信息来源自Julia DeWahl，略有修改

编译：RR

几十年来，核能一直在悄无声息地生产无碳能源，但大多数人不知道，它占到美国电力的20%，占无碳电力的一半以上。它一直是一种不受重视的能源，经常受到诋毁，投资严重不足。

乌克兰战争和随后的全球能源危机，以及长期以来对气候变化的担忧使得政策制定者们正努力解决如何确保能源可靠、充足和无碳的问题。核能是唯一能解决这三个问题的能源。

那我们为什么不制造更多核能呢？

从20世纪60年代末开始，主要的环保组织联合起来采取反核立场，在媒体的呼应下，公众的看法发生了变化。政治领导人的支持随后减弱，监管负担增加。这导致了成本的增加，开始削弱核能在经济上的竞争力，而放松管制的电力市场则进一步加剧了这种情况。对可再生能源和化石燃料的补贴对核能更加不利。结果，美国的核能容量在20世纪80年代末停滞不前。

尽管存在这些挑战，但核能无碳、全天候运转的特性使其在满足清洁、稳定的电力需求方面具有不可否认的吸引力，而这正是化石燃料和可再生能源的不足之处。今年，核能方面已经有了一些有希望的发展。

本文解读了核能的现状和前景：为什么它长期以来被忽视，它的好处和挑战是什么，以及为了建设更多的核能必须做些什么。

1. 核能的崛起与停滞

核能始于军事上核弹的开发。此后，该技术被用于民用发电领域。不幸的是，反核运动的发展损害了它的声誉和增长轨迹。

以下是美国核能的简史，以及困扰核能存在的反核运动。

暴力的首次亮相及向民用应用的转变

核裂变在世界上的首次应用是在第二次世界大战期间投放在日本的两颗原子弹。不用说，“核”一词有一些不太令人满意的关联。然而，20世纪50年代的“原子促进和平”议程意味着裂变的强大特性很快将被用于民用。1958年，第一个商业发电厂在宾夕法尼亚州上线，同时出现的还有“能源便宜到无法计量”的乐观论调，甚至出现了像核动力汽车这样的直接面向消费者的产品！

反核态度的诞生

上世纪50年代中期，美国军方在南太平洋进行了氢弹试验，将危险水平的辐射扩散到有人居住的岛屿上。这次核试验还直接影响了一艘日本渔船，船员在返回日本的途中遭受了辐射中毒。不用说，这是核武器试验的公关灾难，五角大楼拙劣的掩盖进一步侵蚀了人们的信任。

核武器也是冷战的标志性特征，苏联和美国建立了可以多次摧毁世界的大规模杀伤性武器储备。在20世纪60年代初冷战最激烈的时候，反核抗议活动激增，对核试验和核扩散的担忧做出了回应。

环保人士反核

与此同时，一场草根环保运动在20世纪60年代开始成形。雷切尔·卡森的畅销书《寂静的春天》和《人口炸弹》引起了人们对杀虫剂和人口过剩的关注。20世纪70年代初，地球日、绿色和平组织和联合国环境规划署相继成立。

越来越多的环保主义者开始反对核能。许多人指出，反对拟建的博德加湾核电站是反核环保运动的发源地。当地社区团体和环保组织以典型的“别在我家后院”的反对态度抗议该核电站，认为它破坏了动植物、破坏了当地特色和渔民的生计。

虽然Sierra Club最初支持核能，但一些直言不讳的成员改变了立场，担心这种强大而丰富的能源可能导致失控的增长。Sierra Club的执行董事David Brower对人口过剩和移民问题深感担忧：“更多的发电厂创造了更多的工业，这反过来又导致了更大的人口密度……该州的风景特色将被破坏。”

最终，Sierra Club改变了立场，直到今天，它和其他主要环保组织都坚持反核立场。几十年来，他们一直致力于关闭核电站、暂停新建核电站，并普遍助长了对核能的无端恐惧。

“灾难性”的误解

1979年的三里岛、1986年的切尔诺贝利和2011年的福岛核灾难给核能的声誉带来了几次重大打击。对这些事件的过度反应和媒体报道导致了对这些事件以及它们的实际破坏性的巨大误解。

例如，1979年发生在三里岛的事故总共造成0人死亡。事故释放的放射性可以忽略不计——据估计，当地的放射性剂量相当于你做一次胸部x光的剂量，远远低于通常一年所经历的背景辐射水平。

