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碳中和 | 发展核能并不会降低碳排放?

日期:2021-03-11    来源:国际能源研究中心

国际电力网

2021
03/11
15:01
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关键词: 可再生能源 碳排放 可再生电力 核能

核能可再生能源是电力部门减少碳排放最受关注的两大可替代措施。虽然各种混合技术的减排效果一直被讨论,但具体哪一种技术的作用更有效却不太清楚。

Sovacool和Schmid等研究人员利用多元回归方法分析了123个国家25年来的国家碳排放、可再生能源和核能生产的全球数据集,系统地对比分析了不同国家使用核能和可再生能源时碳排放的差异。研究发现,大规模的国家核能设施并不会显着降低碳排放,而可再生能源会;核能规模与可再生能源规模负相关,即核能和可再生能源相互排挤。

研究背景

虽然减缓气候变化势在必行,但在能源领域哪些措施最有效率,应该建设何种设施,哪种能源最有潜力尚不清楚。Pacala 和Socolow在十多年前就提出,一系列的“稳定楔子”将使人类能够在保持生活质量的同时避免灾难性的气候变化。他们讨论了十几个潜在的问题,从能源效率和煤与天然气的转换,到可再生电力、核能以及碳捕获和储存的先进部署。其他研究也指出了可再生能源和核能在减缓气候变化途径和实现净零排放能源系统方面的重要性。

关于核能与可再生能源在碳减排方面的假说:

·核-气候减缓假说

强调了广泛讨论的核能的碳减排潜力,核气候减缓假说认为,国家对核电生产的相对依恋规模与碳排放负相关。简单地说,一个国家越采用核电供应,预计排放量就会下降。

·可再生能源-气候减缓假说

可再生能源气候减缓假说认为,国家对可再生电力生产的相对依恋规模将随碳排放负变化。

简单地说,一个国家越采用可再生电力供应,其排放量预计就会下降。

·挤出假说

挤出假说,是核的相对规模与可再生能源负相关,反之亦然。简单地说,这两个选项显示出一种相互排斥的趋势,每个选项都创建了锁定或路径依赖关系,从而排挤了另一个选项。

实证结果

图1  显示了人均GDP较高的国家,核电力生产对二氧化碳排放有负面影响,而在人均GDP较低的国家,核电生产对二氧化碳排放有积极的作用。

图2  显示了每个样本和时间框架的核能和可再生电力生产之间的二元关系。

研究结论

基于这一研究设计,该研究的结果并不能证实核-气候减缓假说。但同时,它也确实证实了可再生能源-气候减缓假说,并在一定程度上证实了挤出假说。

从技术上讲,与可再生能源项目相比,核能发电系统在过去几十年里十分容易出现更大的建设成本超支、更大的延迟和更长的交付时间等问题。273个电力项目50年的实际建设时间数据集显示,核电的筹备时间平均为90个月,而太阳能和风能的筹备时间平均为40个月。因此,对每一美元的投资而言,可再生能源项目比庞大又容易延迟的核能项目能更快地减少排放(图3)。

图3  各清洁能源发电项目的建造时间一览。

此外,可再生能源往往表现出更高的“积极学习”率,在这种情况下,增加部署会降低成本,提高性能,特别是对风电场和太阳能电厂而言。这与法国核电的经历形成了鲜明对比,法国核电一直倾向于“消极学习”,即随着下一代技术的发展,成本不断上升或性能下降。

就政策方面而言,在三里岛(1979年)、切尔诺贝利(1986年)和福岛(2011年)等重大事故之后,政府会对正在运行和在建的核反应堆的监管要求大幅收紧,而每一次这样的监管措施收紧都会对设备需求、建筑设计、劳动力和材料产生重要影响,导致了显着的、意想不到的价格上涨,延长了正在进行项目的停工时间和延误。除了在上世纪70年代和80年代发生过为数不多的几次大型水电大坝的重大事故,没有其它可再生发电方式会面临如此严重的事故风险以及随之而来的监管收紧。关于核安全管理、未来可能发生事故的风险和反应堆安全评估政治化的性质的研究都强烈表明,这种意外事故及其所导致的政策后果,将在今后很长时间内继续存在。

最后,其它一些社会因素也可能不利于核能作为可再生能源更快的接受、批准和部署。公众的态度通常比许多政策制订者更重视核基础设施的某些特色,认为核能与大规模毁灭性武器有关,具有污染性、危险性等风险。一些研究甚至表明,核事故除了对环境或技术造成影响外,还会造成严重的心理或社会心理影响,导致人们对该技术产生污名。此外,在许多地区,核废料处理设施往往缺乏经营的民意许可。另一方面,其它可再生能源的形象则相反,就算考虑到民众的“邻避”情绪,它们有更高的社会接受度。

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