Jadrová energia – Ako je to s tými úmrtiami?

Písmo: A- | A+

Odporcovia jadrovej energie stále strašia, že aký je to nebezpečný energetický zdroj. A počuli ste už niekedy, že by jadrová energia zachraňovala ľudské životy? Nie? No tak čítajte....

Jadrová energia – Ako je to s tými úmrtiami?

Dnes sa spoločne pozrime k čomu došli napríklad americkí vedci už pred ôsmimi rokmi, keď vo svojom výsledku výskumu došli na to, že práve využívanie jadrovej energie doslova a do písmena prispieva k znižovaniu úmrtnosti obyvateľstva. 

Pozrime sa spolu na to:

Obrázok blogu
Dr.Pushker A. Kharecha
Dr.Pushker A. Kharecha  
Profesor James E. Hansen
Profesor James E. Hansen 

Už 15. marca 2013, v rámci American Chemical Society publikovali autori Pushker A. Kharecha a James E. Hansen svoju prácu pod názvom: „Prevented Mortality and Greenhouse Gas Emissions from Historical and Projected Nuclear Power“, teda v preklade „Predchádzanie úmrtnosti a emisiám skleníkových plynov z historickej a plánovanej jadrovej energie“. Možno si ju prečíať v originále, alebo stiahnuť tu

https://doi.org/10.1021/es3051197

Je to text spred ôsmich rokov..... ale vlastne je stále veľmi aktuálny. 

Je čoraz jasnejšie, že dopady nekontrolovanej antropogénnej zmeny podnebia v dôsledku emisií skleníkových plynov (GHG) zo spaľovania fosílnych palív môžu byť pre ľudskú spoločnosť aj pre prírodné ekosystémy katastrofické (pozri obrázky SPM.2 a 4.4) a že kľúčovým časovým rámcom na zmiernenie klimatickej krízy je približne desať rokov. 

Rovnako sa odhaduje, že v priebehu posledného desaťročia znečistenie vonkajšieho ovzdušia spôsobené predovšetkým spaľovaním fosílnych palív spôsobí na celom svete viac ako 1 milión úmrtí ročne. 

Jadrová energia (a ďalšie zdroje energie s nízkym obsahom uhlíka / bez uhlíka) by mohla pomôcť zmierniť obidva tieto veľké problémy.

Budúcnosť jadrovej energie v rámci celosvetovej úrovne bude do značnej miery závisieť od rozhodnutí, ktoré urobia hlavné krajiny využívajúce energiu v nasledujúcom desaťročí. 

Zatiaľ čo väčšina krajín s vysokou úrovňou jadrovej energie potvrdila svoje plány pokračovať v rozvoji jadrovej energie aj po havárii vo Fukušime, niekoľko z nich oznámilo, že buď dočasne pozastavia plány na nové elektrárne, alebo úplne vyradia z prevádzky existujúce elektrárne. Ako argumenty sú používané hlavne otázky týkajúce sa bezpečnosti, uskladňovanie a likvidácie rádioaktívneho odpadu.

Vo svojej práci americkí vedci skúmali (predošlú) teda historickú a (budúcu) potenciálnu úlohu jadrovej energie z hľadiska prevencie úmrtnosti súvisiacej so znečistením ovzdušia, ako aj emisií skleníkových plynov vo viacerých priestorových mierkach. 

Predchádzajúce známe vedecké štúdie kvantifikovali globálne zabránené emisiám skleníkových plynov v dôsledku jadrovej energie (napr. Odkazy 5 a 8–10); ale otázka zabránenia ľudským úmrtiam ako taká, však zostávala doposiaľ nepreskúmaná. 

Preto sa zamerali na svet ako celok, Európu OECD a päť krajín s najvyššími ročnými emisiami CO2 za posledných niekoľko rokov. 

Týchto päť najlepších producentov CO2 boli teda Čína, USA, India, Rusko a Japonsko, ktoré v rokoch 2009 až 2011 predstavovali 56% globálnych emisií. A aby odhadli historicky zabránené úmrtia a emisie skleníkových plynov, vychádzali z údajov pre globálnu ročnú výrobu elektriny podľa zdroja energie od roku 1971 do roku 2009 (obrázok 1). 