然而，戏剧性的疏散反应、反应堆的永久关闭，以及缺乏澄清或试图准确报道实际发生的情况意味着许多美国人仍然相信三里岛是一场真正的“灾难”。

1986年的切尔诺贝利事故和2011年的福岛事故也同样被误解，尤其是福岛事故被夸大得相当严重。切尔诺贝利的运行不符合今天的安全标准。核电站没有一个可以防止放射性物质泄漏的安全壳。更令人震惊的是事故的起因：操作团队正在进行一项包括关闭自动安全机制和模拟紧急情况的“实验”。他们没有经过培训或计划就这样做了。最初的蒸汽爆炸造成3人死亡，28名消防员死于急性辐射综合征(ARS)。在事故发生后的25年里，有15人死于甲状腺癌。

福岛第一核电站在海啸引发的洪水中遭受了熔毁，但只有0 - 1人死于事故，更多的损害和生命损失是由对事故的过度疏散反应造成的。引发导致福岛核反应堆熔毁的海啸的地震是有记录以来规模最大的地震，导致了超过1.5万人死亡，并对日本的建筑环境（包括许多工业区）造成了巨大破坏。

尽管发生了这些事故，但与其他行业相比，核能是非常安全的(详见下文)。

2. 为什么要使用核能？

核能是一种强大的无碳能源，它：

• 比化石燃料更安全、更清洁

• 比可再生能源更稳定可靠

• 节省空间和资源

无碳

核能以及太阳能、水力、风能和地热——统称为“可再生能源”——不会产生碳排放。在全世界都在考虑气候变化当前和未来的影响，并致力于积极的减排目标之际，零排放是一个强大的优势。

全天候可用

人们习惯了只要一按开关，灯就会亮起来，所以无论什么时候或天气如何，发电设备都需要准备好满足消费者的需求。为了满足这一需求，电网需要获得持续可靠的电力，而不是取决于风是否在吹，太阳是否在照耀。

太阳能发电的容量系数，或者说它的发电时间的百分比是17-28%。输出也有显著的变化，例如，在晚上没有太阳的时候，没有任何产出。风能的发电量约为32-47%。由于发电的间歇性，一个由大多数可再生能源组成的电网将无法提供电网所需的电力供应。核能的容量系数为90％以上，这使得它成为一种极好的基载电力来源——持续和可靠地提供电力。

最少的、可管理的废料

核废料最大的问题是人们普遍认为它是危险的。与其他能源行业不同的是，核能会处理其废料(也被称为乏燃料)，将其控制在可控范围内，确保其安全，使之不会影响环境。核燃料及其废料的体积也很小。美国所有的核废料都能被一个足球场装下，堆起来不到10码高。

此外，乏燃料可以被回收并再次用作反应堆的燃料。源于反核武器运动的法规目前阻止了美国核燃料的回收，然而，能源部正在支持使用回收燃料的新反应堆演示，这是一个积极的迹象，表明我们可能会看到情况发生变化。

最后，乏燃料有着完美的安全记录——它从未导致任何人死亡或受伤，并被安全地控制在发电厂现场。例如，燃烧化石燃料造成的空气污染每年导致全球100万人过早死亡。太阳能电池板每单位能量产生的有毒废物比核能多300倍，而且没有任何安全储存这些废物的要求。因此，太阳能电池板冒着有毒化学物质渗入地下水的危险开始被扔进了垃圾填埋场。

可靠

“无碳”一词还有另一个含义：它根本不需要碳资源。许多国家在其境内几乎没有碳资源，因此拥有不依赖化石燃料进口的能源可以使国家的能源更加安全。一个国家的能源来源越多样化越好。例如，德国对进口化石燃料的依赖远远超过法国，因此受到全球能源危机对天然气供应链冲击的影响更大。

安全

核能比化石燃料(尤其是煤炭)安全得多，就每兆瓦发电量造成的死亡人数而言，它与可再生能源不相上下。煤炭排放的颗粒物会缩短寿命，而由化石燃料事故(如天然气管道爆炸)造成的死亡人数远远超过核能(以及同样非常安全的风能和太阳能)。美国没有因商业核能而死亡的案例，国外的案例也相对较少，尤其是与其他能源相比。

节省空间和能耗

核能的生产占地面积非常小;一个典型的工厂只需要大约一平方英里。相比之下，要生产同样数量的能源，风能需要260 - 360倍的土地，太阳能需要45 - 75倍的土地。由于占地面积如此之小，核能为包括环境保护的其他用途留下了更多的土地。

