آفاق و مستقبل الطاقة النووية في ليبيا د. شكري الدبار د. أبو بكر الشيخي أ. علي تمتوم aamtamtum@yahoo.com جامعة المرقب كلية الهندسة bakershikhi@gmail.com drshukrieldabar@gmail.com الخالصة تشهد ليبيا نموا مضطردا على الطاقة بما فيها الكهرباء وتقتضي مجابهة هذا النمو في المدى المتوسط والبعيد ضرورة صياغة است ارتيجية وفق معايير التطور المستدام لقطاع الطاقة في أبعادها االجتماعية والبيئية والمؤسساتية, ومن هذا القبيل إج ارء تحليل لألنظمة من جهتي )العرض والطلب(.تعاني المنظومة الكهربائية من النقص الحاد اإلنتاج لشحة كسبب رئيسي حيث وصلت أعلى معدالت الطاقة بحدود) ) في عام 2012 ويتوقع خب ارء الطاقة MW 5000 ازدياد هذا العجز من الطاقة األحفورية على مدى السنوات القادمة على الرغم من بناء محطات كهربائية جديدة وتأهيل البعض األخر. الى زيادة هذا ويرجع متطلبات الطاقة للفرد على مستوى العالم واذا علمنا بأن الطاقات المتجددة من )الرياح و الشمس( في ليبيا ال تسد الحاجة الفعلية ناهيك عن تأثيرها بالظروف الجوية وثمنها المكلف جدا فإن الطاقة النوويةتلعب دو ار مهما في اإلمدادات العالمية من الطاقة. ففي العام وفر نحو 434 مفاعل نووي تعمل في 1998 %16 من الكهرباء العالمية وأسهمت بذلك في تجنبنحو العالية للكربون.وقد بدأ تحسن إج ارءات السالمة واالعتمادية 31 دولة أكثر من %8 من االنبعاثات لمحطات الطاقة النووية واضحا خالل العقد الماضي من مؤش ارت األداء 46
الرئيسة.إن الطلب العالمي على الطاقة وخاصة على الكهرباء يشهد ت ازيدا ويتوقع متواصال بفعل النمو في أعداد السكان واالقتصادات في الدول النامية سيناريو متحفظ من مجلس الطاقة العالمي أن يتضاعف الطلب العالمي على الكهرباء ثالث م ارت خالل السنوات الخمسين المقبلة. وقد دفع القلق بشأن ارتفاع درجة ح اررة األرض والتغير المناخي الدول الصناعية الى الموافقة على تخفيض االنبعاثات من الغا ازت الضارة بطبقة األوزون التي هي من صنع اإلنسان بما ينسجم مع األهداف التي تم تحديدها في بروتوكول كيوتو. لقد قمنا في هذه الد ارسة بالتطرق الى كيفية توليد الطاقة النووية ومكوناتها الرئيسية وكذلك مي ازتها وعيوبها وقد تم مقارنتها بالطرق االخرى لتوليد الطاقة الكهربائية 47 ومستقبلها في ليبيا. Abstract Libya is experiencing a steady growth in energy, including electrical energy. Meeting this growth in the medium and long term requires the need to formulate a strategy according to the criteria of sustainable development of the energy sector in its social, environmental and institutional dimensions,such as system analysis process from both sides ( and demand). The electrical power system suffers from the severe shortage of production capacity as a main reason. Where the highest energy rates reached 5000 MW in 2012, energy experts expect this deficit to increase from fossil energy over the coming years despite the construction of new power plants and rehabilitation of others. This is due to increase demand. If we know that the renewable energies of wind and sun in Libya do not meet the actual needs, not to mention the impact of weather and the expenses associated with it, nuclear power plays an important role in the global supply of energy. In 1998, some 434 nuclear reactors
operating in 31 countries provided more than 16% of global electricity; thereby avoiding about 8% of high carbon emissions. Improved safety and reliability of nuclear power plants have been evident over the past decade from main performance indicators. Global energy demand, especially on electricity,is constantly increasing due to growth in population and economies in developing countries. Global electricity demand is expected to double three times over the next 50 years. Concern over global warming and climate change has prompted industrialized nations to agree to reduce emissions of man-made ozone gases in line with the Kyoto Protocol targets. In this