שיא תפוקת האורניום

מתוך אקו-ויקי, מקום מפגש בנושאי אקולוגיה, חברה וכלכלה.
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

שיא תפוקת האורניום (באנגלית: Peak uranium) היא נקודה בזמן שבה רמת ההפקה העולמית של אורניום תגיע למקסימום, שלאחריו רמת הפקת האורניום תלך ותרד. בעוד שאורניום משמש לשם ייצור של נשק גרעיני, השימוש העיקרי שלו הוא לשם הפקת חשמל בכורים גרעיניים באמצעות שימוש באיזוטופ אורניום 235. אורניום הוא משאב מתכלה ולכן קיימת גם נקודת הכילוי, שבה לא תישאר יותר עופרה של אורניום, אולם זמן רב לפני הגעה לכילוי גמור של עופרות האורניום צפויה הגעה לשיא תפוקה.

בשנת 1956 הגה הגאולוג מ. קינג האברט תאוריה על דרך הכילוי של משאבים אנרגיה טבעיים מתכלים, כמו פחם, גז טבעי, נפט שידוע כתאוריית השיא של האברט.[1] כל עוד אין דרך לעשות שימוש חוזר באורניום (ראו בהמשך) התאוריה תקפה גם לגבי אורניום. לכן קצב הגילוי וקצב ההפקה צפויים לרדת בעתיד.

תחזיות פסימיות של שיא תפוקת האורניום מדברות על שיא שכבר התרחש בשנות ה-80 של המאה ה-20 או ששיא שני אמור להתרחש באיזור 2035. תחזיות אופטימיות טוענות כי ההיצע גדול בהרבה מהביקוש ולא צופות שיא תפוקת אורניום כלל בעתיד הנראה לעין.

אורניום הוא יסוד טבעי הקיים בסלעים רבים ואפילו במי ים. אם זאת, כמו מתכות אחרות, הוא בדרך כלל מצוי בריכוז נמוך מידי מכדי שיהיה משתלם להפיק אותו מבחינה כלכלית או אנרגטית. ככל שריכוז העופרה נמוך יותר כך משתלם הדבר פחות.

כל קילוגרם של האיזוטופ אורניום-235 שעובר ביקוע גרעיני משחרר כמות אנרגיה גדולה, דומה לזו המשתחררת משריפת 2,700 טונות של פחם. אבל אורניום-235 מהווה רק 0.7% מכלל המסה של אורניום שיש בכדור הארץ. למרות שמדובר במשאב סופי, המאגרים שלו, יכולים באופן תאורטי, לספק חשמל לאנושות למשך מיליוני שנים, בהנחה של שימוש בטכנולוגיה משופרת של כורי דגירה. [1]

ניתוח מחזור חיים אחד קבע כי מתחת לריכוז של 0.01%–0.02% (כלומר 100-200 ppm), האנרגיה המושקעת בהפקה ובעיבוד של העופרה כדי לספק דלק גרעיני, בתפעול כור גרעיני ובנטרול (בצורה חלקית) של הפסולת הגרעינית קרובה לכמות האנרגיה שהתקבלה מהאורניום בכור.[2] במילים אחרות, בריכוז זה ההחזר אנרגטי של האורניום שווה ל-0. חברות כרייה מחשיבות ריכוזי אורניום מעל 0.075% (750 ppm) כעופרה, או כמחצב שכדאי לכרות אותו מבחינה כלכלית.[3]

מ. קינג האברט ואחרים הציעו כי אם ניתן יהיה לסגור את מעגל הדלק הגרעיני, אורניום יהיה במעמד דומה לזה של דלק מתחדש. כורי דגירה ועיבוד מחדש יכולים באופן פוטנציאלי להפיק כמות גבוהה בהרבה של אנרגיה מתוך האורניום הטבעי. עם זאת, כיום רק כמות זעירה של אורניום עוברת "הדגרה" לפלוטוניום ורק כמות קטנה מתוך האורניום שניתן לבקע ופלטינום מופקים מתוך פסולת גרעינית, בעולם כולו. כמו כן עוד לא קיימות טכנולוגיות לטיפול בזיהום הנוצר במהלך מחזור החיים של דלק גרעיני. [2] היות ומחור הדלק הגרעיני הוא בינתיים לא סגור, מתקיימת בינתיים תאוריית השיא של האברט.

הפקת אורניום

שיא תפוקת האורניום מתייחס להגעה לשיא בהפקה של אורניום בכל העולם. כמו שיא תפוקה אחרים, לאחר הגעה לשיא הפקת האורניום צפויה להיכנס לירידה מתמשכת לאחר השיא.

