Când una din marile plăci tectonice ale pământului s-a aruncat sub alta în largul coastei de est a Japoniei în martie 2011, a generat un cutremur violent și a pornit un tsunami cu valuri care au atins înălțimi de 20 de metri sau mai mult. Această combinație devastatoare a lăsat morți de zeci de mii de oameni și a pornit o criză nucleară atunci când apa de mare a inundat locul Centralei Nucleare Fukushima Daiichi, tăind puterea și dezactivând echipamentele de siguranță de rezervă.
Echipajele nu au putut menține reactoarele la rece, ceea ce a dus la topirea combustibilului, explozii de hidrogen și eliberarea de materiale radioactive. Au trecut mai mult de nouă luni înainte ca autoritățile să anunțe că reactoarele au fost aduse într-o stare stabilă de oprire la rece. Problemele legate de siguranță au dus, de asemenea, la închiderea aproape toate celelalte centrale nucleare ale Japoniei.
Evenimentul de la Fukushima - cel mai grav accident nuclear de la Cernobâl în 1986 - a aruncat o umbră asupra energiei atomice și a speranțelor înrădăcinate ale industriei pentru o „renaștere nucleară”. Mai mult de doi ani mai târziu, Japonia a repornit doar două dintre cele 54 de reactoare ale națiunii, iar pericolele persistă la Fukushima, în timp ce muncitorii se luptă să conțină scurgeri radioactive de ape uzate. Germania și Elveția au decis eliminarea treptată a energiei nucleare, iar multe alte națiuni reevaluează ambițiile lor nucleare. În iunie 2011, alegătorii italieni au respins programul nuclear al țării lor într-un referendum.
Cu toate acestea, pentru o lume din ce în ce mai flămândă de energie, nucleul rămâne o sursă de energie, fără încărcare, fără încărcătură, și o modalitate atractivă de a diversifica aprovizionarea cu energie și de a se îndepărta de surse, inclusiv de cărbune care contribuie la schimbările climatice. „Avem nevoie de o renaștere a unor tehnologii care să poată ocupa locul cărbunelui”, spune Per Peterson, profesor de inginerie nucleară la Universitatea din California, Berkeley. Atât centralele de cărbune, cât și cele nucleare sunt costisitoare de construit, dar sunt capabile să ofere energie fiabilă în permanență, cu costuri relativ reduse de combustibil. „Este dificil să vezi cum poți să îndepărtezi cărbunele dacă nu incluzi nucleare”, spune Peterson.
La nivel global, viitorul nuclear se află tot mai mult în China și India. "Renasterea nucleară este în prezent în curs, dar în primul rând în afara Statelor Unite", spune Dan Lipman, directorul executiv al programelor de furnizori strategici pentru Institutul de energie nucleară, un grup industrial. Șapte dintre cele 66 de uzine aflate acum în construcție la nivel mondial sunt în India. Și China și-a legat cel de-al 17-lea reactor nuclear de rețeaua electrică în februarie.
Povestea este mai amestecată în Statele Unite, deși țara conduce lumea în ceea ce privește producția de electricitate nucleară. Până de curând, 104 reactoare din 31 de state furnizau aproximativ 19% din energia electrică a națiunii. Administrația americană pentru informații energetice anticipează că reactoarele noi vor adăuga aproximativ 5, 5 gigawati - comparabil cu aproape trei diguri Hoover - cu capacitate nucleară până în 2025. În primăvara acestui an, construcția a două noi reactoare a început pentru prima dată în 30 de ani.
Însă prețurile scăzute ale gazelor naturale au scăzut din veniturile proprietarilor de instalații. Flota a scăzut la 102 reactoare în această primăvară din cauza închiderii uzinei, cel mai recent exemplu fiind stația nucleară Kewaunee din Wisconsin, care și-a văzut profiturile îndepărtate de gluta gazelor naturale. Oprirea a alimentat prezicerile că ar putea exista mai multe închideri pe măsură ce centralele nucleare mai vechi se luptă să concureze. Duke Energy a renunțat la planurile pentru două noi reactoare din Carolina de Nord și și-a retras oficial reactorul Crystal River - offline timp de doi ani - în Florida, după decenii de funcționare, după ce a optat pentru oprire mai degrabă decât pentru reparație. Previziunile EIA consideră că gazele naturale și sursele regenerabile preiau felii mai mari dintr-o plăcintă energetică din SUA în creștere, în funcție de prețuri și subvenții.
