​核能的优点及危害（优势也是弱点，核能的替代者是谁？）

核能的优点及危害（优势也是弱点，核能的替代者是谁？）

世界正在向气候悬崖逼近，在我们开始摆脱化石燃料的同时，关于核能是否应该成为新能源组合的一部分也有激烈的争论。

国际气候变化专门委员会写道，要将温室气体从我们的系统中去除，“将需要更密集地使用低温室气体排放技术，如可再生能源、核能及碳捕获和储存”。

根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)的预测，如果没有核能，我们就不太可能阻止地球气候变暖达到灾难性的程度，而且付出的代价也会更大。

核能的优势同时也是它的弱点

核反应堆擅长提供稳定的电子流，在外界狂风大作、风平浪静、太阳起落的同时，让你的冰箱一天24小时保持低温。在美国，反应堆几乎总是全力运行。

但他们不必这样做——从技术上讲，可以上下调节。加州大学伯克利分校的核工程师MassimilianoFratoni说，由于核电站的建造和运营成本很高，所以尽可能地从核电站中获取电力是有意义的。“这也是文化因素的一部分，” Fratoni说。“能够保持电厂90%的产能运转是一件令人骄傲的事。”

所以核能的优势在于它的一致性，但它的一致性也是一个弱点——尤其是在你仅仅需要核能来填补风能或太阳能的中断的情况下。削减开支会减少收入，但开支却保持不变：这些大型工厂的建设成本高达数十亿美元，拥有数百名员工，其中许多人靠工资生活。如果核电站的电子流变慢，工资依然需要发放，但是却停止了赚钱。

想想各种各样的电力来源——太阳能电池板、风力涡轮机、燃气发动机等等——就像角色扮演游戏中的角色：战士、治疗者、流氓巫师。每个人都有特殊的能力和弱点。

太阳能和风能的特殊能力是它们可以将免费资源转化为电能。当然，问题在于这种特殊能力取决于大自然的任性。另一方则可以在任何需要的时候发电，但价格很高。因此，你不能对他们要求太多。电池和只在高需求时才运行的“峰值电厂”(通常使用天然气发电)就属于这一类。最后，还有一个由核电站和大多数化石燃料发电厂组成的主力机组，它什么都能做一点。它们可以随意发电，但不能像电池或电瓶那样迅速填补突然出现的电力不足。当然，它们提供的电子比使用免费燃料的可再生能源更昂贵。

杰西·詹金斯是麻省理工学院的一名研究脱碳途径的研究生，他将这三种发电方式命名为“节省燃料”(间歇可再生能源)、“快速爆炸”(电池和峰值电厂)和“柔性基础”(其余的)部分。理解这个灵活的基础类别是理解为什么我们可能想要使用核能，以及我们是否可以在没有它的情况下继续前进的关键。

这里的练习是组建一个可以一起工作的团队。有些策略倾向于最大化一个类，有些策略则倾向于混合。实现共赢的途径是，把这些发电机组合起来，实现零碳电力系统。问题是，在灵活基础类别中的所有东西都有问题。

不同的零碳组合

詹金斯多年来一直在研究如何实现零碳电力系统，这使他确信，最便宜的路线是找到这三种类型的组合。每天的用电量从早上起床开始烤面包时就开始增加，晚上关灯时用电量就开始下降，这并不奇怪。

根据詹金斯的研究，仅靠节省燃料和快速爆发的能源(主要是可再生能源和能源存储)就有可能实现零碳排放。在这个场景中：不需要来自灵活基础类别的输入。但问题是：为了彻底淘汰可再生能源，即使在几乎没有阳光的情况下，你也必须建立足够的可再生能源和存储来满足峰值需求。

在一个99%无碳的电网中，混合使用这三种资源——快速爆炸、节省燃料和灵活基础类——传统的发电厂和核设施会为整个能源生产奠定基础。

核能价格昂贵

一开始，我对可再生能源价格昂贵的说法感到困惑，因为每天都有关于可再生能源是最便宜的能源形式的报道。令人惊讶的是，从Naam那里得知，把我们所有的电力供应交给核电是如此昂贵。核能的成本也相对较高，而降低核能的成本则更甚。

不过，根据劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley NationalLaboratory)研究能源系统的胡安·巴勃罗·卡瓦洛(Juan Pablo Carvallo)的说法，比较不同类别的发电厂的价格并没有太大帮助，因为它们提供的服务完全不同。

回到前面提到的角色扮演类比：假设招募治疗者比招募战士或巫师更便宜，但如果你只选择治疗者，当刀剑来时，你就会遇到麻烦。您可能希望比较完成任务的各种字符组合的成本。你需要评估整个团队的成本，而不仅仅是单个成员的成本。作为一个社会，我们要为整个电力系统买单，Carvallo解释说，所以我们应该比较不同的发电团队共同提供低碳电力，而不是单个电厂的成本。

几乎每一个运行中的低碳电力系统模型都使用一些灵活的发电厂作为团队的一部分。詹金斯发现，

一旦可再生能源占到电力供应的80%左右，在能源结构中加入核能就真正开始具有经济意义。

核能的替代者

在欧洲建造的任何新反应堆都更善于加速，但詹金斯补充说，我们并不一定需要核能——我们只需要一个实现零碳的连贯计划。如果我们想要一个用作灵活基础的非核选项，那么有其他竞争者:

* 地热能源只在几个靠近地表有热水的地方可行。但我们或许可以通过使用水力压裂技术来分解岩石，并创造出通往地下岩浆的管道，从而制造出更多这样的岩石。

* 生物质能需要大量的土地——你必须在燃烧燃料之前种植它——而且它会产生污染。但是在美国西部，由于多年来对火灾的过度预防，森林正遭受着燃料过剩的困扰。以可控的方式将烟雾排放到空气中，可能比在火灾中一次性排放要好。

* 从化石燃料工厂获取碳并不能消除空气污染或大型煤矿。而且它非常昂贵。但是，随着我们向零碳未来迈进，使核能成为可行的经济方法也可能适用于碳捕获和封存。

* 长期存储，比如某种电池，可以在夏天充电，然后在寒冷、无风的一月份提供一周的电力。尽管水力发电大坝可以充当电池，但我们离解决这个问题还很远。当你有多余的电力时，你可以把水泵到水坝后面，然后在你需要电力的时候通过涡轮机把它压下去。但是，我们没有多少抽水蓄能，仅仅修建大型管道和二级水库就会招致强烈的反对。更重要的是那还只是在我们讨论建造新水坝之前。

我们或许应该考虑所有这些选项。采用100%的可再生能源确实可行，尤其是在德国和加州这样的富裕地区。但是，如果我们有一些劳动力来填补这一空白，它将会更便宜、更快。这就是为什么国际气候变化专门委员会(International Panel on Climate Change)发现，如果没有核能，我们就不太可能阻止全球气候变暖达到灾难性的程度，而且成本也会更高。

划重点

我们真的可以使用一种低碳的能源发电，它可以随着可再生能源的潮起潮落而平稳地变化。但现在根本不存在这种情况。现有的核电站不能有效地调峰，但如果必要的话，它们也可以不那么有效地调峰。

现代争论的焦点是价格。如果你把发电厂想象成可以互换的、释放电子的黑盒子，那么就很难找到建造核反应堆的理由。但是，如果你要区分不同类型的发电厂——如果你想在可再生能源和电池显示出弱点的时代补充劳动力，核能就很有意义。