全球电力紧缺,为什么不大力发展核能?4大原因告诉你答案
目前,从欧洲的抢气大战到英国的油荒,能源问题成为市场关注的高频词汇,相对于煤炭、石油等大宗商品,天然气一跃成为今年年内涨幅最大的品种,英国天然气的价格年内涨幅已经超过250%,而欧洲天然气和电价的飙升已经引发了当地民众对能源危机的恐慌情绪。当然,很多人也有疑问,全球电力紧缺,为什么不大力发展核电呢?我们从排放、成本、安全、废物处理4大原因告诉你答案。#电力紧缺为什么不大力发展核电#
核电的二氧化碳排放—似乎是最佳选择
一个家庭消耗一千瓦时电量,用核能发电所排放的二氧化碳量是12克,而火电厂排放的二氧化碳量为820克,这也是人们支持核电的主要原因之一。
IPCC对各种燃料进行的生命周期评估表明,核电生产的平均二氧化碳排放量与可再生能源的平均排放量相当,与天然气和煤炭相比,核电碳排放要低很多,因此,作为天然气和煤炭的替代品,核电肯定排放量较小,并且可能是一种可行的低碳能源选择。但这不一定意味着核电是世界能源需求的长期最佳解决方案,除了要考量碳排放外,成本、安全和废弃物处理,才是阻碍核能发展的最大问题。
核电厂建设—速度缓慢且成本高昂
核电的成本极其高昂,而且建设速度非常缓慢。当然,核电厂在建成后,能源成本看起来似乎很低,这主要是因为核电在运行过程中,使用到的物理燃料很少,但实际建设和退役成本却是巨大的经济负担。
据统计,建设一个核电厂需要大约500亿左右的支出,而且在核电厂建成后,30年内的运行费用大概要占据2000亿的运营费用,这对于单个工厂来说,显然是一个不同寻常的数字,而且,你还必须要考虑一些超出计划的预算。
在全世界,只有法国核电发展得最为成熟,其能源消耗的75%主要是靠核电来提供的。但不幸的是,不是每个国家都和法国一样,在很早就提出强有力的核电计划。同时,对于其它国家而言,使用核能作为太阳能和风能的过渡燃料的机会已经过去,从安全和废弃物处理这两点,要让核能站稳脚跟,似乎并不存在如此巨大的动力。
安全因素—最安全和超强破坏力
核电站建设缓慢而代价昂贵的主要原因来自于安全问题。在核能的历史上,发生过三次核泄漏事故,分别是1979年的美国三里岛、1986年乌克兰的切尔诺贝利以及2011年日本的福岛核泄漏事故,其中,后两次属于大量核辐射泄漏事故。
在切尔诺贝利事故中,有31人死亡,预计至少还有4000人因辐射而患上致命癌症。福岛事故由于控制得当,只有2人死亡且都与辐射无关,但预计也至少有120人因患癌而死亡。由于持续辐射,人类无法在这一地区生存,至今,这些发生过核泄漏的核电厂仍然被设为禁区,这造成数十万人不得不搬离,永远无法返回家园。
切尔诺贝利事故发生地
切尔诺贝利事故造成的经济损失预估接近万亿,远超乌克兰的GDP,与此同时,福岛灾难发生在一个人口更多,更发达的地区,估计让日本的损失超过3万亿,占其GDP的10%左右,尽管美国三里岛没有人员伤亡,但仅清理费用就花费了数百亿。
当然,这似乎更多的是公众认知的产物。其实,人均核电危害实际上是最小的,根据福布斯统计,与煤炭、天然气、甚至风能和太阳能相比,核电造成的死亡人数要少很多,但是,这种低死亡率的主要原因是已经对核电站实施了严格的安全法规。当然,这就好比飞机和汽车,其实汽车导致的事故远比飞机严重得多,但飞机失事更能引起人们的注意,因为它的破坏力很强,核事故也是如此。
此外,核反应堆中的铀,并非无限供应,按照目前的提炼方法,仅剩下大约230年的铀供应量。
废弃物处理—目前仍没有完美解决方案
核能的最大风险不是熔毁的风险,不是铀的供应,而是核废料。目前所有的商业核电站都是通过核裂变过程工作的。随着放射性元素衰变,单个原子分裂成多个,但与此同时也会释放能量。不同的核反应堆处理方法大同小异,一般都是通过将水加热成蒸汽来捕获释放的能量,蒸汽流经涡轮旋转机发电。
在核电站使用大约6~8年后,它会释放出足够的能量,不再用于核反应堆,但这并不意味着它已经完成了能量释放,燃料棒将保持足够的放射性,在移除后的数万年或数十万年内仍然会释放放射性物质,所以问题是,核废料该如何处理?