Accidentul nuclear din 1979 pe Three Mile Island din centrul Pennsylvania, precum Fukushima, a avut loc într-un moment similar al creșterii nucleare. Cu toate acestea, până la dezastrul de la Cernobîl, creșterea începuse să încetinească. Aceasta a stagnat nu numai din cauza preocupărilor sporite de siguranță, ci și din cauza scăderii prețurilor la combustibilii fosili, în combinație cu întârzierile lungi, bugetele în balonare și costurile ridicate de finanțare care au reprezentat caracteristicile construcției de instalații noi din anii 1980 și 90. Atunci, ca și acum, economia nucleară s-a dovedit descurajantă.
În cele din urmă, interesul pentru nucleare a fost reluat. Începând cu anul 2005, spune Lipman, o confluență de factori a izbucnit construcția. Creșterea economică a sporit cererea de energie electrică și prețurile istoric volatile ale gazelor naturale au fost în creștere. Legea privind politica energetică din 2005 a oferit garanții de împrumut și alte stimulente pentru noile centrale nucleare, iar cererea de energie electrică rezidențială din statele de sud-est - în special Florida - „a crescut ca și gangbusters”, spune el. În plus, pentru o clipă, s-a părut posibil ca reglementarea climatică să crească energia de cărbune mai costisitoare.
Momentul a fost perfect. "O generație mai tânără [uitase] sau nu trăise prin Three Mile Island și Chernobyl", spune Edwin Lyman, un om de știință principal din cadrul Programului de securitate globală la Uniunea Oamenilor de Știință Preocupați din Washington, DC
În timp ce unii americani s-au încălzit la ideea creșterii energiei nucleare, publicul rămâne împărțit în această privință. Cu cinci luni înainte de dezastrul de la Fukushima, 47% dintre americanii chestionați de Pew Research Center au favorizat utilizarea tot mai mare a energiei nucleare. Imediat după criză, sprijinul a scăzut la 39 la sută, dar opiniile s-au înmuiat oarecum de atunci.
Un public mai receptiv poate deschide ușa doar până acum pentru nucleare. „Nu au putut să ocolească problemele legate de economie ale energiei nucleare, chiar înainte de a se întâmpla Fukușima”, spune Lyman. Criza din 2011 din Japonia „a aruncat o altă cheie de maimuță în lucrări”.
Uneori, nuclearul a fost promovat ca o armă importantă în lupta împotriva schimbărilor climatice, dar „nivelul de desfășurare a energiei nucleare de care ai avea nevoie în următoarele două decenii pentru a face o cură de emisii de încălzire globală ar fi atât de enorm, pur și simplu nu este posibil ", Spune Lyman.
Iar după Fukushima, siguranța este din nou o preocupare. Printre lecțiile care vor ieși din dezastru se numără nevoia de a se pregăti pentru secvențe improbabile de evenimente, spune Petkerul lui Berkeley. După 9/11, Comisia de reglementare nucleară, responsabilă cu reglementarea industriei nucleare a SUA, a început să examineze, dacă nu este improbabilă, amenințările de daune răspândite - probleme, cum ar fi „ce am face dacă teroriștii ar fi deturnat un avion și ar decide să-l zboare. într-o uzină nucleară din SUA, spune Peterson. NRC a analizat daunele care s-ar întâmpla la sistemele de siguranță ale unei instalații într-un astfel de scenariu, spune el, și acum cere ca instalațiile să achiziționeze echipamente de urgență portabile ca rezervă.
Ceea ce nu s-a contabilizat a fost posibilitatea unui eveniment sau a unei combinații de pericole naturale care să reducă mai multe reactoare la o instalație, fiecare solicitând un răspuns de urgență și eforturile personalului instruit. Mai mult de o treime din centralele nucleare din Statele Unite au în prezent două sau mai multe reactoare. Și totuși, planurile de răspuns de urgență permiteau doar un singur eșec. „În SUA, pregătirea noastră a fost întotdeauna ca aceasta să se întâmple cu una dintre unități”, spune Joe Pollock, vicepreședinte al operațiunilor nucleare pentru Institutul de energie nucleară. „Trebuie să putem trata cu toate unitățile simultan în toate planurile și pregătirile noastre.”
Pollock spune că centralele nucleare din SUA sunt acum mai bine echipate pentru situații de urgență, dar criticii spun că reformele nu au mers suficient de departe. Uniunea Oamenilor de Știință Preocupați a avertizat că multe reactoare din Statele Unite ar fi putut merge mult mai rău decât Fukushima Daiichi în caz de defecțiuni ale sistemului de răcire, deoarece bazinele lor de combustibil uzat sunt mai puternic ambalate și mai dificil de păstrat la rece în caz de urgență. Grupul susține că plantele ar trebui să fie capabile să reziste la o oprire a stației de 24 de ore fără a apela la echipamente portabile, în loc de cele opt ore recomandate, deși nu sunt necesare, de către un grup de lucru al CNR organizat ca răspuns la Fukushima, și ar trebui să fie gata să funcționează o săptămână întreagă fără asistență în afara site-ului, spre deosebire de doar trei zile.
