本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
一個太陽能的信徒很少會對核能說好話,儘管太陽透過核聚變以核的方式產生光。當然,狂熱也以另一種方向運作。幾乎任何能源都擁有一群熱情的擁護者:燃燒煤炭(它可以減輕貧困!)。水力壓裂法開採天然氣(我們比煤炭更好!)。風力渦輪機(燃料總是免費的!)。甚至是地球上的核聚變。如果你不相信我,檢視這篇評論的評論。
因此,能源已成為那些努力拯救世界的人之間的楔子問題,這並不奇怪。現在,一部名為潘多拉的承諾的新穎有趣的紀錄片即將上映,將於6月12日在電影院上映,並承諾將這個楔子打得更深。
這部電影的故事是你的基本轉變敘事,減去了銀幕上的轉變,旨在在觀眾中產生預期的轉變。一群自稱轉變為核能益處的皈依者——反傳統者斯圖爾特·布蘭德、作家格溫妮絲·克雷文斯、氣候活動家馬克·萊納斯、核武器專家理查德·羅茲和環境思想家邁克爾·謝倫伯格——闡述了他們個人對新發現信仰的原因。
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這種新發現的信仰與1970年代運動初期的大多數環保主義者和環保組織的信仰背道而馳。大部分反對源於核能的原罪:它最初被用作武器。核能成為廣島和長崎的蘑菇雲以及許多其他試驗場和天空、相互確保摧毀、甚至是核冬天和某種末日同義詞,用《全球概覽》創始人布蘭德的話來說。
對於布蘭德和其他人來說,打破這種普遍反對的是看不見的和陰險的氣候變化挑戰。簡而言之:核能是當今可用的少數幾種技術之一,它可以產生大量電力,大部分時間而不會向大氣中排放大量溫室氣體。在這一點上,反核意味著支援燃燒化石燃料,因為太陽能和風能等能源太善變且規模太小,無法在為地球上70億人提供清潔電力方面發揮重要作用,根據這種觀點。
這部電影透過對工程師和其他人的採訪還指出,核能的另一個原罪可能是美國海軍上將海曼·里科弗在1950年代選擇的技術。輕水反應堆,“核海軍之父”選擇用於商業開發,設計可能更簡單,但它們相當迅速且大量地產生核廢料,這些核廢料仍然無處可去。安全不是這種反應堆的固有特徵,而是必須透過安全殼、冗餘系統和其他支援和安全系統圍繞它們進行工程設計,這些系統增加了當今核能的成本。事實上,輕水反應堆是少數幾種技術之一,在過去幾十年中,隨著建造的越來越多,成本幾乎沒有降低。本質上,每個反應堆都是定製設計的,以應對特定地點的特定問題和部署技術的特定版本。
這使得每個反應堆都有其獨特的缺陷,正如三哩島,賓夕法尼亞州;切爾諾貝利,烏克蘭;和福島,日本的三次核災難所見證的那樣。每個反應堆可能都有其自身的缺陷,但這三個里程碑式的事故確實有一個共同的關鍵失敗之處:人為因素。在這三個事故中,人為的疏忽、遺漏和/或明顯的錯誤在導致核事故發生中都起到了關鍵作用——以至於新型反應堆系統的工程師已經強調完全消除人為因素對事故的監督。所謂的被動安全設計——例如在佐治亞州沃格特勒核電站建造的兩座新的AP-1000反應堆——無需人為干預即可工作。這些系統旨在提供一些保險,以防止人為錯誤導致災難性熔燬。
世界需要越來越多的電力。在過去幾十年中,將數億中國人民從貧困中解救出來,需要建造數百座燃煤發電廠,這導致中國消失在令人窒息的煙霧的硫磺霧霾之下,並超過美國成為世界溫室氣體汙染的領導者。能源效率無法拯救我們,根據突破研究所的謝倫伯格的說法。隨著全球人口走向90億甚至更多,能源使用量可能會在2050年翻一番並繼續增加。為了停止向大氣中新增更多溫室氣體,所有這些能源都必須是清潔能源。而根據謝倫伯格和這部電影的其他真正信徒的說法,唯一可用的清潔能源是核能——在化石燃料燃燒器的二氧化碳捕獲和儲存或某種形式的廉價電力儲存(對於風能和太陽能等可再生能源)的情況下。
規模是核能支持者持久的圖騰:上面電影的海報顯示了富集鈾小立方體的實際大小,它可以為您的整個生命提供足夠的電力。當電影製作人參觀法國的一個房間時,他自己的轉變經歷發生了,這個房間的大小相當於一個籃球場,法國大部分的核廢料都儲存在下面。這是另一個規模比較:一磅鈾包含的能量相當於超過200萬磅煤炭。規模很重要,而且由於我們面臨燃燒化石燃料帶來的巨大問題,原子大小的解決方案,排放量少且風險眾所周知,可能看起來很有吸引力。
