راهکار مواجهه با چالش های انرژی در عصر هوش مصنوعی
به گزارش خشکشوئی آنلاین، به عقیده کارشناسان، انرژی هسته ای نه تنها منبعی پایدار و پاک برای تولید برق، بلکه موتور محرک توسعه ماشین سازی، الکترونیک و تکنولوژی های جدید است. ازاین رو جهان بسمت توسعه نیروگاه های کوچک هسته ای در حرکت است؛ چونکه با قابلیت تولید انرژی پایدار، انعطاف پذیری بالا و کاهش هزینه های عملیاتی، زیرساختی حیاتی برای پشتیبانی از نیازهای فزاینده فناوری های پیشرفته همچون هوش مصنوعی و محاسبات ابری هستند. این روند نویدبخش تحولی بزرگ در صنایع است که با تأمین انرژی مطمئن، امکان توسعه سریع تر و پایدارتر فناوری های آینده را فراهم می آورد.
سید حجت قدیری اصلی، کارشناس حوزه انرژی و پژوهشگر اندیشکده اقتصاد دانش بنیان در گفتگو با ایسنا، با اشاره به اهمیت صنعت هسته ای در توسعه فناوری های کشور اظهار نمود: وقتی در مورد مبحث فناوری انرژی هسته ای صحبت می نماییم، تنها در رابطه با رآکتور این صنعت حرف نمی زنیم؛ چون که این حوزه در رابطه با صنعت کاپس(راهبردی) است؛ صنعتی که علاوه بر مزایای بسیار برای کشور می تواند بعنوان راهبر سایر صنایع عمل کند.
وی افزود: فرض کنید اگر بخواهیم رآکتور هسته ای بسازیم، احتیاج به الکترونیک و ماشین سازی بسیار قوی برای پاس کردن الزامات ایمنی و عملکردی آن داریم. بخصوص در حوزه الکترونیک، سیستم های کنترل و الکترونیک نیروگاه هسته ای باید بگونه ای طراحی شوند که استانداردهای مقاومت در مقابل تشعشعات را دارا باشند. حال سیستم کنترل و ابزار دقیق پیشرفته و پیچیده ای را تصور کنید که توانایی کنترل قلب رآکتور هسته ای (از پیچیده ترین سامانه های ساخته بشری) را دارد و در مقابل تشعشات و خیلی از حوادث مقاوم است. ازاین رو اگر کشوری که به این دانش فنی برسد، در واقع در حوزه الکترونیک پیشرفت کرده و می تواند از این توانایی در دیگر صنایع بهره ببرد.
قدیری ضمن اشاره به ظرفیت ماشین سازی در صنعت هسته ای، توضیح داد: رآکتورهای هسته ای به محفظه های بزرگ و پیچیده و خطوط لوله با استانداردهای بالا نیاز دارند. بنابراین، ماشین سازی که بتواند این محفظه ها و سیستم های پیچیده را تولید نماید، باید در سطح بسیار بالایی توسعه یافته باشد. این نشان داده است که صنعت هسته ای نه تنها بازاری بزرگ و فناورانه برای صنایع ماشین سازی کشور فراهم می آورد، بلکه سطح دانش فنی آنها را هم به صورت چشم گیری ارتقاء می دهد و با تولید برق پایدار و ارزان مهلت رشد و توسعه برای تمام صنایع کشور فراهم می آورد.
این کارشناس حوزه انرژی تصریح کرد: در دنیای مهندسی هسته ای، گرایشی به نام «مهندسی کاربرد پرتوها» وجود دارد. در این گرایش، از پرتوهای راکتورهای تحقیقاتی و یا پرتوهای هسته ای Xray و شتاب دهنده ها برای اهدافی مانند ارتقاء دانش پرتوشناسی هسته ای و اصلاح نژاد دانه ها و عقیم سازی برخی حشرات با هدف دفع آفات استفاده می شود. همینطور در حوزه هایی مانند بازرسی فرودگاهی و تجهیزات پزشکی نظیر پرتودرمانی، این فناوری نقشی کلیدی دارد.
وی با تکیه بر این که بدون مطالعات دقیق مهندسی هسته ای، خیلی از این کاربردها امکانپذیر نخواهد بود، مهم ترین کاربرد انرژی هسته ای را تولید انرژی پاک دانست و ضمن اشاره به شرایط کشور در زمینه تأمین انرژی، اظهار داشت: بعنوان مثال اگر شهر تهران در گذشته بسمت استفاده از رآکتورهای هسته ای و هواخنک حرکت کرده بود، بحران آب تا حدود خوبی مهار شده بود و هیچگاه معضل آلایندگی در این شهر صنعتی وجود نداشت. انرژی هسته ای در این شرایط، گزینه ای بسیار پاک و مؤثر به شمار می رود؛ چون هیچ کربنی تولید نمی کند.
