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拯救地球需要核能

2019-04-04 14:30:13 2019年能源思考2月刊

美国麻省大学国际关系教授乔舒亚·戈德斯坦(Joshua S. Goldstein)和清洁能源工程师斯塔凡·奎斯特(Staffan A. Qvist)即将出版新书《光明的未来:某些国家如何解决气候变化,其他国家如何应对》。他们10月10日在赫芬顿邮报(HuffPost)上就IPCC的最新报告发表评论,题目是"如要拯救地球,就须使用核能"[1]。

月初来自世界顶级气候变化专家的消息,有好有坏。好消息是,他们可用极度痛苦的细节告诉我们,全球变暖的温升实际上真能控制在1.5℃以内。坏消息是,这篇长达700页报告的132位作者提出了很多想法,但没有可行的计划解决这个问题。正如国际气候变化专门委员会(IPCC)联合主席说的,"该报告不希望做的一件事,就是回答可行性问题"。所以我们可以称之为"沙滩男孩的报告","岂不更好…"[2]

2015年《巴黎协定》设定了总体目标,即保持全球变暖2℃以下。然而,签订协议的各个国家目标的组合并不能实现这一目标,而且没有哪个大国真能实现其目标。1.5度目标更"野心勃勃",但也更远离当今世界能源系统的"现实"。

21世纪的开端,增长最快的能源是煤炭。因为贫穷国家想致富而且有权致富,能源的使用在快速增长。气候目标和现实并没有"收敛"一致。

IPCC新报告中的主要缓解方案在很大程度上依赖风能和太阳能。二者是解决方案的重要部分,但随着它们在电网上的占比更大,部署变得"难上加难"。这是因为风能和太阳能的输出,日夜和冬夏之间变化而且常常不可预测。迫切需要的、能廉价储存这种可再生能源的技术,目前仍在发展中。此外,可再生能源是分散的,单位发电量使用大量土地、钢铁和混凝土,使得很难依照IPCC"可怕"的时间表要求,在规模和速度上加以扩大。

其他步骤也可使我们在正确的方向前进,但并没有靠近目标。个别人可以不吃肉,开始乘坐公共交通工具,空调可以变得更高效,农民可以改变施肥的实践。但所有这一切加起来并不足以做到,也没有时间了。

有各种各样的想法,使之看起来某些国家或地区能成功地减少碳排放。对于至关重要的电力部门,机构网站的电力地图[3]可显示一个地区发电,每度(kWh)会产生多少克碳污染。目前世界平均水平约为500克。为防止发生灾难,需要在二、三十年内降到50克以下。

在此努力中,世界可大致分为三层:大多使用煤炭的地区,包括波兰、印度、中国和澳大利亚(它们发电约为700-800 g CO2/kWh);大多用天然气和某些可再生能源取代煤炭的地区,如美国和德国(约为500g,美国加州做了极大努力,已降到200-300g);还有些地区,它们的电网已奇迹般地脱碳,已降到50克以下。

真的,某些地区已经"达标"。

为此,只有两种发电方式。某些国家如挪威和乌拉圭,非常幸运,拥有巨大的水力发电能力。但大多数国家没有这么幸运,而且新的水力发电会给生态系统带来巨大的代价。

在某些地区,如法国、瑞典和加拿大的安大略省,它们的电网依靠核能脱碳。核能没有碳污染;高度集中,使采矿和消耗的环境影响最小;而且24/7不停的运行,无需蓄电池。最重要的是,可以迅速扩大规模,恰好是使IPCC的目标脱离"幻想"世界所需要的。根据我们对许多国家经历的分析,用可再生能源或许要一个世纪,仅靠核能只需20年。

核不是太危险,太昂贵,太恐怖了吗?不,它比燃烧煤炭发电安全几千倍,煤碳每年导致数十万人死亡。实际上,就单位能源死亡的人数而言,核能是有史以来最安全的能源形式。

与其他能源、包括可再生能源相比,核能产生的废物也少得多。一个普通美国人一生中使用的、完全由核能发电产生的废燃料,可装在一个"易拉罐"里。总有一天我们会把它埋起来,但现在,这些废物可以安全地存放在干式"屏蔽容器"内,保证安全存放100年。同时我们还"想"用以应对更大的问题,比如拯救地球。

用可再生能源或许要一个世纪,仅靠核能只需20年。

核能不会带来核扩散吗?不会。核武器规划不依赖民用核能,后者是在严格的国际安全保障下运行的。朝鲜等最成"问题"的核武国家甚至没有民用核能。实际上,核电更可能"启动"核裁军。过去20年里,美国近10%的电力来自俄罗斯拆除的核弹头。

核能也并不必然太昂贵。美国现有核电机组的发电量占全国总发电量的五分之一,发电成本低于燃煤或天然气。韩国的核能发电成本不到4美分/kWh,比其他任何能源都便宜。"复制"韩国低成本的关键是专注于"反复"采用标准化设计,能使基建成本降至$20亿/GWe。大约是美国天然气发电机组厂资本成本的两倍,但只有美国燃煤机组成本的一半,与相等容量的风能和太阳能发电设施相比,不到一半。

北美和欧洲的问题是,尽管现今的技术更好,但老的核电机组的成本比新的低很多。美国最近尝试建造新核电机组,基建成本已上升到$120亿/GWe。然而与韩国不同,美国几十年来一直没有"再"实践。

瑞典和法国几十年来一直依靠廉价的核能为发展经济提供动力。两国不到20年就脱离了化石燃料发电方式。现在全世界没有理由不能同样做。

IPCC告诉我们,为防止气候灾难,世界迫切需要脱碳。我们需要有个现实的规划。包括大幅度增加可再生能源,更高的能源效率,以及在农业方面的转变。在未来几十年里,还必须包括全世界每年建设100到200个新型核反应堆。世界需要沿着经过验证、可行的道路前进,以拯救我们的地球,而不是仅仅朝着"正确"的方向,采取不合理的步骤。

资料与注释:

1. Joshua S. Goldstein and Staffan A. Qvist, Guest Writers,If We're Going To Save The Planet, We've Got To Use The Nuclear Option,HuffPost,10/10/2018

2. the Beach Boys Report ― "Wouldn't it be nice...":沙滩男孩是1961年在加利福尼亚霍桑成立的美国摇滚乐队的名称,"岂不更好"是他们曾演唱的歌名。

3. electricitymap:显示电力来自哪里,排放多少二氧化碳的实时可视化屏幕。




责任编辑: 江晓蓓