作者:佚名       来源于:世界儿童文学网

随着2023年4月15日最后三座反应堆的关闭,德国的核电时代结束了,此次核电退役标志着德国核能逐步淘汰的一个关键里程碑。俄罗斯对乌克兰战争的余波引发了欧洲的能源危机,引发了一场关于核能未来的新辩论,但最终剩下三个反应堆的运行时间只延长了三个月,以支持电力系统。不过,德国政府决定在延长期限结束后,按原计划退出核电站。

为什么德国不发展核电(德国为什么要淘汰核电)

这一逐步淘汰的计划得到了德国连续几届政府的支持,但被批评为使该国到2045年实现气候中和的道路复杂化。支持者认为,在化石能源的使用需要尽快减少,风能和太阳能光伏等可再生能源还不能完全满足国家的电力需求时,这项技术可以可靠地提供能源,而不会造成直接排放。那么,德国决定逐步淘汰的原因是什么? 它将如何影响该国的二氧化碳足迹、能源结构和供应安全?

这篇文章回答了有关德国退出核设施的决定、关闭核电站的困难和技术等一系列问题,为了解德国为什么要淘汰核能提供参考。

01 鉴于能源危机,德国是否重新考虑了逐步淘汰核能的计划?

为什么德国不发展核电(德国为什么要淘汰核电)

德国原计划于2022年12月停止核电,就在这之前不久,俄罗斯对乌克兰的战争引发了欧洲能源危机,引发了关于该技术在德国未来的辩论。核能的支持者呼吁全面重新评估或至少推迟退出核电。俄罗斯天然气供应的减少引发了人们对能源安全的普遍担忧,而迅速上涨的能源价格也给家庭和企业的预算带来了压力。

由于只有一小部分天然气用于发电(主要用于建筑供暖和工业),核能在多大程度上可以帮助解决危机引发了激烈的争论。灵活的燃气发电厂通常只用于在特定的用电高峰期间提供电力,而核电站的设计初衷并不是这样。然而,一些利益相关者强调,每千瓦时节省的天然气都很重要,而另一些人则认为,为了在冬季提供电网稳定,核能可能是必要的。

德国政府在2022年夏天委托进行了所谓的“压力测试”,以确定在2022/23年冬季让剩余的反应堆再运行几个月以确保电网稳定是否有意义。研究发现,有限的运行时间延长对于支持电力生产是有意义的。德国总理奥拉夫·肖尔茨(Olaf Scholz)最终决定,将该国剩余的三座核电站的运行时间延长约三个月,至2023年4月15日,以作为危机期间的备份。政府后来排除了任何进一步延长的可能性,核电站运营商表示,从技术角度来看,让核电站运行更长时间是不可能的,即使这在政治上是可取的。

02. 德国是如何逐步淘汰核能的?

核能不应成为德国能源结构一部分的信念由来已久,并深深扎根于德国社会。经过数年在多个地方对核电站项目的抗议,再加上1979年美国三里岛核事故和1986年切尔诺贝利核灾难,反核运动导致德国在1989年之后没有建造新的商业反应堆。

1998年,当社会民主党和绿党从保守党政府手中接管政权时,它们与运营核电站的大型公用事业公司达成了一项“核共识”。通过给它们一定的发电分配,最后一座电厂将在2022年关闭。

同时负责核安全的环境部(BMUV)在3月底证实,核能发电将在计划的日期结束,并称这不会影响该国2023/2024年冬季的能源供应安全。然而,它补充说,拆除反应堆和决定放射性废物的最终存储库是一项具有挑战性的任务,可能需要几十年才能完成,而邻国许多正在运行的老化反应堆继续对德国和整个欧洲构成严重的安全风险。

2010年,安格拉•默克尔(Angela Merkel)领导的新一届保守党政府修改了该协议,将7座核电站的运营时间延长了8年,其余10座延长了14年。但在2011年3月日本福岛核事故发生后,默克尔的内阁改变了做法,将德国最古老的反应堆封存了三个月,然后提议永久关闭这些反应堆,并在2022年之前逐步停止其余9座反应堆的运行。

03.为什么逐步淘汰核能是能源转型的促成因素

每个国家最初都有不同的理由承诺采取气候行动,减少化石燃料的使用,并在2015年签署《巴黎协定》,该协定应引导所有国家走上净零排放的道路。对一些人来说,这是为了确保可再生能源形式的国内电力供应。对许多人来说,在风能和太阳能装置的价格大幅下降之后,这才成为一个可行的想法,而另一些人则是对酝酿中的气候危机和国际压力做出反应,采取行动。

