全球缺电 这种高科技发电方式能解决电荒吗对吗「中国缺电」

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封面图 | 《吹哨人》剧照

文｜风马牛 （微信公众号：冯仑风马牛）

电力，又成了一个大问题。

9 月，国内部分地区出现拉闸限电。其实不仅是中国，今年以来，美国和欧洲部分地区也先后发生能源紧缺，全球化石能源涨价迅猛，煤炭、天然气、石油供不应求。在此关头，许多人表示看好新能源赛道，尤其是光伏和核电。然而，今年也是日本福岛核事故十周年，日本政府决定以海洋排放的方式处理核污水。对此，环保组织「绿色和平」表示，这将会损害全人类的 DNA 。

事实上，核电背后的难题，远不止福岛核污水。自 1956 年英国建成世界上第一座商业核电站起，源源不断的核废料就伴随着核电而产生。面对这种辐射危害最长可达上百万年的核废料，有的国家避之不及，也有的国家将其做成了一门大生意。

核电，这种科技含量极高的发电方式，阻挡其更进一步的不是自然资源也不是成本高低，恰恰是人类当下的科技水平，以及人性的弱点。

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2004 年 11 月 7 日，一个年仅 21 岁的法国年轻人被火车压断了腿，送医途中不治身亡。

年轻人名叫塞巴斯蒂安·布里亚特，这天他和 4500 多人一起，坐在铁轨上，准备拦截一列满载 12 个集装箱核废料的火车，以此抗议法国发展核电。列车长一看到人群就急刹车，但没来得及撤离的布里亚特还是发生了不幸。他的离去并没有延缓法国发展核电的脚步，核电仍然是法国最大的电力来源，占全法发电量的 70% 以上，占比为全球最高，法国甚至还有余力向邻国出口电力。

核电安全吗？这个问题，法国人几十年前就曾反复问过自己，但最终得到的答案是：没有自主能源才最不安全。

法国和核研究的渊源由来已久，中国人都熟悉的居里夫人就是法国核物理学家。1948 年，法国就已拥有核反应堆。1960 年，法国在撒哈拉沙漠成功引爆原子弹，成为全球第四个拥有核武器的国家。1962 年，在戴高乐的推动下，法国第一座核电厂开业。

即便如此，法国也没想过要把核电作为全国主要的电力来源。直到 1973 年石油危机爆发，法国缺油少煤的现实被摆上桌面，能源自主从一个花钱就能解决的问题，上升到了政治战略层面。于是， 1974 年，法国总理皮埃尔·梅斯梅尔提出一个庞大的核电计划，打算让法国全部电力都来源于核能，从而弥补本土能源资源的贫乏。

针对这个计划，法国人精辟地喊出一个口号：「在法国，我们没有石油，但我们有创意。」

运行中的法国卡特农核电站

核电算一种创意吗？

从原理上来看，现有的核电站都在使用核能「烧水」——核裂变产生大量热能，水带走热能，变成高压水蒸汽，驱动涡轮发电机运作，从而转化为电能。

核裂变需要的原料铀，是地壳中一种相当常见的元素，含量大约是银的 40 倍，金的 500 倍，在大多数岩石、泥土和海水中都有存在。就整个过程而言，核电是当之无愧的低碳发电代表，比太阳能发电和水力发电产生的碳排放量都更低。这也是为什么科学家将核电视为可再生能源。

当然，法国猛然开始发展电力时并没有考虑到碳排放，他们只是按照梅斯梅尔的计划大力发展核电，就取得了意想不到的成果。

法国核电站分布

1970 年代，法国尚且要依靠美国企业的技术生产核心部件。1980 年代起，法国核电技术突飞猛进，核电成为法国电力的最大来源，核电技术还出口到国外，例如位于深圳大鹏新区的大亚湾核电站，始建于 1987 年，是我国第二座核电站，所采用的核反应堆就是法国 M310 压水堆，其单台装机容量达到 984 兆瓦。到了 1990 年代，苏联解体，美国民用核电发展停滞，法国成为全球当之无愧的核电大国。

能满足本土电力需求，解决能源自主的问题，还能凭技术出口创收，从这方面说，核电算是法国在能源上打得最漂亮的一场翻身仗。据法国财政部资料，如今法国核能领域的企业多达 2500 多家，雇佣员工将近 22 万名，每年能创造 500 多亿欧元的营业额。