وی ارزان بودن انرژی با کمک فناوری هسته ای را از مزایای این فناوری عنوان نمود و افزود: هم اکنون، ارزان ترین برق جهان با قیمت ۲۸ دلار به ازای هر مگاوات ساعت توسط راکتور هسته ای به نام راکتور هسته ای «فورسمارک - ۱» سوئد تولید می شود. این نشان داده است که صنعت هسته ای می تواند در همه حوزه ها برای ایران اهمیت داشته باشد؛ از تولید انرژی و ایجاد بازار گرفته تا پیشرفت صنایع و توسعه بازارهای فناورانه.
چالش های جهانی صنعت هسته ای
قدیری در رابطه با تجربیات جهانی در حوزه انرژی هسته ای با تاکید بر این که تمامی کشورهای پیشرفته بسمت ساخت نیروگاه های SMR (Small Modular Reactor راکتورهای ماژولار کوچک) حرکت می کنند، اظهار داشت: این نیروگاه ها، واحدهای کوچک مقیاس و ماژولاری هستند که نسل جدید راکتورهای هسته ای را می سازند. باآنکه تعداد این نوع راکتورها هم اکنون زیاد نیست، اما فناوری آنها با سرعت درحال گسترش است.
وی ادامه داد: مزیت اصلی این نیروگاه ها در هزینه سرمایه ای (Capex) پایین آنها نهفته است و از طرفی، به سبب طراحی ماژولار، فرایند ساخت آنها آسان تر، سریع تر و باکیفیت تر صورت می گیرد. این نیروگاه ها در کارگاه های صنعتی با دقت بالا تولید می شوند و قابلیت نصب سریع در محل را دارند.
پژوهشگر اندیشکده اقتصاد دانش بنیان ضمن اشاره به خصوصیت خاص این نیروگاه ها اظهار داشت: یکی از مزایای مهم راکتورهای ماژولار کوچک، امکان استفاده از سیستم های خشکِ هوا-خنک است؛ به این معنا که برخلاف راکتورهای سنتی که برای خنک سازی به منابع آبی وابسته اند، این نوع راکتورها از هوا برای خنک سازی استفاده می نمایند و بنابراین گزینه ای مناسب برای مناطق خشک به شمار می روند.
قدیری اظهار نمود: ازاین رو همه کشورها همچون امریکا، سوئد، آلمان، روسیه و چین و کشورهای اطراف ما مانند عربستان، از این راکتورها بهره می برند. عربستان از این راکتورها برای مقاصد آب شیرین کن های هسته ای بهره می گیرد و مصر هم قراردادی با کشور روسیه منعقد کرده و امارات چندین راکتور هسته ای را راه اندازی کرده است. این رویکرد نشان داده است که همه کشورها بسمت تولید برق از انرژی هسته ای حرکت کرده اند؛ چون که انرژی هسته ای، برق پایدار و ارزان و دائمی را فراهم می آورد.
پژوهشگر اندیشکده اقتصاد دانش بنیان به بیان تفاوت نیروگاه های خورشیدی و هسته ای در تولید انرژی پرداخت و اظهار داشت: نیروگاه های خورشیدی بسیار مفید هستند و باید توسعه یابند، اما این نیروگاه ها، برق پایدار تولید نمی کنند و بیشتر در تأمین برق اوج بار و مصارف اداری و خانگی کاربرد دارند و اساسا طبقه بندی نیروگاه های خورشیدی با هسته ای متفاوت می باشد و قرار دادن این دو روش تولید برق مقایسه درستی نیست.
وی افزود: در مقابل، نیروگاه های هسته ای توانایی تولید برق پایدار، دائمی و ارزان را دارند. بنابراین در شرایط کنونی، بخصوص با رشد روز افزون استفاده از هوش مصنوعی و احتیاج به برق دائمی برای سرورها و دیتاسنترها، توجه کشورها بسمت انرژی هسته ای جلب شده است.
این پژوهشگر تصریح کرد: جهت راه اندازی دیتابیس ها و سرورهای پرقدرت هوش مصنوعی، احتیاج به برق دائم، پرتوان و پایدار است؛ و این دقیقا همان مزیتی است که نیروگاه های هسته ای فراهم می کنند.
