核能是必要的吗?

我们需要核能吗?我们看看争论的双方……
2021年2月2日

采访

大卫·托克,阿伯丁大学,迈克尔·拉什顿,班戈大学

桥塔

坐落在田野中央的电塔

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最大的问题是,我们到底需要核能吗?它是否具有成本效益,还是一个金钱陷阱?在可靠性和弹性方面,替代的、非核的选择是否能胜任这项工作?它们能否满足不断变化的能源消费模式,尤其是在我们摆脱对化石燃料的依赖,转而使用更多电动汽车的情况下?核能是昂贵的奢侈品,还是我们在减少碳排放以应对气候变化的竞赛中必不可少的要素?克里斯·史密斯与两位学者就此进行了交谈。迈克尔·拉什顿(Michael Rushton)在班戈大学(Bangor University)研究核材料及其行为。大卫·托克来自阿伯丁大学,研究能源政策和可再生能源……

迈克尔- 2019年产生的能量约为325太瓦时。这很重要,但这只占我们总能源消耗的20%,我们还有供暖和运输;因此,随着我们去碳化,预计其中很多将被转移到电力生产中。这就是为什么我们要讨论,“我们如何扩大发电能力?”目前,核能的发电量占总发电量的17%,而就低碳发电而言,这一比例约为32%。目前它正在减少——我们有一个相当老旧的核舰队——所以现在的讨论是,“我们如何取代我们现有的核电站?”事实上,有些人认为我们不应该这么做。

Chris:是的,因为我认为我们有六个核设施计划在2030年前关闭;这是不到10年的时间。我们要用什么来代替它们呢?我是说,有没有替换它们的计划?

Michael -嗯,目前,在西南部,他们正在建造欣克利角C反应堆。这是一个法国设计的EPR反应堆,它将产生3.2千兆瓦的电力,这是它的最大输出,在两个反应堆之间,现在正在建设中。这些大型反应堆的典型建造时间大约是8年。该项目目前正在进行中,一旦完成,预计将产生英国7%的电力。现在正在计划建造另一个,另一个双人EPR装置,Sizewell c, Sizewell B,当然,是我们在英国建造的最后一个核反应堆,它代表了我们之前所做的改变:它是一个压水反应堆。在核能发展的早期,一直到80年代早期,英国走自己的路,制造了气体反应堆,所以我们现在有了这些非常新颖的反应堆。直到80年代,当我们建造压水堆的时候,我们才开始建造和世界其他地方一样的反应堆。这就是我们现在继续使用这些轻水反应堆的方式。

克里斯-大卫·托克:这是一个很大的数字,不是吗?现在我们电网中近三分之一的电力来自可再生能源。如果你在10年前对别人这么说,他们可能会大大低估我们今天的处境。在我看来,这确实发生了。

大卫:是的。我认为还有很大的潜力可以做得更多。我认为政府的气候顾问建议我们需要大幅增加发电量;但根据他们的数据,就空间而言,你实际上只需要占用英国7%的近海水域就能满足英国2015年的所有能源需求。我说的全部是指全部;目前不仅仅是电力供应,还有交通、供暖、工业等等。

克里斯-那不算多吧?我的意思是,这指出了另一件我们可能应该讨论的重要事情,那就是:当你建造一个核电站时——至少是我们目前的核电站设计——你在一个地方投入了巨大的资金和巨大的设施。当然,我们并不都住在一个地方,所以这马上就意味着你有一个分配问题。那么,像风力发电场这样的设施是否还有其他优势呢?我的意思是,我知道你首先要把能量带到岸上,但这是可以做到的。将能量分散开来,而不是像大型核设施那样将能量集中在一个地方,这有什么优势吗?

大卫:嗯,是的,如果突然停电,电力系统会更容易受到影响;但我们也正在进入一个更加数字化、计算机控制的时代,在这个时代,我们将能源供应和能源需求整合在一起。我们将拥有与电力系统对话并通过电池双向传输能量的汽车,未来我们甚至将拥有与电网对话的洗衣机。我敢说,分散形式的能源——即不受电网集中指挥的能源——确实比笨重的老式核能更符合现代。

克里斯——我想你会说,迈克尔——尽管戴夫指出了什么——实际上,太阳在晚上不发光,风也不总是刮。

迈克尔-不,当然不是。从去年的数据来看,风力涡轮机的发电量仅占总产出的30%。然后还有一整天,我们都知道,寒冷,晴朗的日子,整个国家都有长时间的高压,在这些日子里,你想打开暖气。所以如果我们说的是电暖气,而风不吹,你会怎么做?你需要一些东西来弥补力量的不足。同时,回到面积的概念,我有一些数字写在我面前:欣克利角C是一个430英亩的土地。我家附近有一个风力发电场,发电量为567兆瓦,比欣克利角C核电站少6倍,占地面积是欣克利角C核电站的50倍。所以核能非常紧凑,坦率地说,并不是每个人都想看到风力涡轮机破坏恶劣的景色。

Chris -好吧,我认为很多人也不一定想看欣克利核电站!

