تقييم مدى القدرة الاقتصادية على توسيع نطاق معامل الكاندو

Global Context of CANDU Reactor Economics

ويعيد مقررو السياسات في العالم تقييم أسس شبكات الكهرباء المنخفضة الكربون، وفي كندا، وفي عدة دول أخرى اعتمدت تكنولوجيا الاتحاد، تحدد مراكز المناقشة هذه على الأسطول المسن من مفاعلات المياه الثقيلة المجهزة بالضغط، وتضع في منتصف القرن العشرين، وتضع هذه الوحدات عقودا من الطاقة الكهربائية المستقرة الخالية من الانبعاثات، ويحتاج العديد منها الآن إلى إجراء دراسات تقييمية عن مدى الحياة الحقيقية، وهي 30 سنة من السنوات التي يستغرقها تصميم العمليات فيها، وهي مسألة تتطلب إجراء تقييم مدى القدرة على الاستمرار.

ويزيد من الأهمية الاقتصادية للقرار ناتج المصانع، إذ يمكن لوحدة واحدة من وحدات وحدة وحدة كربون ثاني أكسيد الكربون المتجددة في بروس أو دارلينغتون أن تنتج أكثر من 800 ميغاواط من الطاقة الكهربائية المستمرة الخالية من الكربون لتوفير مدينة تبلغ نصف مليون شخص، وتكلفة تجنب بناء قدرة جديدة مماثلة، سواء كانت نووية أو رياحاً مع تخزين أو غازاً طبيعياً، هي ركيزة مركزية لأية أعمال قائمة ذات فعالية في الأجل الطويل.

The CANDU Reactor: A Unique Engineering Achievement

وتختلف مفاعلات اليورانيوم في كندا من حيث الديوتروم اختلافاً جوهرياً عن مفاعلات المياه الخفيفة التي تهيمن على الأسطول النووي العالمي، وتستخدم وقود اليورانيوم الطبيعي والمياه الثقيلة (أكسيد الديوتروم) كمديرة ومبردة، وهذا التصميم يتيح إعادة الإمداد بالطاقة، ويلغي الحاجة إلى إغلاق دوري لاستبدال الوقود، ويسهم في عوامل القدرة التي تتجاوز عادة 85 في المائة.

الأداء التاريخي وطول العمر

وقد دخلت الوحدة التجارية الأولى في مركز دوغلاس بوينت في عام 1968، حيث تعمل اليوم 31 مفاعلا من مفاعلات الاتحاد العالمي للاستقلال التام لأندو على الصعيد العالمي: 18 مفاعلا في كندا، واثنين في رومانيا، وأربعة في كوريا الجنوبية، وبقية آخرين في الأرجنتين والصين والهند وباكستان، وهناك العديد منهم الذين يعملون لمدة تزيد على 35 عاما، ويتجاوز أسطول كندا الذي يديره جيل أونتاريو للطاقة الكهربائية وشركة بروس بروس بروس بروس، ويستهلك ما يقرب من الكهرباء.

السائقون الاقتصاديون المعنيون بتمديد الحياة

ويتوقف قرار تجديد مفاعل تابع للوحدة على التوقعات المالية المتعددة المستويات، وعلى عكس البناء الجديد الذي يمول فيه المالك كل شيء من إعداد الموقع إلى أول تحميل للوقود، ويعزز برنامج تمديد الحياة الاستثمارات الضيقة في الهياكل المدنية، والوصلات الشبكية، ونظم المياه التبريد، ويمكن تجميع العوامل الاقتصادية في النفقات الرأسمالية، وتكاليف التشغيل، والإيرادات.

اعتبارات الاستثمار الرأسمالية

والتجديد ليس إصلاحاً طفيفاً؛ بل هو استبدال كامل للعناصر الأساسية التي بلغت نهاية الحياة، وتشمل الأنشطة الأولية إعادة تزيين جميع الأنابيب الضغطية الثالثة وأنبوب الكالاندريا - وهي في كثير من الأحيان تُرفع من المولدات البخارية، والتحكم في التربين، ونظم الأمان، وبالنسبة لوحدة كبيرة من وحدات الاتحاد الوطني للاستقلال مثل تلك الموجودة في دارلينجتون، فإن مجموع تكلفة رأس المال من المفاعلات الخارجية )٢,٥,٥,٣٢(.