قدیری اضافه کرد: به همین دلیل، شرکتهای بزرگی مانند گوگل و مایکروسافت هم بسمت احیای نیروگاه هایی مانند «تری مایل آیلند» در آمریکا روی آورده اند. حتی اخباری از همکاری هایی میان صنایع سنگین رولز رویس با شرکتهای فناوری و شرکت کانادایی صاحب فناوری رآکتور CANDU برای تولید و توسعه SMRها به گوش می رسد.
این کارشناس حوزه انرژی ضمن اشاره به استانداردهای ایمنی در حوزه انرژی هسته ای، اظهار داشت: هر حادثه هسته ای که در دنیا رخ داده، منجر به بازبینی کامل در استانداردهای ایمنی شده است. هم اکنون، ضریب ایمنی در طراحی نیروگاه های هسته ای به عدد ۱۰ به توان منفی ۶ رسیده است؛ یعنی احتمال وقوع یک حادثه شدید در نیروگاه، کمتر از یک در یک میلیون است.
وی افزود: علم «مهندسی قابلیت اطمینان» در رشته های مهندسی هسته ای و مهندسی مکانیک بطور دقیق تر، برای پیشبینی و پاسخ به تمام سناریوهای احتمالی حوادث توسعه داده شده است. مهندسان این حوزه وظیفه دارند برای هر رخداد بالقوه ای در نیروگاه، چاره فنی و اجرایی عرضه کنند.
پژوهشگر اندیشکده اقتصاد دانش بنیان با اشاره به اینکه تابحال سه حادثه مهم هسته ای در جهان رخ داده است که شامل چرنوبیل در اکراین، تری مایل آیلند در آمریکا و فوکوشیما در ژاپن می شود، اظهار داشت: بعد از این حوادث، طراحی ها بگونه ای پیشرفته شده اند که راکتورها بدون احتیاج به دخالت انسانی، به شکل مکانیکی و خودکار وارد عمل می شوند (Passive). در طراحی های جدید، حتی اگر برق نیروگاه به صورت کامل قطع شود، سیستم های ایمنی بدون احتیاج به منبع خارجی فعال می شوند و از وقوع ناپایداری و نشت مواد رادیواکتیو جلوگیری می کنند.
این پژوهشگر در رابطه با نیروگاه فوکوشیما هم اظهار داشت: در این نیروگاه، از نوع رآکتور آب جوششی (BWR) استفاده شده بود که با فناوری های رایج امروز یعنی رآکتورهای آب سبک تحت فشار (PWR) قابل قیاس نیست. طراحی های نسل جدید دارای چند لایه ایمنی هستند که مانع از وقوع حوادث می شوند و در صورت بروز مشکل هم پاسخ فنی مناسبی برای کنترل شرایط حتی حوادث شدید (sever accident) دارند.
ادعای تعطیلی نیروگاه های هسته ای
پژوهشگر اندیشکده اقتصاد دانش بنیان در پاسخ به این سوال که آیا ادعای تعطیلی گسترده نیروگاه های هسته ای بعد از زلزله ژاپن صحت دارد یا نه، اظهار داشت: این ادعا نادرست است و برای مدتی به اشتباه در رسانه ها عنوان شد. این واقعه به صورت محدود در ژاپن رخ داد. گفته می شد که در مقایسه با نیروگاه های خورشیدی، نیروگاه های هسته ای آلایندگی دارند و باید کنار گذاشته شوند؛ اما این نگاه دقیق و علمی نیست.
وی ادامه داد: بسیاری تصور می کنند نیروگاه های خورشیدی کاملا پاک هستند، اما این نیروگاه ها هم بعد از انتهای عمر مفید پنل های خورشیدی با معضل دفع زباله های صنعتی مواجه می شوند. دفع این پنل ها که حاوی مواد خطرناک هستند، می تواند چالش های زیست محیطی جدی ایجاد نماید.
قدیری ضمن اشاره به پسماندهای نیروگاه های هسته ای، خاطرنشان کرد: در حوزه چرخه سوخت هسته ای، دانشی به نام «پسمانداری هسته ای» وجود دارد که به صورت تخصصی به مدیریت زباله های هسته ای می پردازد. این زباله ها شامل موادی هستند که نیروگاه دیگر احتیاجی به آنها ندارد؛ از سوخت های مصرف شده گرفته تا بخار و آب پسماند نیروگاه.
وی افزود: مدیریت این پسماندها بر مبنای استانداردهای خیلی سخت گیرانه صورت می گیرد. برخلاف تصور عمومی، این فرایند نه تنها علمی و دقیق است، بلکه از منظر ایمنی هم بشدت تحت کنترل قرار دارد.
