環境(jing)是公共資源。近年來(lai),人們越來(lai)越重視如(ru)何減輕人類活動(dong)對(dui)空氣、水和土地的(de)影響(xiang)。最受關注的(de)話(hua)題當數“綠色(se)能源”。
然而,對于“綠色(se)”的定(ding)(ding)義各方莫(mo)衷一是。一些組(zu)織將(jiang)“綠色(se)能(neng)源”定(ding)(ding)義為對環境影響(xiang)低的能(neng)源。目前,人們(men)非常(chang)關注溫室氣(qi)體 (GHG),許多定(ding)(ding)義似乎將(jiang)“低影響(xiang)”和“低溫室氣(qi)體排放”視為同義詞。
“綠色”的定義對核能行業具有特別的意義
核(he)電有時被描述為(wei)不產生溫室(shi)氣體(ti)的能(neng)(neng)源。雖然這并不完全正確(que),但(dan)可以(yi)肯定(ding)地說,核(he)電的溫室(shi)氣體(ti)排放量遠低于化(hua)石燃料能(neng)(neng)源。另一方面是能(neng)(neng)源的可持續性——即能(neng)(neng)源供應(ying)是否會隨著時間(jian)的推移“耗(hao)盡(jin)”。
簡單地說,化石(shi)燃(ran)料和(he)鈾資源(yuan)是有限的,最終會被耗盡。而可(ke)再生能源(yuan),如(ru)風能和(he)太陽能,實(shi)際(ji)上是無限的。
然而(er),這種觀點忽略了一個事(shi)實,風能(neng)和太陽能(neng)的設備制造過(guo)程也(ye)(ye)會消耗化石能(neng)源,這也(ye)(ye)是不(bu)可再生能(neng)源。
同樣,有(you)些人認為核能(neng)(neng)產(chan)(chan)生長(chang)半衰期核廢(fei)料,因而不是“綠色(se)(se)”的(de)。但類似的(de)論點也適用于生產(chan)(chan)太陽(yang)能(neng)(neng)或(huo)風(feng)能(neng)(neng)所需組件時(shi)產(chan)(chan)生的(de)廢(fei)料。也有(you)人認為在判斷(duan)核能(neng)(neng)是否算作綠色(se)(se)能(neng)(neng)源(yuan)時(shi),必須(xu)考慮以(yi)下幾點:對乏燃(ran)料進行后(hou)處理可(ke)以(yi)從(cong)中(zhong)提取更多能(neng)(neng)量;使(shi)用釷燃(ran)料循(xun)環代替鈾(you)循(xun)環;從(cong)非(fei)常規資源(yuan)(例如海水)中(zhong)提取鈾(you)。
搖籃到墳墓
化(hua)(hua)石(shi)燃(ran)料(liao)都(dou)是(shi)碳基(ji)燃(ran)料(liao),因(yin)此(ci)燃(ran)燒(shao)時會產生(sheng)二(er)氧化(hua)(hua)碳。與(yu)化(hua)(hua)石(shi)燃(ran)料(liao)不同(tong),鈾燃(ran)料(liao)不會產生(sheng)溫(wen)(wen)室氣體。然而(er),核燃(ran)料(liao)循環(huan)的(de)其它(ta)部分,包括鈾的(de)開采、提(ti)取(qu)和濃縮,確實會產生(sheng)一些溫(wen)(wen)室氣體。鮮(xian)為人知的(de)是(shi),風能(neng)和太陽能(neng)也會產生(sheng)一些溫(wen)(wen)室氣體。
在(zai)對“綠色”的分析中(zhong)都需要考(kao)慮這一點,但通常(chang)情況并(bing)非如此。
美國環境(jing)保護署 (EPA) 是犯此錯誤的眾多組(zu)織(zhi)之(zhi)一(yi)。
EPA 認(ren)為綠色能(neng)源包(bao)含:太陽能(neng)、風(feng)(feng)能(neng)、地熱、沼氣、合(he)格生物(wu)(wu)質和(he)低影響小水(shui)電(dian)(dian)。同時EPA表示,雖(sui)然(ran)核(he)電(dian)(dian)在發(fa)電(dian)(dian)過程(cheng)中不(bu)排放溫室氣體,但需(xu)要(yao)(yao)采礦(kuang)、提取和(he)長期(qi)放射(she)性廢(fei)物(wu)(wu)儲存(cun)。但是EPA并沒有對(dui)太陽能(neng)或(huo)風(feng)(feng)能(neng)做出類(lei)似(si)的(de)聲(sheng)明。由于風(feng)(feng)能(neng)和(he)太陽能(neng)的(de)能(neng)量密度很低,每產(chan)生單位能(neng)量需(xu)要(yao)(yao)更多(duo)的(de)設備部件。此外(wai),風(feng)(feng)力渦輪機需(xu)要(yao)(yao)使用(yong)稀土(tu)金屬,太陽能(neng)光伏的(de)制(zhi)造需(xu)要(yao)(yao)使用(yong)劇毒材料(liao)。
