Der Bau eines neuen Reaktors im Kernkraftwerk Olkiluoto in Eurajoki, Finnland, liegt neun Jahre hinter dem Zeitplan und mehr als $ 5 Milliarden über dem Budget. Foto mit freundlicher Genehmigung von Teollisuuden Voima Oy

Atomkraft ist tot. Es lebe der Kernenergie. Atomkraft ist der einzige Weg vorwärts. Die Kernenergie ist ein roter Hering. Atomkraft ist zu gefährlich. Die Kernkraft ist die sicherste Energiequelle um. Nuclear ist nichts. Nuclear ist alles.

Es wird nun allgemein anerkannt, dass die Welt schnell Kohlendioxid-Emissionen zu reduzieren, müssen einen gefährlichen Klimawandel zu bekämpfen, sondern das "Wie" des Prozesses zur Debatte bleibt auf. Und innerhalb dieser Debatte scheint nichts so krass entgegengesetzte Standpunkte wie die Kernenergie zu erzeugen. Einige Experten und Befürworter argumentieren, dass Kohlenstoff-freien Kernenergie repräsentiert die einzig wahre Hoffnung halten die Temperatur des Planeten in Schach. Andere behaupten, dass die Kern ist riskant, unnötig und viel zu teuer, eine Delle zu machen.

Die gleichen Grunddaten festgelegt - Kernkraftwerke derzeit bestehenden, im Bau befindlichen, den Status der neuen Technologien, die Geschichte der Kosten und Verzögerungen, und ein paar auffällige Unfälle - produziert diese völlig widersprüchliche Meinungen und Prognosen. Die Kernkraft ist ein Rorschach-Test: Sie sehen, was Sie sehen wollen - eine rosige Zukunft Kern oder eine alte Welt-Dinosaurier in einem langsamen Todesspirale - Ihre eigenen Ansichten über die Energie Gegenwart und Zukunft reflektieren. Aller Wahrscheinlichkeit nach wird niemand über Jahrzehnte richtig oder falsch erwiesen.

Heute und morgen

Die Kernenergie macht heute rund um 10 Prozent der gesamten Stromerzeugung auf der ganzen Welt. Dies variiert stark von Land - in den USA kostet etwa 20 Prozent, in Russland und Deutschland ist es ein wenig niedriger als das ist, während einige andere europäische Länder 40 und 50 Prozent aus Kernreaktoren zu bekommen. Frankreich ist seit langem die Art und Weise proportional geführt, bei mehr als 75 Prozent (es die zweite am Gesamt Reaktoren hat, hinter den USA). China, obwohl schnell bauen, zog weniger als 3 Prozent seiner Energie aus Atom in 2014.

Derzeit sind weltweit 442-Reaktoren in Betrieb, und die Internationale Atomenergiebehörde sagt, 66 befindet sich derzeit im Bau. Vierundzwanzig von denen sind in China; Kein anderes Land baut derzeit mehr als acht.

Das ist die Kernlandschaft jetzt. Die Frage ist, wie wird es in den kommenden Jahren ändern? Und ebenso wichtig ist, wie sollte es ändert sich? Die Antworten auf diese beiden hängen davon ab, wen Sie fragen.

Die Internationale Energieagentur World Energy Outlook 2014einschließlich einer genauen Analyse der Kernkraft, Projekte ein 60 Prozent Sprung in global installierten Leistung von 2040, wobei fast die Hälfte dieses Wachstums aus China.

"Ich denke, wir müssen es auf jeden Fall im Kampf gegen den Klimawandel. Dies wird allgemein anerkannt ", sagt Jacopo Buongiorno, Professor für Nuklearwissenschaften und Technik am Massachusetts Institute of Technology. "Weil jetzt es so eine überwältigende Besorgnis über den Klimawandel ist, ist es wie eine Flut, die alle Boote hebt. Alles, was als sauber wahrgenommen wird, geht nach oben. Ich denke, dass es unbedingt notwendig ist. "

Diese Art der Übernahme von Atomkraft ist nicht besonders schwer zu finden, aber auch nicht diese: „Ich denke nicht, dass Atomkraft überhaupt eine notwendige Komponente ist“, sagt er MV Ramana, ein Forscher am Princeton Nuclear Futures Lab. "Kernenergie als Anteil an der Stromerzeugung wird voraussichtlich nur in absehbarer Zeit abnehmen. Wenn wir dies als Mittel zur Emissionsminderung beibehalten, werden wir es nicht schaffen, eines der ehrgeizigen Klimaziele zu erreichen, die in den letzten Jahren gesetzt wurden Paris Vereinbarung, In denen vereinbart 195 Länder-Emissionen deutlich zu reduzieren.

