世界真有可能走向核能時代

只有恐懼和資本阻礙著核能驅動的未來

僅僅二十年,瑞典就從燃燒石油發電轉變為裂變鈾。如果全世界都效仿這個例子,所有燃 fossil fuel 電廠都可以在 30 多年內被核設施取代。這是一個新的核能宏偉計劃得出的結論,該計劃於 5 月 13 日發表在《公共科學圖書館·綜合》上。這種轉變將大幅減少溫室氣體排放,幾乎實現大肆宣傳的應對氣候變化的全球目標。即使是發展中國家不斷增長的電力需求也能得到滿足。所有缺少的就是財富、意願和能力來建造數百個基於裂變的反應堆,這主要是由於對安全和成本的擔憂。

“如果我們認真對待解決排放和氣候變化問題,就不應忽視任何氣候中性的能源,”烏普薩拉大學的物理學家斯塔凡·奎斯特認為,他領導了制定這項核計劃的工作。“‘核能無法足夠快地完成以應對氣候變化’這一說法是當今辯論中最普遍的說法之一,並且通常被認為是理所當然的,而資料證明事實恰恰相反。”

奎斯特和他的合著者,塔斯馬尼亞大學的生態學家和計算機建模師巴里·布魯克所依賴的資料來自歐洲的兩個國家:瑞典和法國。瑞典人於 1962 年開始研究建造核反應堆,旨在擺脫國家對燃燒石油發電的依賴,並保護河流免受水力發電大壩的影響。到 1972 年,奧斯卡港的第一個沸水反應堆開始進行裂變併產生電力。成本約為每千瓦電力容量 1,400 美元(以 2005 年美元計算),與目前在美國建造的兩座新型先進核反應堆每千瓦電力容量 7,000 美元相比,這很便宜。到 1986 年,隨著又增加了 11 座反應堆,瑞典一半的電力來自核能,與 1970 年的峰值相比,瑞典人均二氧化碳排放量下降了 75%。


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法國作為一個更大的國家,也有類似的核能故事可講,它透過在 1970 年代和 1980 年代建造59 座核反應堆,擺脫了對進口 fossil fuel 的依賴,這些反應堆今天滿足了該國約 80% 的電力需求。

奎斯特和布魯克寫道,世界上的中國、印度和美國要想效仿這兩個核能先驅,所需要的只是“政治意願、戰略經濟規劃和公眾接受”。例如,各國需要像法國和瑞典那樣,承諾採用單一的反應堆設計,並強制公用事業公司建造上述反應堆,以及國家政府為建設提供財政支援。“當時國家對石油價格危機做出了反應,並實施了一項計劃,該計劃在 15 年內迅速解決了問題,”奎斯特說。“可以與我們今天面臨的危機相提並論:氣候變化。”

根據研究團隊從瑞典和法國的經驗中提取並擴大到全球的數字,向 100% 核能轉化的最佳情況可能使世界在 34 年內停止燃燒 fossil fuel 並開始裂變鈾發電。當然,這種轉變的要求將包括擴大鈾礦開採和加工,擴建電網,以及承諾開發和建造快堆——一種以更快的中子執行的核技術,因此可以處理放射性廢物,例如鈽,作為燃料,並創造其自身的未來燃料。沒有任何其他碳中性電力來源的擴張速度能像核能這樣快,”奎斯特說。

國際原子能機構 (IAEA) 預計,隨著亞洲和中東地區建造更多反應堆,全球核電將到 2030 年實現擴張,如果所有擬議的反應堆都建成,到那時核電的使用可能會增長多達 68%。但核能前景並不像它可能的那樣光明。世界上最大的核艦隊——美國的 99 座反應堆——即使在可再生能源快速增長的情況下,也產生了該國 60% 以上的低二氧化碳排放電力。事實上,奧巴馬政府新的清潔電力計劃依賴現有反應堆來幫助各州實現溫室氣體減排目標。但是,儘管目前正在建造四座新反應堆,美國的核艦隊仍在萎縮,而不是增長,因為在一些州,核電無法與廉價天然氣和廉價風力發電產生的電力成本競爭。

在日本,在福島核洩漏事件發生後,日本仍在努力重啟其核反應堆。德國正朝著與宏大的核能計劃相反的方向發展——準備逐步淘汰其核艦隊。最重要的是,芬蘭和法國在完成新的、故障安全核反應堆的努力中遇到了挫折,這些專案的建設工期和成本已經膨脹。

在中國,這個目前正在建設最多新型和技術最多樣化的核電站的國家,基於裂變的擴張規模比該國的燃煤電廠數量少十倍以上。俄羅斯執行著世界上唯一的執行中的快堆——BN-600 和 BN-800——但與之前的通用電氣一樣,它發現該技術在全球市場上的需求有限,部分原因是擔心可能製造出更多核武器的成分。

即使是榜樣瑞典也在考慮退役其反應堆,此前已提前關閉了巴塞貝克的兩座反應堆。因此,數億噸額外的二氧化碳正在被排放到地球大氣中,因為燃燒更多的 fossil fuel 來取代損失的核電。法國也同樣透過立法,計劃減少對核電的依賴,轉而支援可再生能源。即使是國際原子能機構也預測,未來幾十年歐洲對核能的依賴總體上將會萎縮。

這些因素表明,雖然全球範圍內努力效仿瑞典的核能榜樣是可能的,但並非是必然的。“只要人們和國家將對核事故的恐懼置於對氣候變化的恐懼之上,這些趨勢就不太可能改變,”布魯克補充道。但“沒有任何可再生能源技術或能源效率方法以所需規模或速度實施過。”

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