ويكتسي نموذج التمويل أهمية كبيرة في أونتاريو، حيث تستهلك المرافق القائمة على أساس المعدل تكاليف التجديد على مدى فترة التشغيل الممتدة، مما يخفف من أثرها على معدلات الكهرباء، ويقلل التمويل العام من خلال السندات الخضراء من تكلفة رأس المال، كما أن برنامج تجديد بروس بروس باور بدأ بخطة استثمارية مؤيدة باتفاقات طويلة الأجل لشراء الطاقة مع نماذج التشغيل غير العادلة التي توفر إيرادات.

تكاليف التشغيل والصيانة الجارية

وبعد التجديد، يعمل المفاعل بتكلفة أقل من الوقود وتحسين الكفاءة الحرارية، وتستخدم مفاعلات اليورانيوم المستنفد اليورانيوم الطبيعي الذي لا يحتاج إلى إثراء - إنقاذ مستمر كبير فيما يتعلق بمفاعلات المياه الخفيفة - وتعزى تكاليف الوقود إلى 10-15 في المائة فقط من مجموع التكاليف المولدة، مما يجعل الاقتصاد غير مراعي نسبياً لأسعار اليورانيوم المأجور، غير أن المصانع القديمة قد تتكبد نفقات صيانة أعلى من حيث الحجم غير الوقود نتيجة لزيادة عمليات التفتيش، وتحسين نظم الاحتفاظ بالنظم الرقمية.

سلسلة الإيرادات وديناميات سوق الكهرباء

وبالإضافة إلى ذلك، فإن الربحية التي تحققها المفاعلات المتجددة تتوقف على السوق أو الإطار التنظيمي، ففي أونتاريو، فإن سوقاً هجينة ذات عقود طويلة الأجل وآلية تكيف عالمية تضمن سعراً مستقراً لتحميل الأسلحة النووية، وفي أسواق الجملة الأكثر تقلباً، فإن حالة الأعمال التجارية تتوقف على افتراضات بشأن أسعار الكربون في المستقبل، ومسارات أسعار الغاز الطبيعي، والتخريب المتكرر في الأسواق المالية المتعددة.

التجديد: جوهر تمديد الحياة

ويحدد النطاق التقني لتجديد وحدة التنسيق تكاليفها وجدولها الزمني، وفي نهاية المطاف قدرتها على البقاء اقتصاديا، وعلى عكس تمديد الحياة البسيطة الذي يشمل فقط التفتيش والاستبدال الانتقائي للعناصر، فإن التجديد الكامل يطيل ساعة المفاعل بالاستعاضة عن حد الضغط في نظام النقل الحرفي الأولي.

أنشطة التجديد الرئيسية

وتشمل عملية التكرير إزالة 380-480 أنبوب ضغط وأنبوب الكالاندريا المحيطة بها، وهي مهمة تتطلب أدوات آلية مصممة الغرض للعمل داخل سفينة المفاعل ذات الدقة القصوى، وفي الوقت نفسه، فإن الأنابيب المغذية التي تربط أنابيب الضغط برؤوس المولدات الكهربائية المزودة بالبخار تُستعاض عادة عن وحدات الصيانة الحيوية في مواقعها التي تُرفع فيها مستوياتها.

دروس من حملات التجديد الأخيرة

وقد شهدت مشاريع التجديد التاريخي تجاوزات في التكاليف والجداول، وقد استكملت إعادة تجديد وحدة دارلينغتون، وهي رائدة في أسطول السلع الأساسية، في عام 2016 بعد منحنى تعليمي كبير، حيث بلغت تكلفتها نحو 15 في المائة فوق الميزانية المعتمدة، وشهدت الوحدات اللاحقة ذات المدة القصوى - وحدة مكافحة المخدرات 3 و1 - تحسين الأداء تدريجياً.

دراسات حالة في الاقتصاد الكندي للتجديد

وتوفر الأمثلة على العالم الحقيقي أكثر الأدلة إقناعاً على تمديد الحياة أو ضده، فالتجربة الكندية هي الأكثر اتساعاً، ولكن المشاريع الدولية توفر أيضاً معايير قيمة للتكاليف.

