مفاعلات نووية صغيرة تعيد تشكيل مستقبل الطاقة
على شواطئ بحيرة ميشيغان، تستعد محطة باليسيدس النووية للعودة بفضل مفاعلات صغيرة مبتكرة. هل ستكون هذه بداية عصر جديد للطاقة النووية في أمريكا؟ اكتشف التحديات والفرص في هذا التحول الطموح. التفاصيل على خَبَرَيْن.
المفاعلات النووية الصغيرة: مستقبل الطاقة في أمريكا
على الشواطئ الرملية لبحيرة ميشيغان، وعلى خلفية من الغابات الكثيفة، يقع مبنى خرساني رمادي حاد الزاوية يمكن أن يكون وجه النهضة النووية الأمريكية.
إعادة تشغيل محطة باليسيدس النووية
تم إيقاف تشغيل محطة باليسيدس النووية، التي تبعد حوالي ساعتين بالسيارة عن شيكاغو، في عام 2022، حيث تم الحكم عليها بأنها غير اقتصادية في عالم الغاز الأمريكي الرخيص. لكن شركة Holtec التي يقع مقرها في فلوريدا تعمل على إعادة إحيائها. ولن تكون هذه أول عملية إعادة تشغيل لمحطة نووية أمريكية مغلقة على الإطلاق فحسب، بل ستكون باليسيدس أيضًا مهدًا لطفرة نووية إذا سارت الأمور كما هو مخطط لها: أول "مفاعلات نووية نمطية صغيرة" تجارية في أمريكا.
مميزات المفاعلات النووية الصغيرة
هذه المفاعلات النووية المتقدمة، والمعروفة باسم مفاعلات الطاقة النووية الصغيرة، ولكنها توصف بأنها أرخص وأكثر أمانًا وأسرع في البناء وأسهل في التمويل من نظيراتها التقليدية، والضجة حولها تتزايد بسرعة.
الطاقة النظيفة والموثوقة
إن جاذبيتها واضحة: إمكانية الحصول على طاقة وفيرة ونظيفة يمكن تشغيلها على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع. فهي بمثابة النعناع البري لشركات التكنولوجيا التي تبحث عن مصادر طاقة موثوقة لإرواء العطش الهائل لمراكز البيانات الخاصة بها، والتي من المتوقع أن تزداد بشكل كبير مع نمو الذكاء الاصطناعي. تتدفق الأموال من شركات التكنولوجيا الكبرى وإدارة ترامب.
التحديات التي تواجه المفاعلات الصغيرة
قال مايكل كريغ، الأستاذ المشارك في أنظمة الطاقة والمناخ في جامعة ميشيغان، إن المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم في مكان رائع في الوقت الحالي. وقال: "إنهم في هذه الأرضية المثالية حيث يوجد الكثير من الأفكار الرائعة... ولديهم الكثير من الوعود والإمكانات".
تكلفة التشغيل وأسعار الكهرباء
لكن الواقع، كما هو الحال دائماً، من المرجح أن يكون أكثر فوضوية ويدق الخبراء ناقوس الخطر. قد تكون التكلفة الإجمالية لمفاعلات الطاقة الصغيرة والمتوسطة أقل من المحطات التقليدية، لكنها لا تزال باهظة الثمن، مما يعني أن سعر الكهرباء التي تنتجها ستكون أعلى بكثير من الرياح أو الطاقة الشمسية أو الغاز، كما يحذر الخبراء.
الزمن اللازم لبناء المفاعلات
كما أن تشغيلها يستغرق وقتاً طويلاً. لا يوجد سوى ثلاثة مفاعلات صغيرة ومتوسطة الحجم قيد التشغيل في العالم كله، ولا يوجد أي منها في الولايات المتحدة. أحدها على متن بارجة روسية قبالة ساحل سيبيريا والاثنان الآخران في الصين.
