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核废料“不脏”

发布时间:2021-04-28 09:06:45

核废料“不脏”


每每提到核能发电,除了被过度夸大的核爆风险外(毕竟是末世或怪兽题材最爱的开场,分不清幻想与现实差距的就可能会因而恐惧),最常被拿出来说嘴的就是核废料了吧?基本上光是直接用「核废料」三个关键词做搜寻,就会铺天盖地找到一堆告诉你多污染多危险又多无解的文章,世界各国都苦于找寻最终处置场,似乎大家都堆了满山满谷不知道要丢哪,可见得核废料果真是万恶之首,所有能源废弃物就核废料最脏,是吗?


简单举个例子吧!有甲乙二人相约到一处风景很优雅的山上露营野餐,甲随身带着环保袋,将自己露营产生的垃圾仔细分类后带回家,大包小包的带下山,给自己在回程时添了不少麻烦;一旁的乙看到这点就嘲笑甲:「你带这堆垃圾回家干嘛?回去你要丢哪里?这座山这么大,多丢几个垃圾又不会怎样,都嘛直接往外抛给大自然,看我保持得多干净!」


同样制造垃圾,一个特别准备环保袋带回家慢慢处理,一个到处乱扔还炫耀无事一身轻,这两人谁才具有环保意识呢?就正常的环保教育角度肯定是甲环保,但是很讽刺的,当我们把眼界从个人或团体拉到能源模式时,很多环保团体却反而认为甲是最不环保的。


话先说在前头,笔者并不反对核能以外能源的使用,尤其无碳能源更是欢迎,但为了破解坊间上部分对于能源方面的错误迷思,本文将比较所有发电方式的废弃物处置与污染程度差异,若有冒犯还请见谅。


一、被恶意造谣为无解的核废料,当然可以处理


所谓的「核废料」基本分为两种,一种是「已使用过核燃料」(最大宗,也就是虽仍有强烈放射性,但能量已不够当下反应炉进行反应的核燃料棒)、另一种则是「沾有放射性核种的医疗与工业等废弃物」,由于真正暴露出存放空间与后续处理问题的是前者,所以本文将完全以前者的内容为主,这边先来一张图片,事实上,笔者接下来要说的大半都在这张图里面了。


核废料“不脏”(图1)

关于核废料的五种常识。(取自美国能源局)


就在去年十月,美国西北太平洋国家实验室(PNNL)表示成功发明了一种抗辐射材料,该材料能够很轻易的在核废料回收过程中,捕捉仍有其他用途的放射性气体,这不仅减少了核废料体积,同时还能再制为麻醉剂、照明设备、发动机推进器等等。


目前也有部分厂商在研制核能电池,以回收核废料为燃料的电池号称拥有千年续航力,电力用尽后则变成无害的普通钻石,没有重金属污染问题;不过这个至少还要等个十几年才能见曙光,即便量产也不太可能用于民间,所以这边就先略过不谈。


美国在去年宣布「核复兴」方案,必须加强核能发电与和相关技术的扩展,虽然是在川普时代签署,但在拜登上台后依然继承了此一理念,比如近日白宫就是计划将核能与再生能源并列为清洁能源,以清洁能源凭证取代再生能源凭证(RE100),让核能得到与再生能源同等级的资源。


如同前面所言,既然知道所谓「核废料」其实是「已使用过乏燃料」仍然具有相当大的能量没被使用,那么是否可以随着科技进步,而再把里面的能量继续提取呢?当然可以!乏燃料经过再次精炼,即可被快中子反应炉再次利用为核燃料发电,体积只剩原本的1/10,环境隔离冷却时间降低到只剩400年,并可制成玻璃永远隔绝;也就是说,我们现在认为是累赘的东西,未来还可以继续使用再发电,而且发完电后还变得更干净。俄罗斯就是准备用这个技术取代美国同时大捞一笔,让美国不得不站在维持国家利益的立场上重新评估。

目前唯一正式商转的次世代快中子反应炉只有俄罗斯,在2001年修改法规后,便开始向德国收购核废料进行再制,俄国境内有两万多吨的乏燃料,未来靠此技术不仅解决核废料问题,又变成一笔可靠的生意;除此之外,俄方目前也在继续增扩乏燃料处理厂,预计每年可处理近两千吨的核废料,不论是核电厂、核引擎军舰、核工业研究等,皆可重新再制为资源,企图将以收购各国核废料回收再制的技术,开拓一笔前所未有的大市场。


