美國核能發電不但能消除核戰的威脅，還能應對另一大世界問題：氣候變化。核能發電產生的二氧化碳更少。根據美國哥倫比亞大學氣象學家分析，核能發電雖然在美國發電總量中只佔20%，但是卻減少了640億公噸的溫室氣體排放。核能發電也不會像燃燒煤炭的火電廠一樣煙霧滾滾，造成其他空氣汙染，可能也因此拯救了180萬條生命。
簡易版的核電站工作原理圖。圖片來源：wikicommons
核能發電技術，是我們抵禦災難性氣候變化的關鍵。我們不能把所有化石燃料都燒了。但是我們也要知道，只要化石燃料還是最廉價的能源，人類就仍會拿它來燃燒發電。煤炭燃燒產生的溫室氣體，在全球排放量中幾乎佔了一半。如果我們能把這些火電站換成現代安全的核反應堆，我們很快就能減少汙染。
歷史上溫室氣體排放量出現的最大下滑，發生於上世紀七八十年代的法國。當時法國正逐步由燃燒化石燃料發電過渡到核反應發電，每年都能減少大約2%的溫室氣體排放。科學家預測，全球變暖汙染物的排放量每年至少應減少6%，我們才能阻止「危險的」氣候變化。從全球範圍來看，除了使用核能之外，我們不知道還有什麼方法能達成這一目標。現在我們面臨的唯一問題是：我們的核反應堆還不夠多。
中國在建設新型核反應堆上已佔據世界領先地位。根據世界核能協會的統計，目前在中國全境有29座核反應堆正在建設之中，還有59座已經提交方案。中國建設的核反應堆，還不僅僅局限在一般的那種使用水和鈾燃料棒的反應堆，還包括最初由加拿大設計的重水反應堆，以及尚處於測試階段的小型快速反應堆。
但我們也要知道，就算中國準備建設的所有核電站都能順利完工，該國仍有50%的電能要通過燒煤獲得。而且在核電站建成之後，中國全部核反應堆最多能提供的電能總量，和美國現役的核電站提供的電能總量其實相差不大。另外，核電站在建設過程中也少不了要用鋼鐵和水泥，還有製造核燃料必須的濃縮鈾，或者如「兆噸換兆瓦」計劃那樣，將核武器的高濃鈾轉化成低濃鈾，用於核能發電。這些材料在其本身的製造過程中，都會產生溫室氣體。根據美國能源部國家可再生能源實驗室的說法，這相當於在核電站服役期間，它每生產一千瓦時電能，就會排放大約相當於12克二氧化碳的溫室氣體——和風能漩渦發電機一樣（它在建設過程中也要用到鋼鐵、塑料、稀土等材料），比太陽能光伏板略少。
但在世界其他地方，核能發電產業已逐漸萎縮。在2011年地震和海嘯導致日本福島第一核電站發生核洩漏之後，日本就再沒啟用核電站。那一悲劇事件也在世界其他地區掀起輿論巨浪。德國計劃終止核能發電；就連法國政府也宣布，該國計劃減少核反應堆的數量。美國即將建成5個新的核反應堆，來代替4個年事已高、在今年退役的反應堆。但其他舊反應堆也被紛紛關閉，比如新澤西州的奧伊斯特河核電站和佛蒙特州的揚基核電站。所以美國現役核反應堆的數量其實也在減少。
其中一個很大的原因是財政壓力。建設大型核反應堆，需要花費大把金錢，來保證其安全性和可靠性。比如說，美國如果想把核能發電提供的電量提升到其發電總量的四分之一，就需要再建設1000座新型核反應堆（增設，或者替換舊反應堆）。從現在的物價來看，要在喬治亞州建設兩座AP-1000型反應，需要投資7萬億美元——雖然因為工程浩大，總價可能有所下調，但仍無疑是個相當可觀的數目。
解決方法之一，是建設所謂「模塊化設計」的小型核反應堆。田納西流域管理局希望能在田納西克林奇河核電站建設一個這樣的反應堆，以此來推動小型核反應堆的發展。美國政府曾試圖在克林奇河核電站建設自己的商用快速反應堆，可惜以失敗告終。
那個未能完工的增殖反應堆，是美國已告結束的新型反應堆研發計劃留下的遺產。同類反應堆還包括「實驗性增殖反應堆」，它在愛達荷州成功運轉了將近30年。
