원자로가 폐기되면 그 간극을 메우는 오염 에너지원으로 인해 5,000명 이상 의 조기 사망이 발생할 수 있다고 연구원들이 추정합니다.

오늘날 미국에서 사용되는 전기의 거의 20%는 원자력 발전에서 나옵니다. 미국은 전국에 흩어져 있는 92개의 원자로를 포함하여 세계에서 가장 큰 핵 함대를 보유하고 있습니다. 이러한 발전소 중 다수는 반세기 이상 가동되었으며 예상 수명이 다해가고 있습니다.

정책입안자들은 노후화된 원자로를 폐기할 것인지 아니면 기후를 온난화시키는 석탄, 석유, 천연가스에 대한 저탄소 대안으로 간주하는 원자력 에너지를 계속 생산하기 위해 구조를 강화할 것인지에 대해 논의하고 있습니다.

이제 MIT 연구원들은 원자력 발전의 미래를 가늠할 때 고려해야 할 또 다른 요소가 있다고 말합니다. 바로 공기의 질입니다. 원자력은 저탄소 배출원일 뿐만 아니라 발생하는 대기 오염 측면에서 비교적 깨끗합니다. 원자력이 없으면 대기 오염의 패턴이 어떻게 바뀌고 누가 그 영향을 느낄까요?

MIT 팀은 에 게재된 새로운 연구에서 이러한 질문에 착수했습니다. 자연 에너지. 그들은 국가의 모든 원자력 발전소가 폐쇄되는 시나리오를 제시하고 석탄, 천연 가스 및 재생 에너지와 같은 다른 자원이 일년 내내 필요한 에너지를 어떻게 채울 수 있는지 고려합니다.

그들의 분석에 따르면 석탄, 가스 및 석유 자원이 원자력 발전의 부재를 보상하기 위해 증가함에 따라 실제로 대기 오염이 증가할 것으로 나타났습니다. 이것은 그 자체로는 놀라운 일이 아니지만, 팀은 대기 오염의 증가가 건강에 심각한 영향을 미치고 연간 5,200명의 추가 오염 관련 사망을 초래할 것이라고 예측에 숫자를 넣었습니다.

그러나 2030년까지 예상되는 것처럼 에너지 그리드에 더 많은 재생 가능 에너지원을 공급할 수 있게 되면 대기 오염이 완전히는 아니지만 줄어들 것입니다. 팀은 이 더 강력한 재생 가능 시나리오에서도 국가의 일부 지역에서 여전히 대기 오염이 약간 증가하여 1년 동안 총 260명의 오염 관련 사망을 초래한다는 사실을 발견했습니다.

오염 증가로 직접적인 영향을 받는 인구를 조사했을 때, 그들은 화석 연료 공장 근처에 거주하는 불균형한 수의 흑인 또는 아프리카계 미국인 커뮤니티가 가장 큰 노출을 경험했음을 발견했습니다.

수석 저자인 리사 프리즈(Lyssa Freese)는 “이것은 원자력 폐쇄에 대해 생각할 때 환경 건강 및 사회적 영향 방정식에 한 층을 더 추가합니다. 여기서 대화는 종종 사고와 광업 또는 장기적인 기후 영향으로 인한 지역 위험에 초점을 맞춥니다”라고 말했습니다. MIT의 지구, 대기 및 행성 과학과(EAPS) 대학원생입니다.

“원자력 발전소를 계속 가동하는 것에 대한 논쟁에서 대기 질은 그 논의의 초점이 아니었습니다.”라고 연구 저자인 MIT의 데이터, 시스템 및 사회 연구소(IDSS) 및 EAPS의 교수인 Noelle Selin은 덧붙입니다. “우리가 발견한 것은 화석 연료 공장에서 발생하는 대기 오염이 매우 해롭다는 것입니다. 핵 폐쇄와 같이 대기 오염을 증가시키는 모든 것은 상당한 영향을 미칠 것이며 일부 사람들에게는 다른 사람들보다 더 큰 영향을 미칠 것입니다.”

이 연구의 MIT 제휴 공동 저자에는 수석 연구 과학자 Sebastian Eastham과 Guillaume Chossière SM ’17, PhD ’20, University of California at Davis의 Alan Jenn도 포함됩니다.

