核技术如何帮助确保空气清洁
发布时间 : 2021-02-20

位于芬兰的Olkiluoto核电站。核电站在运行中几乎不排放空气污染物。(图/原子能机构)
        在过去的半个世纪中,由化石燃料驱动的能源相关的温室气体(GHG)排放增加迅猛,目前占到所有温室气体排放量的三分之二以上。诸如核能之类的清洁能源,正成为人们关注的焦点,因为这些能源不仅可以帮助全球气候变化目标的实现,还能减少空气污染,以保护人们的健康。
        影响人类健康的最大环境风险,正是全球范围内的空气污染。
        世界卫生组织(WHO)称,据一项2016年的估计,中国每年有近200万人由于接触受污染的空气中可深入肺部和心血管系统的颗粒物,而死于环境空气污染和家庭空气污染。
        中国所在的西太平洋地区,也是儿童遭受大气污染情况最严重的几个地区之一。
        空气污染与气候变化息息相关。除了加剧气候变化外,化石燃料的提取和燃烧所产生的各种有毒气体的排放也是空气污染物的主要来源。
        这是一个双重问题:空气污染会影响健康——微小的、肉眼不可见的污染颗粒物会深入我们的肺部、血液和细胞。世界卫生组织称,因中风、慢性呼吸系统疾病和肺癌而死亡的三分之一,以及因心脏病发作而死亡的四分之一,都是由这些污染物引起的。
        空气污染还会影响气候——短期气候污染物(SLCP)是与健康影响和地球近期变暖最相关的污染物之一。这些污染物包括甲烷、黑碳、地面臭氧和硫酸盐气溶胶。它们对气候影响显著,尤其是黑碳和甲烷,是继二氧化碳之后导致全球变暖的主要因素。

        在过去的50年中避免了200万例死亡

        48座正在运行的的核电站以及10座在建核电站,对中国低碳能源布局的重要性与日俱增。
        在努力限制未来的空气污染物和温室气体排放,同时满足全球能源需求的努力中,核电可能继续发挥重要作用。与煤炭、石油或天然气不同,核电在运行过程中不会释放任何温室气体。根据历史生产数据,国际能源署(International Energy Agency)于2019年进行的一项研究发现,在过去五十年中,核电帮助全球减少了60千兆吨以上的CO2等效净温室气体排放。据美国国家航空航天局(NASA)的一篇名为《煤炭和天然气远比核电更具伤害性》的文章,这避免了约200万人的死亡,否则他们可能会因空气污染而死。

各个国家/地区在1971年至2009年间,每年由于核电避免的平均净死亡人数。(图/美国国家航空航天局)
         “几十年来,核电已经成为低空气污染和低碳发电一贯采用的能源,利用核电的可靠能力可以帮助各国实现可持续发展目标,”原子能机构副总干事、核能司司长Mikhail Chudakov说,“随着接下来数年中电力需求的预期快速增长,核电毫无疑问将在此问题上当仁不让。”
        如果没有核电,实现全球气候目标将变得困难,这是去年11月国际原子能机构气候变化和核电的作用国际会议上,科学家、经济学家和政策制定者们在此议题上达成的共识。

        支持国家可持续发展目标

        包括核电在内的核技术可以在缓解、监测和适应气候变化方面发挥重要作用。
        原子能机构使用能源、经济和环境(3E)分析,协助各国政府认识到核技术与国家可持续发展目标的兼容性及其对社会经济发展、气候保护和能源安全的可能贡献。
        原子能机构广泛分发的能源建模工具以及与之相配合的专家培训和援助举措,使其成员国能够构建可持续的能源战略,以确保制定适当的能源和环境政策。
        原子能机构还在努力促进核反应堆技术和核电非电应用方面的发展和创新。热电联产十分节能,因此它可以同时节省成本并减少温室气体排放。将核能用于联合发电能提供许多经济上的、环境上的以及和效率相关的效益。

        核污染解决方案

        “诸如辐照技术之类的非能源核应用可以在净化空气污染方面发挥重要作用,满足监管要求并保护环境。”国际原子能机构放射性同位素产品与辐射技术部主管Joao Osso Junior说,“国际原子能机构通过辐照技术帮助各国将化石燃料的排放转化为高质量的农业肥料。”
        电子束加速器,即产生电子辐射束的机器,是一种多污染物处理技术,可在一个步骤中同时去除二氧化硫和氮氧化合物等空气污染物,而不会产生废物。Osso Junior解释说,尽管使用其他各种化学和物理过程的常规技术在去除二氧化硫和氮氧化合物污染物方面具有相似的效率,但安装和操作成本更高,并且会产生需要特殊处理方法的废物。
        国际原子能机构在波兰支持的一个项目帮助该国建立了一个大型电子束加速器设施,以处理燃煤电厂的烟气,从而大大减少了二氧化硫、氮氧化合物和多环芳烃的排放。
        Osso Junior说:“辐照技术是绿色的,同时具备成本和时间的高效性,而且还是对抗空气污染的非常有效的工具。”
        同位素和核技术还用于监测温室气体和颗粒物通过大气的路径、预测其分布并估计其对生态系统的影响。

        来源:国际原子能机构