الطاقة النووية الصغيرة: سباق التكنولوجيا في العالم

تقنية المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم

قبالة ساحل سيبيريا، غير بعيد عن ألاسكا، ترسو سفينة روسية في الميناء منذ أربع سنوات. ترسل سفينة أكاديميك لومونوسوف، وهي أول محطة طاقة نووية عائمة في العالم، الطاقة إلى حوالي 200 ألف شخص على اليابسة باستخدام تكنولوجيا الموجة التالية من التكنولوجيا النووية: المفاعلات الصغيرة ذات الوحدات النمطية.

وتُستخدم هذه التكنولوجيا أيضًا تحت مستوى سطح البحر. فالعشرات من الغواصات الأمريكية الكامنة في أعماق محيطات العالم تُدار بواسطة مفاعلات نووية صغيرة الحجم، كما تُعرف المفاعلات المدمجة.

فوائد المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم

وسرعان ما أصبحت المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم - وهي أصغر حجماً وأقل تكلفة من المفاعلات التقليدية واسعة النطاق - الأمل الكبير التالي للنهضة النووية في الوقت الذي يتدافع فيه العالم لخفض الوقود الأحفوري. وتتصارع الولايات المتحدة وروسيا والصين من أجل الهيمنة على بنائها وبيعها.

وتضخ إدارة بايدن والشركات الأمريكية مليارات الدولارات في المفاعلات النووية الصغيرة والمتوسطة في محاولة للهيمنة على الأعمال التجارية والنفوذ العالمي. الصين رائدة في مجال التكنولوجيا النووية والبناء، وروسيا تصنع كل وقود المفاعلات الصغيرة والمتوسطة في العالم تقريباً. وتلعب الولايات المتحدة دورًا في كلا الأمرين.

ولا يوجد غموض وراء رغبة الولايات المتحدة في دخول السوق. فقد خسرت بالفعل سباق طاقة الرياح والطاقة الشمسية لصالح الصين، التي توفر الآن معظم الألواح الشمسية وتوربينات الرياح في العالم. المشكلة الكبيرة: لم تنجح الولايات المتحدة في الحصول على مفاعل طاقة شمسية صغير يعمل تجارياً على الأرض.

من المحتمل أن تكون المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم سوقاً عالمية هائلة يمكن أن تجلب الأموال والوظائف للولايات المتحدة، التي تحاول بيع أساطيل كاملة من المفاعلات إلى الدول، بدلاً من محطات الطاقة الكبيرة المخصصة التي تشتهر بتجاوزها للميزانية وتجاوزها للموعد النهائي.

وفي حين أن المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم توفر طاقة أقل - عادة ثلث الطاقة التي توفرها المحطات التقليدية - إلا أنها تتطلب مساحة أقل ويمكن بناؤها في أماكن أكثر. فهي مكونة من أجزاء صغيرة يمكن تسليمها وتجميعها بسهولة في الموقع، مثلها مثل محطات الطاقة النووية المسطحة.

دور الطاقة النووية في التحول المناخي

تحاول معظم البلدان إزالة الكربون بسرعة من أنظمة الطاقة لديها لمعالجة أزمة المناخ. وتوفر طاقة الرياح والطاقة الشمسية الآن ما لا يقل عن 12% من الطاقة في العالم، وفي بعض الأماكن، مثل الاتحاد الأوروبي، توفر هذه الطاقة أكثر من الوقود الأحفوري. ولكن هناك إحساس متزايد بالحاجة الملحة لتنظيف أنظمة الطاقة لدينا، حيث تتسبب الأحداث المناخية القاسية في إحداث دمار في الكوكب ومع استمرار التحديات التي تواجه مصادر الطاقة المتجددة.

ويرى بعض الخبراء أن الطاقة النووية - بجميع أشكالها، كبيرة كانت أم صغيرة - لها دور مهم في هذا التحول. وترى الوكالة الدولية للطاقة، التي حددت ما يقول العديد من الخبراء إنها الخطة الأكثر واقعية في العالم لإزالة الكربون، أن هناك حاجة إلى مضاعفة الطاقة النووية بحلول عام 2050.

