許多環保主義者反對核電,理由是核電危險和處置放射性廢物的困難。但獲得普利策獎的作者認為,核能比大多數能源更安全,如果世界希望從根本上減少碳排放,就需要核能。
在16世紀后期,當木柴的成本不斷增加迫使普通的倫敦人不情愿地轉向煤炭時,伊麗莎白時代的傳教士抨擊他們認為是魔鬼排泄物的燃料。畢竟,煤是黑色的,很臟,在地下層發現 - 在地球中心向地獄 - 在燃燒時聞到強烈的硫磺味。在通常缺少煙囪的房屋中改用煤炭是很困難的; 神職人員直言不諱的譴責,雖然肯定是環境合理的,但進一步復雜化并推遲及時解決能源供應中的緊急問題。
對于太多關注全球變暖的環保主義者來說,核能是今天魔鬼的糞便。他們譴責它生產和使用放射性燃料以及處理廢物的假定問題。根據我的判斷,他們對這種高效,低碳的基荷能源的譴責是錯誤的。核能不僅僅是魔鬼的糞便,它可以而且應該是我們從更熱,更具氣象破壞性的世界中拯救的一個主要組成部分。
與所有能源一樣,核電也有優點和缺點。什么是核電的好處?首先,由于它通過核裂變產生能量而不是化學燃燒,它產生的基本電力沒有碳的輸出,這是全球變暖的邪惡因素。從煤炭轉向天然氣是向脫碳化邁出的一步,因為燃燒天然氣產生的燃煤約為二氧化碳的一半。但是,從煤炭到核電的轉變正在徹底脫碳,因為核電廠在建設,采礦,燃料加工,維護和退役期間僅從化石燃料的輔助使用中釋放溫室氣體- 大約與太陽能發電一樣多,這是比天然氣發電廠高出約4%至5%。
與其他任何主要能源相比,核能向環境釋放的輻射更少。
其次,核電廠的運行能力遠高于可再生能源或化石燃料。容量因子是衡量發電廠實際產生能量的百分比的指標。這對所有間歇性能源來說都是個問題。太陽并不總是發光,風也不會隨風吹動,水也不會一直落在大壩的渦輪機上。
在2016年的美國,產生近20%美國電力的核電站的平均容量系數為92.3%,這意味著它們在每年365天的336天內全功率運行。(另外29天他們被趕下電網進行維護。)相比之下,美國水力發電系統的發電量為38.2%(每年138天),風力發電機組發電量為34.5%(每年127天)和太陽能發電電力陣列只有25.1%的時間(每年92天)。即使是使用煤或天然氣供電的工廠,由于燃料成本以及季節性和夜間需求變化等原因,也只能發電一半左右。核能是可靠性的明顯贏家。
第三,核能比任何其他主要能源釋放的環境輻射更少。對于許多讀者而言,這種說法似乎是矛盾的,因為通常不知道非核能源會向環境釋放任何輻射。他們是這樣。最嚴重的罪犯是煤炭,這是地殼中含有大量放射性元素鈾和釷的礦物質。燃燒煤炭使其有機物質氣化,將其礦物成分濃縮到剩余的廢物中,稱為飛灰。世界上燃燒的煤炭如此之多,產生的粉煤灰實際上是煤炭放射性釋放到環境中的主要來源。
反核活動人士于1977年抗議在新罕布什爾州Seabrook建造一座核電站。 美聯社照片
在20世紀50年代早期,當美國原子能委員會認為高品位鈾礦石在國內供不應求時,它考慮從美國供應的大量燃煤飛灰中提取核武器用鈾。2007年,中國開始探索這種開采,在云南小龍塘堆放了約530萬噸褐煤粉煤灰。中國灰平均每公噸約0.4磅的鈾化合物(U3O8),一種鈾化合物。匈牙利和南非也正在探索從煤灰中提取鈾。
什么是核的缺點?在公眾看來,有兩種,都與輻射有關:事故風險和核廢物處置問題。
自20世紀50年代中期商業核電開始以來,已發生過三起涉及核動力反應堆的大型事故:賓夕法尼亞州的三哩島,烏克蘭的切爾諾貝利島和日本的福島。
研究表明,即使核電廠發生的最嚴重事故也不如其他重大工業事故造成破壞。
1979年3月,三哩島反應堆部分熔毀,而賓夕法尼亞工廠的所有者遭受災難,只向周圍人口釋放了極少量的輻射。根據美國核管理委員會的說法:
“據估計,事故期間TMI-2周圍大約200萬人的平均輻射劑量僅比通常的背景劑量高約1毫米。為了說明這一點,胸部X射線照射約6毫雷姆,該區域的天然放射性背景劑量約為每年100-125毫雷姆......盡管反應器嚴重受損,但實際釋放的影響可忽略不計。個人或環境的身體健康。“
