نظر یک زلزله‌شناس درباره جانمایی نیروگاه‌های هسته‌ای ایران/ جبران ناترازی انرژی؛ کدام روش بهتر است؟

به گزارش خبرآنلاین، رییس سازمان انرژی اتمی در گفتگوی تلویزیونی در بامداد ۲۲ آبان ۱۴۰۳ با شبکه ۲ سیما گفت که برای ۱۴۲۰ بر اساس برنامه بیست ساله سازمان انرژی اتمی ایران که در فروردین ۱۴۰۱ رونمایی شده در نظر است تا ظرفیت تولید برق ایران از نیروگاه‌های هسته‌ای به ۲۰ گیگاوات برسد؛ سیرک و چابهار در جنوب شرق ایران، گرگان در ساحل دریای مازندران و دارخوین در خوزستان محل‌های پیشنهادی برای احداث نیروگاه‌های جدید برق هسته‌ای ایران هستند.

با توجه به صحبت رییس سازمان انرژی اتمی، مهدی زارع، استاد پژوهشگاه بین‌المللی زلزله توضیحاتی را در باره این موضوع مهم ارائه می‌دهد.

مخاطرات محیط زیستی نیروگاه‌های هسته‌ای و ریسک زلزله

دکتر مهدی زارع دراین‌باره به خبرآنلاین می‌گوید: «خطرات عمده زلزله برای نیروگاه‌های هسته ای در درجه اول از تعیین ساختگاه آنها در مناطق فعال لرزه‌ای، استانداردهای طراحی و ساخت نیروگاه‌ها و پتانسیل جنبش زمین برای فراتر رفتن از آستانه ایمنی ناشی می‌شود. خطرات کلیدی ناشی از رخداد زمین‌لرزه‌ها برای نیروگاه‌های هسته‌ای را می‌توان بدین ترتیب فهرست کرد، نیروگاه‌های هسته‌ای به گونه‌ای طراحی شده‌اند که سطوح خاصی از شتاب زمین را تحمل کنند، اما اگر زلزله از این سطوح فراتر رود، می‌تواند منجر به خاموش شدن خودکار یا در موارد شدید، آسیب‌های ساختاری شود. در مناطق ساحلی مانند مکران ایران زمین لرزه‌ها می‌توانند باعث ایجاد سونامی نیز بشوند که تهدیدات قابل توجهی برای تاسیسات هسته‌ای با غلبه بر سامانه‌های ایمنی سیل ایجاد می‌کند، مانند آنچه در جریان زلزله و سونامی ۱۱ مارس ۲۰۱۱ در ژاپن در محل نیروگاه هسته ای فوکوشیما رخ داد.»

او بیان می‌کند: «همچنین زلزله می‌تواند منبع تغذیه خارجی و سامانه‌های پشتیبان را مختل کند و منجر به خرابی خنک کننده در راکتورها شود. آسیب های محیط زیستی عمده زلزله و نگرانی‌های آلودگی برای نیروگاه‌های هسته‌ای نیز درازمدت و در بیشتر مواقع غیرقابل جبرانند. زلزله می‌تواند یکپارچگی ساختاری راکتورهای هسته ای را به خطر بیندازد و منجر به نشت احتمالی ایزوتوپ های رادیواکتیو به محیط شود. این موضوع می تواند هوا، آب و خاک را آلوده کند و خطرات سلامتی قابل توجهی را برای انسان و حیات وحش به همراه داشته باشد. راکتورهای هسته ای برای جلوگیری از گرمای بیش از حد به سامانه های خنک کننده متکی هستند. زلزله ممکن است این سامانه ها را مختل کند و منجر به گرمای بیش از حد و ذوب احتمالی شود که مواد رادیواکتیو را بیشتر آزاد می‌کند.»

قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض سطوح پایین تشعشع، نگرانی‌هایی را در مورد افزایش آمار سرطان و سایر مسائل بهداشتی در میان ساکنانی که پس از فاجعه تخلیه شده‌اند یا بازگردانده شده‌اند، ایجاد می‌کند.

