القوى النووية تثبت دورها الحيوي كمورّد كهرباء قابل للتكيف وموثوق به خلال جائحة كوفيد-١٩

أدَّت القيود المفروضة على الأنشطة الاقتصادية والاجتماعية خلال تفشي كوفيد-19 في عام 2020 إلى انخفاض غير مسبوق ومتواصل في الطلب على الكهرباء في العديد من البلدان، وبنسبة 10% أو أكثر، مقارنةً بمستويات عام 2019. وهو ما أوجدَ تحدّيات لجهات توليد الكهرباء والقائمين على تشغيل النُّظم. وهيمنت الكهرباء المنخفضة الكربون مع الإسهام المتزايد للكهرباء المتجددة، وأثبت توليد القوى النووية أنه مرن وموثوق به وقابل للتكيف. وأظهرت مرونة القوى النووية كيف يمكنها أن تدعم عملية الانتقال إلى الطاقة النظيفة.

وأشار سيدريك ليفاندوفسكي، نائب الرئيس وكبير المديرين التنفيذيين للمجموعة، شعبة الطاقة النووية والحرارية، شركة اليكتريسيتي دو فرانس (EDF)، إن استهلاك الكهرباء تراجع بنحو 15% في فرنسا خلال الإغلاقات، وتمت تلبية معظم الطلب عن طريق الطاقة النووية والطاقة المائية وغيرها من مصادر الطاقة المتجددة. واستفيدَ من مرونة أسطول المرافق النووية على نطاق واسع، فقد ارتفع عدد الاختلافات في الأحمال بنسبة 50% مقارنة بالفترة نفسها من عام 2019.

في نهاية كانون الأول/ديسمبر 2020، بلغت القدرة العالمية لمحطات القوى النووية قيد التشغيل ما مجموعه 392.6 غيغاواط (كهربائي) تولِّدها 442 من مفاعلات القوى النووية العاملة في 32 بلداً. وبشكلٍ عام، زادت قدرة القوى النووية تدريجياً منذ عام 2011، بما في ذلك قرابة 23.7 غيغاواط (كهربائي) من القدرة المضافة بفضل توصيل وحدات جديدة بالشبكة وعمليات تحديث المفاعلات القائمة.

وخلال العام، ركز المشغلون على استمرار تشغيل محطات القوى النووية، وحماية الموظفين وتنفيذ نُهج ابتكارية للقيام بمهام أعمالهم. ولم تفرض الجائحة عمليات إغلاق مباشرة، ولم يكن لها أيُّ تأثير مباشر على تشغيل القوى النووية، وذلك وفق بيانات الخبرة التشغيلية المتأتية من نظام المعلومات عن مفاعلات القوى لعام 2020. بَيْد أن الجائحة كان لها تأثيرها في جداول الانقطاعات المخطط لها لإعادة التزود بالوقود وأعمال الصيانة بسبب الاضطرابات في سلسلة التوريد، أو قيود السفر، أو القيود المفروضة على الموظفين الخارجيين المسموح وجودهم في الموقع.

وارتفعت حالات الانقطاع غير المخطط لها لأسباب خارجية، مثل الانخفاض الكبير في الطلب على الكهرباء، إلى ما متوسطه ​​15 يوماً في عام 2020، مقارنةً بـ 5 أيام في عام 2019. دعمَ التشغيلُ المرن لمحطات القوى النووية – أو، في بعض الحالات، الإغلاقات الكاملة القصيرة الأجل – احتياجات مشغلي الشبكات وأظهر قدرة القوى النووية على التكامل مع نظم الطاقة المستدامة المستقبلية، والتي من المتوقع أن تعتمد بقدر كبير على التكنولوجيات المرنة لتوليد الأحمال الأساسية.

طوال عام 2020، وفَّرت مفاعلات القوى النووية ما مجموعه 2553.2 تيراواط–ساعة من الكهرباء المنخفضة الانبعاثات والقابلة للتوريد، وهو ما يمثل نحو 10% من إجمالي توليد الكهرباء على الصعيد العالمي وزهاء ثلث التوليد العالمي من الكهرباء المنخفضة الكربون. وكان إنتاج القوى النووية لعام 2020 أقلّ قليلاً مقارنة بعام 2019، عندما أنتجت المفاعلات النووية في العالم 2657.1 تيراواط-ساعة. وتراجَع توليد القوى النووية في أفريقيا بسبب انخفاض الطلب على الكهرباء وفي أمريكا الشمالية وأوروبا الغربية بسبب انخفاض الطلب وقدرة المفاعلات المسحوبة. ومع ذلك، يدلُّ الاتجاه التاريخي لتوليد القوى النووية على نمو مستمر على مدى السنوات الماضية، مع زيادة قدرها أكثر من 8% منذ عام 2012.

