位於芬蘭Eurajoki的Olkiluoto核電站新反應堆的建設比計劃落後9年,超出預算的超過20億美元。 照片由Teollisuuden Voima Oy提供位於芬蘭Eurajoki的Olkiluoto核電站新反應堆的建設比計劃落後9年,超出預算的超過20億美元。 照片由Teollisuuden Voima Oy提供

核電已經死了。 萬歲核電。 核電是唯一的出路。 核電是一個紅色的鯡魚。 核電是太危險了。 核電是周圍最安全的電源。 核能是什麼。 核就是一切。

現在人們普遍認為,世界必須迅速減少碳排放,以抵禦危險的氣候變化,但“如何做”的這個過程的辯論仍然向上。 而那場辯論中,似乎沒有產生這樣赤裸裸的矛盾的觀點核能。 一些專家和倡導者認為,無碳核電 代表唯一真正的希望 保持的行星的溫度檢查。 有些人則認為核是有風險的,不必要和過於昂貴,做一個凹痕。

相同的基本數據集 - 核電廠目前存在,在建,新技術的現狀,成本和延誤,有幾個醒目的事故史 - 產生那些完全矛盾的意見及預測。 核電是一種羅夏測驗:你看,你希望看到什麼 - 一個美好的未來核或緩慢死亡螺旋舊世界的恐龍 - 反映在目前能源和將來的你自己的看法。 在所有的可能性,沒有人會被證明是對還是錯了幾十年。

今天和明天

今天的核電佔了約 10總發電量的百分比 世界各地。 這個由國家急劇變化 - 在美國率約為百分之20,在俄羅斯和德國是比低一點,而其他一些歐洲國家獲得核反應堆和40 50個百分點。 法國長期以來一直一馬當先比例,超過百分之75(它有第二個最總反應堆,僅次於美國)。 中國,雖然快速構建,在3提請其功率小於百分之2014核。


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各國的核電容量差異很大,美國在裝機容量方面處於領先地位,中國正在建設中。

目前全球正在運行442反應堆,國際原子能機構表示66目前正在建設中。 二十四那些在中國; 目前沒有其他國家建設超過8個。

這是核的風景吧。 現在的問題是,如何將它在未來幾年改變? 同樣重要的是如何, 應該 它改變了嗎? 這兩個問題的答案取決於你問的對象。

國際能源署 世界能源展望2014,其中包括對核電的密切分析, 項目全球裝機容量60%的飛躍通過2040,幾乎有一半的增長來自中國的。

“我認為我們肯定需要它在應對氣候變化的戰鬥。 這是廣泛承認,說:“ Jacopo Buongiorno在麻省理工學院核科學和工程學教授。 “因為現在有關於氣候變化如此大的關注,這就像眾船潮。 這被認為是乾淨的東西是怎麼回事了。 我認為這是絕對必要的。“

並不是很難找到這種類型的核武器,但是也不是:“我根本不認為核電是必要的組成部分。” MV Ramana,普林斯頓核子期貨實驗室的研究學者。 “在可預見的未來,核電作為發電的份額只會下降。 如果我們認為這是減排的一種手段,那麼我們就不會成功地實現“最近”制定的任何雄心勃勃的氣候目標。 巴黎協議,其中195國家同意減少排放量急劇下降。

在該協議的準備階段,一群最著名的核支持者 - 氣候科學家詹姆斯漢森,斯坦福大學的肯卡迪拉和其他人 - 在寫 監護人 認為“核將會使世界之間的差異缺少關鍵的氣候目標或實現這些目標。”

這遭到了特別嚴厲的蔑視 Naomi Oreskes,哈佛大學科學歷史學家和合著者 懷疑招商,誰 寫了回應 監護人 品牌這個“新,奇否定形式。”

漢森和奧雷克斯“分歧的心臟關於核的必要性和擴大可再生能源的技術可行性:是否其他能源足以從化石燃料斷奶我們嗎? 或者是可靠的,規模大(單新的反應堆能達到1,600兆瓦,是世界上最大的太陽能發電廠的三倍)基荷電力,核能提供了低碳未來的必要組成部分?