زارع ادامه می‌دهد: «فعالیت‌های لرزه‌ای می‌تواند شکاف‌هایی را در زمین ایجاد کند که به زباله‌های رادیواکتیو ذخیره‌ شده در نزدیکی یا داخل یک تأسیسات هسته‌ای اجازه نفوذ به منابع آب زیرزمینی را می‌دهد و بر منابع آب آشامیدنی اثر می‌گذارد. زلزله به زیرساخت های حیاتی مانند ساختمان های مهار، استخرهای سوخت مصرف شده و سامانه های پشتیبان اضطراری آسیب می‌رساند. این آسیب باعث افزایش خطر حوادث هسته‌ای در تاسیسات و متعاقب آن آلودگی محیط زیست می‌شود. پیامدهای زلزله در یک تاسیسات هسته‌ای منجر به آسیب‌های اکولوژیکی دراز مدت به دلیل آلودگی بوم سازگان‌ها می‌شود که برای چندین دهه تا چند سده بر گیاهان و جانوران اثر می‌گذارد. حتی بدون زلزله نیز نیروگاه‌های هسته‌ای برای محیط زیست مخربند. نیروگاه‌های هسته‌ای، درحالی‌که منبع قابل توجهی از انرژی با انتشار گازهای گلخانه‌ای کم در حین کار هستند، زباله‌های رادیواکتیو تولید می‌کنند که برای هزاران سال خطرناک باقی می‌مانند. مدیریت و ذخیره سازی این زباله ها خطرات محیط زیستی قابل توجهی را به همراه دارد. سامانه ‌های خنک‌کننده راکتورهای هسته‌ای اغلب آب گرم شده را به بدنه‌های آبی مجاور تخلیه می‌کنند، که با افزایش دمای آب و اثر بر آبزیان، بوم سازگان‌های محلی را مختل می‌کند. نیروگاه‌های هسته‌ای به‌مقادیر قابل توجهی آب برای فرآیندهای خنک کننده نیاز دارند که منجر به تخلیه در منابع آب محلی می‌شود. علاوه بر این، خطر آلودگی ناشی از نشت یا حوادثی وجود دارد که مواد رادیواکتیو را به منابع آب اطراف وارد می‌کند.»

حادثه در چرنوبیل

این متخصص می‌گوید: «انتشار تصادفی مواد رادیواکتیو در اثر سوانح فنی در محل نیروگاه، همانطور که در حوادثی مانند چرنوبیل ۱۳۶۵ و تری مایلزآیلند ۱۳۵۸ می‌تواند اثرات مخربی بر محیط زیست داشته باشد و منجر به آلودگی طولانی مدت آب و زمین شود. بدین ترتیب ساخت و بهره برداری از تأسیسات هسته‌ای می‌تواند منجر به تخریب زیستگاه و تغییر در الگوهای کاربری زمین شود و بر گیاهان و جانوران محلی اثر بگذارد.»

استاد پژوهشگاه بین‌المللی زلزله می‌گوید: «در ۲۸ مارس ۱۹۷۹ (۸ فرودین ۱۳۵۸) واحد ۲ نیروگاه هسته‌ای تری مایلز آیلند پنسیلوانیا در آمریکا به طور جزئی ذوب شد. این جدی‌ترین حادثه در تاریخ فعالیت نیروگاه هسته‌ای تجاری ایالات متحده است. پیامدهای آن تغییرات گسترده‌ای را به همراه داشت که شامل برنامه‌ریزی واکنش اضطراری، آموزش اپراتور راکتور، عوامل انسانی، حفاظت در برابر تشعشعات و بسیاری دیگر از حوزه‌های عملیات نیروگاه هسته‌ای بود. همچنین باعث شد کمیسیون نیروگاه‌های آمریکا نظارت خود را تشدید کند. ترکیبی از خرابی تجهیزات، مشکلات مربوط به طراحی و خطاهای کارگران منجر به ذوب نسبی و انتشار بسیار کمی رادیواکتیویته در خارج از سایت شد. حادثه نیروگاه هسته‌ای تری مایلز آیلند آمریکا ۱۹۷۹ منجر به آسیب‌های محیط زیستی قابل توجهی شد به‌نحوی که مقدار کمی از گازهای رادیواکتیو را در اتمسفر منتشر کرد که باعث نگرانی عمومی در مورد ایمنی انرژی هسته‌ای و پتانسیل آن برای آسیب‌های محیط زیستی شد. اگرچه انتشار در مقایسه با سایر حوادث هسته ای نسبتاً ناچیز بود، اما مسائل زیر بر اساس پژوهش‌ها گزارش شد: این حادثه منجر به مورد ورود ایزوتوپ های رادیواکتیو به محیط زیست، به ویژه ید-۱۳۱ و زنون-۱۳۳ شد که پیامدهای سلامتی برای جمعیت‌های اطراف دارد . آب خنک کننده مورد استفاده در سامانه‌های راکتور در جریان حادثه با مواد رادیواکتیو آلوده شد و بر منابع آب محلی اثر گذاشت. رسوب ذرات رادیواکتیو در زمین‌های اطراف بر کشاورزی و بوم سازگان‌های محلی اثر درازمدت دارد.»