與其(qi)簡單地將某種能(neng)源系統分(fen)(fen)類為(wei)“綠色(se)”或“非綠色(se)”,評(ping)估能(neng)源是(shi)否“綠色(se)”的更好方法是(shi)分(fen)(fen)析從(cong)“搖籃到墳墓”全生命周期的環境影響。
這種(zhong)生(sheng)(sheng)命周期(qi)評估可以更準確(que)地說明溫(wen)室氣體排(pai)(pai)放總量。盡管任(ren)何(he)能源的全生(sheng)(sheng)命周期(qi)都會排(pai)(pai)放溫(wen)室氣體,但是排(pai)(pai)放量不同。
在評(ping)估溫室氣體排放時必(bi)須解決的另一個(ge)問題是計(ji)算(suan)(suan)方法,不同的研究員所采用的方法都有差異。2013年(nian),美國國家(jia)可再生(sheng)能(neng)源(yuan)實驗室 (NREL)對(dui)大量(liang)(liang)計(ji)算(suan)(suan)進行了分析(xi),發(fa)現各種計(ji)算(suan)(suan)中(zhong)在操(cao)作(zuo)方法、評(ping)估方法及參(can)數選取(qu)等方面存在差異。然而,盡管存在這些差異,但所有評(ping)估都表明(ming)煤炭的生(sheng)命周期(qi)排放量(liang)(liang)明(ming)顯高于任(ren)何(he)其(qi)它能(neng)源(yuan)。
化(hua)石(shi)燃料中天然氣在溫室(shi)氣體方面(mian)是最優的(de),但其排放量仍然很(hen)大。太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)、風能(neng)(neng)(neng)、地熱能(neng)(neng)(neng)、水能(neng)(neng)(neng)和(he)(he)核能(neng)(neng)(neng)的(de)溫室(shi)氣體很(hen)少,而核能(neng)(neng)(neng)的(de)排放量最少。因此,如果基(ji)于(yu)全(quan)生命(ming)周(zhou)期(qi)的(de)溫室(shi)氣體排放衡量綠(lv)色程(cheng)度,核能(neng)(neng)(neng)應該(gai)與風能(neng)(neng)(neng)和(he)(he)太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)屬(shu)于(yu)同一(yi)類。
是否產生廢料
就非溫室氣體影響(xiang)而言,核電和可再生能源(yuan)不會(hui)產生顆粒物(wu),以(yi)及甲(jia)烷、硫或氧化亞氮,有機化合物(wu)或有毒重金屬。
然(ran)而(er),核(he)(he)工業確(que)實會產生核(he)(he)廢(fei)(fei)料,這(zhe)些廢(fei)(fei)料必須在放射性衰(shuai)變之前隔離數千(qian)年。核(he)(he)工業經常飽(bao)受詬病,其“綠色(se)”資質(zhi)也因此受到質(zhi)疑(yi)。然(ran)而(er),核(he)(he)廢(fei)(fei)料的體積很小,并且正在開展核(he)(he)廢(fei)(fei)料儲存庫(ku)開發(fa)。
還值得(de)注(zhu)意的是,其它能(neng)源并非沒(mei)有浪費產生廢料。
除了空氣中的排放物外,煤炭還(huan)會產生(sheng)大(da)量固(gu)體廢料。即(ji)使是可再(zai)生(sheng)能源也會產生(sheng)廢料。數量龐大(da)的有毒廢料將會給環境帶(dai)來(lai)巨(ju)大(da)挑(tiao)戰。例(li)如(ru),太陽能光(guang)伏(fu)需(xu)要(yao)使用大(da)量太陽能電(dian)池(chi)(chi)板,電(dian)池(chi)(chi)板會隨著(zhu)時間的推(tui)移而退化,必須(xu)更換。對于日本這樣的小(xiao)國來(lai)說(shuo),如(ru)何處理這些(xie)廢舊電(dian)池(chi)(chi)板已(yi)經成為一個問題。
對于化石燃料(liao)或(huo)核燃料(liao),需要考慮(lv)到采礦對環境(jing)的影響。
然而,核電運營(ying)所需(xu)的(de)資源(yuan)量遠少于燃燒化石燃料(liao),因此鈾資源(yuan)開(kai)采(cai)對環(huan)境的(de)影響水平較(jiao)低。此外,可再(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)源(yuan)需(xu)要開(kai)采(cai)大(da)量結構材料(liao)以(yi)及有毒材料(liao)。盡管可再(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)源(yuan)開(kai)采(cai)過程(cheng)對環(huan)境影響比煤炭小得多,但仍不可忽(hu)略。
