Περιβάλλον: Επικινδυνότητα χρήσης πηγών ενέργειας Κώστας Κάππας

 

Περιβάλλον: Επικινδυνότητα χρήσης πηγών ενέργειας

Κώστας Κάππας 

Οι πηγές ή "αποθήκες" ενέργειας, αποτελούν ένα τεράστιο ενεργειακό δυναμικό αλλά σε μεγάλο βαθμό ανισοκατανεμημένο: υπάρχουν πηγές άμεσα εκμεταλλεύσιμες και άλλες γιατί τις οποίες απαιτείται επεξεργασία. Ορισμένα ενεργειακά αποθέματα (π.χ. πετρέλαιο ή γαιάνθρακας) ευρίσκονται στα επιφανειακά στρώματα της Γης, ενώ αλλού, τα ίδια αποθέματα απαιτούν εξόρυξη σε βάθος εκατοντάδων ή χιλιάδων μέτρων. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό επίσης ορισμένων πηγών ενέργειας είναι ότι καθίστανται όντως πηγές ενέργειας, όταν η τεχνολογία ωριμάζει και το επιτρέπει.

Χωρίς να οριστικοποιείται ο κατάλογος, πηγές ενέργειας είναι οι:

• Συμβατικές ή μη-ανανεώσιμες: στερεά καύσιμα γαιανθράκων (π.χ. λιγνίτης, ανθρακίτης, τύρφη), υγρά καύσιμα (π.χ. μαζούτ, πετρέλαιο, βενζίνη, κηροζίνη), αέρια καύσιμα (π.χ. φυσικό αέριο, υγραέριο).
• Ανανεώσιμες: ήλιος (ενεργητικά, παθητικά και φωτοβολταϊκά συστήματα), αιολική ενέργεια, υδάτινο δυναμικό (υδατοπτώσεις, φράγματα, παλίρροιες – κύματα και ρεύματα ωκεανών), βιομάζα, Υδρογόνο, γεωθερμία (ηφαιστειότητα και άλλες γεωτεκτονικές συνθήκες).
• Πυρηνική: σχάση, σύντηξη

Σημείωση: η Πυρηνική ενέργεια κατηγοριοποιείται ξεχωριστά καθώς, ανάλογα με την τεχνολογία παραγωγής αλλά και τα μέτρα ασφαλείας, θα ήταν εξ’ ίσου εφικτό να θεωρηθεί μη-ανανεώσιμη και ρυπογόνα (εξάντληση Ουρανίου και ραδιενεργά κατάλοιπα στην Τεχνολογία Σχάσης), ανανεώσιμη και μη-ρυπογόνα (ανεξάντλητο Υδρογόνο και μηδαμινά κατάλοιπα στην Τεχνολογία Σύντηξης).

Σήμερα και σε παγκόσμιο επίπεδο, τα λεγόμενα ορυκτά καύσιμα, το πετρέλαιο μαζί με τους γαιάνθρακες και το φυσικό αέριο, κατέχουν την μερίδα του λέοντος στην ενεργειακή κατανάλωση: 85% επί του συνόλου και με τεράστιο τίμημα σε ρύπους. Η πυρηνική ενέργεια, είτε σχάσης, είτε σύντηξης κατέχει μόλις το 6% και το υπόλοιπο 9% κατανέμεται στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας - ΑΠΕ (βιομάζα, αιολική, ηλιακή, κ.α.) και σε μία σειρά άλλες, μικρότερης σημασίας.

Ο βασικός λόγος επιλογής μίας πηγής ενέργειας είναι η χρηστικότητά της και οι αναγκαίες συνθήκες συνοψίζονται στις εξής:

• Να είναι άφθονη και εύκολα προσβάσιμη.
• Να μετατρέπεται εύκολα και φθηνά, σε μορφή αξιοποιήσιμη.
• Να μεταφέρεται και να αποθηκεύεται εύκολα.
• Να είναι φιλική προς το περιβάλλον.
• Να είναι χαμηλής επικινδυνότητος για την φύση και τον άνθρωπο.

ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΚΙΝΔΥΝΩΝ

Όλες οι πηγές ενέργειας παρουσιάζουν μικρά ή μεγάλα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Επομένως, η επιλογή μιας μορφής ενέργειας Α έναντι μίας μορφής Β για την απόσπαση της ίδιας ποσότητος ενέργειας, ανάγεται πάντα στο δίλημμα: εάν και κατά πόσον τα πλεονεκτήματα της Α υπερέχουν των ιδίων της μειονεκτημάτων, περισσότερο από ότι στην Β.

Η έννοια του κινδύνου: αντικειμενική και υποκειμενική υπόσταση

Κύρια κατηγορία μειονεκτημάτων είναι ο κίνδυνος. Η έννοια, αυτή καθ’ εαυτή, του κινδύνου είναι αρκετά συγκεχυμένη.

Για πολλούς, ο κίνδυνος ταυτίζεται με το ίδιο το γεγονός:

“εάν διαφύγει ραδιενέργεια από πυρηνικό εργοστάσιο, θα έχουμε τόσους νεκρούς, τόσους τραυματίες, τόσες καταστροφές…. οι αριθμοί αυτοί πολλαπλασιαζόμενοι επί τον αριθμό των υπαρχόντων εργοστασίων δείχνουν ότι … η πυρηνική ενέργεια είναι καταστροφή για τον πολιτισμό μας”.

Για άλλους ο κίνδυνος ταυτίζεται με την μαζικότητα του φαινομένου. Ας παρατεθεί σε αυτό το σημείο, το κλασσικό παράδειγμα του αεροπλάνου.

Εκείνοι οι οποίοι φοβούνται να ταξιδεύσουν με αεροπλάνο, προβάλλουν ως επιχείρημα τα πολύνεκρα δυστυχήματα τα οποία έχουν συμβεί κατά καιρούς. Η στατιστική, όμως, επιβεβαιώνει το εξής απλό γεγονός: για τον ίδιο γεωγραφικό προορισμό, η μετάβαση με αυτοκίνητο είναι περίπου 6 φορές περισσότερο επικίνδυνη από ότι με αεροπλάνο (με κριτήριο τον θάνατο του επιβάτη και εξαιρώντας εντελώς τις περιπτώσεις τραυματισμών, οι οποίες επιβαρύνουν στην στατιστική κυρίως την πλευρά του αυτοκινήτου). Είναι φανερό ότι αυτό το οποίο προκαλεί τον φόβο, είναι μόνο η μαζικότητα της αεροπορικής καταστροφής.

Ο κίνδυνος συνεπώς έχει δύο συνιστώσες:

• Την αντικειμενική, η οποία είναι μετρήσιμη ποσοτικά.
• Την υποκειμενική (και συναισθηματική) η οποία μπορεί να έχει ατομικό ή μαζικό χαρακτήρα και είναι πολύ δύσκολο να μετρηθεί. Είναι φανερό ότι αυτή η συνιστώσα έχει πολλές διακυμάνσεις και εξαρτάται από τυχαίους παράγοντες. Για παράδειγμα, διαφορετικά είναι τα συναισθήματα και η εκτίμηση ενός παρατηρητή για την αναγκαιότητα της πυρηνικής ενέργειας εάν ερωτηθεί σε ανύποπτο χρόνο και διαφορετικά αμέσως μετά από ατύχημα σε πυρηνικό σταθμό.

Οι δύο αυτές συνιστώσες είναι κατά κάποιο τρόπο αντιστρόφως ανάλογες. Όσο η πραγματική – αντικειμενική συνιστώσα είναι αυξημένη σε βάρος της υποκειμενικής, ο πληθυσμός είναι περισσότερο ψύχραιμος, δεκτικός και συνεργάσιμος. Στην αντίθετη περίπτωση, το έδαφος προσφέρεται για οποιουδήποτε είδους εικασίες, τροφοδοτώντας έτσι την αντιεπιστημονικότητα, την μυθοπλασία και κατά συνέπεια τον πανικό και την στείρα άρνηση.

