Việc xây dựng một lò phản ứng mới tại Nhà máy điện hạt nhân Olkiluoto ở Eurajoki, Phần Lan, chậm tiến độ 9 năm và hơn US5 tỷ đô la so với ngân sách. Hình ảnh lịch sự của Teollisuuden Voima Oy

điện hạt nhân đã chết. điện hạt nhân sống lâu. Năng lượng hạt nhân là cách duy nhất phía trước. Năng lượng hạt nhân là một cá trích đỏ. Năng lượng hạt nhân là quá nguy hiểm. Năng lượng hạt nhân là nguồn năng lượng an toàn nhất xung quanh. Hạt nhân là không có gì. Hạt nhân là tất cả mọi thứ.

Nó bây giờ là nói chung đồng ý rằng thế giới phải giảm nhanh lượng khí thải carbon để chống lại biến đổi khí hậu nguy hiểm, nhưng "làm thế nào" của quá trình đó vẫn còn được tranh cãi. Và trong cuộc tranh luận rằng, không có gì có vẻ như sản xuất như quan điểm starkly đối năng lượng hạt nhân. Một số chuyên gia và những người ủng hộ cho rằng điện hạt nhân carbon-miễn phí đại diện cho hy vọng thực sự duy nhất giữ nhiệt độ của hành tinh trong kiểm tra. Những người khác cho rằng hạt nhân là nguy hiểm, không cần thiết và quá đắt tiền để làm một vết lõm.

Các dữ liệu cơ bản cùng một thiết - nhà máy hạt nhân hiện đang tồn tại, những người đang được xây dựng, tình trạng của các công nghệ mới, lịch sử của chi phí và chậm trễ, và một vài tai nạn nổi bật - sản xuất những ý kiến ​​hoàn toàn trái ngược nhau và dự đoán. Năng lượng hạt nhân là một thử nghiệm Rorschach: Bạn thấy những gì bạn muốn nhìn thấy - một tương lai hạt nhân hồng hoặc một con khủng long cổ thế giới trong một vòng xoáy chết chậm - phản ánh quan điểm riêng của bạn trên các mặt năng lượng và tương lai. Trong khả năng tất cả, không ai sẽ được chứng minh là đúng hay sai trong nhiều thập kỷ.

Hôm nay và ngày mai

Năng lượng hạt nhân ngày nay chiếm khoảng 10 phần trăm của tổng sản lượng điện vòng quanh thế giới. Điều này thay đổi mạnh theo quốc gia - ở Mỹ tỷ lệ này là khoảng 20 phần trăm, ở Nga và Đức nó là thấp hơn một chút, trong khi một số nước châu Âu khác có được 40 và 50 phần trăm từ các lò phản ứng hạt nhân. Pháp từ lâu đã dẫn đường tương ứng, ở mức hơn 75 phần trăm (nó có tổng hầu hết các lò phản ứng thứ hai, sau Mỹ). Trung Quốc, mặc dù xây dựng nhanh chóng, thu hút ít hơn 3 phần trăm năng lượng từ hạt nhân ở 2014.

Có các lò phản ứng 442 hiện đang hoạt động trên toàn cầu và Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế cho biết 66 hiện đang được xây dựng. Hai mươi bốn của những người đang ở Trung Quốc; không có quốc gia nào hiện đang xây dựng hơn tám.

Đó là cảnh quan hạt nhân bây giờ. Câu hỏi đặt ra là, làm thế nào nó sẽ thay đổi trong những năm tới? Và quan trọng không kém, làm thế nào nên nó thay đổi? Câu trả lời cho cả hai điều này phụ thuộc vào người bạn hỏi.

Cơ quan năng lượng quốc tế Triển vọng năng lượng thế giới 2014, bao gồm một phân tích chặt chẽ về năng lượng hạt nhân, dự án một trăm bước nhảy vọt 60 công suất lắp đặt toàn cầu bởi 2040, với gần một nửa tăng trưởng đến từ Trung Quốc.