德国能源转型的起点以及随之而来的气候保护理念,是反核运动和20世纪70年代末绿党(Green Party)的崛起。随着对核能的反对和对绿党的支持的增长(绿党于1998年进入政府),公众对环境和气候保护的意识也增强了。

“的确,在德国能源转型之初,我们主要争论的是核能,”德国第一个核能退出立法的制定者之一、前能源部国务秘书雷纳·贝克(Rainer Baake)告诉清洁能源网(Clean energy Wire)。“但在逐步淘汰核能的同时,我们在2000年制定了《可再生能源法案》(EEG)。通过这项法律,我们希望防止逐步淘汰核能导致化石发电的增加,并对气候造成负担。实际上,过去20年取得的成就要大得多。如今,可再生能源在德国产生的电力比2000年的核电厂多得多,”Baake说,他现在是气候中立基金会的常务董事。

第一部《可再生能源法案》(Renewable Energy Act)规定向风能和太阳能生产商提供上网补贴,促进了可再生能源的繁荣,大幅降低了新技术的价格,可再生能源在德国电力消费中的份额从2000年的6%增长到2020年的46%。电力供应的这种转变——被称为“能源转型”——提高了人们对其他行业脱碳的意识和雄心,并导致了2020年决定最迟在2038年淘汰煤电。德国新政府希望将这一结束日期提前至2030年。

04. 德国为什么不先淘汰煤炭再淘汰核能?

德国经常因逐步淘汰低碳核电而受到批评,而其能源结构中含二氧化碳重的煤炭的比例仍然相对较高。对此有几个原因和解释。

逐步淘汰核电的决定也是该国电力供应脱碳的起点,将可再生能源纳入主流,并降低其价格,直到其价格低于新的传统电厂。大多数国家都是在2015年《巴黎协定》之后做出退出煤炭的决定的(还有几个国家在2021年的联合国气候峰会COP26上承诺停止使用煤炭),相比之下,21世纪初或2010年代是德国非常早地停止使用历史上熟悉的、国内生产的可靠的能源的时期,当时可再生能源还不能提供如此负担得起和安全的能源。

自2000年决定逐步淘汰核电以来,德国发电中煤电的份额从2011年的43%(当时有7座核电站关闭)下降到2020年的23.4%。自2007年以来,没有规划/建设新的燃煤电厂。

然而,如果一个自认为是气候行动先锋的国家仍然拥有欧洲最大的一些发电站排放量,这确实描绘了一幅相当可疑的图景。然而,波茨坦气候影响研究所地球系统分析负责人Stefan Rahmstorf指出: “自1990年以来,能源部门的排放量已经减少了一半[…],迄今未能实现减排目标的是其他行业。”

反对化石电厂的运动导致德国在2020年同意到2038年逐步淘汰煤炭发电。在该国决定将其净零目标日期提前到2045年之后,新政府表示,它计划将煤炭退出“理想”提前到2030年。

德国智库Agora Energiewende的德国总监西蒙•.穆勒告诉清洁能源网: “德国的减排速度太慢,不能简单地与核能和煤炭淘汰的时机联系在一起。” “在繁荣几年之后,政府让可再生能源市场崩溃。随着可再生能源更加雄心勃勃的扩张,无二氧化碳发电的份额现在可能会更高,”他说。

煤炭和核能的另一个区别是,尽管在20世纪60年代受到主要政党的热烈欢迎,但核能是一个相对较新的现象,在社会上没有坚实的基础,很快就因事故和抗议而失去了信誉。另一方面,煤矿开采在德国的几个州已经根深蒂固了200年。它曾经拥有庞大的(通常是自豪的)劳动力,具有相当大的政治影响力,经常是一个地区的主要雇主和经济据点。它现在是(或者,就硬煤而言,曾经是)一种国内可用的能源。

这些都是德国在逐步淘汰煤炭之前更容易启动退出核电的原因之一。

05.德国会因为逐步淘汰核能而排放更多的二氧化碳吗?