향후 단계적 폐지

과거에 원자력 발전소가 문을 닫았을 때 이에 대응하여 화석 연료 사용이 증가했습니다. 1985년 테네시 계곡의 원자로 폐쇄로 석탄 사용이 급증했고 2012년 캘리포니아 공장 폐쇄로 천연가스 사용량이 증가했습니다. 원자력이 거의 완전히 폐지된 독일에서는 초기에 석탄발전이 증가하여 그 격차를 메웠다.

이러한 추세에 주목하면서 MIT 팀은 원자력이 완전히 폐지되면 미국 에너지 그리드가 어떻게 반응할지 궁금해했습니다.

“우리는 에너지 그리드에서 예상되는 미래의 변화에 ​​대해 생각하고 싶었습니다.”라고 Freese는 말합니다. “우리는 석탄 사용이 감소하고 있다는 것을 알고 있었고 그것이 대기 질에 미칠 영향을 조사하는 많은 연구가 이미 있었습니다. .”

새로운 연구에서 팀은 Jenn이 개발한 에너지 그리드 디스패치 모델을 사용하여 미국 에너지 시스템이 원자력 중단에 어떻게 대응하는지 평가했습니다. 이 모델은 전국의 모든 발전소의 생산을 시뮬레이션하고 지속적으로 실행하여 전국 64개 지역의 에너지 수요를 시간 단위로 추정합니다.

실제 에너지 시장이 작동하는 방식과 매우 유사하게 이 모델은 비용에 따라 플랜트의 생산량을 늘리거나 줄이도록 선택합니다. 주어진 시간에 가장 저렴한 에너지를 생산하는 플랜트는 더 비싼 에너지원보다 그리드를 공급하는 우선 순위가 부여됩니다.

팀은 1년 내내 각 플랜트의 변화하는 배출 및 에너지 비용에 대한 모델 사용 가능한 데이터를 제공했습니다. 그런 다음 원자력이 없는 에너지 그리드, 원자력을 포함하는 오늘날과 유사한 기본 그리드, 추가될 것으로 예상되는 추가 재생 가능 소스를 포함하는 원자력이 없는 그리드를 포함하여 다양한 시나리오에서 모델을 실행했습니다. 2030년까지.

그들은 각 시뮬레이션을 대기 화학 모델과 결합하여 각 발전소의 다양한 배출이 전국적으로 이동하는 방식을 시뮬레이션하고 이러한 트랙을 인구 밀도 지도에 오버레이했습니다. 오염 경로에 있는 인구의 경우 노출 정도에 따라 조기 사망 위험을 계산했습니다.

시스템 응답

그들의 분석은 명확한 패턴을 보여주었습니다. 원자력이 없으면 대기 오염이 전반적으로 악화되어 주로 원자력 발전소가 집중된 동부 해안 지역에 영향을 미칩니다. 이러한 발전소가 없으면 팀은 석탄 및 가스 발전소의 생산량이 증가하여 기준 시나리오와 비교하여 전국적으로 5,200명의 오염 관련 사망을 초래하는 것을 관찰했습니다.

그들은 또한 그리드가 원자력의 부재를 보상하기 때문에 이산화탄소 배출량 증가로 인한 기후 영향으로 인해 더 많은 사람들이 조기 사망할 가능성이 있다고 계산했습니다. 이러한 추가 이산화탄소 유입으로 인한 기후 관련 영향은 다음 세기 동안 160,000명의 추가 사망으로 이어질 수 있습니다.

Freese는 “원전을 에너지 시스템의 일부로 생각하려면 원자력 발전소를 폐기하는 방법에 대해 신중하게 생각해야 합니다.”라고 말합니다. “직접적인 배출 자체가 없는 것을 폐쇄하면 그리드 시스템이 반응하기 때문에 여전히 배출 증가로 이어질 수 있습니다.”

셀린은 “이는 본질적으로 무배출 에너지원인 원자력이 남긴 구멍을 메우기 위해 훨씬 더 많은 재생 에너지를 배치해야 한다는 것을 의미할 수 있다”고 덧붙였다. “그렇지 않으면 우리가 반드시 기대하지 않았던 공기 질이 저하될 것입니다.”

이 연구는 부분적으로 미국 환경 보호국의 지원을 받았습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/04/230410111700.htm