"Tôi nghĩ rằng chúng tôi chắc chắn cần nó trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu. Này đại khái được công nhận, "nói Jacopo Buongiorno, Một giáo sư khoa học hạt nhân và kỹ sư tại Viện Công nghệ Massachusetts. "Bởi vì bây giờ có một mối quan tâm áp đảo như vậy về biến đổi khí hậu, nó giống như một cơn thủy triều đã nâng tất cả các tàu thuyền. Bất cứ điều gì được coi là sạch sẽ đi lên. Tôi nghĩ rằng đó là hoàn toàn cần thiết. "

Loại hạt nhân đó không đặc biệt khó tìm, nhưng cũng không phải loại này: “Tôi không nghĩ năng lượng hạt nhân là một thành phần cần thiết cả,” nói MV Ramana, một học giả nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm tương lai hạt nhân của Princeton. Năng lượng hạt nhân của Cấm như một phần của sản xuất điện chỉ có khả năng suy giảm trong tương lai gần. Nếu chúng ta coi đó là một biện pháp giảm phát thải, thì chúng ta sẽ không thành công khi đạt được bất kỳ mục tiêu khí hậu đầy tham vọng nào được đặt ra trong thời gian gần đây Hiệp định Paris, Trong đó các nước 195 đồng ý giảm lượng khí thải mạnh.

Để đạt được thỏa thuận đó, một nhóm những người đề xướng hạt nhân nổi bật nhất - nhà khoa học khí hậu James Hansen, Ken Caldeira của Stanford và những người khác - đã viết trong Người giám hộ rằng "hạt nhân sẽ làm cho sự khác biệt giữa thế giới thiếu các mục tiêu khí hậu quan trọng hoặc để đạt được chúng."

Điều này đã được đáp ứng với sự coi thường đặc biệt khắc nghiệt từ Naomi Oreskes, Nhà sử học khoa học Harvard và đồng tác giả của Merchants của Doubt, người nào đã viết một phản hồi tại Người giám hộ xây dựng thương hiệu này "một hình thức mới lạ của sự từ chối."

Các trung tâm của sự bất đồng của Hansen và Oreskes 'Liên quan đến sự cần thiết cho hạt nhân và tính khả thi kỹ thuật tăng cường mở rộng năng lượng tái tạo: là các nguồn năng lượng khác đủ để cai sữa chúng tôi từ nhiên liệu hóa thạch? Hoặc là đáng tin cậy, có quy mô lớn (một lò phản ứng mới duy nhất có thể đạt 1,600 MW công suất, ba lần kích thước của các nhà máy năng lượng mặt trời lớn nhất thế giới) công suất phụ tải nền mà hạt nhân cung cấp một thành phần cần thiết trong tương lai carbon thấp?

Mặt chống hạt nhân của cuộc tranh luận tập trung vào một số nghiên cứu đã minh họa một cách duy nhất có thể tái tạo đến mục tiêu, có thể rẻ hơn và không có rủi ro liên quan đến hạt nhân. Mark Jacobson, Giám đốc Chương trình Atmosphere / Năng lượng tại Đại học Stanford, đã xuất bản kế hoạch nhà nước cụ thể cho thấy cách 100-phần trăm năng lượng tái tạo thâm nhập sẽ có thể đạt được. Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia, một phần của Bộ năng lượng Hoa Kỳ, đã công bốTái tạo Điện Futures Nghiên cứuNghiêng trong 2012 và giải thích một con đường rõ ràng để thâm nhập phần trăm 80 ở Hoa Kỳ. Những người khác đã chỉ ra những con đường tương tự phía trước.

Khi nói đến bất kỳ nguồn năng lượng nào, đó là chi phí nằm ở gốc rễ của cuộc thảo luận. những người ủng hộ hạt nhân tranh cãi rằng có những trở ngại đối với việc có một mạng lưới hoàn toàn chạy trên năng lượng tái tạo. Buongiorno, ví dụ, nói rằng các gián đoạn của năng lượng mặt trời và gió thực tế chỉ có thể được giải quyết bằng cách thêm một lượng lớn lưu trữ điện (theo hình thức pin lớn hoặc công nghệ mới khác như là khí nén) vào lưới điện, và điều đó sẽ thay đổi giá tái tạo đang diễn ra của thế giới đang giảm mạnh.