Potom použili úmrtnostné a emisné faktory skleníkových plynov, definované ako úmrtia a emisie na jednotku vyrobenej elektrickej energie, pre príslušné zdroje elektriny (tabuľka 1). Pre projekčné obdobie rokov 2010–2050 vychádzali z odhadov z posledných trajektórií jadrovej energie (po Fukušime), ktoré stanovila Medzinárodná agentúra pre atómovú energiu (IAEA). (6)

Obrázok blogu

Obrázok 1. Svetová výroba elektriny podľa zdroja energie v rokoch 1971–2009 (údaje z odkazu 14). V uplynulom desaťročí (2000 - 2009) predstavovala jadrová energia v priemere 15% svetovej výroby; uhlie, plyn a ropa poskytli 40%, 20% a 6%; a obnoviteľné zdroje energie poskytovali 16% (vodná energia) a 2% (bez vody).

Obrázok blogu

a - Faktory smrteľnosti vychádzajú z analýzy pre Európu (pokiaľ nie je uvedené inak) a predstavujú súčet náhodných úmrtí a účinkov súvisiacich so znečistením ovzdušia v tabuľke 2 odkazu 16. Odrážajú vplyvy zo všetkých stupňov palivového cyklu vrátane ťažby, prepravy, transformácia, likvidácia odpadu a preprava elektriny. Ich rozsahy sú 95% intervaly spoľahlivosti a predstavujú odchýlku od priemeru faktorom ∼4. Faktor úmrtnosti pre uhlie je priemer z faktorov pre hnedé uhlie a uhlie v ref 16. Priemerné hodnoty pre emisné faktory sú strednými bodmi rozsahov uvedených v zdrojoch. Znečistenie vody má tiež významný vplyv, ale do týchto hodnôt sa nezapočítava. V texte sú diskutované ďalšie neistoty a obmedzenia spojené s týmito faktormi.

b - TWh = tera-watt-hodina; GWh = giga-watt-hodina; tCO2-eq = tony ekvivalentu CO2.

c- rozmach nie je uvedený v zdroji pre Čínu, ale z dôvodu konzistencie s inými faktormi sa predpokladá, že je 4-krát nižší a vyšší ako priemer.

d - Niektorí autori tvrdia, že horná hranica je podstatne vyššia, ale ich závery vychádzajú z pochybných predpokladov. (35)

Výpočet zabránenej úmrtnosti a vplyvov skleníkových plynov.

Obrázok blogu

Za historické obdobie 1971–2009 predpokladali, že všetky dodávky jadrovej energie v danej krajine a roku by namiesto jadra boli dodávané z fosílnych palív (konkrétne z uhlia a zemného plynu), vzhľadom na ich svetovú prevahu a veľmi malý príspevok neobnoviteľných zdrojov energie k svetová elektrická energia (obrázok 1). Pokus navrhnúť takýto alternatívny scenár samozrejme zahŕňa množstvo komplikácií (napr. Vývoj technologických a sociálno-ekonomických podmienok) a spätný energetický mix nie je možné poznať s úplnou presnosťou a realitou; teda zjednodušenie a zároveň udržateľné predpoklady sú potrebné a opodstatnené.

Obrázok blogu

Aby určili proporcionálnu substitúciu uhlím a plynom v ich základnom historickom scenári, najskôr preskúmali vlastnosti „priemerného“ jadrového reaktora poskytnuté z IAEA. (12) Na základe typických medzinárodných hodnôt pre faktory kapacity uhlia a zemného plynu (CF), (13) potom predpokladali, že každý zo vtedy prevádzkovaných 441 jadrových reaktorov uvedených v tabuľke 14 odkazu 12 s CF viac ako 65% je nahradený uhlím a každý reaktor s CF menej ako alebo rovným 65% je nahradený plynom.

