Γιατί η πρόσβαση σε νερό δεν αρκεί για τη χωροθέτηση πυρηνικού σταθμού

«Έχουμε θάλασσα»: μια σωστή παρατήρηση που απαντά σε λάθος ερώτημα

Η φράση επανέρχεται σχεδόν σε κάθε δημόσια συζήτηση για την πυρηνική ενέργεια. Υπάρχει νερό, άρα υπάρχει ψύξη, άρα υπάρχει θέση. Ο πρώτος κρίκος της αλυσίδας είναι σωστός: κανένας θερμικός σταθμός δεν λειτουργεί αν δεν έχει πού να στείλει τη θερμότητα που δεν μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Το λάθος βρίσκεται στο τι θεωρούμε ότι αποδεικνύει αυτό.

Η πρόσβαση σε νερό λειτουργεί ως φίλτρο αποκλεισμού και όχι ως κριτήριο επιλογής. Ένα φίλτρο αποκλεισμού βγάζει από το τραπέζι όσες θέσεις δεν το περνούν. Δεν λέει τίποτα για το ποια από τις υπόλοιπες είναι κατάλληλη. Κάθε παράκτια θέση και κάθε θέση δίπλα σε μεγάλο ποτάμι περνά αυτό το κόσκινο, οπότε το κόσκινο δεν ξεχωρίζει καμία από αυτές.

Παρακάτω περιγράφεται τι εξετάζει στην πράξη μια μελέτη χωροθέτησης πυρηνικού σταθμού ηλεκτροπαραγωγής, γιατί το ίδιο το νερό εμφανίζεται ταυτόχρονα ως πόρος και ως κίνδυνος, και γιατί οι υποψήφιες θέσεις σπάνια απορρίπτονται για έναν και μόνο λόγο.

• σεισμική και τεκτονική αξιολόγηση της ευρύτερης περιοχής
• γεωλογία, εδαφομηχανική και υδρογεωλογία του υπεδάφους
• πλημμύρα, θαλάσσια στάθμη και ακραία καιρικά φαινόμενα
• διαθεσιμότητα και θερμοκρασία του ψυκτικού μέσου σε όλες τις εποχές
• πυκνότητα και κατανομή πληθυσμού, δυνατότητα εφαρμογής προστατευτικών μέτρων
• γειτονικές δραστηριότητες που δημιουργούν κινδύνους προς τη θέση
• χρήσεις γης, προστατευόμενες περιοχές και πολιτιστικά μνημεία
• πρόσβαση για βαριά και υπερμεγέθη φορτία
• σύνδεση με το ηλεκτρικό δίκτυο και ευστάθειά του

Σεισμός και τεκτονική: η αξιολόγηση που αρχίζει μακριά από το οικόπεδο

Η σεισμική αξιολόγηση δεν ξεκινά από το οικόπεδο. Ξεκινά από ένα σεισμοτεκτονικό μοντέλο ολόκληρης της ευρύτερης περιοχής: ποιες ρηξιγενείς δομές υπάρχουν, ποιες από αυτές θεωρούνται ενεργές, πόσο συχνά δίνουν σεισμούς και πόσο μεγάλους μπορούν να δώσουν. Τα δεδομένα έρχονται από γεωλογική χαρτογράφηση, γεωφυσικές διασκοπήσεις, την ιστορική και ενόργανη σεισμικότητα, παλαιοσεισμολογικές τομές πάνω σε ρήγματα, και από τοπικό δίκτυο σεισμογράφων που εγκαθίσταται στη θέση και καταγράφει για μεγάλο διάστημα πριν παρθεί οποιαδήποτε απόφαση.

Από εκεί προκύπτει η σεισμική δράση σχεδιασμού, δηλαδή η εδαφική κίνηση για την οποία πρέπει να αποδειχθεί ότι τα κρίσιμα για την ασφάλεια συστήματα κρατούν. Αυτή είναι μηχανική δουλειά, ακριβή αλλά εφικτή. Ξεχωριστό και πολύ πιο σκληρό ερώτημα είναι αν το ίδιο το έδαφος μπορεί να σπάσει κάτω από τα θεμέλια. Η επιφανειακή διάρρηξη μετακινεί τη μία πλευρά της κατασκευής ως προς την άλλη, και δεν υπάρχει σχεδιαστική λύση που να το αντέχει σε κτίριο με τις ανοχές που απαιτεί ένας πυρηνικός σταθμός. Θέση πάνω σε ρήγμα που μπορεί να δώσει επιφανειακή διάρρηξη αποκλείεται, δεν βελτιώνεται.