ولن يتضح ما إذا كان هناك ما يبرر الضجيج حول المفاعلات الصغيرة والمتوسطة إلا بعد أن يتم بناؤها، والسباق على ذلك.
تاريخ التكنولوجيا النووية في أمريكا
قال توران إن المفاعلات النووية المتقدمة هي "قصة من نوع "العودة إلى المستقبل". ففي الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي، كان لدى الولايات المتحدة عشرات المفاعلات الصغيرة، "وكانت جميعها تعمل بشكل غير اقتصادي"، كما قال. لذا، وسعياً إلى تحقيق وفورات الحجم لخفض التكاليف وسعر الكهرباء، اتجهت الصناعة إلى المفاعلات الكبيرة.
التحول من المفاعلات الكبيرة إلى الصغيرة
ومع ذلك، فإن التكنولوجيا النووية هي تكنولوجيا معقدة بطبيعتها، وقد ثبتت صعوبة بناء مشاريع ضخمة حسب الطلب. فقد تأخرت الجداول الزمنية، وتصاعدت التكاليف وركدت الطاقة النووية في الولايات المتحدة، ولم تتمكن من منافسة الغاز الرخيص المعبأ بالمياه.
والآن، عادت المشاريع الصغيرة مرة أخرى. وقال توران إن الشركات تقول "لدينا تكنولوجيا جديدة، ولدينا مواد جديدة، وهذه المرة ستكون أرخص"، على الرغم من أن "هذا بالتأكيد لم يظهر بعد".
الجاذبية الاقتصادية للمفاعلات الصغيرة
تكمن الجاذبية الدائمة للمفاعلات الصغيرة والمتوسطة في اسمها. أولاً، يتعلق الأمر بالحجم. فالمفاعلات النووية التقليدية الكبيرة باهظة التكلفة بشكل لا يصدق، وأحياناً تصل تكلفتها إلى عشرات المليارات من الدولارات. أما المفاعلات الأصغر حجماً فتكلفة بنائها أقل ببساطة. وقال توران إنها "حل تكنولوجي لمشكلة مالية". "لا يمكن لأي رأسمالي مغامر أن يقول، مثل، 'أوه، بالتأكيد، سنبني محطة بقيمة 30 مليار دولار'. ولكن، إذا كانت تكلفتها تصل إلى مئات الملايين، فربما يمكنهم القيام بذلك."
ويتعلق الأمر أيضاً بالنمطية. فالفكرة هي أن هذه المفاعلات الصغيرة سيتم إنتاجها بكميات كبيرة في مصانع مركزية وتوصيلها إلى المواقع، مما يجعلها أرخص وأكثر مرونة من المحطات النووية الضخمة.
مشاريع هولتيك والمنافسة في السوق
وتريد شركة هولتيك إثبات هذا المفهوم في باليسيدس في بلدة كوفيرت في ميشيغان. فإلى جانب تشغيل المفاعل التقليدي بقدرة 800 ميغاواط، تخطط الشركة لتركيب مفاعلين صغيرين من المفاعلات الصغيرة والمتوسطة بقدرة 300 ميغاواط سيتم بناؤهما في مصنعها في كامدن بولاية نيوجيرسي.
خطط هولتيك للمفاعلات الصغيرة
وقال متحدث باسم هولتيك إن الشركة بدأت عملية الترخيص الرسمية مع اللجنة التنظيمية النووية الشهر الماضي وتأمل أن تتم الموافقة على كل شيء بحلول عام 2029، على أن يتم تشغيل المفاعلات الصغيرة والمتوسطة بحلول عام 2031.
ويتمثل هدفها على المدى الطويل، مع شركة هيونداي للهندسة والإنشاءات الشريكة، في بناء أسطول من المفاعلات الصغيرة والمتوسطة في أمريكا الشمالية في ثلاثينيات القرن العشرين.