3.核能的挑战

核能在实现我们所希望的能源来源的无碳和可靠性方面具有很强的优势。为什么它还没有成为显而易见的答案，在美国各地积极建设？几个主要的阻力仍然存在：过度繁琐的监管，冷淡的公众认知，有限的政府支持以及建设成本。

过度繁琐的监管

核工业的监管机构——核管理委员会(NRC)的任务是保护公众健康和安全以及环境。这其中固有的动机使其难以置信地规避风险，几乎没有理由在决策中考虑如核能与煤炭的健康影响、气候变化、能源可靠性或能源安全的成本效益权衡。这反过来意味着漫长的时间表和繁重的质量保证要求并不被视为一件坏事，相反，从狭隘的、以安全为导向的角度来看，这可能会被视为具有建设性的事情。

更具体地说，NRC在几个具体领域正过度放缓或增加核工业的成本。首先，NRC要求接受监管的公司支付其监管审查费用的90%。这激励了冗长的审查程序和大量的计费时间，因为这些费用被用于支付委员会的运营和薪资。

NRC监管框架的另一个主要挑战是他们基于一个被称为线性无阈值(LNT)的有缺陷的辐射框架。该框架极大地夸大了低剂量辐射的影响。LNT指南要求核电站采取极端措施以减少任何可能的放射性暴露机会，从而在设计和建筑标准中产生巨大的成本影响。受制于这些标准的核能综合设施需要数十亿纳税人和公用事业客户的钱来满足这些荒谬的“黄金标准”规定。

最后，NRC仍然缺乏对先进反应堆和小型模块化反应堆(SMRs)的监管框架，这使得企业很难理解他们将如何被监管，以便设计反应堆并准备相应的申请文件。

公众的看法不温不火

公众对核能的看法存在分歧，大约一半的美国人支持，一半的人反对。民意调查显示，共和党人和倾向于共和党的独立人士比民主党人/倾向于民主党的人更有可能认为联邦政府应该鼓励生产核能(42%对32%)。然而，民主党人和气候倡导者正在慢慢增加对核能及其在气候议程中的地位的支持，大多数美国人支持多元化的能源战略，而不是呼吁100%使用可再生能源。

幸运的是，公众人物也开始改变他们对核能的态度。气气候活动家Greta Thunberg最近首次站出来支持核能，称“关闭核电站专注于煤炭是一个错误”。能源部部长Jennifer Granholm和核影响者Isodope也发声呼吁将更多的核能作为我们清洁、稳定的电力需求的解决方案。

政府的一些支持

建设和运营核电站历来需要高额的前期费用和较长的投资回收期，因此，除了规模最大、资本最雄厚的公司或政府实体外，很难获得融资。例如，中国的核工业受益于中央计划和国家政府的财政支持。中国承诺在未来15年内破土动工150座新反应堆(目前有53座)，目前有23座正在建设中。

同样，法国所有的核电站（提供了全国70%的电力）都是由EDF拥有和运营的，这家垂直整合的电力公司现在完全归法国政府所有。在像美国这样放松管制、自由市场经济的国家，核能的发展可能会变得更加困难，特别是由于建造一座新核电站需要大量的前期资金。

美国对核工业的支持历来有限，特别是在核电站的建设和运营方面(然而，退役是有补贴的)。可再生能源通过税收抵免和补贴获得了更多的支持。2011年至2016年期间，可再生能源获得的联邦激励政策帮助是石油、天然气、煤炭和核能加起来的三倍多，是核能的27倍。

然而，《减少通货膨胀法》是核工业在联邦资金方面的一个突破。现有的核反应堆有史以来第一次有资格享受生产税收抵免。然而，从获得的补贴数额来看，核工业与可再生能源仍然处于不平等的竞争环境中。IRA拨出300亿美元用于提供美国20%电力的核能，1270亿美元用于提供美国12%电力的风能和太阳能。

高昂的成本和延迟

在现实世界中进行建设是困难的，而且在这方面做得越来越差。纽约的第二大道地铁和加州的高速铁路项目只是数十亿投资却收效甚微的众多例子中的两个。核电站也不例外——它们是大规模的、定制的、复杂的工程项目，必须遵守严格的监管标准。按时按预算建造反应堆是例外，而不是常态，而且我们已经失去了建造它们的能力。

