当今美国近20%的电力来自核能。美国拥有世界上最大的核舰队，92个反应堆分布在全国各地。其中许多发电厂已经运行了半个多世纪，正接近其预期寿命的终点。

政策制定者正在讨论是退役老化的反应堆还是加强其结构以继续生产核能，许多人认为核能是气候变暖的煤炭、石油和天然气的低碳替代品。

现在，麻省理工学院的研究人员表示，衡量核电未来还有另一个因素需要考虑：空气质量。核能除了是一种低碳排放源外，就其产生的空气污染而言，它也是相对清洁的。如果没有核能，空气污染的模式将如何改变，谁会感受到它的影响？

麻省理工学院团队在新研究今天出现在自然能源他们提出了一个全国所有核电站都已关闭的情景，并考虑了煤炭、天然气和可再生能源等其他能源如何满足全年的能源需求。

他们的分析表明，随着煤炭、天然气和石油资源的增加以弥补核能的缺乏，空气污染确实会增加。这本身可能并不奇怪，但该团队对预测进行了统计，估计空气污染的增加将对健康产生严重影响，导致在一年内额外5200人因污染而死亡。

然而，如果有更多的可再生能源可供能源网使用，如预计到2030年，空气污染将得到减少，尽管不是完全减少。该团队发现，即使在这种更令人振奋的可再生能源情景下，该国某些地区的空气污染仍略有增加，导致一年内共有260人因污染死亡。

当他们研究直接受污染加剧影响的人群时，他们发现黑人或非裔美国人社区（其中居住在化石燃料厂附近的人数不成比例）受到的污染最大。

麻省理工学院地球系研究生、首席作者Lyssa Freese说：“当你考虑核关闭时，这为环境健康和社会影响等式增加了一层，在那里，对话通常集中在事故和采矿或长期气候影响造成的当地风险上。”，大气和行星科学（EAPS）。

麻省理工学院数据、系统与社会研究所（IDSS）和EAPS教授、研究作者诺埃尔·塞林（Noelle Selin）补充道：“在关于保持核电站开放的辩论中，空气质量并不是讨论的焦点。”。“我们发现，化石燃料工厂造成的空气污染破坏性极强，任何加剧污染的因素，如核关闭，都将产生重大影响，对某些人的影响更大。”

该研究的MIT合作作者还包括首席研究科学家塞巴斯蒂安·伊斯坦（Sebastian Eastham）、纪尧姆·乔西埃（Guillaume Chossieère）SM’17，博士’20，以及加州大学戴维斯分校的阿兰·杰恩（Alan Jenn）。

过去，当核电站关闭时，化石燃料的使用也随之增加。1985年，田纳西河谷的反应堆关闭导致煤炭使用激增，而2012年加州一家工厂的关闭导致天然气增加。在德国，核电几乎完全被淘汰，最初增加燃煤发电以填补缺口。

注意到这些趋势，麻省理工学院的研究小组想知道，如果完全淘汰核能，美国能源网将如何应对。

弗里斯说：“我们想考虑一下能源网未来会发生什么变化。”。“我们知道煤炭使用量正在下降，而且已经有很多工作在研究煤炭使用对空气质量的影响。但没有人研究过空气质量和核电，我们也注意到它们正在下降。”

在这项新的研究中，该团队使用了Jenn开发的能源电网调度模型来评估美国能源系统将如何应对核电关闭。该模型模拟了全国每个发电厂的产量，并连续运行，逐小时估算全国64个地区的能源需求。

与实际能源市场的运作方式很相似，该模型选择根据成本来提高或降低工厂的产量：在任何给定时间生产最便宜能源的工厂优先于更昂贵的能源供应电网。

该团队向模型提供了有关各工厂全年排放量和能源成本变化的可用数据。然后，他们在不同的场景下运行该模型，包括：一个没有核电的能源电网，一个与今天类似的包括核电的基线电网，以及一个没有核能的电网，该电网还包括预计到2030年将增加的其他可再生能源。

他们将每个模拟与大气化学模型相结合，以模拟每个工厂的各种排放物如何在全国各地传播，并将这些轨迹叠加到人口密度地图上。对于污染路径中的人群，他们根据接触程度计算了过早死亡的风险。

系统响应

他们的分析表明了一个明确的模式：没有核电，空气污染总体上恶化，主要影响到东海岸地区，那里的核电厂大多集中。没有这些工厂，研究小组观察到，与基准情景相比，煤炭和天然气工厂的产量增加，导致全国5200人因污染死亡。

他们还计算出，更多的人也可能因二氧化碳排放量增加造成的气候影响而过早死亡，因为电网可以弥补核能的缺乏。二氧化碳额外流入造成的气候相关影响可能会在下个世纪导致16万人死亡。

弗里斯说：“如果我们试图将核电站视为能源系统的一部分，那么我们需要考虑如何让核电站退役。”。“关闭一些本身没有直接排放的设备仍然会导致排放量增加，因为电网系统会做出反应。”

塞林补充道：“这可能意味着我们需要部署更多的可再生能源，以填补核能留下的漏洞，而核能本质上是一种零排放能源。”。“否则，我们的空气质量就会下降，而这是我们不一定指望的。”

这项研究部分得到了美国环境保护署的支持。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。