study, we discussed how to generate nuclear power and its components, as well as their advantages and disadvantages; and have been compared to other methods of generating electricity and its future in Libya. الكلمات الدليلية الطاقة النووية المفاعل النووي محطات الطاقة النووية. مقدمة تتميز المحطات المائية بعدم انبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون في الجو إال أن إنشاء المحطات المائية قد يسهم في تغيير أنماط المعيشة بالمناطق التي تقام بها حيث يتسبب إنشاء السدود والخ ازنات في تهجير السكان من مناطق إقامتهم التي اعتادوها الى مناطق أخرى باإلضافة إلى أن خزن المياه في خ ازنات ضخمة يؤدي الى رفع نسبة التبخر في تلك المناطق مما يؤدي الى ارتفاع درجة الح اررة و الرطوبة وبالتالي تغير طبيعة المناخ. أما المحطات الشمسية تحتاج إلى الماليين من االلواح الشمسية مما يجعلها ذات تكلفة عالية وتحتاج الى مساحة خيالية وبالتالي سعر الكيلوواط يعتبر عالي نظ ار للتكاليف باإلضافة الى 48
مشكلة وجود الغبار على األلواح.أما بالنسبة لمحطات الرياح فهي تعتبر خالية تقريبا من المخلفات التي تضر البيئة ولكنها تحتاج الى تكلفة عالية وتحتاج الى مساحة كبيرة وذات قدرة منخفضة كما أن مصدر تغذيتها هو الرياح أي مصدر متغير غير ثابت فمن الممكن أن تهب رياح قوية في بعض األوقات وممكن أن تتوقف الرياح تماما وهذا السبب يرغمنا على توصيلها بنظام تخزين للطاقة وبذلك أن سرعة الرياح ال يمكن االعتماد عليها بشكل أساسي لتوليد الكهرباء. كما تحتاج المحطات البخارية والغازية إلى مساحات كبيرة ومعقدة التشغيل وكفاءتها تعتبر منخفضة جدا عند مقارنتها بالمحطات النووية. وتعتبر المحطات البخارية ذات عمر افت ارضي قصير وتنتج منها مخلفات ضارة بالبيئة مثل ثاني اكسيد الكربون وغيرها من الغا ازت االخرى ومن أهم عيوبها تحتاج الى اكثر من مولد ومحول لربطها مع المحطة كما أن الوقود المستخدم في تشغيلها هو من مشتقات البترول ومع ارتفاع أسعار البترول نتحصل على تكلفة عالية في سعر الكيلوواط ومع األخذ بعين االعتبار أن البترول مادة ستفنى مع مرور األيام. تعتبر المحطات النووية ذات تكلفة عالية وتملك عمر افت ارضي أكثر من المحطات األخرى وتنتج طاقة عالية تصل الى 1000 ميغاواط أي خمس الطاقة المتوفرة في ليبيا وتعتبر المحطات النووية أعلى طاقة عند مقارنتها بالمحطات األخرى حيث تصل الطاقة المنتجة من كيلوغ ارم من اليو ارنيوم الى أكثر من ثالثة ماليين من مثيلها من الفحم أو النفط أي أن انشطار ذرة واحدة من اليو ارنيوم تطلق طاقة تقدر ب 10 مليون مرة من الطاقة الناتجة من احت ارق ذرة الكربون من الفحم ويعتبر اليو ارنيوم متوفر لدينا في ليبيا بكميات كبيرة أي يمكن استغالله في االستعمال السلمي للطاقة النووية ( توليد الكهرباء(. وتعتبر 49
المحطات النووية ذات التشغيل المثالي خالية من المخلفات الضارة مع مرور فترة من الزمن. كما نالحظ من المي ازت السابقة للطاقة النووية أنه عند إنشاء محطات نووية في ليبيا نستفيد من اآلتي : 1- الحفاظ على مخزون البترول وهو يعتبر مصدر الدخل للبالد وذلك ألن المحطات النووية تستعمل اليو ارنيوم كوقود أما المحطات البخارية المستخدمة اآلن تستخدم البترول. 2- امتالك ليبيا العديد من الكوادر البشرية من المهندسين والفنيين والعمال المؤهلين لتشغيل هذه المحطة. 3- عند إقامة المحطات النووية ستصبح لدينا قدرة إضافية ال نحتاجها بعد تغطية العجز الموجود اآلن. وهذا يمكننا من التجارة بهذه الطاقة ال ازئدة بتصديرها الى الدول المجاورة. -4 جدول )1(: مقارنة بين المحطات التي تعمل في ليبيا والمحطة النووية. المحطة النووية المحطات التي تعمل في ليبيا وجه المقارنة Mw 1000 Mw ( 750 50 ) القدرة اليو ارنيوم غاز طبيعي أو وقود ثقيل أو خفيف الوقود المستخدم ( ¼ طن من اليو ارنيوم المخصب ) لتوليد MW 1000 غاز طبيعي m 60000 وقود ثقيل أو خفيف 50 طن ) لتوليد 250 MW في الساعة استهالك الوقود تصل %90 %) 60 40 ( الكفاءة 60 سنة ( 20 25 ) سنة العمر االفت ارضي واذا نظرنا إلى المحطات النووية فإنها تحتاج الى عدد 2 من المولدات و 2 من المحوالت حيث يعمل مولد واحد ومحول واحد بينما يكون كل من المولد 50