Reactoarele mai noi cu sisteme de răcire pasivă, cum ar fi AP1000 de la Westinghouse, arată pași către o siguranță îmbunătățită. În loc de pompe și generatoare de motorină, AP1000 folosește convecția naturală, gravitația și evaporarea apei pentru a preveni supraîncălzirea și acumularea de presiune fără a avea nevoie de putere în afara locului sau chiar de acțiunea operatorului. Este conceput pentru a rezista la 72 de ore de oprirea stației complete. Patru reactoare AP1000 sunt în construcție în China și două unități sunt planificate pentru centrala nucleară VC Summer din Carolina de Sud.
Chiar și în acest model avansat, Westinghouse a putut identifica potențialele zone de îmbunătățire după accidentul de la Fukushima. Lipman spune că compania „s-a întors și a examinat foarte semnificativ proiectul pentru a vedea ce fel de modificări trebuie făcute”, discutând schimbările de proiectare, cum ar fi poziționarea bateriilor mai sus sau instalarea ușilor etanșe pentru rezistență la inundații. Cu toate acestea, compania a ajuns la concluzia că AP1000 ar putea suporta un eveniment similar cu cel care a stricat Fukushima Daiichi.
Viitorii reactori nucleari pot evita unele dintre provocările legate de costuri și siguranță asociate cu giganții de astăzi de 1.000 de megawati, prin reducerea dimensiunii. Departamentul de Energie al SUA are un obiectiv ambițios de a vedea tehnologia pentru reactoare mai mici, de sine stătătoare și construite în mare parte din fabrică, dislocate în următorul deceniu. Cunoscute ca mici reactoare modulare sau SMR-uri, aceste mini centrale nucleare ar avea o energie electrică echivalentă cu mai puțin de 300 megawati și ar fi suficient de compacte pentru a fi livrate cu calea ferată sau camionul. Deja, cercetătorii lucrează la zeci de concepte diferite la nivel mondial.
Un tip promițător este cunoscut ca un reactor de apă sub presiune integral. Numit mPower, acest model de la firma de echipamente nucleare Babcock & Wilcox solicită o pereche de module echivalente de 180 de megavati care pot funcționa timp de patru ani fără realimentare - de două ori mai mult decât reactoarele de astăzi. Și sunt suficient de mici pentru a putea folosi infrastructura existentă la uzinele de cărbune care îmbătrânesc, ridicând posibilitatea de a da viață nouă, alimentată cu energie nucleară, centralelor de cărbune din anii 1950, după pensionarea lor. Costurile estimate pentru implementarea SMRs variază de la 800 milioane dolari la 2 miliarde dolari pe unitate - aproximativ o cincime din costul reactoarelor mari.
„Este într-adevăr mult mai ușor să proiectați reactoare mici, sigure”, spune Peterson. Cu reactoare mari, există pericolul de a dezvolta „puncte fierbinți” în combustibil. „Odată ce combustibilul este deteriorat, devine mai dificil să se răcească și astfel daunele se pot propaga”, explică Peterson. Reactoarele mai mici, bine concepute, care pot evita această problemă și poate chiar potoli nevoia de echipamente externe și de luare a deciziilor umane falibile într-un moment de criză, pot fi „intrinsec mai sigure”, spune el. Cu toate acestea, gradul în care reactoarele modulare mici ar putea îmbunătăți siguranța în utilizarea reală rămâne incert.
De asemenea, nu sunt garantate avantajele de cost. "Istoria energiei nucleare a determinat reactoarele să devină tot mai mari", să profite de economiile de scară, spune Lyman. "Dacă veți face ca reactoarele mici să fie competitive cu reactoarele mari, trebuie să reduceți costurile de exploatare", spune el. "Trebuie să reduceți costurile forței de muncă într-un mod care este iresponsabil. Nu este dovedit că este sigur să reduceți numărul de operatorii [și] personalul de securitate și mențin în continuare siguranța. " Este posibil ca un reactor mic să fie mai sigur decât un reactor mai mare, adaugă el, „dar nu se va întâmpla automat”.
Pentru orice tehnologie inovatoare care ar putea înlocui sau reuși reactoarele de astăzi, există un drum lung. „Chiar și plantele cele mai bine studiate au o mulțime de mistere", spune Lyman. Motivul post-Fukushima de a cerceta aceste necunoscute și de a elimina riscul inutil poate fi prea scurt pentru a produce schimbări durabile. De această dată, Lyman spune: "Ar fi frumos dacă s-ar produce schimbări înainte de atacurile catastrofale ".
