انرژی هسته ای در جهان امروز

فناوری هسته ای از انرژی آزاد شده از تقسیم اتم های عناصر خاص استفاده می کند. این اولین بار در دهه 1940 توسعه یافت و در طول جنگ جهانی دوم تحقیقات ابتدا بر روی تولید بمب متمرکز شد.

در دهه 1950 توجه به استفاده صلح آمیز از شکافت هسته ای و کنترل آن برای تولید برق معطوف شد. برای اطلاعات بیشتر به صفحه تاریخچه انرژی هسته ای مراجعه کنید.

• اولین نیروگاه های هسته ای تجاری در دهه 1950 شروع به کار کردند.

• انرژی هسته ای در حال حاضر حدود 10 درصد از برق جهان را از حدود 440 راکتور برق تامین می کند.

• هسته ای دومین منبع انرژی کم کربن در جهان است (26 درصد از کل انرژی در سال 2020).

• بیش از 50 کشور از انرژی هسته ای در حدود 220 راکتور تحقیقاتی استفاده می کنند. از این راکتورها علاوه بر تحقیقات، برای تولید ایزوتوپ های پزشکی و صنعتی و همچنین برای آموزش استفاده می شود.

توان هسته ای فعلی جهان امروز ...

• راکتورهای فعال (در حالت تولید):  435 راکتور (ظرفیت 390589 مگاوات)

• راکتورهای در حال ساخت: 60 راکتور (ظرفیت 62889 مگاوات)

• راکتورهای تعطیل (در حالت غیر فعال): 212 راکتور (ظرفیت 105244 مگاوات)

هنگامی که صنعت هسته ای تجاری در دهه 1960 آغاز شد، مرزهای روشنی بین صنایع شرق و غرب وجود داشت. امروزه صنعت هسته ای با تجارت بین المللی مشخص می شود و راکتوری که امروزه در آسیا در حال ساخت است ممکن است دارای قطعاتی باشد که از کره جنوبی، کانادا، ژاپن، فرانسه، آلمان، روسیه و سایر کشورها تامین می شود.

به طور مشابه، اورانیوم استرالیا یا نامیبیا ممکن است به رآکتوری در امارات متحده عربی ختم شود که در فرانسه تبدیل شده، در هلند غنی شده، در بریتانیا تغییر شکل داده و در کره جنوبی ساخته شده است.

استفاده از فناوری هسته ای فراتر از تامین انرژی کم کربن است. این به کنترل شیوع بیماری کمک می کند، به پزشکان در تشخیص و درمان بیماران کمک می کند و جاه طلبانه ترین ماموریت های ما را برای کاوش در فضا قدرت می دهد. این کاربردهای متنوع، فناوری های هسته ای را در قلب تلاش های جهان برای دستیابی به توسعه پایدار قرار می دهد.

برای اطلاعات بیشتر به صفحه انرژی هسته ای و توسعه پایدار مراجعه کنید.

در سال 2021، نیروگاه های هسته ای 2653 تراوات ساعت برق تولید کردند که این میزان در سال 2020، 2553 تراوات ساعت بود.

سیزده کشور در سال 2021 حداقل یک چهارم برق خود را از طریق هسته ای تولید کردند. فرانسه حدود 70 درصد برق خود را از انرژی هسته ای تامین می کند، در حالی که اوکراین، اسلواکی، بلژیک و مجارستان حدود نیمی از برق خود را از انرژی هسته ای تامین می کنند.

ژاپن عادت داشت بیش از یک چهارم برق خود را به انرژی هسته ای متکی باشد و انتظار می رود که به جایی نزدیک به آن سطح بازگردد.

نیاز به ظرفیت تولید جدید

نیاز آشکاری به ظرفیت تولید جدید در سراسر جهان وجود دارد، هم برای جایگزینی واحدهای سوخت فسیلی قدیمی، به ویژه واحدهای زغال‌سنگ که دی اکسید کربن زیادی منتشر می‌کنند و هم برای پاسخگویی به افزایش تقاضا برای برق در بسیاری از کشورها.