والمحول اآلخ ارن احتياط. أما المحطات البخارية والغازية وعلى سبيل المثال محطة الخمس حيث توفر 480 ميجا واط كأقصى قدرة لها في حال استخدام كل الوحدات حيث تولد كل وحدة حوالي 120 ميجا واط لكل وحدة مولد. نستخلص مما سلف ذكره أن الطاقة النووية بتقنيتها المتاحة تعد بديال قويا لمصادر الطاقة الناتجة عن الوقود األحفوري و خصوصا في ظل تنامي الوعي البيئي مع إمكانية االستفادة من النفط في األغ ارض الصناعية األخرى. من هذه الد ارسة نستنتج أن مستقبل الطاقة الكهربائية يكمن في الطاقة النووية. 1. محطات الطاقة النووية تعتبر محطات التوليد النووية نوعا من محطات التوليد الح اررية البخارية حيث تقوم بتوليد البخار بالح اررة التي تتولد في فرن المفاعل. الفرق في محطات الطاقة النووية أنه بدل الفرن الذي يحترق فيه الوقود يوجد الفرن الذري الذي يحتاج إلى جدار عازل وواق من اإلشعاع وهو يتكون من طبقة من اآلجر الناري وطبقة من المياه وطبقة من الحديد الصلب ثم طبقة من االسمنت تصل إلى سمك مترين وذلك لحماية العاملين في المحطة والبيئة المحيطة من التلوث باإلشعاعات الذرية. 1.1 المكونات الرئيسية لمحطات الطاقة النووية المكونات الرئيسية الشائعة في أكثر أنواع محطات الطاقة النووية : الوقود النووي مكثف الماء قلب المفاعل برج تبريد ( غير مطلوب دائما ) مهدئ النيوترون نظام وقائي ( منع االنفجار ) قضبان تحكم بناية االحتواء غالية غرفة الم ارقبة 51
عنفة بخارية وسائل العمليات المستعجلة مولد كهربائي حوض تخزين الوقود المستهلك 2.1 الوقود النووي FUEL( ) NUCLEAR المستخدم في مفاعل الماء الخفيف هو اليو ارنيوم المخصب وهو يشكل على شكل وحدات قفصيه الشكل تسمى وحدات الوقود.fuel element وتتكون وحدة الوقود من عدد من قضبان الوقود محفوظة في أنابيب من سبيكة الزركونيوم بأعداد في 17 من قضبان الوقود وهي هيئة قفص يبلغ مقطعه 17 سم وطوله نحو 4 متر ويستخدم اليو ارنيوم المخصب في صورة أكسيد 45 اليو ارنيوم ويكون في شكل أق ارص طول سم وقطر نحو 0.9 سم وتعبأ في 2.5 األنابيب من سبيكة الزركونيوم طول األنبوب 4 متر وتغلق من طرفيها محكمان بحيث ال تخرج منها شوائب مشعة أثناء عمل المفاعل. يحتوي أكسيد اليو ارنيوم المخصب في العادة على نسبة من النظير االنشطاري اليو ارنيوم - %0,7 تصل الى. %3 ونظ ار ألن خام اليو ارنيوم الطبيعي يحتوي على 235 من اليو ارنيوم االنشطاري فقط والباقي يو ارنيوم 238 ال ينشطر 235 فالبد من استخدام اليو ارنيوم المخصب بنسبة بين و %4 باليو ارنيوم % 2.5 235 في المفاعالت التي تعمل بالماء العادي حيث يمتص الماء نيوترونات 235 فيمنع من استم ارر التفاعل النووي في المفاعل. أي أن نسبة اليو ارنيوم المقدرة ب %3 تعوض عدد النيوترونات الممتصة في الماء والضائعة بحيث يستمر التفاعل التسلسلي. 52
الشكل ( 1 1 (: وحدة الوقود في شكل قفص طوله 4 متر يضم قضبان اليو ارنيوم المخصب وقضبان التحكم المصنوعة من الكادميوم. 3.1 المفاعل النووي تتم عملية انشطار النواة في جهاز خاص يعرف باسم المفاعل النووي والوظيفة الرئيسية لهذا المفاعل هو التحكم في عملية االنشطار واطالق الطاقة الناتجة منها بصورة تدريجية حتى يمكن االستفادة منها. وعادة ما يستعمل اليو ارنيوم كوقود في المفاعل إال أنه يمكن استعمال اليو ارنيوم 233 والبلوتونيوم 235 239. ويتكون المفاعل من وعاء ثقيل سميك الجدار يحتوي قلبه على الوقود النووي كما يحتوي على بعض المواد التي لها القدرة على أن تبطئ من سرعة النيوترونات الناتجة من عملية االنشطار وتهدئ من سرعة التفاعل المتسلسل Moderants وتسمى " المواد المهدئة " وتنساب خالل قلب المفاعل إحدى المواد التي تنتقل إليها. 4.1 التحكم في المفاعل الح اررة المتولدة من االنشطار وتسمى هذه المواد باسم "المواد المبردة".Coolants ويمكن عن طريقها التخلص من الح اررة ال ازئدة الناتجة في قلب المفاعل من عملية االنشطار كما إنها تساعد على نقل هذه الح اررة الى خارج المفاعل الستغاللها في مختلف األغ ارض. و يتحكم في كل هذه العمليات بدقة متناهية جهاز مركزي للتحكم والم ارقبة بالمفاعل ويصحب التفاعل المتسلسل عادة زيادة كبيرة من الضغط ولذلك يجب أن يكون وعاء المفاعل 53