該論點的反核方面側重於幾項研究,這些研究已經說明了可再生能源的唯一途徑,這種研究可能更便宜並且沒有與核有關的風險。 馬克·雅各布森斯坦福大學大氣/能源項目主任,出版 國家具體的計劃展示了如何100%的可再生能源普及率 是可以實現的。 美國能源部的國家可再生能源實驗室發布了“可再生電力期貨研究“在2012中,他解釋了80在美國滲透百分比的明確途徑。其他人已經展示了類似的路線。

當談到任何能源時,成本就是討論的根源。 核能支持者認為有障礙有完全可再生能源運行的網格。 Buongiorno的,例如,說的太陽能和風能的間歇可以現實僅通過加入大量的蓄電的(的形式處理 大容量電池或其他高科技新 壓縮空氣到電網,這將改變正在進行的“可再生價格暴跌”的敘述。

“當我聽到人們說'哦,成本正在下降,”對於成本 可能會下降,但如果安裝該容量會迫使我進行能量存儲,則必須增加這些成本,”他說。 可以把它想像成買車:基準價格聽起來還可以,但是所有這些選擇和附加組件都能幫到您。 Buongiorno表示,他希望核能建設的成本將下降,並且考慮到可再生能源的存儲成本,核能及其可靠的24/7輸出將開始具有更大的吸引力。

數十億和數十億

當談到任何能源時,成本就是討論的根源。 在電網中增加核能可以減少可再生能源和儲存的一些負擔,但核能本身的經濟學可能是一個不可逾越的障礙。

一般而言,使用特定技術積累的經驗越多,構建成本就越低。 這已被戲劇性地說明了 成本下降 風能和太陽能。 然而,核能逆勢而上,反而展示了一種“消極的學習曲線“ 隨著時間的推移。

根據憂思科學家聯盟的說法,美國建造的第一批核反應堆的75的實際成本超過了初步估計。 超過200百分比。 最近,成本繼續膨脹。 再根據UCS, 新核電站的價格大幅上漲 從2中的4億美元到2002億美元之間,9中的2008億美元一直在XNUMX億美元之間。 換一種方式, 價格出手了 從下面每千瓦US $ 2,000在早期2000s高達高達每千瓦US $ 8,000 2008通過。

史蒂夫克萊默,UCS的能源研究和分析主管,並沒有看到這種趨勢發生變化。 “我沒有看到太多證據表明我們會看到成本削減的類型[支持者]正在談論。 我對此非常懷疑 - 如果它發生了很好,但我沒有看到它,“他說。

有些項目 在美國 似乎每次都會面臨延誤和超支。 今年9月,南卡羅來納州在現有工廠建造兩座新反應堆的2015推遲了三年。 在格魯吉亞,1月2015工廠所有者南方公司提交的文件表明,其另外兩座反應堆將會 美國700億$跳 在成本方面需要額外的18個月才能建成。 這些問題有許多根本原因,從許可延遲到簡單的構造錯誤,並且很難找到問題的簡單解決方案。

在歐洲,情況類似,有幾個特別令人震驚的例子給整個行業蒙上陰影。 在3的芬蘭Olkiluoto 2005工廠開始建造一座新反應堆,但是直到2018才能完工,九年後才能完工 超出預算的5十億美元。 法國的核電站是主要電力來源的反應堆 進度落後6年 比預計的貴兩倍多。

“60的年以上的反應堆廠房的歷史並沒有證據表明,成本會降下來,”拉瑪納說。 “隨著核技術已經成熟,成本增加,以及目前所有跡象都表明,這一趨勢將繼續下去。”

一些專家,但是,爭議的想法,即“負學習曲線”是內在的核工業。 在一個 最近的一篇文章 特德諾德豪斯的能量智囊團 突破研究所 指出,核電廠建造成本的歷史由國家變化很大。 韓國,例如,已經證明在超過時間成本相當一致的降; 它引進外國公司的第一次設計更有經驗的前自產自銷的設計紮下根,和全國所有的植物 由單個實用程序構建和擁有. 諾德豪斯寫道,“通過正確的政策和機構,可以快速,安全且廉價地建造核電站。”

儘管如此,大多數國家都出現了成本的增加。 因為它的立場,只有中國的非自由市場可以允許一個真正的快速擴建核電廠; 該國目前的核電建設世界統治體現了這種理念,和2016五年計劃包括規定審批和建設 六到八個新工廠 每年。

隨著價格上漲,重大事故的幽靈徘徊在核擴大的每一次討論中。 就其本身而言,該行業認為核的好處值得代價。 核能研究所,其中 代表 工廠主,建築商,設計師,供應商和相關公司,在美國指出 核電產生高達$十億50 每年從電力銷售和收入,並提供約100,000工作。 當然,缺乏碳排放只會增加效益。

福島陰影

隨著價格上漲,重大事故的幽靈核規模擴大的每次討論懸停。 按照大多數措施核能 在有史以來最安全的能源形式中。 但是,當它出問題,出了問題壯觀而可怕的方式。

2011在日本福島第一核電站發生的事故導致該國所有工廠關閉(有 非常有限的反應堆重啟僅在去年出現)它已經說服德國和比利時完全淘汰能源。 儘管這些逐步淘汰將只佔少數總反應堆,但它們阻礙了革命性核擴大的想法。

