国际特稿:核能走出冷宫再成发电热选
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一场俄乌战争引发的能源危机,让遭许多国家冷落多年的核能有东山再起之势。
作为一种低碳能源,核能也被认为可在全球减排道路上扮演举足轻重的角色。
重新拥抱核能,真的能缓解全球能源危机,让各国实现能源独立和净零排放的双重目标吗?
从欧洲到亚洲,发展核能似乎成了大势所趋。专家认为,多重因素促使各国对核能发电的立场从恐惧和反对,转向接受和拥抱。
法国智库可持续发展与国际关系研究所(IDDRI)能源和气候专家伯格曼斯告诉法新社:“欧洲正处于非常不同的能源形势,有几个危机重叠——俄罗斯的天然气供应问题、干旱导致水库蓄水量减少、法国核电站的产量低……所有因素都很重要。”
彭博社引述澳大利亚铀矿勘探开发公司班纳曼能源(Bannerman Energy)首席执行官蒙罗的话说:“对福岛核事故感到恐惧而反对(核电)的情绪已经消退,这是因为过去10年的科学研究缓和了事故的严重程度,而亚洲国家如今面对来自能源短缺的更严重与致命的威胁。”
学者:核能能源效率比其他化石燃料高百万倍
关键是,核能发电真的能让各国实现能源独立吗?核能的安全问题确实因核技术的发展而获得解决了吗?
南洋理工大学拉惹勒南国际研究院(RSIS)高级研究员周儿彬博士接受《联合早报》访问时指出:“在能源效率方面,核能比其他化石燃料如煤炭、石油或天然气高得多,而这不只是提高两三倍甚至10倍,而是在能源效率方面提高百万倍。这是因为1公斤铀所产生的能量,是1公斤煤的超过百万倍。如果我们比较的是绿色的可再生能源,太阳能和风能属于间歇发电模式,无法作为基本负载能源,即全天候供电。”
周儿彬也认为,化石燃料或可再生能源不见得比核电安全。“采矿事故和吸入煤灰的受害者已经比运营核电站(引发意外的受害者)还要多……太阳能和风能被视为无害的绿色能源,但它就一定安全吗?风车对航运和基础设施的发展也造成很多干扰。”
牛津大学“数据看世界”(Our World In Data)研究主管里奇(Hannah Ritchie)两年前通过一个很有趣的“欧洲村”(Euroville)概念,来说明核能是最安全的发电技术之一。
她假定这个欧洲村有15万人口,若完全以煤炭来为欧洲村供应电力,每年会有至少25人死于空气污染。若以风能供电,每25年会有一人死于相关事故;核能的风险略低,每33年有一人死;最安全的是太阳能,每50年才有一人死亡。
周儿彬指出,核能其实是当今受到最严格监管的能源之一。“核能必须受到严格监管,因为世界必须确保核能的和平使用,绝不能被转移用作武器。
“在设计上,核电站在正式投入运营之前已经通过几项严格的标准,例如抗震能力。值得注意的是,福岛核电站的设计在2011年东日本大地震中确实承受了地震的袭击,这起事故的伤亡人数是海啸造成的,并非核电站熔毁的结果。”
不过,对于经历过2011年大海啸的日本民众来说,当年的核灾记忆犹新,因此国内舆论对于是否重启核能出现了两派声音。
日本国际大学副校长橘川武郎接受《联合早报》访问时说:“根据《读卖新闻》的民调,由于出现短期供电不足的问题,支持核电站重启的呼声高涨。不过,《(朝日新闻》的民调显示,对于增设新核电站的长期目标,反对的声音很多。执政党内部也有反对声浪,不仅是自民党的河野太郎等人,公明党也是长期以脱离核电为目标。”
橘川武郎认为,在重启核能方面应该有更多讨论,乌克兰扎波罗热核电站卷入俄乌战火,说明使用核能已出现新风险。
作为欧洲最大核电站,扎波罗热核电站在战事中数次与乌克兰国家电网断开连接,引发全球对核泄漏风险的担忧。乌克兰指责俄罗斯以核电站为盾牌,原本作为和平发电用途的核电站如今成了一枚定时炸弹。
目前约440核反应堆为全球供应10%电力需求
橘川武郎说:“对于传统的风险如地震、海啸等,日本有原子能规制委员会进行严格审查,判断是否允许重启。然而,如今出现了新的风险:俄罗斯入侵乌克兰之后,把核电站定位为军事目标。在受到新风险威胁的情况下,是否应继续使用核电站,到了全球必须讨论的时候。”
目前,全球有约440个核反应堆在运行,为全球供应10%的电力需求。国际能源署预测,到了2050年,全球几乎90%的电力将来自可再生能源,其中风能和太阳能发电共占将近70%,其余大部分则来自核电。
欧洲经济委员会去年8月的一份核能技术简报指出,若排除核能,世界将无法实现所定下的减排目标。报告也指出,核电是一种低碳能源,在过去50年里避免了约740亿吨的二氧化碳排放,相当于近两年全球能源相关排放的总和。
今年7月,欧洲议会投票通过决议,把核能列为绿色能源。为核能贴上绿色标签,能否协助全球应对气候变化危机?
