气候变化背景下如何正确看待核能

　　根据IAEA（国际原子能机构）统计，截至2019年6月底，全球共有449台机组在运，分布在30个国家，核电装机近4亿千瓦，另有54台机组在建。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍
　　2011年3月11日，日本东北部海域发生9.0级强烈地震，并由之引发超高海啸，导致福岛第一核电厂发生了世界核电历史上第三起严重事故。
　　历史上的核事故直到今天仍然历历在目，后续骇人听闻的危害更引发了大众对核能的担忧与恐惧。既然核事故这么可怕，为什么还要建核电站呢？其实核能不仅是一种高效的能源,还与全球气候变化息息相关。
　　气候变化的严峻形势
　　一项新研究显示，到2100年，气候变化可能会使全球沿海地区的4.1亿人面临海平面上升的风险，这比目前的估计增加了53%以上。根据Climate.gov网站的数据，自1880年以来，全球海平面平均上升了约20至23厘米，但其中三分之一只是在过去25年里发生的。
　　为此《巴黎协定》对2020年后全球应对气候变化的行动作出了统一安排，目标是在本世纪内将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2˚C以内，并努力将上升幅度控制在1.5˚C以内。在21世纪中期减少和抵消剩余碳排放可以说是实现《巴黎协定》目标的基础，许多国家和跨国企业已经承诺在2050年或更早实现净零排放。
　　另外自1990年以来，近一半的温室气体排放增长来自于电力需求的增加。随着交通和其他部门的电气化，到2050年，这种需求可能增加一倍。
　　在全球电力需求增加却又要求减排的背景下，其实核能扮演着很重要的角色。
　　核能的贡献和现状
　　1作为低碳资源对发电做出了巨大贡献
　　核能、水电和风能，在生命周期内，生产单位电力的温室气体排放量非常低。即使考虑从核采矿到废物管理的整个生命周期，核能也被证明是一种低碳的的电力来源。
　　除了低碳，核能还是一种高效稳定的资源 燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座百万千兆级的核能电厂一年只需30吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济形式影响，故发电成本较其他发电方法更稳定。
　　在发达经济体，核电占总发电量的18%，是最大的低碳电力来源。然而，近年来，它在全球电力供应中的份额一直在下降。发达经济体在有意推动可再生能源，导致核电在全球电力供应中的份额一直下降；加上这些国家的核电机组正在老化，新产能的增加已经减少到一个较小规模，一些在20世纪70年代和80年代建造的工厂已经退役，这已经阻碍了向清洁电力系统的顺利转型。尽管太阳能和风能的份额实现了快速增长，但由于核电的减少，2018年清洁能源在总电力供应中的总体份额为36%，与20年前的份额持平，因此阻止核电份额下滑对于加快电力供应去碳化的步伐至关重要。
　　我国核电机组数量最多、堆型最丰富、装机容量最大的秦山核电站，总装机容量达到656.4万千瓦，年发电量约500亿千瓦时。
　　2作为应对气候变化低碳解决方案的一部分
　　核能发电可以提供持续可靠的低碳电力，无论白天还是黑夜，无论下雨还是晴天。作为一种可调度的电源，核能发电还可以对电力负荷的变化作出反应，并为调频作出贡献。这些特点使核能能够作为综合低碳电网的一部分，补充和支持其他低碳电力来源，比如变化无常的太阳能和风能发电。
　　低碳基载
　　核能提供低碳基载电力，在需要集中和持续的电力供应的应用中取代化石燃料。
　　可靠的平衡功能
　　核能有助于电网的平衡和管理，以确保稳定和可靠的能源系统。
　　多变的可再生能源
　　核能可以支持更多的可变太阳能和风能发电的部署，不需要化石燃料发电作为备用能源。
　　全球能源中电力的份额越来越大。这意味着使能源系统变得清洁的关键是在运输、供暖和工业等领域将电力部门从最大的二氧化碳排放源变成低碳源，减少化石燃料排放。虽然可再生能源预计将继续领先，但核电和使用CCS（碳捕获、利用与储存）技术处理的化石燃料也可以发挥重要作用。虽然那些设想核电发挥未来作用的国家占全球能源需求和二氧化碳排放的大部分，但是如果想要实现符合可持续发展目标的轨迹（包括国际气候目标），清洁电力应用的扩张速度就需要比目前快三倍。到2040年，全球85%的电力将来自于清洁能源，而现在只有36%。除了对效率和可再生能源的大规模投资外，到2040年，全球核电产量将需要增加80%。
　　2018年全球低碳发电来源图（单位/太瓦时）。
　　国际能源署表示，为了满足世界能源需求并避免气候变化的最坏影响，低碳发电必须从目前占世界能源的36%增加到2040年的85%。
　　3为电力安全做出贡献
　　核电站有助于保持电网稳定。在一定程度上，他们可以调整运营来满足需求和供应的变化。随着风能和PV（太阳能光伏）等可变可再生能源份额的增加，能源市场对此类服务的需求将会增加。核电站可以帮助缓解可再生能源产量季节性波动的影响，并通过减少对进口燃料的依赖来加强能源安全。