در سال 2020، 61 درصد برق از سوزاندن سوخت های فسیلی تولید شده است و علیرغم حمایت قوی و رشد منابع برق تجدیدپذیر متناوب در سالهای اخیر، سهم سوخت فسیلی در تولید برق در 15 سال گذشته تغییر قابل توجهی نداشته است. (66.5٪ در سال 2005)

آژانس بین المللی انرژی OECD سناریوهای سالانه مرتبط با انرژی را منتشر می کند. در چشم انداز انرژی جهانی 20221، یک سناریوی بلندپروازانه انتشار صفر خالص تا سال 2050 (NZE) وجود دارد که راهی برای دستیابی به ثبات 1.5 درجه سانتیگراد در افزایش میانگین دمای جهانی، در کنار دسترسی جهانی به انرژی مدرن توسط 2030.

NZE در WEO 2022 شاهد افزایش ظرفیت هسته ای به 871 گیگاوات تا سال 2050 است.

نمای کلی جهان در استفاده از انرژی هسته ای

تمام نقاط جهان در توسعه انرژی هسته ای نقش دارند و در زیر به چند نمونه اشاره می شود.

برای اطلاعات به روز در مورد راکتورهای قابل بهره برداری، در حال ساخت و برنامه ریزی شده در سراسر جهان، به جدول راکتورهای انرژی هسته ای جهانی و نیازهای اورانیوم مراجعه کنید.

برای اطلاعات دقیق در سطح کشور، به بخش پروفایل های کشور کتابخانه اطلاعات انجمن جهانی هسته ای مراجعه کنید.

آمریکای شمالی

کانادا دارای 19 راکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت خالص 13.6 گیگاوات است و در سال 2021، هسته ای 14.3 درصد از برق کشور را تولید می کرد.

همه 19 رآکتور هسته ای کشور به جز یکی در انتاریو مستقر هستند. ده مورد از این واحدها - شش در بروس و چهار در دارلینگتون - قرار است تحت بازسازی قرار گیرند و این برنامه طول عمر عملیات را 30 تا 35 سال افزایش می دهد. کار بازسازی مشابه به انتاریو امکان داد تا زغال سنگ را در سال 2014 حذف کند و به یکی از تمیزترین مخلوط های برق در جهان دست یابد.

مکزیک دارای دو راکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت خالص 1.6 گیگاوات است. در سال 2021، هسته ای 5.3 درصد از برق کشور را تولید می کرد.

ایالات متحده دارای 92 راکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت خالص 94.7 گیگاوات است. در سال 2021، هسته ای 19.6 درصد از برق کشور را تولید می کرد.

چهار راکتور AP1000 در دست ساخت بود، اما دو مورد از آنها لغو شده است. یکی از دلایل وقفه در ساخت جدید در ایالات متحده تا به امروز، تکامل بسیار موفق در استراتژی های تعمیر و نگهداری بوده است.

در طول 15 سال گذشته، بهبود عملکرد عملیاتی، استفاده از نیروگاه های هسته ای ایالات متحده را افزایش داده است، با افزایش تولید معادل 19 نیروگاه 1000 مگاواتی جدید در حال ساخت.

در سال 2016، اولین رآکتور انرژی هسته ای جدید به مدت 20 سال در کشور راه اندازی شد. با وجود این، تعداد راکتورهای قابل بهره برداری در سال های اخیر از 104 رآکتور در سال 2012 کاهش یافته است.

تعطیلی زودهنگام توسط ترکیبی از عوامل از جمله گاز طبیعی ارزان، آزادسازی بازار، یارانه بیش از حد منابع تجدیدپذیر و سیاسی ایجاد شده است. مبارزات انتخاباتی

آمریکای جنوبی

آرژانتین دارای سه راکتور با ظرفیت خالص 1.6 گیگاوات است. در سال 2021، این کشور 7.2 درصد از برق خود را از طریق هسته ای تولید کرد.

برزیل دارای دو راکتور با ظرفیت خالص 1.9 گیگاوات است. در سال 2021، هسته ای 2.4 درصد از برق کشور را تولید می کرد.

اروپای غربی و مرکزی

بلژیک دارای هفت رآکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت خالص 5.9 گیگاوات است. در سال 2021، هسته ای 50.8 درصد برق کشور را تولید می کرد.

فنلاند دارای پنج رآکتور هسته ای قابل بهره برداری است که مجموعاً ظرفیت خالص آنها 4.4 گیگاوات است. در سال 2021، هسته ای 32.8 درصد از برق کشور را تولید می کرد. پنجمین راکتور فنلاند - یک EPR 1600 مگاواتی (خالص) - در مارس 2022 به شبکه متصل شد.