زارع بیان می‌کند: «مطالعات نشان داد که در حادثه تری مایلز آیلند ۱۹۷۹ سطوح قرار گرفتن در معرض تشعشع کم بود ولی نگرانی عمومی در مورد اثرات احتمالی درازمدت بر سلامتی ساکنان همچنان ادامه دارد. اثرهای محیط زیستی فاجعه نیروگاه هسته ای فوکوشیما دایچی ژاپن در پی زلزله و سونامی ۱۱مارس ۲۰۱۱ رخ داد، چند وجهی و قابل توجه است. انتشار مواد رادیواکتیو در محیط زیست منجر به آلودگی مداوم هوا، خاک و آب شد. اثرهای دراز مدت البته متنوع بود. انتشار ایزوتوپ‌های رادیواکتیو مانند سزیم-۱۳۷ و ید-۱۳۱ منجر به آلودگی گسترده آب و خشکی شد. مناطق اطراف این نیروگاه به دلیل سطوح بالای تشعشع محدود باقی می‌مانند و بوم سازگان‌های محلی را تحت اثر قرار می‌دهند. با بررسی‌های محلی مداوم مواد رادیواکتیو در محیط‌های دریایی شناسایی شده‌اند که تجمع زیستی در ماهی‌ها و دیگر موجودات دریایی را آلوده می‌کند. این امر نه تنها برای تنوع زیستی بلکه برای سلامت انسان از طریق مصرف غذاهای دریایی خطراتی به همراه دارد. خاک آلوده بر شیوه‌های کشاورزی در منطقه اثر گذاشته و منجر به محدودیت در کشاورزی و کاهش کشاورزی محلی شده است. نیمه عمر طولانی ایزوتوپ‌های خاص به این معنی است که تلاش‌های اصلاحی چندین دهه طول می‌کشد. تخلیه جمعیت‌های انسانی به برخی از جمعیت‌های حیات وحش اجازه داده است در مناطقی که قبلاً توسط انسان‌ها سکونت داشتند، رشد کنند. البته تشعشعات همچنان خطراتی را برای این گونه‌های حیاط وحش ایجاد می‌کند و به طور بالقوه پویایی بوم سازگان را تغییر داده و می‌دهد.»

شرایط ایران و ریسک زلزله

زارع می‌گوید: «انتظار می‌رود با توجه به رشد جمعیت و صنعتی شدن ایران، تقاضای انرژی ایران در دهه‌های پیش رو به میزان قابل توجهی افزایش یابد. مطالعات مختلف نشان می‌دهد که تا سال ۲۰۴۵م /۱۴۲۴ش ایران بین ۱۰۰ تا ۱۵۰ گیگاوات ظرفیت نصب شده برای تامین نیازهای انرژی خود به طور پایدار نیاز دارد. این پیش بینی عواملی مانند شروع به کار گیری انرژی‌های تجدیدپذیر و پیشرفت در بهره وری انرژی را در نظر می گیرد. ساخت نیروگاه های هسته ای در مناطق لرزه خیز، مانند آنچه در ایران پیشنهاد شده است، نگرانی‌های قابل توجهی را در مورد ریسک زلزله برای این نیروگاه ها ایجاد می‌کند. لرزه خیزی در مناطق نیروگاه‌های برق هسته‌ای پیشنهادی در چابهار، سیریک، گرگان و دارخوین را می‌توان به اجمال چنین مرور نمود، مناطق شناسایی‌شده برای ساخت این نیروگاه‌ها نزدیک به پهنه‌های گسل‌های فعال هستند. مکران محل وقوع سونامی‌های تاریخی و سده بیستم (زلزله با بزرگای ۸.۰ در ۲۸ نوامبر ۱۹۴۵م، ۷ آذر ۱۳۲۴ش) است و در گرگان زلزله هشتم مرداد ماه سال ۱۳۴۹ به بزرگای ۶.۴ سابقه دارد.»