معدا لتحمل هذا الضغط وله القدرة على مقاومة عمليات التآكل التي قد تنتج من السريان السريع للمادة المبردة. وتصنع أغلب المفاعالت النووية من الصلب الذي ال يصدأ وقد يصل سمك جدار الوعاء الى نحو خمسة عشر سنتيمت ار وعادة ما يحيط بهذا الوعاء جدار آخر سميك من األسمنت المتصاص ما قد يتسرب من النيوترونات أو من بعض اإلشعاعات األخرى. ويستعمل الماء عادة في تبريد المفاعالت النووية حيث يدفع من قاع المفاعل ليدخل الى قلبه محيطا بالوقود النووي ومالمسا له فترتفع درجة ح اررته ويتحول الى بخار يستعمل في إدارة التوربينات لتوليد الكهرباء [3] [13]. الشكل ( 1 2 ) صورة توضح أج ازء المفاعل 54
توضع في قلب المفاعل قضبان تحكم تصنع من مواد خاصة مثل البورون أو الكاديوم وتعمل هذه القضبان على امتصاص النيوترونات التفاعل وضبط المتسلسل وتنظيمه والتحكم في كمية الطاقة التي يولدها المفاعل [4]. 5.1 قدرة المفاعل تقدر قدرة المفاعل وات بالميجا الح ارري وهي مقدار الح اررة التي يمكن أن يعطيها المفاعل عند تشغيله بأقصى قدرة أو بالميجاوات الكهربائي وهي أقصى قدرة للمفاعل على توليد الكهرباء وهي دائما أقل من القدرة الح اررية والمفاعالت الح اررية سميت بذلك ألنها تعتمد على النيوترونات البطيئة في إحداث التفاعل االنشطاري. 6.1 المفاعالت المستخدمة في توليد الكهرباء وهي المفاعالت التي تستخدم الماء العادي مهدئا ومبردا وناقال للح اررة وتنقسم هذه المفاعالت إلى ثالثة أنواع حسب دورة الماء في نقل الح اررة الى التوربينات. مفاعالت الماء المغلي Boiling Water Reactors BWR الشكل -1.)3-1( مفاعالت الماء المضغوط Pressurized Water Reactors PWR الشكل.)4-1( -2 مفاعالت الماء الثقيل Pressurized Heavy Water Reactors. PHWR -3 7.1 نظرية عمل المفاعالت لتوليد الكهرباء يحتاج المفاعل الى كمية من الوقود مناسبة تماما للحفاظ على التفاعل المتسلسل وتسمى هذه الكمية الكتلة الحرجة وهي تختلف باختالف حجم المفاعل وتصميمه 55
ويتوقف التفاعل المتسلسل إذا نقصت كمية الوقود في المفاعل عن الكتلة الحرجة أما إذا تجاوز تزويد المفاعل بالوقود هذه الكتلة الحرجة فإن درجة ح اررته ترتفع ارتفاعا مفرطا ومن ثم يمكن أن ينصهر القلب ولكن المفاعالت تصمم بحيث تحتفظ بكمية من الوقود أكثر من الكتلة الحرجة وتستطيع قضبان األمان أن تبطئ التفاعل المتسلسل اذا ازدادت سرعته ازديادا كبي ار. وتتم تهيئة المفاعل للعمل بتزويد قلبه بمجمعات الوقود وادخال قضبان التحكم إدخاال كامال وفي مفاعل الماء الخفيف يمأل الماء المستخدم مهدئا لتخفيض سرعة النيوترونات الفجوات بين مجمعات الوقود وبعدئذ تسحب قضبان التحكم ببطء ويبدأ التفاعل المتسلسل وكلما أبعدت القضبان بسحبها ازدادت شدة التفاعل إذ ال يمتص حينئذ إال القليل من الميوترونات ويصبح الكثير منها ح ار إلحداث االنشطار وينقل الماء الذي في قلب المفاعل الح اررة الهائلة التي يولدها التفاعل المتسلسل ويمكن إيقاف هذا التفاعل بإن ازل القضبان مرة أخرى الى قلب المفاعل المتصاص معظم النيوترونات الحرة [5]. توليد البخار هناك نوعان من المفاعالت التي تستخدم الماء الخفيف أحدهما وهو مفاعل الماء المضغوط يولد البخار خارج وعاء المفاعل. أما النوع الثاني فهو مفاعل الماء المغلي ويولد البخار داخل وعاء المفاعل. وتستخدم معظم المحطات النووية مفاعالت الماء المضغوط التي تسخن الماء المهدي في قلب المفاعل تحت ضغط عالي جدا مما يتيح للماء ان يصل الى درجة ح اررة أعلى من درجة غليانه العادية التي تساوي 100c دون أن يغلي فعال. ويسخن التفاعل الماء الى درجة ح اررة تبلغ نحو 320c وتنقل األنابيب هذا الماء الحار جدا والذي ال يغلي الى مولدات البخار خارج المفاعل. وتستخدم ح اررة الماء المضغوط في غليان الماء الموجود في مولد البخار فيتولد بذلك البخار وفي مفاعالت الماء 56