الولايات المتحدة تستهدف جيران روسيا والصين

يقول جوش فريد، الذي يقود برنامج المناخ والطاقة في مركز الأبحاث "الطريق الثالث": "هناك بالتأكيد سباق كبير على هذا الصعيد. "الصين وروسيا لديهما اتفاقيات لبناء جميع أنواع المفاعلات في الخارج أكثر من الولايات المتحدة. وهذا ما تحتاج الولايات المتحدة إلى اللحاق به."

تحاول الولايات المتحدة بيع تكنولوجيا المفاعلات الصغيرة والمتوسطة إلى الدول التي لم تستخدم الطاقة النووية في تاريخها. ولإقناعهم بأن المفاعلات الصغيرة والمتوسطة خيار جيد، سيحتاجون إلى الترويج بقوة فيما يتعلق بالسلامة.

على الصعيد العالمي، انخفض بناء محطات الطاقة النووية التقليدية بعد انصهار مفاعل تشيرنوبل في عام 1986، وانخفض مرة أخرى بعد كارثة فوكوشيما في اليابان في عام 2011، كما تظهر بيانات تقرير حالة الصناعة النووية العالمية. وبدأت في الارتفاع بعد فترة وجيزة، ولكن المشاريع الجديدة تركزت بشكل كبير في الصين.

كان معظم العالم باردًا على الطاقة النووية خلال العقد الماضي أو نحو ذلك.

لكن النهضة النووية قادمة، كما تقول وكالة الطاقة الدولية. وتتوقع المنظمة أن يصل توليد الطاقة النووية على مستوى العالم إلى أعلى مستوياته على الإطلاق في عام 2025. ويرجع ذلك إلى أن العديد من المحطات النووية التقليدية في اليابان التي تم إيقافها مؤقتًا بعد حادثة فوكوشيما سيتم إعادة تشغيلها قريبًا، وسيبدأ تشغيل مفاعلات جديدة في الصين والهند وكوريا الجنوبية وأوروبا.

يبدو أن المخاوف التي استمرت لعقود من الزمن بشأن سلامة الطاقة النووية بدأت تتلاشى وبدأت الناس - أو حكوماتهم على الأقل - تزن الفوائد مقابل المخاطر، بما في ذلك مشكلة تخزين النفايات المشعة التي يمكن أن تبقى خطرة لآلاف السنين. وقد يخلق ذلك سوقاً أكثر ملاءمة للبلدان التي تتطلع إلى تصدير المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم.

وإذا ساعدت المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم على زيادة شعبية الطاقة النووية، فقد تصبح وسيلة قوية للتصدي لتغير المناخ. ولا ينبعث من الطاقة النووية، بشكل عام، أي تلوث كربوني يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الكوكب عند استخدامها، كما أنها تولد طاقة لكل متر مربع من الأرض أكثر من أي وقود أحفوري أو طاقة متجددة، وفقاً لتحليل أجراه موقع عالمنا في البيانات.

في محادثات المناخ COP28 في دبي في ديسمبر/كانون الأول، قادت الولايات المتحدة تعهدًا بمضاعفة قدرة العالم على توليد الطاقة النووية ثلاث مرات، وقد وقعت 25 دولة حتى الآن على هذا التعهد. وخصصت حكومة الولايات المتحدة 72 مليون دولار لبرنامجها الدولي للمفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم، المعروف باسم FIRST، لتزويد الدول بمجموعة كاملة من الأدوات - من ورش العمل إلى الدراسات الهندسية ودراسات الجدوى - لتزويدها بكل ما تحتاجه لشراء أسطول من المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم المصنوعة في أمريكا.

لكن الأموال الأكبر تأتي في شكل قروض من مؤسسات مالية حكومية، مثل بنك التصدير والاستيراد الأمريكي ومؤسسة تمويل التنمية الدولية التابعة له، والتي قدمت 3 مليارات دولار ومليار دولار على التوالي. وقد ذهبت تلك الأموال إلى مفاعلان من المفاعلات الصغيرة والمتوسطة في بولندا صممتهما شركة جنرال إلكتريك هيتاشي للطاقة النووية، وهي شراكة أمريكية يابانية مقرها في ولاية كارولينا الشمالية.