实际上,核能并非净零排放。
核能发电本身确实不会直接产生温室气体,但若把核燃料的开采、运输、加工和后处理;核电站的建造、运行、维护,以及设备制造、运输和退役封存等也考虑在内,这些活动都会消耗化石能源,产生温室气体。
事实上,目前没有任何一种发电方式可做到全生命周期的净零排放。不过,在核电站生命周期里,核能每单位电力产生的二氧化碳与风能大致相同,与太阳能相比则是其三分之一,因此是碳排放最低的技术。
国际能源署在最新报告中指出,在全球面对能源危机的情况下,核电可发挥重要作用,协助各国安全过渡到以可再生能源为主的能源结构。不过,未来30年,全球核电容量必须增加一倍,才有望实现净零碳排放和能源独立的双重目标。
?俄乌冲突动摇能源市场 核电再引起各国兴趣
“我们正处于第一次全球能源危机中,就其深度和后果而言,世界从未目睹过如此严重的能源危机……我相信我们可能还没有看到最糟糕的情况。”
今年7月,国际能源署署长比罗尔在悉尼的一场全球能源论坛上,给全球能源供应描绘了上述悲观前景。
俄罗斯今年2月入侵乌克兰以来,俄欧双方便一直在“斗气”。作为欧洲最大的天然气供应国,面对西方制裁的俄罗斯顺理成章把天然气当成掣肘欧洲的最佳武器。
天然气和石油短缺重塑了能源市场,化石燃料价格也水涨船高。在切尔诺贝利和福岛核事故后遭唾弃的核能,再次引起世界各国的兴趣。
今年2月,法国宣布计划兴建六座核反应堆;比利时也在一个月后决定把2025年废除核能的计划延后10年,推迟至2035年才落实。
英国前首相约翰逊更是在卸任前,雄心勃勃地宣布要每年建一座核电站的目标。
核能在2020年供应英国约21%的能源需求,远高于2000年的9.4%。英国政府的目标是到了2050年,把核能发电量扩大到24吉瓦(gigawatts),占国家总电力需求的约25%。
欧洲最大经济体德国原定今年底关闭最后三座核电站;这三座核电站的发电量占德国电力供应的6%。
德国经济部长哈贝克星期一(9月5日)透露,政府将按计划让核电站于12月31日退役,但其中两座核电站将保留为应急储备,直到明年4月。
亚洲国家拥抱核能的声浪也有升高趋势。2011年发生福岛核事故后,日本暂停多个核电站的运营,也不再建造新核电站。
不过,日本首相岸田文雄上个月指出:“俄罗斯的入侵行动改变了全球能源形势,核能与可再生能源对于推进绿色转型至关重要。”
他透露,政府可能延长现有核电站的运行寿命,并考虑建造下一代核电站,目标是在2030年代使新核电站实现商业化运行。
日本经济产业部的数据显示,2019年,核能发电占日本电力供应的6%,日本现在的目标是把这一比率提高到20%至22%。岸田希望,到了明年夏天,通过日本原子能规制委员会安全审查的17座核电站能够重新上线。
韩国计划把核能在国家能源供应的占比从2021年的27%,增加到2030年的30%以上。
印度有约3%电力来自核能,印度总理莫迪的目标是在未来10年把核电站数量增加两倍以上。印度目前约70%电力来自煤炭。
世界核能协会的数据显示,中国目前有近24吉瓦的核电容量在建,另有34吉瓦核电容量在规划中。如果所有计划都落实,中国将成为全球第一大核电国。
东南亚国家同样对核能跃跃欲试。菲律宾前总统杜特尔特3月签署行政命令,把核能纳入国家能源计划,以逐步淘汰燃煤发电厂;现任总统小马可斯上任后表明,对核能发电持开放态度。
新加坡也探讨核能发电可能
印度尼西亚计划在2045年启动第一座核电站,以实现到2060年达到净零排放的目标。
今年5月,越南工贸部长阮鸿延对国会说,发展核能是全球必然趋势,显示越南官方可能正在考虑恢复建设核电站的计划。
就连人口密集的新加坡,也在探讨核能发电的可能性。新加坡能源市场管理局委任的能源2050委员会今年3月发布的报告就列明,到了2050年,核能发电可能满足新加坡10%的电供。
?处理核废料还需更完善方式
核能发电具有很高的能源效率,但核废料的处理却是个非常棘手的问题。
英国核废料局首席科学顾问海厄特教授告诉英国广播公司:“用过的燃料组件具有很强的放射性,放射性要经过长时间才能衰减……经过约1000年,原来的放射活动才能减少到10%,再经过10万年,剩余部分才能衰减完。”
世界核能协会的资料显示,全球目前主要有两种处理核废料的方式:近地表处置法和深层地质处置法。
捷克、芬兰、法国、西班牙、瑞典等国家采用的近地表处置法,是把核废料埋于地表、近地表或地表下几十米的洞穴里,使放射性物质衰变至安全水平,但这主要适用于中低水平的放射性核废料,属于短期处置法。
深层地质处置法则把核废料埋在地下250米至1000米的深度,远离水源和食物链,是更为可靠的处理方法。
核废料被密封在一个由多个储存罐组成的“多屏障”系统,即使最终泄漏,也是数十万年以后的事,到时放射性已经衰减。
不过,目前只有芬兰在地底花岗岩层建造了永久封存核废料设施,瑞典和法国也计划把核废料永久封存于地底深处的粘土层。
一些乏核燃料则可以进行后处理,回收铀和钚重复使用,提高核燃料的利用率。这种闭式燃料循环(closed fuel cycle)方式虽然可以大幅减少最终核废料的质量和体积,但技术复杂、成本较高。