戰爭和氣候的挑戰

英國首相上週表示，他可能會考慮轉向核電，以抵消不斷上漲的天然氣價格，自烏克蘭戰爭爆發以來，歐洲天然氣價格飆升約150%。 此次漲價幅度超過一倍。

這也將支持英國淨零溫室氣體（GHG）排放的堅定氣候立場—因為核電提供綠色能源。 然而，它在其他方面並不那麼乾淨——見下文。

但高能源國家已經從核能轉向天然氣。 《彭博綠色通訊》稱，德國2021年核電發電量較高峰下降60%，英國下降50%，日本下降87%。

隨著烏克蘭戰爭的激烈進行，一位觀察家表示，如果德國面臨天然氣短缺，可能會重新開放已被封存的核電廠。 德國49%的天然氣從俄羅斯進口。

核電是否值得重新審視作為天然氣能源的替代品以及世界脫碳的一種方式？

歐洲的天然氣與核能.

如果俄羅斯關閉通往德國的主管道北溪1號，德國和其他歐洲國家如何更換天然氣？ 新的孿生管道 Nordstream 2 也無濟於事，因為它在開始從俄羅斯輸送天然氣之前就被德國以烏克蘭戰爭為由關閉了。

一種解決方案是主要出口國澳大利亞、卡達和美國增加對歐洲的液化天然氣進口。 只需要更多的出口碼頭和更多專業的液化天然氣貨輪。

核能是替代天然氣能源的選擇嗎？ 不容易，因為 28 個國家中的 34 個 2020年歐洲消耗的天然氣能源比核能還要多。

德國消耗 2.6 艾焦耳 (EJ) 更多精力 來自天然氣而不是來自核能。 第二大差異是義大利（2.4 EJ）和英國（2.2 EJ）。

大多數國家對天然氣的依賴程度超過對核能的依賴程度。 法國是一個很大的例外，因為法國 37% 的電力由核電廠提供——消耗的核能明顯多於天然氣（多 1.7 EJ）。

氣候觀點。

天然氣是一種化石燃料，除非它來自廢物。 許多人認為，天然氣將成為向再生能源過渡的過渡燃料，因為它的燃燒清潔程度是煤炭和石油的兩倍。 例如，石油巨頭英國石油公司 能源展望2020 假設未來的情境是，天然氣將成為 2050 年實現淨零排放所需的主要化石燃料，但這只是風能、太陽能和水力發電量的一半。

但加強一些核電廠的建設肯定有助於降低溫室氣體排放，並減少對天然氣和燃煤電廠的依賴。

比爾蓋茲為核能增添了另一個正面因素。 在他的書中 如何避免氣候災難蓋茲表示，每磅建築材料，核反應器提供的能源比傳統再生能源多得多。 對於生產相同單位的能源，太陽能、水力和風能係統所需的混凝土和鋼材比建造核反應器多 10-15 倍。 他說，這是一件大事，因為當 製造業 這些混凝土和鋼材。

怎樣才能用核能取代歐洲所有的天然氣？ 一項估計 是50-150座新核電廠。 如果對 34 個國家進行平均，這意味著每個國家必須建造大約 1-4 座核電廠。 也許到 2050 年這是可行的，但下面討論的有爭議的問題將使這變得非常不可能。

有爭議的核子問題.

兩個大問題是核反應器需要很長時間才能獲得許可、監管和建造，而且價格昂貴且通常超出預算。 與此相比，風能、太陽能和電池再生能源的價格一直在變得越來越便宜。

其次，乏核燃料具有放射性，很難確定地下儲存能長期安全。 雖然只是一個 一小部分核廢料 壽命長且放射性高（佔總量的3%），通常需要透過深層地質儲存來分離和隔離數萬年。

順便說一句，美國核廢料的儲存是一個 引人注目的問題。 美國的廢棄核燃料存在於 33 個不同州的 75 個地點。 垃圾每年增加 2,000 噸，造成的巨額損失接近 30 億美元。

已經提出了一種臨時解決方案，用於在兩個站點進行儲存：一個位於新墨西哥州，稱為 Holtec，另一個位於德克薩斯州，稱為 ISP。 這兩個地區都位於二疊紀盆地，但存在爭議，部分原因是越來越多的 地震。 美國參議院已提出一項新法案來阻止這種情況的發生。

小型模組化反應堆.

SMR是一種小型模組化反應器，可以最大限度地減少上述第一個問題——批准、監管和建造核電廠需要很長時間。 SMR 通常可產生 300 MW 電力，並且設計為在工廠內建造。 這樣的反應爐可以為超過 200,000 萬戶家庭供電。 SMR 存在 50 多種不同的設計。

美國能源部已花費 迄今為止，在 SMR 上的投資已超過 1.2 億美元，現在希望再向 NuScale 等公司提供至少 5.5 億美元，用於在未來十年內開發和演示 SMR 設計。 實際應用可能還需要10-20年的時間。

核融合還要多久？

1950 世紀 XNUMX 年代照亮太平洋的氫彈證明了氫聚變會釋放大量能量。 在一個 歐洲聯合企業 英國牛津郡的一個名為 JET 的巨大環形磁鐵含有加熱到 100 億度超高溫的等離子體。

團隊最近宣布，他們將產生的聚變能量增加了一倍，這是向前邁出的一大步。 氫的聚變持續了大約 5 秒鐘——比之前的測試有了很大的進步。 在這 5 秒內，環形磁鐵內的等離子體模擬了太陽內部的條件。 聚變當然是太陽能的來源。

下一步將在法國一個名為Iter 的更大、更好的實驗室進行，預計將於2035 年啟動。其吸引力在於，1 磅聚變燃料產生的能量是10 磅煤炭、石油或石油的1 萬倍以上。氣體。 但核融合的商業應用還需要幾十年的時間，因此它並不是 2050 年之前氣候變遷的解決方案。

前進的道路。

核能是清潔能源，與風電場相比，設施緊湊，但價格較高。 在製造用於建造核反應器的混凝土和鋼材等材料時，核能排放的溫室氣體也少得多。 除了1986年的切爾諾貝利事故外，核能也有很好的安全記錄。2011年的福島事故很可怕，但沒有人員傷亡。

但上述擔憂意味著，如果天然氣價格持續飆升，或與戰爭有關的製裁或製裁報復導致來自俄羅斯的天然氣供應被切斷，那麼核能就不是替代歐洲天然氣的實際解決方案。

核能也不太可能為緩解全球溫室氣體排放做出重大貢獻，因為它只貢獻了 佔全球能源消耗的 4.4% 2020 年。新建核電廠的許可、法規、建設和費用實在太多了。 對大多數歐洲國家來說，起跑線還太遙遠——英國的核能消耗比例僅為6.7%，德國為4.9%，美國為8.6%——除非封存的核反應器能夠迅速恢復。