ภัยแล้ง อากาศร้อน จุดอ่อนของพลังงานนิวเคลียร์ในยุคโลกร้อน

(จดหมายข่าวจับตานิวเคลียร์ ฉบับที่ 17, กันยายน-ตุลาคม 2555)  

นัก วิทยาศาสตร์บางส่วนถือว่าพลังงานนิวเคลียร์เป็นเครื่องมือสำคัญที่เราจะใช้ ต่อสู้กับภาวะโลกร้อนได้ จากการที่พลังงานนิวเคลียร์ปล่อยก๊าซเรือนกระจกน้อยกว่าพลังงานประเภทอื่น แต่การมุ่งไปสู่พลังงานนิวเคลียร์ในยุคสมัยที่ภาวะโลกร้อนกำลังสำแดงฤทธิ์ เดชให้เห็นมากขึ้นๆ อยู่นี้ ผลจะเป็นอย่างไร ?

ในช่วง หลายปีมานี้ ปัญหาภัยแล้ง อากาศที่ร้อนจัดในฤดูร้อน รวมทั้งการเกิดคลื่นความร้อน ได้ส่งผลกระทบต่อการเดินเครื่องของเตาปฏิกิกรณ์นิวเคลียร์ รวมทั้งโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ต้องใช้น้ำหล่อเย็นในยุโรปและสหรัฐหลายครั้ง ทำให้โรงไฟฟ้าพลังความร้อนจำนวนมากต้องลดกำลังผลิตหรือหยุดเดินเครื่อง ชั่วคราว

ตัวอย่างเช่น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์บราวน์เฟอร์รี่ในอลาบาม่า สหรัฐอเมริกา ต้องหยุดเดินเครื่อง 2 ครั้งในฤดูร้อนปี 2554 เนื่องจากน้ำในแม่น้ำเทนเนสซี่มีอุณหภูมิสูงเกินกว่าที่จะนำมาใช้ในระบบหล่อ เย็นได้

18 กรกฎาคม 2555 เตาปฏิกรณ์ 4 เครื่องในนิวยอร์ค แมรี่แลนด์ เพนซิลวาเนีย และเซาธ์แคโรไลน่า เกิดการทำงานผิดปรกติและต้องหยุดเดินเครื่องเนื่องจากการเกิดปรากฏการณ์ คลื่นความร้อน

กรณีล่าสุดก็คือ เมื่อวันที่ 12 สิงหาคม 2555 โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ไมล์สโตน ในรัฐคอนเนคติคัตต้องปิดเตาปฏิกรณ์ 1 ใน 2 เครื่องเนื่องจากน้ำทะเลที่ใช้ในระบบหล่อเย็นร้อนเกินไป เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นเป็นครั้งแรกในรอบ 37 ปีของโรงไฟฟ้าแห่งนี้

การ ปิดเตาปฏิกรณ์โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ไมล์สโตนคือสัญญาณล่าสุดที่แสดงว่าพลังงาน นิวเคลียร์กำลังเผชิญความยุ่งยากจากปัญหาการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ

แหล่งน้ำสัมพันธ์กับโรงไฟฟ้าอย่างไร ? ฝนแล้งและความร้อนมีผลต่อแหล่งน้ำที่จำเป็นต่อการหล่อเย็นโรงไฟฟ้าใน 3 ทาง กล่าวคือ

หนึ่ง ระดับน้ำ โรงไฟฟ้าเกือบทั้งหมดถูกสร้างขึ้นใกล้กับทะเลสาบหรือแม่น้ำเพื่อให้สะดวกต่อ การสูบน้ำมาหล่อเย็น แต่ถ้าระดับน้ำลดลงต่ำกว่าปากท่อสูบน้ำของโรงไฟฟ้า ก็ไม่สามารถสูบน้ำได้ ในโรงไฟฟ้าบางโรง ปากท่อสูบน้ำสามารถปรับระดับได้ แต่มันมักจะมีราคาแพงและมีความเสี่ยงที่ท่อแบบนี้จะสูบเอาโคลนตะกอนเข้าไป ด้วย ซึ่งอาจทำให้โรงไฟฟ้าเกิดความเสียหายได้

สอง อุญหภูมิ น้ำในทะเลสาบหรือแม่น้ำอาจใช้ประโยชน์ในการหล่อเย็นไม่ได้หากมีอุณหภูมิสูง เกินไป อย่างไรก็ตาม น้ำที่ร้อนอาจถูกนำมาใช้ได้ แต่การทำงานของโรงไฟฟ้าก็จะมีประสิทธิภาพน้อยกว่าการใช้น้ำเย็น

