وضعیت توسعه فناوری برق هسته ای در ایران و جهان

با پایان جنگ جهانی دوم، استفاده صلح آمیز از انرژی هسته ای مورد توجه بسیاری از کشورهای جهان قرار گرفت. یکی از مهم ترین کاربردهای فناوری هسته ای، تولید الکتریسیته از حرارت ناشی از واکنش هسته ای است. بهره برداری از کاربردهای صلح آمیز فناوری هسته ای، ازجمله تولید برق هسته ای، همواره مورد مطالبه مقام معظم رهبری (مدظله العالی) بوده است و بسیاری از اسناد بالادستی کشور و برخی قوانین مصوب مجلس شورای اسلامی ازجمله قوانین پنج ساله توسعه هم بر ایجاد نیروگاه های هسته ای تاکید کرده اند. بر این اساس، یکی از سیاست های حوزه انرژی کشور، افزایش سهم نیروگاه های هسته ای در سبد تولید الکتریسیته است.

ضرورت و اهداف پژوهش

یکی از چالش های مهم صنعت برق کشور در سال های اخیر، کافی نبودن ظرفیت تولید برق نیروگاه ها در مقایسه با میزان مصرف برق بوده که این امر باعث وقوع خاموشی هایی در فصول گرم سال شده است. یکی از راهکارهای حل این چالش، تنوع بخشی به سبد تولید برق کشور و بهره برداری بیشتر از سایر منابع تولید برق است. از آنجایی که یکی منابع بالقوه تولید برق که کشورهای مختلفی به آن توجه کرده اند، استفاده از انرژی هسته ای است، بررسی روند توسعه این نیروگاه ها در ایران و جهان برای سیاستگذاری در راستای توسعه نیروگاه های هسته ای حائز اهمیت است. از همین رو در گزارش حاضر پس از بررسی وضعیت توسعه نیروگاه های هسته ای در ایران و جهان به مطالعه چشم انداز بلند مدت انرژی هسته ای در دنیا و الزامات برنامه ریزی برای توسعه برق هسته ای در ایران پرداخته شده است.

چشم انداز توسعه نیروگاه های هسته ای در کشور

در حال حاضر، ظرفیت برق هسته ای کشور حدود 1000 مگاوات است که توسط واحد اول نیروگاه هسته ای بوشهر، به عنوان تنها نیروگاه هسته ای کشور، تامین می شود. واحد اول نیروگاه هسته ای بوشهر از سال 1390 در حال فعالیت بوده و تاکنون مانع از انتشار حدود 46 میلیون تن انواع گازهای آلاینده زیست محیطی شده و همچنین به واسطه فعالیت این نیروگاه، معادل 13.9 میلیارد مترمکعب گاز طبیعی نیز در مصرف سوخت های فسیلی صرفه جویی شده است. پس از اتمام مرحله راه اندازی، بهره برداری تجاری از نیروگاه هسته ای بوشهر از مهرماه 1392 آغاز شده است.

یک عامل مهم در راستای برنامه ریزی جهت توسعه نیروگاه های هسته ای، میزان نیاز کشور به برق هسته ای در مقایسه با سایر منابع تامین برق است. در سند تراز تولید و مصرف گاز طبیعی در کشور تا افق 1420 که در سال 1399 به تصویب شورای عالی انرژی رسید، افزایش استفاده از نیروگاه های هسته ای را به عنوان یکی از سیاست های صرفه جویی در مصرف گاز طبیعی عنوان شده است. طبق این سند، به منظور تامین امنیت عرضه گاز طبیعی و در کنار سایر اقدامات، افزایش ظرفیت نیروگاه های هسته ای به حدود 3000 مگاوات تا سال 1410 و حدود 8000 مگاوات تا افق 1420 هدف گذاری شده است.