ويشكك بعض الخبراء في الجداول الزمنية الطموحة، خاصة بالنسبة لشركة لم يسبق لها تشغيل محطة نووية من قبل، بدأت شركة هولتك في مجال النفايات النووية قبل شراء محطات نووية مغلقة وإيقاف تشغيلها. لكن شركة هولتيك قالت إن موظفيها لديهم مئات السنين من الخبرة النووية التشغيلية الجماعية، كما أن تقنيتها مجربة ومثبتة على أساس محطات الطاقة النووية التقليدية المبردة بالماء.
وقال بريندان كوشوناس، الأستاذ المشارك في جامعة ميشيغان للهندسة النووية والعلوم الإشعاعية، إن استخدام هذه التكنولوجيا "نهج معقول للغاية" لأنه ينبغي أن يسهل عملية الترخيص وسلسلة التوريد.
المنافسة من شركات أخرى
ولكن في السباق على تشغيل أول مفاعل نووي صغير الحجم في أمريكا على الإنترنت، فإن شركة هولتيك لديها منافسة.
شركة كايروس باور ومشاريعها
شاهد ايضاً: السر وراء ارتفاع تكاليف الطاقة لديك
بدأت شركة Kairos Power ومقرها كاليفورنيا في عام 2024 في أوك ريدج بولاية تينيسي في بناء مفاعل تجريبي يهدف إلى بدء التشغيل في عام 2028. وستكون الخطوة التالية هي إنشاء مفاعل على نطاق تجاري تقول الشركة إنه سينتج الكهرباء على الشبكة بحلول عام 2030. وقد اختارت الشركة تقنية مختلفة عن هولتيك، باستخدام ملح الفلورايد المنصهر كمبرد بدلاً من الماء.
وقال أليسون ماكفارلين، مدير كلية السياسة العامة والشؤون العالمية في جامعة كولومبيا البريطانية، والرئيس السابق للجنة التنظيمية النووية، إن كايروس مثيرة للاهتمام لأنها واحدة من الشركات القليلة في الولايات المتحدة التي تقوم بالبناء في الوقت الحالي.
وقد تستغرق عملية البناء والاختبار والتعلم والبناء مرة أخرى وقتاً أطول من الشركات التي تصمم وتبني مفاعلاً نهائياً واحداً فقط، ولكنها يمكن أن توفر تعلماً لا يقدر بثمن. وقال ماكفارلين: "عليك أن تثبت التكنولوجيا قبل أن تتمكن من بيعها لأي شخص". "أما ما إذا كانت ستنجح فهذه قصة أخرى."
استثمارات شركات التكنولوجيا الكبرى
تراهن شركات التكنولوجيا الكبرى على أنها ستكون كذلك. في عام 2024، وقّعت كايروس صفقة مع جوجل لنشر أسطول من المفاعلات يبلغ مجموعها 500 ميجاوات، ما يكفي لتزويد حوالي 300,000 منزل بالطاقة، ومن المقرر أن يبدأ تشغيل أولها في عام 2030. لم تؤكد Kairos قيمة الصفقة لكنها قالت إنها ستساعدها على بناء خطوط إنتاج المصانع و"تسريع منحنى التعلم، مما يجعل كل وحدة أرخص وأسرع في النشر".
كما تضخ شركات التكنولوجيا الأخرى الأموال في هذا المجال. فقد استثمرت أمازون في شركة X-Energy التي يقع مقرها في ولاية ماريلاند، والتي تستخدم تصميمًا مبردًا بالغاز وتخطط لما يصل إلى 12 مفاعلًا صغيرًا في منشأة جديدة في ولاية واشنطن.
في وقت سابق من هذا الشهر، أعلنت ميتا عن صفقة مع شركة أوكلو الناشئة لمفاعلات الطاقة الصغيرة والمتوسطة للدفع المسبق للطاقة والمساعدة في بناء حرم جامعي في مقاطعة بايك بولاية أوهايو لدعم مراكز بيانات ميتا في المنطقة. لم تكشف شركة أوكلو عن قيمة الصفقة، لكن متحدثًا باسمها قال: "سيكون بناء المشروع بالكامل مشروع بنية تحتية بمليارات الدولارات."