ปัญหา ที่สามที่เกิดจากคลื่นความร้อนก็คือน้ำที่ปล่อยจากโรงไฟฟ้า หากระดับน้ำที่ต่ำหรือมีอุณหภูมิสูงในทะเลสาบหรือแม่น้ำถูกนำไปใช้ในโรง ไฟฟ้า น้ำที่ระบายออกจากโรงไฟฟ้าก็จะมีอุณหภูมิสูงกว่าระดับที่อนุญาตให้ปล่อยออก สู่แหล่งน้ำภายนอก ซึ่งปัญหานี้เกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำอีกในสหรัฐและยุโรป หากโรงไฟฟ้าไม่หยุดเดินเครื่องในกรณีเช่นนี้ น้ำร้อนที่ปล่อยออกมาอาจทำให้เกิดการแพร่ขยายของสาหร่าย ลดการดูดซับอ็อกซิเจนของน้ำและคุกคามสิ่งมีชีวิตในน้ำ ซึ่งในหลายๆ ครั้ง หน่วยงานควบคุมสิ่งแวดล้อมก็อนุญาตให้โรงไฟฟ้าก่อผลกระทบเหล่านี้ได้ เพื่อแลกกับการไม่มีไฟฟ้าใช้ในกรณีที่ต้องสั่งให้โรงไฟฟ้าหยุดเดินเครื่อง

ใน ปีนี้ประเทศสหรัฐต้องประสบกับสถานการณ์ภัยแล้งที่หนักหนาสาหัสที่สุดในรอบ 50 ปี โดยต้นเดือนสิงหาคม 2555 ที่ผ่านมา พื้นที่กว่า 62% ของสหรัฐตกอยู่ในภาวะภัยแล้ง และโชคร้ายตรงที่ภัยแล้งและสภาพอากาศที่ร้อนผิดปรกติส่วนมากเกิดขึ้นในเขต ที่ต้องพึ่งพาพลังงานไฟฟ้าจากนิวเคลียร์ นั่นคือ พื้นที่ตอนเหนือของเขตมิดเวสต์ และภาคตะวันออกเฉียงใต้ของนิวอิงแลนด์

เตา ปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทั้งหมด 104 เครื่องในสหรัฐ เมื่อเดินเครื่องเต็มกำลังจะสามารถผลิตไฟฟ้าได้ 20% ของที่ใช้ทั้งประเทศ โรงไฟฟ้าเหล่านี้ต้องใช้น้ำ และโดยส่วนใหญ่แล้วจะต้องใช้น้ำสะอาด แต่สำหรับฤดูร้อนปีนี้ ในสหรัฐไม่มีน้ำสะอาดมากพอที่จะให้ทุกภาคส่วนใช้ได้อย่างทั่วถึง

โรง ไฟฟ้าในสหรัฐที่ใช้ความร้อนผลิตไอน้ำเพื่อปั่นกระแสไฟ(โรงไฟฟ้าเชื้อเพลิง ฟอสซิลและนิวเคลียร์) คือแหล่งพลังงานไฟฟ้ามากกว่า 90% ของประเทศ โรงไฟฟ้าเหล่านี้ใช้น้ำสะอาดมากถึง 40% ของปริมาณน้ำอุปโภคบริโภคที่ใช้ทั้งประเทศ ส่วนที่ยุโรป โรงไฟฟ้าประเภทนี้เป็นแหล่งผลิตกระแสไฟฟ้าปริมาณ 3 ใน 4 ที่ใช้อยู่ และใช้น้ำประมาณครึ่งหนึ่งของน้ำอุปโภคบริโภคทั้งหมดในยุโรป โดยที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ถือเป็นโรงไฟฟ้าประเภทที่ต้องใช้น้ำปริมาณมาก ที่สุดในบรรดาโรงไฟฟ้าทั้งหลาย

คำถามสำหรับอนาคตก็คือ จะต้องมีการบริหารจัดการน้ำสะอาดอย่างไรท่ามกลางโลกในอนาคตที่ต้องเผชิญกับ ปัญหาการเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศ ซึ่งหลีกเลี่ยงไม่ได้เลยที่ปัญหาการแย่งชิงน้ำจะเกิดมากขึ้นจากการเติบโตของ จำนวนประชากร การเกษตร และภาคพลังงาน

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ที่ใช้น้ำทะเลในการหล่อเย็นอาจไม่มีปัญหาในด้านการแย่งชิงน้ำกับใคร แต่กรณีของโรงไฟฟ้าไมล์สโตนที่ต้องหยุดเดินเครื่องเมื่อไม่นานมานี้ เพราะน้ำทะเลมีอุณหภูมิสูงเกินไป ก็เป็นตัวอย่างที่แสดงให้เห็นว่า โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ตั้งอยู่ริมทะเลก็ไม่ใช่ข้อยกเว้นจากปัญหาการขาดแคลน น้ำหล่อเย็นอันสืบเนื่องมาจากภาวะโลกร้อน