جایگاه انرژی هسته ای در کشورهای جهان

با پایان جنگ جهانی دوم، استفاده از انرژی هسته ای برای مقاصد صلح آمیز، خصوصا تولید الکتریسیته، مورد توجه قرار گرفت. در این راستا، اولین راکتور تولید برق با نام EBR-1 در سال 1951 در کشور آمریکا و در مقیاس آزمایشگاهی به بهره برداری رسید. اولین برق هسته ای در مقیاس تجاری هم در سال 1954 در اتحاد جماهیر شوروی وارد شبکه شد. در ادامه، کشورهای انگلستان، فرانسه، آلمان و کانادا به ساخت نیروگاه های هسته ای پرداختند و در سال های بعد، این نیروگاه ها با سرعت زیادی توسعه یافتند.

در حال حاضر، حدود 10 درصد از برق جهان را انرژی هسته ای تامین می کند و کل برق هسته ای تولیدی جهان در سال 2020 حدود 2500 تراوات ساعت بوده است. این میزان برق هسته ای توسط 440 راکتور قدرت هسته ای با مجموع ظرفیت 394 گیگاوات در 32 کشور تولید می شود. از میان این کشورها، میزان تولید برق هسته ای ایالات متحده آمریکا با اختلاف زیادی از سایر کشورهای جهان بیشتر است. توسعه پرشتاب نیروگاه های هسته ای در کشور چین باعث شده تا در سال 2020 میزان تولید برق هسته ای در این کشور از کشور فرانسه بیشتر شده و به دومین تولیدکننده برق هسته ای جهان تبدیل شود.

توسعه نیروگاه های برق هسته ای در کشورهای همسایه ایران

برخی از کشورهای همسایه ایران ازجمله ارمنستان، امارات متحده عربی، پاکستان، ترکیه و عربستان سعودی نیز توسعه نیروگاه های هسته ای را مدنظر قرار داده اند که از میان این کشورها، ارمنستان، امارات و پاکستان دارای نیروگاه های هسته ای فعال بوده، ترکیه در حال ساخت نیروگاه های هسته ای است و عربستان نیز برنامه هایی برای ایجاد ظرفیت برق هسته ای در آینده دارد. در این بخش وضعیت برخی از این کشورها مورد بررسی قرار گرفته است:

 ارمنستان

کشور ارمنستان دارای دو واحد راکتور هسته ای تولید برق است که در نیروگاه هسته ای متسامور واقع شده اند. این نیروگاه از نوع آب سبک تحت فشار است که در زمان شوروی سابق ساخته شده است. از حدود 7.8 تراوات ساعت برق تولیدی ارمنستان در سال 2020، حدود 36 درصد از نیروگاه هسته ای تامین شده است. در حال حاضر مجوز بهره برداری از واحد دوم نیروگاه هسته ای متسامور ارمنستان تا سال 2026 تمدید شده است و ساخت یک نیروگاه هسته ای جدید با ظرفیت 1060 مگاوات حداکثر تا سال، 2035 در دستور کار قرار دارد. شایان ذکر است که سوخت نیروگاه هسته ای ارمنستان را روسیه تامین می کند.

ترکیه

ترکیه از سال 1970 به بهره برداری از نیروگاه های هسته ای ابراز تمایل کرده و رایزنی هایی با کشورهای مختلف در این زمینه داشته است. با این وجود به دلیل مشکلات اقتصادی، توسعه نیروگاه های هسته ای در این کشور با تاخیرهایی رو به رو بوده است. ترکیه تلاش کرده است تا علاوه بر جذب سرمایه گذاری خارجی برای ساخت نیروگاه های هسته ای، از فناوری کشورهای مختلف استفاده کند. هم اکنون سه واحد نیروگاه هسته ای آب سبک در سایت آق قویو ترکیه توسط روسیه در حال ساخت هستند که ظرفیت هر واحد 1200 مگاوات است و یک واحد مشابه دیگر نیز در مراحل آغاز ساخت است. همچنین ترکیه قصد دارد دو نیروگاه هسته ای دیگر با چهار واحد نیروگاهی و مجموع ظرفیت 10000 مگاوات با مشارکت کشورهای نظیر ژاپن، فرانسه و چین تاسیس کند.

