核能發(fā)電，阻止全球變暖

在本月早些時候，大西洋導(dǎo)航者號（Atlantic Navigator）貨輪駛抵美國巴爾的摩港。導(dǎo)航者號上載有蘇聯(lián)在冷戰(zhàn)時期制造的一批核武器。在過去20年間，有19000個俄羅斯核彈頭經(jīng)過拆卸處理，運往美國，在核反應(yīng)堆中發(fā)電。事實上，在這20年里，為美國100座核反應(yīng)堆供能的鈾燃料中，有超過一半來自這個核武器再利用計劃。

美國核能發(fā)電不但能消除核戰(zhàn)的威脅，還能應(yīng)對另一大世界問題：氣候變化。核能發(fā)電產(chǎn)生的二氧化碳更少。根據(jù)美國哥倫比亞大學(xué)氣象學(xué)家詹姆斯·漢森（James Hansen）的分析，核能發(fā)電雖然在美國發(fā)電總量中只占20%，但是卻減少了640億公噸的溫室氣體排放。核能發(fā)電也不會像燃燒煤炭的火電廠一樣煙霧滾滾，造成其他空氣污染，可能也因此拯救了180萬條生命。

因此，漢森和前能源局局長朱棣文（Steven Chu）認為，核能發(fā)電技術(shù)，是我們抵御災(zāi)難性氣候變化的關(guān)鍵。漢森在12月3日告訴記者：“我們不能把所有化石燃料都燒了�！钡�是我們也要知道，只要化石燃料還是最廉價的能源，人類就仍會拿它來燃燒發(fā)電�！懊禾咳紵�產(chǎn)生的溫室氣體，在全球排放量中幾乎占了一半。如果我們能把這些火電站換成現(xiàn)代安全的核反應(yīng)堆，我們很快就能減少污染�！�

他還握有證據(jù)：歷史上溫室氣體排放量出現(xiàn)的最大下滑，發(fā)生于上世紀七八十年代的法國。當(dāng)時法國正逐步由燃燒化石燃料發(fā)電過渡到核反應(yīng)發(fā)電，每年都能減少大約2%的溫室氣體排放。漢森及同事在國際期刊《PLoS One》撰文預(yù)測，全球變暖污染物的排放量每年至少應(yīng)減少6%，我們才能阻止“危險的”氣候變化。漢森的同事（也是論文合作者），哥倫比亞大學(xué)地球研究所所長杰弗里·薩克斯（Jeffrey Sachs）補充道：“從全球范圍來看，除了使用核能之外，我們不知道還有什么方法能達成這一目標�！�

現(xiàn)在我們面臨的唯一問題是：我們的核反應(yīng)堆還不夠多。

核能引領(lǐng)未來

中國在建設(shè)新型核反應(yīng)堆上已占據(jù)世界領(lǐng)先地位。根據(jù)世界核能協(xié)會（World Nuclear Association）的統(tǒng)計，目前在中國全境有29座核反應(yīng)堆正在建設(shè)之中，還有59座已經(jīng)提交方案。中國建設(shè)的核反應(yīng)堆，還不僅僅局限在一般的那種使用水和鈾燃料棒的反應(yīng)堆，還包括最初由加拿大設(shè)計的重水反應(yīng)堆，以及尚處于測試階段的小型快速反應(yīng)堆。

但我們也要知道，就算中國準備建設(shè)的所有核電站都能順利完工，該國仍有50%的電能要通過燒煤獲得。而且在核電站建成之后，中國全部核反應(yīng)堆最多能提供的電能總量，和美國現(xiàn)役的核電站提供的電能總量其實相差不大。另外，核電站在建設(shè)過程中也少不了要用鋼鐵和水泥，還有制造核燃料必須的濃縮鈾（或者如“兆噸換兆瓦”計劃那樣，將核武器的高濃鈾轉(zhuǎn)化成低濃鈾，用于核能發(fā)電）——這些材料在其本身的制造過程中，都會產(chǎn)生溫室氣體。根據(jù)美國能源部國家可再生能源實驗室的說法，這相當(dāng)于在核電站服役期間，它每生產(chǎn)一千瓦時電能，就會排放大約相當(dāng)于12克二氧化碳的溫室氣體——和風(fēng)能漩渦發(fā)電機一樣（它在建設(shè)過程中也要用到鋼鐵、塑料、稀土等材料），比太陽能光伏板略少。