這意味著我們必須克服我們過度誇大的對輻射的恐懼。克雷文斯寫了拯救世界的能量,講述了她自己從核能反對者到支持者的朝聖過程,她指出,吃一根香蕉比喝摻有來自洩漏的佛蒙特揚基核電站的氚的水所受到的輻射劑量更高——當反核活動家在佛蒙特揚基向他們的同伴抗議者分發香蕉的鏡頭播放時。為什麼?每根香蕉都含有放射性鉀,而放射性鉀也恰好是必要的營養素。這是這部電影最有力的地方,它展示了那些反對核能的人的狂熱中所蘊含的荒謬性。一個視覺笑話展示了切爾諾貝利的劑量計的放射性讀數,太平洋上空以及巴西一個天然放射性海灘,以及許多其他地方。順便說一句,這三個地方按劑量大小順序列出,但我們看到一個人被埋在這些沙灘中,以進行身體疼痛的整體治療。
而對於這些皈依者來說,這就是問題的癥結所在:風險比人們想象的要小,因為很少有人直接死於三哩島、切爾諾貝利甚至福島的熔燬事故。燃燒煤炭每年已經導致數千人死亡,而這僅僅是空氣汙染造成的過早死亡。退休氣候科學家詹姆斯·漢森最近的一篇論文將核能拯救的生命(透過取代化石燃料)人數定為自1970年代以來為180萬人——並且該技術有可能拯救數百萬人。電影中的每個人都指出,法國的能源轉型從燃燒石油發電轉變為在短短幾十年內從核能中獲得80%的電力,這為世界應該採取的行動提供了靈感。而且,儘管現有的全球400多個反應堆生產了核武器所需的鈽,但它也可以用來消除世界上的多餘炸彈。美國和俄羅斯已經證明了這一點,因為美國已將舊的俄羅斯核彈頭轉化為美國104座反應堆的燃料,這得益於“百萬噸到兆瓦”計劃。
此外,還有更好、更安全的核技術可以進一步探索,例如整體快堆,它在測試中經歷了類似於導致福島災難的條件——執行冷卻泵和其他安全技術的電力完全喪失。這種先進的反應堆,在1980年代愛達荷州的試驗中,在沒有電力的情況下,沒有熔燬,而是直接關閉。同樣,也有人熱衷於熔鹽反應堆或小型模組化反應堆,這種反應堆可以在裝配線上建造,並最終使核能至少變得更便宜。甚至微軟億萬富翁、現在的全球慈善家比爾·蓋茨等人也認為,核工業迫切需要一些創新。也許核能的創新是用超級智慧機器人或密封核電池取代世界上的荷馬·辛普森和伯恩斯先生。
當然,核能行業的古老格言是,最好的反應堆是紙上反應堆。正如里科弗海軍上將(pdf)在核能時代初期觀察到的那樣,每種核能技術在真正的建造和運營開始之前,僅存在於圖紙和示意圖中時看起來都是最好的。
一方面,這五位支持者指出,核能今天就在這裡並且可用,但這種可用於在近期內幫助應對氣候變化的技術正是這種被譴責的輕水反應堆技術,它具有所有的缺陷(其中一些缺陷已透過更好的工程技術得到補救)。我們需要在短時間內花費巨資建造數千座,以取代世界各地所有的燃煤和天然氣發電廠。如果目標是防止進一步的氣候變化,那麼即使是在每個發電廠上安裝效率低下的二氧化碳捕獲和儲存技術並掩埋溫室氣體也可能更便宜。我們甚至可以將二氧化碳掩埋在克雷文斯的核導師,物理學家裡普·安德森建議的核廢料掩埋地點:海底。
另一方面,這些支持者敦促重新審視其他裂變發電技術:像永動機一樣工作的快中子增殖反應堆,它需要液態鈉作為冷卻劑,液態鈉在空氣或水中都容易燃燒。其他人提出了釷燃料迴圈,其他替代反應堆設計,甚至是核聚變,核聚變似乎總是50年後的事情。所有這些都需要數十年的時間來開發和部署,並且面臨與被駁回的來自太陽、風和地球自身熱量的可再生能源相同的障礙。事實上,與所有這些其他可再生技術相比,這種先進的核技術在部署競賽中遠遠落後。目前,核能增長艱難,速度不足以跟上現有退役反應堆的步伐,只有印度和中國似乎熱衷於建造新的核反應堆艦隊,主要由輕水反應堆組成,儘管採用了最新的被動安全設計。
這部電影源於導演斯通對圍繞應對氣候變化的努力的悲觀情緒的沮喪,並且在某種程度上與他的第一部故事片比基尼電臺背道而馳,後者記錄了核武器的恐怖。但是,關於核能的主要問題並沒有透過這部視覺上引人入勝且有趣的電影潘多拉的承諾來解答:如果這是一種人們僅僅因為其複雜性和不可饒恕的性質以及無法獲得廣泛社會接受而無法掌握的技術的例子,該怎麼辦?
在電影的早期,我們看到萊納斯參觀了日本福島第一核電站多次熔燬事件後的餘波,他的信念動搖了。“沒有其他能源會這樣做,留下大片區域被其奇怪的無形存在汙染,”他在鏡頭前穿著白色Tyvek防汙染全身防護服時說道。“這有點怪異。我可以說我正在猶豫。我可以理解為什麼我們想要擺脫核能。”
根據美國管理核電安全的機率風險評估計算,我們應該每10萬年發生一次核熔燬。在核時代的最初50年中,我們已經在三哩島發生了部分堆芯熔燬,全球範圍內至少發生了三次更嚴重的堆芯熔燬。對於許多人來說,核能仍然與潘多拉神話般的盒子中湧現的其他困擾人類的災難有關,而不是這些皈依者所需要的希望。