新能源、核事故夹击，核电何去何从

荣智慧

十年前，“3·11大地震”伴随剧烈海啸，淹没了福岛第一核电站，引发了继1986年切尔诺贝利事件后最严重的核事故。十年后，日本政府决定将福岛核电站的废水经过滤和稀释后排入太平洋，居民、渔民、环保组织和邻国抗议四起。

数十年仍难解决的福岛核事故，促使全球重审能源安全，同时仔细评估能源的可获得性、可靠性、成本效益之间的微妙平衡。在形形色色的新能源和环境保护主义的夹击下，核电的“去留”，其实并不仅仅与道德呼吁相关。

燃料选择

电力行业的燃料选择，基本上属于“百花齐放”。石油、煤炭、天然气、核能、水力、太阳能和风能，没有谁能达到垄断的程度。目前大部分国家使用煤炭，天然气正逐渐受到青睐。特别依赖核能的只有少数几个国家：法国70%左右的电力来自核能，比利时和斯洛伐克超过一半的电力来自核能，在乌克兰，这个数据是将近50%。

在这个“百花齐放”的能源版图里，被称为绿色能源的水力、太阳能、风能，也包括生物能，能量密度非常低，而且也不怎么“绿色”。

风力发电要看风的强度，基本“靠天吃饭”。全球風力发电比例最高的国家是丹麦，实际发电比率平均只有15%。丹麦的电力系统和国外联通，以便平衡风电的不稳定性。正因如此，丹麦的家庭用电价格不便宜，十年前就达到了全球最贵水平。

太阳能和风能类似，一天总有一半左右的时间发不了电。中国台湾在北回归线附近，光照时间算长的了，太阳能发电平均每平方米还不到1千瓦。生物能，以利用玉米生产的燃料乙醇为例，乙醇虽然能当汽油的替代品和添加物，但用玉米的代价可不低—刺激价格疯涨，加剧全球粮食短缺。

太阳能电池板，生产和报废过程都含有有毒物质。生产时需要氢氟酸、三氟化硼、砷、镉、碲、硒等化合物，它们均对人体有害。电池劣化后，其中的硫化镉污染土地，致死率超过核废料几千倍。而就像大面积太阳能板会挤占绿地、庞大的风电叶片会改变相邻地区的生态环境，水力发电由于大坝隔断水流，也会影响下游的河川生态。

传统燃料煤炭、天然气，能量密度虽然够，但污染很大。天然气过去曾被认为是清洁能源，因为它不像石油或煤炭那样燃烧时产生大量粉尘/固体颗粒和复杂烃。但它却不怎么低碳，因此在应对全球变暖的语境下遭到绿色能源的排挤。

从温室气体二氧化碳的排放来看，以克/千瓦时为单位，水能为2～48，核能为2～59，风能为7～124，太阳能为13～731，生物能为15～101，天然气为389～511，现代燃煤为790～1182。其他诸如二氧化硫、二氧化氮的排放数据，与此类似。仅在悬浮粒子方面，生物能排放数据一举超越了天然气。

相比之下，核能是现有能源中成本效益最高的能源，能量密度又高，运行期间污染又小，一旦把造价分摊到使用年限上，也没有那么不可负担。但它的最大缺点是，一旦发生事故，就会引发民众的巨大恐惧，从而影响政治局面、国际关系和政权合法性。

战略考量

核能发展所面临的最大阻碍，不是技术问题，而是政治问题和资金问题。或者说，是一种综合了资源禀赋、国家安全、能源安全、成本效益和民意的战略问题。

三哩岛、切尔诺贝利和福岛三大核事故，从某种意义上来说，只是延缓了那些想建设核电站的国家的脚步，但不可能从根本上动摇它们的战略决策。除了日本因福岛核事故发生时间较近，而暂停一切核电站建设外，其他两个事故发生国美国和乌克兰，都没有停止发展核电。

核能是现有能源中成本效益最高的能源，能量密度又高，运行期间污染又小，一旦把造价分摊到使用年限上，也没有那么不可负担。但它的最大缺点是，一旦发生事故，就会引发民众的巨大恐惧。

根据世界核能协会的分类，每一种类别中都有一些国家具有代表性。

“使用核电、计划增建核电机组”这一类中，美国已经批准了新的核电建造申请。虽然美国拥有储量丰富的页岩油气，但开采必须钻入地下岩层，再用掺入化学物质的强力水压将岩石层压裂，才能吸收释放出来的天然气或石油。2011年美国俄克拉荷马州发生近60年来规模最大的5.6级地震，就有专家指出和开采页岩油气有直接关系。另外，页岩油气的开采也对水质、大气造成污染，法国和保加利亚明令禁止使用压裂法开采。

英国也已经批准了新的核电建造申请。据绿色和平组织的道格·柏尔说，英国在乎电价和稳定供电，远胜于电能的来源。

法国的能源政策有三条准则：确保国家能源独立且安全地供应；有效防止温室效应；确保电价稳定且具有竞争性。实践下来，就是发展核电。法国核电技术和核工业均为全球龙头，其核电占电力来源七成，还经常卖电给德国。

1973年第一波石油危机，法国深受其害，当时就有“四个零”的说法—法国石油、煤、水力、天然气蕴藏极其匮乏，跟没有差不多。法国让公众决定，是继续依赖不稳定的进口能源，还是发展核电为“准自产能源”。结果不言而喻。法国能源部门40多年来，一直持续每年邀请10万公众参观各地核电厂。如今，法国公众可随时通过互联网查看邻近核电厂的运转数据。所以，福岛核事故发生后，法国民意支持核电的比例一点没减少。