เดวิด คราฟท์ ผู้อำนวยการศูนย์บริการข้อมูลพลังงานนิวเคลียร์ (NEIS) ซึ่งเป็นกลุ่มรณรงค์คัดค้านพลังงานนิวเคลียร์ในอิลินอยส์ กล่าวว่า “ปัญหานี้เกิดขึ้นมาหลายครั้งแล้วในอดีต” และ “ในโลกที่ภูมิอากาศแปรปรวน โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ไม่ใช่สิ่งที่เราจะเชื่อถือได้”

เมื่อ ปลายเดือนกรกฎาคม 2555 การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานนิวเคลียร์ของสหรัฐลดลงถึง 93% ของกำลังผลิตที่มีอยู่ ซึ่งสาเหตุไม่ใด้มาจากปัญหาสภาพอากาศทั้งหมด แต่ตัวอย่างบางกรณีคือ

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เวอร์มอนต์แยง กี้ ลดกำลังผลิต 4 ครั้งในเดือนกรกฎาคม เนื่องจากน้ำในแม่น้ำลดระดับและมีอุณหภูมิสูง ทำให้ต้องลดกำลังผลิตลงถึง 83%

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เพอร์รี ในรัฐโอไฮโอลดการผลิตไฟฟ้าลง 95% ของกำลังผลิต เนื่องจากอากาศที่ร้อนเกินไป

โรง ไฟฟ้านิวเคลียร์แบรดวูด ในรัฐอิลินอยส์ ได้รับอนุญาตจากสำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมสหรัฐ ให้สามารถปล่อยน้ำหล่อเย็นที่มีอุญหภูมิสูงกว่าที่กฎหมายกำหนดได้ ซึ่งหากไม่ได้รับอนุญาตดังกล่าว โรงไฟฟ้าจะต้องลดกำลังผลิต เพราะปัญหาจากการเผชิญกับคลื่นความร้อน

คราฟท์กล่าวว่า ปัญหาของการเดินเครื่องโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เกิดขึ้นซ้ำๆ อย่างเป็นแบบแผน เขาสรุปว่า “นี่คือสัญญาณเตือนที่บอกเราว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีจุดอ่อนในโลกที่สภาพ ภูมิอากาศแปรปรวน”

หากมองย้อนไปก่อนหน้านั้น กรณีตัวอย่างที่เกิดขึ้นยังมีอีกมาก อาทิเช่น

ฤดู ร้อนในยุโรปปี 2546 ซึ่งมีผู้เสียชีวิตมากกว่า 30,000 คนจากคลื่นความร้อน ประเทศฝรั่งเศส เยอรมันและสเปนต้องตัดสินใจเลือกระหว่างการอนุญาตให้เตาปฏิกรณ์ปล่อยน้ำหล่อ เย็นที่ร้อนกว่าข้อกำหนด หรือการหยุดเดินเครื่องเตาปฏิกรณ์ สเปนเลือกที่จะปิดเตาปฏิกรณ์ ส่วนฝรั่งเศสและเยอรมันตัดสินใจอนุญาตให้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์บางส่วนปล่อยน้ำ ร้อนเกินค่ามาตรฐาน และบางส่วนให้หยุดเดินเครื่อง

ฤดูร้อน ปี 2547 ที่รัฐอิลินอยส์ สหรัฐอเมริกา สำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมสหรัฐและหน่วยงานรัฐท้องถิ่นเตรียมที่จะผ่อนผัน มาตรการควบคุมการปล่อยน้ำหล่อเย็นของโรงไฟฟ้าเนื่องจากปัญหาภัยแล้ง แต่สถานการณ์ภัยแล้งได้คลี่คลายไปเสียก่อน

29 กรกฎาคม - 2 สิงหาคม 2549 ที่รัฐอิลินอยส์ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ 4 แห่งต้องลดกำลังผลิตลงกว่าครึ่งเพื่อควบคุมอุณหภูมิของน้ำหล่อเย็นที่ปล่อย ออกมาให้อยู่ในเกณฑ์ที่กำหนด

30 กรกฎาคม 2549 ที่รัฐมิชิแกน โรงไฟฟ้านิวเคลียร์โดแนลด์ ซี ค็อค ต้องปิดเตาปฏิกรณ์ในระหว่างเผชิญกับคลื่นความร้อน เนื่องจากอุณหภูมิในเครื่องปฏิกรณ์พุ่งสูงเกินกว่าระดับที่กำหนด

5-12 สิงหาคม 2551 ภาคตะวันออกเฉียงใต้ของสหรัฐ บริษัทไฟฟ้า TVA ต้องสูญเสียกำลังผลิตของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จำนวน 1 ใน 3 ของบริษัทด้วยภาวะภัยแล้ง

