Εμπορικά πλοία με πυρηνική ενέργεια: Σύντομα κοντά σας!

Του Πάνου Ζαχαριάδη, Τεχνικού Διευθυντή της Atlantic Bulk Carriers Management Ltd

Στη μάχη κατά της υπερθέρμανσης του πλανήτη, οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (αιολική, ηλιακή κ.λπ.) αναμφίβολα θα αυξηθούν και θα συμβάλουν στη μείωση της χρήσης ορυκτών καυσίμων. Τεράστια ηλιακά και αιολικά παράκτια πάρκα είναι στα σκαριά σε πολλές χώρες. Στον τομέα των μεταφορών, όμως, η αιολική και η ηλιακή ενέργεια δεν δύνανται να συνεισφέρουν σημαντικά. Εκεί τα ορυκτά καύσιμα φαίνεται να είναι αναγκαία για πολλά χρόνια ακόμα. Ή ίσως υπάρχει μία ακόμα λύση…

Στις μεταφορές, ιδίως για τα πλοία, πολλά ακούγονται για τα λεγόμενα «εναλλακτικά» καύσιμα. Το LNG, το υδρογόνο, η μεθανόλη, η αμμωνία κ.λπ. παρουσιάζονται ως τα καύσιμα του μέλλοντος. Και επειδή τελευταία γίνεται όλο και πιο σαφές ότι κανένα από αυτά δεν επιφέρει πραγματικές μειώσεις στις εκπομπές CO2 έναντι των συμβατικών καυσίμων (θυμίζουμε ότι όλα παράγονται από το φυσικό αέριο), τώρα ονομάζονται «μεταβατικά», με την ελπίδα ότι κάποτε θα μπορέσουν να παραχθούν από βιομάζα-βιοαέριο ή από ηλεκτρόλυση του νερού. Η τελευταία (ηλεκτρόλυση), για να παραγάγει υδρογόνο, απαιτεί τεράστιες ποσότητες ηλεκτρισμού ο οποίος, για να είναι πραγματικά «πράσινο» το υδρογόνο, πρέπει να προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές. Ούτε αρκετή παραγωγή βιοαερίου ούτε αρκετός ανανεώσιμος ηλεκτρισμός προβλέπεται να υπάρχουν σύντομα για την παραγωγή του τεράστιου όγκου υγρών καυσίμων που απαιτούν οι μεταφορές.

Με αυτά τα δεδομένα, ότι δηλαδή ρεαλιστικά δεν προβλέπεται σύντομα απεξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα, τι άλλο θα μπορούσε να ωθήσει τις μεταφορές γρήγορα προς το «ιερό δισκοπότηρο» των μηδενικών εκπομπών CO2; Εγώ θεωρώ πως η πυρηνική ενέργεια είναι μια απόλυτα ρεαλιστική λύση. Ποια πυρηνική ενέργεια όμως; Η πυρηνική ενέργεια που θα αναφέρω κατωτέρω δεν έχει καμία σχέση με την πυρηνική ενέργεια που γνωρίζει το ευρύτερο κοινό και καμία σχέση με Τσερνόμπιλ και Φουκουσίμα.

Είναι γεγονός ότι οι αντιδράσεις στο άκουσμα της πυρηνικής ενέργειας είναι αρνητικές. Ποια θα ήταν όμως η αντίδραση του κοινού όταν γίνει γνωστό ότι μπορεί να κατασκευαστούν σύντομα πυρηνικοί αντιδραστήρες πολύ μικρού μεγέθους (π.χ. 2 x 5 μ.), -50 MW, χωρίς πιθανότητα κατακρήμνισης (meltdown), χωρίς ανάγκη ενεργής ψύξης, τελείως κλειστοί, χωρίς ανάγκη συντήρησης και ανατροφοδοσίας για 15-20 χρόνια, και με ελάχιστα ή καθόλου ραδιενεργά κατάλοιπα στο τέλος της ζωής τους, ενώ θα κοστίζουν μόνο 8-10 εκατ. δολάρια; (Για σύγκριση, οι τωρινές μηχανές εσωτερικής καύσης έχουν κόστος της τάξεως των 3-4 εκατ. δολαρίων, ενώ το κόστος καυσίμων για ένα, π.χ., Panamax πλοίο είναι της τάξεως των 100 εκατ. δολαρίων στη ζωή του πλοίου.) Μιλάμε για αντιδραστήρες τέταρτης γενιάς (η Φουκουσίμα π.χ. είναι δεύτερης). Οι αντιδραστήρες αυτοί δεν ψύχονται με νερό, το οποίο χρειάζεται αντλίες, οι οποίες όταν σταματήσουν επέρχεται τήξη του αντιδραστήρα (Φουκουσίμα). Η ψύξη τους είναι με υγρό μέταλλο (π.χ. μόλυβδος) ή λιωμένο αλάτι ή ήλιον και είναι τελείως φυσική-παθητική (ούτε αντλίες ούτε ηλεκτρισμός ούτε αυτοματισμοί χρειάζονται). Ό,τι και να συμβεί, ο αντιδραστήρας είναι αδύνατον να ανεβάσει θερμοκρασία πέραν του σχεδιασμού.