Pre projekčné obdobie 2010–2050 (teda už prakticky dneška) vypočítali ľudské úmrtia a emisie skleníkových plynov, ktoré by mohli vyplynúť, ak by bola zrušená všetka plánovaná výroba jadrovej energie a znovu nahradená iba fosílnymi palivami. Samozrejme, časť alebo väčšina z tejto hypoteticky zrušenej jadrovej energie by mohla byť nahradená energiou z obnoviteľných zdrojov, ktoré majú všeobecne podobné nárazové faktory ako jadrová energia (napr. Pozri obrázok 2 odkazu 7). Takže ich výsledky pre projekčné obdobie by sa teda mali v konečnom dôsledku považovať za horné limity potenciálne zabránených vplyvov budúcej jadrovej energie.

Ročnú produkciu jadrovej energie plánovali v regiónoch obsahujúcich päť najlepších krajín emitujúcich CO2 a západnú Európu na základe regionálnych dekadálnych projekcií (v tabuľke 4 odkazu 6), ktoré lineárne interpolovali do ročného rozsahu. 

Uvažovali o dvoch zjednodušených prípadoch pre globálnu aj regionálnu škálu. 

Metodické obmedzenia.

Samozrejme že pri svojej práci mali aj určité limity. Prognózy IAEA (6) pre jadrovú energiu v zásade nepredpokladali nijaké opatrenia na zmiernenie zmeny klímy v prípade nízkej úrovne a agresívne zmierňujúce opatrenia v prípade vysokej kvality. Ďalej vtedy vôbec nebolo jasné, že akou cestou sa bude svet uberať; tieto projekcie MAAE však zohľadňujú účinky havárie vo Fukušime. Napriek tomu sa vtedy zdalo, že s výnimkou Japonska, prvých päť krajín emitujúcich CO2 neplánovali postupné znižovanie „pred-fukušimovských“ plánov pre budúcu jadrovú energiu. Napríklad plány na zvýšenie svojej súčasnej jadrovej kapacity potvrdili Čína viac ako 3-násobne, India viac ako 12-násobne, a Rusko 2-násobne (pozri tabuľku 12.2 odkazu 2). V Japonsku sa budúcnosť jadrovej energie vtedy zdala byť nejasná; vo fiškálnom roku nasledujúcom po havárii vo Fukušime sa výroba jadrovej energie v Japonsku znížila o 63%, zatiaľ čo výroba energie z fosílnych palív sa zvýšila o 26% (odkaz 15), čo jednoznačne zvýšilo japonské emisie CO2.

Výsledky treba správne čítať – ich analýza odráža úmrtnosť vo všetkých fázach palivového cyklu pre každý zdroj energie, ale zároveň vylučuje vážne choroby, vrátane hospitalizácií dýchacích a mozgových ciev, chronickej bronchitídy, kongestívneho zlyhania srdca, nefatálneho karcinómu a dedičných účinkov. 

V prípade fosílnych palív sa odhaduje, že tieto choroby sú približne 10-krát vyššie ako faktory úmrtnosti v tabuľke 1, zatiaľ čo v prípade jadrovej energie sú približne 3-krát vyššie. 

Obrázok blogu

Ďalším dôležitým obmedzením je, že faktory úmrtnosti vylučujú účinky antropogénnych látok. zmeny podnebia a rozdiely súvisiace s rozvojom, ako je vysvetlené v časti vedeckej správy (Výsledky a diskusia). 

Iné aspekty jadrovej energie, ktoré nie je možné zmysluplne kvantifikovať kvôli veľmi veľkej neistote (napr. Potenciálna úmrtnosť na šírenie materiálu vhodného na použitie v zbraniach), tiež nie sú zahrnuté v ich analýze.

Podiely fosílnych palív v ich projekčných prípadoch predpokladajú pevné (na účely stanovenia horných a dolných hraníc), ale boli si vedomí, že sa takmer určite budú v rokoch a desaťročiach meniť, ako v historickom období (obrázok 1). Zdalo sa však, že dominancia uhlia v blízkej budúcnosti v globálnom priemernom energetickom mixe zostane(napr. Obrázok 5.2 odkazu 2). 