التحديات والانتقادات للمفاعلات النووية الصغيرة
شاهد ايضاً: العدالة المناخية الحقيقية تتطلب مواجهة الاستعمار
هناك الكثير من الأموال العامة أيضًا. في ديسمبر/كانون الأول، وافقت وزارة الطاقة على 800 مليون دولار لتطوير المفاعلات الصغيرة والمتوسطة، مع 4 ملايين دولار لشركة هولتيك، وهناك المزيد في الأفق.
وقال ريان بحران، نائب مساعد وزير الطاقة لشؤون المفاعلات النووية: "إن نشر المفاعلات المتقدمة هو أولوية بالنسبة لإدارة ترامب". "وسوف تُستثمر أموال إضافية في البحث والتطوير ونشر هذه التكنولوجيات."
شاهد ايضاً: مراكز البيانات ترفع تكاليف الكهرباء في ماريلاند. أحد الخبراء يحذر: "هذا مجرد قمة الجليد"
مع زيادة الضجيج، يدق بعض الخبراء أجراس الإنذار.
تكاليف الطاقة النووية مقارنة بالبدائل
قال إدوين ليمان، مدير سلامة الطاقة النووية في اتحاد العلماء المهتمين، إن جميع الحجج المؤيدة لمفاعلات الطاقة النووية الصغيرة والمتوسطة تتجاهل مشكلة أساسية: إنها مكلفة للغاية.
وقال إنه على الرغم من كل الأموال التي تتدفق على هذا القطاع، "إلا أنها لا تزال غير كافية". وقال إن الطاقة النووية لا يمكن أن تتنافس من حيث التكلفة مع البدائل، سواء الوقود الأحفوري أو الطاقة المتجددة بشكل متزايد. "لا تزال المفاعلات النووية الصغيرة والمتوسطة رفاهية، وقد تكون أقل تكلفة من حيث سعرها الأولي، لكن هذا لا يعني أنها تنتج كهرباء أقل تكلفة."
حتى الآن، لم توافق اللجنة التنظيمية النووية (NRC) إلا على تصميم واحد فقط لمفاعل طاقة صغيرة ومتوسطة الحجم، من قبل شركة NuScale Power، ولكن تم إلغاء مشروع بناء هذه المفاعلات في ولاية أيداهو في عام 2023 نظرًا لارتفاع التكاليف وعدم وجود عدد كافٍ من المرافق التي وقعت على شراء الكهرباء.
لم تؤكد شركة كايروس أو هولتيك تكلفة المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الخاصة بهما، بسبب الحساسية التجارية.
شاهد ايضاً: تقارير جديدة ترسم صورة لمستقبل "بالغ الخطورة" مع توقع ارتفاع درجات الحرارة لتجاوز حدٍّ رئيسي
كما تعاني بعض المفاعلات الصغيرة والمتوسطة من مشكلة الوقود. وغالباً ما تتطلب التصميمات غير التقليدية، تلك المبردة بالملح أو الغاز، نوعاً خاصاً من الوقود يسمى اليورانيوم عالي التخصيب منخفض التخصيب، المعروف باسم HALEU (وينطق HALEU). والكميات المتاحة محدودة وتهيمن روسيا على سلسلة الإمدادات، على الرغم من الجهود المبذولة لبناء إمدادات محلية.
وقال توران إن هذا خطر كبير. وقال إن التحدي الأكبر الذي تواجهه الطاقة النووية هو التنافس مع الغاز الطبيعي، "وهو وقود فاخر ومكلف للغاية قد لا يكون أفضل طريقة".