Απόλυτος και σχετικός κίνδυνος

Από μαθηματική άποψη, ο κίνδυνος διακρίνεται σε απόλυτο και σχετικό.

• Ο απόλυτος κίνδυνος εκφράζεται σε αριθμό ατυχημάτων ανά ορισμένη χρονική περίοδο (π.χ. “τις τελευταίες δεκαετίες ο αριθμός των θανατηφόρων ατυχημάτων στην βαριά βιομηχανία στην χώρα μας είναι περίπου ΧΧ ανά έτος”).
• Ο σχετικός κίνδυνος είναι ο απόλυτος κίνδυνος διαιρεμένος με το αναμενόμενο όφελος, ή με άλλα λόγια, ο απόλυτος κίνδυνος για ένα συγκεκριμένο όφελος.

Ως παράδειγμα, συγκρίνεται η θνησιμότητα και η νοσηρότητα του Ουρανίου με αυτές του Άνθρακα. Τα στοιχεία προέρχονται από το National Institute for Occupational Safety and Health, USA.

1. 1.  Κίνδυνοι θανατηφόρων ατυχημάτων στα ορυχεία κατά την διάρκεια της εξαγωγής Άνθρακα και Ουρανίου (εξαιρουμένων των υπαλλήλων γραφείου και για μέσο χρόνο απασχόλησης των εργατών, 2000 ώρες ανά έτος)

H μέση συχνότητα θανατηφόρων ατυχημάτων για την περίοδο 2006 – 2015, είναι (απόλυτος κίνδυνος):

• Άνθρακας: 16,5 θάνατοι ανά 100.000εργάτες.
• Ουράνιο: 15,1 θάνατοι ανά 100.000 εργάτες.

Διαπιστώνεται ότι μέσα στο ορυχείο ο εργαζόμενος στην εξόρυξη εκτίθεται περίπου στον ίδιο απόλυτο κίνδυνο, είτε πρόκειται για Ουράνιο είτε για Άνθρακα.

Εξετάζοντας τον κίνδυνο σε σχέση με το αναμενόμενο κοινωνικό και οικονομικό όφελος, παρατηρείται ότι 1 kg μεταλλεύματος φυσικού Ουρανίου αποδίδει περίπου 90-100 φορές περισσότερη ενέργεια απ’ ότι 1 kg Άνθρακα.

Αυτό σημαίνει ότι για την ίδια ποσότητα παραγόμενου ηλεκτρικού έργου, τα θανατηφόρα επαγγελματικά ατυχήματα (σχετικός κίνδυνος) για παραγωγή ενός τρισεκατομμυρίου kWh ηλεκτρισμού είναι:

• Μετάλλευμα Άνθρακα: 190 θάνατοι
• Μετάλλευμα Ουρανίου: 2 θάνατοι

Συνεπώς ο σχετικός κίνδυνος για τον Άνθρακα ως προς το Ουράνιο, είναι σχεδόν 100 φορές μεγαλύτερος.

1. 2.  Επαγγελματικές ασθένειες των εργαζομένων στα ορυχεία

Οι επαγγελματικές ασθένειες στα ορυχεία είναι σχετικά κοινές, ανεξαρτήτως εξαγόμενου ορυκτού ή μεταλλεύματος: πνευμονοκονίαση, φυματίωση (οφειλόμενη εν μέρει και στην σιλίκωση από σκόνη Πυριτίου), εμφύσημα, αιματολογικές ασθένειες, καρκίνος του πνεύμονα (κυρίως λόγω εισπνοής του ραδιενεργού Ραδονίου, κ.α.).

Στην περίπτωση των ορυχείων Ουρανίου αναμένεται οι επιπτώσεις της εισπνοής Ραδονίου να είναι εντονότερες καθώς το αέριο αυτό εκλύεται σε μεγαλύτερες ποσότητες. Παρ’ όλα αυτά, ποσοτικά, το ισοζύγιο επαγγελματικών ασθενειών Ουρανίου–Άνθρακα δεν επηρεάζεται ιδιαίτερα.

