مع تزايد احتياجات أمريكا من الطاقة، تبرز الطاقة النووية كخيار رئيسي في المنافسة.
تواجه الشبكة الكهربائية تحديات معقدة، تشمل مراكز البيانات المعتمدة على الذكاء الاصطناعي، والظروف المناخية القاسية، ومصادر الطاقة المتجددة المتقطعة، فضلاً عن زيادة استخدام المركبات والمباني الكهربائية.
بينما يتجادل السياسيون ومديرو المرافق والمجموعات الصناعية حول ارتفاع فواتير الكهرباء والحاجة إلى مصادر طاقة مستقرة، تبرز الطاقة النووية كحل متكرر. الآن، تتجه الشركات التكنولوجية الكبرى في الولايات المتحدة، مثل أمازون وجوجل وميتا، نحو استثمار مليارات الدولارات في الطاقة النووية لتلبية احتياجات مراكز البيانات.
في ظل ارتفاع تكاليف الكهرباء واحتياجات الطاقة المتغيرة، تقدم الطاقة النووية بديلاً عن الوقود الأحفوري.
رغم المخاوف العامة المستمرة حول الحوادث النووية السابقة (مثل حادثة جزيرة ثري مايل عام 1979 وتشيرنوبل عام 1986)، توفر الطاقة النووية حالياً حوالي 18% من كهرباء البلاد، مما يجعلها المصدر الثاني بعد الغاز في إنتاج الطاقة.
يرجع ذلك جزئياً إلى القوانين الجديدة المتعلقة بالسلامة، ولكن أيضاً لأن الطاقة النووية أثبتت أنها مصدر طاقة موثوق وفعال على المدى الطويل. حوالي 70% من تكلفة محطة نووية تذهب إلى البناء، الذي قد يستغرق سنوات. وعندما تبدأ المحطة العمل، تحتاج لتسعة كريات من وقود اليورانيوم، تكلف حوالي 150 دولاراً، لتوليد الطاقة لمنزل أمريكي متوسط لمدة عام. بينما تحتاج نفس الكمية من الطاقة إلى 12,000 رطل من الفحم أو 78,000 قدم مكعب من الغاز.
بفضل التطورات التكنولوجية، أصبحت المفاعلات النووية أصغر حجماً، مما أدى إلى تجدد الاهتمام بها، خاصة لتزويد مراكز البيانات والقواعد العسكرية النائية والمجتمعات المعتمدة على الطاقة النظيفة.
هذا يعني أن المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم بدأت تتحرك، وإن كان ببطء، من مجرد مخططات إلى مواقع البناء في الولايات المتحدة.
ما هي هذه المفاعلات الصغيرة والمتقدمة؟
تعمل المفاعلات النووية الصغيرة بشكل مشابه للنماذج الأكبر. حيث تنتج الانشطار النووي الطاقة التي تسخن سائلًا (عادة الماء) إلى بخار، مما يدور التوربين لتوليد الكهرباء. ولكن على عكس المحطات النووية الكبيرة، التي تمتد عادة على مساحة ميل مربع، تستخدم الوحدات الصغيرة فقط 5% إلى 10% من تلك المساحة.
بينما تنتج المفاعلات الصغيرة طاقة أقل، يمكن تصنيع مكوناتها بكميات كبيرة في مواقع خارجية وشحنها مباشرة إلى الموقع المطلوب. يقول الخبراء إن التجميع في المصنع قد يمنح الطاقة النووية فرصة أفضل للتنافس في سوق الطاقة.
قالت كاتي هاف، رئيسة قسم الهندسة النووية في جامعة ويسكونسن-ماديسون: “الهدف هو بناء المفاعلات مثل الطائرات بدلاً من المطارات”.
يدعي المؤيدون أن أنظمة التبريد الجديدة وتدابير السلامة تجعل المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم أكثر أمانًا وكفاءة من المفاعلات النووية الأكبر. بينما يعارض النقاد فكرة انتشار المفاعلات الصغيرة في جميع أنحاء البلاد، مشيرين إلى صعوبة تأمينها وإدارة النفايات النووية عبر 50 ولاية.
ما هي التحديات الحالية للطاقة النووية؟
تعتبر تكاليف المدخلات أكبر عقبة أمام المستثمرين.
