اقتصاد برق هسته‌ای

برق یک عنصر حیاتی برای زندگی مدرن است و به‌عنوان یک عنصر اصلی در توسعه پایدار محسوب شده و استفاده از آن به‌سرعت در جهان در حال افزایش است. منظور از توسعه پایدار، دستیابی به شرایطی است که بتوان احتیاجات نسل حاضر را بدون لطمه‌زدن به توانایی نسل‌های آتی در تأمین نیازهای خود برآورده ‌کرد. انرژی الکتریکی یکی از مهم‌ترین محرک‌ها در پیشرفت اقتصادی و اجتماعی کشورهای در حال ‌توسعه است. از دیدگاه دورنمای ملی، یک منبع انرژی قابل اطمینان که بتواند نیازهای انرژی را برای درازمدت تأمین کند، یک عامل بسیار مهم در ارزیابی پایداری به‌شمار می‌رود. برای بررسی روند حرکت به سمت توسعه پایدار، از یک‌سری پارامترهای قابل‌اندازه‌گیری که اصطلاحا شاخص‌های توسعه پایدار نامیده می‌شوند، استفاده می‌شود.
با توجه به بحران‌های ناشی از استفاده بی‌رویه از سوخت‌های فسیلی مانند آلودگی‌های زیست‌محیطی که منجر به لطمه‌های گاه جبران‌ناپذیری به اکوسیستم طبیعی شده است و همچنین نزدیک شدن به زمان اتمام سوخت‌های فسیلی، توجه به مسأله انرژی‌های پاک تبدیل به یک ضرورت شده. اگر در گذشته انرژی‌های پاک به‌عنوان یک گزینه اختیاری در کنار سایر منابع مطرح بود، امروزه این انتخاب تبدیل به یک اجبار شده و این امر ضرورت توجه بیش‌ از پیش به این مسأله را می‌طلبد. کاهش هزینه‌های زیست‌محیطی، صرفه‌های اقتصادی، ایجاد بستر مناسب برای تولید انرژی و توسعه‌ پایدار، ایجاد بسترهای مناسب شغلی و سرمایه‌گذاری نتیجه‌ برنامه‌ریزی و حرکت به‌سوی انرژی‌های پاک خواهد بود.
از انرژی‌های پاک می‌توان به دو منبع انرژی‌ هسته‌ای و انرژی‌های تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی، بادی، آبی و... اشاره کرد. نیروگاه‌های هسته‌ای از گرمای تولید شده ناشی از شکافت هسته‌ای برای تولید بخار استفاده می‌کنند. هیچ‌یک از گازهای گلخانه‌ای در فرآیند شکافت تولید نمی‌شود و تنها مقادیر بسیار کمی از این نوع گاز در فرآیند چرخه سوخت تولید می‌شود. سوخت هسته‌ای می‌تواند برای زمان‌های طولانی در یک رآکتور استفاده شود و مقدار سوخت مصرف شده در فرآیند تولید برق هسته‌ای بسیار کمتر از میزان مصرفی آن در نیروگاه سوخت فسیلی است. نیروگاه‌های هسته‌ای می‌توانند برای ماه‌ها بدون توقف کار کنند و منبع پایدار و قابل ‌پیش‌بینی از برق را فراهم کنند.