法国在核电领域的飞速发展，代表着这一类本身资源禀赋不佳的国家通过科技实现能源自主的可能性，类似地，日本也走上了核电大国的道路。但这些国家们蒸蒸日上的核电事业并不能解决人们对核电的终极问题：发电之后，垃圾怎么办？

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就像烧煤有煤渣，烧完核燃料，也有相应的核废料。

和其它垃圾一样，核废料也能分类：按照辐射量大小，可以分为高、中、低三个等级，其中最难处理、危害最大的当属高级别核废料，虽然只占核废料总量的 3% ，却有 97% 的核辐射产生自此。高级别核废料主要来源于从反应堆芯中换下来的燃料，即「乏燃料」。

乏燃料之所以被淘汰，是因为使用之后，里面的铀含量降低，已经不能维持核反应，但里面仍然含有大量放射性元素，同时也会放出大量的热量。在乏燃料中，含有大量铀-238 、铀-235 、钚-239 、钍-232 等元素，其中半衰期最长的铀-238 可达 45 亿年。如果不善加处理，以「乏燃料」为代表的核废料就会产生大量核辐射，危害人体健康，比如作用于细胞中的 DNA ，让 DNA 链被切断，诱发癌变，或者令细胞中的水发生电离，直接杀死人体细胞。

自 1956 年第一座商业核电站运行起，核废料就成为核电发展中躲不开的问题。据《世界核燃料报告 2019》数据显示，光是欧洲（不包括俄罗斯和斯洛伐克）贮存的乏燃料就超过 6 万吨。

乏燃料要经过长达数年的冷却贮存

为了享受核电带来的福利，人们想过很多办法解决核废料——

中、低级别核废料不难，分别掩埋一段时间，辐射自然会消去。但对于高级别核废料，各个国家都称得上束手无策。有人想过疯狂的办法，把核废料发射到太空中，远离地球，但危险性和成本都很高，也有人想把核废料一股脑丢进活火山烧掉，但科学家出来泼冷水，就算火山熔岩温度高达 1200 ℃，也解决不了一些熔点高达 5700 多度的乏燃料。唯一被认可的办法，只有将其固态化，封进特制的储存桶，埋到几百米深的地底。

核电是一门大生意，即便是如此令人头痛的核废料，有的国家也在想方设法以此牟利。

法国是技术派，欧安诺公司是其中的佼佼者。

用现在流行的说法，欧安诺打通了民用核产业的全产业链。在加拿大、哈萨克斯坦、尼日利亚这几个富有铀矿的国家，欧安诺都有自己的矿场，属于全球前三的采铀企业。不仅如此，从提纯加工、浓缩铀、制造核燃料、管理核电站、报废核电设施、运输核燃料到回收乏燃料，每个环节，欧安诺公司都有涉猎。

就回收乏燃料而言，欧安诺公司也是世界上少数几家能将其再制成 MOX 燃料的公司。但可惜的是，和直接使用原料铀相比，MOX 燃料生产周期长，成本高，愿意采用的核电站不多。

欧安诺公司回收乏燃料，左为制造储藏罐，右为固态乏燃料模型纵切图

俄罗斯是进口派。

早在 2001 年，俄罗斯国家杜马就通过表决，批准了核废物进口。据俄罗斯核工业部和外国核工业行业达成的协议，通过进口核废物，俄罗斯可以在 10 年内获得至少 200 亿美元的直接收入，而且能让苏联时期遗留的核废物处理厂运转起来，提供数千个就业机会。

俄罗斯不缺能源，不仅向欧洲出口石油、天然气，还瞄准了那些致力于用核电摆脱俄罗斯影响的国家。乌克兰也是核电大国，全国 50% 的电力都来自核电， 2020 年前，乌克兰每年要向俄罗斯支付 2 亿美元用于核废料储存和处理。至于德国、法国这两个欧洲大国，早就是俄罗斯的客户了。然而，这样做的后果是，俄罗斯中部城市叶卡捷琳堡被媒体批评为「核废料的廉价垃圾场」。俄罗斯绿色和平组织也猛烈抨击俄政府，称废弃的核燃料正在没有保护的容器中露天存放，俄罗斯已经堆积了大约 100 万吨贫铀。