المغلي يولد التفاعل المتسلسل ح اررة لغلي الماء المهدي في قلب المفاعل وتنقل األنابيب البخار المتكون من المفاعل الى ( توربينات ) المحطة. وعند إنتاج الكهرباء تعمل توربينات المحطة النووية ومولداتها الكهربائية مثل تلك التي في محطات الوقود االحفوري فالبخار الذي يولده المفاعل يدير ريش توربينات المحطة التي تسير المولدات ولكثير من المحطات مجموعه مؤتلفة من التوربينات والمولدات تسمى المولدات التوربينية. وينقل البخار بعد مروره خالل توربينات المحطة بأنابيب الى المكثف يحول البخار الى ماء ثانية.ويستطيع المفاعل بذلك تك ارر استعمال الماء نفسه غير أن المكثف يتطلب تزويده مقدار ثابت من ماء جديد لتبريد البخار وتحصل معظم المحطات على هذا الماء من النهر أو البحر ويصبح هذا الماء ساخنا كلما مر عبر المكثف ويضخ مرة أخرى إلى النهر أو البحر [6],[13]. الشكل ( 1 3 ) يوضح محطة نووية من مفاعل ماء مغلي 8.1 مهدئ النيوترون ( moderator ) neutron هو عبارة عن وسيط يقوم بتقليص سرعة النيوترونات السريعة حيث يتم تحويلها لنيوترونات ح اررية قادرة على الحفاظ على التفاعل النووي المتسلسل لليو ارنيوم. 235 57
) يوضح محطة نووية من مفاعل ماء مضغوط. ) control bus bar ) الشكل ( 1 4 9.1 قضبان التحكم ) 6 4 تزود كل وحدة وقود بعدد من قضبان التحكم ( أو وهي مصنوعة من مادة شديدة االمتصاص للنيوترونات. يستخدم لهذا الغرض سبيكة من الصلب والبور أو معدن الكادميون مشكلة في هيئة قضيب يبلغ طوله 4 متر أيضا. عن طريق رفع أو خفضقضبان التحكم في قلب المفاعل يمكن التحكم في معدل سير المفاعل حيث أنها تضبط عدد النيوترونات و تمتص الجزء ال ازئد منها من قلب المفاعل. ولتوقيف تشغيل المفاعل تغطس جميع قضبان التحكم في قلب المفاعل فتمتص النيوترونات ويتوقف التفاعل النووي. 10.1 مهدئ النيترون moderator) (neutron هو عبارة عن وسيط يقوم بتقليص سرعة النيترونات السريعة حيث يتم تحويلها إلى نيترونات ح اررية قادرة على الحفاظ على التفاعل النووي المتسلل لليو ارنيوم 235 11.1 اليو ارنيوم uranium( ) اليو ارنيوم فلز مشع أبيض فضي اللون رمزه الكيميائي U و هو مصدر الطاقة المستخدمة في توليد الطاقة الكهربائية في كل محطات القدرة النووية التجارية 58
الكبيرة. فبإمكان قطعة من اليو ارنيوم في حجم كرة المضرب إطالق كمية من الطاقة تساوي كمية الطاقة التي تطلقها حمولة الفحم الحجري يبلغ وزنها ماليين ضعف وزن قطعة اليو ارنيوم. 2.اقتصاديات الطاقة النووية الجدوى االقتصادية من إنشاء المفاعالت النووية لتوليد الطاقة تتمثل في: 1- يعتبر مشروع إنشاء المفاعالت النووية من المشاريع طويلة األجل من الناحية االقتصادية واالست ارتيجية ومن الناحية القومية. 2- توفر وسائل الحماية واألمان أكثر من ذي قبل نتيجة لتالفي العيوب والقصور في المفاعالت النووية القديمة والتي أشهرها حادثة مفاعل تشرنوبيل في السوفييتي سابقا االتحاد وكارثة المفاعالت النووية في فوكوشيما اليابان على إثر زل ازل. ارتفاع الطلب العالمي على الطاقة الكهربائية. الزيادة السريعة في كلفة توليد الطاقة الكهربائية المولدة بالوقود الحفري -3-4 مما يجعل التوليد بالطاقة النووية ا خيار اقتصاديا مغريا..3 مستقبل المفاعالت النووية تزود الطاقة النووية دول العالم بأكثر من %16 من الطاقة الكهربائية فهي تمد %30 من %35 من احتياجات االتحاد األوروبي. واليابان تحصل على احتياجاتها من الكهرباء من الطاقة النووية بينما بلجيكا وبلغاريا والمجر وسلوفاكيا وكوريا الجنوبية والسويد وسويس ار وسلوفينيا وأوك ارنيا فتعتمد على الطاقة النووية لتزويد ثلث احتياجاتها من الطاقة. ألن كمية الوقود النووي المطلوبة لتوليد كمية كبيرة من الطاقة الكهربائية أقل بكثير من كمية الفحم أو البترول الالزمة لتوليد نفس الكمية. فطن واحد من اليو ارنيوم يقوم بتوليد طاقة 59
كهربائيةأكبر من ماليين من ب ارميل البترول أو ماليين األطنان من الفحم. والطاقة الشمسية كلفتها أكبر بكثير من تكاليف الطاقةالنووية. وال تطلق غا ازت ضارة في الهواء كغا ازت ثاني أكسيد الكربون أو أكسيد النيتروجين أو ثاني أكسيد الكبريت التي تسبب االحت ارر العالمي والمطر الحمضي والضباب الدخاني. ومصدر الوقود النووي ( اليو ارنيوم ) متوفر وسهل الحصول عليه ونقله بينما مصادر الفحم والبترول محدودة. وتشغل المحطات النووية لتوليد الطاقة مساحات صغيرة من األرض مقارنة بمحطات التوليد التي تعتمد على الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح. لكن استخدام الطاقة النووية يسبب إنتاج أشعتها الضارة وتخفيض درجة إشعاعيته. بعد ذلك يمكن تدويرها واعادة معالجتها السترجاع اليو ارنيوم والبلوتونيوم التي لم تنشطر بعد واستخدامها من جديدالنفايات ذات التقنيات النووية. لذلك يخزن الوقود النوويكوقود للمفاعل أو في إنتاج األسلحة النووية. وبعض العناصر الموجودة في النفايات مثل البلوتونيوم ذات إشعاعية عالية وتظل على ذلك لمدة آالف السنين. وال يوجد نظام آمن للتخلص من هذه النفايات لكن م اركز البحوث النووية في جميع أنحاء العالم تعمل على إيجاد تكنولوجيا حديثة لحل تلك المسألة. وقد ابتليت المفاعالت النووية بسوء السمعة بسبب الحادث المروع الذي حدث في محطة الطاقة النووية في تشير نوبل بأوك ارنيا عام 1986 والذي أدى الى تسرب إشعاعي فظيع. فقد أدى الى مقتل 31 شخصا وتعريض مئات اآلالف لإلشعاع الذي سيستمر تأثيره على أجيال قادمة وحادثة فوكوشيما في اليابان 2011. 4. مشروعات نووية مستقبلية 60