انرژی‌های تجدیدپذیر مانند بادی، خورشیدی و آبی (در مقیاس کوچک)، هنگام تولید برق، گازهای گلخانه‌ای را منتشر نمی‌کنند و در کل طول عمر این نیروگاه‌ها نیز مقادیر بسیار کمی گاز گلخانه‌ای تولید می‌شود. هزینه تولید برق در بسیاری از انرژی‌های تجدید‌پذیر بیشتر از سایر شکل‌های دیگر تولید برق است و اغلب نیازمند یارانه برای رقابت با سایر اشکال تولید انرژی برق هستند ولی بررسی‌ها نشان می‌دهد که این هزینه‌ها در حال کاهش هستند. البته بسیاری از انرژی‌های تجدیدپذیر برق را به‌صورت قابل ‌پیش‌بینی و ثابت و پایدار تولید نمی‌کنند. تولید برق از توربین‌های بادی با میزان سرعت باد تغییر می‌کند و اگر باد خیلی ضعیف یا خیلی قوی باشد هرگز برقی تولید نمی‌شود. خروجی پنل‌های خورشیدی متکی بر قدرت تابش خورشید است که وابسته به زمان روز و میزان پوشش ابرهاست. این به این معناست که انرژی‌های تجدیدپذیر باید توسط دیگر شکل‌های تولید برق، مانند نیروگاه‌های فسیلی یا هسته‌ای، پشتیبانی شوند. به‌طورکلی مهم‌ترین مشخصه اصلی انرژی‌های پاک، عدم تولید و انتشار آلاینده‌ها هنگام تولید برق است.
یکی از موضوعات اصلی در تأمین پایدار و پیوسته انرژی مورد نیاز جهان و به‌عبارت‌دیگر، ایجاد زمینه امنیت در تولید و عرضه انرژی، تنوع‌بخشی به سبد انرژی و سوخت مورد نیاز مصرف با تمرکز بر کاهش وابستگی به نفت خام و ایجاد نقشی محوری منابع انرژی پاک است. در حال حاضر تولید برق در کشور کاملا به سوخت فسیلی وابسته است. نیروگاه‌های بخاری، گازی و سیکل ترکیبی که از سوخت‌های فسیلی استفاده می‌کنند، ۸۳ درصد ظرفیت نامی نیروگاه‌های کشور را تشکیل می‌دهند. تولید و عرضه حامل‌های جدید انرژی بر پایه منابع انرژی پاک و قابل رقابت از منظر اقتصادی و کیفی با حامل‌های متعارف و سنتی، راهبردی جدید براى برقراری امنیت انرژی است. به‌عبارت‌دیگر دسترسی به انرژی یکی از اصلی‌ترین مؤلفه‌های امنیت ملی در هر کشور است و هرگونه اخلال در آن آسیب‌های پردامنه‌ای به بخش‌های مختلف کشور وارد می‌کند. در یک بررسی نشان داده شده که یک کیلووات ساعت خاموشی، هشت دلار به اقتصاد ملی آسیب می‌رساند درحالی‌که هزینه تأمین آن تنها حدود ۸ سنت است. در نتیجه یکی از راهبردهای اصلی تنوع‌بخشی به منابع و عدم وابستگی به یک یا دو نوع سوخت است. انرژی‌های پاک ساختار انرژی متفاوتی نسبت به تکنولوژی‌های تولید انرژی متعارف دارند، چرا که فرآیند ساخت و توسعه در انرژی‌های پاک دارای هزینه‌های سرمایه‌گذاری اولیه بالایی بوده و در مقابل هزینه تعمیر و نگهداری و سوخت در آنها پایین است، ولی در روش‌های تولید انرژی از منابع فسیلی، هزینه‌های سرمایه‌گذاری اولیه پایین است ولی هزینه سوخت بسیار بالاست. 
تکنولوژی‌های مربوط به انرژی هسته‌ای جزو فناوری‌های پیشرفته هستند. ازاین‌رو کشور می‌تواند با استفاده از پتانسیل داخلی ضمن تهیه قسمتی از نیازهای انرژی خود به‌عنوان یکی از تولیدکنندگان اصلی در منطقه ایفای نقش کند. با دستیابی به تکنولوژی و دانش فنی مربوط به ساخت تجهیزات، نصب، بهره‌برداری و نگهداری از نیروگاه‌های مربوط می‌توان از فرصت‌های مناسب سرمایه‌گذاری و اشتغال‌زایی در این بخش استفاده کرد و از پتانسیل‌های فراوان آن بهره جست، به‌طوری‌که توسعه و گسترش انرژی‌های پاک باعث کمک به تحقق اهداف توسعه اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی کشور می‌شود که از عوامل اساسی در رسیدن به توسعه پایدار در هر کشوری هستند.
