就在全世界为缺电发愁的2021年深秋,德国却宣布它要在2022年关闭境内最后三座核电站,彻底放弃核能发电。这消息就像一颗爆裂开来的核弹,震惊了全世界。

德国为什么要弃核?接下来它将靠什么发电?这是一个有趣的问题。

德国宣布2022年放弃核电

你可能会说,弃核没什么大不了的,发电的方式有很多呀!没错,电是一种能量,它可以利用许多种方式生产出来。通常我们会将机械能转化为电能,另一种方式就是利用光能发电。

水电站是利用水向下流的势能带动水轮机转动来发电;风力发电机利用风力推动叶片旋转的机械能发电;火电厂通过燃烧化石燃料获得热能来烧开水,再用水蒸气推动汽轮机发电;核能发电也是一样利用核裂变产生的热能烧开水发电。与火电厂不同,核电不排放二氧化碳等温室气体,属于清洁能源——如果不考虑核废料怎么处理的话。

核电站冷却塔飘出来的是水汽

欧洲人很“重视”环保,不喜欢二氧化碳,温室气体这个概念最早就是欧洲科学家提出,德国、意大利和美国科学家还因研究气候变暖获得了2021年诺贝尔物理学奖。照理说核电是解决能源短缺以及温室气体这一对矛盾的有效手段,为什么德国要放弃核能,并且关得这么急?

德国“废核”计划

德国人不喜欢温室气体,更讨厌原子能,他们还对高压输电线有强烈的恐惧。原子能让人联想到原子弹,并且核废料和核泄漏问题一直没有得到很好解决,这种担心并不无道理。为减少燃煤发电造成的严重空气污染,德国曾一口气在前西德地区建设了17座核电站(东德的4座在两德统一期间被关闭,没有计算在内),现在这些设施大多老旧,关闭的代价可以接受。1986年乌克兰切尔诺贝利事故造成的放射性污染令德国蒙受损失,2011年3月日本福岛核灾难促使德国更快做出全面弃核的决定。

德国是欧洲老牌工业国,它的国土面积还不如云南省大,却是世界第四大经济体,同时也是全球第六大能源消耗国。2020年德国总发电量为571900Gwh(5719亿度电),其中核能发电60918Gwh,约占总发电量的11%。

核电占德国能源重要地位

那么问题来了:关闭核电站造成的缺口不是小数目,一个强烈依赖能源供应维持经济活动的工业国,突然少了11%电力供应,无异于一场灾难。怎么才能填补这609亿度电的巨大窟窿呢?

风力发电占到2020年德国总发电量的27.2%,这是一个非常高的比例。德国陆上风电占大头,为了获得更大更稳定的风能并且不打扰居民,德国在其西北部黑尔戈兰湾的北海海面上建设了规模巨大的风力发电场。

德国陆地及海上风电分布

无论是风力发电还是太阳能发电,推进清洁能源是一个循序渐进的过程。凭借在风力、太阳能和生物质能发电上提供巨额补贴,到2020年,德国清洁电能占比接近50%,这是一个了不起的成绩,但指望靠风力和太阳能发电短时间内填补核电缺口并不现实。

德国拆除核电站冷却塔

随着核电站一座座被关闭,越来越多燃煤电厂的烟囱又重新冒出滚滚浓烟。

原因很简单:德国的莱茵地区拥有全欧洲最大的煤炭储量,那些原先被关停的燃煤电厂并没有被拆除,它们大多建在露天煤矿旁边,能够以很低的成本获得燃料——褐煤。

2021年上半年,煤炭价格飙升,但德国传统能源发电量却比2020年同期逆势上涨20.9%,与之相对应,清洁能源发电量从52%跌到44%。一个解释是:天气不好,风小了。

2021年德国清洁能源供应下降

清洁能源靠天吃饭,下雨天和晚上,太阳能发电基本停止;风小了,风力发电机就转不动。传统能源旱涝保收,问题是燃烧褐煤会严重污染环境。

褐煤是一种低热值泥炭,因为含水量高,它的碳含量仅有约25~35%。褐煤埋层浅,开采便宜并且储量大,几乎全部用来作为发电使用。德国有大量燃煤电厂就建在褐煤矿旁边,源源不断的廉价煤炭通过输送带直接送进锅炉,这大大节省了运输费用,因此发电价格很有竞争力。即使每排放一吨二氧化碳要交40欧元的罚款,电厂依然有钱可赚。

褐煤发电不只排放大量碳,还排放许多二氧化硫和汞等重金属,这极大污染当地空气和地下水。德国人当然知道烧煤不好,所以他们计划在2038年前关停全部燃煤电厂,至于说十几年后能不能做到,那是另外一回事。

威斯韦勒褐煤发电厂就建在露天煤矿旁边

2020年德国出口了18900Gwh的电,同时又进口了33600Gwh的电能,总体上多进口了14700Gwh,也就是147亿度的电。这到底是怎么回事?

大量的风力和太阳能电站位于德国北部,照理说南边要用电,拉几条高压线就完了。但德国人认为高压线不好,会让他们生病,于是,电力公司先把电输送到隔壁的波兰,让高压线从波兰走,兜一个圈再通过捷克送回到德国南部地区。从人家那里过你得付钱,并且路程越长电能的损耗越大,由此增加的成本自然要让大家买单。

德国人如今要交全欧洲最高的居民电价——每度电0.37美元,约合2.39元人民币,并且未来还会上涨。

核电不安全,烧煤污染环境又有碳排放,清洁能源又不稳定,怎么办?务实的德国人当然不会用爱发电,他们选择从周边国家进口电力。

德国反核者

2020年11月德国与比利时电网建立互连,12月又把电缆通到挪威,但向德国出口电力最多的还是法国。法国核电占总发电量70.6%,高居全球首位,同时法国也是全球最大的电力出口国,每年出口700亿度电。法国在法德边境就建有3座核电站12个反应堆,年发电总量达94507Gwh(945亿度),以后德国电不够了可以向法国增加购买。

法国每年从它在非洲的前殖民地国家挖掘大量铀矿生产核燃料,同时又将用过的核废料运回非洲掩埋,因此他们不担心核废料污染问题。

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