民用核能的用途主要有兩個(gè)，一個(gè)是發(fā)電，一個(gè)是供熱，發(fā)電比供熱應(yīng)用得更多，所以我們說的核能通常指的是核電。
核能是不是清潔，至今尚有爭(zhēng)議；但是其低碳，是顯而易見，沒有爭(zhēng)議。大約半個(gè)世紀(jì)之前，核能發(fā)展曾經(jīng)被人們視為能源行業(yè)的救星。當(dāng)時(shí)許多人相信核電將會(huì)永遠(yuǎn)滿足人類社會(huì)的所有能源需求。
然而，時(shí)至今日，在西方社會(huì)，這樣的想法早已蕩然無存。這個(gè)變化對(duì)我們目前熱烈討論的低碳發(fā)展、能源轉(zhuǎn)型有什么啟示呢？
核能在西方由盛至衰
在美國(guó)，核能發(fā)展比歐盟更早地進(jìn)入了幻想破滅的時(shí)期。20世紀(jì)60年代和70年代是美國(guó)核能發(fā)展的黃金時(shí)期，當(dāng)時(shí)在美國(guó)，許多人預(yù)期從80年代中期起，輕水反應(yīng)堆裝機(jī)容量每年將增加5,000萬千瓦；到80年代中期，液態(tài)金屬快中子增殖堆（liquid metal fast breeder reactor, LMFBR，簡(jiǎn)稱快堆）將投入商業(yè)運(yùn)行，而到1995年前后，快堆裝機(jī)容量增量也會(huì)達(dá)到5,000萬千瓦/年。到1990年，核電將把火電趕盡殺絕。但是，事實(shí)上，1978年之后美國(guó)國(guó)內(nèi)就基本上沒有出現(xiàn)過新的核電項(xiàng)目，且沒有一個(gè)商業(yè)快堆投運(yùn)。
美國(guó)核電的不景氣在世界上不是個(gè)案。根據(jù)BP數(shù)據(jù)，2019年世界核電發(fā)電量為2,796太瓦時(shí)，低于2006年2,803太瓦時(shí)的歷史峰值。具體到地區(qū)，在美國(guó)核電萎靡不振的同時(shí)，歐洲和日本核電明顯衰落。
歐盟國(guó)家核電峰值出現(xiàn)在2004年，當(dāng)年的核電發(fā)電量是1,009太瓦時(shí)，到2019年，已經(jīng)下降到822太瓦時(shí)，降幅達(dá)到18%。其中，德國(guó)原本是歐洲核電強(qiáng)國(guó)之一。2011年日本福島核事故發(fā)生后，德國(guó)政府宣布將逐漸放棄核電。之后至今，德國(guó)政府的這一立場(chǎng)沒有發(fā)生變化。1998年，日本核電發(fā)電量為326太瓦時(shí)，到2019年，已經(jīng)下降到65.6太瓦時(shí)，降幅達(dá)到80%。實(shí)際上，在2014年，日本境內(nèi)的核電機(jī)組更是全部關(guān)閉，核電發(fā)電量為零。
1965-2019年世界部分國(guó)家和地區(qū)核電發(fā)電量(單位:太瓦時(shí))
Source: BP Statistical Review of World Energy 2020
核能發(fā)展受困于經(jīng)濟(jì)和安全制約
當(dāng)然，我們會(huì)說風(fēng)電、光伏發(fā)電等可再生能源與核電有很大不同。核電對(duì)人類的安全威脅是大范圍和長(zhǎng)期的；從歷史上和現(xiàn)實(shí)中看，核電與核武器之間有千絲萬縷的聯(lián)系；核電發(fā)展還有核廢料處理的棘手問題需要解決，高放射性核廢料不但放射性水平極高，而且其半衰期可以高達(dá)幾萬到幾十萬年之久，所以核廢料的處理問題是懸在核電發(fā)展頭上的達(dá)摩克里斯之劍。
核能發(fā)展的另一個(gè)關(guān)鍵障礙是經(jīng)濟(jì)問題。核能業(yè)無法用經(jīng)濟(jì)可行的辦法解決民眾對(duì)核電安全的擔(dān)憂。
如果核電站只實(shí)行較低的安全標(biāo)準(zhǔn)，或者它們所在的國(guó)家對(duì)核電站只提出較低的安全要求，雖然會(huì)減少核電站的建設(shè)成本，并縮短核電站的建設(shè)周期，但是會(huì)引發(fā)民眾更多的安全疑慮。反過來，如果政府對(duì)核電站提出很高的安全要求，核電站被要求通過安裝多重安全殼和堆芯熔化緊急處理系統(tǒng)（比如堆芯熔融物捕集器和堆芯冷卻系統(tǒng)）來把發(fā)生核事故的概率降低至極致，建造和維護(hù)成本會(huì)大幅增加，核電站建造工期也會(huì)延長(zhǎng)。工期的延長(zhǎng)、安全成本的上升會(huì)導(dǎo)致核電站造價(jià)總成本的上升，而總成本的上升一方面會(huì)讓核電在與火電甚至可再生電力的經(jīng)濟(jì)性比拼中越來越處于劣勢(shì)（這是實(shí)際發(fā)生的情況），另一方面會(huì)讓核電項(xiàng)目在資本市場(chǎng)上失寵，而融資困難無疑將放緩核電發(fā)展的步伐。