على الرغم من معارضات كثيرة للطاقة النووية فالعالم ينظر الى الطاقة النووية للتقليل من االعتماد على النفط والفحم والغاز إلنتاج الطاقة الكهربائية. فالصين 14 يعمل بها 11 مفاعل نووي وتقوم حاليا بإنشاء مفاعل و تخطط إلنشاء 1 59 مفاعل جديد. وفرنسا يعمل بها مفاعل نووي وتقوم حاليا بإنشاء 115 17 مفاعل وتخطط إلنشاء 2 والهند يعمل بها مفاعلين. مفاعل نووي وتقوم 38 حاليا بإنشاء 6 مفاعل وتخطط إلنشاء واليابان يعمل بها مفاعل. 53 14 2 نووي مفاعل وتقوم حاليا بإنشاء مفاعل وتخطط إلنشاء وروسيا مفاعل. 36 8 يعمل بها 31 مفاعل نووي وتقوم حاليا بإنشاء مفاعل وتخطط إلنشاء 22 15 مفاعل. وأوك ارنيا يعمل بها نووي مفاعل و تخطط إلنشاء مفاعل. والواليات المتحدة األمريكية يعمل بها 104 مفاعل نووي وتقوم حاليا بإنشاء 1 مفاعل و تخطط إلنشاء 31 مفاعل [7] من أهم الخطوات الضرورية التي على الدولة التي تنوي الدخول في مجال النووية هي الطاقة تطوير الموارد البشرية ود ارسة التقنية والعلوم النووية وادارة المحطة والهندسة والتصميم واالطالع على القوانين الضابطة لالستخدامات النووية وتطوير الموارد البشرية وتدريبهم عن طريق المعاهد والجامعات المتخصصة مهم جددا إضافة إلى الحاجة لشركات لبناء المحطات النووية. 5. اختيار المكان للمحطات النووية يجب أن يكون بعيد عن المجاالت السكنية. يجب أن يكون قريب من المياه للتبريد. يجب أ يكون في أرض مستقرة ال تعرض إلى ه ازت أرضية أو ما شبه. -1-2 -3 يجب أن يكون قريب من الشبكة لتسهل تكلفة خطوط النقل عملية الربط وذلك بتخفيف -4 61
6. المحطة تكلفة تعتمد التكلفة النسبية لمحطات توليد الطاقة على موقع المحطة وقربها من مصدر الوقود فسيظل الفحم ذا أفضلية اقتصادية لدول التي لديها وفرة الفحم محليا وسهولة الحصول عليه و عدم وجود قيود على انبعاث وكذلك الكربون يعتبر الغاز منافسا إذا أقيمت المحطة على مصدر الغاز نفسه ولكن يمكن أن يؤدي ارتفاع أسعار الغاز الى إ ازلة هذه الميزة. وتعتبر الطاقة النووية في أماكن عديدة في العالم منافسة لمحطات الوقود االحفوري غلى الرغم من ارتفاع الكلفة الكلية إلنشاء المحطات النووية إذا أضيفت إليها تكاليف التخلص من النفايات وتفكيك المحطة بعد انتهاء عمرها 60 االفت ارضي حوالي سنه لكن اذا أضيفت التكاليف الصحية والبيئية الى محطات الوقود األحفوري فان خيار استخدام الطاقة النووية يصبح أم ار تجدر د ارسته واعتماده وإلج ارء مقارنة دقيقة بين تكلفة الطاقة النووية مع غيرها من مصادر الطاقة يجب أخذ التكاليف اآلتية في الحسبان : 1. تكاليف الوقود من المعروف أن تكاليف نقل الوقود االحفوري أعلى بالنظر الى كمية المادة المنقولة. فالوقود المطلوب إلنتاج نفس الطاقة أكثر بكثير من حالة الوقود االحفوري فكلفة الوقود أدنى بالنسبة للتكلفة اإلجمالية لمحطة صغيرة نسبيا ولذلك فإن زيادة أسعار الوقود تكون ذات تأثير قليل بالمقارنة بالوقود االحفوري فعندما يرتفع سعر الكعكة الصف ارء قد يزداد سعر الوقود في مفاعالت الماء الخفيف بنسبة %30 وسعر الكهرباء %7 في حين أن مضاعفة سعر الغاز يزيد من سعر الكهرباء بنسبة %70 ومضاعفة سعر الفحم يزيد من سعر الكهرباء بنسبة %30. 62