เดือนกรกฎาคม 2552 ประเทศฝรั่งเศสต้องนำเข้าไฟฟ้าจากประเทศอังกฤษ เนื่องจากกำลังผลิตของพลังงานนิวเคลียร์ประมาณ 1 ใน 3 ของประเทศไม่สามารถใช้การได้เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงของแหล่งน้ำหล่อเย็น

เดือน กรกฎาคม 2554 ภาคตะวันออกเฉียงใต้ของสหรัฐ บริษัทไฟฟ้า TVA ลดกำลังผลิตของโรงไฟฟ้าบราวน์เฟอร์รี่ลงครึ่งหนึ่งเพื่อหลีกเลี่ยงการปล่อย น้ำหล่อเย็นที่มีอุณหภูมิสูงเกินมาตรฐาน

“เรื่องนี้เป็น ปัญหามานานปี และมีแต่จะเลวร้ายลงเรื่อยๆ” เวนดี้ วิลสัน ผู้อำนวยการฝ่ายแม่น้ำ พลังงาน และภูมิอากาศของ River Network เครือข่ายรณรงค์ปกป้องแหล่งน้ำสะอาดในสหรัฐกล่าว “มันเป็นปัญหาที่แย่มากขึ้นทุกครั้งที่เกิดภาวะฝนแล้ง เรามีปัญหาที่น่ากลัวเกี่ยวกับมลพิษทางอุณหภูมิในประเทศของเรา”

ดูเหมือนมีสัญญาณที่แสดงให้เห็นว่าปัญหาเช่นนี้จะเกิดมากขึ้นในอนาคต

ใน งานวิจัยของนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวอชิงตัน สหรัฐอเมริกา เดนนิส เล็ทเทนไมเออร์ ที่เผยแพร่ในเดือนมิถุนายน 2555 ที่ผ่านมา ระบุว่า ในระหว่างปี 2031-2060 น้ำที่ร้อนมากขึ้นและไหลช้าลงของแม่น้ำจะทำให้โรงไฟฟ้าต่างๆ ประสบความยุ่งยากมากขึ้น โดยเขาพยากรณ์ว่า ในช่วงปี 2031-2060 โรงไฟฟ้าที่ต้องใช้น้ำหล่อเย็นทั้งหลายในสหรัฐจะถูกลดกำลังผลิตลง 4-16% และ 6-19% สำหรับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนในยุโรป เนื่องจากการขาดแคลนน้ำหล่อเย็น

สำหรับ กับโรงไฟฟ้า ปริมาณน้ำที่น้อยลงและร้อนมากขึ้นจากอากาศร้อนอันเป็นผลมาจากภาวะโลกร้อน อาจหมายถึงราคาค่าไฟที่แพงขึ้นและความมั่นคงของระบบไฟฟ้าที่น้อยลง และความน่าเป็นห่วงของระบบนิเวศน์แหล่งน้ำที่จะได้รับผลกระทบจากการปล่อยน้ำ หล่อเย็นที่ร้อนมากขึ้น

รายงานซึ่งได้รับการสนับสนุนการ ดำเนินการจากคณะกรรมาธิการยุโรปชิ้นนี้เสนอว่า ภาคพลังงานควรเริ่มต้นพิจารณาถึงยุทธศาสตร์การปรับตัวเพื่อลดการพึ่งพาโรง ไฟฟ้าประเภทที่ต้องใช้น้ำในการหล่อเย็นได้แล้ว

ดูเหมือน ว่าคำตอบสำหรับเรื่องนี้ หนีไม่พ้นที่เราคงต้องฝากความหวังไว้ที่พลังงานหมุนเวียน โดยเฉพาะอย่างยิ่งพลังงานลมและแสงอาทิตย์ซึ่งไม่ต้องใช้น้ำในการผลิตไฟฟ้า นอกจากนี้ อีกแนวทางหนึ่งที่กำลังพัฒนากันอยู่ก็คือ ระบบหล่อเย็นของโรงไฟฟ้าที่ใช้อากาศหรือแก๊สเป็นตัวระบายความร้อน ซึ่งคงอีกนานกว่าที่จะเป็นจริงได้ในเชิงพานิชย์

สรุปแล้ว ที่กล่าวกันว่าพลังงานนิวเคลียร์จะเป็นคำตอบของความมั่นคงพลังงานในยุคโลก ร้อนนั้น สิ่งที่กำลังปรากฎก็คือ ผลของภาวะโลกร้อนในวันนี้กำลังทำให้พลังงานนิวเคลียร์ไม่น่าเชื่อถือใน “ความมั่นคง” ของมันมากขึ้นเรื่อยๆ

ที่มา
Extreme Heat & Drought Show Vulnerability of Nuclear Power Plants, http://insideclimatenews.org
Nuclear and coal-fired electrical plants vulnerable to climate change, http://www.washington.edu
Heat Wave Stresses US Electricity Grid, http://my.firedoglake.com