وتحقق الشركات الأمريكية والأمريكية أيضاً نجاحاً في جنوب شرق آسيا - وهي منطقة تسعى فيها العديد من الدول إلى تخفيف علاقاتها مع الصين - وكذلك وسط وشرق أوروبا، حيث تحاول بعض الدول التي تعتمد على الغاز الروسي قطع اعتمادها على دولة فلاديمير بوتين التي تزداد عدائيتها.

وقد تهدد هذه الجهود طموحات روسيا في الخارج. وقد قامت روسيا بالفعل ببناء أو تصميم محطات نووية - من النوع التقليدي - للصين والهند وبنغلاديش وتركيا وسلوفاكيا ومصر وإيران. كما تتودد روسيا إلى الدول التي لديها محطة أكاديميك لومونوسوف في سيبيريا: قال الرئيس التنفيذي للشركة النووية المملوكة للدولة الروسية العام الماضي إن عشرات الدول أعربت عن اهتمامها بالمفاعلات النووية الصغيرة والمتوسطة العائمة الروسية الصنع.

وتتمتع روسيا بميزة أخرى: فشركتها النووية الحكومية تزود كل الطلب العالمي تقريبًا على وقود المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم - اليورانيوم المخصب المعروف باسم HALEU.

لكن الولايات المتحدة والمملكة المتحدة، من بين دول أخرى، تستثمران في إنتاج الوقود الخاص بهما في الداخل. وهذا أمر ضروري - فقد تم منح مشروعين تجريبيين للمفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم، أحدهما من قبل شركة X-energy في تكساس والآخر من قبل شركة TerraPower التابعة لبيل غيتس في وايومنغ، دعماً حكومياً لتشغيلهما بحلول عام 2028. وسيحتاجان إلى الوقود للقيام بذلك.

لا تقوم الصين ببناء العديد من المحطات النووية في الخارج، ولكن باعتبارها الدولة الوحيدة التي لديها مفاعل نووي صغير الحجم قيد التشغيل على الأرض، فهي في وضع جيد للفوز بحصة كبيرة من السوق.

من الصعب جداً على شركات الطاقة النووية الأمريكية أن تنافس شركات الطاقة النووية الأمريكية مع تلك الموجودة في دول مثل روسيا والصين، التي لديها مرافق تديرها الدولة التي لا تحتاج إلى إثبات أن طاقتها اقتصادية.

"وقالت كيرستن كاتلر، كبيرة الخبراء الاستراتيجيين للابتكار في مجال الطاقة النووية في وزارة الخارجية الأمريكية: "يتنافس بائعو الطاقة النووية لدينا مع الغاز الطبيعي الرخيص في الولايات المتحدة. "أما في الخارج، فهم يتنافسون ضد كيانات مدعومة من السلطويين الذين يمارسون الكثير من الضغوط السياسية والصفقات الشاملة."

لكن كاتلر تشير إلى أن الصفقات النووية تنشئ علاقات تمتد لعقود من الزمن مع دول أخرى تتطلب الثقة وتستفيد من الاستقرار.

إثبات القدرة الاقتصادية للتكنولوجيا النووية

"مع من ستقيم هذه العلاقة؟ وتدرك الدول مخاطر العمل مع الموردين المدعومين من الاستبداد وتبحث عن شركاء يعززون استقلالها وأمن الطاقة لديها." يقول كاتلر. "هذه ليست قرارات تافهة. إنها قرارات مهمة حقًا على مدى 50 إلى 100 عام، وهي قرارات مهمة حقًا وتسعى إليها الولايات المتحدة."

إذا كانت الولايات المتحدة تنوي إثبات قدرتها على تقديم مفاعل نووي صغير الحجم، فليس من غير المعقول أن نتوقع أن تكون التكنولوجيا قابلة للتطبيق اقتصاديًا - وهو أمر تكافح البلاد لإظهاره.

في عام 2020، كان تصميم مفاعل نو سكيل الذي يقع مقره في ولاية أوريغون أول تصميم لمفاعل نو سكيل الصغير في البلاد يحصل على موافقة الجهات التنظيمية. لكنها أعلنت في نوفمبر 2023 أنها أوقفت مشروعًا تجريبيًا في ولاية أيداهو كان من الممكن أن يكون بداية الموجة التالية من المفاعلات الصغيرة والمتوسطة. فقد تضاعفت تكاليفه تقريباً، مما يعني أن المشروع لم يكن قادراً على توليد الطاقة بسعر يدفعه الناس.