2. تكاليف اإلنشاء وهي أرس المال المخصص لإلنشاءات االبتدائية و التعديالت الالزمة وتحسب في تكاليف الطاقة الكهربائية المنتجة الى ان تسدد على م ارحل وقد تكون هذه التكاليف اعلى منها في الطاقة النووية من باقي المصادر نظ ار ألن المباني المحتوية لمفاعالت القوى واألجهزة المتعلقة بالسالمة النووية لها متطلبات قياسية عالية تختلف عنها في المباني االعتيادية وهذه االعتبا ارت ليس ذات أهمية في المصادر األخرى و مع ذلك فان تؤخذ في االعتبار تكاليف إ ازلة الملوثات الهوائية وآثارها الصحية والبيئية فان سعر الكهرباء من هذه المصادر سيتضاعف. 3. تكاليف التشغيل و الصيانة من المعروف أن المحطات النووية تعمل لفت ارت أطول قبل ان تخرج لعم ارت رئيسية. التي عادة ما تت ازمن مع تغير الوقود النووي والمعروف علميا أن التوربينات التجارية تعمل فت ارت أطول بالنسبة للتوربينات الغازية وبالتالي فإن مصاريف التشغيل والصيانة هي منافسة بالتأكيد للمحطات ألخرى [9]. 4. تكاليف التفكيك وهي التكاليف المتعلقة بإعادة موقع المحطة الى حقل نظيف بيئيا بعد تفكيك معدات المحطة المنتهية صالحيتها وقد يعاد استخدام بعض أج ازئها في محطات أخرى أما األج ازء ألخرى فقد تمر بعمليات إ ازلة التلوث. وتقدر كلفة - %15 من الكلفة اإلجمالية إلنشاء المحطة. التفكيك بنسبة %9 7. مستقبل الطاقة النووية في ليبيا ليبيا ليست ان دولة بحاجة الى الطاقة النووية للجيل الحالي ليس لديها ألن مشكلة في توفير الطاقة بسبب وجود النفط والغاز ولكن األجيال القادمة كيف 63
ستتدبر أمرها النفط شيء مهم لحياة اإلنسان ليس فقط للمحركات أو لتوليد الطاقة و لكن حتى في صناعات المالبس على سبيل المثال و لكنه أي النفط مهدد بالنضوب.أما بخصوص الطاقة الشمسيةفهي نظيفة وممتازة و لكن ماذا نفعل عندما يحل المساء وتغيب الشمس. لذا علينا تطويرها من أجل تخزينها ولكن أيضا ذلك ليس سهال لذا فهي من الصعب أن تكون مصد ار رئيسيا للطاقة. كما أنها مكلفة ماليا صحيح أن الطاقة الشمسية متوفرة بشكل كبير في ليبيا. لكن لو أردنا أن ننشئ محطة طاقة شمسية فالسعر سيكون مكلفا جدا يصل الى خمسة أو عشرة أضعاف إنشاء محطة طاقة نووية. إن المشكلة تغير المناخ هو أحد تحديات استخدامات الطاقة األمر الذي سيتوجب علينا استخدام البترول بشكل معقول دولة لديها وفرة مالية األمر الذي يجعل لديها قدرة لبناء محطات نووية لصالح األجيال القادمة فهي ستستخدم النفط لتصدير والحصول على عوائد وتستخدم الطاقة النووية لتوليد الكهرباء است ارتيجية وهي جيدة. ولو قمنا بحساب ذلك فواحد غ ارم من اليو ارنيوم ينتج من الطاقة ما ينتجه حوالي 1800 لتر نفط وثالثة أطنان من الفحم [10]. 1.7 طرق نجاح إنشاء مشاريع المفاعالت النووية في ليبيا ليبيا من الدول التي ابدت اهتمام جيد لهذا النوع من الطاقة وسعت حثيثا إلنشاء محطة نووية نهاية الثمانينات وبداية التسعينات من القرن الماضي وقد تم االتفاق مع شركة روسية بهذا الخصوص إلنشاء محطة نووية بقدرة 1000 MW جنوبي مدينة سرت. ولكن الظروف السياسية والعالقات الخارجية للدولة حالت دون تنفيذ المشروع. إن مشاريع المفاعالت النووية من المشاريع العلمية الفنية التي لن يكتب لها النجاح إال باالعتبا ارت التالية: 64
أولا: نشر الوعي العلمي بين أوساط المثقفين وعامة الناس ألهمية استخدام واستغالل الطاقة النووية في توليد الكهرباء وتعريفهم بالمردود اإليجابي من ذلك. ثانيا: مساندة العلماء والمثقفين نحو توجيه الحكومة والدولة للسياسة العلمية التي ينتج عنها دعم وانشاء المشاريع العلمية. ثالثا:االستفادة من خب ارت الدول الحديثة المستخدمة للمفاعالت النووية في توليد الطاقة الكهربائية. اربعا:المفاوضة الجيدة مع الشركات الخاصة بإنشاء المفاعالت النووية وأخد الضمانات الدولية الكافية. 2.7 الموقع الجغ ارفي لليبيا نظ ار المتداد سواحلها بطول 2,000 حوالي كم على البحر المتوسط ومساحتها المقدرة ب 1.76 مليون متر مربعفإن ليبيا تتمتع بموقع هام كنقطة است ارتيجي وسط على الساحل األفريقي.وقد عزز موقعها االست ارتيجي حدودها الشرقية مع مصر والج ازئر وتونس والمغرب وتشاد والنيجر والسودان من الجنوب مما جعلها حلقة وصل تربط بين الشرق األوسط والحضا ارت الشرقية وباقي دول شمال أفريقيا العربية باإلضافة إلى كونها ممر بين دول الصح ارء الكبرى األفريقية وكذلك سهولة اتصالها بقارة أوروبا كل هذه العوامل جعلت من ليبيا نقطة التقاء هامة. 3.7 المواد الخام في ليبا تمتلك ليبيا مخزونا كبي ار من المواد الخام المتاحة لالستثمار فيها مثل: الحجر الجيري الطفل رمال السيلكا الصخور الزيتية البالط الجبس وأمالح ومعادن مختلفة. كل هذه المواد الخام متوفرة لإلنتاج في: االسمنت األبيض والبروتالند السي ارميك األحجار والخزف. كما يوجد أيضا عدد من المناطق 65