Η αξιολόγηση δεν σταματά στη δόνηση. Το ίδιο σεισμικό γεγονός μπορεί να προκαλέσει ρευστοποίηση σε χαλαρές αμμώδεις στρώσεις, καθιζήσεις, κατολισθήσεις σε γειτονικά πρανή, υποθαλάσσιες κατολισθήσεις, και θαλάσσιο κύμα βαρύτητας που φτάνει στην ακτή. Η σύνθεση των παράπλευρων φαινομένων με το κύριο συχνά είναι πιο περιοριστική από την ίδια τη δόνηση.

Υπάρχει και μια οικονομική διάσταση που σπάνια λέγεται καθαρά. Μια υψηλότερη σεισμική δράση σχεδιασμού μεταφράζεται σε βαρύτερες κατασκευές, περισσότερες αγκυρώσεις, ακριβότερο εξοπλισμό και μακρύτερη τεκμηρίωση. Υπάρχει σημείο όπου μια θέση παύει να είναι απαγορευτική και γίνεται απλώς σαφώς χειρότερη από μια άλλη υποψήφια.

Το υπέδαφος: γεωλογία, εδαφομηχανική, υδρογεωλογία

Τα κτίρια ενός πυρηνικού σταθμού είναι από τα βαρύτερα που κατασκευάζονται σε πολιτικά έργα, και ταυτόχρονα από τα πιο ευαίσθητα σε παραμόρφωση. Δεν είναι το συνολικό βύθισμα που ενοχλεί, είναι η διαφορική καθίζηση: όταν το ένα άκρο μιας θεμελίωσης κατεβαίνει διαφορετικά από το άλλο, χάνεται η ευθυγράμμιση σωληνώσεων, στροφείων και διεισδύσεων στο περιοριστικό κέλυφος. Η μελέτη χρειάζεται φέρουσα ικανότητα, ομοιομορφία στρώσεων και προβλέψιμη συμπεριφορά, όχι μόνο έναν αριθμό αντοχής.

Πολλά υπόγεια χαρακτηριστικά δημιουργούν πρόβλημα χωρίς να φαίνονται στην επιφάνεια: καρστικά έγκοιλα και διαλυτοποίηση ανθρακικών πετρωμάτων, παλιές υπόγειες εκμεταλλεύσεις, ενδιάμεσες μαλακές στρώσεις, ασταθή πρανή, ενεργή διάβρωση ακτής. Η διερεύνηση γίνεται με γεωτρήσεις, επιτόπου δοκιμές, γεωφυσικές μεθόδους και εργαστηριακό έλεγχο δειγμάτων, και συνήθως επαναλαμβάνεται πυκνότερα αφού στενέψει ο κατάλογος των υποψηφίων.

Η υδρογεωλογία εξετάζεται για διαφορετικό λόγο. Η στάθμη και η χημεία του υπόγειου νερού επηρεάζουν την κατασκευή, από την άντληση κατά την εκσκαφή μέχρι τη διάβρωση σκυροδέματος και μεταλλικών στοιχείων. Το βασικότερο όμως είναι η διαδρομή: προς τα πού κινείται το υπόγειο νερό, πόσο γρήγορα, πού καταλήγει, ποιες γεωτρήσεις ύδρευσης ή άρδευσης συνδέονται μαζί του. Μια θέση αξιολογείται και ως προς το πόσο καλά επιτρέπει να παρακολουθείς και να περιορίζεις μια ενδεχόμενη διαφυγή, όχι μόνο ως προς το πόσο σταθερά κρατά ένα κτίριο.

Το νερό ως κίνδυνος: πλημμύρα, στάθμη και ακραίος καιρός

Το ίδιο στοιχείο που επικαλείται η φράση «έχουμε θάλασσα» είναι και ο πιο συνηθισμένος εξωτερικός κίνδυνος για μια παράκτια θέση. Η στάθμη σχεδιασμού πλημμύρας δεν βγαίνει από το χειρότερο μεμονωμένο φαινόμενο που έχει καταγραφεί. Βγαίνει από συνδυασμούς που μπορούν να συμβούν μαζί: ανύψωση στάθμης από βαρομετρικό χαμηλό και άνεμο, πλημμυρίδα, κυματισμός και αναρρίχηση κύματος στην ακτή, ταυτόχρονη έντονη βροχόπτωση που δεν μπορεί να απορρεύσει, και για ποτάμιες θέσεις η παροχή του ποταμού μαζί με το ενδεχόμενο αστοχίας φράγματος ανάντη.

