STEM小知识: 关于核电的争论

核电

核电是为大面积地区提供电力和减少二氧化碳排放中最有争议但又有效的方法之一。在所有电源中，核电能源容量是最高的，92.5%的时间里能以最大容量工作。而地热能的能量容量位居第二，为74.3%。其他清洁能源形式，如风能、水能和太阳能，其能量容量都低于50%。凭借如此高的能源容量，核电站可以创造约1千兆瓦的电力，足以为30万个家庭供电。尽管核电具有令人难以置信的潜力，但错误信息阻碍了它成为主流电源。目前，有31个国家拥有商业核电站，在包括美国在内的国家，核电供应超过年度能源消耗的20%。尽管如此，它远远没有达到能为世界提供电力和减少二氧化碳排放所需的广泛使用。

核电的优势

核电的主要优势之一是它的碳足迹小。与太阳能电站类似，核电站只在建设过程中释放温室气体。在建造之后，发电厂能够生产大量的能源而不输出任何二氧化碳。如前所述，另一个优势是，核电具有极高的能量容量，使其难以置信地可靠。核电站每年能够运行336天，其余29天用于维护。与预期相反的是核能产生的辐射比任何其他广泛的能源要少。这使得核电对人类和环境更加安全；特别是与煤炭等电力形式相比，后者释放的辐射量大得多，但仍然是最常见的电力形式之一。

核电的劣势

根据公众的说法，核电主要有两个缺点：事故的风险和核材料的处理。几乎每个人都听说过三个重大核灾难中。三里岛，切尔诺贝利，和福岛。所有这些众所周知的灾难只向环境释放了极少量的辐射，与其他大规模的工业灾难相比，死亡率相对较低。切尔诺贝利是迄今为止死亡数最高的核灾难，其死亡率比液化气事故低9倍，比水电设施低47倍。根据研究，即使是最糟糕的核事故，其破坏性也比其他工业灾难要小。下一个缺点更多的是来自政治上的，而不是技术上的。世界各地已经建立了一些设施来容纳乏燃料，同时使其分解成为较低的放射性。位于新墨西哥州的一个美国设施可以容纳整个世界未来一千年的核废料。尽管拥有储存放射性废物的技术，但它在世界各地并不容易获得。设计必要的设施需要资金、物资和大面积的土地，使得它在某些地区不太可行。总的来说，人们认为的核电的缺点更多是基于错误信息和恐惧，而不是技术问题。

核电在未来的作用

随着世界各国追求应对气候变化和减少碳排放的宏伟目标，他们将被迫远离化石燃料。虽然水电、太阳能和风能变得越来越普遍，但它们的增长不足以阻止气候危机并使世界电网脱碳。核电有能力弥补碳基能源和可再生能源之间的差距。尽管核能在应对气候变化方面有着巨大的潜力，但越来越多的国家正在关闭发电厂。德国、西班牙、比利时和瑞士都在逐步淘汰核能并关闭发电厂。在美国，电厂也在关闭，因为它们的寿命已经结束。但在开发新的发电厂前，资金被搁置，本身很昂贵的项目变得更加昂贵。 即使在中国和韩国这些核能方面的领先国家，建造核电站的成本要低得多，但成本超支和延迟也在减缓建设。新的发明才是使核电有可能成为碳基燃料的一个广泛的解决方案。如果核能要发挥其巨大的潜力，核电必须变得更便宜，而且必须克服虚假的信息。世界在变化，核电也必须随之变化。

引自

1. Nuclear Explained (U.S. Energy Information Association): https://www.eia.gov/energyexplained/nuclear/nuclear-power-plants.php

2. Why Nuclear Power Must Be Part of the Energy Solution (Yale Environment 360; published at the Yale School of Environment): https://e360.yale.edu/features/why-nuclear-power-must-be-part-of-the-energy-solution-environmentalists-climate

3. Nuclear Power is the Most Reliable Energy Source and It's Not Even Close (U.S Dept. of Energy; Office of Nuclear Energy): https://www.energy.gov/ne/articles/nuclear-power-most-reliable-energy-source-and-its-not-even-close

4. Nuclear Power in the World Today (World Nuclear Association): https://www.world-nuclear.org/information-library/current-and-future-generation/nuclear-power-in-the-world-today.aspx

5. The controversial future of nuclear power in the U.S. (National Geographic): https://www.nationalgeographic.com/environment/article/nuclear-plants-are-closing-in-the-us-should-we-build-more?loggedin=true

Translated into Mandarin by Han Yuyi