حل بحران آب با فناوری هسته‌ای

آب شیرین مورد نیاز جمعیت جهان نیز فقط از طریق منابعی مثل آبخوان‌ها، شیرین کردن آب دریا با امکانات کنونی، استفاده از سفره‌های آب زیرزمینی و بازیابی منابع آب مصرفی، تامین نمی‌شود. بنابراین کشورها برای توسعه و پیشگیری از روبه‌رو شدن با آسیب‌های جدی نیاز به تدبیر و استفاده از راهکارهای فناورانه دارند. یکی از راه‌های موثر برای تأمین آب آشامیدنی از آب شور دریا برای کشورهایی چون ایران، استفاده از فناوری هسته‌ای است.

امروزه در سطح جهان حجم زیادی از منابع آب دریا با استفاده از سوخت‌های فسیلی شیرین می‌شود و این به معنای افزایش سطح گازهای گلخانه‌ای جو زمین است. بنابراین این حوزه نیز همچون دیگر حوزه‌های استفاده از انرژی، نیاز به جایگزینی انرژی‌های تجدیدپذیر دارد. انرژی هسته‌ای می‌تواند به عنوان راهی موثر برای شیرین کردن آب دریا و نمک‌زدایی به کار رود. نمک‌زدایی هسته‌ای از نظر هزینه قابل رقابت با استفاده از سوخت‌های فسیلی است و همچنین انرژی بیشتری برای نمک‌زدایی فراهم می‌کند. مهندس پویان نجفی، پژوهشگر مقطع دکترای مهندسی هسته‌ای دانشگاه صنعتی امیرکبیر، که در قالب رساله دکترای خود درمورد آب‌شیرین‌کن‌‌های هسته‌ای مطالعه می‌کند، درباره اهمیت جایگزینی انرژی هسته‌ای برای شیرین کردن آب دریا به جام‌جم می‌گوید: نخستین موضوعی که باید مطالعه شود این است که ارزش اقتصادی شیرین کردن آب با استفاده از انرژی هسته‌ای چقدر می‌تواند به صرفه‌تر از استفاده از گاز طبیعی باشد که کشور ما دومین ذخایر آن را در جهان دارد. به عبارت دیگر باید بررسی شود قیمت نهایی یک متر مکعب آب شیرین با استفاده از انرژی هسته‌ای در مقابل یک‌متر مکعب آب شیرین تولید شده با استفاده از گاز یا دیگر سوخت‌های فسیلی چقدر تفاوت دارد.

در حال حاضر در ایران فقط نیروگاه هسته‌ای هزار مگاواتی بوشهر برای شیرین کردن آب دریا به روش هسته‌ای پتانسیل دارد. این نیروگاه در رده نیروگاه‌های هسته‌ای بزرگ قرار می‌گیرد که نیاز به سرمایه‌گذاری بسیار بالایی دارد. در نتیجه قیمت آب شیرینی که با استفاده از این نیروگاه‌ها تولید می‌شود، چندان صرفه اقتصادی نسبت به سوزاندن گاز طبیعی ندارد. اما مساله این است که گاز طبیعی منبعی تجدیدناپذیر است و نمی‌تواند تا ابد برای تولید آب شیرین گاز را سوزاند. از طرفی محدودیت‌های دیگری برای استفاده از گاز طبیعی وجود دارد. کشور ما صادرکننده گاز طبیعی است و در صورت مصرف گاز در داخل، از میزان صادرات کم می‌شود و به این ترتیب هزینه شیرین کردن آب را برای کشور بالا می‌برد. سمت دیگر ماجرا میزان تولید گاز دی اکسید کربن در جو زمین است که در قرارداد پاریس برای آن حدی تعیین شده است. اگر ما این توافق‌نامه محیط زیستی با عنوان معاهده پاریس را بپذیریم و تعهد دهیم که تولید گاز دی‌اکسید کربن از حدی بیشتر نشود، باعث می‌شود نتوانیم بدون محدودیت گاز را برای تولید آب شیرین بسوزانیم. بنابراین بار دیگر گزینه استفاده از انرژی هسته‌ای مطرح می‌شود.

طراحی نیروگاه‌های کوچک، اما کاربردی

مساله مهم این است که نیروگاه‌های بزرگ هزینه ساخت بسیار بالایی دارند و دوره ساخت آنها ده تا 12 سال طول می‌کشد. امروز در دنیا به جای صرف زمان و هزینه برای چنین نیروگاه‌هایی به نیروگاه‌های کوچک روی آورده‌اند. نجفی درباره مزیت بهره‌برداری از نیروگاه‌های کوچک به جای نیروگاه‌های بزرگ برای تجهیز آب شیرین‌کن‌های هسته‌ای ادامه می‌دهد: پیش از این قرار بود فاز 1و2 نیروگاه هسته‌ای بزرگ بوشهر مجهز به آب شیرین‌کن باشد، اما این طرح متوقف شد. در حال حاضر فاز دوم و سوم این نیروگاه قرار است تا ده سال آینده وارد مدار شود که مشخص نیست مجهز به آب شیرین‌کن باشد. اما امروز بحث طراحی نیروگاه‌های هسته ای کوچک مطرح است که دو هدف مهم تامین برق مناطق دورافتاده و تولید آب شیرین از دریا را دنبال می‌کند.