答案似乎很简单,把它们放在一个它们可以留下来的地方,不受干扰,永远孤立,但这并不是那么容易。目前对核废料的处理方式主要有三种:现场储存、后处理乏燃料以用于其它核电站或长期深度储存。
首先我们来说说现场储存,简单说就是在当前核电站进行储存。当从反应堆中取出燃料时,会将其直接投入水中并留在那里,由于水在屏蔽辐射方面做得很好,所以这是一种廉价且简单的储存方法。由于燃料棒仍在释放能量,因此得继续加水,通过冷却系统和泵将水保持在沸点以下。但要做到这一点,工厂需要电力,如果电源或发电机出现故障,泵和冷却系统将停止工作,因此水会变热并可能沸腾。水是阻挡辐射的东西,所以如果没有水,辐射就会直接进入环境。
事实上,福岛核泄漏就是这样发生的,主电源和备用电源都出现故障,因此乏燃料池的泵和冷却系统无法运行,从而使得水升温,幸运的是,在足够的水蒸发后将大量辐射释放到环境中之前,情况就得到了控制,但如果不是这样,数千人可能会因此而丧生。
一旦核废料在储存池中冷却10~20年后,它们通常会被装进桶中,然后用混凝土和钢制容器隔离起来,这样会阻挡辐射,但这种解决方案远非永久性的。它必须不能发生地震,也不能承受海啸,而且这些隔离物也需要维护,如果没有人类,随着时间的推移,它们很容易被损坏或破坏,并向环境释放辐射。
日本福岛核电站
其次是后处理乏燃料用于其它核电站,这听起来是一个完美解决方案,但事实并非如此。据科学家称,后处理乏燃料的后果之一可能是核武器扩散,这种回收过程的副产品是更多的钚,可以很容易被用来制造武器,此外,只有一小部分经过再处理的废物可以被再次使用,仍然会留下大量放射性物质。最重要的是回收这些废料需要大量成本,因此,最终对于我们当前核废料的唯一较优解决方案是长期储存。
不幸的是,目前唯一建设长期储存设施的国家是芬兰,其余的都只是在现场储存核废物,没有长期储存的选择或前景。据介绍,芬兰正在波罗的海沿岸的一处建设核废料永久储存场所,该地区基本上没有自然灾害,没有地震、没有海啸,没有遇到任何可能损坏核废料储存的自然现象。因此,他们在500米以下的稳定基岩中建造世界上第一个永久性核废料储存设施,目前刚刚完成挖掘工作,到2120年,它们将用核废料来填充设施,它们会挖掘带有小孔的长隧道,在其中放置核废料桶后,用黏土回填隧道,以便永久保留,有了这个系统,核材料泄漏到地下水中的风险几乎为零,一旦被填满,就可以永远留在那里了。
总之,核电是一种有争议的能源,由于公众的想象力和其系统的复杂性,核能需要大量的初始资金和时间才能成为“清洁”能源的可行来源。在摆脱化石燃料的过程中,使用核能不失为一种比较理想的过渡方案。
但其实,目前太阳能和风能等可再生能源还远未发挥其潜力,尤其是在我们解决了电池的存储问题之后,与核能相比,可再生能源不仅便宜,而且还可以快速生产并以分散的方式在大多数地区广泛传播,虽然核能确实具有巨大的功率输出的好处,但它是一种缓慢而笨重的野兽,如果我们要迅速有效地摆脱依赖化石燃料的能源网络,我们仍得探索其他能源选择。
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