NRGreport
Menü

Mi köze a medúzáknak az atomerőművekhez? A klímaváltozásban rejlik a válasz

Fenntarthatóság | Major András | 2021-08-31 05:00

Egyre többször okoznak termeléskiesést az atomerőművekben a klímaváltozás miatt mind gyakoribb szélsőséges időjárási események. Az extrém forróság, a szárazság és a szélviharok mellett a reaktorok termelését olykor még az olyan, rendkívüli időjárással összefüggő jelenségek is kedvezőtlenül befolyásolhatják, mint a hűtővizet szolgáltató víztestben a medúzák túlszaporodása.

A szélsőséges időjárási események szaporodásával egyre inkább nyilvánvalóvá, hogy a jelenlegi villamosenergia-rendszer sérülékenysége növekszik az új körülmények között. A jelenség nem csak a megújulókat és az átviteli, illetve elosztó hálózatot, hanem egyebek mellett az atomerőműveket is érinti, egy a Nature Energy hasábjain megjelent új tanulmány pedig pontosabban is meghatározta, hogy mennyivel növelte eddig és növelheti a jövőben a klímaváltozás a nukleárisenergia-termelés kimaradásait. Az nem számít újdonságnak, hogy a hőség a reaktorok hűtésében problémákat okoz, a klímaváltozással összefüggő jelenségek szélesebb körű átfogó elemzése azonban arra is rávilágított, hogy nem csak az extrém forróság veszélyezteti az atomerőművek termelését.

Egyértelmű a trend

Az egyik legközvetlenebb fenyegetést a hőhullámok jelentik, miután a magasabb hőmérséklet a természetes hűtési források (folyók, óceánok, tavak) hatékonyságának csökkenéséhez vezetnek. A tanulmány szerint a viharos szélviszonyok szintén egyre többször eredményeznek termeléskiesést, és Észak-Amerikában, Dél-, valamint Kelet-Ázsiában, ahol a hurrikánok és tájfunok miatti elővigyázatossági leállítások rutineljárásnak számítanak, már ez a nukleáris termelés csökkenésének elsődleges oka. A klímaváltozás miatt Európa-szerte is egyre intenzívebb viharok várhatók, vagyis ez a kockázat a jövőben nem csak a távoli földrészeken jelentkezhet. Az atomerőművek termelését ugyanakkor például olyan, Magyarországon elképzelhetetlen hatások is kedvezőtlenül befolyásolhatják, mint a hűtő bemeneti csövek szokatlanul bőséges medúzapopulációk miatti eltömődése.

Az elemzés számításai szerint összességében a globális atomerőmű-flotta klímahatásokkal összefüggő termeléskiesésének gyakorisága napjainkban csaknem nyolcszor magasabb, mint az 1990-es években volt. Ezek szerint az akkori évi 0,2-ről a 2010-es évtizedben 1,5 alkalomra emelkedett az ilyen események átlagos előfordulása. A kiesés így is viszonylag mérsékelt, a következő 40 évben pedig a teljes termelés legfeljebb 1,4 százaléka (36 TWh), a század utolsó két évtizedében pedig maximum 2,4 százaléka (61 TWh) esik majd ki a becslés szerint. (A tanulmány szerint minden, az 1951-1980-as időszak átlagához viszonyított 1 Celsius-fokos hőmérséklet-emelkedés körülbelül 0,5 százalékkal csökkenti a globális atomerőmű-flotta termelését.)

A szerző - Ali Ahmad, a Harvard Egyetem kutatója - a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség (IAEA) nyilvánosan elérhető adatai alapján a világ 408 működő reaktorának összes, klímahatásokkal összefüggő részleges vagy teljes termeléskiesését elemezte. A nem tervezett kiesések általában nagyon jól dokumentáltak, az elérhető adatok pedig lehetővé teszik az elmúlt 30 évben környezeti okokból bekövetkezett kiesések gyakorisági trendjeinek kiszámítását. Az elmúlt évtized még részletesebb adatai alapján a szerző azt is megvizsgálta, hogy milyen típusú éghajlati események befolyásolták leginkább az atomenergia termelését. A dokumentum nem közvetlenül kapcsolja össze a bejelentett eseményeket az éghajlatváltozással, azonban a megállapítások azt mutatják, hogy a kiesések száma összességében emelkedett a klímaesemények következtében.

