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另一個選項?核能(4)

艾爾‧高爾

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另外一個常見事實使問題變得更為棘手,即世界上的四百三十六座核反應爐都是一次性(one-off)設計。由於缺乏標準,增加了額外的工程建設成本,使培訓的有效性和維持安全規則變得更複雜。對於這個問題,每一種具有自身特徵的反應爐設計都必須用相應的方法來處理。自80 年代取消眾多的核反應爐以來,對於標準化的呼聲愈來愈高,這成了大勢所趨。韓國體現其國家計畫,在這方面執牛耳地位,美國正在迎頭趕上。但就算法國的強力國有化及標準化的努力,也無法避免實際成本和建設時間的大幅上升。

未來的電力需求,在這個以提高能源利用率、能源保護和開發可再生能源為特色的時代也是有疑慮的。需求的不確定性使建設預算不足的公用事業部不願意把巨大的賭注押在龐大、昂貴且耗時的核電工程上。目前核電廠朝著特大號方向發展的趨勢使人更不願意進行成熟周期長的巨額投資。在核電產業發展的早期,大部分反應爐的規模都小於現在的巨型反應爐。但早期由於核電成本較高,難以同煤電競爭的這個局面所帶來的失望情緒,使得核電廠試圖將核電廠的規模(提高至一千兆瓦以上,乃至最高一千六百兆瓦)效益最大化,以此降低核電的成本,然而公用事業低估了建設大規模核電廠時,克服新建設難題所需之額外成本。

核電產業甫興起時,指定承包商建造了整套承包的核反應爐,當公用事業從承包商手中接過核電站建設管理權時,他們面對特殊的管理挑戰卻毫無準備。實際上,核物理培訓和實踐之間存在著一條鴻溝,但兩者之間卻是密不可分。在反應爐建設的初期,要彌補這個鴻溝相對簡單,來自軍隊和原子能委員會的軍事科學家和工程師對核反應的各個步驟實施滴水不漏的管理。但是隨著管理權下放到由眾多的私人供應商和零組件轉包商所組成的公用事業後,核能設計與建設的文化和精神就產生了裂痕。

由於核設施建設的規模和持續性具有不確定性,瓶頸狀態也隨之而生,尋找新的承包商和轉包商的行為,對工程施工的完整性和可靠性造成了壓力。

宏觀經濟的劇烈動蕩也對大型項目完工所需的所有商品的價格造成了通膨壓力,這些商品不只包括了鋼鐵、水泥、工程及設計服務,同時還包括可到位的資金。當工程開工之時,施工時間的延遲和成本的提高就破壞了工程條款的可信任度,公用事業公司通常就會開始擔心採購新的核反應爐,對他們信用等級和貸款成本的影響。

第二個延緩了核反應爐在世界各地推廣的主要問題是人們對於核武擴散的深切擔憂。我在白宮服務的八年中,每一個核武器擴散問題都與核反應爐計畫有關。要是在50 和60 年代,這一定會讓擁護核能的人感到驚訝。因為他們堅信製造核武器所需要解決的科學和工程難題與建設核電廠要解決的問題,無法相互比擬;建設發電用核反應器相對簡單,並不會增加核武器製造技術落入別有用心的人手中的風險。

然而,不幸的是,核武器設計對於有心尋覓的人而言,是夠能輕易取得的。製造核武器關鍵零件的專門工具受到極度嚴格的管制,雖然難以取得,但核彈的最關鍵要素卻是分裂材料(fissionable material)。所以過去的假設已無法讓人高枕無憂。

確實,武器級的核材料濃縮難度遠高於普通核反應爐的核材料濃縮,但是隨著濃縮技術的發展,擁有核反應爐級別分裂材料的國家進一步將核材料濃縮至武器級別的可能性,已經比以前大多了。科學家和工程師針對能實施核反應爐項目,或核燃料循環部分環節所組成的團隊也可能會受到某個獨裁者的壓力而秘密研製核武器。確實,過去二十五年中,核武器主要是以這種形式擴散的。

核材料從用於反應爐變成用於核武器這樣的流程也有可能會反過來。1998 年,我參加了美國和俄羅斯就兩國核武器大裁軍條約的談判。這次談判的結果就是材料過剩,技術上,這些材料可以被轉用做非軍事核反應爐的燃料。可是事與願違,這種轉換被證明是很難實現的,而且由於出現了大量過剩的材料,反應爐燃料市場因此處於不穩定狀態。

眾多研發團隊正在努力開發新的設計來應對當前一代核反應堆遭遇的蕭條。他們冀望新一代核反應爐的建造成本會降低,運營安全系數會更高、更便捷,且對災難性事件、恐怖襲擊的抵禦力更強,小規模也能具有經濟效益。對面臨核能需求不確定未來的公共事業公司而言,這些優點使新一代核能更具有吸引力。對所謂的第四代核電廠而言,有超過百種的其他設計,其中包括使用液體鈉作為製冷劑「鈉冷快速反應爐」(sodium fast reactor,又稱一體化爐〔Integral Fast Reactors〕)。
這是根據南非的設計改變而來的,現在愛達荷國家實驗室正在研究這種超高溫的核反應爐。無論如何,美國和其他已開發國家解決氣候危機的策略,對其他國家而言,都可能具有影響力。既然如此,就很難想像已開發國家能夠擺脫自己的責任,說出「核能是我們的選擇,但是因為我們擔心核武器擴散問題,我們不允許你用核能」這番話。

雖然如此,要是世界各國願意將核能作為解決電力問題的特效藥,核反應爐會比現在多幾千座,且其中多座必會坐落在多數國民承諾不擁有核武器的國家。
解決這個問題的一個可能且常被建議的途徑,就是建立一個置於核能已開發國家監管下的國際組織,這個組織將提供未開發國家核反應堆核燃料保證其安全。這一交易的條款將保證核燃料始終會置於提供該核燃料的已開發國家的控制之下。用過之後的核燃料也要根據條款規定移除並更換新燃料,這個環節根據規定也不能置於開發中國家控制之下。可是,大部分開發中國家都否決了這樣的選擇,擔心這樣的安排將使其國內的能源項目被別的國家所掌控。@

摘自 《難以迴避的抉擇:全球氣候危機的解決之道》 商周出版社 提供

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2014-04-23 12:16 AM
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