قدیری تصریح کرد: در مقطعی برخی کشورها، همچون ژاپن با هدف کاهش هزینه های پسمانداری، مبادرت به رهاسازی زباله های هسته ای در اقیانوس کردند که با واکنش های شدید جهانی مواجه گردید. این امر سبب شد برخی تصور کنند که پسمانداری نیروگاه های هسته ای بسیار هزینه بر و پرخطر هستند، در حالیکه با فناوری پیشرفته کنونی، این چالش ها قابل مدیریت و کنترل هستند.
وی ادامه داد: تشعشعاتی که انسان ها روزانه از نور خورشید دریافت می کنند یا حتی از برخی سنگ ها مانند سنگ گرانیت منتشر می شود، نشان داده است که مبحث تشعشع بخشی از طبیعت است. مهم آن است که دانش حفاظت در مقابل پرتو و مدیریت پسماند به درستی به کار گرفته شود.
پژوهشگر اندیشکده اقتصاد دانش بنیان با تکیه بر این که «حفاظت در مقابل اشعه» و «پسمانداری هسته ای» دو شاخه علمی پیشرفته هستند، اظهار داشت: این که گفته می شود زباله های هسته ای بسیار خطرناک هستند و نمی توان آنها را مهار کرد، ادعای نادرستی است. این زباله ها با استانداردهای بالا قابل دفن، نگهداری و بی خطرسازی هستند.
وی در قسمت دیگری از سخنان خود در رابطه با روند توسعه نیروگاه های هسته ای در ایران، اظهار داشت: اگر کسی به پروژه های هسته ای کشور توجه کند، درخواهد یافت که ایران توانسته به مرزهای دانش در این عرصه نزدیک شود. آژانس بین المللی انرژی اتمی هم روند پیشرفت ایران را رصد می کند.
قدیری ضمن اشاره به تجربه موفق کشور کره جنوبی، توضیح داد: کره در راه تبدیل شدن به یک کشور نیروگاه ساز، ابتدا قراردادی با آمریکا بست که طی آن ۶ رآکتور به صورت پیوسته در خاک این کشور راه اندازی شد. در هر مرحله، بخشی از فناوری به کره منتقل شد و نهایتا این کشور توانست دانش بومی طراحی و ساخت نیروگاه را به دست آورد.
این پژوهشگر تصریح کرد: کره جنوبی با پیروی از یک مسیر استاندارد انتقال فناوری، نه تنها به دانش کامل دست یافت، بلکه حالا به یکی از صادرکنندگان این فناوری در جهان تبدیل گشته است. ایران هم می تواند با الگوبرداری از این الگو، گامهای مؤثری در توسعه صنعت هسته ای بردارد.
ایران در راه تبدیل شدن به یک کشور نیروگاه ساز هسته ای
پژوهشگر اندیشکده اقتصاد دانش بنیان ضمن اشاره به وضعیت ساخت نیروگاه های هسته ای در کشور، اظهار داشت: هم اکنون ایران سه نیروگاه هسته ای در دست ساخت دارد. فاز اول نیروگاه بوشهر به بهره برداری رسیده و عملیات ساخت فازهای دوم و سوم در جریان است. البته ابهاماتی در مورد پیشرفت های فاز سوم وجود دارد.
وی ادامه داد: بر مبنای ارزیابی های کارشناسان و گفت وگوهایی که با فعالان این حوزه داشتیم، با اجرای این سه پروژه، ایران توانسته به حدود ۵۰ درصد از توانایی ساخت نیروگاه هسته ای برسد. این در حالیست که طبق برآوردهای پیشین، کشور در این مرحله باید حداکثر ۲۰ درصد دانش ساخت را در اختیار داشته باشد.
این محقق حوزه انرژی با اشاره به اینکه ایران از نقطه صفر شروع نکرده است، اظهار نمود: پیش زمینه های علمی و دانشی خوبی در کشور وجود داشته و الان در تلاش هستیم تا دانش فنی و تکنولوژیک این حوزه را هم به شکل کامل به دست آوریم و بومی سازی نماییم. باآنکه کاستیهایی داریم، اما حرکت بسمت مرز فناوری جهانی شروع شده است.
وی ضمن اشاره به تجربه موفق بومی سازی توربین های گازی در کشور، اظهار داشت: مشابه همان فرایند در حوزه نیروگاه هسته ای هم درحال تکرار است. اگر این روند بدون اختلال ادامه یابد، پیشبینی می شود ظرف چهار تا پنج سال آینده، ایران به یک کشور نیروگاه ساز تبدیل گردد.
