在本月早些時(shí)候,大西洋導(dǎo)航者號(hào)(Atlantic Navigator)貨輪駛抵美國(guó)巴爾的摩港。導(dǎo)航者號(hào)上載有蘇聯(lián)在冷戰(zhàn)時(shí)期制造的一批核武器。在過(guò)去20年間,有19000個(gè)俄羅斯核彈頭經(jīng)過(guò)拆卸處理,運(yùn)往美國(guó),在核反應(yīng)堆中發(fā)電。事實(shí)上,在這20年里,為美國(guó)100座核反應(yīng)堆供能的鈾燃料中,有超過(guò)一半來(lái)自這個(gè)核武器再利用計(jì)劃。
美國(guó)核能發(fā)電不但能消除核戰(zhàn)的威脅,還能應(yīng)對(duì)另一大世界問(wèn)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(guó)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(guó)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(huì)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(wàn)條生命。
因此,漢森和前能源局局長(zhǎng)朱棣文(Steven Chu)認(rèn)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!钡俏覀円惨溃灰剂线是最廉價(jià)的能源,人類就仍會(huì)拿它來(lái)燃燒發(fā)電!懊禾咳紵a(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(jì)七八十年代的法國(guó)。當(dāng)時(shí)法國(guó)正逐步由燃燒化石燃料發(fā)電過(guò)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(guó)際期刊《PLoS One》撰文預(yù)測(cè),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(xiǎn)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(zhǎng)杰弗里·薩克斯(Jeffrey Sachs)補(bǔ)充道:“從全球范圍來(lái)看,除了使用核能之外,我們不知道還有什么方法能達(dá)成這一目標(biāo)!
現(xiàn)在我們面臨的唯一問(wèn)題是:我們的核反應(yīng)堆還不夠多。
核能引領(lǐng)未來(lái)
中國(guó)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(huì)(World Nuclear Association)的統(tǒng)計(jì),目前在中國(guó)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(guó)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(jì)的重水反應(yīng)堆,以及尚處于測(cè)試階段的小型快速反應(yīng)堆。
但我們也要知道,就算中國(guó)準(zhǔn)備建設(shè)的所有核電站都能順利完工,該國(guó)仍有50%的電能要通過(guò)燒煤獲得。而且在核電站建成之后,中國(guó)全部核反應(yīng)堆最多能提供的電能總量,和美國(guó)現(xiàn)役的核電站提供的電能總量其實(shí)相差不大。另外,核電站在建設(shè)過(guò)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(jì)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(guò)程中,都會(huì)產(chǎn)生溫室氣體。根據(jù)美國(guó)能源部國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室的說(shuō)法,這相當(dāng)于在核電站服役期間,它每生產(chǎn)一千瓦時(shí)電能,就會(huì)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(jī)一樣(它在建設(shè)過(guò)程中也要用到鋼鐵、塑料、稀土等材料),比太陽(yáng)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?zèng)]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(guó)計(jì)劃終止核能發(fā)電;就連法國(guó)政府也宣布,該國(guó)計(jì)劃減少核反應(yīng)堆的數(shù)量。美國(guó)即將建成5個(gè)新的核反應(yīng)堆,來(lái)代替4個(gè)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(yáng)基核電站(Yankee)。所以美國(guó)現(xiàn)役核反應(yīng)堆的數(shù)量其實(shí)也在減少。
其中一個(gè)很大的原因是財(cái)政壓力。建設(shè)大型核反應(yīng)堆,需要花費(fèi)大把金錢,來(lái)保證其安全性和可靠性。比如說(shuō),美國(guó)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(jià)來(lái)看,要在喬治亞州建設(shè)兩座AP-1000型反應(yīng),需要投資7萬(wàn)億美元——雖然因?yàn)楣こ毯拼螅們r(jià)可能有所下調(diào),但仍無(wú)疑是個(gè)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(jì)”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(gè)這樣的反應(yīng)堆,以此來(lái)推動(dòng)小型核反應(yīng)堆的發(fā)展。美國(guó)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(gè)未能完工的增殖反應(yīng)堆,是美國(guó)已告結(jié)束的新型反應(yīng)堆研發(fā)計(jì)劃留下的遺產(chǎn)。同類反應(yīng)堆還包括“實(shí)驗(yàn)性增殖反應(yīng)堆”(Experimental Breeder Reactor XBR),它在愛(ài)達(dá)荷州成功運(yùn)轉(zhuǎn)了將近30年。漢森說(shuō):“美國(guó)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(jì)劃,這真是令人扼腕。但現(xiàn)在我們又到了追求進(jìn)步的時(shí)候,中國(guó)和其他國(guó)家都在尋求燒煤之外的發(fā)電方式!
新開(kāi)端?
也就是說(shuō),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?茖W(xué)家正在研發(fā)使用新型反應(yīng)堆,用替代冷卻液來(lái)取代水——比如美國(guó)核能轉(zhuǎn)換公司(Transatomic Power)的熔鹽冷卻反應(yīng)堆,以及美國(guó)潔凈能源應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)公司(Hyperion Power)的液態(tài)鉛鉍反應(yīng)堆。這類創(chuàng)新設(shè)計(jì),吸引了包括比爾·蓋茨在內(nèi)的許多億萬(wàn)富翁投資支持。核能轉(zhuǎn)換公司甚至還在今年的美國(guó)能源部高級(jí)研究規(guī)劃署(Advanced Research Project