Jedrska energija je najboljša prijateljica narave
Na podlagi naše nedavne študije 870 elektrarn po vsem svetu je jedrska energija jasen zmagovalec pri varovanju ekosistemov, medtem ko je bioenergija nesporni poraženec.
Pravijo, da "nesreča nikoli ne pride sama". To zagotovo velja tudi za sedanjo podnebno krizo, ki ji sledita še okoljska in energetska kriza. Te tri krize vplivajo ena na drugo kot karakterji v nerešljivem dramskem trikotniku.
Da bomo lahko dosegli podnebne cilje, bo svet leta 2050 potreboval trikrat več električne energije, kot jo imamo sedaj. Proizvodnji tolikšne količine električne energije moramo nameniti dovolj zemljišč. Paradoksalno pa je, da uporaba zemljišč za proizvodnjo energije škoduje ekosistemom, kar posledično krepi podnebne spremembe.
Kako preprečiti, da bi se ta drama odvijala na našem planetu?
Nova študija, katere soavtor sem, je potekala na Norveški univerzi za znanost in tehnologijo (NTNU) v sodelovanju s Tehnološkim inštitutom v Grenoblu. Sistematično je prikazala okoljski odtis različnih energetskih rešitev. Analizirali smo 870 elektrarn po vsem svetu, vključno z viri, kot so sončna, vetrna, vodna in jedrska energija. Študija je bila objavljena v največji svetovni znanstveni reviji Scientific Reports, ki je del Nature Portfolio.
Ena od presenetljivih ugotovitev študije je, da je hidroenergija obnovljivi vir energije, ki povsod po svetu najbolj učinkovito izkorišča zemljišča. To ovrže splošno mnenje, da je sončna energija obnovljivi vir energije z največjo energetsko gostoto.
Svet v ekološki stiski
V nasprotju s konvencionalnim mišljenjem je naše delo pokazalo tudi, da ima jedrska energija večjo energetsko gostoto kot plinske elektrarne, če upoštevamo rabo zemljišč za plinovode in črpališča, ki oskrbujejo plinske elektrarne. Energetska gostota proizvodnje pri jedrskih elektrarnah je poleg same elektrarne vključevala tudi izključitveno območje okoli elektrarne.
To zemljišče je približno 3-krat večje od objekta za proizvodnjo jedrske energije. Iz tega je razvidno, da je jedrska energija tudi ob upoštevanju najzahtevnejših predpostavk površinsko najučinkovitejši vir čiste energije na svetu.
Naša študija kaže, da se bo poseganje v okolje do leta 2050 šestkrat povečalo, če bomo sledili scenariju Mednarodne agencije za energijo (IEA) o neto ničelnih izpustih. Če se bo izvajala današnja energetska politika, podnebne politike ne bo mogoče rešiti brez resnega ogrožanja narave.
Z današnjim energetskim načrtom bi za proizvodnjo električne energije na svetu potrebovali površino, ki bi bila 2,5-krat večja od Indije ali celotne Evropske unije - ob predpostavki, da postanemo podnebno nevtralni.
Koliko je vredna narava?
Na tem planetu že sedaj porabljamo veliko prostora. Odbor za naravo pri Združenih narodih (IPBES) nas opozarja, da moramo varovati in obnavljati naravo, da bi ohranili svetovno biotsko raznovrstnost. Zapovedano je bilo, da ne smemo požigati gozdov, ki shranjujejo CO2 in nam dajejo svež zrak za dihanje. Zato je za mnoge šokantno, da se bioenergijo (op. ur. kurjenje biomase) označuje za obnovljivo energetsko rešitev.
Vsi dosedanji energetski prehodi so nam omogočili, da smo pridobili več energije na vedno manjših površinah. Nekoč je bil gozd naš edini vir energije - žrtvovati smo ga morali za hrano in toploto. Od lesa smo prešli na premog, nato pa na nafto in plin. Industrijska revolucija je bila prvotno izhod iz naravnih kriz in krčenja gozdov. Gozdove smo lahko zaščitili in v njih uživali in se rekreirali. Do danes.
Kurjenje lesnih peletov lahko uniči naš planet
Da bi lahko najbolje rešili trilemo med podnebjem, energijo in okoljem, je očiten odgovor, da moramo še naprej iskati rešitve z največjo energetsko gostoto. V ta namen moramo slediti podatkom, kamor koli nas vodijo. Naša nova študija nam ponuja priložnost za to.
Med obnovljivimi viri energije je biomasa (npr. kurjenje lesnih peletov) zagotovo najslabša izbira. S svojimi 878 m2 za teravatno uro - kar bi lahko napajalo le četrtino New Yorka - ni niti v igri za učinkovito rešitev glede na uporabljeno površino.