迈克尔:但这是一个小装置,你不必去看它。转过身去。但是风力涡轮机占据了相当一部分海岸线。

克里斯:我们能看一下成本吗?因为大卫:我们30%左右的能源有多少来自可再生能源?首先,安装它要花多少钱?因为我刚刚看了欣克利的价格标签,迈克尔刚刚提到的——这个新的核电站,它仍然……价格还在上涨,价格高达230亿英镑。那么我们的可再生能源基础设施的安装成本是多少呢?

大卫-价格的一小部分。但是我能回到刚才的问题上吗?当然,我接受你可以连续几天没有足够的风或太阳,但是你可以很容易地将可再生能源转化为一系列不同的液体燃料,甚至是水的容量,并使用极其便宜的发动机或涡轮机在你需要的时候发电。如果你有一个包含大量核能的系统,因为它必须被制造——出于经济原因——几乎一直运行,它是不灵活的;你最终会让很多风力发电场退出电网,浪费它们的能源。这已经在苏格兰发生了,那里有很多电网限制。我们对此做了很多研究。利用那些被浪费的风能或太阳能,你实际上可以储存起来,并在你需要的时候使用;我们有足够的电池来平衡一天内的电量;就像我说的,你有更长期的储存手段! And this business about the space things are taking up: well, as I say, we're developing wind farm technology that's increasingly cheap in price that's miles and miles away from the shore. Floating wind turbines, even, so you don't need to worry about seeing them. I don't think there's a problem here. I mean, admittedly, there's more space for wind turbines on shore in Scotland than there are around Cambridge, but really that doesn't matter with the amount of offshore resources we've got for offshore wind in this country.

克里斯-有一件事并不遥远,那就是2050年。按照时间流逝的速度,也就是我们说过的那个日期,我们将努力实现零碳排放。但从数据来看,我们还有很长的路要走。我们仍然有大约一半的能源来自化石燃料。如果,正如迈克尔指出的,你最终遇到了风不吹,太阳在一天中的某些时候不照耀,我们确实需要一些东西来解决问题,我们没有,我知道你说了什么,但我们还没有基础设施来大量储存这种能量。这样做是非常昂贵的。人们提出了观点;让我们把一些多余的能量分流到人们的汽车电池中。但目前只有百分之几的人拥有电动汽车。更少的人愿意让他们的电池受到潜在的损坏,因为他们的汽车会不断地将能量前后分流到电网中。 So there's quite a way to go. Wouldn't you say, David? Yeah?.

大卫:嗯,是的,但是你试着建造核电站。我的意思是,我们已经尝试过让新的核设施上线,这是托尼·布莱尔在2006年首次宣布的。如果我们幸运,非常幸运,我们可能会在20年后的2026年上线。我的意思是,你可以把二氧化碳从空气中提取出来,然后把它变成一些合成燃料,比如汽油。可能有比这更好的方法,你可以把这些东西,氢,通过水储存。上帝知道,有很多事情,但没有钱花在这上面。这可以很容易地整合在一起,建立一个市场,以获得提供长期存储的最佳技术组合。但我们有一个能源系统,能源公司的业务要么是化石燃料,要么是核能。当然,他们没有制定任何政策报告,也没有任何压力去做关于100%可再生能源系统的事情。他们把一切都绑起来了。 Well, we need to get people to push for the government, to get some thinking on providing a much higher level of energy from renewable energy, leading up to eventually what will be a hundred percent renewable supply.

Chris - Michael,最近劳斯莱斯提出了一个有趣的想法,这是他们的概念,他们称之为SMR,小型模块化反应堆。我们已经讨论过像Sizewell和Hinkley这样的大型设施,它们是巨大的。相比之下,劳斯莱斯设想的是一组小型反应堆,他们说你可以在当地建造更多的反应堆。你可以让它们更有美感。为什么他们认为这是一条正确的道路?

