Byggingen av en ny reaktor ved Olkiluoto kjernekraftverk i Eurajoki, Finland, er ni år etter planen og mer enn $ US5 milliarder over budsjett. Foto courtesy of Teollisuuden Voima Oy

Kjernekraft er død. Long live kjernekraft. Kjernekraft er den eneste veien fremover. Kjernekraft er en rød sild. Kjernekraft er for farlig. Kjernekraft er den sikreste kraftkilden rundt. Nuclear er ingenting. Nuclear er alt.

Det er nå enighet om at verden må raskt redusere karbonutslippene for å bekjempe farlige klimaendringer, men "hvordan" av den prosessen forblir oppe for debatt. Og i den debatten ser ingenting ut til å produsere så sterkt motsatte synspunkter som atomkraft. Noen eksperter og advokater hevder at karbonfri kjernekraft representerer det eneste virkelige håp å holde planens temperatur i sjakk. Andre hevder at kjernefysisk er risikabelt, unødvendig og alt for dyrt til å gjøre en buk.

Det samme grunnleggende datasett - nåværende kjernefysiske anlegg, de under bygging, statusen for ny teknologi, historien om kostnader og forsinkelser, og noen få slående ulykker - produserer de helt motstridende meninger og spådommer. Kjernekraft er en Rorschach-test: Du ser hva du vil se - en rosenkjernen fremtid eller en gammeldags dinosaur i en langsom dødspiral - gjenspeiler dine egne synspunkter på energien nåtid og fremtid. I all sannsynlighet vil ingen bli bevist riktig eller feil i flere tiår.

I dag og i morgen

Kjernekraft står i dag for rundt 10 prosent av den totale kraftproduksjonen jorden rundt. Dette varierer kraftig etter land - i USA er frekvensen omtrent 20 prosent, i Russland og Tyskland er den litt lavere enn det, mens noen andre europeiske land får 40 og 50 prosent fra atomreaktorer. Frankrike har lenge ført veien proporsjonalt, med mer enn 75 prosent (den har den nest mest effektive reaktoren bak USA). Kina, men bygget raskt, tok mindre enn 3 prosent av sin kraft fra atomkraft i 2014.

Det er 442-reaktorer som for tiden er i drift globalt, og Det internasjonale atomenergibyrået sier at 66 er under bygging. Tjuefire av dem er i Kina; ingen andre land bygger for tiden mer enn åtte.

Det er kjernefysisk landskapet nå. Spørsmålet er hvordan vil det endre seg i de kommende årene? Og like viktig, hvordan bør det endres? Svarene på begge disse avhenger av hvem du spør.

Det internasjonale energibyråets World Energy Outlook 2014, som inkluderer en nær analyse av atomkraft, Prosjekter 60-prosentprang i global installert kapasitet av 2040, med nesten halvparten av den veksten som kommer fra Kina.

"Jeg tror vi definitivt trenger det i kampen mot klimaendringer. Dette er bredt anerkjent, sier det Jacopo Buongiorno, professor i kjernevitenskap og ingeniørfag ved Massachusetts Institute of Technology. "Fordi nå er det en så overveldende bekymring for klimaendringene, det er som en tidevann som løfter alle båtene. Alt som oppfattes som rent, går opp. Jeg synes det er absolutt nødvendig. "

Den typen opptak av kjernefysisk er ikke spesielt vanskelig å finne, men det er heller ikke denne: "Jeg tror ikke kjernekraft er en nødvendig komponent i det hele tatt," sier MV Ramana, en forsker ved Princeton's Nuclear Futures Lab. "Kjernekraft som en andel av elektrisitetsproduksjonen, vil trolig ikke falle i overskuelig fremtid. Hvis vi holder det som et middel for utslippsreduksjoner, vil vi ikke lykkes med å møte noen av de ambisiøse klimamålene som er satt "i de siste Paris avtale, der 195-landene ble enige om å redusere utslippene kraftig.

I løpet av denne avtalen, en gruppe av de mest fremtredende atomvåpenne - klimaforsker James Hansen, Stanfords Ken Caldeira og andre - skrev i Guardian at "atomkraft vil gjøre forskjellen mellom verden som mangler viktige klimamål eller å oppnå dem."

Dette ble møtt med særlig hard foraktighet fra Naomi Oreskes, Harvard science historiker og medforfatter av Merchants of Doubt, Hvem skrev et svar på Guardian branding denne "en ny, merkelig form for fornektelse."

