新能源、核事故夾擊，核電何去何從

榮智慧

十年前，“3·11大地震”伴隨劇烈海嘯，淹沒了福島第一核電站，引發(fā)了繼1986年切爾諾貝利事件后最嚴重的核事故。十年后，日本政府決定將福島核電站的廢水經過濾和稀釋后排入太平洋，居民、漁民、環(huán)保組織和鄰國抗議四起。

數十年仍難解決的福島核事故，促使全球重審能源安全，同時仔細評估能源的可獲得性、可靠性、成本效益之間的微妙平衡。在形形色色的新能源和環(huán)境保護主義的夾擊下，核電的“去留”，其實并不僅僅與道德呼吁相關。

燃料選擇

電力行業(yè)的燃料選擇，基本上屬于“百花齊放”。石油、煤炭、天然氣、核能、水力、太陽能和風能，沒有誰能達到壟斷的程度。目前大部分國家使用煤炭，天然氣正逐漸受到青睞。特別依賴核能的只有少數幾個國家：法國70%左右的電力來自核能，比利時和斯洛伐克超過一半的電力來自核能，在烏克蘭，這個數據是將近50%。

在這個“百花齊放”的能源版圖里，被稱為綠色能源的水力、太陽能、風能，也包括生物能，能量密度非常低，而且也不怎么“綠色”。

風力發(fā)電要看風的強度，基本“靠天吃飯”。全球風力發(fā)電比例最高的國家是丹麥，實際發(fā)電比率平均只有15%。丹麥的電力系統和國外聯通，以便平衡風電的不穩(wěn)定性。正因如此，丹麥的家庭用電價格不便宜，十年前就達到了全球最貴水平。

太陽能和風能類似，一天總有一半左右的時間發(fā)不了電。中國臺灣在北回歸線附近，光照時間算長的了，太陽能發(fā)電平均每平方米還不到1千瓦。生物能，以利用玉米生產的燃料乙醇為例，乙醇雖然能當汽油的替代品和添加物，但用玉米的代價可不低—刺激價格瘋漲，加劇全球糧食短缺。

太陽能電池板，生產和報廢過程都含有有毒物質。生產時需要氫氟酸、三氟化硼、砷、鎘、碲、硒等化合物，它們均對人體有害。電池劣化后，其中的硫化鎘污染土地，致死率超過核廢料幾千倍。而就像大面積太陽能板會擠占綠地、龐大的風電葉片會改變相鄰地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，水力發(fā)電由于大壩隔斷水流，也會影響下游的河川生態(tài)。

傳統燃料煤炭、天然氣，能量密度雖然夠，但污染很大。天然氣過去曾被認為是清潔能源，因為它不像石油或煤炭那樣燃燒時產生大量粉塵/固體顆粒和復雜烴。但它卻不怎么低碳，因此在應對全球變暖的語境下遭到綠色能源的排擠。

從溫室氣體二氧化碳的排放來看，以克/千瓦時為單位，水能為2～48，核能為2～59，風能為7～124，太陽能為13～731，生物能為15～101，天然氣為389～511，現代燃煤為790～1182。其他諸如二氧化硫、二氧化氮的排放數據，與此類似。僅在懸浮粒子方面，生物能排放數據一舉超越了天然氣。

相比之下，核能是現有能源中成本效益最高的能源，能量密度又高，運行期間污染又小，一旦把造價分攤到使用年限上，也沒有那么不可負擔。但它的最大缺點是，一旦發(fā)生事故，就會引發(fā)民眾的巨大恐懼，從而影響政治局面、國際關系和政權合法性。

戰(zhàn)略考量

核能發(fā)展所面臨的最大阻礙，不是技術問題，而是政治問題和資金問題。或者說，是一種綜合了資源稟賦、國家安全、能源安全、成本效益和民意的戰(zhàn)略問題。

三哩島、切爾諾貝利和福島三大核事故，從某種意義上來說，只是延緩了那些想建設核電站的國家的腳步，但不可能從根本上動搖它們的戰(zhàn)略決策。除了日本因福島核事故發(fā)生時間較近，而暫停一切核電站建設外，其他兩個事故發(fā)生國美國和烏克蘭，都沒有停止發(fā)展核電。

