本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
核能通常被宣傳為一種低碳能源,可以減少化石燃料排放以及空氣汙染造成的健康損害和死亡。但是,是否有可能提供估計並實際量化這些影響?
美國國家航空航天局戈達德研究所的 Pushker Kharecha 和 James Hansen 在《環境科學與技術》雜誌上發表的一篇新論文旨在做到這一點。Hansen 以現代全球變暖科學的創始人之一而聞名。作者得出了驚人的數字 180 萬,這是用核能取代化石燃料來源所拯救的生命數量。他們還估計,如果大規模用核能取代化石燃料的使用,那麼在未來四十年內將拯救多達 700 萬人的生命,並大幅減少碳排放。此外,該研究發現,擬議中的天然氣擴張在拯救生命和防止碳排放方面不如核能有效。總的來說,該論文為在不久的將來負責任地廣泛使用核技術提供了樂觀的理由。它還強調了核能阻止的死亡人數遠遠超過其造成的死亡人數。
讓我們從摘要開始
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“在日本福島第一核電站 2011 年 3 月事故發生後,核能對全球能源供應的未來貢獻變得有些不確定。由於核能是一種豐富的低碳基荷電力來源,總的來說,它可以為減緩全球氣候變化和空氣汙染做出巨大貢獻。使用歷史生產資料,我們計算出,全球核能已防止了約 184 萬例與空氣汙染相關的死亡和 64 吉噸 (Gt) 二氧化碳當量溫室氣體 (GHG) 排放,這些排放本應由化石燃料燃燒造成。根據考慮到福島影響的全球預測資料,我們發現,到本世紀中葉,核能可能會額外防止 42 萬至 704 萬人死亡,並減少 80 至 240 GtCO2 當量的化石燃料排放,具體取決於它取代哪種燃料。相比之下,我們評估認為,大規模擴張天然氣的使用不會緩解氣候問題,並且會造成比擴張核能更多的死亡。”
作者研究了 1971-2009 年期間各種能源造成的死亡人數。為了進行比較,他們建立了一個模型,其中所有由核能提供的電力都假設被化石燃料來源取代。他們對預測的 2010-2050 年期間採用了相同的技術,假設所有當前的核能來源都已被化石燃料取代。考慮了兩種情景——一種是核能被煤炭取代,另一種是核能被天然氣取代。這考慮了未來能源預測中固有的化石燃料使用性質的不確定性。
值得注意的是,作者僅考慮死亡人數,並將嚴重健康危機(如心力衰竭、支氣管炎和其他呼吸系統問題)排除在模型之外;包括這些問題將進一步削弱化石燃料的理由。該研究還排除了核能中難以量化的方面,例如核擴散造成的死亡。
結果非常明確。僅在 2000-2009 年期間,核能平均可能防止了 76,000 人死亡。這是一個平均值,範圍很大,但即使下限也達到數萬人。對於像德國這樣削減核能的國家,死亡人數的範圍自然更高。這是日本現任領導人應該認真對待的結果。
更鮮明的是,核能造成的死亡人數遠低於其拯救的死亡人數;事實上,兩者之間幾乎沒有可比性。正如報告指出的那樣,即使是歷史上最嚴重的核事故(切爾諾貝利)也造成了約 40 人死亡;其中包括 28 名直接響應者和約 15 名在 6000 名過度癌症受害者中造成的死亡(在高自然背景率的存在下,始終很難檢測到具有統計學意義的過度癌症)。三哩島事故沒有造成死亡。雖然關於福島的結論尚未最終確定,但關於該事故的最新報告預測,沒有直接死亡,並且周圍人口的輻射暴露遠低於據稱會導致致命癌症的輻射暴露。底線是,即使假設悲觀情景,核能造成的死亡人數也只是核能取代化石燃料所拯救的生命的一小部分。
未來四十年無核預測看起來更加可怕。作者估計,“全煤”情景的死亡人數在 400 萬至 700 萬之間,“全氣”能源政策的死亡人數在 42 萬至 68 萬之間。這是像德國和日本這樣計劃逐步淘汰核能的國家必須認真考慮的問題。只有在未來四十年內,所有核能都被同等功率的可再生能源取代,才能防止這些死亡。目前看來,這種高容量部署可再生能源似乎相當不確定。
當然,不僅僅是死亡。所有取代核能的化石燃料來源都將向大氣中貢獻非常高濃度的溫室氣體,並嚴重加劇氣候變化的影響。作者估計,如果核能減少,未來四十年內化石燃料來源將額外排放 80 至 240 GtCO2 當量的溫室氣體。為了說明這一點,請考慮一下,到本世紀末實現 350 ppm CO2 目標所需的“允許”溫室氣體輸入總量為 500 GtCO2 當量。因此,核能可以將這一負荷減少 16-48%。部署一些有前景的新型反應堆技術可以進一步減少這一負荷。
該研究的結論非常明確。即使考慮到不確定性,核能在過去四十年中至少拯救了數十萬人的生命,甚至可能數百萬。這與僅在一次災難性核事故中喪生的一小部分生命形成鮮明對比。如果各國開始用化石燃料取代無核未來,那麼將會有更多數百萬人的生命喪生。天然氣可能是通往未來的合理橋樑,但很明顯,它不可能是可持續的。用可再生能源取代世界上所有核能需要在未來四十年內付出“英雄般的”努力(用國際能源機構的話來說)。熔鹽和鵝卵石床反應堆等新一代核反應堆有望使核能更加安全、高效和廉價。甚至比爾·蓋茨也在投資一種新型反應堆設計。結論擺在我們面前;我們無視原子能將自食其果,並可能以我們的子孫後代驚人的生命為代價。這不是我們希望被記住的遺產。