Hjerte i Hansens og Oreskes uenighet betrakter nødvendigheten av atomenergi og den tekniske muligheten til å oppgradere fornybare energikilder: Er andre energikilder tilstrekkelig til å avvenne oss fra fossile brensler? Eller er det pålitelig, storskala (en enkelt ny reaktor kan nå 1,600 megawatt kapasitet, tre ganger størrelsen på verdens største solenergi planter) baseload kraft at atomkraft gir en nødvendig komponent av lav-CO2-fremtiden?

Den anti-nukleare siden av argumentet fokuserer på flere studier som har illustrert en fornybar energi-eneste måte å målet, noe som kan være billigere og fri for risikoen forbundet med atomkraft. Mark Jacobson, direktør for atmosfæren / energiprogrammet ved Stanford University, har utgitt statsspesifikke planer som viser hvordan 100-prosent fornybar energi inntrengning ville være oppnåelig. National Renewable Energy Laboratory, en del av US Department of Energy, publiserte sin "Fornybar Electricity Futures Study"I 2012 og forklarte en klar vei til 80 prosent penetrasjon i USA Andre har vist lignende ruter fremover.

Når det kommer til en hvilken som helst energikilde, er det kostnaden som sitter ved roten til diskusjonen. Kjernemessige argumenterer for at det er hindringer for å ha et rutenett som kjører helt på fornybare energikilder. Buongiorno sier for eksempel at intervallet mellom sol og vind virkelig kan løses ved å legge til store mengder strømlagring (i form av store batterier eller annen nyere teknologi slik som trykkluft) til rutenettet, og det ville forandre de pågående "fornybare prisene er neddykkende" fortellende.

"Når jeg hører folk sier" Å, kostnadene kommer ned, "kostnadene for generasjonen kan komme ned, men hvis jeg installerer den kapasiteten, tvinger jeg meg til å lagre energi, må du legge til disse kostnadene, sier han. Tenk på det som å kjøpe bil: Basisprisen høres greit ut, men det er alle alternativene og tilleggene som gir deg. Buongiorno sier at han forventer at kostnadene ved kjernefysisk bygging vil komme ned, og at når lagringskostnader for fornybar energi tas med i betraktningen, begynner kjernefysisk - med sin pålitelige 24/7 produksjon - å se mye mer attraktiv ut som et alternativ.

Milliarder og milliarder

Når det kommer til en hvilken som helst energikilde, er det kostnaden som sitter ved roten til diskusjonen. Å legge til mer atomkraft i nettet kan redusere noe av byrden på fornybar energi og lagring, men økonomien i kjernekraft i seg selv kan vise seg å være en uoverstigelig veisklokke.

Generelt, jo mer erfaring som akkumuleres med en gitt teknologi, desto mindre koster det å bygge. Dette har blitt dramatisk illustrert med fallende kostnader av vind og solenergi. Kjernen har imidlertid spratt trenden, i stedet demonstrerer en slags "negativ læringskurve" over tid.

Ifølge Union of Concerned Scientists løp de faktiske kostnadene ved 75 av de første kjernereaktorer som ble bygget i USA, over de første estimatene etter mer enn 200 prosent. Mer nylig har kostnadene fortsatt å ballong. Igjen ifølge UCS, den prislappen for et nytt atomkraftverk hoppet fra mellom US $ 2 milliarder og US $ 4 milliarder i 2002 hele veien US $ 9 milliarder i 2008. Sagt på en annen måte, prisen skutt fra under US $ 2,000 per kilowatt i de tidlige 2000ene opp til så høyt som US $ 8,000 per kilowatt av 2008.

Steve Clemmer, direktør for energiforskning og analyse ved UCS, ser ikke denne trenden endrer seg. "Jeg ser ikke mye bevis på at vi ser hvilke kostnadsreduksjoner [forutsetninger er] snakker om. Jeg er veldig skeptisk til det - flott hvis det skjer, men jeg ser det ikke, sier han.

