在现代世界发展中发挥主要作用的煤炭,因为二氧化碳排放成了众矢之的,由于全球40%以上的碳排放及75%以上的电力生产排放是燃煤所造成,国际原子能机构建议以核能发电取代煤炭成为清洁能源转型的一部分。
虽然煤炭对世界各地的工业革命非常重要,更在现代世界的发展中发挥了主要作用,但却也被视为气候变化背后的主要肇因。随著人为的气候变化显著增加,世界各国要如何减少二氧化碳进而改善温室气体的排放,遂成了焦点。
国际能源机构2019年的数据显示,全球40%以上的碳排放及75%以上的电力生产排放是燃煤所造成;而非电力部门,包括钢铁、水泥与化工生产、航运与航空运输部门,共占全球能源相关排放的60%。
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因此,为了实现197个国家缔造的“巴黎协定”的目标,将全球变暖限制在不超过工业化前水平的1.5℃,国际原子能机构(IAEA)认为,逐步淘汰煤炭的使用,即转型改用清洁能源也就非常的重要。
要将能源生产从释放大量温室气体的来源,转移到释放极少或不释放温室气体的来源,清洁能源转型将面对双重挑战:消除化石燃料使用,同时扩大可再生能源等低碳来源,如水电、太阳能、风能以及核能的使用。
除了至今依然是全球最大的电力生产来源,煤炭也是包括钢铁制造及供暖所用能源在内的工业能源的主要来源。不过,由核电及水电组成的能源结构,让加拿大安大略省自2014年以来一直没有使用煤炭,便是清洁能源转型目标能够达成的一个实例。
煤电厂及核电厂的发电,都是通过在运行过程中产生热来制造蒸汽,从而驱动发电涡轮机。虽然全球三分一以上的发电量是由煤炭提供,因燃煤电厂关闭造成的空白,却能够由核电填补,更重要的是,核电能能够在所有天气条件下全天候24小时,在任何特定时间向电网供电所需最小电量的基荷电力,以补充特定时间的发电需要取决于天气的风能及太阳能。
安大略省政府于2003年承诺在随后12年中逐步淘汰该省全部近9000兆瓦的煤炭发电装机容量,即当时其总发电量的25%。为了落实所承诺的目标,安大略省整修与重启皮克林核电厂两台1030兆瓦机组,以及布鲁斯核电厂四台3000兆瓦机组,并在省能源结构中增加各为5500兆瓦的非水力可再生能源与天然气产能。
由于利用基本负荷与间歇能源的能源结构,确保了电网的稳定及供电安全,拥有1450万人口的安大略省,如今90%以上的电力生产都没有碳排放。
国际原子能机构强调,核电厂能够灵活运行,加上可以根据需求与其他电网能源的可用性调整输出,特别适合为太阳能及风能等可变可再生能源提供支持。
煤炭除了用在能源生产与工业应用,还被用来为使用燃煤锅炉的家庭和企业供热,核电除了电力生产之外,也能够在这方面发挥主要作用,它还能够提供暖气、工艺热、海水淡化及氢生产。例如,中国的海阳核电站预料到2021年底将能够为山东省沿海城市海阳这个约有67万人口的城市全市供热,而瑞士贝兹瑙地区的居民,几十年来一直由核电厂供热。
当全世界放弃煤炭时,必须考虑以前依靠煤炭实现经济繁荣的社区,以加拿大落实“加拿大煤炭过渡倡议”为例,该国为了确保煤炭工人不被落在后面,而向一个过渡中心以及一个重型设备操作员培训计划提供资金。
无论如何,国际能源机构的数据显示,清洁能源转型将为一系列学科创造就业机会,根据估计,能源供应领域到2030年时将创造900万个就业机会。
投资核电驱动经济增长
国际原子能机构在所发布的《核能促进净零排放世界》报告中强调,核电通过取代煤及其他化石燃料、使可再生能源能够得到进一步部署,并成为大规模清洁氢气的一个经济性来源,在实现“巴黎协定”及 “2030年可持续发展议程” 目标方面将起关键作用。
根据报告,核电于过去50年避免了累计约700亿吨的二氧化碳排放,并继续每年避免十多亿吨二氧化碳,如果现在不作出决定并加大核投资,未来将会付出无法承受的高昂代价。
“核电通过确保全天候的能源供应,使电网具有稳定性与适应力,并助力推动清洁能源转型所需的风能及太阳能等可变可再生能源的更广泛整合,对实现净零温室气体排放目标非常的重要。”
此外,国际原子能机构指出,作为稳固的低碳电力来源,核电非常适合取代煤及其他化石燃料,还能提供热能及氢气,使工业及交通等难减排部门脱碳。因此,核电是冠病疫情后全球经济复苏的最有效的投资之一,可直接促进实现联合国关于能源、经济发展及气候行动的可持续发展目标。
有关核电如何能够成为经济增长的一个重要驱动力,原子能机构在报告中说,核电占全球发电量的10%,已提供80多万个就业机会。根据国际货币基金组织的估算,对核电的投资比对其他形式能源的投资能够产生更大的经济影响,使其成为促进可持续经济复苏以及向韧性净零排放能源系统转型的最有效行动之一。
报告也指,核电与可再生能源的伙伴关系将是推动排放量达到净零的关键。由于核电可调度、低排放、灵活且可靠,能够支撑起基于电力的净零排放能源结构,同时也有助于降低整个电力生产系统的成本。