"Khi tôi nghe người ta nói:" Ồ, các chi phí đang giảm xuống, "chi phí cho thế hệ có thể sắp giảm, nhưng nếu việc lắp đặt công suất đó buộc tôi phải tích trữ năng lượng, thì bạn phải cộng thêm những chi phí đó, ”ông nói. Hãy nghĩ về nó như mua một chiếc ô tô: Giá cơ bản nghe có vẻ ổn, nhưng đó là tất cả các tùy chọn và tiện ích bổ sung sẽ giúp bạn. Buongiorno cho biết ông hy vọng chi phí xây dựng hạt nhân sẽ giảm xuống và khi chi phí lưu trữ năng lượng tái tạo được tính vào, hạt nhân - với sản lượng đáng tin cậy, 24/7 - bắt đầu có vẻ ngoài hấp dẫn hơn nhiều như một giải pháp thay thế.

Tiền tỷ và tiền tỷ

Khi nói đến bất kỳ nguồn năng lượng nào, đó là chi phí nằm ở gốc rễ của cuộc thảo luận. Thêm nhiều hạt nhân vào lưới điện có thể giảm một phần gánh nặng cho năng lượng tái tạo và lưu trữ, nhưng chính kinh tế của hạt nhân có thể chứng minh một rào cản không thể vượt qua.

Nói chung, tích lũy càng nhiều kinh nghiệm với một công nghệ nhất định, chi phí xây dựng càng ít. Điều này đã được minh họa rõ nét với giảm chi phí của gió và năng lượng mặt trời. Hạt nhân, tuy nhiên đã làm khuynh đảo xu hướng, thay vào đó thể hiện một loại hìnhđường cong học tập tiêu cực" tăng ca.

Theo Liên minh các nhà khoa học quan tâm, chi phí thực tế của 75 của các lò phản ứng hạt nhân đầu tiên được xây dựng ở Mỹ đã vượt qua các ước tính ban đầu bởi hơn 200 phần trăm. Gần đây, chi phí đã tiếp tục tăng. Một lần nữa theo UCS, giá cho một nhà máy điện hạt nhân mới tăng vọt từ giữa 2 tỷ đô la Mỹ đến 4 tỷ đô la Mỹ trong 2002 cho đến tận 9 tỷ đô la Mỹ trong 2008. Đặt cách khác, bắn giá từ dưới US $ 2,000 mỗi kilowatt trong 2000s đầu lên đến cao như Mỹ $ 8,000 mỗi kilowatt bởi 2008.

Steve Clemmer, giám đốc nghiên cứu và phân tích năng lượng tại UCS, không thấy xu hướng này thay đổi. Tôi không thấy nhiều bằng chứng cho thấy chúng ta sẽ thấy các loại giảm chi phí [những người đề xướng] đang nói về. Tôi rất hoài nghi về điều đó - thật tuyệt nếu điều đó xảy ra, nhưng tôi không thấy điều đó, anh nói.

một số dự án tại Hoa Kỳ dường như phải đối mặt với sự chậm trễ và tràn ngập ở mỗi lượt. Vào tháng 9 2015, một nỗ lực của Nam Carolina để xây dựng hai lò phản ứng mới tại một nhà máy hiện có đã bị trì hoãn trong ba năm. Tại Georgia, hồ sơ 2015 tháng 1 của chủ sở hữu nhà máy Southern Co. cho biết thêm hai lò phản ứng của họ sẽ nhảy của Mỹ 700 triệu $ trong chi phí và mất thêm một tháng 18 để xây dựng. Những vấn đề này có một số nguyên nhân gốc rễ, từ sự chậm trễ cấp phép đến lỗi xây dựng đơn giản và không có giải pháp đơn giản nào cho vấn đề có thể được tìm thấy.