לפי Robert Vance מסוכנות האנרגיה הגרעינית של ה-OECD, הפקת האורניום העולמית כבר הגיעה לשיא בשנת 1980 של 69,683 טונות בשנה של אורניום 308 שהופקו מתוך מחצבים של 22 מדינות. עם זאת שיא זה לא נוצר בגלל מחסור ביכולת ייצור. באופן היסטורי מכרות אורניום ומפעלי הפקה ברחבי העולם עבדו בתפוקה ממוצעת של 76% בטווח בין 57% עד 89%. הסיבה לפעילות הנמוכה יחסית של המכרות היא ביקוש נמוך ותחרות מצד מקורות הספקה מתחרים כמו דלק גרעיני ממצבורים צבאיים ואזרחיים.

היצרניות העיקריות של אורניום הן קנדה (28% מהתפוקה העולמית), ואוסטרליה (23%). יצרניות גדולות אחרות כוללות את קזחסטן, רוסיה, נמיביה וניגירה.[3] ב-1996 העולם הפיק 39 אלף טונות (קילו-טון) של אורניום. בשנת 2005 העולם הפיק שיא מקומי של 41 אלף טונות, אך ההיצע קטן יותר מהביקוש שעומד על 41,700 טונות.[4]

מתוך הביקוש לאורניום לכורים גרעיניים רק 62% מגיע ממכרות אורניום. השאר מגיע ממחסנים של אורניום של חברות דלק לשירותי מחזור דלק, מאגרים של ממשלות, דלק של כורים ישנים שעבר עיבוד מחדש, חומרים ממוחזרים. פלוטוניום שמגיע ממאגרים של נשק גרעיני מזמן המלחמה הקרה צפוי לאזול בשנת 2013. התעשייה מנסה למצוא ולפתח מכרות אורניום חדשים, במיוחד בקנדה, אוסטרליה וקזחסטן. אם זאת, המכרות שמפותחים כיום יכולים לסגור רק חצי מהפער הקיים. [5]

מתוך 10 מכרות האורניום הגדולים ביותר בעולם (Mc Arthur River, Ranger, Rossing, Kraznokamensk, Olympic Dam, Rabbit Lake, Akouta, Arlit, Beverly, ו-McClean Lake) עד שנת 2020 יגיעו שישה מהם לדלדול המחצבים, שניים יהיו בשלב הסופני שלהם, אחד יהיה בשלב מתפתח ואחד יהיה בשלב הייצור. [6]

בשנת 2006-2007 היתה ירידה ניכרת בהקפה של קנדה ואוסטרליה שהובילה לעליה ניכרת במחירי האורניום ברחבי העולם. הדבר נבע מהצפה חוזרת של Cigar Lake בקנדה - המכרה הגדול ביותר בעולם שיש בו את עופרת האורניום העשירה ביותר בעולם. דבר זה יצר הוצאות אנרגטיות וכלכליות למפעילה שלו Cameco ולדחייה של פתיחתו מחדש. טורנדו שהיכה במכרה Ranger באוסטרליה.

96% מאגרי האורניום בעולם נמצאים ב-10 מדינות: אוסטרליה, קנדה, קזחסטן, דרום אמריקה, ברזיל, נמיביה, אוזבקיסטן, ארצות הברית, ניגריה, ורוסיה. מתוך מדינות אלה אוסטרליה וקנדה הן כיום המפיקות העיקריות של אורניום לעולם.

הערכות לגבי זמן לדלדול המאגרים

מספר סוכנויות ניסו להעריך מה לכמה זמן יספיקו המאגרים האלה בהנחה של שימוש אחד ויחיד באורניום ללא שימוש חוזר. האיחוד האירופי פרסם בשנת 2001 כי ברמה הנוכחית של צריכה, מאגרים ראשוניים מוכרים של אורניום יספיקו ל-42 שנה. אם מוסיפים לכך מאגרים נוספים של מחסני אורניום צבאיים ואזרחיים המשאבים יכולים להספיק ל-72 שנה.

מאגרי האורניום הידועים כיום שיש להם היתכנות כלכלית במחיר של 130 דולר לק"ג, יספיקו לפי ארגון ה-OECD, לפי סוכנות האנרגיה העולמית ולפי הסוכנות לאנרגיה אטומית יספיקו "לפחות ל-100 שנים" בקצב הצריכה הנוכחי. [7] [8] לפי קבוצה נוספת World Nuclear Association, בקצב הצריכה הנוכחי יש מספיק אורניום ל-70-80 שנה. [9]

עם זאת, אחוז השימוש באנרגיה אטומית לפי חישובים האלה הוא ברמה כזו שהוא יכול לספק רק שבריר מצריכת האנרגיה העולמית. אם צריכת חשמל מאנרגיה גרעינית תגדל למשל פי 6, בטכנולוגיה הנתונה, הספקת אורניום ל-72 שנה תחזיק מעמד רק 12 שנים. [10]

קישורים חיצוניים

הערות שוליים

  1. ^ M. King Hubbert (1956-06). "Nuclear Energy and the Fossil Fuels 'Drilling and Production Practice'" (PDF). API. p. 36.
  2. ^ "Uranium Resources and Nuclear Energy" (PDF). Energy Watch Group. 2006.
  3. ^ "About Uranium". Axton