Η στάθμη αναφοράς δεν είναι σταθερή στη διάρκεια ζωής ενός σταθμού. Η άνοδος της θαλάσσιας στάθμης εξελίσσεται σε κλίμακα δεκαετιών, δηλαδή μέσα στο χρονικό παράθυρο λειτουργίας και αποξήλωσης της εγκατάστασης. Η μελέτη οφείλει να δουλέψει με προβολές και με περιθώρια, και η αξιολόγηση επαναλαμβάνεται περιοδικά κατά τη λειτουργία, καθώς προστίθενται νέα δεδομένα.

Ο πολύ χαμηλός στάθμη νερού είναι εξίσου σημαντικός με τον πολύ υψηλό, γιατί μια στεγνή ή μερικώς ακάλυπτη υδροληψία σημαίνει απώλεια του τρόπου απόρριψης θερμότητας. Δίπλα σε αυτά μπαίνουν άνεμος και εκτοξευόμενα αντικείμενα, κεραυνοί, χιόνι και πάγος, χαλάζι, ομίχλη και θαλάσσιο αερόλυμα που διαβρώνει ηλεκτρολογικό εξοπλισμό, ακραίες θερμοκρασίες αέρα που επηρεάζουν τον κλιματισμό των κτιρίων και τις εφεδρικές γεννήτριες, και πυρκαγιά στη γύρω βλάστηση με τον καπνό της. Η λογική είναι πάντα η ίδια: όχι το κάθε φαινόμενο χωριστά, αλλά οι εύλογοι συνδυασμοί τους.

Απόρριψη θερμότητας: το ερώτημα δεν είναι αν υπάρχει νερό

Κάθε θερμικός σταθμός απορρίπτει μεγάλο μέρος της θερμότητας που παράγει. Στην περίπτωση ενός πυρηνικού σταθμού προστίθεται μια διάσταση που δεν έχει σχέση με την απόδοση: μετά το σβήσιμο, η ενεργός ζώνη συνεχίζει να παράγει παραμένουσα θερμότητα από τη ραδιενεργό διάσπαση των προϊόντων σχάσης. Η δυνατότητα να απομακρύνεται αυτή η θερμότητα πρέπει να υπάρχει σε κάθε προβλέψιμη συνθήκη, και μετά από εξωτερικό συμβάν. Η διαθεσιμότητα του τελικού αποδέκτη θερμότητας είναι λειτουργία ασφάλειας, όχι θέμα οικονομίας καυσίμου.

Η επιλογή τεχνολογίας ψύξης αλλάζει τα κριτήρια της θέσης. Το ανοιχτό κύκλωμα παίρνει μεγάλες ποσότητες νερού, τις επιστρέφει σχεδόν όλες θερμότερες, και μεταθέτει το ζήτημα στη θερμική επιβάρυνση του αποδέκτη. Το κλειστό κύκλωμα με πύργους ψύξης παίρνει πολύ λιγότερο νερό αλλά καταναλώνει μεγαλύτερο μέρος του με εξάτμιση, προσθέτει ορατή απόληξη υδρατμών, μεγάλες κατασκευές και, όταν τροφοδοτείται με θαλασσινό νερό, διασπορά αλατιού στη γύρω περιοχή.

Η θερμική επίπτωση αξιολογείται με περιβαλλοντικούς όρους που θέτουν όρια τόσο στη διαφορά θερμοκρασίας της απόρριψης όσο και στη θερμοκρασία του σώματος που τη δέχεται. Παράλληλα εξετάζεται η επίδραση της υδροληψίας στους οργανισμούς που παρασύρονται ή προσκολλώνται στις εσχάρες, και το αντίστροφο πρόβλημα: φύκια, μέδουσες, φερτά υλικά και βιολογική επικάθιση μπορούν να φράξουν την υδροληψία και να αναγκάσουν μείωση φορτίου.

Ο καύσωνας συνοψίζει όλα τα παραπάνω. Το νερό εισόδου είναι θερμότερο, η απόδοση του κύκλου πέφτει, και το περιθώριο ως το επιτρεπόμενο όριο απόρριψης στενεύει ακριβώς όταν η ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας κορυφώνεται. Σε θέσεις με ποτάμι προστίθεται η ξηρασία, που μειώνει την παροχή αραίωσης. Το ερώτημα της χωροθέτησης δεν είναι αν υπάρχει νερό, αλλά αν υπάρχει αρκετό νερό, σε ανεκτή θερμοκρασία, με οικολογικό περιθώριο, στη χειρότερη εβδομάδα του χειρότερου έτους.

