是时候给核电另外一次机会

由于我们对更多力量的不断渴望，这个数字不会很快萎缩。国际能源署2018年的报告发现，我们的能源需求增长了2.3%，是十年来的最高增幅。不幸的是，大部分需求都是通过燃烧更多的化石燃料，向大气中释放更多的二氧化碳来满足的。

人们希望，在灾难来临之前，全球经济可以转变为无碳能源。我们已经知道另一种燃料技术可行; 一个提供潜在无限供应的低碳能源。从长远来看，至少可以从根本上重塑我们对权力的看法。出于各种原因，核电已经被换下场，目前贡献了很多小于它可以为我们的全球能源需求。是时候我们给核能再次射击了吗?

核能目前产生的能量约占世界总量的11%，所有这些都被归类为“低碳能源”。在30个国家/地区运营着大约450个反应堆，法国是该技术最热情的用户。最近有几个人将核子的情况从替补席上拖走并重新投入使用。投资核创业公司的比尔盖茨曾游说国会为新核能的实验提供资金。不久之后，三位着名学者发表了一篇题为“核能拯救世界”的纽约时报社论。

简而言之，他们的论点是，可再生能源价格昂贵，无法依靠全天候提供能源。三人组说，在德国，尽管对​​可再生能源进行了大量投资，但该国的碳排放量仍未下降。虽然其他选择，如水电和地热，取而代之，但它们与当地有利的地理位置密切相关。如果我们要拯救世界，那么我们需要将我们使用的所有东西转换成电力而不是其他燃料来源，并开始建造一支核反应堆。

什么是核电?

“我们的世界是由原子组成的，”威斯康星大学核工程师Katie Mummah解释说，“这是物质中最小的构建块。” 元素周期表底部的元素充满了原子，这使它们既沉重又不稳定。“如果你拿中子击中[这些不稳定元素之一，你的原子就会分裂，这就更好地称为裂变，”她补充道。

物理定律规定，无论你消耗多少能量，你只会收回一部分能量，剩下的就是热量或其他废物。核能在这个原则上嗤之以鼻，因为分裂宇宙的一个基本组成部分释放的能量远远超过破坏它的能量。这使它非常适合用作能源，因为你得到的东西比你投入的多。

这个过程相对简单，因为我们有充足的原料供应可以加工裂变。将大量不稳定元素(如铀235)放置在“慢”中子源旁边，您将获得能量的连锁反应。它不是永久运动机器，但核裂变中的连锁反应会变得自我延续，直到燃料到期为止。

与其他电源相比，核能提供了其他效率，包括其(相对)尺寸。“这里是美国的一个商业反应堆，”Mummah说，“它有一个大约12英尺高，直径12英尺的圆柱体，为大约一百万个家庭提供足够的能量。” Mummah说，有足够的铀可以满足几个世纪以来地球的能源需求。

Katie Mummah表示，核电的第一个好处是其纯粹的能量密度，特别是考虑到家庭住宅的需求。在美国，能源信息管理局表示，2017年平均家庭消耗了10,399千瓦时的电力。为了产生这么多的能量，你需要燃烧略少于一吨的原油或其等价物。相比之下，核反应堆中的一公斤浓缩铀将产生足够的能量，为104个家庭供电一年。拥有大量的东西，一年可以为超过104,000个家庭供电。美国最大的核电站，位于亚利桑那州的Palo Verde，最大输出功率为3,937MW，足以为超过四百万人提供能源。

“核电站建设成本高，但运行成本相对较低，” 代表该行业的世界核协会表示。“一旦核电站建成，电力生产成本低且可预测稳定，”它补充道。原子时代的前提是无限能量的承诺，不断提供，可以用来为几乎所有东西提供动力。可悲的是，高昂的建筑成本(以及廉价能源)阻碍了投资者投入资金，因为几乎没有保证能够收回资金。

清洁和廉价的能源应成为每个国家的目标，特别是在能源需求预计会增加的未来。值得补充的是，核电的价格包括建设和运行工厂的成本，以及处理废物。相比之下，比如煤电厂，其排放的环境成本不是初始价格的一部分，而且这些数字是不公平的。鉴于气候变化的巨大损失，整体而言，核能可能要便宜得多。

德国一家燃煤电厂在一个露天矿上肆虐。

在过去的四十年中，欧洲三个主要经济体偶然发起了一场关于核电利益的大规模试验。法国和英国的人口和经济规模相似，而德国的规模也相应较大。这三个国家都是北欧的邻国，气候大致相似，目前普遍被视为欧盟的“三大”国家。

如果存在一个差异，那就是每个国家采用不同的能源作为其发电的基础。诚然，这是一种概括，但德国选择了煤炭，英国选择了天然气，而法国则选择了核能。看看世界银行的数据，你可以看到这些能源政策如何影响到20世纪70年代直到最近的碳排放。