Θεωρώντας πάλι την ίδια ποσότητα τελικής παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας,  ο σχετικός κίνδυνος για τον Άνθρακα ως προς το Ουράνιο, είναι σχεδόν 80-90 φορές μεγαλύτερος. Επιπλέον, στην περίπτωση του Άνθρακα, ο κίνδυνος της ακτινοβολίας είναι μεν μηδαμινός, αλλά η επικινδυνότητα πολύ μεγαλύτερη λόγω της τοξικότητος του καυσίμου και έμμεσα λόγω της μόλυνσης του περιβάλλοντος.

Ανάλογα συμπεράσματα θα μπορούσε να εξάγει κανείς και για την νοσηρότητα στην πετρελαϊκή βιομηχανία και στις υπόλοιπες πηγές ενέργειας. Ο κατάλογος είναι πολύ μακρύς, με κύρια αναφορά στον τοξικό κίνδυνο. Χαρακτηριστικά, η Επιτροπή Ελέγχου Ατομικής Ενέργειας του Καναδά δημοσίευσε σχετικά με την νοσηρότητα των κυριότερων πηγών ενέργειας:

“H πλειοψηφία των νέων τεχνολογιών (Μεθανόλη, Aιολική Eνέργεια, φωτοβολταϊκή τεχνική, θερμική τεχνική) ενέχουν ελαφρά μικρότερη νοσηρότητα από αυτήν του πετρελαίου και του Άνθρακα. Η ηλιακή θέρμανση και η θερμική ενέργεια της θάλασσας, πολύ μικρότερη νοσηρότητα. Τέλος, τον μικρότερο κίνδυνο για την υγεία παρουσιάζει η πυρηνική ενέργεια και τα φυσικά αέρια”.

ΣΧΟΛΙΑ

Οι μελλοντικές γενιές θα κληρονομήσουν, εκτός των άλλων, δύο κύρια προβλήματα από την σημερινή χρήση (και κατάχρηση) των πηγών ενέργειας:

• τις τεράστιες ποσότητες διοξειδίου του Άνθρακα (CO2), οι οποίες εκλύονται στην ατμόσφαιρα από τις περισσότερες πηγές ενέργειας.
• τα ραδιενεργά απόβλητα της πυρηνικής βιομηχανίας,

Η σύγκριση μεταξύ των δύο προβλημάτων είναι δύσκολη, λόγω των διαφορετικών λύσεων οι οποίες προτείνονται για το καθένα από αυτά, αλλά και των κινδύνων τους οποίους ενέχουν. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα το ζεύγος Άνθρακας και Ουράνιο:

• Στην υποθετική περίπτωση μιας οικονομίας στηριγμένη κατά 100% στον Άνθρακα, τα απόβλητα ανά άτομο και ανά έτος στις ΗΠΑ θα ήταν 150 kg, από τα οποία το 10% θα διοχετεύετο στην ατμόσφαιρα.
• Στην περίπτωση του Ουρανίου, με τις ίδιες υποθέσεις, τα απόβλητα θα ήσαν 1,5 kg ανά άτομο και έτος, δηλαδή 100 φορές λιγότερα.

Η σύγκριση από άποψη όγκου καταλοίπων είναι δυνατή και ευνοεί σαφώς την χρήση του Ουρανίου. Από άποψη όμως νοσηρότητος, τα πράγματα δεν είναι διόλου απλά. Οι τεράστιες ποσότητες του Άνθρακα με την μορφή (CO2) δημιουργούν μια σειρά προβλημάτων. Το κάθε γραμμάριο της πυρηνικής βιομηχανίας είναι ελάχιστο αλλά ραδιενεργό. Είναι φανερό ότι τα αποτελέσματα είναι, από άποψη ποιοτική, διαφορετικά.