Sledijo vetrna energija na kopnem, vetrna energija na morju, energija valov, sončna energija, nato pa hidroenergija, ki je površinsko najučinkovitejši obnovljivi vir. Čeprav je biomasa zelo razredčen vir energije, smo ugotovili, da ima tudi vetrna energija nekatere enake težave:
»Medtem ko je biomasa daleč najbolj razredčen obnovljivi vir energije, je ta dokument s študijo 148 primerov ugotovil, da so vetrne elektrarne na kopnem drugi najbolj razredčen vir za proizvodnjo energije ...«
Tudi vetrne elektrarne na kopnem se soočajo z izzivi
Zagovorniki vetrne energije poudarjajo, da se lahko zemljišča vetrnih elektrarn uporablja za različne namene, kot na primer za pašo, kmetijstvo in rekreacijo. Vendar so viri vetrne energije na zemljiščih, ki so že zasedena za druge namene, precej omejeni. To omejuje možnost povečanja vetrne energije, da bi postala prevladujoča energetska rešitev po vsem svetu. Vetrne elektrarne tudi ne ponujajo možnosti za obnovo poškodovane narave. V dokumentu je navedeno:
»Če pri območju, ki ga zasedajo vetrne elektrarne, upoštevamo le površine stolpov in dostopnih cest, bi se določena moč zlahka povečala za vsaj en velikostni razred. Vendar to ne predstavlja vsega prostora in velikih razdalj med razpršenimi vetrnicami in majhnih zmožnosti v regijah z omejenim prostorom. Velike zahteve po zemljiščih pomembno vplivajo tudi na potrebo po materialih in infrastrukturi za zbiranje energije iz vetrnih turbin. Poleg naštetega pa so tudi potencialni posredni učinki na prostoživeče živali in poslabšanje kakovosti krajine, vizualni odtis pa je očiten na celotnem območju.«
Jedrska energija je prijateljica narave
Če upoštevamo vse vire energije, je jedrska energija jasen zmagovalec glede gostote energije. Na območju, ki je približno polovico manjše od havajskega otoka, lahko jedrska energija oskrbovala ves svet z energijo brez izpustov. Jedrska energija ima 99,7 % manjšo porabo zemljišč kot vetrna energija – z drugimi besedami, jedrska energija zavzame 350-krat manj prostora.
To je treba upoštevati v luči naše predhodno predvidene problematične rabe zemljišč leta 2050, če se bodo izvajale današnje energetske politike.
Energetski prehod, ki bi temeljil samo na jedrski energiji, bi leta 2050 prihranil 99,75 % naravnih posegov. Odpravimo lahko večino posegov v naravo, ki smo jih povzročili že danes, kar bi zagotovilo obnovo narave.
"Ne na mojem dvorišču" ali "Da na mojem dvorišču"?
Jedrska energija ima že vrsto let težave z odnosi z javnostjo. Danes jedrska energija sicer ne sodi med obnovljive vire, vendar bo verjetno dolgoročno veljala za obnovljivo.
Uran - gorivo za jedrsko energijo - se bo v prihodnosti pridobival tudi iz morja, kjer se uran naravno obnavlja. Poleg tega bo uporabljeni uran mogoče ponovno uporabiti z novo tehnologijo. Jedrska energija bi se tako lahko uvrstila med obnovljive vire energije.
Raba zemljišč je dejavnik, ki vse bolj vpliva na priljubljenost konkurenčnih virov energije. To se kaže v znani kratici NIMBY (Not in my back yard) – po slovensko »Ne na mojem dvorišču«. Ta se pogosto uporablja v zvezi z nepriljubljenim razvojem vetrne in sončne energije, ki vpliva na ljudi, živali in naravo tam, kjer sta predlagani.
Nasprotno pa nedavne študije kažejo, da je jedrska energija zaželen sosed, saj lokalnim skupnostim zagotavlja zanesljivo oskrbo z energijo za razvoj podjetij in delovnih mest. Govorimo torej o obratnem učinku NIMBY. Ali YIMBY – po slovensko "Da, na mojem dvorišču".
Podnebje in okolje je treba reševati skupaj
Tako kot so tri krize - podnebna, okoljska in energetska - nastale hkrati, jih je treba hkrati tudi reševati. Dolga leta je bil poudarek na pametnih podnebnih rešitvah, medtem ko so bile okoljsko in naravovarstveno rešitve zanemarjene. Pozabili smo, da lahko ohranjanje in obnova narave igrata ključno vlogo pri blaženju podnebnih vplivov.
Zato bi se morali osredotočiti na rabo zemljišč. Naša nedavna študija se osredotoča prav na to, saj je v središču njene pozornosti učinkovita raba površin. Nobenega dvoma ni, da je v takšni konkurenci čistih virov energije jedrska energija jasen zmagovalec.
Hkrati pa je to žebelj v krsto za največjega poraženca - bioenergijo. Ali je čas, da prenehamo sekati gozdove za proizvodnjo potrebne električne energije in se raje odločimo za jedrsko energijo?
Jonas Kristiansen Nøland je izredni profesor na univerzi NTNU, izredni profesor II na univerzi USN in član IEEE.
Doktoriral je iz inženirske fizike na Univerzi Uppsala - Laboratorij Angstrom. Od leta 2022 je del programa izjemnih akademskih štipendistov univerze NTNU.
Deluje tudi kot pridruženi urednik za ameriške znanstvene revije:
- IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY CONVERSION
- IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS in
- IEEE TRANSACTIONS ON TRANSPORTATION ELECTRIFICATION.
Vir članka: Science Norway
Več informacij o študiji: Jonas Kristiansen Nøland in drugi, Spatial energy density of large-scale electricity generation from power sources worldwide, Scientific Reports (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-25341-9