也就是說，核能發電正越發受到科學界的關注——至少在冷戰結束之後，這還是頭一次。科學家正在研發使用新型反應堆，用替代冷卻液來取代水——比如美國核能轉換公司的熔鹽冷卻反應堆，以及美國潔淨能源應用技術開發公司的液態鉛鉍反應堆。這類創新設計，吸引了包括比爾·蓋茨在內的許多億萬富翁投資支持。核能轉換公司甚至還在今年的美國能源部高級研究規劃署年度峰會上，贏得了能源投資人頒發的最高獎項。比爾·蓋茨說：「在核能的智能應用方面，只要新設計能符合嚴格的標準，我們就應該允許大膽創新……核分裂產生的能量，比燃燒碳氫化合物多上數百萬倍。我們真應該好好加以利用。」
但是ARPA–E自己卻沒有開發替代反應堆的打算，因為檢驗新型設計的花費太大，開發成品的時間周期也太長。核能發電如果能獲得更多資金用以開發新型設計，獲得公共財政支持用以建設。核能也許能讓我們從三方面減少溫室氣體排放：用更少的能源做更多的事，使用低碳能源，以及使用電能汽車。我們獲得大量清潔電能的方法屈指可數，比如地熱、水能、核能、太陽能和風能。世界各地的條件不同，除煤炭外能夠選擇的能源也不一樣。
只要中、美等國仍需大電網供電，我們就離不開原子核反應、煤炭或燃氣，因為它們與可再生能源不同，隨時都能供電。但現在的國際趨勢是減少核能應用，而增加天然氣的比例——正如德國「Energiewende」（能源轉移）計劃打算做的那樣。該計劃試圖加大對太陽能、風能和其他可再生能源的應用，但同時也要關閉該國現役的17座核反應堆。經濟學家萊納·巴克（Rainer Baake）曾是一名德國政客。他現在是能源轉移智囊團「Agora Energiewende」的領軍人物。他介紹說，德國其實希望研發出某種技術，將可再生能源產生的多餘電能以燃氣的形式儲存起來，留待日後燃燒發電——這就是所謂的「能量到燃氣」項目。而核能應用倒退還會帶來更糟糕的影響，那就是它將導致更多火電廠的出現，就像上世紀八十年代美國核電站建設期結束之後發生的那樣。
核能這種蘊藏豐富的清潔能源，能夠在這個人口膨脹的時代消除貧窮，並減少溫室氣體排放。核能發電，是我們目前已經掌握的少數清潔能源技術之一，而且它還有很大的發展與創新空間。天然氣雖然可以吸收並儲存二氧化碳，但其實也不過是繞了點路，仍無法阻止我們走向災難。我們唯有立即轉向可再生能源和核能，才能阻止災難發生。
但要利用核能，我們還面臨著許多障礙：就算我們只依賴於現在已經掌握的核能技術，我們也至少需要幾十年來設計、註冊和建設核電站——更別提開發新技術了。也就是說，新的核能技術也許不能在短期內有力地阻止氣候變化，我們暫時只能依賴於已有的核反應技術——但現在就連這些已知技術，也沒有在世界範圍內得到很好的應用。
正因為核能發電產業的衰退，美國核電站雖然堅持「兆噸換兆瓦」計劃20年，但也沒能消除核武器的威脅。雖然俄、美兩國都已做出最大努力，將核武器用於發電，但俄羅斯依然保有約計8500個核彈頭，美國則有大約7700個。而現在，核能發電又和氣候變化問題撞到了一起。
環保人士必須了解，他們一味主張在世界範圍內強制推行完全使用再生能源的政策，但這只能繼續鞏固化石燃料作為發電基本能源的地位，使其他雖不可再生，但蘊藏豐富的清潔能源失去立足之地。比如核能，就將被毫無道理地排除在可利用能源之外。（編輯：惜惜xixi）
（作者：科普中國責任編輯：天極科普君）
IT新聞微信公眾平臺
第一時間獲取新鮮資訊
使用手機掃描左方二維碼
評論
* 網友發言均非本站立場，本站不在評論欄推薦任何網店、經銷商，謹防上當受騙！