يمكن أن تصل تكلفة بناء المفاعلات الكبيرة إلى حوالي 10 مليارات دولار، وهي أكثر تكلفة من الفحم والغاز الطبيعي والطاقة الشمسية والرياح. كما أن المفاعلات الصغيرة مكلفة أيضاً، حيث تتراوح تكلفتها بين مليار و6 مليارات دولار لكل وحدة.
لكن الإنتاج الضخم قد يساعد في خفض التكلفة لكل ميغاوات من المفاعلات الصغيرة. يقول الخبراء إن تحقيق التكافؤ في التكاليف سيتطلب بناء 30 وحدة على الأقل، وربما عدة مئات من الوحدات المتطابقة.
تتطلب جميع المفاعلات النووية سلسلة إمداد متخصصة. على سبيل المثال، يعتبر اليورانيوم من الدرجة المفاعلية، الوقود اللازم للتفاعل النووي، صعب الحصول عليه وتأمينه.
كما تتطلب المفاعلات ملايين الجالونات من الماء للحفاظ على برودتها، على الرغم من أن المفاعلات المتقدمة يمكن أن تستخدم مواد تبريد أخرى مثل المعادن السائلة أو الأملاح السائلة.
تظل مشكلة التخلص من النفايات النووية قائمة، حيث تدفع الولايات المتحدة حالياً 800 مليون دولار سنوياً لشركات خاصة لتخزينها في الموقع. جهود تحديد موقع نهائي لتخزين النفايات النووية في نيفادا توقفت بسبب معارضة سياسية شديدة.
قالت الدكتورة هاف: “علينا العثور على موقع جديد، ومن المحتمل ألا نبدأ في مجتمع لم يستفد من الطاقة النووية من قبل”.
يجب أن تتجاوز عملية بناء المفاعلات الموافقات المحلية، حيث تعارض العديد من المجتمعات المشاريع الجديدة. ومع ذلك، فإن الرأي العام حول الطاقة النووية متنوع.
ما هي مستقبل الطاقة النووية؟
مع تزايد الطلب التجاري على الكهرباء، يتوسع سوق الطاقة النووية.
تستثمر الشركات التكنولوجية الكبرى في الولايات المتحدة، مثل أمازون ومايكروسوفت وجوجل وميتا، مليارات الدولارات في الطاقة النووية، حيث وقعت مايكروسوفت مؤخرًا اتفاقًا بقيمة 16 مليار دولار مع كونستليشن إنرجي لإعادة تشغيل جزء من محطة جزيرة ثري مايل في بنسلفانيا.
أعلنت وزارة الطاقة الأمريكية أنها تهدف إلى مضاعفة إنتاج الطاقة النووية بحلول عام 2050، مما يتطلب استثمارات في المفاعلات واعتماد تقنيات جديدة.
دعمت الوزارة مؤخرًا خمسة مفاعلات جديدة بقرض قيمته 17.5 مليار دولار، والتزمت بمبلغ 900 مليون دولار للمفاعلات الصغيرة.
تشير أليسون كراجر هان، مديرة كبيرة في معهد الطاقة النووية، إلى أن القدرات التصنيعية في الولايات المتحدة قوية، لكن هناك حاجة لتقنيات متقدمة وعمليات ترخيص أسرع لبناء المفاعلات الصغيرة بتكلفة منخفضة وبكميات كبيرة.
بينما يتم إعادة ترخيص بعض المفاعلات الكبيرة مثل محطة باليسيدز لتوليد الطاقة النووية في ميشيغان، لا تزال المفاعلات الصغيرة تعمل على إثبات جدواها.
بينما لم تكمل أي شركة خاصة في الولايات المتحدة بناء مفاعل صغير، تعمل شركات ناشئة مثل أنتايرس نوكلير وفالار أتمكس على تطويرها.
قد تستغرق عمليات الترخيص النووي التقليدية سنوات، لكن لجنة تنظيم الطاقة النووية تسارع بعض العمليات للموافقة على بعض تصميمات المفاعلات الصغيرة في 18 شهرًا أو أقل.
تقول السيدة كراجر هان إن الوكالة لا تتنازل عن أولويات السلامة، “إنها تجعل العملية أكثر كفاءة”.
في الوقت الحالي، تستمر طلبات الحصول على تصاريح من لجنة تنظيم الطاقة النووية في التزايد.