Ở châu Âu, tình hình cũng tương tự, với một vài ví dụ đặc biệt nghiêm trọng tạo ra một pall trên ngành công nghiệp. Việc xây dựng đã bắt đầu cho một lò phản ứng mới tại nhà máy 3 của Phần Lan Olkiluoto ở 2005 nhưng sẽ không hoàn thành cho đến 2018, trễ chín năm và hơn thế nữa 5 tỷ USD so với ngân sách. Một lò phản ứng ở Pháp, nơi hạt nhân là nguồn năng lượng chính, là sáu năm chậm tiến độ và đắt hơn gấp đôi so với dự kiến.

"Lịch sử của năm 60 hoặc nhiều tòa nhà lò phản ứng cung cấp không có bằng chứng rằng chi phí sẽ đi xuống," Ramana nói. "Chi phí Khi công nghệ hạt nhân đã trưởng thành đã tăng lên, và tất cả các dấu hiệu hiện nay là xu hướng này sẽ tiếp tục."

Một số chuyên gia, tuy nhiên, tranh chấp các ý kiến ​​cho rằng "đường cong học tập tiêu cực" là nội tại để ngành công nghiệp hạt nhân. trong một bài báo gần đây Ted Nordhaus của bể năng lượng nghĩ Viện đột phá chỉ ra rằng lịch sử của chi phí xây dựng nhà máy hạt nhân thay đổi đáng kể của đất nước. Hàn Quốc, ví dụ, đã chứng minh giảm khá nhất quán trong chi phí theo thời gian; nó nhập khẩu thiết kế đầu tiên của nó từ các công ty nước ngoài với kinh nghiệm nhiều hơn trước khi thiết kế cây nhà lá vườn đã nắm quyền, và tất cả các nhà máy của nước này được xây dựng và sở hữu bởi một tiện ích duy nhất. Nordhaus đã viết, "Với các chính sách và thể chế đúng đắn, các nhà máy hạt nhân có thể được xây dựng nhanh chóng, an toàn và rẻ."

Tuy nhiên, hầu hết các nước đã thấy chi phí gia tăng. Khi đứng, chỉ có thị trường không tự do của Trung Quốc có thể cho phép một build-ra thực sự nhanh chóng của các nhà máy hạt nhân; thống trị hiện nay của đất nước trên thế giới xây dựng hạt nhân phản ánh ý tưởng này, và Kế hoạch năm năm 2016 bao gồm các quy định để phê duyệt và xây dựng sáu đến tám cây mới mỗi năm.

Cùng với việc tăng giá, bóng ma của các vụ tai nạn lớn kéo dài qua mọi cuộc thảo luận về quy mô hạt nhân. Về phần mình, ngành công nghiệp cho rằng lợi ích của hạt nhân là đáng giá. Viện năng lượng hạt nhân, trong đó đại diện cho chủ sở hữu nhà máy, nhà xây dựng, nhà thiết kế, nhà cung cấp và các công ty liên quan, lưu ý rằng ở Mỹ điện hạt nhân tạo ra nhiều như $ 50 tỷ mỗi năm từ doanh thu và doanh thu điện, và cung cấp khoảng việc làm 100,000. Việc thiếu khí thải carbon, tất nhiên, chỉ làm tăng thêm lợi ích.

Fukushima bóng

Cùng với việc tăng giá, bóng ma của vụ tai nạn lớn dao động trên mỗi cuộc thảo luận của một hạt nhân quy mô-up. Theo hầu hết các biện pháp năng lượng hạt nhân là trong số các dạng năng lượng an toàn nhất từng được nghĩ ra. Nhưng khi nó đi sai, nó đi sai trong thời trang ngoạn mục và đáng sợ.