一些气候活动人士、研究人员和亲核团体认为,如果德国在停止使用核能之前就决定减少煤电消耗,就可以防止二氧化碳排放。极光能源研究公司委托项目负责人汉斯•柯尼格对彭博社表示:“从纯粹的排放角度来看,在核电站寿命结束之前关闭德国核电站一直是一个值得怀疑的想法。”

联邦环境局使用以下排放估算: 陆上风能10克二氧化碳当量/千瓦时,太阳能光伏67克二氧化碳当量/千瓦时,核能68克二氧化碳当量/千瓦时,天然气430克二氧化碳当量/千瓦时 褐煤超过1千克二氧化碳当量/千瓦时。

曾是Jülich研究中心物理化学家的支持核活动人士雷纳·穆尔曼和位于马尔堡的赫尔德欧洲中部东部历史研究所的安娜·维罗妮卡·文德兰在2020年提出,让最后六座核电站继续运行,将使德国能够关闭北莱茵-威斯特法伦州的所有褐煤电厂——通过推翻在2021年和2022年关闭最后六座反应堆的决定,并让它们运行到本十年结束,德国的二氧化碳总排放量可以减少10%。

德国经济研究所(DIW)的经济学家在最近的一篇论文中得出结论,“核能的减少将暂时导致化石能源的使用和进口的增加,这将在短期内增加二氧化碳排放。”然而,随着可再生能源的加速发展,这些排放应该会迅速减少。” 在短期内,核能确实会被化石燃料发电厂和进口所取代。根据DIW的数据,进口增加15太瓦时(TWh),排放量将增加约4000万吨二氧化碳。其他研究表明,在欧洲排放交易体系(EU ETS)的总体上限的背景下,德国排放量的上升将被其他国家排放量的下降所补偿,从而保持总体排放量的稳定,同时看到二氧化碳配额价格的小幅上涨。

总的来说,可再生能源现在比核能更能防止碳排放,斯坦福大学土木与环境工程兼职教授、物理学家Amory B. Lovins在彭博社的一篇专栏文章中总结道:“可再生能源增加了供应,每38小时置换的碳量相当于核能全年的排放量。”

06. 德国如何在没有核能的情况下实现净零排放?

德国电力部门的能源转型已转变为一项全面计划,旨在整个经济脱碳,并在2045年实现温室气体净零排放。随着核能和煤炭在本十年结束前淡出人们的视野,新政府——坚持上届政府的气候目标——将重点放在可再生能源的增长上。其目标是到2030年可再生能源在电力需求中所占的份额达到80%(预计这一比例还会增长)。几项“德国净零”研究表明,基于可再生能源的系统是可能的。

为什么德国不发展核电(德国为什么要淘汰核电)

政府承认,要运行一个稳定的电力系统,必须要有一批灵活的(且准备好氢气的)天然气电厂。根据研究机构EWI的计算,在2019年至2030年期间,将关闭21吉瓦的褐煤发电装机容量和25吉瓦的硬煤发电装机容量。德国能源行业协会BDEW表示,现有的过剩装机容量、新的灵活性选项和效率以及可再生能源产能的增加,将意味着并非所有这些可控的发电厂装机容量都需要被替代。BDEW负责人Kerstin Andreae表示:“但提前淘汰煤电意味着我们将需要额外的17吉瓦燃气发电装机容量。”这种容量不可能全天候运行。取而代之的是,它将在需求高峰时段或很少有风或阳光的时候使用。

在风力小、日照少的时候,德国将不得不与邻国更加紧密地联系在一起,以交换(可再生)电力。它将需要升级其电网系统。为了供应发电站和工业,将需要大量的氢并进口。

07. 为什么德国没有选择可再生能源和核能并存的能源系统?

核能倡导者将核能技术描述为一种可靠的能源,可以在风力和日照少的时候帮助确保供应。哥伦比亚大学(Columbia University)气候科学家詹姆斯·汉森(James Hansen)在柏林参加一场支持核能的气候示威活动时表示:“我们需要可靠的、全天候的能源来补充可再生能源。”

但德国能源专家对核能是否能最好地补充波动不定的可再生能源表示怀疑。与此同时,由于河流水位低和维护工程的延误,法国大部分核电站在2022年夏天无法使用,这使人们对核反应堆不可动摇的可靠性产生了怀疑。“一个由依赖天气的风能和太阳能发电厂主导的气候友好型电力系统需要很大的灵活性来平衡波动的供应和波动的需求。核电站在技术上和操作上都是为尽可能稳定的生产而设计的。这与风能和太阳能作为合作伙伴所需要的完全相反,”前能源部国务秘书Rainer Baake如是说。

08 德国会依赖从国外进口(核能)电力吗?