في عام 2020، ارتفع إجماليُّ القدرة التشغيلية العالمية بشكل طفيف بنحو 0.5 غيغاواط (كهربائي) مقارنةً بعام 2019، ومع ذلك، انخفضَ عدد المفاعلات بواقع مفاعل واحد مقارنة بعام 2019. وتتركز في آسيا آفاقُ نمو القدرة في الأجلين القصير والطويل، التي أعلنت في نهاية عام 2020 عن وجود 34 مفاعلاً قيد التشييد بقدرة قوى نووية تعادل نحو 34.6 غيغاواط (كهربائي).

قدرة مضافة ووحدات وُصّلت بالشبكة. في عام 2020، وُصِّلت بالشبكة الكهربائية خمسةُ مفاعلات ماء مضغوط جديدة بقدرة نووية جديدة بلغت 5.5 غيغاواط (كهربائي). وهيمنت آسيا على سوق القوى النووية الجديدة في عام 2019، فقد احتضنت أكثر من 77% من إجمالي القدرة الجديدة المضافة في ذلك العام، وفي عام 2020، حققت آسيا 36% من القدرة الجديدة المضافة بتوصيل 2 غيغاواط (كهربائي) بالشبكة في الصين وذلك في مفاعل فوكينغ-5 (1000 ميغاواط (كهربائي)) ومفاعل تاينوان-5 (1000 ميغاواط (كهربائي)). وفي عام 2020، أضافَ بَلدان أكثر من 44% من القدرة الجديدة بما يعادل أكثر من 2.4 غيغاواط (كهربائي) وليس لهذين البلدين أيّ خبرة سابقة في تشغيل القوى النووية، وذلك من خلال المفاعلBelarusian 1  (1110 ميغاواط (كهربائي)) في بيلاروس، والمفاعل براكة-1 (1345 ميغاواط (كهربائي)) في الإمارات العربية المتحدة. وفي روسيا، تمَّ ربط المفاعل Leningrad 2-2 بالشبكة في تشرين الأول/أكتوبر 2020 بقدرة إجمالية 1066 ميغاواط (كهربائي)، ليحلّ محل المفاعل Leningrad-2 (925 ميغاواط (كهربائي)) الذي أُغلق بشكل دائم في تشرين الثاني/نوفمبر 2020 بعد 45 عاماً من التشغيل.

مشاريع البناء الجديدة. ظلَّ اتجاه البناء الجديد ثابتاً في السنوات الأخيرة، مع تباطؤ النمو في عام 2020، مقارنة بالسنوات الثلاث السابقة. في نهاية عام 2020، كان ثمة 52 مفاعلاً بقدرة تزيد على 54.4 غيغاواط (كهربائي) قيد التشييد في 19 بلداً، منها بلدان يبنيان أول مفاعل للقوى النووية. لا تزال آسيا هي المنطقة المهيمنة في بناء المفاعلات الجديدة، حيث تم توصيل ما مجموعه 64 مفاعلًا بقدرة تشغيلية بلغت 58.5 غيغاواط (كهربائي) بالشبكة منذ عام 2005. وفي عام 2020، استُهل بناء أربعة مفاعلات ماء مضغوط، منها ثلاثة مفاعلات في الصين (المفاعل Sanaocun-1 بقدرة 1117 ميغاواط (كهربائي)، والمفاعل Taipingling-2 بقدرة 1116 ميغاواط (كهربائي)، والمفاعل Zhangzhou-2 بقدرة 1126 ميغاواط (كهربائي)، بالإضافة إلى مفاعل واحد في تركيا، وهو المفاعل Akkuyu-2 بقدرة 1114 ميغاواط (كهربائي).

قدرات سُحبت وإغلاقات دائمة. في عام 2020، تمَّ إغلاق ستة مفاعلات (5.2 غيغاواط (كهربائي)) بشكل دائم على مستوى العالم. أُغلق المفاعل Leningrad-2 بقدرة 925 ميغاواط (كهربائي) في روسيا في تشرين الثاني/نوفمبر. وأغلق مفاعلان بالولايات المتحدة الأمريكية - المفاعل Indian Point-2 بقدرة 998 ميغاواط (كهربائي) والمفاعل Duane Arnold-1 بقدرة 601 ميغاواط (كهربائي) وذلك في شهر نيسان/أبريل وفي شهر تشرين الأول/أكتوبر، على التوالي، بعد تشغيلهما لأكثر من 46 عاماً لكلّ منهما. وأُغلق السنة الماضية أقدم مفاعلين نوويين فرنسيين، هما المفاعل Fessenheim 1 والمفاعل Fessenheim 2، بقدرة 880 ميغاواط (كهربائي) لكلّ منهما - حيث أُغلق الأول في شهر شباط/فبراير فيما أغلق الآخر في شهر حزيران/يونيه. وتم تشغيل المفاعلين المذكورين لأكثر من 42 عاماً. وأغلق المفاعل Ringhals-1 بقدرة 881 ميغاواط (كهربائي) في السويد في اليوم الأخير من سنة 2020، بعد أكثر من 46 عاماً في الخدمة.