فرانسه دارای 56 راکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت خالص 61.4 گیگاوات است. در سال 2021، هسته ای 69.0 درصد از برق کشور را تولید کرد.

یک سیاست انرژی در سال 2015 با هدف کاهش سهم کشور از تولید هسته ای به 50 درصد تا سال 2025 انجام شد. این هدف اکنون به سال 2035 موکول شده است. وزیر انرژی کشور گفت که این هدف واقع بینانه نیست و باعث افزایش دی اکسید کربن کشور می شود. انتشار گازهای گلخانه ای، امنیت عرضه را به خطر می اندازد و مشاغل را در معرض خطر قرار می دهد.

یک راکتور در حال حاضر در فرانسه در حال ساخت است - یک EPR 1750 مگاواتی در Flamanville.

هلند دارای یک راکتور هسته ای منفرد با ظرفیت خالص 0.5 گیگاوات است. در سال 2021، هسته ای 3.1 درصد از برق کشور را تولید می کرد.

اسپانیا دارای هفت رآکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت خالص 7.1 گیگاوات است. در سال 2021، هسته ای 20.8 درصد از برق کشور را تولید می کرد.

سوئد دارای شش رآکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت خالص 6.9 گیگاوات است. در سال 2021، هسته ای 30.8 درصد از برق کشور را تولید می کرد.

این کشور در حال تعطیل کردن برخی از رآکتورهای قدیمی است، اما سرمایه گذاری هنگفتی برای افزایش طول عمر و ارتقاء آن انجام داده است.

سوئیس دارای چهار راکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت خالص 3.0 گیگاوات است. در سال 2021، هسته ای 28.8 درصد از برق کشور را تولید می کرد.

بریتانیا دارای 9 راکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت خالص 5.9 گیگاوات است. در سال 2021، هسته ای 14.8 درصد از برق کشور را تولید می کرد.

یک مقاله انرژی دولت بریتانیا در اواسط سال 2006 جایگزینی ناوگان قدیمی راکتورهای هسته ای این کشور با ساخت هسته ای جدید را تایید کرد. ساخت و ساز در اولین نسل از گیاهان جدید آغاز شده است.

اروپای مرکزی و شرقی، روسیه

ارمنستان دارای یک رآکتور انرژی هسته ای با ظرفیت خالص 0.4 گیگاوات است. در سال 2021، هسته ای 25.3 درصد از برق کشور را تولید می کرد.

بلاروس دارای یک راکتور انرژی هسته ای قابل بهره برداری است که در نوامبر 2020 به شبکه متصل شده است و راکتور دوم در حال ساخت است. تقریباً بقیه برق کشور از گاز طبیعی تولید می شود. در سال 2021، هسته ای 14.1 درصد از برق کشور را تولید کرد.

بلغارستان دارای دو راکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت خالص 2.0 گیگاوات است، در سال 2021، هسته ای 34.6 درصد از برق کشور را تولید می کرد.

جمهوری چک دارای شش رآکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت خالص 3.9 گیگاوات است، در سال 2021، هسته ای 36.6 درصد از برق کشور را تولید می کرد.

مجارستان دارای چهار رآکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت خالص خالص 1.9 گیگاوات است، در سال 2021، هسته ای 46.8 درصد از برق کشور را تولید می کرد.

رومانی دارای دو راکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت خالص 1.3 گیگاوات است، در سال 2021، هسته ای 18.5 درصد از برق کشور را تولید می کرد.

روسیه دارای 37 راکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت خالص 27.7 گیگاوات است، در سال 2021، هسته ای 20.0 درصد از برق کشور را تولید کرد.

یک فرمان دولتی در سال 2016، ساخت 11 رآکتور انرژی هسته ای را تا سال 2030، به اضافه رآکتورهایی که در حال ساخت هستند، مشخص کرد، در آغاز سال 2022، روسیه سه راکتور در دست ساخت داشت که مجموعاً ظرفیت آن 2.6 گیگاوات بود.