核能發(fā)電造成的污染和風(fēng)能相當(dāng)。

但在世界其他地方，核能發(fā)電產(chǎn)業(yè)已逐漸萎縮。在2011年地震和海嘯導(dǎo)致日本福島第一核電站發(fā)生核泄漏之后，日本就再沒啟用核電站。那一悲劇事件也在世界其他地區(qū)掀起輿論巨浪。德國計劃終止核能發(fā)電；就連法國政府也宣布，該國計劃減少核反應(yīng)堆的數(shù)量。美國即將建成5個新的核反應(yīng)堆，來代替4個年事已高、在今年退役的反應(yīng)堆。但其他舊反應(yīng)堆也被紛紛關(guān)閉，比如新澤西州的奧伊斯特河核電站（Oyster Creek）和佛蒙特州的揚基核電站（Yankee）。所以美國現(xiàn)役核反應(yīng)堆的數(shù)量其實也在減少。

其中一個很大的原因是財政壓力。建設(shè)大型核反應(yīng)堆，需要花費大把金錢，來保證其安全性和可靠性。比如說，美國如果想把核能發(fā)電提供的電量提升到其發(fā)電總量的四分之一，就需要再建設(shè)1000座新型核反應(yīng)堆（增設(shè)，或者替換舊反應(yīng)堆）。從現(xiàn)在的物價來看，要在喬治亞州建設(shè)兩座AP-1000型反應(yīng)，需要投資7萬億美元——雖然因為工程浩大，總價可能有所下調(diào)，但仍無疑是個相當(dāng)可觀的數(shù)目。

解決方法之一，是建設(shè)所謂“模塊化設(shè)計”的小型核反應(yīng)堆。田納西流域管理局（The Tennessee Valley Authority）希望能在田納西克林奇河核電站（Clinch River）建設(shè)一個這樣的反應(yīng)堆，以此來推動小型核反應(yīng)堆的發(fā)展。美國政府曾試圖在克林奇河核電站建設(shè)自己的商用快速反應(yīng)堆，可惜以失敗告終。

那個未能完工的增殖反應(yīng)堆，是美國已告結(jié)束的新型反應(yīng)堆研發(fā)計劃留下的遺產(chǎn)。同類反應(yīng)堆還包括“實驗性增殖反應(yīng)堆”（Experimental Breeder Reactor XBR），它在愛達荷州成功運轉(zhuǎn)了將近30年。漢森說：“美國政府在十幾二十年前居然叫停了尖端核能發(fā)電研發(fā)計劃，這真是令人扼腕。但現(xiàn)在我們又到了追求進步的時候，中國和其他國家都在尋求燒煤之外的發(fā)電方式。”

新開端？

也就是說，核能發(fā)電正越發(fā)受到科學(xué)界的關(guān)注——至少在冷戰(zhàn)結(jié)束之后，這還是頭一次。科學(xué)家正在研發(fā)使用新型反應(yīng)堆，用替代冷卻液來取代水——比如美國核能轉(zhuǎn)換公司（Transatomic Power）的熔鹽冷卻反應(yīng)堆，以及美國潔凈能源應(yīng)用技術(shù)開發(fā)公司（Hyperion Power）的液態(tài)鉛鉍反應(yīng)堆。這類創(chuàng)新設(shè)計，吸引了包括比爾·蓋茨在內(nèi)的許多億萬富翁投資支持。核能轉(zhuǎn)換公司甚至還在今年的美國能源部高級研究規(guī)劃署（Advanced Research Project