Άνθρωποι, γειτονικές δραστηριότητες και χρήσεις γης

Η πυκνότητα πληθυσμού δεν εξετάζεται ως αφηρημένο μέγεθος αλλά ως κατανομή γύρω από τη θέση, ανά απόσταση και ανά κατεύθυνση, σε συνδυασμό με το τοπικό ανεμολογικό καθεστώς και τις συνθήκες ατμοσφαιρικής διασποράς. Η άμυνα σε βάθος προϋποθέτει ότι η τελευταία γραμμή, δηλαδή η προστασία του πληθυσμού, μπορεί πραγματικά να εφαρμοστεί. Ένα σχέδιο έκτακτης ανάγκης που υπάρχει μόνο στο χαρτί δεν είναι απάντηση.

Η δυνατότητα εκκένωσης κρίνεται σε πρακτικό επίπεδο: πόσοι δρόμοι φεύγουν από την περιοχή και προς πόσες κατευθύνσεις, τι γίνεται αν ο ένας από αυτούς έχει αποκοπεί από το ίδιο συμβάν, πώς μεταβάλλεται ο πληθυσμός εποχικά, ποιοι δεν μπορούν να μετακινηθούν μόνοι τους σε νοσοκομεία, μονάδες φροντίδας και σχολεία, και πόσο επηρεάζουν ο καιρός και η ώρα. Δίπλα στην εκκένωση αξιολογούνται η παραμονή σε στεγασμένο χώρο και η χορήγηση σταθερού ιωδίου, που έχουν διαφορετικές απαιτήσεις υλοποίησης.

Η γειτονιά δεν είναι μόνο πληθυσμός. Οι δραστηριότητες γύρω από μια θέση παράγουν κινδύνους προς την εγκατάσταση: αεροδρόμια και διάδρομοι πτήσεων, στρατιωτικά πεδία, βιομηχανίες και αποθήκες επικίνδυνων υλικών, αγωγοί μεταφοράς καυσίμων, λιμενικές εγκαταστάσεις με επικίνδυνα φορτία, λατομεία με χρήση εκρηκτικών, μεγάλοι οδικοί και σιδηροδρομικοί άξονες. Το καθένα αποτιμάται ως προς τη συχνότητα και τις συνέπειές του πάνω στα κρίσιμα κτίρια.

Τέλος μπαίνουν οι χρήσεις γης και θάλασσας: περιοχές προστασίας οικοτόπων και ειδών, διάδρομοι μεταναστευτικών πουλιών, υδάτινα σώματα με ιδιαίτερο καθεστώς, αρχαιολογικοί χώροι, αλιεία και υδατοκαλλιέργειες, γεωργική γη, τουριστική δραστηριότητα. Η αποτύπωση δεν σταματά στην περίφραξη: χρειάζονται διάδρομοι για τις γραμμές μεταφοράς, οδοί πρόσβασης και εγκαταστάσεις υποστήριξης, που επεκτείνουν το αποτύπωμα πολύ πέρα από το οικόπεδο.

Πώς φτάνει το έργο και πώς φεύγει η ενέργεια

Τα μεγαλύτερα στοιχεία ενός πυρηνικού σταθμού μεταφέρονται συναρμολογημένα από το εργοστάσιο κατασκευής τους. Δεν χωρούν σε συνηθισμένο οδικό δίκτυο, δεν περνούν από κάθε γέφυρα και δεν στρίβουν σε κάθε κόμβο. Η θέση πρέπει να διαθέτει προβλήτα με το κατάλληλο βάθος και φέρουσα ικανότητα, ή διαδρομή που κατασκευάζεται ειδικά γι' αυτόν τον σκοπό. Μια θέση μπορεί να είναι άριστη γεωλογικά και ταυτόχρονα αδύνατη ως προς τη μεταφορά.

Για χρόνια πριν από την πρώτη κιλοβατώρα, η θέση είναι πρωτίστως εργοτάξιο. Χρειάζεται εργατικό δυναμικό και στέγαση, νερό, διαχείριση αποβλήτων, αδρανή υλικά και συνεχή παροχή σκυροδέματος, μεγάλες επιφάνειες προσωρινής απόθεσης εξοπλισμού. Η ικανότητα της περιοχής να απορροφήσει αυτή τη δραστηριότητα είναι μέρος της αξιολόγησης, όχι λεπτομέρεια της κατασκευαστικής φάσης.