Vụ tai nạn tại Fukushima Daiichi ở Nhật Bản ở 2011 đã dẫn đến việc đóng cửa tất cả các nhà máy ở nước đó (với lò phản ứng rất hạn chế khởi động lại chỉ đến năm ngoái), và nó đã thuyết phục được Đức và Bỉ loại bỏ hoàn toàn nguồn năng lượng. Mặc dù những pha loại bỏ này sẽ chỉ chiếm một số ít các lò phản ứng, nhưng chúng đặt một bộ giảm xóc vào ý tưởng mở rộng hạt nhân mang tính cách mạng.

Nhiều người cho các phản ứng sợ hãi và pha-outs không hoàn toàn hợp lý trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Fukushima rõ ràng đã dẫn đến sự sụt giảm trong hỗ trợ toàn cầu cho năng lượng hạt nhân, nhưng dư luận vẫn tiếp tục thay đổi mạnh theo quốc gia. Tại Mỹ, một cuộc thăm dò Gallup vào ưa thích hạt nhân đã cho thấy một sự suy giảm kể từ Fukushima, nhưng không phải là một kịch. Để hỗ trợ công 2015 cho việc sử dụng năng lượng hạt nhân bay lượn ở 51 phần trăm, giảm từ mức cao nhất của 62 phần trăm trong 2010. Mặc dù vậy, cuộc thăm dò tương tự cũng cho thấy chỉ có phần trăm 35 nghĩ rằng chính phủ nên đặt trọng tâm hơn vào mục tiêu hạt nhân; để so sánh, phần trăm 79 muốn tập trung nhiều hơn vào năng lượng mặt trời.

Cousins ​​để nỗi sợ hãi của một cuộc khủng hoảng lớn đều là những lo lắng phổ biến vũ khí hạt nhân và những lo ngại về xử lý chất thải. nhiên liệu hạt nhân đã qua hiện đang được lưu trữ trên các trang web của các nhà máy hạt nhân ở hồ nước hoặc niêm phong trong kho thùng khôvà lập luận nhiều thập kỷ qua kho địa chất không có khả năng được giải quyết trong thời gian tới. Về vũ khí với các nhà máy hạt nhân sản xuất plutonium trong quá trình phản ứng của họ, có thể là làm thành bom nếu đủ được tích lũy; khủng bố và trộm cắp là do những lo lắng liên tục. Cả hai vấn đề làm việc để mở rộng cái bóng của nguy cơ kéo dài ra phía sau điện hạt nhân, và cả hai đều thiếu các giải pháp trước mắt.

Đột phá công nghệ?

Những người ủng hộ năng lượng hạt nhân giữ hy vọng rằng các công nghệ mới sẽ cải thiện nền kinh tế và giảm yếu tố sợ hãi. Có những nỗ lực liên tục để phát triển lò phản ứng mô-đun nhỏ, Sản xuất ra khoảng một phần ba hoặc ít ra một kích thước đầy đủ của lò phản ứng và về mặt lý thuyết có thể được xây dựng nhanh hơn và rẻ hơn. Allison Macfarlane, giám đốc của Đại học George Washington Trung tâm Khoa học Quốc tế và Chính sách Công nghệ và cựu chủ tịch của Ủy ban điều tiết hạt nhân Mỹ, Lưu ý rằng các công ty khác nhau làm việc trên những người duy nhất (Sức mạnh NuScale) hiện đang dự kiến ​​sẽ thực sự gửi tài liệu ứng dụng cho các nhà quản lý trong 2016 - một bước vẫn còn năm bị xóa từ các lò phản ứng hoạt động thực tế.