Επιπλέον, αντί για εμπλουτισμένο ουράνιο, χρησιμοποιούν ως καύσιμο απλό ουράνιο ή και θόριο (το οποίο δεν είναι ραδιενεργό) ή ακόμα και τα απόβλητα από τα σημερινά πυρηνικά εργοστάσια ή τα πυρηνικά όπλα εν αχρηστία. Επειδή δύνανται να καταναλώσουν το καύσιμό τους σχεδόν τελείως, τα όποια απόβλητα παραμένουν ραδιενεργά μόνο για 300 χρόνια (ενώ των συνήθων αντιδραστήρων για 100.000 χρόνια). Οι τωρινοί αντιδραστήρες δεύτερης γενιάς παράγουν 20 τόνους απόβλητα τον χρόνο, ραδιενεργά για 100.000 χρόνια. Ένας 500 ΜW αντιδραστήρας τέταρτης γενιάς παράγει μόνο 4 κιλά τον χρόνο, ραδιενεργά για 300 χρόνια. Υπολογίζεται ότι, με την πρόοδο της τεχνολογίας, δεν θα υπάρχει καθόλου ραδιενέργεια στο τελικό υπόλειμμα καυσίμου. Φυσικά, από τέτοιους αντιδραστήρες δεν μπορούν να παραχθούν πυρηνικά όπλα (και αυτός ήταν ο λόγος που οι μελέτες τους σταμάτησαν το 1960 υπέρ των σημερινών αντιδραστήρων). Το μέσο κόστος παραγωγής ηλεκτρισμού από αυτούς τους μίνι αντιδραστήρες είναι 5-10 λεπτά ανά kWh, παρόμοια δηλαδή με τα κόστη της αιολικής ενέργειας.

Σήμερα υπάρχουν έξι διαφορετικοί τύποι μικρο-αντιδραστήρων τέταρτης γενιάς, άλλοι σε κατάσταση κατασκευής πρωτοτύπων και άλλοι στα τελικά στάδια σχεδιασμού, με διάφορες χώρες και κοινοπραξίες μεγάλων εταιρειών να εμπλέκονται.
Οι περισσότεροι μπορούν να χρησιμοποιήσουν ως καύσιμο τα τωρινά πυρηνικά όπλα, κάτι που θα ικανοποιούσε όλες τις ενεργειακές ανάγκες του πλανήτη για τα επόμενα 500 χρόνια! Οι αντιδραστήρες αυτοί μαζί με τον εξοπλισμό τους (μικρο-τουρμπίνες κ.λπ.) μπορούν να παράγουν υπερκρίσιμο ατμό ή υπερκρίσιμο CO2, που κινεί μικρές τουρμπίνες για κίνηση προπέλας ή τροφοδοσία ηλεκτρισμού-μπαταριών. Καμία ανθρώπινη επέμβαση δεν απαιτείται κατά τη λειτουργία. Στο τέλος της ζωής του, ο αντιδραστήρας θα αποσύρεται και θα αντικαθίσταται με άλλον. Φυσικά, οι αντιδραστήρες τέταρτης γενιάς στη στεριά θα μπορούν να παράγουν, εκτός από άφθονη ηλεκτρική ενέργεια, εύκολο και άπλετο υδρογόνο με θερμοχημική παραγωγή (διάσπαση ύδατος σε πολύ υψηλή θερμοκρασία χρησιμοποιώντας κύκλους χημικών αντιδράσεων αντί για ηλεκτρόλυση).

Ας αναλογιστούμε τις δυνατότητες που δίνει στους ναυπηγούς η απεριόριστη διαθεσιμότητα ενέργειας σε ένα πλοίο. Θα μπορούσαν τα πλοία, για παράδειγμα, να γίνουν πολύ ταχύτερα, ακόμα και υδροπτέρυγα ή hovercrafts, όπως αναφέρει παλαιότερο άρθρο του The Maritime Executive. Τα τεράστια hovercrafts (που λειτουργούν και στη στεριά) θα μπορούσαν να προσεγγίζουν μέσα σε αεροδρόμια –ιδίως αυτά κοντά στα παράλια– για τη μεταφορά ή την ανταλλαγή φορτίων με αεροπλάνα και τρένα.

Σίγουρα θα χρειαστούν μερικά (5 έως 10) χρόνια έως ότου οι μικρο-αντιδραστήρες αυτοί δοκιμαστούν και αποδείξουν την ασφάλειά τους και άλλα τόσα για την ευρεία παραγωγή τους. Θεωρώ όμως ότι –όπως και τα αυτόνομα πλοία– η διάδοσή τους θα είναι θέμα χρόνου.