali so tudi, da bo več ljudi verjetno prezgodaj umrlo tudi zaradi podnebnih vplivov povečanja emisij ogljikovega dioksida, saj bo omrežje nadomestilo odsotnost jedrske energije. Podnebni učinki dodatnega dotoka ogljikovega dioksida bi lahko v naslednjem stoletju povzročili 160.000 dodatnih smrti.
»Če poskušamo o jedrskih elektrarnah razmišljati kot o delu energetskega sistema, moramo dobro premisliti, kako jih bomo umaknili iz obratovanja,« pravi Freese. »Ustavitev nečesa, kar samo po sebi nima neposrednih emisij, lahko še vedno povzroči povečanje emisij, saj se bo na to odzval sistem omrežja.«
»To lahko pomeni, da bomo morali uvesti še več obnovljivih virov energije, da bi zapolnili luknjo po jedrski energiji, ki je v bistvu vir energije z ničelnimi emisijami,« dodaja Selin. »V nasprotnem primeru se bo kakovost zraka zmanjšala, na kar nismo nujno računali.«
Novinar
