چرا نیروگاه های هسته ای اینقدر گران هستند؟ ایمنی تنها بخشی از داستان است


اگر هر بحثی در مورد انرژی هسته ای به اندازه کافی طولانی شود ، اجتناب ناپذیر است که کسی بگوید تنها دلیل غیرقابل تحقق شدن آنها ، گسترش قوانین ایمنی است. این استدلال به ندرت بیشتر توسعه می یابد (در صورت وجود) – هیچ مقرره خاصی هرگز مشکل ساز شناخته نمی شود و به نظر می رسد هیچ توجهی به این واقعیت نمی شود که ما ممکن است چیزی را یاد بگیریم ، مثلاً در فوکوشیما بگوییم ، ارزش آن را دارد که از طریق مقررات بررسی شود.

اما اکنون مقاله ای وجود دارد که برخی شواهد تجربی را نشان می دهد که تغییرات ایمنی در هزینه ساخت راکتورهای هسته ای جدید نقش داشته است. این مطالعه همچنین نشان می دهد که آنها فقط یکی از تعدادی از عواملی هستند که فقط یک سوم هزینه های بالا را به خود اختصاص می دهند. این مطالعه همچنین نشان داد ، برخلاف آنچه که در صنعت به نظر می رسد ، تمرکز روی پروژه های استاندارد واقعاً کمکی نمی کند ، زیرا با ساخت بیش از یک طراحی راکتور هزینه ها همچنان افزایش می یابد.

بیش از همان

تجزیه و تحلیل انجام شده توسط یک تیم محقق از MIT بسیار جامع است. برای بسیاری از نیروگاه های هسته ای ، آنها رکورد دقیق ساخت و ساز ، تجزیه ، محل ساخت مواد و نیروی کار مختلف و هزینه هر یک را دارند. همچنین گزارش مفصلی در مورد قوانین ایمنی و زمان معرفی آنها برای ساخت وجود دارد. سرانجام ، آنها همچنین درخواست های ثبت اختراع را که توسط شرکت های طراحی کننده راکتورها ثبت شده اند ، ثبت کردند. این اسناد انگیزه تغییرات طراحی و مشکلاتی را که این تغییرات برای حل آنها طراحی شده توصیف می کند.

محدودیت هایی برای ارائه این سطح از جزئیات وجود دارد. به عنوان مثال ، شما نمی توانید تعیین کنید که آیا هزینه تعداد مشخصی از کارگران یک ساختمان برای اعمال قوانین ایمنی باید تعیین شود. و در بسیاری از موارد ، به دلایل زیادی تغییرات در طراحی ایجاد شده است ، بنابراین هیچ خرابی ساده ایمنی / غیر ایمنی وجود ندارد. با این حال ، مجموعه منابع موجود به آنها این امکان را می دهد تا نتیجه گیری بسیار مستقیمی در مورد منابع تغییر هزینه ها انجام دهند و مدل های بسیار آگاهانه ای بسازند که بتواند در مورد علل سایر هزینه ها نتیجه گیری کند.

محققان با یک تحلیل تاریخی از ساخت نیروگاه ها در ایالات متحده شروع می کنند. ارقام اصلی تیره و تار هستند. کارخانه معمولی که بعد از سال 1970 ساخته شد ، بیش از 241٪ هزینه داشت – و این هزینه تأخیر تأمین اعتبار ساخت را در نظر نمی گیرد.

بسیاری از افراد در صنعت هسته ای این امر را حداقل تا حدی عدم استاندارد بودن طراحی می دانند. ادبیات گسترده ای در مورد این انتظار وجود دارد که ساخت تاسیسات اضافی بر اساس یک پروژه واحد به معنای هزینه های کمتر به دلیل تولید قطعات استاندارد و همچنین مدیریت و تجربه کارگران در روند ساخت است. این نوع استاندارد سازی همچنین بخش مهمی از انگیزه های سازه های هسته ای کوچک مدولار است که خطی را برای مونتاژ یک راکتور فراهم می کند ، سپس محصولات نهایی را به تأسیسات تحویل می دهد.

اما بسیاری از نیروگاه های هسته ای در ایالات متحده در واقع با همان طراحی ساخته شده اند ، جنبه های مشخص سایت خاص مانند نیازهای مختلف بنیاد. محققان هر یک از پروژه های مورد استفاده را به صورت جداگانه ردیابی می کنند و آنها “درجه ای از آموزش” را محاسبه می کنند – کاهش هزینه های مربوط به هر موفقیت آمیز کارخانه بر اساس آن پروژه. اگر همه چیز مطابق انتظار پیش رفت ، سطح آموزش باید مثبت باشد و هزینه نصب هر کدام از مراحل بعدی کمتر است. در عوض ، آن -115 درصد است.

این پول کجا می رود؟

درک دلایل این تغییرات ، غوطه ور شدن در سوابق حسابداری دقیق برای ساخت این نیروگاه های هسته ای است. داده ها در این مورد برای تاسیسات ساخته شده پس از سال 1976 در دسترس بود. محققان هزینه های 60 جنبه مختلف ساخت و ساز را تقسیم كردند ، و دریافتند كه تقریباً همه آنها افزایش یافته است ، كه نشان می دهد بعید است یك دلیل واحد و واحد باشد قیمت افزایش می یابد اما بیشترین افزایش مربوط به هزینه های غیرمستقیم بود: مهندسی ، خرید ، برنامه ریزی ، برنامه ریزی ، نظارت و سایر عواملی که ارتباط مستقیمی با روند ساخت کارخانه ندارند.