Aj keď však na celom svete existuje posun výroby elektrickej energie z uhlia na plyn, ich hodnotenie bolo, že konečné úspory skleníkových plynov z takéhoto prechodu aj tak pravdepodobne nebudú postačujúce na minimalizáciu rizika nebezpečných antropogénnych zmien podnebia (pokiaľ nebudú výsledné emisie zachytené a uložené napr. do podzemia).

K čomu teda americkí vedci dospeli?

Úmrtnosť

Koľkým úmrtiam jadrová energia zabránila?

Vypočítali, že výroba elektrickej energie pomocou jadrovej energie od roku 1971 do roku 2009 v rámci celého sveta zabránila 1,84 milióna úmrtí ľudí.

Konkrétne, napríklad v Nemecku, ktoré oznámilo plány na odstavenie všetkých reaktorov do roku 2022, vypočítali, že jadrová energia zabránila v rokoch 1971 až 2009 v priemere viac ako 117 000 úmrtiam.

A koľko úmrtí jadrová energia spôsobila?

Ich odhadované ľudské úmrtia spôsobené jadrovou energiou v rokoch 1971 až 2009 sú oveľa nižšie ako úmrtia, ktorým sa zabránilo. Globálne v rámci celého sveta vypočítali 4 900 takýchto úmrtí, čo je zhruba 370-krát menej, ako je náš výsledok v prípade úmrtí, ktorým sa dalo vyhnúť. 

Regionálne vypočítali približne 1 800 úmrtí v Európe OECD, 1 500 v USA, 540 v Japonsku, 460 v Rusku (zahŕňa všetkých 15 krajín bývalého Sovietskeho zväzu), 40 v Číne a 20 v Indii. 

Asi 25% z týchto úmrtí je spôsobených pracovnými úrazmi a asi 70% je spôsobených účinkami znečisťovania ovzdušia (pravdepodobne smrteľné rakoviny z rádioaktívneho spadu; pozri tabuľku 2 v odkazu 16).

A čo havárie na jadrových elektrárňach?

Empirické dôkazy naznačujú, že Černobyľská nehoda z apríla 1986 bola jediným zdrojom obetí na svete v dôsledku radiačného spádu jadrovej elektrárne. Podľa (vtedy) posledného posúdenia Vedeckého výboru OSN pre účinky atómového žiarenia (UNSCEAR) (17) možno od roku 2006 jednoznačne pripísať 43 úmrtí radiácii z Černobyľu (28 bolo zamestnancov JE / osôb reagujúcich na prvé miesto a 15 z 6000 osôb). diagnostikované prípady rakoviny štítnej žľazy). UNSCEAR (17) tiež uvádza, že správy o zvýšení leukémie medzi pracovníkmi na zotavenie, ktorí dostali vyššie dávky, sú nepresvedčivé, aj keď vývoj kataraktu bol v tejto skupine klinicky významný; v opačnom prípade pre týchto pracovníkov, ako aj pre bežnú populáciu „neexistujú presvedčivé dôkazy o iných účinkoch na zdravie“, ktoré by bolo možné pripísať ožiareniu. (17)

Okrem toho neboli vedecky platným spôsobom jednoznačne pripísané žiadne úmrtia radiácii spôsobenej ďalšími dvoma hlavnými nehodami, 

  • a to pri havárii na americkej jadrovej elektrárni Three Mile Island v marci 1979, pre ktorú bolo vykonané komplexné 20-ročné vedecké hodnotenie zdravia (18)

  • ako aj havárii na jadrovej elektrárni Fukušima Dai-iči z Marca 2011. 

Hoci v čase robenia ich výskumu (pred ôsmimi rokmi) bolo príliš skoro na zmysluplné zhodnotenie zdravotných dopadov nehody, už vtedy jedna skorá analýza (19) naznačovala, že ročné dávky žiarenia v blízkych oblastiach boli oveľa nižšie ako všeobecne akceptovateľná hranica 100 mSv (17) pre vývoj smrteľných chorôb. 