عربستان سعودی

عربستان سعودی در سال 2009 تصمیم خود مبنی بر توسعه کاربردهای انرژی هسته ای را اعلام کرد و برای پیشبرد این تصمیم، اقدام به تاسیس «شهر انرژی اتمی و تجدیدپذیر ملک عبدالله» کرد. هدف گذاری اولیه عربستان در راستای ایجاد ظرفیت 17000 مگاوات برق هسته ای تا سال 2032 بوده که این هدف برای سال 2040 تمدید شده است. عربستان سعودی تاکنون تفاهمنامه های متعددی را با کشورهای صاحب فناوری نظیر کره جنوبی و آرژانتین نیروگاه های هسته ای منعقد کرده است. با این وجود به نظر می رسد برنامه ساخت نیروگاه های هسته ای عربستان هنوز به مرحله عملیاتی نرسیده است.

چشم انداز بلندمدت انرژی هسته ای در دنیا و الزامات برنامه ریزی برای توسعه برق هسته ای در ایران

با نگاه به روند تولید برق هسته ای در سال های گذشته و همچنین سیاست های کشورها در این زمینه، نمی توان با قطعیت در مورد آینده تولید برق هسته ای در جهان قضاوت کرد. با این وجود، برخی موسسه های بین المللی معتبر در گزارش های خود پیش بینی ها و پیشنهادهایی را در خصوص روند آتی توسعه نیروگاه های هسته ای اظهار داشته اند. طبق پیش بینی اغلب این موسسه ها تا سال 2050 میزان انرژی الکتریکی تولید شده از انرژی هسته ای تا حدودی افزایش خواهد یافت و این افزایش عمدتا در کشورهای آسیایی از جمله چین و هندوستان خواهد بود.

با بررسی روند توسعه نیروگاه های هسته ای در کشورهای مختلف جهان، به نظر می رسد همچنان بهره برداری از انرژی هسته ای مورد توجه کشورهای جهان است تا در کنار منابعی چون انرژی های تجدیدپذیر، برای تولید برق پایدار و بدون انتشار کربن مورد استفاده قرار گیرد. در همین راستا لازم است تا ضمن بررسی مزایا و چالش های توسعه نیروگاه های هسته ای در کشور، برنامه ریزی دقیقی برای ساخت و بهره برداری از نیروگاه های هسته ای کشور صورت گیرد. ازجمله الزامات برنامه ریزی در راستای توسعه برق هسته ای در ایران، تعیین ظرفیت برق هسته ای مورد نیاز و همچنین انتخاب نوع فناوری مورد استفاده برای تولید برق هسته ای در کشور است.

جمع بندی

با توجه به نیاز کشور به افزایش ظرفیت تولید برق و همچنین وابستگی زیاد صنعت برق کشور به گاز طبیعی و چالش تامین سوخت نیروگاه ها، تنوع بخشی به سبد تولید برق کشور و استفاده از سایر منابع تولید برق مانند منابع تجدیدپذیر و انرژی هسته ای به عنوان یک راهکار بلندمدت مطرح است. در حال حاضر 10 درصد از برق جهان را انرژی هسته ای تامین می کنند. در ایران نیز هم اکنون یک واحد نیروگاه هسته ای با ظرفیت حدود هزار مگاوات در بوشهر در حال فعالیت است. استفاده از انرژی هسته ای برای تولید انرژی الکتریکی، مورد توجه همسایگان ایران ازجمله ارمنستان، ترکیه و عربستان سعودی نیز قرار گرفته است. با بررسی روند توسعه نیروگاه های هسته ای در کشورهای مختلف جهان، به نظر می رسد همچنان بهره برداری از انرژی هسته ای مورد توجه کشورهای جهان است. در همین راستا لازم است تا ضمن بررسی مزایا و چالش های توسعه نیروگاه های هسته ای در کشور، برنامه ریزی دقیقی برای ساخت و بهره برداری از نیروگاه های هسته ای کشور صورت گیرد.

این مطالعه در مرکز پژوهش های مجلس شورای اسلامی با همکاری ایمان رمضانی، زهرا جعفری، احسان ترابی میرزایی و علی صابری در سال 1401 انجام شده است.