在幾次主要的核事故之后，美國(guó)、日本和歐洲國(guó)家的政府出于揮之不去的安全擔(dān)憂，要么像德國(guó)等國(guó)家一樣，加快讓境內(nèi)現(xiàn)有核電站退役并停止批準(zhǔn)建設(shè)任何新的核電站，要么像美國(guó)等國(guó)家一樣對(duì)核電站提出了更加嚴(yán)苛的安全要求，結(jié)果也“殺死”了絕大多數(shù)核電發(fā)展計(jì)劃。
風(fēng)光發(fā)電等可再生能源可能會(huì)受困于經(jīng)濟(jì)性太差，或者引發(fā)社會(huì)矛盾，但至少它們不可能會(huì)導(dǎo)致大范圍、嚴(yán)重和可能長(zhǎng)達(dá)上萬年的安全威脅。
“前浪”對(duì)“后浪”的啟示
20世紀(jì)80年代之前，世界曾經(jīng)出現(xiàn)過一輪發(fā)展低碳能源的熱潮，核電站是當(dāng)時(shí)推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型的主力軍。如今，從推進(jìn)低碳發(fā)展、加強(qiáng)氣候治理的強(qiáng)大動(dòng)機(jī)出發(fā)，全球正在再次戮力發(fā)展低碳能源。那么，“前浪”可以對(duì)“后浪”說些什么呢？
第一，能源轉(zhuǎn)型從來不是線性發(fā)展的，能源轉(zhuǎn)型的道路從來不是、今后也不可能會(huì)是一帆風(fēng)順的，相反，它隨時(shí)可能出現(xiàn)轉(zhuǎn)折。
第二，在任何一個(gè)國(guó)家（不論它是大政府、小社會(huì)的國(guó)家，還是小政府、大社會(huì)的國(guó)家）里，決定能源轉(zhuǎn)型最終命運(yùn)的因素是公眾接受程度。在不受到強(qiáng)制的情況下，普通民眾會(huì)綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、便利性和安全這三方面因素，來決定自己是否接受新的能源產(chǎn)品。比如，在買電動(dòng)汽車或者燃油汽車時(shí)，如果不受到限購(gòu)、限行、補(bǔ)貼等政策的影響，理性的消費(fèi)者通常會(huì)綜合考慮購(gòu)車成本、用車成本、續(xù)航里程、安全性、駕車感受等因素，來決定選擇哪一類車，以及哪一款車。
第三，“新能源”當(dāng)自強(qiáng)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，新的能源產(chǎn)品必須真正具有競(jìng)爭(zhēng)力，才能在市場(chǎng)中站穩(wěn)腳跟，而能源轉(zhuǎn)型才能成功。政府補(bǔ)貼和強(qiáng)制政策或許能起到比較重要的“第一推動(dòng)”的作用，但無法長(zhǎng)期“照顧”新的能源系統(tǒng)。推動(dòng)能源替代與轉(zhuǎn)型的兩個(gè)關(guān)鍵因素是新能源相關(guān)技術(shù)和裝備的先進(jìn)程度，這個(gè)先進(jìn)程度不僅是和新能源的過去相比，更是和“老能源”相比。
最后，目前這一輪能源轉(zhuǎn)型的過程一定會(huì)比較緩慢，至少要耗費(fèi)幾十年，一個(gè)關(guān)鍵原因是它需要重塑人們的價(jià)值觀。
回顧歷史，過去歷次能源轉(zhuǎn)型不涉及重塑價(jià)值觀的問題。長(zhǎng)期以來，人們認(rèn)為便宜、高效的能源是好能源，相反昂貴、低效的能源是壞能源。歷史上用煤炭代替木炭、用石油消費(fèi)替代煤炭消費(fèi)的能源轉(zhuǎn)型都滿足了人們追求效用最大化的心理。
但是，這一次能源轉(zhuǎn)型不一樣，因?yàn)橛眯履茉刺娲鷤鹘y(tǒng)能源似乎并不符合人們對(duì)效用最大化的本能追求。比如，燃煤發(fā)電把煤炭的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，單臺(tái)裝機(jī)容量可以達(dá)到100萬千瓦，且可以持續(xù)和穩(wěn)定地運(yùn)行很長(zhǎng)時(shí)間。相反，風(fēng)電和光伏發(fā)電項(xiàng)目的裝機(jī)容量通常較小，全場(chǎng)加起來也難以達(dá)到100萬千瓦；而且，由于自然條件的變化，風(fēng)光電的穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致它們的負(fù)荷因子遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上燃煤發(fā)電等火電。目前，全世界光伏發(fā)電的負(fù)荷因子平均值只有20%，風(fēng)電略高，為25%左右。