Hőhullámok és szélviharok

A két fő, zavart okozó szélsőséges időjárási jelenséget a hőmérséklettel összefüggő anomáliák (hőség, szárazság, futótűz), valamint a viharok (beleértve a hurrikánokat, tájfunokat, villámlást és áradásokat) képviselik. Az extrém hőség és szárazság esetében a fő problémát a reaktor hűtéséhez szükséges, megfelelően alacsony hőmérsékletű víz vagy egyáltalán: a víz hiánya jelenti. Több termeléskiesés ugyanakkor olyan egyéb, szintén a melegebb idővel összefüggő ökológiai jelenség miatt állt elő, mint például a medúzák fentiekben említett, szokásosnál nagyobb tömegben való megjelenése, ami a hűtés fizikai akadályát képezte.

Az elemzés szerint a viharok és futótüzek több problémát is előidéztek, beleértve a szerkezeti károkat és az elővigyázatossági leállásokat, termeléscsökkentéseket, illetve az alkalmazottak evakuálását is. Így a 2010-2019-es időszakban a termeléskiesések fő okát globálisan már a hurrikánok és tájfunok jelentették, míg Nyugat-Európában továbbra is a hőség volt az első számú faktor. Míg az imént felsoroltak voltak a leggyakoribb okok, a leghosszabb termelési zavarokat - ezáltal a legnagyobb villamosenergia-veszteségeket - a szárazságok idézték elő.

Az elemzés azt is kimutatta, hogy a szélsőséges időjárási események okozta kiesések a nukleárisenergia-termelés zavarainak fő okává léptek elő. A termeléskiesésekhez az a tény is hozzájárul, hogy más erőművekhez, például a fosszilis és biomassza-erőművekhez képest az atomerőművekre szigorúbb biztonsági előírások vonatkoznak. Ezenkívül egy nem tervezett kimaradás fellépését követően a reaktoroknak egy sor vizsgálaton és elemzésen is át kell esniük a probléma azonosítása érdekében, így eltarthat egy ideig, amíg újra beindítják őket.

Alkalmazkodni a változáshoz

Bár a témában eddig viszonylag kevés kutatás történt, bizonyos projektek már folynak annak érdekében, hogy elősegítsék az atomerőművek alkalmazkodását a változó klímához. Az egyik leginkább kézenfekvő megoldást az atomerőművek vízigényének csökkentése jelentheti. Az Egyesült Államok energiaügyi minisztériuma (Department of Energy, DOE) például egy olyan projektet is támogat, amely azt vizsgálja, hogyan lehetne a reaktorok hűtéséhez elengedhetetlen vízszükségletet mérsékelni (száraz hűtésű atomerőművek már ma is léteznek).

Az újabb nukleáris technológiák (például a kavicságyas, a sóolvadékos és a kisméretű moduláris reaktorok) a klímahatásoknak ellenállóbb megoldásokat kínálhatnak, azonban ezek ma még fejlesztési stádiumban vannak. Az atomerőművek viszonylag hosszú élettartama pedig általánosságban korlátozza a technológiai fejlesztések alkalmazhatóságát, különösen a rövidebb élettartamú megújulóenergia-termelő technológiákkal összevetve - állapítja meg a tanulmány. A világszerte működő atomerőművek átlagéletkora pedig jócskán meghaladja a 30 évet, vagyis többségük tervezése során a klímaváltozás következményeivel nem is számolhattak.

A jelenlegi és a jövőbeli atomerőművek ugyan bizonyos mértékben utólag is elláthatók "klímaváltozás-állóbb" alkatrészekkel és rendszerekkel. Azonban ha ezek a technológiák elérhetővé is válnak, az ezzel kapcsolatos munkálatok megint csak jelentős időtartamú termeléskieséseket okozhatnak, különösen a szigorú szabályozási környezetre, illetve a lehetséges jelentős munka- és költségigényre. Vagyis, legalábbis rövidebb távon a nukleáris energia sem lesz védett a szélsőséges időjárási eseményekkel összefüggő termeléskiesésekkel szemben. A nukleáris energia lehetséges jövőbeli szerepe a klímasemleges világ megteremtésében továbbra sem eldöntött, mindenesetre kulcsfontosságú, hogy a klímaváltozás és a globális felmelegedés atomerőművekre gyakorolt hatásait minél jobban megértsük, mivel ez nagyban elősegítheti az ezen hatások mérséklésére irányuló stratégiák kidolgozását.

Major András