الكبيرة غير المستكشفة والتي يعتقد باحتوائها على معادن الذهب والحديد واليو ارنيوم الخام. 4.7 اقتصاديات الطاقة النووية الجدوى االقتصادية من إنشاء المفاعالت النووية لتوليد الطاقة الكهربائية : 1. توليد الطاقة الكهربائية عن طريق المفاعالت النووية يعتبر حل جذري لمسألة انقطاع التيار الكهربائي المتكرر. 2. وجود الرقعة الجغ ارفية الواسعة للبلد يجعل احتمال نجاح المشاريع النووية كبير جدا لعدة اعتبا ارت منها أن تقام في مناطق نائية عن السكان. 3. تعمل على تزويد دول الجوار مدى احتياجاتهم من الطاقة. حل مشكلة نقص المياه وذلك ألنها صاحبة كبيرة. مجال تحليه المياه بكميات.4 5. استثمار جيد ومضمون ل أرسمال الدولة 8. الخالصة والتوصيات تمت د ارسة مستقبل وآفاق الطاقة النووية في ليبيا والدافع لهذه الد ارسة هو تفكيرنا في ضرورة تعدد مصادر الطاقة التي تولد الكهرباء حيث أن مساحة ليبيا كبيرة والمدن والقرى تتباعد بعضها عن بعض فإن فرصة بناء محطة أو محطات نووية متاحة وآمنة ورغم تعدد مصادر الطاقة التي تولد الكهرباء التي أنعم بها هذا البلد والمتمثلة في النفط والغاز والشمس والرياح فإننا نعتقد أن من أنسب محطات توليد الكهرباء هي المحطات النووية وذلك لعدة أسباب وهي: توفر أرس المال لتنفيذ هذا المشروع. توفر أ ارضي شاسعة وملك للدولة الليبية. توفر مواد الخام الالزمة لبناء هذا النوع من المحطات. 66
يعتبر مشروع إنشاء المفاعالت النووية من المشاريع طويلة األجل من الناحية االقتصادية واالست ارتيجية ومن الناحية القومية. توفر وسائل الحماية واألمان أكثر من ذي قبل نتيجة لتالفي العيوب والقصور في المفاعالت النووية القديمة والتي أشهرها حادثة مفاعل تشرنوبيل في السوفييتي سابقا االتحاد وكارثة المفاعالت النووية في فوكوشيما اليابان على إثر زل ازل. ارتفاع الطلب العالمي على الطاقة الكهربائية. الزيادة السريعة في كلفة توليد الطاقة الكهربائية المولدة بالوقود الحفري مما يجعل التوليد بالطاقة النووية خيا ار اقتصاديا مغريا. صعوبة أن تكون الطاقة الشمسية مصد ار رئيسيا للطاقة. كما أنها مكلفة ماليا صحيح أن الطاقة الشمسية متوفرة بشكل كبير في ليبيا. لكن لو أردنا أن ننشئ محطة طاقة شمسية فالسعر سيكون مكلفا جدا يصل الى خمسة أو عشرة أضعاف إنشاء محطة طاقة نووية. توفر عدد ال بأس به من المهندسين والخب ارء في هذا المجال. توفر شركات غربية كبيرة تتطلع لالستثمار والعمل في ليبيا لقرب موقعها من أوروبا وسهولة التنقل ونقل المعدات الضخمة عن طريق الموانئ الليبية المنتشرة على طول الساحل الليبي. اقت ارب نبوض النفط والغاز. توفر شبكة طرق تربط كل المدن و القرى مع بعضها. و حيث أن عدد سكان ليبيا في حدود 6 مليون نسمة وأن احتياج ليبيا للطاقة اآلن في حدود MW6500 فإنه من الممكن إنشاء أكثر من محطة نووية قدرة كل منها MW1000 مع المحافظة على المحطات الموجودة اآلن واالستعداد 67
للطلب الكبير المتوقع على الطاقة في السنوات القادمة عندما يبدأ األعمار واعادة ترميم واستكمال المشاريع المتوقفة وازدياد النمو السكاني. كذلك إمكانية االستثمار في الطاقة ال ازئدة عن الحاجة و ذلك ببيعها لدول الجوار وحتى ألوروبا. لهذا نوصي بأخذ الموضوع بعين االعتبار والعمل على إج ارء المزيد من الد ارسات في هذا المجال حتى نصل لقناعة لتنفيذ هذا النوع من محطات التوليد. الم ارجع الطاقة و مصادرها و اقتصادياتها) د.محمد عمار ) الطاقة و سالمة البيئة : ترجمة : الدكتور بسام حمود. و م ارجعة.1.2 المهندس نزيه يانس تأليف و النشر دمشق 2000 ف. الطاقة النووية العربية عامل بقاء جديد) د.عدنان مصطفى ). Atomic and nudear physics john yarwood, Pubished.3.4 1973 Atom und kernphysik Dipl. Phys. Klaus Vogelsang.5 VEB Fachbuchverlag Leipzig 1984 WWW.hazemsakeek.comAccessed December 15, 2016 تقديم لمشروع د ارسات التقنية النووية بالدول النامية ( د.محمد عزت.6.7 عبد العزيز(. مرك ازلبحوثالنووية / تاجو ارء. Siemens power Generation : product line features (.8.9 www.siemens.com ) 68
10.و ازرة الكهرباء. 11. محطة الخمس البخارية. 12. نقل و توزيع الطاقة الكهربائية. )مهندس وحيد مصطفى أحمد( www.technologymedia.com Accessed December 15, 2016.13 69