شركة أونتاريو لتوليد الطاقة

محطة دارلنغتون النووية هي مركز تجديد الطاقة الكهربائية الحديثة، حيث تبلغ نسبة الوحدات الكهربائية الجاهزة في محطة توليد الكهرباء في كندا 878 وحدة، وهي وحدات مستهلكة في عام 2012 تبلغ قيمتها الإجمالية 400 2 وحدة، وتُقدَّر تكاليفها الإجمالية بـ 12.8 مليار وحدة من وحدات توليد الكهرباء في منطقة بروس ووتر، وتُقدَّر تكاليفها على نحو ثابت بروس + 48 وحدة من طراز MWh على مدى العمر الممتد

الآفاق الدولية: رومانيا، الأرجنتين، وما بعدها

وقد عملت وحدات Cernavoda في رومانيا، 1 و2، في إطار كل من تصميمات شركة CANDU - 6 التي تبلغ حوالي 700 ميغاواط، منذ عامي 1996 و2007 على التوالي، ومع الاعتراف بتدني التكلفة الهامشية للطاقة النووية، بدأت الحكومة الرومانية دراسات جدوى لتجديدها، وتشير التقديرات الأولية من شركة الكهرباء النووية إلى أن إعادة تجديدها في إطار إنتاج الطاقة المحلية البالغ الصغر - 6 يمكن أن تتحقق لحوالي 2 و2.5 بليون يورو لكل وحدة.

أطر التحليل الاقتصادي والقرارات المقارنة

To rigorously assess the viable of a CANDU life extension, decision- —makers typically employ levelized cost of electricity (LCOE) analysis increaseded by system-level models that capture the value of reliable and carbon avoidance.

مقارنة تكاليف الكهرباء

فبالنسبة للتجديد، يجب أن يُحسب بدقة في حساب قيمة الإنتاج في كل وحدة من وحدات توليد الطاقة، التي تُضاف إلى أقل سعر متجدد في المنطقة، والتي تبلغ طاقتها القصوى 35 عاماً، والتي تُضاف إلى أدنى حد من قيمة متغيرات الطاقة المتجددة في إطار نظام الغازات المحتوية على ثاني أكسيد الكربون، والتي تُستخدم في إطارها وحدات تخزين الطاقة المتجددة ذات النطاق المنخفض، والتي تُتكبد في كثير من الأحيان تكاليف الخفض في إطار المادة 80.

إدماج العوامل الخارجية: المنافع البيئية والاجتماعية

أما التقييمات الاقتصادية التي تتجاهل التكاليف المجتمعية لتلوث الهواء وانبعاثات غازات الدفيئة فتنخفض قيمتها من حيث مدى الحياة النووية، فكل مفاعل من مفاعلات الطاقة التي تم تجديدها تتفادى إطلاق ما يتراوح بين ٤ و٥ ملايين طن من ثاني أكسيد الكربون سنوياً مقارنة مع نظام احتياطي مشتعل من الفحم من إنتاج مكافئ، ويستخدم التكلفة الاجتماعية للكربون كما تحددها البيئة وتغير المناخ في كندا )CAD 261( لكل طن في عام ٢٠٢٣(.

ثانيا - القدرة التنظيمية والسياساتية

ولا تُدرَج عائدات التجديد الرئيسية دون نقل شبكة معقدة من أنظمة السلامة والبيئة، وتتأثر القدرة الاقتصادية تأثراً مباشراً بتوقيت وشروط الترخيص.

تحسين السلامة وتكاليف الامتثال التنظيمية

وتشترط اللجنة الكندية للسلامة النووية أن تستوفي أي مفاعل يمر بمدة الحياة معايير السلامة الحديثة التي تطورت تطوراً كبيراً منذ البناء الأصلي، ويشمل ذلك رفع مستوى مؤهلات السيزمية، وتعزيز نظم التبريد الأساسية في حالات الطوارئ، ووضع أحكام صارمة لإدارة الحوادث، وفتح فتحة احتواء قوية، وتكلفة هذه التحسينات لا تُحدَّد سوى مئات ملايين الدولارات لكل وحدة، ولكنها تمثل شرطاً أساسياً مسبقاً لازماً في مجال تجديد أسعار الصرف.

الحوافز الحكومية وتنسيق سياسات الطاقة

وفي كندا، درجت الحكومات الاتحادية وحكومات المقاطعات على مواءمة سياسة الطاقة مع المبدأ القائل بأن الطاقة النووية تشكل حجر الزاوية في استراتيجيات صافية للزراعة، وقد تؤدي الائتمانات الضريبية للاستثمار من أجل الكهرباء النظيفة، وأطر السندات الخضراء، والإدماج الصريح للنووية في إطار السندات الخضراء في كندا إلى خفض تكاليف تمويل مشاريع توسيع نطاق الحياة، وقد أدى التوجيه الصادر عن حكومة أونتاريو إلى عقد من أجل إنتاج الطاقة النووية مما يجعلها في حالة التصدير الرومانيا فعليا.