能源的全面分析還包括以下幾個方面:
土地(di)利用等(deng)(deng)因素(su),太陽能(neng)(neng)和(he)風能(neng)(neng)所(suo)需土地(di)比其它能(neng)(neng)源更(geng)大。對鳥類和(he)蝙蝠的(de)(de)影響(風能(neng)(neng)面臨(lin)的(de)(de)問(wen)題);事故(gu)(核電站發(fa)生的(de)(de)嚴重事故(gu)會污(wu)染周(zhou)邊地(di)區);地(di)震(水電大壩和(he)石油(you)和(he)天(tian)然氣的(de)(de)面臨(lin)的(de)(de)問(wen)題);以及與處(chu)理(li)來自各(ge)種能(neng)(neng)源的(de)(de)廢(fei)(fei)物相關的(de)(de)影響(建造和(he)運營處(chu)理(li)設(she)施、運輸(shu)廢(fei)(fei)物等(deng)(deng))。
沒有任何能(neng)源是完(wan)全綠色的。
整(zheng)體(ti)評估結(jie)果,核能與(yu)大(da)多數可再生能源(yuan)(yuan)的綠色程度非常(chang)接近(jin)。但(dan)能源(yuan)(yuan)評估是一項極其(qi)復雜的工作,雖然(ran)綠色很重要,但(dan)必須結(jie)合其(qi)它(ta)因素來考(kao)慮(lv)。決(jue)策(ce)者必須權衡每種能源(yuan)(yuan)的溫室氣體(ti)、其(qi)它(ta)排放物與(yu)成本等方面;資(zi)源(yuan)(yuan)的短期和長(chang)期可用性;24小(xiao)時整(zheng)體(ti)能源(yuan)(yuan)供應的可靠性;以及能源(yuan)(yuan)供應安(an)全,防止因天氣或外國(guo)供應商而中斷等問(wen)題。
同時,這些評估是動態的(de)(de)(de)。外國政(zheng)府(fu)(fu)的(de)(de)(de)資源(yuan)發現和行動會影響供應,而(er)技術發展和政(zheng)府(fu)(fu)決策會影響一系列措施(shi)(shi),包括成本、可(ke)用性(xing)、排放和其它措施(shi)(shi)。某些領域的(de)(de)(de)突(tu)破(po)可(ke)能會顯著改(gai)變評估結果(guo)。
“清潔煤”技(ji)(ji)術就是(shi)突破之(zhi)一——即(ji)在排放到(dao)環境(jing)中(zhong)之(zhi)前(qian)從(cong)煤炭(tan)排放物中(zhong)提取溫(wen)室(shi)氣體,并永(yong)久可靠地將(jiang)溫(wen)室(shi)氣體從(cong)環境(jing)中(zhong)隔(ge)離的(de)技(ji)(ji)術。由于目(mu)前(qian)該技(ji)(ji)術還未全(quan)面應用(yong),因(yin)此(ci)目(mu)前(qian)的(de)評(ping)估(gu)數據中(zhong)沒有考慮(lv)。如果(guo)后續證明其技(ji)(ji)術上可行(xing)且經濟(ji),評(ping)估(gu)結果(guo)將(jiang)發(fa)生改(gai)變。核聚變或用(yong)于可再生能源的(de)儲能技(ji)(ji)術也(ye)同樣如此(ci)。
目前,沒(mei)有一種(zhong)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)在所有方面都(dou)表(biao)現出色(se)。各種(zhong)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)都(dou)有一些(xie)優點和缺點,最(zui)合(he)理的(de)(de)(de)策略是采用多樣化的(de)(de)(de)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)組合(he)。盡(jin)管核(he)能(neng)面臨(lin)一些(xie)挑(tiao)戰(尤其(qi)是核(he)廢(fei)料處理),但從環境影響小(xiao)、能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)生產可靠、能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)供應安全等方面考慮,核(he)能(neng)似乎是最(zui)具吸引(yin)力(li)的(de)(de)(de)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)之一。
因此,核能確實是綠色能源。