Το κύριο πρόβλημα των ραδιενεργών καταλοίπων της πυρηνικής βιομηχανίας είναι η περίοδος τους. Μερικά αδρανοποιούνται ταχύτατα. Άλλα παραμένουν ενεργά για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα (τέτοια είναι η περίπτωση του Πλουτωνίου–239 του οποίου η χρόνος ημιζωής είναι της τάξης των 24.000 ετών). Οι λύσεις για την αποθήκευση (έως να καταστούν ανενεργά), την καταστροφή ή την “φυγάδευσή” τους στο Διάστημα είναι αρκετές και έχουν αναφερθεί σε προηγούμενο σημείωμα και φυσικά στην διεθνή βιβλιογραφία.

Όλες αυτές οι λύσεις είτε εφαρμόζονται, είτε συζητούνται. Δεν υπάρχει πάντως μια οριστική απάντηση στο πρόβλημα, αν και πολλοί διερωτώνται κατά πόσο θα ήταν σωστό να αναζητηθεί πιεστικά μια οριστική λύση με τα σημερινά δεδομένα. Για τις επόμενες δεκαετίες δεν υπάρχει καμμία πίεση για άμεση λύση, οι δε προοπτικές για οριστική λύση του προβλήματος είναι ενθαρρυντικές.

Η αύξηση της περιεκτικότητος της ατμόσφαιρας σε CO2 (από τις συμβατικές πηγές ενέργειας) είναι πρόβλημα εξίσου μακροπρόθεσμο. Η σημερινή περιεκτικότητα είναι περίπου 0,033% και μεταβάλλεται ελαφρά ανάλογα με τις εποχές του έτους. Δυστυχώς όμως η κύρια τάση της είναι αυξητική: ήταν 0,028% το 1880, 0,029% το 1900, 0,031% το 1935 και 0,040% σήμερα. Η αύξηση αυτή του CO2 εξαρτάται από 3 παράγοντες:

• Από την χρήση καυσίμων ορυκτών όπως το πετρέλαιο, ο άνθρακας, το φυσικό αέριο, η βιομάζα κλπ. Τα συνολικά απόβλητα σε CO2 είναι σήμερα της τάξης των 20 δισεκατομμυρίων τόνων ανά έτος.
• Από την χρήση ανθρακικών οξέων και αλάτων στην βιομηχανία (ιδίως στην χημική).
• Από την καταστροφή των δασών για την δημιουργία καλλιεργήσιμων εδαφών (250 εκατομμύρια στρέμματα τον χρόνο σ’ ολόκληρο τον κόσμο).

Με τον σημερινό ρυθμό ανάπτυξης και εάν δεν αντικατασταθούν σύντομα οι πηγές ενέργειας οι οποίες εκλύουν CO2, η ποσότητα του τελευταίου στην ατμόσφαιρα στα επόμενα 200 χρόνια, θα αυξηθεί κατά 4 ως 8 φορές. Οι κλιματολογικές επιπτώσεις είναι καταστροφικές από την συνεχή έκλυση του CO2. Κάθε διπλασιασμός της ποσότητος του αερίου αυτού στην ατμόσφαιρα, αυξάνει την μέση θερμοκρασία της Γης κατά 1,5 ως 3οC (εάν δεν αλλάξει κάτι σοβαρά, σε 200 χρόνια η Γη θα παρουσιάσει μια μέση αύξηση θερμοκρασίας κατά 6 βαθμούς τουλάχιστον, έως και πολύ παραπάνω).

Η θέρμανση αυτή, εκτός από τα προβλήματα επιβίωσης, θα έχει δύο ακόμα σοβαρότατες επιπτώσεις:

• Τήξη των πάγων στους πόλους, με αποτέλεσμα να ανέβει η στάθμη των ωκεανών κατά αρκετά μέτρα, εξαφανίζοντας εκατοντάδες παράκτιες πόλεις.
• Διάλυση μέρους του CO2 στους ωκεανούς, με αποτέλεσμα την καταστροφή τεράστιου τμήματος της υδρόβιας ζωής και πλήρη κατάρρευση της ισορροπίας της τροφικής αλυσίδας.

Ορισμένα, τέλος, από τα ρυπαντικά συστατικά των συμβατικών πηγών ενέργειας και των αντίστοιχων βιομηχανικών κλάδων, όπως το διοξείδιο του Θείου (SO2) και το Freon, είναι ικανά να επηρεάσουν σημαντικά τους φυσικούς παράγοντες οι οποίοι σχετίζονται με την ανάπτυξη των ζωντανών οργανισμών (όπως π.χ. το Όζον της ατμόσφαιρας).