أنواع المفاعلات قيد التشغيل. حتى نهاية عام 2020، تألَّفت قرابة 89.5% من قدرة القوى النووية التشغيلية من أنواع المفاعلات من الأنواع المهدَّأة والمبرَّدة بالماء الخفيف؛ و6% من أنواع المفاعلات المهدَّأة والمبرَّدة بالماء الثقيل، و2% من أنواع المفاعلات المبرَّدة بالماء الخفيف والمهدَّأة بالغرافيت، و2% من أنواع المفاعلات المبرَّدة بالغاز. وتُعزى النسبة المتبقية، وقدرها 0.5% لثلاثة مفاعلات سريعة مبرَّدة بفلز سائل يبلغ مجموع قدرتها 1.4 غيغاواط (كهربائي).

التطبيقات غير الكهربائية. في عام 2020، طبَّق 64 مفاعل قوى نووية في 10 بلدان كمية من الحرارة تعادل 3396.4 غيغاواط-ساعة من الكهرباء لدعم التطبيقات غير الكهربائية للطاقة النووية. واستُخدم أكثر من 92% من التطبيقات غير الكهربائية في أوروبا، مما أدى إلى توليد كمية من الحرارة تعادل 1999.4 غيغاواط-ساعة من الكهرباء لدعم تدفئة الأحياء السكنية وما يعادل 1231.7 غيغاواط-ساعة من الكهرباء لأغراض حرارة المعالجة الصناعية من خلال 56 مفاعلاً. واستُخدمت نسبة 8% المتبقية من قبل 8 مفاعلات في آسيا لتوليد كمية من الحرارة تعادل 34.7 غيغاواط-ساعة لدعم تحلية مياه البحر وما يعادل 130.6 غيغاواط-ساعة لدعم حرارة المعالجة الصناعية.

العمر التشغيلي. في نهاية عام 2020، بلغت الخبرة التشغيلية التراكمية على مستوى العالم على مدار 66 عاماً أكثر من 18772 من سنوات تشغيل المفاعلات، من 634 مفاعلاً بقدرة إجمالية بلغت 479.9 غيغاواط (كهربائي) على امتداد 35 بلداً. من بينها تمَّ إغلاق 192 مفاعلًا بشكل دائم بقدرة بلغت 87.2 غيغاواط (كهربائي).

وأكثر من 67% من إجماليّ القدرة التشغيلية للمفاعلات (256.3 غيغاواط (كهربائي)، 296 مفاعلاً) قيد التشغيل منذ أكثر من 30 عاماً. وعشرون في المئة من القدرة التشغيلية النووية العالمية (104 مفاعلات) في الخدمة منذ أكثر من 40 عاماً، في حين أن 1% قيد التشغيل منذ أكثر من 50 عاماً. ويُبرز أسطول المفاعلات النووية المتقادم الحاجة إلى قدرة نووية جديدة أو ترقية القدرة النووية الحالية لتعويض حالات السحب من الخدمة المخطط لها. وتستثمر شركات الكهرباء والحكومات وأصحاب المصلحة الآخرون في برامج إدارة التشغيل والتقادم في الأجل الطويل لعدد متزايد من مفاعلات القوى النووية على مستوى العالم لضمان التشغيل المستدام والانتقال السلس إلى قدرات جديدة.

أداء الوحدات. حتى مع تقادُم أسطول المفاعلات النووية، تستمر محطات القوى النووية العاملة في إظهار مستويات عالية من الموثوقية والأداء بشكل عام. ومُعامل الأحمال، المشار إليه أيضاً باسم مُعامل القدرة، هو مخرجات الطاقة الفعلية لوحدة مفاعل ما مقسومةً على مخرجات الطاقة التي سيتم إنتاجها إذا ما تمَّ تشغيل المفاعل عند مخرجات القدرة المقدَّرة له (قوى الوحدة المرجعية) للسنة كاملةً. ويشير مُعامل الأحمال أو مُعامل القدرة المرتفع إلى أداء تشغيلي جيّد. وفي عام 2020، بلغ متوسط ​​مُعامل القدرة العالمي 84.6%، وهو ما يتماشى مع مُعامل الأحمال في السنوات الأخيرة.

