面對全球暖化,科學家、環團、商人與政客,大家各自搖旗吶喊著各自的信念口號,從低碳能源到綠建築社會、從永續發展到商業模式。微軟創辦人比爾蓋茲(Bill Gates)談及能源議題時,也提出了自己的看法。儘管環保、永續是全世界都共同關注的重要議題,但他認為在以環保為前提的情況下,光靠太陽能、風力發電等間歇性能源是不夠的,核能其實也是種實際解決方案。

唯有核能不受天候影響,可以 24 小時發電

2019 年,比爾蓋茲剛要開始了解核能技術創新的時候,他在他的部落格蓋茲筆記(Gates Note )寫道:「我一開始也非常懷疑,但又非常好奇真相。」

就算是比爾蓋茲講的話,但只要一和過去幾起核災事故,如 1979 年三哩島核災事件(編按:2019 年這座核電廠正式除役)和車諾比核爆事件相比,這些贊成核能的發言就會立刻顯得薄弱且站不住腳。

但比爾蓋茲真正感興趣的是,核電在作為潔淨能源(clean energy)時的潛力發展。

2021 年他所出的新書《如何避免氣候災難》中寫道,唯有核能不受天候影響,可以 24 小時發電不停歇。

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以每單位發電量的死亡人數分析,核能是最安全的發電方式

基於上述理念,蓋茲在 2008 年成立泰拉能源(TerraPower ),被美國政府選上執行先進反應爐示範計畫(Advanced Reactor Demonstration Program,ARDP),目標在 7 年內建造功能完備的熔融氯化物反應爐,在未來 10~14 年內獲得部署許可。

TerraPower 執行長 Levesque 在《CNBC》的採訪中提及:「我們預計在 2050 年,電力將主要來自現今可運作的再生能源發電技術,再搭配其他補充電力系統。」

Levesque 認為,TerraPower 將使美國在國際間成為核電發展領頭羊。當其他國家還在過渡其能源系統時,他表示:「美國將再次出口樹立世界標準的反應爐,就像我們今天為傳統反應爐所做的。」

蓋茨表示 ,儘管核能飽受爭議批評,但如果按每單位發電量的死亡人數分析,它實際上是最安全的發電方式。

對此,TerraPower 的新反應爐 Natrium 是非常安全的,很大程度必須歸功於其反應爐所採用的是更可靠的冷卻系統,以液態金屬鈉作為冷卻劑。

TerraPower 以液態鈉作為冷卻劑,提升核反應爐安全性

核能分裂(nuclear fission)是指較重的元素:如鈾、鈽等,受到中子撞擊後分裂,進行連鎖反應,分裂時發生部份的質量損失,並放出大量能量的過程。

以全球核電最主要使用的輕水反應爐來說,其使用普通水(H2O)作為冷卻劑及中子緩和劑,使用的燃料則是低純度的濃縮鈾。水吸收了該熱量,將其轉化為蒸氣,然後蒸氣再使渦輪機轉動以發電。

輕水反應爐又可分為壓水反應爐(PWR)和沸水反應爐(BWR),但輕水反應爐的問題在於,雖然壓水式反應爐從設計來看可避免放射性蒸氣外洩,提高安全性,維護、運轉成本卻也相對高出許多,而沸水式反應爐則仰賴大量海水冷卻,不僅使能量轉換效率降低,也會導致沿海生態環境遭到破壞。

因此,TerraPower 的 Natrium 核反應爐採用另一種方法:液態鈉作為冷卻劑,液態鈉的沸點更高,並且能吸收比水還多出許多的熱量,這意味著反應爐內部不會累積高壓。

除了更安全的冷卻系統,Natrium 也具備儲能技術,像太陽能電廠一樣能在陰天、夜晚等沒有太陽的時間正常供電,實現 24 小時供電不停歇的目標。

最後,雖然 Natrium 在減少核廢料和整體建設成本上,Levesque 都表示比傳統電廠更高效率、安全且便宜。但對於核電使用的爭論正反方依舊僵持不下,若想再更深入了解輿論與核能技術創新的細節請見參考資料。

參考資料

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(本文提供合作夥伴轉載;首圖來源:flickr,CC Licensed。)

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