美国会不会要核废料?这里笔者就举个去年年初的例子,加拿大去年依据美国1996年制订的《核材料清除计划》内容,在维也纳的国际核安会议上,宣称返还了一批已使用核燃料给美国;不只加拿大,事实上只要是接受NRC管辖的核能设施都适用该计划。


不论台湾送法国进行核废料再处理,还是上面提及的德国送核废料给俄国,都受到反核团体的阻挠与抗议,所以真正让核废无解的,就是反核团体。当然这时候可能会有人有意见了:就算体积减少十倍还是很多啊!就算从十万年变到四百年还是债留子孙啊!所以核废问题根本没解决啊!


那么好的,接下来就是另一个重头戏,也就是上面为何笔者会声明「无意贬低其他能源,若有冒犯还请见谅」的原因了。


二、你以为很干净的能源系统,却往往污染又无解


目前全球核废料大约25万吨左右,这听起来的确是个庞大的数字,然而如果跟其他能源模式所排放出的废弃物相比,甚至是人类所有行为产生的废弃物相比,就会发现其实相对小到不值一提,无论是体积或环境灾害程度而言皆同。

太阳能目前是相当热门的再生能源之一,但它们需要广大的空间与储能设施才能真正贡献到足够电力,而且寿命只有20年,根据IREA(国际再生能源机构)评估,到2050年至少将有7800万吨以上的太阳能光电板因寿命耗尽而除役,而且往后每年将增加600万吨的新废弃物,这还只是单纯的寿终正寝,还没提到天灾人祸导致的损耗,对比上面的全球25万吨核废料,天堂地狱之庞大差距已经不言而喻。


当然问题还不是在数量差距而已,废光电板由于是多重复合材质,虽然理论上声称可以100%回收,但实际再制必须耗上不小的人力物力把每层材料干净分开,此举将导致成本高于新制件,因此实务结果就是绝大多数都埋掉跟烧掉(它们都有很高的毒性,如果弃置野外或没被妥善处理,将造成严重污染),毕竟杀头的生意有人做,赔钱的生意没人做。


另外一个干净能源风力发电也是,风机扇叶非常巨大,不使用特殊工具根本难以真正回收再制,所以即便已发展出声称能100%回收的技术,但实务上仍然是埋了;体积这么大又万年不坏的风扇,各位有没有想过如果要埋那该埋在哪里?看到这篇文章的各位,建议有空可以搜寻一下核废料处置场跟风机扇叶处置场的体积差异,相信当自己找过一次之后,就会发现核废料相较之下简直连根葱都不是了。


接着就来说说被过度神化的天然气,天然气搭配再生能源,是否能兼顾稳定供电同时又减少空污与碳排呢?理论上可以,但实际而言却不又是这么一回事;下面是一则来自美国北卡罗来纳州的报导,杜克能源表示,大力推动太阳能光电反而让氮氧化物(NOx)排放升高。主因在于燃气必须频繁升降载以因应再生能源的变动起伏,由于不断的上上下下,氧化物排放因而提升三倍!简单来说,燃气搭配再生能源,反而比百分之百燃气更造成空污。


而天然气发展时至今日,也早已不具备所谓的减缓暖化之功用,由于人们大量开采天然气以取代燃煤,导致大量的甲烷在开采、存放、运输时泄漏至大气中,众所周知甲烷是比二氧化碳更强数十倍的温室气体;所以,当越来越多国家以气带煤,就导致越来越多的甲烷泄漏,最后反而抵消了减碳效益,甚至适得其反更加速了地球的暖化。


这也是为何IPCC、IEA等国际组织,会要求各国应减少天然气使用,改以核能搭配再生能源的原因。


另外,全球每年平均制造450亿吨废弃物,其中含有剧毒的电子垃圾年产5000万吨、亿年不坏的塑料垃圾年产800万吨,而且90%以上都未经妥善处理而污染环境。


总之,除了某些反核团体所创造出来的反科学文创以外,就目前的科学研究显示,核废料数量极小且回收率高、又以最严格标准妥善管理而不伤害环境。铀矿的开采也比其他燃料所造成影响更小、存放设施抗灾能力更是其他能源望尘莫及。

来源:嘿嘿能源heypower

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