今年7月,总统候选人乔·拜登(Joe Biden)公布了他的气候和基础设施计划,即“拜登计划,建设现代、可持续的基础设施和公平的清洁能源未来。”从汽车业,到基础设施,到解决种族不平等问题,到劳工保护,再到大规模的可再生能源建设,拜登的目标是重塑美国的工业基础,纠正过去的错误,并在这个过程中创造惊人的1000万个“良好的工会工作岗位”。相比之下,新政下的工程进度管理局创造了850万个就业机会。
拜登的宏伟计划令人惊讶。一些人认为这说明了他的“欺骗性激进主义”;另一些人正确地指出,他“除了名义上都支持绿色新政”。拜登的计划和绿色新政都严重依赖“可变可再生能源”(即风能和太阳能,其产量随天气变化)来实现经济脱碳。太阳能和风能等不会产生温室气体排放的可再生能源,在所谓的“能源组合”中扮演着重要角色:即现有核能、可变可再生能源、水电和生物质的组合。不幸的是,将可再生能源视为一种自然和谐、碳中性的技术,与其说是科学,不如说是浪漫。
以加利福尼亚州为例。自2001年以来,该州一直在寻求用可再生能源取代化石燃料能源。随之而来的电网不稳定导致今年8月的一次热浪期间停电;当次月野火爆发时,一层火山灰遮住了一些地方的太阳,使该州的太阳能输出减少了三分之一。
但是电网的效能只是问题的一部分。尽管风能和太阳能的安装成本在下降,但对差饷缴纳人来说,加州的能源价格高得令人难以置信。自2011年至2019年国家进一步扩大可变可再生能源组合以来,消费者电价跃升了30%。
如果拜登的计划或绿色新政获得成功,加州可能会预览美国的生活会是什么样子,但它不一定是这样的。如果加州把钱花在核能而不是可再生能源上,它现在就可以脱碳了。这就是为什么任何不把核能放在所有其他能源之上的气候计划注定会加剧而不是解决气候问题。
对核能的担忧在很大程度上是由于冷战时期对军事核武器的恐惧被取代了。幸运的是,尽管核武器和民用核能有着共同的历史和基础科学,但它们有着天壤之别。民用核电站的反应堆不会像原子弹那样爆炸,核废料也不是发光的有毒渗出物。
在70年的服务中,核能一直被证明比任何其他大规模的能源生产形式都更安全。在一年的时间里,住在核电站附近的居民受到的辐射比任何吃过一根香蕉的人都要少。虽然这听起来可能有违直觉,因为铀和钚等元素的半衰期如此之长,但它们发出的辐射足够低,可以安全地掌握在你的手中。核能显然也是美国最可靠的能源发电形式,这使得它成为为电网提供基本负荷电力的理想选择。核反应堆通常要连续运行数年。目前的核电站舰队没有任何技术限制,即使不是一个世纪,也不会阻止它们投入使用80年。
许多核能倡导者将注意力集中在创新的(尽管是以市场为基础的)核技术突破上,这些突破似乎总是离商业化还有几年的时间,而且依赖于巨额的、变化无常的政府拨款。尽管这些进展令人印象深刻,而且可能有用,但全球舰队中的许多现有反应堆本身都具有可以被认为是“先进”的能力:目前在俄罗斯运营的BN-800核电站是一座快速增殖反应堆,这意味着它可以使用核废料作为燃料;而20世纪50年代设计的CANDU反应堆足够小,可以被认为是“模块化”的,还可以使用未浓缩铀或钍作为燃料。核电现在运转得很好。
对于反核环保主义者来说,最令人头疼的可能是放射性废物处理问题。但并不是所有的核废物都是平等产生的;事实上,大多数是由暴露在中子辐射下的防护服、清洁材料、设备和工具组成的低水平废物(LLW)。按体积计算,LLW占核废料的90%,但只占其总放射性的1%,可以安全和永久地处置。在反应堆核心提供了大约五年的无碳能源之后,铀燃料本身必须被取代。这种高放射性废物(HLW)是你在大众想象中看到的具有高放射性、寿命长的物质。然而,这类废物只占总核废物的3%。客观地说,美国核电站整个历史上的所有废物都可以容纳在一个足球场大小的区域内,50英尺高-单个风力涡轮机高度的一半。