 Πυρηνική ενέργεια: Ευχή ή κατάρα;

Αβίαστο είναι το συμπέρασμα ότι η πυρηνική ενέργεια είναι εξαιρετικά πολύτιμη για την κάλυψη των αναγκών, την ενεργειακή ανεξαρτησία μίας χώρας και την απαγκίστρωση από το πετρέλαιο και τον γαιάνθρακα, υπό όρους:

• κρατική επένδυση - όχι τον ενεργειακό αυτόν γίγαντα στα χέρια ιδιωτών με στόχο το κέρδος -,
• συνεχής εκμοντερνισμός και αναβάθμιση των μέτρων ασφαλείας (συμπεριλαμβανομένης της αποθήκευσης του χρησιμοποιημένου καυσίμου και γενικά των αποβλήτων του) και
• συνεχής κρατικός έλεγχος της λειτουργίας του αντιδραστήρα από ανεξάρτητη Αρχή.

Οι αναμενόμενες περιβαλλοντικές αρνητικές επιπτώσεις (σημαντικές αναμφισβήτητα) θα είναι πάντα δεκάδες έως εκατοντάδες φορές μικρότερες από την αργή, σταθερή, σχεδόν μη-αναστρέψιμη κατάρρευση του περιβάλλοντος από τους γαιάνθρακες και το πετρέλαιο.

Όσο για τις ήπιες πηγές ενέργειας, δεν είναι και τόσο ήπια η βιομηχανία που τις στηρίζει και σε καμία περίπτωση δεν καλύπτουν περισσότερες από ορισμένες περιφερειακές ή τοπικές ενεργειακές ανάγκες (π.χ. νησιά, εξοχικά, μερικώς την θέρμανση, καθαριότητα κ.α.).

Το τεράστιο και σοβαρό θέμα της επιλογής ή του συνδυασμού των πηγών ενέργειας αλλά και της ασφάλειας, προσεγγίστηκε ακροθιγώς και δεν εξαντλείται. Παρ’ όλα αυτά η σχετική αβεβαιότητα των παρατιθέμενων στοιχείων και αριθμών δεν ανατρέπει σε καμμία περίπτωση, την ιεραρχία η οποία υφίσταται ανάμεσα στις διάφορες πηγές ενέργειας:

η πυρηνική ενέργεια είναι αυτή η οποία προκαλεί τα λιγότερα οικολογικά προβλήματα και εγκυμονεί τους λιγότερους κινδύνους για τον Άνθρωπο και την Φύση.

Η πιο ενδιαφέρουσα και ίσως οριστική οικολογική λύση παρουσιάζεται στο επόμενο και τελευταίο σημείωμα.

Ο Κώστας Κάππας είναι καθηγητής Ιατρικής Φυσικής - Ακτινοφυσικής του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου Λάρισας και του Ιατρικού Τμήματος Πανεπιστημίου Θεσσαλίας

Ενδεικτική Βιβλιογραφία

1. “Ακτινοβολία και Ακτινοπροστασία”, Κάππας Κ & Θεοδώρου Κ, Ιατρικές Εκδόσεις: BrokenHill Pub. Ltd
2. “Πόσο επικίνδυνη είναι η Πυρηνική Ενέργεια;”, Κάππας Κ., Περισκόπιο της Επιστήμη, 1984
3. “Περιβάλλον και Πολιτισμός Δήμου Κηρέως”, http://kireas.org.
4. “Κέντρο Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης Καστοριάς”, http://kpe-kastor.kas.sch.gr
5. American Medical Association, www.ama-assn.org (search keys: Uranium, Oil and Gas Industry, Carbon, …)
6. NIOSH, “Number and Rate of Occupational Mining Fatalities by Year, 2006-2015”, www.cdc.gov/niosh/mining/statistics/allmining.html, The National Institute for Occupational Safety and Health, USA