وعلى غرار المحطات النووية واسعة النطاق، كانت مشكلة نو سكيل الأساسية هي ارتفاع التكاليف، حيث اجتمعت لوازم البناء الباهظة الثمن بالفعل مع سلاسل التوريد الضيقة والتضخم وأسعار الفائدة المرتفعة.

لقد كانت ضربة كبيرة للحجة القائلة بأن المفاعلات الصغيرة والمتوسطة ستكون أرخص وأسرع في البناء من المفاعلات التقليدية.

وقال جون بارسونز، وهو محاضر بارز في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وخبير اقتصادي مالي يركز على الطاقة النووية: "من المؤكد أن ذلك يقلل من الإثارة في الخارج". "إنه يُحدث فرقاً كبيراً في التسويق إذا كانت الولايات المتحدة هي التي تقوم بذلك. ومن ثم فإن الأشخاص المهتمين بالطاقة النووية لديهم قضية أسهل في بلادهم."

وفي بيان صدر في نوفمبر/تشرين الثاني، أعربت شركة NuScale عن ثقتها في قدرتها على الاحتفاظ وإيجاد عملاء آخرين لطاقتها في الداخل والخارج.

تحاول الولايات المتحدة استعراض عضلاتها في الدوائر الدبلوماسية للفوز بهذا السباق أيضاً.

فقد كان المبعوث الأمريكي للمناخ جون كيري من بين أكثر المؤيدين للطاقة النووية في قمة المناخ COP28. ووفقًا لتحليل أجرته شركة الاستشارات المناخية InfluenceMap، كانت الولايات المتحدة الدولة الأجنبية الوحيدة التي ضغطت على الاتحاد الأوروبي لإدراج الطاقة النووية في قائمته الرسمية لمصادر الطاقة التي يعتبرها الاتحاد "خضراء"، وبالتالي مؤهلة للحصول على تمويل مركزي. وقالت وزارة الخارجية الأمريكية إنها لا تعلق على الأنشطة الدبلوماسية عندما طُلب منها تأكيد ممارسة الضغط.

وفي حين أن الصناعة النووية الأمريكية تكافح من أجل الميزانيات والجداول الزمنية، فإن نهجها الصارم في المشاريع قد يكون له بعض المردود.

وقال فريد من منظمة الطريق الثالث إن الحلفاء الأوروبيين، على سبيل المثال، يثقون في اللجنة التنظيمية النووية الأمريكية، خاصة فيما يتعلق بمعايير السلامة. وأضاف أنه إذا تم ترخيص مفاعل نووي صغير الحجم من قبل اللجنة التنظيمية النووية وبُني في الولايات المتحدة، فإنه "يحصل على الختم الذهبي" للموافقة من الدول الأخرى.

ولكن إذا أرادت الولايات المتحدة أن تجعل الطاقة النووية من المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم أكثر جدوى من الناحية الاقتصادية، فسيتعين عليها أن تلقي نظرة على إنتاجها من الوقود الأحفوري.

وقال بارسونز: "الهدف هنا هو إنتاج كهرباء أرخص من محطات الفحم والغاز". وأضاف أن محطات الوقود الأحفوري هذه "بسيطة للغاية ورخيصة في تشغيلها - إنها فقط قذرة".

حتى لو كان هناك انطلاقة كبيرة في صناعة المفاعلات الصغيرة والمتوسطة في الولايات المتحدة، فإن الأمر سيستغرق سنوات لتوسيع نطاقها. قال محمد حمداوي، نائب رئيس قسم الطاقة المتجددة والطاقة في شركة ريستاد إنرجي للأبحاث، إن الأمر سيستغرق على الأرجح حتى نهاية هذا العقد لمعرفة ما إذا كانت قابلة للتطبيق.

وهذه مشكلة - فالإجماع العلمي هو أن العالم بحاجة إلى إجراء تخفيضات عميقة ومستدامة للتلوث الكربوني خلال هذا العقد لدرء التغير المناخي الكارثي.

"يقول حمداوي: "لا أرى أن يكون لها دور كبير في مزيج الطاقة حتى الجزء الثاني من العقد المقبل. "سوف يستغرق الأمر وقتاً طويلاً."