قدرت صنعت هسته ای روسیه در تسلط آن بر بازارهای صادراتی راکتورهای جدید منعکس شده است و صنعت ملی هسته ای کشور در حال حاضر در پروژه های راکتوری جدید در بلاروس، چین، مجارستان، هند، ایران و ترکیه و به درجات مختلف به عنوان سرمایه گذار در الجزایر، بنگلادش، بولیوی، اندونزی، اردن، قزاقستان، نیجریه، آفریقای جنوبی، مشارکت دارد. (از جمله تاجیکستان و ازبکستان)

اسلواکی دارای چهار راکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت خالص 1.8 گیگاوات است. در سال 2021، هسته ای 52.3 درصد از برق کشور را تولید می کرد. دو واحد دیگر نیز در دست ساخت است.

اسلوونی دارای یک راکتور هسته ای منفرد با ظرفیت خالص 0.7 گیگاوات است. در سال 2021، اسلوونی 36.9 درصد برق خود را از طریق هسته ای تولید کرد.

اوکراین دارای 15 رآکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت خالص 13.1 گیگاوات است. در سال 2021، هسته ای 55.0 درصد از برق کشور را تولید کرد.

ترکیه ساخت اولین نیروگاه هسته ای خود را در آوریل 2018 آغاز کرد و انتظار می رود عملیات اجرایی آن در سال 2023 آغاز شود.

آسیا

بنگلادش ساخت اولین راکتور از دو راکتور VVER-1200 روسیه را در سال 2017 آغاز کرد و ساخت دومین راکتور در سال 2018 آغاز شد. این کشور قصد دارد اولین واحد را تا سال 2023 به بهره برداری برساند و این کشور در حال حاضر تقریباً تمام برق خود را از سوخت های فسیلی تولید می کند.

چین دارای 55 راکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت خالص 53.3 گیگاوات است. در سال 2021، هسته ای 5.0 درصد از برق کشور را تولید کرد.

این کشور همچنان بر بازار ساخت‌وسازهای هسته‌ای جدید تسلط دارد، با ۲۱ راکتور در دست ساخت در پایان ژوئیه ۲۰۲۲ و در سال ۲۰۱۸ چین اولین کشوری بود که دو طرح جدید - AP1000 و EPR را راه‌اندازی کرد. چین Hualong One را برای صادرات به بازار عرضه می کند، یک طراحی راکتور عمدتا بومی.

انگیزه قوی برای توسعه نیروی هسته ای جدید در چین ناشی از نیاز به بهبود کیفیت هوای شهری و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای است.

هند دارای 22 رآکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت خالص 6.8 گیگاوات است. در سال 2021، هسته ای 3.2 درصد از برق کشور را تولید می کرد.

دولت هند متعهد به افزایش ظرفیت انرژی هسته ای خود به عنوان بخشی از برنامه توسعه زیرساخت های عظیم خود است، دولت در سال 2010 هدف بلندپروازانه ای را تعیین کرد که تا سال 2024 ظرفیت هسته ای 14.6 گیگاواتی را به صورت آنلاین داشته باشد. در پایان ژوئیه 2022، هشت راکتور در هند در دست ساخت بود که مجموعاً ظرفیت آن 6.7 گیگاوات بود.

ژاپن دارای 33 راکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت خالص 31.7 گیگاوات است، پس از حادثه فوکوشیما در سال 2011، از مارس 2022، 10 رآکتور به حالت آنلاین بازگردانده شدند که 15 راکتور دیگر در مرحله تأیید راه اندازی مجدد بودند. در سال 2021، این رقم فقط 7.2٪ بود.

کره جنوبی دارای 25 راکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت خالص 24.4 گیگاوات است، در سال 2021، هسته ای 28.0 درصد از برق کشور را تولید کرد.

این کشور دارای سه راکتور جدید در حال ساخت در داخل کشور است و در حال ساخت یک نیروگاه چهار واحدی در امارات متحده عربی است.

پاکستان دارای شش رآکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت خالص 3.3 گیگاوات است و در سال 2021، هسته ای 10.6 درصد از برق کشور را تولید می کرد، پاکستان یک واحد چینی Hualong One در دست ساخت دارد که اولین بار در فوریه 2022 به مرحله بحرانی رسید.

آفریقا

مصر در جولای 2022 ساخت اولین واحد از چهار واحد VVER طراحی شده توسط روسیه را که در سایت الدبعه در سواحل مدیترانه ساخته می شود، آغاز کرد، واحد دوم در نوامبر 2022 شروع به ساخت کرد. انتظار می رود هر چهار راکتور تا سال 2030 به بهره برداری برسد.