kỳ lân công nghệ khác, mặc dù trong nhiều trường hợp trên bản vẽ trong nhiều thập kỷ, vẫn còn đi trong khoảng cách: các nguồn nhiên liệu khác nhau như: thori, lò phản ứng hạt muối làm mát nóng chảy, Thậm chí xây dựng các nhà máy trên nền tảng nổi như những người sử dụng cho khoan dầu (một dự án Buongiorno tại MIT tham gia rất nhiều vào) Là tất cả trên bàn. Những điều này đã thay đổi lợi thế tiềm năng: Một nhà máy nổi có thể sử dụng nước biển như một cách rẻ tiền và dễ dàng để làm mát các lò phản ứng và sẽ giảm bớt phần nào những lo ngại an toàn bằng cách giữ cho nhà máy cách xa mọi người và gần một chất làm mát nên một tai nạn xảy ra; thori có thể làm giảm chất thải và sản xuất năng lượng hiệu quả hơn, mặc dù một Báo cáo của chính phủ Anh trong 2013 được gọi là những lợi ích mà người dùng nói quá mức và các chuyên gia đã cảnh báo nó có thể làm tăng nguy cơ phổ biến vũ khí; Và muối nóng chảy có thể hoạt động ở áp suất thấp hơn các lò phản ứng làm mát bằng nước tiêu chuẩn, mang lại một số lợi ích an toàn.

Tuy nhiên, nghiên cứu và phát triển hạt nhân di chuyển với tốc độ của ốc sên, phần lớn là vì lý do an toàn. Nếu mục tiêu là giảm phát thải nhanh chóng, không rõ liệu có công nghệ mới nào có thể đóng vai trò này không.

"Tôi nghĩ rằng chúng ta cần phải làm một số việc trên nó, xem liệu chúng ta có thể phát triển một số công nghệ mới, nhưng họ sẽ không thể là một giải pháp trong thời gian tới ở tất cả," Macfarlane nói về lò phản ứng mô-đun nhỏ. "Một số những thứ khác mà chỉ tồn tại trên giấy ngay bây giờ? Tôi nghĩ rằng họ đang thêm nhiều ra. "

Clemmer, thuộc UCS, đồng ý rằng những năm 15 tiếp theo không có khả năng tạo ra nhiều cuộc cách mạng hạt nhân. Tuy nhiên, ông nói rằng thời kỳ 2030 đến 2050 sẽ là thời điểm quan trọng đối với hạt nhân, với nhiều nhà máy hiện có ở Mỹ và các nơi khác do nghỉ hưu - các dự án IEA gần như Nghỉ hưu lò phản ứng 200 bởi 2040. Trong khung thời gian đó, có lẽ một số công nghệ mới có thể đưa nó ra thị trường.

Thay đổi quan điểm

Trong những năm tới, có thể thấy được những tác động của biến đổi khí hậu trở nên mạnh mẽ đến mức nào để buộc Rorschach lầy lội phải giải quyết thành một hình ảnh rõ ràng.

Thời gian trôi qua, và những tác động của biến đổi khí hậu ngày càng trở nên thực tế hơn - hạn hán và sóng nhiệt và mực nước biển tăng và bão dâng, các vấn đề lũ lụt ven biển, những cơn bão mạnh hơn và những cơn bão tàn khốc và những thứ như thế cũng là một lời cảnh tỉnh cho mọi người, ông Clemmer nói. Sau đó, hy vọng đến một lúc nào đó sẽ đủ để cảnh báo rằng chúng ta sẽ yêu cầu hành động để giải quyết biến đổi khí hậu và giảm khí thải. Trong thế giới đó, có lẽ có nhiều ánh sáng tích cực sẽ chiếu vào hạt nhân.

Macfarlane cũng cho rằng việc thay đổi quan điểm về nhu cầu năng lượng có thể thay đổi vận mệnh hạt nhân. "Chúng tôi đi qua những hiệu ứng chuyển tiếp khác nhau như là một xã hội", bà nói. Trong quá khứ, các hiệu ứng chuyển tiếp đã thay thế gỗ với than để giúp thành phố phát triển, và thêm dầu để nuôi một sự bùng nổ trong vận chuyển.

Hạt nhân không bao giờ đáp ứng được một trong những nhu cầu đó. Chúng tôi đang trải qua một quá trình chuyển đổi khác, nơi chúng tôi cần giải phóng các nguồn năng lượng của mình và có thể nó sẽ đáp ứng nhiều nhu cầu tự nhiên hơn bây giờ. Chúng ta sẽ thấy."