核能是現有能源中成本效益最高的能源，能量密度又高，運行期間污染又小，一旦把造價分攤到使用年限上，也沒有那么不可負擔。但它的最大缺點是，一旦發(fā)生事故，就會引發(fā)民眾的巨大恐懼。

根據世界核能協會的分類，每一種類別中都有一些國家具有代表性。

“使用核電、計劃增建核電機組”這一類中，美國已經批準了新的核電建造申請。雖然美國擁有儲量豐富的頁巖油氣，但開采必須鉆入地下巖層，再用摻入化學物質的強力水壓將巖石層壓裂，才能吸收釋放出來的天然氣或石油。2011年美國俄克拉荷馬州發(fā)生近60年來規(guī)模最大的5.6級地震，就有專家指出和開采頁巖油氣有直接關系。另外，頁巖油氣的開采也對水質、大氣造成污染，法國和保加利亞明令禁止使用壓裂法開采。

英國也已經批準了新的核電建造申請。據綠色和平組織的道格·柏爾說，英國在乎電價和穩(wěn)定供電，遠勝于電能的來源。

法國的能源政策有三條準則：確保國家能源獨立且安全地供應；有效防止溫室效應；確保電價穩(wěn)定且具有競爭性。實踐下來，就是發(fā)展核電。法國核電技術和核工業(yè)均為全球龍頭，其核電占電力來源七成，還經常賣電給德國。

1973年第一波石油危機，法國深受其害，當時就有“四個零”的說法—法國石油、煤、水力、天然氣蘊藏極其匱乏，跟沒有差不多。法國讓公眾決定，是繼續(xù)依賴不穩(wěn)定的進口能源，還是發(fā)展核電為“準自產能源”。結果不言而喻。法國能源部門40多年來，一直持續(xù)每年邀請10萬公眾參觀各地核電廠。如今，法國公眾可隨時通過互聯網查看鄰近核電廠的運轉數據。所以，福島核事故發(fā)生后，法國民意支持核電的比例一點沒減少。

1973年時，法國能源自給率是26%，現在則超過50%。當然鈾還是需要進口，不過可以從曾為法屬殖民地的非洲國家獲取，國際鈾市場的限制也沒有石油市場那么多；而且，法國也相當精打細算，鈾的濃縮、加工、燃料制造、“后處理”等，國內都能一條龍搞定。法國還由此當上了世界第一電力出口國，15%的電都賣給了幾個鄰居，賣電年獲利超過30億歐元。

“使用核電、正進行廢核”的，有德國、瑞士和比利時。德國在福島核事故發(fā)生兩個月后就宣布，2022年全面廢核，2038年全面廢煤。但德國人也不能用愛發(fā)電，而是一邊宣布廢煤，一邊開采、使用和出口高污染褐煤—德國自己就是歐洲褐煤出口大國。這自然是既要環(huán)保族的選票、又要煤炭工會選票的把戲。

綠色能源的成本相當高昂，德國的電價也一再水漲船高，年年飆升。不少低收入家庭只能在低瓦數的昏暗燈光下，度過漫長的夜晚。根據調查數據，廢核計劃至少令20%的德國企業(yè)想遷往國外，因為付不起昂貴的能源開支。而綠色能源的補貼開支就占德國GDP的1%。另據西門子公司估計，如果核電廠按計劃全部停用，到2030年，德國將為此多支出至少2兆美元。

“北溪二號”從俄羅斯維堡直通德國格萊斯瓦德，天然氣發(fā)電將成為德國“削足適履”能源政策的最大支柱。顯然，這一戰(zhàn)略從科學的角度看并不“環(huán)保”，也給德國和鄰國的關系增加了不小的變數。德國9個鄰國中的6個，都在不同程度發(fā)展自己的核電計劃。捷克已經在兩國邊境籌建新的核電廠。

“使用核電、無計劃增加核電機組”一組里的瑞典，是個幸運兒。它的電力49%來自水力，39%來自核能，8%來自生物能，僅有4%來自火力及其他。不過，跟核電不沾邊的挪威更幸運，其電力95%來自水力，4%來自火力，1%來自風力，堪稱得天獨厚且極為罕見的清潔能源組合結構。