1986年在切爾諾貝利的一個大型石墨慢化水冷反應堆的爆炸和隨后的燒毀很容易成為歷史上最嚴重的核事故。事故發生后,29名救災人員因急性輻射暴露而死亡。在隨后的三十年中,輻射科學委員會 - 由27個成員國的高級科學家組成的聯合國原子輻射影響科學委員會 - 定期觀察并報告切爾諾貝利事故對健康的影響。它沒有確定任何長期的健康后果除了白俄羅斯,烏克蘭和俄羅斯西部居民在事故發生時為兒童或青少年的甲狀腺癌,他們飲用被131碘染料污染的牛奶以及未被疏散的人群外,對暴露于切爾諾貝利核心暴露的人群除外。到2008年,輻射科學委員會將切爾諾貝利地區約6,500例甲狀腺癌病例歸咎于事故,造成15人死亡。從1991年到1995年,這些癌癥的發生率急劇增加,研究人員主要將其歸因于輻射照射。成年人沒有增加。
位于加利福尼亞州阿維拉海灘附近的暗黑破壞神核電站將于2024年開始退役。 太平洋天然氣和電力公司
來自切爾諾貝利,輻射科學委員會輻射的“平均有效劑量” 也得出結論,“由于外部和內部暴露,公眾成員在1986 - 2005年期間接收了大約30 mSv的撤離人員,1 mSv居民前蘇聯,以及歐洲其他地區人口的0.3毫希。“西弗特是輻射暴露的衡量標準,毫西弗是西弗特的千分之一。全身CT掃描可提供約10-30 mSv。美國居民每年接受的平均背景輻射劑量(不包括氡)約為1毫西弗。
這里引用的切爾諾貝利輻照統計數據如此之低,以至于對于那些關注事故及其后果的廣泛媒體報道的人來說,他們似乎必須盡量減少。然而,它們是聯合國國際科學機構進行廣泛調查的同行評審產品。他們指出,即使是核電廠最嚴重的可能發生的事故 - 其放射性燃料完全崩潰和燃耗 - 在過去一個世紀中仍然比其他重大工業事故的破壞性小得多。僅舉兩個例子:印度的博帕爾,當農藥廠泄漏40噸甲基異氰酸酯氣體時,至少有3,800人立即死亡,還有數千人患病; 在中國河南省,至少有26,000人溺水身亡在臺風中一座大型水電站大壩發生故障后。“根據切爾諾貝利設施生產的每個電力單位的早期死亡人數(9年運行,36 GWe年的總發電量,31個早期死亡人數)計算得出0.86死亡/ GWe年度,” Zbigniew Jaworowski 總結,醫生和前在切爾諾貝利事故期間,輻射科學委員會主席活躍。“這一比率低于[涉及大多數其他能源的事故]的平均死亡率。例如,切爾諾貝利率比液化氣的死亡率低9倍......比水力發電站低47倍。
2011年3月日本福島第一核電站發生大地震和海嘯事故。海嘯淹沒了三個動力堆的供電和冷卻系統,導致它們融化并爆炸,破壞了它們的限制。雖然154,000名日本公民從發電站周圍12英里的禁區撤離,但車站地面以外的輻射照射受到限制。根據2011年6月提交給國際原子能機構的報告:
“截至2011年5月底,在植物附近居住的195,345名居民沒有發現有害健康影響。所有1,080名接受甲狀腺暴露檢測的兒童均顯示安全范圍內的結果。到12月,對從三個城市撤離的約1,700名居民進行的政府健康檢查顯示,三分之二的外部輻射劑量在1 mSv /年的正常國際限度內,98%低于5 mSv /年,10人是暴露于10 mSv以上...... [沒有重大的公眾曝光,更不用說輻射造成的死亡。“
核廢料處理雖然是美國持續的政治問題,但不再是技術問題。大多數美國乏燃料,其中90%以上可以循環使用,以延長核電生產數百年,目前安全地儲存在操作電抗器的堅固的混凝土和鋼制干燥桶中,其輻射緩慢下降。
2017年3月,一名維權人士要求關閉法國的費森海姆核電站。當局于4月宣布,他們將在2020年關閉該設施 .SEBASTIEN BOZON / AFP / GETTY IMAGES
位于新墨西哥州卡爾斯巴德附近的美國廢物隔離試驗工廠(WIPP)目前儲存低水平和超鈾的軍用廢物,可將商業核廢料儲存在2公里厚的結晶鹽床中,這是古海的遺跡。鹽的形成從新墨西哥州南部一直延伸到東南部到堪薩斯州西南部。在接下來的一千年里,它可以輕松容納整個世界的核廢料。
芬蘭在國家西海岸波羅的海的奧爾基洛托(Olkiluoto)下400米處的花崗巖基巖上開辟了一個永久性儲存庫。它預計將在2023年開始永久性廢物儲存。
對核電的最終投訴是它的成本太高。核電成本是否過高最終將由市場決定,但毫無疑問,對不同能源系統的外部成本進行全面核算會發現核能比煤或天然氣便宜。
核電并不是全球變暖威脅的唯一答案。可再生能源有其自己的位置; 因此,至少在可再生能源變化時平衡電流,天然氣。但核心應該比困擾它的反核偏見和恐懼更好。它不是21世紀魔鬼糞便的版本。它是解決人類歷史上最大的能源威脅的有價值的,甚至是不可替代的部分。