1973年时，法国能源自给率是26%，现在则超过50%。当然铀还是需要进口，不过可以从曾为法属殖民地的非洲国家获取，国际铀市场的限制也没有石油市场那么多；而且，法国也相当精打细算，铀的浓缩、加工、燃料制造、“后处理”等，国内都能一条龙搞定。法国还由此当上了世界第一电力出口国，15%的电都卖给了几个邻居，卖电年获利超过30亿欧元。

“使用核电、正进行废核”的，有德国、瑞士和比利时。德国在福岛核事故发生两个月后就宣布，2022年全面废核，2038年全面废煤。但德国人也不能用爱发电，而是一边宣布废煤，一边开采、使用和出口高污染褐煤—德国自己就是欧洲褐煤出口大国。这自然是既要环保族的选票、又要煤炭工会选票的把戏。

绿色能源的成本相当高昂，德国的电价也一再水涨船高，年年飙升。不少低收入家庭只能在低瓦数的昏暗灯光下，度过漫长的夜晚。根据调查数据，废核计划至少令20%的德国企业想迁往国外，因为付不起昂贵的能源开支。而绿色能源的补贴开支就占德国GDP的1%。另据西门子公司估计，如果核电厂按计划全部停用，到2030年，德国将为此多支出至少2兆美元。

“北溪二号”从俄罗斯维堡直通德国格莱斯瓦德，天然气发电将成为德国“削足适履”能源政策的最大支柱。显然，这一战略从科学的角度看并不“环保”，也给德国和邻国的关系增加了不小的变数。德国9个邻国中的6个，都在不同程度发展自己的核电计划。捷克已经在两国边境筹建新的核电厂。

“使用核电、无计划增加核电机组”一组里的瑞典，是个幸运儿。它的电力49%来自水力，39%来自核能，8%来自生物能，仅有4%来自火力及其他。不過，跟核电不沾边的挪威更幸运，其电力95%来自水力，4%来自火力，1%来自风力，堪称得天独厚且极为罕见的清洁能源组合结构。

上述国家以外，石油出产国的核电计划也令人瞩目。一方面，这些国家的人口和经济快速增长，对电力需求加大；另一方面，石油储量有限，油价不断攀升，它们也想开发其他能源。委内瑞拉、阿联酋、沙特、印尼、伊朗、尼日利亚，都已经筹划和启建核电厂。

成本效益

划不划算，是核电站兴废的另一个重要因素。

计算任何一种能源的成本，都基于以下几个条件：建设所需资金（包括融资费用），运行和维护成本（包括燃料价格），以及停用和清理的费用。核电厂和燃煤发电厂、燃气发电厂同属于“基荷电源”，就是说三者可以满足全天候满功率或接近满功率运行。

三者当中，一般来说，核电厂建设成本最高，燃料成本较低；燃气发电厂建设成本最低，燃料成本偏高、波动也大；燃煤发电厂两项成本均处于中间水平。

麻省理工学院曾计算出一个“隔夜成本”值，假设一夜之间建好，那么一座1000兆瓦电力的核电厂成本是40亿美元，还需要再加上20亿美元的财务费用—比如偿还利息之类。看起来成本很吓人，不过，如果把这些成本分摊到40至60年的运行时间上，价格还是挺低的。况且，除去意外事故和政治因素（像立陶宛和保加利亚会为了加入欧盟而关闭苏联时期的核电站），世界上绝大多数核电站都在超期服役，这样成本就摊得更薄了。

核废物占全球工业毒性废物总量的比例，还不到1%。其中大约90%以上是低放废物，占总放射性的1%，而高放废物量不多，却占总放射性的约95%。

新的碳排放机制是一种明确的市场信号，不鼓励使用化石燃料。复制之前的反应堆设计，建造小规模的核反应堆，这些都有助于降低核电的建设成本。

放射性废物的处理成本也是大头。放射性废物，按辐射性分为低、中、高三级。按照世界核能协会的测算，核废物占全球工业毒性废物总量的比例，还不到1%。其中大约90%以上是低放废物，占总放射性的1%，而高放废物量不多，却占总放射性的约95%。

全球核电厂每年产生近20万立方米的低、中放废物，和1万立方米的高放废物，其中放射性最高的是乏燃料。燃料组件从轻水反应堆里移出来，就被称作乏燃料，其由95.6%的铀、0.9%的钚、0.1%的锕系元素（如镅、锔、镎）和3.4%的裂变产物构成。

以一座1000兆瓦电力的典型反应堆为例，每年产生200～300立方米的低、中放废物，和20立方米、重约27吨的乏燃料。乏燃料经过“后处理”，减少高放废物的体积和去除钚之后，其中高放裂变产物的玻璃状废物仅约3立方米。

乏燃料一旦被移出水池，放在储存罐里更安全。购买一个储存罐，装满它，成本是100多万美元。3到4个储存罐，可以容纳一个反应堆的废弃乏燃料。另外，安置这些储存罐还要额外的成本。一座核电厂至少要准备上千万美元来处理乏燃料。

想找一个永久安置库，不是出得起钱那么简单。1986年，美国政府将内华达州尤卡山列为唯一候选安置地址。那时候内华达国会代表团实力弱，没能阻止得了。等到2009年民主党控制国会两院，内华达州联邦参议员哈里·里德作为参议院多数党领袖，马上抗议尤卡山项目。地址还在扯皮，资金就先断了，第二年能源部就撤销了尤卡山安置库建造许可证的申请，从而终止了美国唯一的高放废物地质处置项目。

福岛核事故再次提醒人们，能源发展是一个全局问题。在污染、供给不稳定和清洁可靠之间，总有许多掣肘的客观因素，而社会福祉并不应该是简单的意识形态偏见或诡辩所能左右的。