1973年，在法国开始向核转型之前不久，法国和英国分别排放了9.667和11.746公吨的人均二氧化碳。到2014年，法国的排放量下降了52%，但英国的排放量仅下降了45%。德国刚刚开始报道统一后的情况，而且脱碳的速度要慢得多，自1991年以来仅下降了24%。

美国能源部在橡树岭国家实验室的设施指出了法国较低排放与其亲核立场之间的明显联系。一个2011年报告中说：“大量使用核电显然来自法国削减化石燃料相关的二氧化碳排放。” 2017年，法国总统伊曼纽尔·马克龙(Emmanuel Macron)肯定了他对核能作为脱碳载体的承诺。

针对可再生能源的一个论点是，在没有晴天或多风的情况下，电力耗尽，使其无法提供基本负荷电力。这就是你能够并且应该依靠全天候提供的能量，无论风雨无阻。可再生能源的间歇性只是部分正确，因为混合各种能源的电网很可能能够根据供应在技术之间切换。并且正在继续开发更便宜，更密集和更环保的电池，以平衡间歇性供应。特斯拉在澳大利亚和夏威夷等地建造了“大电池”，以储存来自可再生能源的能源。

但电池需要花钱，这可能会增加可再生能源的价格而不是化石能源的价格。核电可以在他们的位置使用，提供这种基本负荷电力，以确保当可再生能源无法满足需求时供应永远不会耗尽。“[核]基本上每周7天，每天24小时发电，”Mummah说，“你不仅在为一百万个家庭供电，而且还在不断地产生这个水平。”

核电也有许多缺点，而且从来没有人清楚这些收益是否比损失更有说服力。每一种能源都有自己的问题：燃烧化石燃料，你会得到我们可以利用的热量，以及释放到大气中的有毒物质，这是我们不能的。可再生设备，如太阳能电池板和电池，即使需要数十年的时间才能降低使用时间。

核电也不例外。核裂变产生裂变产物，在反应消退后，原始燃料留下的一切。因为这些元素，如铀，已经将原子粉碎，所以它不再是铀，而是元素周期表中的任何元素。一个常数是材料具有高放射性，需要安全储存，直到其放射性能够消退。

核储存池，其中“用过的”燃料棒保持在水下。

储存核废料基本上意味着将其浸入水中直至变得不那么致命，然后将其埋入混凝土中。“还有其他方法可以做到这一点，”Sarah Jordaan博士解释说，“但仍然没有实施强有力的计划，特别是在美国。” 在国内，问题是美国有9万吨核废料，足以填满20米深的足球场。但该国从未接近确定单一处置或长期储存设施。

在此期间，内华达州的尤卡山复合体被用来容纳大量的这种材料，但这不是一个永久的解决方案。Katie Mummah认为没有必要打扰，因为“大部分材料仍然可用，但我们不会在美国进行[核废料回收]。” 这将要求对裂变产物进行化学处理以将它们分离出来，回收用于反应器的可用铀。废物再加工是可能的; 虽然它只在法国，英国，俄罗斯和日本(在不久的将来)进行，但数量非常少。

Pete Wilkinson是环保主义者，也是英国绿色和平组织的联合创始人，他是英国放射性废物管理委员会的成员。“我们在2007年报告说，只有两种处理放射性废物的方法，这两种方法都不令人满意。” 小组发现你可以储存裂变产品或处理裂变产品，处置是“最差的选择”。但是，威尔金森补充说，“处置问题很多，”其中许多都是“显示停止”。

在英国，“我们有500,000立方米的放射性废物，”威尔金森说，“其中一小部分将在25万年内致命。” 令人担忧的是“新建废物将比我们现有的废物更热，放射性更强。” 这将使存储站点成为自然灾害的风险，以及寻求获取危险材料的邪恶类型。

反对核能的论点往往与那些反对核武器的人齐头并进。任何能够浓缩铀和钚以进行能源生产的国家都不可避免地也会制造武器。“[核]技术可以提供更高水平的武器级钚，”Sarah Jordaan博士说，“尽管各种不扩散条约已经解决了这个问题。” Jordaan博士是华盛顿约翰霍普金斯大学高级国际研究学院能源，资源和环境学助理教授。

“ 联合国防止核扩散条约”于1968年开放，两年后生效。它规定，其中191个签署国的国家不制造新的核武器，而是共同努力促进和平利用核能。但那些仍然拥有武器技术的国家，包括美国和英国，都能够更新自己的这些武器库存。皮特威尔金森认为，推动新核电的推动力是保持“劳动力中的经验，因为[英国]必须更新三叉戟，”该国的核威慑力量。

核反应堆是庞大，昂贵和复杂的基础设施，这是许多西方国家正在努力建设的东西。例如，在美国，在纽约建造一英里长的地铁需要花费35亿美元，而这些企业的政治意愿和资金将逐渐减少需要数年时间。“美国已经失去了建设大型基础设施项目的能力，”Mummah说，“我们正在努力通过经济学来快速廉价地做到这一点。” 还有一种风险是，由于核电经常落入和失宠，倡导者和政策制定者推动它的意愿较小。