鉴于核工业的萎缩状态和政府支持的历史性缺乏，美国自1985年以来只看到两套新反应堆破土动工，这并不奇怪。快进到今天，只有格鲁吉亚的Vogtle计划完工。遗憾的是，Vogtle没有描绘出最美好的画面。该项目耗资约300亿美元，几乎是最初预算的两倍，比计划晚了6年多。

经济可行性一直是建设新核电站的最大障碍之一。下一节将详细介绍如何解决这个问题。

4. 愿景裂变

在应对气候变化的排放目标和美国乃至全球对电力的日益增长的需求之间，核能完全有能力将自己确立为稳固、清洁能源的明智长期选择。而且，我们必须立即行动起来——核工业已经沉寂了太长时间。我们怎样才能开始建造更多的核电站呢？

我们需要几个方面的配合，使核电能够为我们提供充足、清洁、可靠的能源：1)监管改革;2)更多的政府支持;3)更多的公众支持;4)创新型核公司(特别是致力于小型模块化反应堆的公司)。

监管改革

NRC经常被认为是建设更多核电站的最大瓶颈之一。正如上面所讨论的，其费用高、时间长、对如何监管辐射的框架有争议，并缺乏对先进反应堆(包括SMR)的监管框架。以下是减少这些瓶颈的几个方法：

1. 费用改革：NRC引用的新反应堆设计许可的价格标签在4500万美元到7000万美元之间，但随着更多新设计被提出，这个价格可能会更高。这是在公司还没有接近创收的时候，对创新来说是一个巨大的障碍。美国国会议员提议进行费用改革，以减轻在核能领域寻求创新的公司的前期负担。虽然在要求监管机构给予时间的时候，企业有一些参与感是有用的，但大幅改革和降低NRC费用的空间还是很大的。

2. 指定一个辐射阈值：LNT框架一直备受争议，被许多可靠的消息来源认为是错误的。NRC应该为他们认为可以接受的辐射量建立一个实际的数值阈值，而不是使用不必要地推高了成本的ALARA框架。立法行动可能是确保这一框架改变的最有效的方法，因为就在去年，NRC否决了一项放弃LNT框架转而采用更科学合理的框架的建议。

3. 交付先进反应堆框架：NRC目前的监管框架不是为先进反应堆设计的，2019年，国会通过了名为NEIMA的立法，要求NRC为先进反应堆创建一个框架。然而，3年多过去了，仍然没有一个合适的框架，这使得那些开发先进反应堆的人很难清楚地知道自己如何被监管。在工业界的合作下，努力推动该框架取得进展对于消除开发新核能的障碍至关重要。

政府支持

从能源部2020年启动的先进反应堆示范计划，到2021年重启核废料选址计划，再到2022年《通货膨胀削减法案》中包含的新的核补贴以及其他许多举措，美国联邦政府在核方面有很多值得期待的地方。

然而，在我们的政治领导人中，仍然很少有人公开支持核能。尤其是州和地方领导人，他们很快就会站出来支持可再生能源(或者化石燃料，这取决于他们站在哪一边)，但很少有人提到核能。此外，有大量资金用于核示范项目和研究，但较少用于核商业化。我们可以通过以下几种方式加强政府对核的支持：

1. 取消州级核禁令：在取消州级核禁令方面已取得进展，如蒙大拿州于2021年取消，西弗吉尼亚州于2022年初取消，但仍有12个州仍在实施禁令。取消这些限制以允许开发新的核能将标志着我们在能源议程中对核能问题的严肃态度。

2. 扩大核反应堆试验场和测试回路：爱达荷国家实验室的高级测试反应堆有一个测试回路(目前正在努力增加第二个)用于测试新的核燃料，需要有很长的等待名单才能进入。与此同时，俄罗斯有8个，中国有9个，这使得他们的创新速度要快得多。我们需要更多的测试基础设施，以加快新技术的商业化。

3. 构建DOE项目以支持商业化：SpaceX开发其火箭所利用的COTS项目将是DOE可以复制，以帮助支持先进反应堆的开发和商业化的一个很好的模式。COTS项目资助了SpaceX和其他公司开发他们可以长期出售给政府的能力，只有当它们达到业务和技术里程碑时才会提供资金。如今，美国能源部已经为先进的反应堆演示提供了资金，但并没有提供有助于确保这些新技术真正进入市场的通往商业成功的完整路径。