زارع بیان می‌کند: «تاسیسات هسته‌ای باید از استانداردهای طراحی دقیقی پیروی کنند که در زلزله‌های احتمالی و بیشینه تاب بیاورد و ایمنی تاسیسات طوری تضمین شود که سامانه‌های حیاتی در حین و پس از زلزله عملیاتی می‌شوند. در صورت وقوع زلزله، برنامه‌های آمادگی اضطراری باید برای اطمینان از ایمنی عملیات نیروگاه هسته‌ای و جوامع اطراف شامل ایجاد مسیرهای تخلیه و راهبردهای ارتباطی عملیاتی شود. زلزله می‌تواند نه تنها به خود نیروگاه هسته ای بلکه به زیرساخت های اطراف که برای عملکرد آن ضروری است، مانند خطوط برق و سامانه‌های تامین آب آسیب برساند.»

جایگزین پیشنهادی: توسعه نیروگاههای انرژی پاک و تجدید پذیر

استاد پژوهشگاه بین المللی زلزله می‌گوید: «با ظرفیت عملیاتی ۸۷۹ مگاوات انرژی‌های پاک در ایران تا مهر ۱۴۰۳، بخش انرژی‌های تجدیدپذیر ایران اکنون کمتر از یک درصد از کل برق کشور را تولید می‌کند. در سال ۲۰۲۳ عربستان سعودی و ترکیه به ترتیب ۲۸۴۰ مگاوات و ۲۸۰۰ مگاوات تولید کردند. به جای توسعه نیروگاه های هسته ای پیشنهاد می شود تا در همین زمان برای توسعه ظرفیت تولید انرژی‌های تجدیدپذیر ۲۰ گیگاوات برای ایران یک برنامه توسعه جامع و راهبردی اجرا شود. این طرح باید شامل چندین ارزیابی منابع، انتخاب فناوری‌های مناسب پاک، توسعه زیرساخت، راهبردهای تامین مالی، و مشارکت جامعه باشد.»

زارع می‌گوید: «اولین گام در طرح توسعه شامل انجام بازنگری و روزآمد کردن ارزیابی های موجود از منابع انرژی تجدیدپذیر موجود در ایران است. شناسایی مکان‌هایی با سرعت باد بالا را که برای نصب توربین بادی مناسب هستند ارزیابی سطوح تابش خورشیدی برای تعیین مکان های بهینه برای سامانه‌های فتوولتائیک خورشیدی، پتانسیل سواحل شمالی و جنوبی و بهره گیری از نیروگاههای کوچک ساحلی برای تولید انرژی پاک، ارزیابی بقایای کشاورزی و جنگلداری برای تولید انرژی زیست توده، از مقدمات چنین بازنگری است. این ارزیابی به اولویت‌بندی اینکه کدام فناوری‌های تجدیدپذیر بر اساس شرایط محلی قابل دوام هستند کمک می‌کند. پس از ارزیابی منابع، انتخاب فناوری‌های مناسب به عواملی مانند کارایی، مقرون به صرفه بودن، قابلیت تنظیم ابعاد تاسیسات و اثر محیطی بستگی دارد. توربین‌های بادی خشکی و فراساحلی و استفاده از زیست توده بسته به در دسترس بودن منابع بادی و استفاده از زباله‌های ارگانیک محلی می‌تواند متناسب با شرایط انتخاب شود.»

زارع می‌گوید: «اصلاحاتی نیز باید در امکانات تاکنون موجود انجام شود: ارتقاء شبکه‌های برق موجود یا ساخت خطوط انتقال جدید برای تطبیق افزایش تولید برق از منابع تجدیدپذیر، پیاده‌سازی سامانه‌های ذخیره‌سازی باتری یا ذخیره‌سازی هیدرولیک پمپ شده برای مدیریت مؤثر عرضه و تقاضا، ساخت جاده‌های دسترسی به مکان‌های دوردست که در آن تأسیسات تجدیدپذیر ساخته می‌شوند. طراحی مهندسی دقیق نیز لازم است تا مشخص شود تمام زیرساخت‌ها مطابق با استانداردهای ایمنی و عملیاتی هستند.»