同样的核废料，在不同地方之间辗转腾挪，就产生了收益。有的国家避之不及，立法规定严禁进口核废料，甚至为了减少核废料的产生，决心废止核电。但在有的国家，核废料只是放错了地方的资源，技术到位了，可以回收再利用，技术不到位，当个仓库管理员也有大把收入。

核电产业到了这里，似乎完成了一个「钱」途远大的循环，但这个巨大产业造成的影响，却不是金钱多少能衡量的。

03

在核电发展历程中，有两次事故让全世界胆战心惊——

第一次， 1986 年切尔诺贝利核事故，发生在前苏联乌克兰切尔诺贝利核电站，因为反应堆紧急停机测试后备供电时，操作人员经验不足，使得功率急剧增加，反应堆破裂。最终，切尔诺贝利释放出的核辐射剂量是广岛原子弹爆炸的 400 倍以上。该事件被评为国际核事件分级中的第 7 级，特大事故。

第二次， 2011 年福岛核事故，发生在日本福岛第一核电站，由于地震和海啸，导致水泵无法运行，运营商东京电力公司监管失效，最终发生堆芯熔毁，氢气爆炸，同时产生了大量核污水。该事件同样被评为国际核事件分级中的第 7 级，特大事故。

这两次事故让许多人谈「核」色变，他们认为在巨大的事故风险下，核电是一种「肮脏而昂贵」的能源。但对于支持核电的人来说，核事故并不神秘，与其说是核能的问题，不如说是核电站管理的问题。在良好的管理下，核电风险可控，相比起产生大量温室气体和可吸入颗粒物的火电，核电清洁高效，安全而且可持续。

核能本身的风险，与人的不确定性叠加，造成了绝大多数人心中对核电的恐惧。

业内人士把浓缩铀亲切地叫做「黄蛋糕」

不管支持还是反对核电，可以肯定的是，核电已经成为全球能源无法切割的部分。截止今年 9 月，全球共有 444 座民用核裂变反应堆，就算这些反应堆立刻退役，也会带来难以计数的核废料。核废料的处理，已经是核电使用中不容逃避的大问题了。

如今，核电支撑着全球大约 10% 的电力供应，按照商业的逻辑，仍然是一个被低估的、有无限潜力的新能源行业，甚至于核废料也将是一片巨大的蓝海，因为它的遗留问题将影响全世界，这是一门无法被拒绝和忽视的生意。

但就人类文明而言，残留核辐射长达上百万年的核废料，已经是超越人类认知的存在了，要知道，人类迄今发现的最早的原始人骨骼「阿尔迪」生活的年代，距今也只有四百四十万年。

核事故是人类工业社会痛苦而明显的撕裂伤，而越来越多无法消解的核废料，却是这个社会深入肌理的隐患。想用好核电，核废料是必须解决的问题，与此同时，怎么消灭核电站日常管理中由人造成的不确定性，也是「挺核派」要思考的问题。

事实上，不止是核电，从传统的火电、水电，到被看好的风电、太阳能发电，迄今为止，人们没有找到一种完美的发电方法，新旧能源的转型也更像是成本比较和利害权衡后的结果。但我们仍然期待一种更合理的能源结构，对环境友好的同时，也能让这个电气化社会再也不至于陷入停电危机。

资料来源：

[1]世界核废料报告 2019

[2]国家能源局：法国与俄罗斯的核安全状况

[3]国家能源局：法国为什么对核电站情有独钟？

[4]环境保护部核与辐射安全中心：全球核能安全动态 第 9 期

[5]陈小沁：核能外交的理论与实践——兼评俄罗斯的国际核能合作，欧亚经济

[6]黄霜红：德国的核废料焦虑，中国新闻周刊

[7]郝卿：核废料处理方法及管理策略研究，华北电力大学硕士学位论文

[8]World Nuclear Association: Safety of Nuclear Power Reactors

[9]Benjamin Wehrmann: Nuclear waste from Germany exported for disposal in Russia, Clean Energy Wire

图片来自网络

本篇作者 | 毛洪涛 主编｜王滔

编审｜陈润江 顾问｜王淑琪