我們姑且不論風(fēng)電和光伏發(fā)電是否取得了與煤電相比的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，單單它們的效率低、穩(wěn)定性差這一點(diǎn)，就顯然不符合人們對(duì)高效的偏愛。眾所周知，和傳統(tǒng)電力相比，可再生電力的優(yōu)勢(shì)在于它們低碳、無污染，這些當(dāng)然是可貴的。但是，民眾在激賞它們環(huán)保好處的同時(shí)，也要讓自己接受它們的相對(duì)低效和不穩(wěn)定。不難想象，這難免涉及到社會(huì)心理的掙扎和斗爭(zhēng)。
另一個(gè)很明顯的例子是燃油車和電動(dòng)汽車之間的比較。買車時(shí)，消費(fèi)者同樣會(huì)追求效用最大化，其內(nèi)容比較復(fù)雜，主要有價(jià)格便宜、便利和安全，等等。100多年前，即在20世紀(jì)初，燃油汽車和電動(dòng)汽車差不多同時(shí)出現(xiàn)，并進(jìn)行了一場(chǎng)激烈的較量。較量的結(jié)果是燃油汽車大獲全勝，電動(dòng)汽車完全被掃出了市場(chǎng)?；仡櫘?dāng)時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)，燃油汽車之所以橫掃整個(gè)市場(chǎng)，最厲害的殺招是便宜。
1901年，在美國(guó)得克薩斯州休斯頓附近發(fā)現(xiàn)巨型的紡錘頂（Spindletop）大油田，之后美國(guó)原油產(chǎn)量急劇增長(zhǎng)，油價(jià)大幅下跌，這讓燃油汽車的動(dòng)力價(jià)格明顯下降。借助這一非常有利的因素，再加上福特公司用流水線作業(yè)法大量生產(chǎn)其標(biāo)志性的“T-model”燃油汽車，使燃油汽車的造價(jià)快速下跌。燃油汽車明顯的購(gòu)買和使用成本優(yōu)勢(shì)讓它的勝出變得毫無懸念。在那次“世紀(jì)之戰(zhàn)”中，燃油汽車和電動(dòng)汽車這兩條路線之間的競(jìng)爭(zhēng)勝負(fù)已定。
如今，電動(dòng)汽車打著低碳、環(huán)保的旗號(hào)再次回到戰(zhàn)場(chǎng)，實(shí)際上不符合人們對(duì)效用最大化的本能追求。因此，不論在美國(guó)、歐盟、韓國(guó)還是在中國(guó)，政府都需要采取經(jīng)濟(jì)手段（比如提供補(bǔ)貼或者稅收抵扣）和行政手段（包括提高針對(duì)車輛的碳減排或燃油經(jīng)濟(jì)性要求，在車道使用、停車等方面對(duì)燃油車輛實(shí)施歧視性政策，甚至提出禁止銷售燃油車輛的計(jì)劃以影響消費(fèi)者的預(yù)期，等等），以推動(dòng)電動(dòng)汽車發(fā)展，讓電動(dòng)汽車盡快在燃油汽車筑的城墻上挖開一個(gè)窟窿，并進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段。
化石能源之所以被稱為“傳統(tǒng)能源”，是因?yàn)閲@化石能源已經(jīng)形成成熟的產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈。而風(fēng)光電等被稱為“新能源”，則必然意味著它們要頂著來自“守軍”的如雨炮石，努力在城墻上鑿孔。當(dāng)然，世上任何的“挖墻腳”，都不是那么容易的。打一個(gè)不恰當(dāng)?shù)谋确?，一家工廠有一個(gè)長(zhǎng)期的供貨商，它的機(jī)器裝備已經(jīng)完全適應(yīng)了該供貨商提供的原材料?，F(xiàn)在另一個(gè)供貨商要挖老供貨商的墻角，但是它提供的原材料和老供貨商的不一樣。那么，后來者成功的一個(gè)前提是工廠愿意為了它改換其生產(chǎn)系統(tǒng)。難度之大，可想而知。
綜上，關(guān)于能源轉(zhuǎn)型的勇氣和決心當(dāng)然可嘉，但是我們需要保有足夠的耐心。