برق هسته‌ای یکی از پاک‌ترین و مطمئن‌ترین شکل‌های تولید برق است و نیروگاه‌های هسته‌ای می‌توانند برق را به‌صورت پایدار و بدون توقف تولید کنند. انرژی‌ هسته‌ای سهم عمده‌ای از انرژی‌های پاک را در جهان به خود اختصاص می‌دهد، به‌طوری‌که بیش از ۱۱درصد برق مصرفی دنیا از طریق نیروگاه‌های هسته‌ای تأمین می‌شود. هم‌اکنون ۳۱ کشور(با احتساب تایوان) در جهان در حال بهره‌برداری از نیروگاه‌های هسته‌ای بوده و تعداد ۴۴۴ نیروگاه هسته‌ای در سراسر جهان در حال بهره‌برداری است. افزون بر این، ۵۲نیروگاه هسته‌ای در ۱۵کشور درحال ساخت است که از عمده کشورهایی که در حال ساخت نیروگاه‌های هسته‌ای هستند، می‌توان به چین، روسیه، هند، امارات، کره‌جنوبی و آمریکا اشاره کرد. همچنین بیش از ۹۸ رآکتور قدرت با ظرفیت خالص حدود ۱۱۳ گیگاوات در دست برنامه‌ریزی برای ساخت در جهان است. از میان کشورهای دارنده نیروگاه‌های هسته‌ای کشورهای آمریکا، کانادا، فنلاند، فرانسه، انگلستان، رومانی، اسلوواکی، روسیه، کره‌جنوبی، ژاپن، چین، هند، پاکستان، قزاقستان، لیتوانی و بلغارستان درصدد توسعه بیشتر برنامه هسته‌ای خود هستند. همچنین، کشورهای بلاروس، امارات متحده عربی، عربستان سعودی، ترکیه‌، تایوان، بنگلادش، اردن، ویتنام و لهستان از مهم‌ترین کشورهایی هستند که برنامه‌‌ریزی‌هایی جدی برای احداث و بهره‌برداری از نیروگاه‌های هسته‌ای را برای اولین بار در دست پیگیری دارند.

تولید برق هسته‌ای از جنبه اقتصادی

از دیدگاه ملی، بهترین تدبیر در انتخاب سیستم‌های انرژی، انتخاب سیستمی است که کمترین هزینه را، چه از نظر هزینه‌هایی که باید توسط مصرف‌کنندگان انرژی(برق) پرداخت شود و چه هزینه‌هایی که به کل جامعه تحمیل می‌شود، دارا باشد. هزینه‌های دسته اول در اصطلاح هزینه‌های داخلی نامیده می‌شوند و شامل سرمایه‌گذاری‌های لازم جهت تولید برق، نظیر ساخت نیروگاه و تهیه سوخت هستند. هزینه‌های دسته دوم که هزینه‌های خارجی است و هزینه‌های زیست‌محیطی نامیده می‌شوند، عبارتند از هزینه‌های واقعی مربوط به خسارت وارده به سلامت انسان و محیط‌زیست که از نظر کمی قابل‌سنجش و محاسبه هستند، لیکن در برخی کشورها در هزینه‌های مربوط به تولید برق که مصرف‌کننده می‌پردازد، به‌حساب نمی‌آیند و در نتیجه این هزینه‌ها به کل جامعه تحمیل می‌شود. هزینه تراز شده تولید برق یا LCOE برابر با هزینه خالص فعلی واحد تولید برق در طول عمر نیروگاه است و با استفاده از محاسبه آن می‌توان هزینه تمام شده برق تولیدی در انواع نیروگاه‌ها را با یکدیگر مقایسه کرد. اجزای مهمی که هنگام محاسبه این هزینه باید درنظر گرفته ‌ شوند عبارتند از: هزینه سرمایه‌گذاری دوران ساخت، هزینه بهره‌برداری و نگهداری، هزینه سوخت. اجزای مهمی که هنگام محاسبه این هزینه باید در نظر گرفته می‌شوند عبارتند از: هزینه یک‌شبه سرمایه دوران ساخت، هزینه بهره‌برداری و نگهداری، هزینه سوخت. با افزایش نوسانات جهانی قیمت سوخت‌های فسیلی، قابلیت رقابت این روش از دیدگاه فنی و اقتصادی زیادتر شده است. از زمان آغاز استفاده از انرژی هسته‌ای، جذابیت اصلی انرژی هسته‌ای، هزینه‌های پایین سوخت آن در مقایسه با نیروگاه‌های با سوخت زغال‌سنگ، نفت و گاز بوده است. درحال حاضر، هزینه‌های نگهداری و تعمیرات نیز تثبیت‌شده‌ و قابل رقابت با روش‌های دیگر تولید برق شده‌اند. هزینه‌های سوخت هسته‌ای بسیار پایین‌تر از هزینه سوخت نیروگاه‌های فسیلی بوده و در دو دهه گذشته در نتیجه قیمت پایین‌تر اورانیوم و غنی‌سازی همراه با طراحی‌ سوخت‌های جدید، نیز کاهش پیدا کرده است. طبق شکل زیر یک مطالعه در فنلاند نشان می‌دهد که با دو برابر شدن قیمت‌های سوخت، هزینه تولید برق برای انرژی هسته‌ای حدود ۹درصد، برای زغال‌سنگ ۳۱درصد و برای گاز ۶۶درصد افزایش می‌یابد. 

جمع‌بندی
انرژی هسته‌ای، در بسیاری از مکان‌ها(کشورها)، قابل رقابت با منابع دیگر تولید برق است و گرچه دارای هزینه‌های سرمایه‌گذاری بالا و نیز هزینه‌های مربوط به پسماند‌های هسته‌ای و نیز هزینه‌های برچیدن نیروگاه است، ولی هزینه سوخت بسیار کمی دارند. امروزه کاهش وابستگی به واردات سوخت‌های فسیلی(با چشم‌انداز نامعلوم قیمت) به‌عنوان یک عامل مهم در بسیاری از کشورها محسوب می‌شود. همچنین، پایداری بلندمدت هزینه‌ها به‌عنوان یکی از ملاحظات مهم، به نفع انرژی هسته‌ای بوده و این موضوع به‌صورت یک بحث جدی دنبال می‌شود. 
یکی از فاکتورها در اقتصاد نیروگاه هسته‌ای، زمان ساخت و عمر مفید(۶۰سال)، طولانی‌تر آنهاست، که نقش عمده‌ای در توسعه نیروگاه‌های هسته‌ای دارند، به‌طوری‌که با کاهش زمان ساخت و افزایش طول عمر نیروگاه‌ها، رقابت‌پذیری اقتصادی نیروگاه‌های هسته‌ای و تمایل سرمایه‌گذاران برای سرمایه‌گذاری را افزایش می‌دهد. در حال حاضر برای ارزیابی رقابت‌پذیری نیروگاه‌های تولید برق، هزینه‌های خارجی(یا اجتماعی) نیز در موضوع رقابت‌پذیری اقتصادی نیروگاه‌ها درنظر گرفته می‌شود که اهمیت این موضوع به‌طور روزافزونی درحال افزایش است. در واقع، از زمانی که نیروگاه‌های فسیلی ملزم به پرداخت مالیات کربن شدند، رقابت‌پذیری نیروگاه‌های هسته‌ای به دلیل عدم تولید گازهای گلخانه‌ای و آلاینده‌هایی مانند دی‌اکسیدکربن و دی‌اکسیدگوگرد، افزایش چشمگیری پیدا کرده است.