与此同时,依赖天气的可再生能源需要400-450倍的土地才能产生与核能相同的发电量。将超过美国所有州近三分之一的土地用于能源生产可能是一些人可以接受的妥协,但这并不能解决这些能源依赖天气的性质。更复杂的是,可再生能源必须储存起来,以便以后使用,这需要使用锂电池。但所需的采矿和土地使用的巨大规模,以及涉及主要发展中国家的统治和开采的事实,使这一选择不仅效率低下,而且不道德。今天美国已经有了丰富的铀储备,我们现在有能力培育一个产业,为我们的反应堆提供国内燃料。
没有一个核能项目是在没有国家大力干预的情况下启动的-资金成本对于私人实体来说太高了。拜登竞选团队表示,他们希望依靠“创新”和“快速商业化”来压低核能成本,但这意味着向硅谷诸神祈求雨水。
价格欺诈是不真诚的。其他国家,特别是那些至少部分补贴其核工业的国家,支付的费用比我们为核能支付的费用要低。例如,俄罗斯的俄罗斯原子能公司受益于其工业能力和经验,这是廉价核能生产所必需的两个要素。与大多数行业不同的是,创新实际上使核能变得更加昂贵。正如研究人员米歇尔·伯特勒米和莉娜·埃斯科瓦尔·兰格尔所指出的那样,只有通过流水线式的大规模生产相同的反应堆才能降低建设成本。
为了使这在美国发挥作用,联邦政府可以将通用原子公司、通用电气公司、西屋电气公司和其他公司的核武器合并为一个单一的公共公司。这个联邦实体将被授权对美国电网进行脱碳。
首先,美国将需要致力于像法国和韩国那样的产业政策,允许他们创建自己的核计划来制造必要的反应堆。如果这些反应堆(和它们的工厂)要想收回前面提到的重复建设带来的好处,就需要对它们进行标准化。每年将需要建造大量的新反应堆,因此美国工业将不得不增加其建设能力,特别是提供必要的重型锻造。已经投入使用的反应堆应该接受延长许可期限的安全审查。它们还应该进行翻新和翻新,进行技术升级,以提高效率和安全性。除了反应堆的扩建,还需要发展一个强大的国内燃料循环行业来提供铀。
其次,美国将不得不培训一支劳动力队伍。为这些新核电站配备人员将使目前学术界和工业界现有核工程项目的能力紧张,这些项目需要将数十年的专业知识传授给新一代核工人。根据1958年国防教育法的原始精神,联邦政府应该放弃市场激励,直接向高等教育机构、职业学校和核能及相关领域的学生发放政府补助金,以尽快扩大规模。不包括建设,并以暗黑破坏神峡谷工厂为模型,估计需要25万名工人来永久运营其中约230家工厂。
如果美国推出的21世纪核舰队与历史上的核化一致,那么每年的脱碳率应该会比斯德哥尔摩复原力中心建议的每年5%的“碳法”减排低0.5%。这一陡峭的比率将降低超过我们的碳预算,到2050年保持在2摄氏度以下的风险。
但减排并不止步于此。一旦能源电网是核能和无碳的,我们就可以将注意力转向生产区域供热、高温工业供热以及氢气和氨的生产。我们还可以使运输和农业脱碳。电力脱碳只是美国完全脱碳这一更大目标的第一部分。
自20世纪70年代以来,美国经历了快速的去工业化、离岸和不断增强的期望感。依赖可再生能源的计划表明,人们对国家克服问题的能力的信心正在减弱。虽然我们曾经梦想着所有人都能拥有一个富足的未来,但许多人想知道还剩下多少钱可供分配。
但一个无碳和丰富的未来是可能的。我们必须致力于美国的普罗米修斯主义,承诺凭借勤奋和追求公共利益,即使是最艰难的问题也要坚持不懈并脱颖而出。绿色核协议将是这一梦想的实现。