Im Vorfeld dieser Vereinbarung hat eine Gruppe der prominentesten Nuklearpropagenten - Klimawissenschaftler James Hansen, Stanfords Ken Caldeira und andere - in der schrieb Guardian dass "Kern den Unterschied zwischen der Welt fehlt entscheidenden Klimaziele zu erreichen oder sie zu machen."

Dies wurde besonders hart abgelehnt Naomi Oreskes, Harvard Wissenschaftshistoriker und Co-Autor von Merchants of Doubt, Wer schrieb eine Antwort auf die Guardian Branding dieses "eine neue, seltsame Form der Ablehnung."

Das Herz von Hansen und Oreskes Uneinigkeit "in Bezug auf die Notwendigkeit für die nukleare und die technische Machbarkeit der erneuerbaren Energien Aufstockung: Sind andere Energiequellen ausreichend uns Kraftstoffen aus fossilen zu entwöhnen? Oder ist die zuverlässige, groß angelegte Grundlastkraft (ein einziger neuer Reaktor kann 1,600 Megawatt Kapazität, dreimal so groß wie der weltweit größten Solaranlagen erreichen), dass die Kern eine notwendige Komponente des kohlenstoffarme Zukunft bietet?

Die antimikrobielle Seite des Arguments konzentriert sich auf mehrere Studien, die einen Weg der erneuerbaren Energien zum Ziel aufgezeigt haben, der billiger und frei von den mit nuklearen Risiken verbundenen Risiken sein könnte. Mark JacobsonDirektor des Programms Atmosphäre / Energie an der Stanford University, hat, veröffentlicht länderspezifische Pläne zeigen, wie 100-Prozent erneuerbare Energien Penetration wäre erreichbar. Das National Renewable Energy Laboratory, ein Teil des US-Energieministeriums, veröffentlichte sein "Erneuerbare Elektrizität Futures-Studie“In 2012 und erläuterte einen klaren Weg zur prozentualen Durchdringung von 80 in den USA. Andere haben ähnliche Wege gezeigt.

Wenn es um irgendeine Energiequelle geht, sind es Kosten, die der Diskussion zugrunde liegen. Nuclear Befürworter argumentieren, dass es Hindernisse sind ein Gitter vollständig laufen auf erneuerbare Energien zu haben. Buongiorno, zum Beispiel sagt, dass die intermittency von Solar- und Wind kann realistischerweise nur durch Zugabe von großen Mengen an Stromspeicher angesprochen werden (in Form von große Batterien oder andere neuere Tech sowie Druckluft) an das Stromnetz, und das würde die laufenden "erneuerbaren Preise fallen" Erzählung ändern.

"Wenn ich höre die Leute sagen, 'Oh, die Kosten nach unten kommen," die Kosten für die Generation Vielleicht kommt es zu einem Ausfall, aber wenn die Installation dieser Kapazität mich zu einem Energiespeicher zwingt, müssen Sie diese Kosten hinzufügen “, sagt er. Stellen Sie sich das wie einen Autokauf vor: Der Grundpreis klingt in Ordnung, aber es sind alle Optionen und Add-Ons, die Sie erhalten. Buongiorno geht davon aus, dass die Kosten für den Bau von Kernkraftwerken sinken werden. Wenn die Lagerkosten für erneuerbare Energien berücksichtigt werden, sieht Atomkraftwerk mit seiner zuverlässigen 24-Stunden-Leistung als Alternative viel attraktiver aus.

Milliarden und Milliarden

Wenn es um irgendeine Energiequelle geht, sind es Kosten, die der Diskussion zugrunde liegen. Wenn mehr Atomkraft in das Stromnetz eingespeist wird, könnte dies einen Teil der Last für erneuerbare Energien und Speicher verringern, aber die Wirtschaftlichkeit der Kernkraft selbst könnte sich als unüberwindbare Blockade erweisen.

Im Allgemeinen gilt: Je mehr Erfahrung mit einer bestimmten Technologie gesammelt wird, desto weniger kostet der Aufbau. Dies wurde dramatisch mit der illustriert fallende Kosten von Wind- und Solarenergie. Nuclear hingegen hat dem Trend entgegengewirkt und stattdessen eine Art "negativen Lernkurve" im Laufe der Zeit.

Nach Angaben der Union of Concerned Scientists gingen die tatsächlichen Kosten von 75 für die ersten in den USA gebauten Kernreaktoren über die ursprünglichen Schätzungen hinaus mehr als 200 Prozent. In jüngster Zeit haben sich die Kosten weiter erhöht. Wiederum nach UCS Preisschild für ein neues Kernkraftwerk gesprungen zwischen 2 und 4 Milliarden in 2002 und 9 2008 in XNUMX. Anders ausgedrückt, der Preisschuss von unter US $ 2,000 pro Kilowatt in den frühen 2000s so hoch wie US $ 8,000 up pro Kilowatt von 2008.

Steve Clemmer, der Direktor für Energieforschung und -analyse bei UCS, sieht diesen Trend nicht verändert. "Ich sehe nicht viele Beweise dafür, dass wir über die Arten von Kostensenkungen sprechen werden, über die [Befürworter] sprechen. Ich bin sehr skeptisch - großartig, wenn es passiert, aber ich sehe es nicht ", sagt er.

Einige Projekte in den USA scheinen Verzögerungen und Überschreitungen auf Schritt und Tritt zu haben. Im September verzögerte sich 2015, ein Versuch in South Carolina, zwei neue Reaktoren in einem bestehenden Werk zu bauen, um drei Jahre. In Georgia, eine Januar-2015-Einreichung von Pflanzenbesitzer Southern Co. sagte, dass seine zusätzlichen zwei Reaktoren würde Sprung von US $ 700 Mio. in Kosten und eine zusätzliche 18 Monate zu bauen. Diese Probleme haben eine Reihe von Ursachen, von Lizenzverzögerungen bis zu einfachen Konstruktionsfehlern, und es wird wahrscheinlich keine einfache Lösung für das Problem gefunden.

In Europa ist die Situation ähnlich, und einige besonders ungeheuerliche Beispiele werfen der Industrie einen Schatten. Der Baubeginn für einen neuen Reaktor im finnischen Olkiluoto 3-Werk in 2005 wird erst mit 2018, neun Jahre später und mehr als abgeschlossen US $ 5 Milliarden über Budget. Ein Reaktor in Frankreich, wo Kernkraft die primäre Energiequelle ist, ist 6 Jahre hinter dem Zeitplan und mehr als doppelt so teuer wie geplant.

"Die Geschichte der 60 Jahre oder mehr Reaktorgebäude keinen Beweis bietet, dass die Kosten sinken", sagt Ramana. "Als Kerntechnik hat gereift Kosten erhöht, und alle gegenwärtigen Anzeichen dafür, dass sich dieser Trend fortsetzen wird."

Einige Experten bestreiten jedoch die Idee, dass die "negative Lernkurve" ist untrennbar mit der Atomindustrie. In einem jüngsten Papier Ted Nordhaus vom Energie-Think-Tank Das bahnbrechende Institut wies darauf hin, dass die Geschichte der AKW Baukosten dramatisch variiert je nach Land. Südkorea, zum Beispiel, hat einen ziemlich konsistenten Rückgang der Kosten im Laufe der Zeit gezeigt; es importiert seine ersten Entwürfe von ausländischen Unternehmen mit mehr Erfahrung, bevor homegrown Designs halten hat, und alle Pflanzen des Landes sind gebaut und gehört einem einzigen Dienstprogramm. Nordhaus schrieb"Mit den richtigen Richtlinien und Institutionen können Kernkraftwerke schnell, sicher und kostengünstig gebaut werden."

Dennoch haben die meisten Länder die Kostensteigerung gesehen. Wie es aussieht, nur Chinas nicht-freien Markt für eine wirklich schnelle Ausbau von Atomanlagen ermöglichen; die aktuelle Dominanz der Kern Bauwelt des Landes spiegelt diese Idee, und die 2016 Fünfjahresplan enthält Bestimmungen zu genehmigen und zu bauen sechs bis acht neue Anlagen eines jeden Jahres.

Neben Preissteigerungen schwebt das Gespenst schwerer Unfälle bei jeder Diskussion über ein nukleares Scale-Up. Die Industrie argumentiert ihrerseits, dass die Vorteile von Atomkraftwerken den Preis wert sind. Das Kernenergie-Institut, das representiert Pflanzenbesitzer, Bauherren, Designer, Lieferanten und verbundene Unternehmen, stellt fest, dass in den USA Kernkraft erzeugt so viel wie $ 50 Milliarden jedes Jahr aus Stromverkäufen und Einnahmen und bietet rund 100,000 Arbeitsplätze. Der Mangel an Kohlenstoffemissionen trägt natürlich nur zu den Vorteilen bei.

Der Fukushima-Schatten

Zusammen mit Preiserhöhungen, schwebt das Gespenst von schweren Unfällen über jede Diskussion über ein Kern Scale-up. Durch die meisten Maßnahmen Atomkraft zu den sichersten Formen von Energie, die je entwickelt wurden. Aber wenn es nicht schief gehen, geht es schief in spektakulären und erschreckende Art und Weise.

Der Unfall in Fukushima Daiichi in Japan in 2011 führte zu einer Stilllegung aller Anlagen in diesem Land (mit sehr begrenzte Reaktorneustarts kommen erst letztes Jahr), und es hat Deutschland und Belgien überzeugt, die Energiequelle vollständig auslaufen zu lassen. Obwohl diese Ausfälle nur eine Handvoll von ganzen Reaktoren ausmachen, dämpften sie die Idee eines revolutionären nuklearen Scale-Ups.

Viele argumentieren, die ängstliche Reaktionen und Phasen-outs sind nicht ganz logisch im Kontext des Klimawandels. Fukushima hat eindeutig zu einem Rückgang der globalen Unterstützung geführt für die Kernenergie, aber die öffentliche Meinung weiter nach Land stark variieren. In den USA hat eine Gallup-Umfrage über die nukleare favorability einen Rückgang seit Fukushima gezeigt, aber nicht dramatisch ist. In 2015 öffentliche Unterstützung für die Nutzung der Kernenergie bei 51 Prozent schwebte, von einem Höchststand von 62 Prozent in 2010. Die gleiche Umfrage ergab jedoch, dass nur 35-Prozent der Meinung sind, dass die Regierung "mehr Nachdruck" auf Atomwaffen legen sollte; Zum Vergleich, 79 Prozent wollen mehr Fokus auf Solarenergie.

Cousins ​​auf die Angst vor einer massiven Kernschmelze sind sowohl die Sorge über Weiterverbreitung von Atomwaffen und die Sorgen über die Abfallentsorgung. Abgebrannten Kernbrennstoff wird zur Zeit auf dem Gelände der Kernkraftwerke gespeichert in Wasserbecken oder in trockenen Behälterlager versiegelt und Jahrzehnte alte Argumente über geologische Repositories sind unwahrscheinlich, dass in absehbarer Zeit gelöst werden. Im Hinblick auf die Waffen produzieren Kernkraftwerke Plutonium im Verlauf ihrer Reaktionen, die sein kann, in Bomben gemacht wenn genügend akkumuliert wird; Terrorismus und Diebstahl sind somit konstant Sorgen. Beide Probleme arbeiten, um die Schatten der Gefahr zu verlängern hinter Kernkraft ausstrecken, und beide fehlen sofortige Lösungen.

Technologische Durchbrüche?

Befürworter der Atomkraft hoffen, dass neue Technologien die Wirtschaftlichkeit verbessern und den Angstfaktor reduzieren. Es gibt laufende Bemühungen, sich zu entwickeln kleine modulare Reaktoren, Die produzieren etwa ein Drittel oder weniger eines Full-Size-Reaktors Ausgang und theoretisch schneller und kostengünstiger gebaut werden können. Allison MacfarlaneDirektor der George Washington University Zentrum für internationale Wissenschafts- und Technologiepolitik und dem ehemaliger Vorsitzender der US Nuclear Regulatory Commission, Stellt fest, dass der verschiedenen Firmen auf diesen nur einem Arbeits (NuScale-Leistung) wird derzeit erwartet, dass die Bewerbungsunterlagen tatsächlich an die Aufsichtsbehörden in 2016 übermittelt werden - ein Schritt, der noch immer anhält Jahre entfernt von den tatsächlichen Funktionieren Reaktoren.

Weitere technologische Einhörner, obwohl in vielen Fällen auf dem Zeichenbrett für Jahrzehnte bleiben noch in der Ferne: unterschiedliche Brennstoffquellen wie Thorium, Salzschmelze gekühlten ReaktorenSelbst Bau von Anlagen auf schwimmenden Plattformen, wie sie für Ölbohrungen (ein Projekt verwendet, die Buongiorno am MIT ist stark involviert in) Sind auf dem Tisch alle. Diese haben unterschiedliche potentielle Vorteile: Eine schwimmende Anlage Meerwasser als billige und einfache Weise nutzen könnten, den Reaktor zu kühlen und würde einige der Sicherheit Ängste lindern, indem die Pflanze weg von Menschen zu halten und in der Nähe eines Kühlmittels im Falle eines Unfalls; Thorium könnte Abfall zu reduzieren und produzieren Strom effizienter, wenn auch ein UK Bericht der Regierung in 2013 nannte die Vorteile "übertrieben" und Experten haben gewarnt es könnte Proliferationsrisiken erhöheneschriebenen Art und Weise; und geschmolzene Salze können bei niedrigeren Drücken betrieben werden als Standard wassergekühlte Reaktoren, bietet einige Sicherheitsvorteile.

Die nukleare Forschung und Entwicklung bewegt sich jedoch im Wesentlichen aus Sicherheitsgründen im Schneckentempo. Wenn das Ziel eine schnelle Emissionsreduktion ist, ist unklar, ob eine dieser neuen Technologien eine Rolle spielen kann.

"Ich denke, wir müssen einige Arbeit auf, es zu tun, ob wir ein paar neue Technologien entwickeln können, aber sie sind nicht überhaupt eine Lösung in naher Zukunft sein wird", sagt Macfarlane über die kleinen modularen Reaktoren. "Einige dieser anderen Dinge, die nur auf dem Papier existieren gerade jetzt? Ich denke, sie sind viel draußen weiter. "

Clemmer von UCS stimmt zu, dass die nächsten 15-Jahre kaum eine nukleare Revolution darstellen werden. Er sagt, dass die Zeit von 2030 bis 2050 eine entscheidende Zeit für Atomkraft sein wird, da viele bestehende Anlagen in den USA und anderswo in Rente gehen werden - die IEA-Projekte fast 200 Reaktoren durch 2040. In diesem Zeitraum könnte vielleicht ein Teil der neuen Technologie es auf den Markt bringen.

Sichtwechsel

In den kommenden Jahren mag es darauf ankommen, wie dramatisch die Auswirkungen des Klimawandels werden, um das Rorschach-Wirrwarr zu einem klaren Bild zu führen.

"Im Laufe der Zeit und die Auswirkungen des Klimawandels werden mehr und mehr real - Dürren und Hitzewellen und Meeresspiegelanstieg und Sturmfluten, Überschwemmungen an der Küste, stärkere Hurrikane und verheerende Stürme und solche Dinge sind auch ein Weckruf für die Menschen ", sagt Clemmer. "Hoffentlich wird es an einem gewissen Punkt eines Weckrufs reichen, dass wir Maßnahmen fordern, um den Klimawandel anzugehen und Emissionen zu reduzieren. In dieser Welt gibt es vielleicht mehr von einem positiven Licht, das auf Atomwaffen fallen würde. "

Macfarlane schlägt auch vor, dass die wechselnden Perspektiven auf den Energiebedarf nukleare Vermögen verschieben könnte. "Wir gehen durch diese verschiedenen Übergänge als Gesellschaft", sagt sie. In der Vergangenheit haben sich diese Übergänge Holz mit Kohle ersetzt Städten zu helfen zu wachsen, und fügte hinzu, Öl einen Boom beim Transport zu füttern.

"Nuclear hat niemals eine dieser Bedürfnisse erfüllt", sagt sie. "Wir gehen durch einen anderen Übergang, bei dem wir unsere Energiequellen entkarbonisieren müssen, und vielleicht wird es jetzt mehr natürliches Bedürfnis erfüllen. Wir werden sehen."