V každom prípade by naša vypočítaná hodnota globálnych úmrtí spôsobených historickou jadrovou energiou (4900) mohla byť veľkým nadhodnotením v porovnaní s empirickou hodnotou (o 2 rády). 

Absencia dôkazov o vysokej úmrtnosti na minulé jadrové havárie je v súlade s nedávnymi zisteniami (-20, 21), že „bezprahový lineárny model“ použitý na odvodenie faktora jadrovej úmrtnosti v tabuľke 1 (pozri odkaz 22) nemusí byť platný za relatívne nízke dávky žiarenia, ktorým bola verejnosť vystavená pri nehodách jadrových elektrární.

Pre projekčné obdobie rokov 2010–2050 (tj. terajšie) zistili a predpovedali, že v prípade uhlia na celom svete bude pri výrobe elektrickej energie prostredníctvom jadrovej energie (podľa variantu - „low-end“ a naopak „high-end“ priemerne zabránené 4,39 milióna alebo dokonca 7,04 miliónom úmrtí IAEA (6). 

V prípade plynu by bolo globálne zabránené priemerne 420 000 a 680 000 úmrtiam (celý rozsah je uvedený na obrázku 2b, c). 

Regionálne výsledky sú tiež znázornené na obrázku 2b, c. Ďaleký východ a Severná Amerika majú obzvlášť vysoké hodnoty, pretože sa predpokladá, že budú najväčšími výrobcami jadrovej energie (obrázok S2). 

Rovnako ako v historickom období sú vypočítané úmrtia spôsobené jadrovou energiou v našich projekčných prípadoch oveľa nižšie (o 2 rády) dokonca aj pri zohľadnení faktora jadrovej úmrtnosti v tabuľke 1 v nominálnej hodnote (napriek nesúladu s diskutovanými empirickými údajmi vyššie pre historické obdobie) ako úmrtia, ktorým sa zabránilo.

Aký je z toho záver?

Jadrová energia významne prispela k zníženiu globálnej úmrtnosti a emisií skleníkových plynov ktoré sú v dôsledku používania fosílnych palív. Vedci sa už vtedy domnievali, že ak by v najbližších desaťročiach významne poklesla úroveň jadrovej energie vo výrobe elektrickej energie, tak by si pre dosiahnutie cieľovej úrovne skleníkových plynov v atmosfére vyžadovalo doslova „hrdinské úspechy pri zavádzaní nových nízko-uhlíkových technológií“, ktoré však zatiaľ ešte vtedy ani poriadne neexistovali. Aj podľa Medzinárodnej energetickej agentúra by to krajiny, ktoré sa v súčasnosti vo veľkej miere spoliehajú na jadrovú energiu, mali obzvlášť náročné a museli by vynakladať podstatne viac a nákladnejšie zdroje aby dosiahli svoje cieľové úrovne emisií. 

Aj táto vedecká analýza (ale aj a predchádzajúca v odkaze 7 správy) tento záver silne podporujú. 

Takže nielen pre zlepšenie energetickej účinnosti a kombinovanie s obnoviteľnými zdrojmi energie v krátkodobých globálnych dodávkach energie je aj pre úplne najnákladnejšiu úlohu – zníženie úmrtnosti obyvateľstva, sa aj vedci zhodujú v tom, že je dôležité nielen udržať, ale aj zvýšiť úlohu jadrovej energie na celom svete.

Skúsme to zhrnúť:

Jadrová energia už pred ôsmimi rokmi zabránila v priemere 1,84 miliónom úmrtí v dôsledku znečistenia ovzdušia a 64 gigaton emisií CO2 (Gt CO2-eq) skleníkových plynov (GHG), ktoré by boli výsledkom spaľovania fosílnych palív. Na základe globálnych projekčných údajov, ktoré zohľadňujú účinky havárie vo Fukušime, zistíme, že jadrová energia by mohla do polovice storočia navyše zabrániť priemerne 420 000–7,04 miliónom úmrtí a 80–240 Gt CO2-ekv.

Zdroj: https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/es3051197

Skryť Zatvoriť reklamu