آفریقای جنوبی دارای دو راکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت خالص مجموع 1.9 گیگاوات است و تنها کشور آفریقایی است که در حال حاضر از انرژی هسته ای برق تولید می کند و در سال 2021، هسته ای 6.0 درصد از برق کشور را تولید کرد. آفریقای جنوبی به برنامه هایی برای ظرفیت بیشتر متعهد است، اما محدودیت های مالی قابل توجه است.

خاورمیانه

ایران دارای یک رآکتور هسته ای واحد با ظرفیت خالص 0.9 گیگاوات است و در سال 2021، هسته ای 1.0 درصد از برق کشور را تولید کرد و دومین واحد VVER-1000 طراحی روسیه در دست ساخت است.

امارات متحده عربی دارای سه راکتور هسته ای قابل بهره برداری با ظرفیت 4.0 گیگاوات است، واحد چهارم در همین کارخانه (برکه) در دست ساخت است. در سال 2021، هسته ای 1.3 درصد از برق کشور را تولید می کرد.

کشورهای نوظهور انرژی هسته ای

همانطور که در بالا ذکر شد، بنگلادش، بلاروس، ترکیه و امارات متحده عربی همگی در حال ساخت اولین نیروگاه های هسته ای خود هستند، تعدادی دیگر از کشورها به سمت استفاده از انرژی هسته ای برای تولید برق حرکت می کنند و برای اطلاعات بیشتر، به صفحه کشورهای نوظهور انرژی هسته ای مراجعه کنید.

بهبود عملکرد راکتورهای موجود

عملکرد راکتورهای هسته ای در طول زمان به طور قابل توجهی بهبود یافته است. در طول 40 سال گذشته نسبت رآکتورهایی که به فاکتورهای ظرفیت بالا می رسند به طور قابل توجهی افزایش یافته است.

به عنوان مثال، 68 درصد از راکتورها در سال 2021 به ضریب ظرفیت بالاتر از 80 درصد دست یافتند، در مقایسه با کمتر از 30 درصد در دهه 1970، در حالی که تنها 6 درصد از راکتورها ضریب ظرفیت کمتر از 50 درصد در سال 2021 داشتند، در مقایسه با کمی بیش از 20 درصد. درصد در دهه 1970

سایر راکتورهای هسته ای

علاوه بر نیروگاه های هسته ای تجاری، حدود 220 راکتور تحقیقاتی در بیش از 50 کشور فعال هستند که تعداد بیشتری نیز در دست ساخت هستند، بسیاری از این راکتورها علاوه بر استفاده برای تحقیق و آموزش، ایزوتوپ های پزشکی و صنعتی تولید می کنند.

استفاده از راکتورها برای نیروی محرکه دریایی عمدتاً محدود به نیروی دریایی بزرگ است که در آن برای پنج دهه نقش مهمی ایفا کرده است و نیرو برای زیردریایی ها و کشتی های سطحی بزرگ تامین می کند.

بیش از 160 کشتی، عمدتاً زیردریایی ها، توسط حدود 200 راکتور هسته ای به حرکت در می آیند و بیش از 13000 سال تجربه راکتوری با راکتورهای دریایی به دست آمده است.

روسیه و ایالات متحده بسیاری از زیردریایی های هسته ای خود را از دوران جنگ سرد خارج کرده اند.

روسیه همچنین دارای ناوگانی از یخ شکن های بزرگ هسته ای است و تعداد بیشتری نیز در دست ساخت دارد و همچنین یک نیروگاه هسته ای شناور را با دو راکتور 32 مگاواتی به شبکه در منطقه دورافتاده قطب شمال Pevek متصل کرده است. راکتورها از آن دسته از یخ شکن ها اقتباس شده اند.

مالکیت معنوی مجله انرژی (energymag.ir) علامت تجاری ناشر است... سایر علائم تجاری مورد استفاده در این مقاله متعلق به دارندگان علامت تجاری مربوطه می باشد، ناشر وابسته یا مرتبط با دارندگان علامت تجاری نیست و توسط دارندگان علامت تجاری حمایت، تایید یا ایجاد نشده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد و هیچ ادعایی از سوی ناشر نسبت به حقوق مربوط به علائم تجاری شخص ثالث وجود ندارد.