نیروگاه‌های کوچک (SMR)، در واقع نیروگاه‌های کوچک ماژولار هستند که توان آنها یک سوم توان اصلی نیروگاه بوشهر است. هزینه سرمایه‌گذاری کمتر و طول دوره ساخت سه یا چهار ساله باعث می‌شود آب شیرینی که به این طریق تولید می‌شود، کاملا به‌صرفه باشد. در این شرایط به نظر من اگر ایران اکنون روی کار تحقیق و توسعه نیروگاه‌های کوچک آب شیرین‌کن هسته‌ای تمرکز کند، می‌تواند مسیری که در آن عقب مانده است را جبران کند.

این پژوهشگر فناوری هسته‌ای می‌افزاید: در دنیا حدود سه دهه است مباحث مدیریتی نیروگاه‌های کوچک در کشورهای عضو آژانس بین‌المللی انرژی اتمی آغاز شده است. این نیروگاه‌ها‌فناوری جدیدی دارند و همه چیز باید به صورت کوچک‌تر و قابل انتقال نسبت به نیروگاه‌های بزرگ طراحی شود. اکنون بعضی از این طراحی‌ها به مرحله اجرایی رسیده است. شنیده شده است که سازمان انرژی اتمی ایران نیز تمایلات مثبت نسبت به تحقیق و توسعه نیروگاه‌های ماژولار کوچک به جای نیروگاه‌های بزرگ نشان داده‌ است. تولیدکننده‌های این نیروگاه هم کشورهای چین و روسیه هستند که بعد از خریداری، بهره‌برداری از نیروگاه حدود 4 تا 5 سال طول می‌کشد. این تقریبا یک سوم زمانی است که برای ساخت نیروگاه بوشهر لازم است. بنابراین این نیروگاه‌ها به لحاظ زمان و هزینه به‌صرفه‌تر هستند.

همچنین استفاده از نیروگاه هسته‌ای نسبت به استفاده از سوخت‌های فسیلی هیچ آلودگی کربنی ایجاد نمی‌کند.

لزوم استفاده از آب شیرین‌کن هسته‌ای

امروز بیشتر کشورهای منطقه به سمت تجهیز نیروگاه‌های هسته‌ای برای شیرین کردن آب خلیج‌فارس در حرکت هستند و کشور ما نیز برای شیرین کردن آب خلیج فارس باید هرچه زودتر راهکارهای کاربردی طراحی و اجرا کند. پژوهشگر دکترای مهندسی هسته‌ای دانشگاه صنعتی امیرکبیر، شرایط کشورهای منطقه را در این زمینه تشریح می‌کند و می‌گوید: در حال حاضر رژیم اشغالگر قدس بزرگ‌ترین تاسیسات آب شیرین‌کن هسته‌ای را در جهان در اختیار دارد. کشورهای خاورمیانه، سازمان همکاری مشترک برای تولید آب شیرین در منطقه خاورمیانه با عنوان مرکز تحقیقات نمک‌زدایی خاورمیانه (MEDRC) راه‌اندازی کرده‌اند. کشورهای نفتی حاشیه خلیج فارس نیز در حال برنامه‌ریزی،‌ ارزیابی اقتصادی و واردات فناوری به کشور برای تجهیز نیروگاه‌های آب شیرین‌کن هسته‌ای هستند. همین امروز هم ما از این طرح‌ها عقب هستیم، اما مزیت کشور ما سابقه بهره‌برداری از نیروگاه بوشهر در کارنامه خود است که باید به‌درستی از آن برای تولید آب شیرین هسته‌ای استفاده شود.

در برخی کشورها به دلیل سرمایه‌گذاری که در این زمینه صورت می‌گیرد و ارزش نیروگاه‌های هسته‌ای در مقابل نیروگاه‌هایی که با سوخت فسیلی کار می‌کنند، شیرین کردن آب به کمک انرژی هسته‌ای ارزان‌تر تمام می‌شود. در منطقه خلیج فارس بیشترین سهم آب‌شیرین‌کن‌ها در اختیار عربستان و امارات متحده عربی است و این کشورها رده‌های اول و دوم در میان سایر کشورهای جهان را نیز دارند. اکنون هر دو کشور به سمت ساخت نیروگاه‌های هسته‌ای با رویکرد استفاده از آن برای تولید آب شیرین در آینده حرکت می‌کنند. با این حال شرایط استفاده از این روش برای شیرین کردن آب دریا هنوز در ایران کامل بررسی نشده است.

چالش‌های فناوری

استفاده از فناوری تأمین آب شرب از طریق فناوری هسته‌ای نیز مانند هر فناوری دیگری با چالش‌هایی روبه‌روست که بهتر است همزمان با طراحی و توسعه به آنها پرداخته شود. در این طرح قرار است آب خلیج فارس شیرین شود و آب شور دوباره به خلیج فارس باز گردد. اگر قرار باشد همه کشورهای حاشیه خلیج فارس آب شور را شیرین کنند و آبی با غلظت نمک بیشتر به خلیج فارس برگردانند، خطر بروز مشکلاتی برای اکوسیستم منطقه به وجود می‌آید. این موضوعی است که هنوز هیچ کشوری به آن توجه نشان نداده و ممکن است در آینده آسیب‌های بیشتری داشته باشد.