عوامل الخطر وتحليل الحساسية

ويواجه كل استثمار طويل الأجل أوجه عدم يقين يمكن أن تثبط النتيجة الاقتصادية، وبالنسبة لامداد حياة اتحاد الكانديين، فإن أهم متغيرات المخاطر هي نمو الطلب على الكهرباء، ومسارات تكلفة التكنولوجيا للبدائل، وتطور التنظيم البيئي.

عدم اليقين في الطلب على الكهرباء وخصخصة الكربون

وإذا ازداد الطلب على الكهرباء ببطء أكبر من المتوقع نتيجة لمكاسب كفاءة الطاقة أو للركود الاقتصادي - فإن الحاجة إلى قوة تحميل أساسية يمكن أن تتناقص، مما يخفض الأسعار الافتراضية للجملة، وعلى العكس من ذلك، فإن كهربة النقل والتدفئة والعمليات الصناعية قد تدفع الطلب إلى أعلى من التوقعات، مما يجعل القدرة النووية قيمة.

:: الطاعون التكنولوجي وإدارة الوقود المستهلك

وفي حين يمكن استبدال أنبوب الضغط ومولدات البخار، فإن هيكل المفاعلات الأساسية لا يمكن تغييره بصورة أساسية خلال فترة تمديد العمر، وعلى مدى فترة ثلاثين عاما أخرى، يمكن أن تصبح تصميمات المفاعلات الجديدة أو التفريغ ذات قيمة تجارية قابلة للتطبيق تجاريا، ولكن الرهان على التكنولوجيات المتواضعة التي لم تكن مجهزة بعد، كما أن إدارة الوقود المستهلك تشكل عدم يقين اقتصادي طويل الأجل، وتتقدم كندا نحو مستودع ثقافي، ولكن في حالة الوقود.

التوصيات الاستراتيجية والتوقعات المستقبلية

وتشير التجربة المتراكمة والتقييمات الاقتصادية المفصلة إلى استنتاج واضح: إن توسيع نطاق حياة مفاعلات الاتحاد هو، في معظم الحالات، أكثر الطرق فعالية من حيث التكلفة للحفاظ على إمدادات الكهرباء المنخفضة الكربون الموثوقة، وتسلم برامج التجديد الجارية في أونتاريو الطاقة في المناطق الساحلية الواقعة في المناطق الساحلية من المحيط الهادئ، التي لا يمكن أن تضاهيها مصادر الجيل الجديد التنافسية عندما تؤخذ تكاليف النظام في الاعتبار، وتؤكد الجهود الدولية المبذولة في رومانيا وفي أماكن أخرى إمكانية نقل نموذج الأعمال التجارية.

غير أن النجاح ليس آلياً، بل يتطلب إدارة مشاريع مُنضبطة، وعقود طويلة الأجل تتقاسم المخاطر بين أصحابها وأطرافها، والاستقرار التنظيمي، واستراتيجية قوة العمل التي تحافظ على المهارات الحيوية في مجال البناء النووي، وينبغي للحكومات أن تواصل معاملة المنشآت النووية القائمة باعتبارها أصولاً وطنية استراتيجية، وتتيح إمكانية الحصول على تمويل منخفض التكلفة، وتعترف بقيمتها في محاسبة الكربون وأطر خدمة المركبات، ويجب أن تكون الأولوية بالنسبة لمتعهدي الطاقة الكهربائية هي التخطيط الدقيق لاسترداد قيمة عقود الإنتاج.

إن دور توسيع حياة الكوندو يمكن أن يمتد إلى ما يتجاوز توليد الكهرباء، وهناك اهتمام متزايد باستخدام وحدات من طراز CANDU المتجددة لتدفئة أو إنتاج الهيدروجين المقطعين من خلال التحلل الكهربائي العالي التقلبات الحرارية، وهذه التدفقات الإضافية من الإيرادات يمكن أن تزيد من تحسين الاقتصاد وتوفر حافة ضد تقلبات سوق الكهرباء في المستقبل، مع تحرك العالم أعمق نحو التحول في الطاقة،