上述國家以外，石油出產國的核電計劃也令人矚目。一方面，這些國家的人口和經濟快速增長，對電力需求加大；另一方面，石油儲量有限，油價不斷攀升，它們也想開發(fā)其他能源。委內瑞拉、阿聯酋、沙特、印尼、伊朗、尼日利亞，都已經籌劃和啟建核電廠。

成本效益

劃不劃算，是核電站興廢的另一個重要因素。

計算任何一種能源的成本，都基于以下幾個條件：建設所需資金（包括融資費用），運行和維護成本（包括燃料價格），以及停用和清理的費用。核電廠和燃煤發(fā)電廠、燃氣發(fā)電廠同屬于“基荷電源”，就是說三者可以滿足全天候滿功率或接近滿功率運行。

三者當中，一般來說，核電廠建設成本最高，燃料成本較低；燃氣發(fā)電廠建設成本最低，燃料成本偏高、波動也大；燃煤發(fā)電廠兩項成本均處于中間水平。

麻省理工學院曾計算出一個“隔夜成本”值，假設一夜之間建好，那么一座1000兆瓦電力的核電廠成本是40億美元，還需要再加上20億美元的財務費用—比如償還利息之類。看起來成本很嚇人，不過，如果把這些成本分攤到40至60年的運行時間上，價格還是挺低的。況且，除去意外事故和政治因素（像立陶宛和保加利亞會為了加入歐盟而關閉蘇聯時期的核電站），世界上絕大多數核電站都在超期服役，這樣成本就攤得更薄了。

核廢物占全球工業(yè)毒性廢物總量的比例，還不到1%。其中大約90%以上是低放廢物，占總放射性的1%，而高放廢物量不多，卻占總放射性的約95%。

新的碳排放機制是一種明確的市場信號，不鼓勵使用化石燃料。復制之前的反應堆設計，建造小規(guī)模的核反應堆，這些都有助于降低核電的建設成本。

放射性廢物的處理成本也是大頭。放射性廢物，按輻射性分為低、中、高三級。按照世界核能協會的測算，核廢物占全球工業(yè)毒性廢物總量的比例，還不到1%。其中大約90%以上是低放廢物，占總放射性的1%，而高放廢物量不多，卻占總放射性的約95%。

全球核電廠每年產生近20萬立方米的低、中放廢物，和1萬立方米的高放廢物，其中放射性最高的是乏燃料。燃料組件從輕水反應堆里移出來，就被稱作乏燃料，其由95.6%的鈾、0.9%的钚、0.1%的錒系元素（如镅、鋦、镎）和3.4%的裂變產物構成。

以一座1000兆瓦電力的典型反應堆為例，每年產生200～300立方米的低、中放廢物，和20立方米、重約27噸的乏燃料。乏燃料經過“后處理”，減少高放廢物的體積和去除钚之后，其中高放裂變產物的玻璃狀廢物僅約3立方米。

乏燃料一旦被移出水池，放在儲存罐里更安全。購買一個儲存罐，裝滿它，成本是100多萬美元。3到4個儲存罐，可以容納一個反應堆的廢棄乏燃料。另外，安置這些儲存罐還要額外的成本。一座核電廠至少要準備上千萬美元來處理乏燃料。

想找一個永久安置庫，不是出得起錢那么簡單。1986年，美國政府將內華達州尤卡山列為唯一候選安置地址。那時候內華達國會代表團實力弱，沒能阻止得了。等到2009年民主黨控制國會兩院，內華達州聯邦參議員哈里·里德作為參議院多數黨領袖，馬上抗議尤卡山項目。地址還在扯皮，資金就先斷了，第二年能源部就撤銷了尤卡山安置庫建造許可證的申請，從而終止了美國唯一的高放廢物地質處置項目。

福島核事故再次提醒人們，能源發(fā)展是一個全局問題。在污染、供給不穩(wěn)定和清潔可靠之間，總有許多掣肘的客觀因素，而社會福祉并不應該是簡單的意識形態(tài)偏見或詭辯所能左右的。