迈克尔-嗯,有很多原因,真的。核能的主要问题,不是技术问题。我们可以建造反应堆,就像之前提到的。法国在15年里建造了56座反应堆,产生了500亿瓦的电力,基本实现了电力系统的脱碳。世界上为数不多的。所以问题是如何获得建造反应堆的资金。这就是目前造成问题的原因。核反应堆的主要运行成本是偿还债务。用来支付反应堆的抵押贷款。因此,如果我们能把利率降低到你可以在商业市场上借款而不必向政府求助的水平,那将是有益的。 So one thought to do that is to make the reactor smaller. If you can bring the cost down to around 300 million pounds, and bring capacity to the grid incrementally, you can have a reactor that's quick to build, three or four years, it's earning for you, and you can borrow more easily to build the next one. And you can incrementally bring capacity to the grid. Because at the moment with these big reactors, we're dumping a lot of capacity on the grid in one go, right? So you have to wait eight years and then you get a huge amount of power, and you get that for about 60 to 80 years, right? So these things are going to be around for two to three times longer than wind turbines and that sort of thing. So that needs to be born in mind. There's other things we could do with small modular reactors. Because they're small, the components can be built in factories. So you get those economies of scale. The idea is if you build lots of them, you bring the unit costs down dramatically. Rolls Royce are also talking about, could we start doing things like cogeneration. Reactors generate lots of heat. And one of the issues we're going to have in the future is not everything can be electrified. Not all our industries can be converted to electricity.

克里斯:比如制造混凝土,制造钢铁。诸如此类的事情。

迈克尔:当然。特别是钢铁的例子,就像鼓风炉使用煤作为化学物质一样,它不仅仅是用来加热的。所以你可以用一点氢,这已经提到过了,你知道,核能也可以产生氢。核能也能吸收一些热量。对于钢铁,你会看到第二代反应堆,看起来更像是21世纪30年代中期。所以这样你就回到了英国擅长的地方,燃气反应堆,它可以运行得更热。如果你能把温度调到800或900度,你就可以用核能炼钢了。如果有一点推动,我们确实有技术来脱碳这些难以脱碳的过程,不适合电气化。

Chris -这是一个很吸引人的应用,实际上,把一个反应堆连接起来,把它当作热源而不仅仅是电源。现在,在结束的时候,我想回到你们一直以来提出的一个观点,那就是美学的问题,以及我们之前从马特·鲁尼那里听到的关于人们对这些不同事物的看法。老年人和年轻人之间是有区别的。在这个行业有过或没有过经验的人,或多或少都对相关的科学知识有所了解。那么,大卫,首先,从你的角度来看,你认为需要做些什么才能让更多的人支持你在这方面的立场?

大卫:我觉得大家都很支持我的出身。我觉得奇怪的是,这些古怪的想法,我并不是想要侮辱别人,是关于小型模块化反应堆的,这种反应堆之前已经被尝试过很多次了,它们实际上以核潜艇的形式存在。而且它们非常昂贵。我是说,这有很多问题。我认为这真的是一个工程问题,考虑到什么是一厢情愿的想法。可再生能源,太阳能,风能,电动汽车,电池是最便宜的,显然是实用的,我们应该巩固这一点,改进系统。我们可以为利基来源生产氢气,比如制造混凝土等等,我不认为这有什么问题。这是准备好了。我们现在可以开始了。我们不需要考虑这些,我认为不太可能的想法。

Chris - Michael,你们要想提出一个令人信服的论点,真的有点困难,当你面对这样一个事实,你可以建一堆风力涡轮机,它们不会成为景观上的污点,如果你不希望它们成为,你就把它们拿走。

Michael -之前的很多讨论都是基于技术,而这些技术还没有达到它们所需要的规模。所以如果你想利用这些大量的风能,70%,80%,90%,这意味着你已经取代了一些可调度的资源,比如天然气。现在,正如我们所经历的,风并不是一直在吹。那么,你将如何填补这一空白呢?好吧,我们已经讨论过了,显然我们要用电池。目前最大的电池存储方法需要花费很多钱。这些电池在制造电动汽车方面也存在竞争,我们也需要减少交通运输的碳排放。因此,目前的电池存储只能在非常低的功率输出下持续几个小时。这里的争论是不可信的。所以所有这些洗衣机可以和发电机对话的想法,现在还不存在,对吧? We're in the middle of a climate emergency. Why are we reaching for tools that don't exist? We should rely on the technologies that have been proven over 60 years.

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