許多人認為可怕的反應,並逐步淘汰不是在氣候變化的背景下完全合乎邏輯。 福島顯然確實導致全球支持率下降 核能,但輿論仍然由國家標準差異極大。 在美國,核好感一項蓋洛普民意調查顯示,因為福島的下降,而不是戲劇性的。 在利用核能的2015公眾支持 在51%的徘徊,低於62中2010百分比的峰值。 不過,同樣的民意調查發現,只有35百分比認為政府應該“更加重視”核能; 相比之下,79百分比希望更多地關注太陽能。

考辛斯了大規模崩潰的恐懼都在核武器擴散,在垃圾處理的關注擔憂。 核廢料目前存放核電廠在該網站上 水池或幹式貯存桶密封 幾十年前的爭論 在地質資料庫都不太可能很快得到解決的任何時間。 對於武器,核電廠其反應的過程中產生的钚,這可能是 製成的炸彈 如果有足夠的積累; 恐怖主義和盜竊因此不斷的擔憂。 這兩個問題的工作,延長風險伸出背後核電的陰影,並且都缺乏直接的解決方案。

技術突破?

核電支持者抱有希望,新技術將改善經濟,減少恐懼因素。 正在不斷努力發展 小型模塊反應堆,這產生約三分之一或更小的全尺寸的反應器中的輸出的和理論上可以建造更快和更便宜。 艾利森·麥克法蘭喬治華盛頓大學校長 國際交流中心科技政策 美國核管理委員會前主席,指出,這些只是一個工作的各種公司(NuScale Power)目前預計實際上會向2016的監管機構提交申請材料 - 這一步仍然存在 年刪除 從實際運作的反應堆。

其他技術獨角獸,雖然在繪圖板上了幾十年許多情況下,仍然在距離保持關閉狀態:不同的燃料來源,如 , 熔鹽冷卻反應堆,甚至建廠像那些用於石油鑽探(項目浮動平台, 麻省理工學院的Buongiorno積極參與)上表中的所有。 這些都不同潛在的優勢:一個漂浮植物可以利用海水作為一種廉價和簡單的方法來冷卻反應堆,並會由人和附近的冷卻液應在事故發生維持工廠遠離減輕一些安全擔憂; 釷可以減少浪費,更有效地產生動力,雖然 在2013英國政府報告 專家們警告說,這些好處被“誇大了” 它可能會增加擴散風險 熔融鹽可以在較低的壓力下操作 比標準的水冷反應堆,提供一些安全的好處。

然而,核研究和開發以蝸牛的速度發展,主要是出於安全考慮。 如果目標是快速減排,則不清楚這項新技術是否能發揮作用。

“我認為我們需要做一些工作就可以了,看看我們是否可以開發一些新的技術,但他們不會是在短期內的解決方案可言,”麥克法蘭說,關於小模塊化反應堆。 “一些,只是在紙上存在的權利,現在這些其他的事情? 我認為他們是更遠了。“

UCS的Clemmer同意,下一個15年左右不太可能具有核革命的大部分特徵。 他表示,2030至2050期間將是核能的關鍵時期,美國和其他地方的許多現有工廠將退休 - IEA項目幾乎 200的2040反應器退役。 在那個時間框架內,也許一些新技術可以推向市場。

看法的改變

在未來幾年,它可能歸結為氣候變化的影響有多麼強烈,迫使羅爾沙赫的混亂解決成一個清晰的形象。

“隨著時間的推移,氣候變化的影響變得越來越真實 - 乾旱,熱浪和熱浪 海平面上升 和風暴潮,沿海洪水問題,更強大的颶風和毀滅性風暴以及類似的事情也喚醒了人們,“克萊默說。 “希望在某些時候,我們將要求採取行動應對氣候變化和減少排放,這將是一個警鐘。 在這個世界上,也許更多的是積極的光線可以解決核問題。“

麥克法蘭還表明,對能源的需求不斷變化的看法可能會改變核財富。 “我們通過這些不同的轉換作為一個社會,”她說。 在過去,這些過渡已經取代木煤,以幫助城市的發展,並增加石油運輸飼料的繁榮。

“核能永遠不會滿足其中一種需求,”她說。 “我們正在經歷另一個我們需要對能源進行脫碳的轉型,也許它現在將滿足更多的自然需求。 走著瞧。”

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關於作者

戴夫·列維坦戴夫列維坦已覆蓋科學和環境超過十年,對於各種各樣的網點如 科學美國人, 板岩和 費城問詢。 他即將出版的新書 不是科學家:政治家如何犯錯,歪曲和徹底破壞科學 將由WW Norton發布。

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