تأثیر هوش مصنوعی بر توسعه صنعت هسته ای
قدیری در ادامه در رابطه با پروژه مطالعاتی خود پیرامون توسعه نیروگاه های هسته ای در کشور، اظهار داشت: این بررسی ها از دوران دولت دوازدهم و هم زمان با بحران ناترازی برق و خاموشی های گسترده شروع شد. در آن زمان، بحث جدی بر سر نوع نیروگاهی بود که باید برای آینده کشور ساخته شود.
وی افزود: ما در ابتدا به این نتیجه رسیدیم که کشور باید در همه حوزه های نیروگاهی همچون حرارتی، هسته ای، خورشیدی و بادی سرمایه گذاری کند. بررسی هایی انجام شد که مشخص نماید کدام فناوری ها باید انتخاب و منتقل شوند.
قدیری ضمن اشاره به نتایج این بررسی ها، خاطرنشان کرد: فناوری انتخاب شده باید گذشته ای قابل اطمینان و آینده ای روشن داشته باشد. همینطور باید از نظر هزینه نهائی برق تولیدی، اقتصادی و مقرون به صرفه باشد. در این بررسی ها، یکی از مهم ترین نتایج آن بود که نیروگاه های هسته ای با طراحی هواخنک برای مناطقی از کشور که به منابع آب دسترسی ندارند، گزینه ای بسیار مناسب محسوب می شوند.
وی ضمن اشاره به دو مسیر در دستیابی به فناوری، توضیح داد: دستیابی به فناوری یا از راه پژوهش و توسعه (R&D) داخلی صورت می گیرد که زمان بر اما کم هزینه تر است، یا از مسیر انتقال فناوری خارجی که پرهزینه تر ولی سریع تر است. خوشبختانه در کشور هر دو مسیر به صورت موازی دنبال می شود.
قدیری در رابطه با تاثیر هوش مصنوعی در صنعت هسته ای، بیان نمود: یکی از تحولاتی که اخیراً رخ داده، استفاده از هوش مصنوعی در حوزه کنترل و مدلسازی نیروگاه هاست. در دانشگاه های کشور هم تلاش هایی برای شبیه سازی فرآیندهای کنترلی با استفاده از الگوریتم های هوش مصنوعی انجام شده است.
وی ادامه داد: از طرفی، گسترش فناوری هوش مصنوعی سبب افزایش چشم گیر تقاضا برای برق پایدار در سطح جهانی شده است. این مساله سبب شد کشورهای مختلف مجدداً توجه بیشتری به توسعه نیروگاه های هسته ای نشان دهند.
نیروگاه های هسته ای، ستون فقرات شبکه برق آینده
قدیری در جمع بندی سخنان خود، اظهار داشت: مساله تأمین پایدار انرژی در کشور کاملا فنی و مبتنی بر لزوم امنیت ملی است. هم اینک سبد انرژی کشور بسیار متکی بر سوخت های گازی و فسیلی است و حدود ۳۰ هزار مگاوات از برق مصرفی ما از راه نیروگاه های گازی تولید می شود.
وی افزود: بخش عمده دیگر برق هم از نیروگاه های بخاری و حرارتی تأمین می شود که با سوخت هایی مانند گازوئیل و مازوت کار می کنند. برای ایجاد تعادل در سبد انرژی و توسعه پایدار، ضروری است بسمت توسعه نیروگاه های خورشیدی و بادی هم برویم. نیروگاه های خورشیدی می توانند در ساعات اوج مصرف و در حوزه مصارف خانگی و تجاری مؤثر باشند و باری از دوش شبکه بردارند و شبکه توزیع برق را گسترش و توسعه دهند.
پژوهشگر اندیشکده اقتصاد دانش بنیان با تاکید بر نقش حیاتی نیروگاه های هسته ای، اظهار نمود: مهم ترین مزیت نیروگاه های هسته ای اینست که می توانند هم در بار پایه و هم در بار میانی شبکه فعالیت کنند و برق ارزان و پایدار تولید کنند.
قدیری ضمن اشاره به ظرفیت کنونی شبکه برق کشور، توضیح داد: هم اکنون شبکه برق ایران به شکل اسمی ظرفیت تولید ۹۰ هزار مگاوات را دارد، اما ظرفیت عملیاتی آن حدود ۷۰ تا ۷۵ هزار مگاوات است. برای رسیدن به ظرفیت هدف ۱۱۰ هزار مگاواتی، باید به نیروگاه های هسته ای توجه ویژه ای شود، چون که این نیروگاه ها می توانند نقش ستون فقرات شبکه توزیع برق کشور را ایفا کنند و بنیه فنی آنرا تقویت نمایند.
منبع: laundrybox.ir
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب