在1986年切尔诺贝利核灾难发生的几年前,一座普罗米修斯雕像在切尔诺贝利核电站所在的普里皮亚季(Prypiat)落地建成。普罗米修斯这位希腊神话中的泰坦巨人,曾从众神手中盗走火种,赠给了人类。这座雕像震撼人心,普罗米修斯半裸着身子,半跪着,将狂舞的火舌散向空中,象征着人类战胜自然的力量,从众神手中夺走了宇宙创生和原子结构的秘密。
1986年4月26日晚,切尔诺贝利核电站的一座反应堆发生爆炸,引发了毁灭性的灾难。这座高达6米的雕像幸存了下来,但后来被移到了另外一个位置,其象征意义也发生了变化。如今,这座雕像矗立在切尔诺贝利核电站办公区入口前的纪念建筑群内,而这个纪念建筑群所追思的,是那些在切尔诺贝利核事故中牺牲的核电站操作员、消防员和其他最早投入救援的人。事实证明,这尊普罗米修斯无法掌控自己释放的烈火,如今它所象征的已非人定胜天,而是人类的狂妄自大。 1
雕像位置和象征意义的转变是一个悲伤的隐喻,真切地诠释了世界上许多地区对核能态度的变化。其中的一些地区经历了核事故,另一些地区则靠运气或谨慎避免了灾难发生。核武器,或者说“服务于战争的原子能”(atoms for war),于1945年8月在对广岛和长崎的轰炸中首次投入使用,从未得到世人的好评。与此相反,核能本身,或者说“服务于和平的原子能”(atoms for peace)——美国总统德怀特·艾森豪威尔(Dwight Eisenhower)于1953年在联合国的一次著名演讲中首次提出了这个说法,则在20世纪60—70年代核工业进入巅峰期之时点燃了希望,在全世界赢得了美誉。
艾森豪威尔保证“从士兵手上取走核武器”,并把它“交给那些知道如何拆除其军事外壳,并使之适用于和平的人”。他的目的是让美国民众和世界人民对美国日益扩大的核武库的安全性放心,阻止核武器扩散,促进世界经济发展。美国原子能委员会主席刘易斯·斯特劳斯(Lewis Strauss)于1954年秋做出呼应,宣称:原子能会让电的价格便宜到犯不着查电表。许多人还相信,原子能可以被用来治疗疾病、挖掘隧道;家家户户将安装原子能取暖设备;它不但可以驱动潜艇和破冰船,还能为轮船和火车提供动力。 2
核工业确实为我们的生活做出了巨大贡献,其中最突出的就是发电。在《服务于和平的原子能》演讲发表近70年后的今天,全世界约有440座在运核电机组,核能发电量约占全球总发电量的10%。虽然这一比例相当可观,却仍未带来什么实质性的变化。“服务于和平的原子能”最开始的承诺之所以未能兑现,主要是经济原因。如今在北美洲和欧洲,如果把直接成本和间接成本都计算在内,核能的发电成本不仅高于包括煤炭、天然气在内的化石燃料,也高于诸如水能、风能和太阳能等可再生能源。
不过,出于经济原因而反对核电,主要不在于发电成本,而是建造核电站的成本。一座核电站的建造成本现在至少是每兆瓦112美元,而太阳能电站是每兆瓦46美元,燃气电站为每兆瓦42美元,风力发电站则为每兆瓦30美元。而且,建造核电站耗时可长达10年,收回成本更是需要数十年。因此,如果没有政府的补贴和担保,核能的开发是极其困难的,甚至可以说完全没有可能。20世纪50年代是这样,今天依旧是这样。现有的核工业意味着永无止境的责任,因为还没有一座核电站完全退役(核电站无法直接“关闭”)。我们不知道退役过程一共会耗资多少,但完全有理由相信,这笔花费要比最初建站的费用更高。 3
另外,核能也没有在核不扩散方面起到应有的作用。核电技术的共享未能阻止核武器的发展,有时甚至会帮助无核国家获得核武器。印度就是典型的例子。该国利用加拿大提供的反应堆生产出了第一批钚原料,并以“和平核爆”的名义进行了首次核试验。如今,很多人担心伊朗也会效仿印度的做法,通过铀浓缩计划进一步向核武器生产迈进。 4
这是否意味着核能因成本太高、危险系数过大而无法持续发展了呢?核技术起源于20世纪中期,一度被人们寄予厚望,如今却未能实现当初的构想。它是否会被无法克服的经济障碍所压垮,自行消亡?核能的经济短板很明显,但此时宣告它出局还为时过早,武断否定其未来的发展潜能也有失公允。不论是出于经济、军事原因,还是为了竞争国际地位,各国发展核能的政治动力从未有丝毫减弱。现在,大多数国家尚未掌握核能技术,而一些地区的非核能源已经捉襟见肘。
然而,在过去10年左右的时间里,出现了一种强有力的支持使用核能的新论点,那就是气候变化。我们面临着前所未有的碳排放的威胁,对化石燃料的依赖程度又在以前所未有的速度增长。1990年,62%的电能是通过燃烧化石燃料产生的;2017年,这一比例升至近65%;到了2018年,无论从绝对意义还是相对意义上讲,这一比例都高于前一年。如何解决这一难题?许多政客、产业界人士、普通公众都觉得低碳的核工业是解决当前问题的出路之一,甚至不少环保活动家也这么认为。为了应对气候变化,经济合作与发展组织(OECD)下属的国际能源署在《世界能源展望2019》报告中勾勒了“可持续发展情景”(Sustainable Development Scenario),呼吁将核能发电量提升67%,这意味着在2017—2040年,核能的发电装机容量需要增长46%。国际能源署代表着31个成员国,它不仅关注核能,也关注其他所有类型的能源,它提出的这一构想似乎合理且公允。为何不采纳呢? 5
虽然核能发电在成本上无法与可再生能源一争高下,但风力发电和太阳能发电在全球电力生产中的比例仍然微不足道——2020年,在美国的电力生产中,二者分别只占8.4%和2.3%。尽管在2017—2020年,风力发电和太阳能发电的比例翻了一番,而且太阳能发电成了增速最快的发电方式,但仍有观点认为,可再生能源在短期内无法取代化石燃料,即使可以取代,也需要有能稳定供应、相对清洁的电能作为后备,以确保在无阳光、无风的数日甚至数月中,电网输出能保持稳定。毕竟,研制可储存多余电能并在需要时放电的电池仍是一大科技难题。 6
那么,为什么不发展核能呢?核能开发的支持者和反对者都认同这一点——影响核工业发展的一大因素,就是民众一直以来对反应堆安全性的担心,在某些国家,公众的紧张情绪甚至愈发强烈。这种担忧大幅延长了新反应堆建造的时间,增加了成本。在20世纪50—70年代赶上核能开发热潮的国家中,大部分国家的民众都担心堆芯熔毁事故和随之而来的放射性沉降物。不管各国政府对核能本身是支持还是反对,只要公众对核工业感到不安,政府就无法拿纳税人的钱来发展核能。
公众长久以来对核工业和推动核工业发展的政府缺乏信任,主要原因就是自20世纪50年代起发生的一系列军事和民用工业核事故。引发民用核工业领域“大地震”的三场重大事故分别为1979年的三里岛核事故、1986年的切尔诺贝利核事故和2011年的福岛核事故。这些事故不仅引起了公众对反应堆安全性的深切忧虑,还意外地将核工业变成了一种“周期性”的行业——每次事故发生后,订购和投产的核反应堆数量就会下降,之后随时间推移再缓慢上升。 7
虽然核工业呈周期性发展的背后还有其他因素——以经济因素为主,但与此同时,重大核事故和核工业衰退之间存在一定程度的关联,这一点也不容忽视。全球在建的反应堆数量在1979年,也就是发生三里岛核事故的那一年达到峰值;反应堆启动数量在1985年再次接近这一峰值,也就是切尔诺贝利核事故发生的前一年。2011年的福岛核事故导致数十座反应堆立即关停,至少在一定程度上导致了新建核电站数量的下降,而这一颓势自2011年持续至今。 8
无论是反对者还是支持者,都认为核事故是阻碍核能发展的主要原因。目前,对核能最强有力的支持声来自比尔·盖茨,他在自己所著的《气候经济与人类未来》( How to Avoid a Climate Disaster )一书中,承认核工业与核技术的“实际问题”导致了灾难发生,但同时也声称,放弃核能就像因为汽车会撞死人所以就放弃汽车一样。盖茨写道:“死于核事故的人远比在车祸中丧生的人少得多。”他满怀信心地将数亿美元投入下一代核反应堆的研发中。 9
要进一步讨论核能的安全性,我们就要重新审视核事故的历史,试着理解事故发生的原因和严重程度,思考我们能从中吸取什么教训、事故是否会重演。带着这个主要目标,本书分析了在全球最惨烈核灾难排行榜上位居前列的六大核事故,考察了一个被各国政府严格保密的国际产业——核工业。毕竟除此之外,还有哪个行业的“间谍”会被送上审判席,坐上电椅呢?
我将从“布拉沃城堡”(Castle Bravo)核试验讲起,这场核试验于1954年3月在马绍尔群岛进行,由于对氢弹威力和风向的预估有误,最终对人类健康和自然环境造成了严重损害,成为核时代的首次重大事故。随后,又有两起“服务于战争的原子能”的核工业事故在几天内相继发生。
第一起核事故发生在1957年9月底,事故地点是乌拉尔山脉克什特姆(Kyshtym)附近的一处制钚厂,那里的一个核废料罐发生爆炸,将数千万居里的辐射释放到大气之中。第二起事故发生在同年10月,事故地点是位于英格兰的温茨凯尔(Windscale)工厂,一个为制造原子弹和氢弹而生产钚和氚的反应堆起火,造成世界历史上首次重大核反应堆事故。之后,我还会讲述1979年3月发生的三里岛核事故、1986年4月的切尔诺贝利核事故和2011年3月的福岛核事故,这三场事故均发生在“服务于和平的原子能”的核工业领域。屡次发生的核灾难,不断加深了人们内心的这样一种印象:核能在本质上就是极度危险的。
就像我选择的这几起事故一样,我并未将核工业的军事起源与其初期发展阶段和成熟发展阶段分割叙述,因为一旦分割,就会掩盖“服务于和平的原子能”与“服务于战争的原子能”本质贯通、一脉相承的事实,前者继承了后者的反应堆设计、技术骨干和产业文化,当然还有财力资助。因此,克什特姆、温茨凯尔的两起制钚工厂事故与三里岛、切尔诺贝利、福岛的三起核电站事故被认为是迄今为止最严重的核事故,这也在人们的意料之中。 10
本书讲述的是一个全球性的故事。尽管各国政府竭尽全力保护本国的核机密,但核工业自诞生之初就是作为一个国际项目而发展起来的。核工业的科学家和从业者深知自己是国际协作中的一环,都在公开或秘密地关注着彼此的进展,他们站在同一条起跑线上,也有着相同的误解与过失。尽管全球目前有440座在运反应堆,但反应堆的基础型号还不到12种,均源自美国、苏联/俄罗斯、加拿大和中国的设计。核工业既是世界性的,也是地域性的,核事故也同样如此。要理解因依赖核能而可能造成的危险,最有效的方式就是仔细研究这些事故发生的原因,以及行业和政府的处理方式(包括利用或滥用信息、为处理事故后果而动用资源等)。
在此,我诚邀广大读者同我一起,对颇具戏剧色彩的核事故史进行一次探索。我不仅考察了那些事故责任人的所作所为和疏忽大意之处,还研究了导致事故发生的意识形态、政治、文化等因素。本书讨论的每起核事故发生后,政府都建立了委员会,用以调查事故原因、总结经验教训。核技术因此得到改进,而且每次事故后,安全程序和行业文化也得到了进一步完善。然而,核事故依旧反复上演。会不会有这样一种可能:我们忽略了导致核事故发生的政治、社会、文化因素,而这些因素在今天仍然伴随着我们?在解决这些问题之前,我们能对核工业的未来做出明智的判断吗?