او بیان می‌کند: «تامین بودجه برای پروژه‌های تجدیدپذیر در مقیاس بزرگ بسیار مهم است. گزینه‌های تامین مالی بالقوه البته متنوع و پیچیده‌اند و در بیشتر موارد جزو چالش‌های اصلی برای توسعه چنین زیرساخت‌هایی به حساب می‌آیند: تکیه بر بودجه عمومی و جذب سرمایه های خصوصی با تمرکز بر پروژه‌های انرژی پاک ، قراردادهای بلندمدت با شرکت های آب و برق یا مصرف کنندگان بزرگ که جریان درآمد را برای سرمایه گذاران تضمین کند، و ایجاد مدل مالی که هزینه‌های پیش بینی شده، درآمدها و بازگشت سرمایه را در طی زمان مشخص کند. ایجاد حمایت عمومی برای موفقیت پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر حیاتی است. راهبردهای مشارکت موثر جامعه به برگزاری جلسات برای اطلاع رسانی به مردم در مورد مزایای پروژه‌ها و رفع نگرانی‌ها، همکاری با گروه های اجتماعی ، گنجاندن برنامه های آموزشی در مراحل گوناگون تحصیلی و رسانه‌های دیداری و شنیداری با ارائه اطلاعات در مورد مزایای انرژی‌های تجدیدپذیر، می‌تواند درک و پذیرش عمومی را افزایش دهد. با دنبال کردن این مراحل می‌توان برنامه‌ای ملی را اجرا کرد که امکان توسعه موفقیت آمیز ظرفیت تولید انرژی تجدیدپذیر ۲۰ گیگاوات برای بیست سال بعد ایران فراهم کند و در عین حال پایداری و حمایت جامعه را تضمین کند.»

References

Khalid Almutairi, , Seyyed Shahabaddin Hosseini Dehshiri, Seyyed Jalaladdin Hosseini Dehshiri, Ali Mostafaeipour , Alibek Issakhov and Kuaanan Techato , ۲۰۲۱, Use of a Hybrid Wind–Solar–Diesel–Battery Energy System to Power Buildings in Remote Areas: A Case Study, Sustainability ۲۰۲۱, ۱۳, ۸۷۶۴. https://doi.org/۱۰.۳۳۹۰/su۱۳۱۶۸۷۶۴

“Renewable Energy in Iran: Current Status and Future Prospects.” Encyclopedia of Renewable Energy (Print).

Mohammadi, Ali. “The Role of Renewable Energy in Iran’s Sustainable Development.” Journal of Sustainable Energy ۱۲.۳ (۲۰۲۰): ۴۵-۶۰. (Print).

Zareipour, H., et al. “Challenges of Integrating Renewable Energy into Iran’s Power System.” International Journal of Electrical Power & Energy Systems ۹۹ (۲۰۱۸): ۱۲۳-۱۳۰. (Web).

“Iran’s Renewable Energy Potential.” World Bank Reports on Renewable Resources (Print).

Khosravi, Mohammad Reza, et al. “Policies for Promoting Renewable Energy Technologies in Iran.” Energy Policy ۱۳۸ (۲۰۲۰): ۱۱۱-۱۲۰. (Web).

Kato, Hiroshi et al. “Long-Term Environmental Effects of the Fukushima Nuclear Accident.” Environmental Science & Technology, vol. ۵۰, no. ۱۲, ۲۰۱۶, pp. ۶۳۵۰-۶۳۶۰. (Web)

“Health Risks from Radiation Exposure.” World Health Organization, ۲۰۱۶. (Web)

Yamaguchi, T., et al. “Ecological Impact Assessment after the Fukushima Nuclear Power Plant Accident.” Journal of Environmental Radioactivity, vol. ۱۵۱, ۲۰۱۶, pp. ۱-۱۰. (Print)

“Radioactive Waste Management at Fukushima.” International Atomic Energy Agency, ۲۰۲۰. (Web)

“Renewable Energy.” Encyclopaedia Britannica, Encyclopaedia Britannica, Inc., Print.

“Solar Power.” The New Encyclopedia of Science, edited by Richard W. Hamming et al., Facts On File Inc., Print.

“Wind Energy.” Encyclopedia of Renewable Energy, edited by David A. Tillman et al., Academic Press, Print.

“Hydropower.” The Encyclopedia of Earth, edited by Cutler J. Cleveland et al., National Council for Science and the Environment, Web.

“Geothermal Energy.” Energy Information Administration, U.S. Department of Energy, Web.

“Nuclear Power.” Encyclopaedia Britannica, Encyclopaedia Britannica, Inc., (Print).

“Nuclear Energy.” World Book Encyclopedia, World Book, Inc., (Print).

“Environmental Impacts of Nuclear Power.” Journal of Environmental Management, vol. ۹۰, no. ۸, ۲۰۰۹, pp. ۲۳۴۵-۲۳۵۶. (Web).

“Radioactive Waste Management.” International Atomic Energy Agency, IAEA Publications, (Web).

“Uranium Mining and the Environment.” Environmental Science & Technology, vol. ۴۵, no. ۱۲, ۲۰۱۱, pp. ۵۱۱۰-۵۱۱۶. (Web).

۲۳۳۲۳۳