Στην άλλη άκρη βρίσκεται το δίκτυο, και η σχέση είναι αμφίδρομη. Το σύστημα πρέπει να αντέχει την ξαφνική απώλεια της μεγαλύτερης μονάδας του χωρίς να χάσει την ευστάθειά του, κάτι που εξαρτάται από τη στάθμη βραχυκύκλωσης στο σημείο σύνδεσης, από τη ρύθμιση τάσης και από τη δομή του δικτύου γύρω. Ταυτόχρονα ο σταθμός χρειάζεται αξιόπιστη τροφοδοσία από το δίκτυο για να απομακρύνει την παραμένουσα θερμότητα όταν δεν παράγει, οπότε ζητούνται ανεξάρτητες συνδέσεις με φυσικά διαχωρισμένες οδεύσεις.

Οι οδεύσεις αυτές διασχίζουν τις ίδιες χρήσεις γης και τις ίδιες προστατευόμενες περιοχές με τα υπόλοιπα έργα υποδομής. Η σύνδεση με το δίκτυο ανήκει στη μελέτη χωροθέτησης, δεν είναι ζήτημα που τακτοποιείται αργότερα.

Γιατί απορρίπτεται μια θέση και γιατί όλα αυτά κρατούν χρόνια

Η μεθοδολογία δουλεύει σε στάδια. Πρώτα εφαρμόζονται κριτήρια αποκλεισμού πάνω σε μεγάλη περιοχή, και όποια θέση τα παραβιάζει φεύγει χωρίς περαιτέρω συζήτηση. Όσες επιβιώνουν συγκρίνονται μεταξύ τους με σταθμισμένα κριτήρια, με τεκμηριωμένη βαθμολόγηση και με ανάλυση ευαισθησίας, ώστε η κατάταξη να αντέχει σε αμφισβήτηση. Το ζητούμενο δεν είναι η τέλεια θέση, που δεν υπάρχει, αλλά η καλύτερη διαθέσιμη με ρητά καταγραμμένα τα μειονεκτήματά της.

Στην πράξη η απόρριψη σπάνια οφείλεται σε ένα εύρημα. Το σύνηθες μοτίβο είναι η συσσώρευση: μέτρια γεωτεχνικά χαρακτηριστικά που απαιτούν βαθύτερη θεμελίωση, οριακό περιθώριο στη θερμική απόρριψη τον πιο ζεστό μήνα, δύσκολη πρόσβαση για τα υπερμεγέθη φορτία, ένα δίκτυο που χρειάζεται ενίσχυση, και ένα σχέδιο εκκένωσης που στηρίζεται σε λίγες διαδρομές. Κάθε πρόβλημα χωριστά λύνεται. Μαζί κάνουν μια άλλη υποψήφια σαφώς καλύτερη επιλογή.

Υπάρχει και η αλληλεπίδραση μεταξύ των κριτηρίων, που δεν φαίνεται σε κατάλογο. Μια χαμηλή στάθμη εδάφους απαιτεί υψηλότερη προστασία από πλημμύρα, η προστασία αλλάζει την υδραυλική της υδροληψίας, η αλλαγή αυτή επηρεάζει τη διαθεσιμότητα ψύξης, και η διαθεσιμότητα ψύξης ξαναγράφει την ανάλυση ασφάλειας. Οι μελέτες τρέχουν επαναληπτικά για αυτόν ακριβώς τον λόγο.

Ο χρόνος προκύπτει από τη φύση των δεδομένων. Σεισμολογικές, μετεωρολογικές, υδρολογικές και ωκεανογραφικές καταγραφές χρειάζονται μακρές σειρές για να έχουν στατιστική αξία, οι οικολογικές αποτυπώσεις πρέπει να καλύψουν όλες τις εποχές και να επαναληφθούν, και οι γεωτεχνικές διερευνήσεις πυκνώνουν σταδιακά. Πάνω σε αυτά έρχονται η περιβαλλοντική αδειοδότηση, η δημόσια διαβούλευση και η ανεξάρτητη ρυθμιστική αξιολόγηση, όπου ο φορέας υποβάλλει την τεκμηρίωση και η ρυθμιστική αρχή κρίνει αν αυτή επαρκεί. Στη διαδικασία συμμετέχουν σεισμολόγοι, γεωλόγοι, γεωτεχνικοί, υδρολόγοι, ωκεανογράφοι, μετεωρολόγοι, οικολόγοι, μηχανικοί δικτύων, ειδικοί ακτινοπροστασίας και πολιτικής προστασίας, χωροτάκτες και νομικοί. Η φράση «έχουμε θάλασσα» είναι το σημείο όπου αρχίζει αυτή η δουλειά, όχι το σημείο όπου τελειώνει.