公众对核能的支持

尽管核能的势头在缓慢逆转，但仍有近一半的美国人反对核能。公众舆论对决定建设或关闭什么的当地立法者的影响尤其重要，因此公众对核能的了解至关重要。

1. 加倍重视教育和宣传：令人鼓舞的是，民意调查还显示，人们越是了解情况，就越是支持核能。在那些对核能“非常了解”的人中，68%的人强烈支持核能，而在那些“完全不了解”的人中，只有8%的人支持核能。随着对核能的进一步讨论，我们应该有希望看到公众的态度向支持核能转变。

2. 采用并推广新的环境影响标准：不幸的是，Sierra Club等一些主要的环保组织对立法者的“环境记录”进行评分，对支持核电的立法者给予了负面评价。立法者将这一评级视为向选民发出的表明他们有环保意识的一个信号，这使得他们更难支持核能。我们需要建立并使用一个新的框架来评估我们领导人的环境影响。

新型核能：小型模块化反应堆

成本是新核能的最大障碍，而小型模块化反应堆是最有希望降低成本/兆瓦时，使其与其他能源相比更具竞争力的途径之一。有几家初创公司和规模较大的公司正在开发小型模块化反应堆，其中一些使用轻水技术，一些使用熔盐或其他减速剂和冷却剂。

1. 尽快开始建造小型模块化反应堆：SMR的模块化性质意味着它们可以在工厂环境中大规模生产，然后运输到运行地点，而不是像目前建造反应堆的方式那样，在现场建造一次性的定制项目。这种方式有很大的机会显著降低成本，使核能在更短的回收期内更具成本竞争力。此外，拥有各种尺寸的小型反应堆的能力允许了不同的应用，如工业或偏远社区的私人拥有的核反应堆。开发小型模块化反应堆的公司包括但不限于：

• Oklo：使用高含量低浓缩铀建造小型快速中子增殖反应堆；在2022年1月被NRC拒绝了其初始设计申请

• Last Energy：以模块化形式建造小型压水反应堆，首先将目光投向海外市场

• NuScale：第一家获得NRC小型轻水反应堆设计许可的公司

• X-Energy：开发Xe-100，于2019年获得国防部资助，为军方开发小型反应堆

• Radiant：前SpaceX团队正在开发便携式微型反应堆

• Kairos Power：利用TRISO燃料和低压氟化物盐冷却剂的小型反应堆

2.鼓励建立其他商业模式和核供应链：随着新的IRA补贴和能源部的资助，我们可能会看到现有公司转变他们的商业模式。这种资金和对核能的重新关注还将促进从燃料来源到采矿，再到供应链上的供应商的整个核供应链的增长。

5. 结语

任何能源都不应该在封闭状态中研究。核能也不例外。

当我们审视更广阔的能源图景，并就我们应该优先考虑什么和为什么优先考虑制定一个论点时，很明显，我们需要在实用主义(低能源价格不会给我们的经济带来风险，一个可靠的能源组合不会让我们的电网面临激增和供应不足的风险)和意识形态(为了我们星球的未来，我们需要去碳化)之间取得平衡。

那么，实际的脱碳方法是什么样子的呢？

它看起来更像是有更高效、更具成本效益的化石燃料替代品的电气化。这将涉及扩展储存以补充可再生能源：电池可以在没有阳光和没有风的时候释放储存的能量，从而帮助消除一些威胁电网稳定性的间歇现象。届时，可再生能源将有可能在我们的能源结构中占据更大的比例，但可再生能源在电网中的电力有多大意义目前还没有定论。

我们还应该研究氢、碳捕获、核聚变、地热和其他新技术，以了解它们在去碳化过程中可以发挥什么样的作用，以何种价格以及如何权衡。

就减少化石燃料而言，一个明确的起点是减少对煤炭的依赖，煤炭是主要能源中污染最严重的一种。美国能源部最近的一项研究确定了157个退役煤厂和237个正在运行的煤厂作为煤转核的候选地。

然而，重要的是要认识到，化石燃料使人类摆脱了贫困，是绝大多数使我们相对舒适的生活方式的根源——从农业到交通，从供暖到建筑世界。我们绝不能掉入以牺牲人类繁荣为代价，寻求迅速消除化石燃料的陷阱，特别是让发展中国家的人们陷入能源匮乏的困境。

这让我们想到了核能：作为一种无碳且可靠的能源，它有着不可否认的优势。为了利用这一强大的技术，我们必须把重点放在公众和政府的支持上，改革我们的监管框架，降低成本，以充分发挥核能的潜力。