四年前的这个月,詹姆斯·洛夫洛克 (James Lovelock) 让他的许多粉丝感到震惊。洛夫洛克因提出“盖亚假说”而在绿色运动中备受推崇,“盖亚假说”将地球上的一切与一个动态的、有机的整体联系起来。洛夫洛克在英国报纸《独立报》上发表的一篇评论文章中写道:“我们没有时间去尝试有远见的能源;文明正面临迫在眉睫的危险,必须立即使用核能——这种唯一安全、可用的能源——否则很快就会遭受我们被愤怒的地球所施加的痛苦。”
洛夫洛克解释说,他支持核能的决定是出于对全球变暖后果的恐惧,以及对导致变暖的化石燃料排放量不断增加的报道。洛克菲勒大学人类环境项目负责人杰西·奥苏贝尔 (Jesse Ausubel) 最近也表达了洛夫洛克同样的观点。他写道:“作为一个环保主义者,我非常关心节约土地,为大自然留下土地。为了能够在大规模上对满足全球能源需求做出重要贡献,风能、水能和生物质能等可再生能源会对环境造成严重损害。以每平方米瓦数来衡量可再生能源,核能比其竞争对手具有巨大的优势。”所有这一切都促使几位其他著名的环保人士公开支持建设新的核电站。我也经历了类似的转变。多年来,我一直反对核能,但在我撰写我的书《拯救世界的能源:核能的真相》(Power to Save the World: The Truth About Nuclear Energy) 时,我的看法完全改变了。
根据能源部的数据,仅为维持核能占能源供应的 20% 的份额,美国就必须从 2015 年开始每年新建三到四座核反应堆。(目前美国有 104 座核反应堆在运行。)但过去 30 年来,美国没有新建过一座核反应堆,部分原因是 1979 年三哩岛事故和 1986 年切尔诺贝利灾难后,公众对核能的厌恶。现在,总部位于新泽西州普林斯顿的 NRG Energy 公司正在冒险尝试,计划在湾市附近南德克萨斯项目 (South Texas Project) 工厂新建两座核反应堆。新反应堆将能够稳定发电,总计 2,700 兆瓦——足以照亮 200 万户家庭。
2005 年,仅美国就向大气中排放了相当于近 70 亿吨二氧化碳的物质。其中超过 20 亿吨来自发电——考虑到我们 70% 的电力来自燃烧化石燃料,这并不令人意外。我们所有的电力中约有一半来自 500 多座燃煤电厂。除了加剧全球变暖,它们的污染还对健康有严重影响。燃烧煤炭会释放出细小颗粒物,这些颗粒物每年导致 24,000 名美国人死亡,并导致数十万人患上肺部和心脏疾病。
根据能源部的数据,预计到 2030 年,美国的电力需求将增加近 50%。不幸的是,风能和太阳能等可再生能源极不可能满足这一需求。目前,风能和太阳能发电量在美国电力中的占比不到 1%,并且是间歇性的,距离为电网提供更大助力还有几十年时间。奥苏贝尔指出:“要满足 2005 年美国约 400 万兆瓦时的电力需求,需要覆盖超过 780,000 平方公里的风力发电场。”作为参考,780,000 平方公里(301,000 平方英里)的面积大于德克萨斯州。奥苏贝尔的分析显示,太阳能的发电量也很差:“一个核反应堆核心 [四分之一夸脱] 的能量生成量需要 [2.5 英亩] 的太阳能电池。”地热发电也要数十年才能对美国的电力供应做出重大贡献。
NRG 的总裁兼首席执行官大卫·克莱恩 (David Crane) 表示:“核能有能力在对抗全球变暖的斗争中发挥重要作用。虽然建设新的核发电设施的前期成本不菲,但从长远来看,它是最经济的发电方式之一。”NRG 已经成为反对派的攻击目标。国家环保组织,以及德克萨斯州的一些组织,如塞拉俱乐部 (Sierra Club) 和公众之声 (Public Citizen),不希望通过核能来满足新的电力需求。“我们都非常反对,”可持续能源与经济发展联盟 (Sustainable Energy and Economic Development Coalition) 主管凯伦·哈登 (Karen Hadden) 说,该联盟已经联合其他组织加入战斗。“我们将抵制这些反应堆。”她和许多反对者一样坚称,核能不安全且成本高昂,还会转移用于节能、能效、风能、太阳能和储能技术方面的资金。
公众对核能的担忧历来集中在两个问题上:发生事故时大范围放射性泄漏的风险以及核废料的危险。(9·11 以来,安全风险已成为第三个主要担忧。)我的研究表明,这些担忧是没有根据的。切尔诺贝利事故在这里不会发生——核管会 (NRC) 的一项调查表明,我们的反应堆不存在导致切尔诺贝利爆炸的设计缺陷,而且在美国,典型的反应堆堆芯被多层外壳包围,即使发生事故也能阻止放射性物质逃逸。切尔诺贝利没有这样的安全壳。
根据NRC 的调查,我们最严重的商业反应堆事故——三哩岛 2 号堆,据说在部分熔毁后得到了成功控制。反应堆建筑有意释放了微量的放射性气体,但多项独立的同行评审研究未能确定任何可归因于暴露的健康影响。此后,美国法规实施了许多额外的安全措施。NRG 在南德克萨斯项目将使用的反应堆是被称为先进沸水堆 (pdf) 的类型,这是几十年来一直安全使用的、经过充分验证的设计——轻水堆的最新迭代。这些反应堆有一个有趣的特点,即用于冷却堆芯和驱动发电涡轮机的冷却水对于维持核链式反应至关重要。简而言之,核反应堆燃料中裂变的原子会释放出中子,这些中子的速度太快,不足以有效地引起其他原子裂变。水会减慢中子的速度,从而使链式反应以稳定的速度继续进行。在发生事故的情况下,多个系统将保持冷却水流向堆芯,控制棒将迅速落下,自动停止核反应。
那么核废料呢?铀是一种能量密度极高的能源,因此废料的体积很小。根据核能研究所 (Nuclear Energy Institute) 的数据分析师大卫·布拉迪什 (David Bradish) 的说法,一个核燃料颗粒的尺寸为 0.07 立方英寸(大约相当于您的指尖大小),其能量相当于 1,780 磅煤。该国 104 座反应堆每年产生约 8000 亿千瓦时的电力,并产生约 2,000 吨乏核燃料。相比之下,美国燃煤产生的有毒物质每年约为 1 亿吨。
在核电站,乏燃料目前正从池中转移到坚固的混凝土罐中,在那里可以保存约一个世纪。但这种乏燃料,保留了超过 95% 的能量,可以进行再处理以制造新燃料,从而将最终废料的体积减少 60% 以上。国家科学院已经批准将乏燃料长期存放在密封在内华达试验场附近的一个山体深处的罐子里,那里曾经爆炸过数百枚原子弹。
NRG 目前正在等待 NRC 的批准,以建造和运营其新一对反应堆,预计将于 2014 年和 2015 年投入运行。其他几家公司也正在排队提交自己的新反应堆计划。NRG 的批准预计不早于 2011 年,但如果获得批准,它可能标志着核能复兴的开始,以及美国碳足迹的实质性减少。