افزایش هزینه های غیرمستقیم تقریباً تمام جنبه های ساخت کارخانه را تحت تأثیر قرار داد. از نظر هزینه های مستقیم ، بیشترین مشارکت کنندگان بزرگترین سازه ها در نیروگاه بودند ، مانند سیستم تأمین بخار ، مولد توربین و ساختمان مهار.

برخی از هزینه های تغییر یافته کاملاً پیچیده است. به عنوان مثال ، بسیاری از راکتورها به طرحی روی آوردند که امکان خنک شدن غیرفعال بیشتری را فراهم کند ، که در صورت خرابی سخت افزار باعث ایمنی بیشتر نیروگاه می شود. این به نوبه خود مستلزم جدا شدن رآکتور از دیواره های ساختمان است. و این به نوبه خود اجازه استفاده از فولاد با کیفیت پایین (که قیمت را کاهش می دهد) ، اما بیشتر از آن (که بیش از این جبران کننده این پس انداز) است ، می دهد. همه اینها روند ساخت را نیز تغییر داده است ، اگرچه تعیین اینکه چطور این مقدار نیروی کار مورد نیاز را تغییر داده دشوار است.

برای دستیابی به جزئیات ، محققان پیشرفت درجه اجرای مواد را پیگیری کردند – سرانجام مواد وارد شده به سایت در ساختار کاملی به چه سرعت درج شد. اگرچه این میزان برای کل ساخت و ساز در طول دوره مطالعه کمی کاهش یافت ، اما برای پروژه های هسته ای کاهش یافت. قبلاً در زمان حادثه جزیره سه مایل ، فولاد در حدود یک سوم سطح صنعت ساختمان به طور کلی واقع شده بود. مصاحبه با کارگران ساختمانی نشان می دهد که آنها تا 75 درصد از وقت خود را بدون کار می گذرانند.

مقررات

از آنجا که بسیاری از محققان در بخش مهندسی هسته ای در انستیتوی فناوری ماساچوست مشغول به کار هستند ، آنها می توانند تغییرات هزینه را با انگیزه های خاص پیوند دهند و با مرور حق ثبت اختراعات و مجلاتی که ایده های این موارد را توصیف می کنند ، این ارتباطات را آزمایش کنند. تغییر می کند

برخی از عوامل محرک قطعاً تنظیم کننده هستند. به عنوان مثال ، پس از حادثه جزیره سه مایل ، نهادهای نظارتی “به مستندات بیشتری از اقدامات ساختمانی سازگار با ایمنی نیاز دارند ، و شرکت ها را وادار به تهیه برنامه های تضمین کیفیت برای مدیریت استفاده صحیح و آزمایش تجهیزات مرتبط با ایمنی و ساخت هسته ای می کند. ماده “. قرار دادن این برنامه ها و اطمینان از اینکه ، در عین حال ، اسناد و مدارک هزینه های پروژه ها را می افزاید.

اما اینها از تنها هزینه ها دور بودند. آنها به یک نظر سنجی از کارگران استناد می کنند که نشان می دهد حدود یک چهارم ساعت کاری غیرمولد به این دلیل بوده است که کارگران منتظر دسترسی ابزار یا مواد بودند. در بسیاری از موارد دیگر ، مراحل ساخت در اواسط ساخت تغییر کرده و منجر به سردرگمی و تأخیر می شود. سرانجام ، کاهش کلی عملکرد ذکر شده در بالا اشاره شد. به طور کلی ، مشکلاتی که بهره وری ساخت را کاهش می دهند نزدیک به 70 درصد به افزایش هزینه ها کمک می کنند.

در مقابل ، هزینه های تحقیق و توسعه که هم شامل تغییرات نظارتی است و هم مواردی مانند شناسایی مواد یا طرح های بهتر ، یک سوم دیگر این افزایش ها را تشکیل می دهد. اغلب ، یک تغییر چندین هدف تحقیق و توسعه را برآورده می کند ، بنابراین اختصاص کل سوم به تغییرات نظارتی احتمالاً ارزیابی زیادی است.

بنابراین ، اگرچه مقررات ایمنی به هزینه ها افزوده ، اما از عامل اصلی فاصله زیادی دارند. و برای تصمیم گیری در مورد ارزشمند بودن هزینه ها ، تجزیه و تحلیل دقیق هر گونه تغییر نظارتی در پرتو تصادفاتی مانند جزیره Three Mile و Fukushima مورد نیاز است.

در مورد بیشتر انفجار هزینه ها ، س obviousال واضح این است که آیا می توانیم عملکرد بهتری داشته باشیم؟ در اینجا ، پاسخ محققان تا حد زیادی “شاید” است. آنها مواردی مانند امکان استفاده از تاسیسات مرکزی برای تولید قطعات بتونی با کارایی بالا برای کارخانه را در نظر می گیرند ، زیرا ما برای پروژه هایی مانند ساخت پل به سراغ این کار رفته ایم. اما این بتن غالباً گرانتر از موادی است که در محل ریخته می شود ، به این معنی که بازده تولید بالاتر در محل باید این اختلاف را جبران کند. عملکرد زیست محیطی این ماده در نیروگاه هسته ای آزمایش نشده است ، بنابراین مشخص نیست که حتی یک راه حل است یا خیر.

در پایان ، نتیجه گیری این است که هیچ پاسخ آسان در مورد چگونگی کارآمدتر ساختن نیروگاه هسته ای وجود ندارد. و تا زمانی که وجود داشته باشد ، به میزان زیادی توسط انرژی های تجدید پذیر و سوخت های فسیلی تضعیف می شود.

جوئل، 2020. DOI: 10.1016 / j.joule.2020.10.001 (برای DOI).


منبع: khabar-tak.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*