وثمة مؤشر آخر يقيس أداء المفاعلات النووية هو مُعامل توافر الطاقة الذي يشير إلى نسبة الطاقة التي يمكن أن تنتجها القدرة المتاحة خلال فترة زمنية محددة، مقارنةً بالطاقة التي يمكن أن تنتجها قوى الوحدة المرجعية. وفي عام 2020، بلغ المتوسط المرجَّح لمُعامل توافُر الطاقة 76%، حيث نصف المفاعلات النووية أيضاً تعمل بمتوسط مرجَّح لمُعامل توافُر الطاقة يزيد على 87%.

وتستمر موثوقية وأمان مفاعلات القوى النووية في التحسن. ويُظهر الرسم البياني أعلاه انخفاضاً تدريجياً في حالات الإيقاف اليدوي غير المخطَّط لها (لكل 7000 ساعة) وحالات الإيقاف التلقائي (لكل 7000 ساعة) (ما يعادل قرابة سنة واحدة) من التشغيل لكل وحدة منذ عام 2003. ويُعزى الانخفاض في عدد حالات الإيقاف غير المخطَّط لها إلى تاريخ من التحسُّن المستمر لعمليات المحطات وإدارة الصيانة.

وبناء على أحدث التوقعات السنوية الصادرة عن الوكالة بشأن القدرة النووية فإنَّ القوى النووية ستظل تضطلع بدور رئيسي في مزيج الطاقة منخفض الكربون في العالم، حيث من المتوقع أن تتضاعف تقريباً القدرة العالمية على توليد الطاقة الكهربائية نووياً بحلول عام 2050 في سيناريو الحالة المرتفعة. ولم تثبت صناعة القوى النووية في العالم أن بإمكانها أن تكون مرنة أثناء الجائحة فحسب، بل إنها تواصِل أيضاً أداء دور حيوي في التخفيف المستدام من آثار تغير المناخ.

للاطلاع على مزيد من البيانات الإحصائية عن القوى النووية والرسومات ذات الصلة، يُرجى الرجوع إلى قاعدة بيانات نظام المعلومات عن مفاعلات القوى التابع للوكالة. وطوَّرت وتعهَّدت الوكالة نظامَ المعلومات عن مفاعلات القوى منذ عام 1969، بناء على معلومات من نظراء معيَّنين رسميًّا في بلدان حول العالم.

والبيانات المستمدة من نظام المعلومات عن مفاعلات القوى تستندُ إليها أيضاً ثلاثة منشورات سنوية صادرة عن الوكالة هي:

• Operating Experience with Nuclear Power Stations in Member States (OPEX) [الخبرات التشغيلية بخصوص محطات القوى النووية في الدول الأعضاء] والذي يتضمن موجزاً تاريخياً للأداء خلال فترة عمر فرادى محطات القوى النووية والأرقام ذات الصلة.
• Nuclear Power Reactors in the World, Reference Data Series No. 2 (RDS-2) [مفاعلات القوى النووية في العالم (العدد 2 من سلسلة البيانات المرجعية)] الذي يتضمن أحدث بيانات المفاعلات المتاحة للوكالة، ويقدّم موجزاً المعلومات بحلول نهاية عام 2019 بشأن مفاعلات القوى العاملة، وتلك التي هي قيد الإنشاء والمغلقة، بالإضافة إلى الأداء ومواصفات محددة.
• The PRIS Nuclear Power Status infographics poster [ملصق المعلومات البيانية عن حالة القوى النووية الخاص بنظام المعلومات عن مفاعلات القوى] الذي يستعرض بطريقة بصرية حالة القوى النووية في العالم. ويوجز هذا المنشور التغيرات التي طرأت على الحالة، والإحصاءات الإقليمية، والخبرات التشغيلية، وإحصاءات البلدان، إلى جانب عدد آخر من الحقائق الرئيسية.

__________

ملحوظتان:

• لا تتضمن إحصاءات تشغيل محطات القوى النووية بيانات الانقطاع من وحدات المفاعلات الفرنسية لعدم إتاحة المعلومات عن هذه الوحدات حتى وقت النشر.
• المعلومات والبيانات الواردة للوكالة حتى 1 حزيران/يونيه 2021 تَرِدُ في هذا المنشور. وأيُّ تعديلات تَرِدُ في تاريخ لاحق متاحة في قاعدة بيانات نظام المعلومات عن مفاعلات القوى.