ولا تزال هناك وصمة عار حول النفايات النووية أيضاً. وتقول شركات المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم إن المفاعلات الأصغر حجماً تعني نفايات نووية أقل، ولكن بحث من جامعة ستانفورد أشار إلى أن بعض المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم يمكن أن تولّد في الواقع المزيد من النفايات، ويرجع ذلك جزئياً إلى أنها أقل كفاءة في استهلاك الوقود.
وفي خضم الاندفاع نحو تسريع المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم، يقول بعض الخبراء إن الشاغل الأكبر هو الأمان. فقد ركزت إدارة ترامب على تسريع عمليات الترخيص وتخفيف المتطلبات التنظيمية، وهو ما يخشى ليمان ألا يعطي الوقت الكافي لتقييم السلامة والأمن. وقال: "إنه حقًا الغرب المتوحش".
خبراء آخرون أكثر تفاؤلاً. قال كوشوناس من ميشيغان: "إن مجرد إلغاء اللوائح التنظيمية دون تفكير كبير أمر خطير". ولكن إذا تم القيام بذلك بشكل صحيح "لا أعتقد أن هناك أي مخاوف متأصلة على السلامة من خلال إعطاء الأولوية للمفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم وتتبعها بسرعة".
رفضت وزارة الطاقة الادعاءات بأن السلامة ستتعرض للخطر. وقال بهران: "تتمسك وزارة الطاقة بأعلى معايير السلامة في عملنا مع الصناعة النووية".
بينما تتسابق الشركات لإثبات قدرة المفاعلات الصغيرة والمتوسطة على تلبية الضجيج، يبدو أن الخبراء منقسمون في تفكيرهم.
فبالنسبة للبعض، تعتبر المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم إلهاءً مكلفًا، وربما خطيرًا، مع جداول زمنية تمتد إلى المستقبل بحيث لا يمكن أن تكون إجابة حقيقية للاحتياجات المتزايدة للطاقة النظيفة في الوقت الحالي. وقال ماكفارلين إنها قد لا تكون جاهزة قبل عقود. "هل ستنتظر هذه الشركات حتى ذلك الحين؟ "، وتساءلت: "هل سيكون الذكاء الاصطناعي مناسبًا في ذلك الوقت؟
يعتقد ليمان أن القوة الدافعة وراء الدفع نحو تشغيل المفاعلات الصغيرة والمتوسطة على الإنترنت هي الخوف من أن الوقت ينفد لمنافسة طاقة الرياح والطاقة الشمسية والبطاريات. وقال: "إذا لم يثبتوا ما يزعمونه حول كيف أن الطاقة النووية ستنقذ العالم، فسوف تصبح قديمة".
ومع ذلك، يشير آخرون إلى أن جميع التقنيات باهظة الثمن في البداية، وتميل التكاليف إلى الانخفاض مع تقدمها. ويقولون إن المفاعلات الصغيرة والمتوسطة يمكن أن تعني أن مراكز البيانات لا ترهق الشبكة وترفع فواتير الكهرباء على الناس، ويمكن استخدامها في المناطق النائية بدلاً من مولدات الديزل أو حتى في المصانع لتوفير التدفئة.
وقال توران إن الاستثمار في المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الآن سيثبت، بطريقة أو بأخرى، ما إذا كان يمكن أن تكون خياراً مكملاً لطاقة الرياح أو الطاقة الشمسية، "فالتقدم يتطلب من الناس أن يفعلوا أشياء".
"دعونا نبني المفاعل. لنقم بتشغيله، ولنرى ما إذا كان يعمل بشكل جيد بالفعل". "النقاش الكبير والسباق الكبير هو من يستطيع تشغيله اقتصاديًا."
أخبار ذات صلة
لماذا تحدث أغرب تغييرات مستوى البحر على الأرض قبالة سواحل اليابان
زلزال بقوة 6.7 درجات يضرب شمال شرق اليابان وتحذير من تسونامي
أفضل توقعات الأعاصير لعام 2025 جاءت من نموذج ذكاء اصطناعي