批评人士称,德国放弃核能的决定是虚伪的,因为德国将继续接受法国或比利时的核电。德国与其欧洲邻国拥有电力电缆连接器,多年来一直是电力净出口国。除了核能和煤炭发电,德国在可再生能源发电中所占的份额也越来越大,欧洲内部电力市场的买家喜欢采购可再生能源发电,因为价格便宜。随着核能和煤电的退出,德国将失去部分过剩装机容量,并更多地从邻国进口电力——这些邻国的可再生能源份额也在不断增长,但它不会是唯一这样做的国家。过去几年,法国从德国进口了大量电力,以保持其核电系统的稳定。

西蒙•.穆勒表示,在未来的欧洲电力系统中,“与邻国持续、动态地交换电力将是完全正常的”。例如,欧洲的风电场将从同一低压系统中获取电力,当低压系统在欧洲大陆移动时,风力最大的国家将为其他国家提供电力,然后下一个国家接管这一角色,以此类推。

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09 可再生能源和核能哪个更贵?

德国之所以选择风能和太阳能而不是核能作为主要电力来源,原因之一是新的可再生能源装置已经变得比所有其他电力来源都便宜——尤其是在适用二氧化碳价格的地方。

根据《2021年世界核工业现状报告》和应用生态研究所(Öko-Institut)的数据,目前核能发电的能源成本为每千瓦时15.5美分,而太阳能和风能的能源成本分别为4.9美分和4.1美分。

英国政府为欣克利角C核电站项目提供了每千瓦时11美分的价格保证,为期35年。在德国,陆上风能和太阳能光伏发电的上网电价在6-7美分/千瓦时之间,在一些招标中甚至更低。目前,海上风电场的建设没有任何政府支持。

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新的反应堆项目往往比预想的要昂贵得多。位于法国弗拉芒维尔的新“进化动力反应堆”(EPR)的成本已经从34亿欧元上升到190多亿欧元,而该项目可能会比计划至少多花11年时间。英国、芬兰和美国也发生过类似的涨价和延迟。

“核技术的学习率为负,这意味着新项目变得更加昂贵,而不是更便宜。如果我们以目前的投资成本为基础,那么很明显,最便宜的电力系统是完全基于可再生能源的,” 西蒙•.穆勒说。全球市场形势表明,可再生能源投资占主导地位。国际能源机构(IEA)对2050年的长期预测认为,核能将提供大约10%的电力。西蒙•.穆勒表示:“为了实现转型,我们需要将目光投向可再生能源。”

为什么德国不发展核电(德国为什么要淘汰核电)

由于许多新的核电项目的建设时间也比计划的要长得多,应用生态研究所得出的结论是,建立一个基于可再生能源的系统也会更快。

10. 难道德国不应该像其他国家一样,接受并支持使用新型小型模块化反应堆吗?

亿万富翁兼慈善家比尔·盖茨提议,使用大量小型模块化反应堆(SMR)来确保未来的气候中性电力供应,这被誉为气候变化解决方案。比利时计划在2025年之前关闭剩下的两座核电站,政府同意在SMR研究上投资1亿欧元。

SMR的支持者声称,由于先进的反应堆设计,一旦批量生产,这些小型核电站更便宜、更安全,而且可以使用转化后的短寿命放射性材料来运行,解决了废物问题。但是,由联邦核废料安全管理办公室(BASE)委托进行的两项评估发现,这数万个小型反应堆在武器级材料扩散方面存在巨大风险,而且可能永远不会像它们的倡导者所说的那样便宜。

德国与欧洲其他国家相比有什么不同,这些国家都将核能作为无二氧化碳的解决方案?

德国不仅有强大的公众支持和悠久的反核情绪,而且它的能源结构中只剩下6%的核能。因此,与其他国家相比,完全抛弃核电是一个更明显、更容易的决定,比如法国,核电在国内发电中的份额为70.6%,保加利亚为40.8%,瑞典为29.8%、西班牙为22.2%,俄罗斯为20%。到2020年,美国为19.7%,英国为16%。

历史学家还用对切尔诺贝利事故的不同反应来解释对核的不同态度,与法国或英国公民相比,德国人对切尔诺贝利事故的感觉更近,也更有威胁。德国对核能敏感的另一种解释是,战后对核武器的批评与核裂变的民用有关。(20世纪80年代德国和平运动的第二波浪潮也支持了年轻一代对核能的抵制。)

而且,即使有人出于气候保护的原因支持核能,退出核电的步伐已经走得太远,无法逆转,而且根本没有任何有影响力的政治力量会考虑重新开始关于核能的长达十年之久痛苦的辩论,这场辩论最终已经结束。




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