　　IEA(国际能源署)执行董事法提赫比罗尔
　　＂如果没有核电的重要贡献，全球能源转型将更加困难。除了可再生能源、能源效率和其他创新技术，核能还可以为实现可持续能源目标和加强能源安全做出重大贡献。＂
　　核能存在的隐患
　　1事故隐患
　　核电可能成为气候变化加剧的重大牺牲品。如今活跃的核电站中的绝大多数，都是在气候变化的压力出现之前被投入使用的。其中五分之二的核电站在海岸上运行，至少有100座建在高于海平面仅几米处。从字面上看，核能处于气候变化的＂前沿＂。
　　最近的科学数据表明，全球海平面上升的速度比早期预测得更快。在接下来的几十年里，随着极端天气事件的出现变得更加频繁和更具破坏性，沿海核设施面临的威胁越来越大。核电站需要大量水来冷却反应堆，因此它们通常建在海边。然而内陆的核电站也面临着类似的问题：遭遇洪水和水温升高导致反应堆冷却困难。此外日益严重的干旱和山火也会加剧威胁，核电站的事故风险居高不下。
　　2018年11月发生的伍尔西大火，发源地在圣苏珊娜野外实验室，为一处核研究设施。
　　2人身安全隐患
　　另外，全世界约有5.16亿人居住在至少一座运行中的核电站80公里范围内，约有2,000万人居住在16公里范围内。这些人承担着未来核事故的健康和安全风险。
　　切尔诺贝利核电站废墟。
　　切尔诺贝利核电站事故是核电时代以来最大的事故。辐射危害严重，导致事故后有31人当场死亡，200多人受到严重的放射性辐射，之后15年内更有6-8万人死亡，13.4万人遭受各种程度的辐射疾病折磨，方圆30公里地区的11.5万多民众被迫疏散。
　　3环境安全隐患
　　核电站对环境的主要影响是放射性危害。核电站反应堆在运行过程中，由于核燃料裂变和结构材料、腐蚀产物及堆内冷却水中杂质吸收中子均会产生各种 放射性核素   ， 极少量的裂变产物可能通过核燃料元件包壳裂缝漏进冷却剂或慢化剂，排入环境。
　　如果核电站反应堆发生事故，大量放射性物质会通过各种途径排入环境。反应堆排出的废液和废气中的放射性核素，经过一系列复杂的物理、化学和生物的变化过程进入人体。
　　伦敦大学学院能源研究所名誉高级研究员Paul Dorfman博士
　　＂在我们建造更多核电站之前，必须要通过模型来考虑未来极端天气和气候变化对核电站会产生什么样的影响？＂
　　正确看待核能
　　芬兰监管机构驳斥了人们对核反应堆的担忧
　　＂虽然以前确实发生过一些严重核事故，但拒绝低碳能源是特别危险的，因为世界在遏制二氧化碳排放的斗争中正在失去依靠。据联合国世卫组织估计，迄今为止，包括三里岛、切尔诺贝利和福岛在内的所有核灾难，死亡人数不到5,000人。诚然，这是一幕幕的悲剧，但相比之下，燃烧化石燃料，尤其是煤和褐煤，估计每年会导致数百万人过早死亡。＂
　　鱼与熊掌不可得兼，当我们提到能源时也是如此。虽然天然气每单位能量产生更少的二氧化碳排放，但容易发生泄漏；太阳能电池板的生产需要大量有毒化学品，也会对环境造成危害……
　　核能和可再生能源同属清洁能源，基本不排放二氧化碳的同时又能产生电力。除此之外  核能又有可再生能源不具备的关键优势：核能更加持续稳定，具有高度的可扩展性，它可以适应一天内能源峰谷时间段的波动变化。在保持电网稳定和清洁方面，它与间歇式的可再生能源配合得非常好。
　　虽说核事故发生概率不高但不代表可以不严肃对待。核能就像个潘多拉魔盒：它发生事故的概率很低，但它也有极严重的潜在后果，一旦发生事故就极有可能产生长期广泛的影响。
　　我们也不能回避一个现实，那就是核能的确对世界实现气候目标做出了巨大贡献。最终，核能的未来将取决于世界对能源安全的需求，以及在气候变化日益严重的影响下如何权衡是否采取核相关行动的成本。
　　引用 1.https://www.iea.org/reports/nuclear-power-in-a-clean-energy-system
　　2.https://cen.acs.org/energy/nuclear-power/nuclear-power-help-save-us/97/i37
　　3.https://www.ucsusa.org/resources/nuclear-power-global-warming
　　4.https://www.ucl.ac.uk/news/2021/jun/opinion-reason-nuclear-energy-isnt-safe-bet-warming-world
　　5.https://www.iaea.org/topics/nuclear-power-and-climate-change/climate-change-and-nuclear-power-2020
　　6.https://www.163.com/dy/article/GDQOVVAO051480KF.html
　　7.https://www.pexels.com/zh-cn/photo/3044470/
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