Noen prosjekter i USA ser ut til å møte forsinkelser og overruns ved hver tur. I september 2015 ble en Sør-Carolina-innsats for å bygge to nye reaktorer på en eksisterende anlegg forsinket i tre år. I Georgia sa en januar 2015-innlevering av planteeieren Southern Co. at dens to ekstra reaktorer ville hopp med US $ 700 millioner i pris og ta ekstra 18 måneder å bygge. Disse problemene har en rekke årsaker, fra lisensforsinkelser til enkle byggfeil, og det er sannsynligvis ingen enkel løsning på problemet.

I Europa er situasjonen likt, med et par spesielt kjente eksempler som støtter en pall over bransjen. Byggingen startet for en ny reaktor på den finske Olkiluoto 3-fabrikken i 2005, men vil ikke fullføre før 2018, ni år sent og mer enn US $ 5 milliarder over budsjett. En reaktor i Frankrike, hvor atomkraft er den primære kraftkilden, er seks år etter planen og mer enn dobbelt så dyrt som projisert.

"Historien om 60 år eller mer av reaktorbygningen gir ingen bevis på at kostnadene vil komme ned, sier Ramana. "Som atomteknologi har modnet kostnadene økt, og alle de nåværende indikasjonene er at denne trenden vil fortsette."

Noen eksperter tviler imidlertid på ideen om at "negativ læringskurve" er iboende for kjernekraftindustrien. I en nyere artikkel Ted Nordhaus av energitanken Gjennombruddstituttet påpekte at historien om byggekostnader for atomkraftverk varierer dramatisk fra land til land. Sørkorea har for eksempel vist en relativt konsistent kostnadsnedgang over tid; Det importerte sin første design fra utenlandske selskaper med mer erfaring før hjemmelaget design tok tak, og alle landets planter er bygget og eid av et enkelt verktøy. Nordhaus skrev, “Med riktig politikk og institusjoner kan kjernefysiske anlegg bygges raskt, trygt og billig.”

Likevel har de fleste land sett kostnadsøkningen. Som det står, kan kun Kinas ikke-frie marked muliggjøre en virkelig rask utbygging av kjernefysiske anlegg; landets nåværende dominans av den nukleare byggevirmen gjenspeiler denne ideen, og 2016s femårsplan inneholder bestemmelser for å godkjenne og bygge seks til åtte nye planter hvert år.

Sammen med prisstigninger, sperrer spekteret av store ulykker over hver diskusjon av et atomvåpen. Bransjen, for sin del, hevder at fordelene med kjernekraft er verdt prislappen. Nuclear Energy Institute, som representerer anleggseiere, byggherrer, designere, leverandører og tilknyttede selskaper, bemerker det i USA kjernekraft genererer så mye som $ 50 milliarder hvert år fra elektrisitetssalg og inntekter, og gir rundt 100,000 jobber. Mangelen på karbonutslipp, selvfølgelig, gir bare til fordelene.

Fukushima-skyggen

Sammen med prisstigninger, sperrer spekteret av store ulykker over hver diskusjon av et atomvåpen. Ved de fleste tiltak er atomkraft blant de sikreste energiformer som noen gang har blitt uttalt. Men når det går galt, går det galt i spektakulær og skremmende mote.

Ulykken ved Fukushima Daiichi i Japan i 2011 førte til nedleggelse av alle plantene i det landet (med svært begrenset reaktor omstart kommer bare i fjor), og det har overbevist Tyskland og Belgia om å fullføre energikilden helt. Selv om disse fasene utgjør kun en håndfull totalreaktorer, setter de dem på ideen om en revolusjonerende atomkraft.

Mange argumenterer for de fryktelige reaksjonene, og utfasninger er ikke helt logiske i sammenheng med klimaendringer. Fukushima resulterte tydeligvis i en nedgang i global støtte for atomkraft, men den offentlige opinionen fortsetter å variere kraftig etter land. I USA har en Gallup-undersøkelse om nukleær gunstighet vist en nedgang siden Fukushima, men ikke en dramatisk. I 2015 offentlig støtte til bruk av kjernekraft svevet ved 51 prosent, ned fra en topp på 62 prosent i 2010. Den samme meningsmålingen fant at bare 35-prosent mener at regjeringen burde legge mer vekt på atomkraft; Til sammenligning ønsker 79 prosent mer fokus på solenergi.

Fettere til frykten for en massiv nedsmelting er både bekymringen over spredning av atomvåpen og bekymringer over avfallshåndtering. Brukt kjernekraft er lagret på stedet for atomkraftverk i bassenger av vann eller forseglet i tørr vaskeoppbevaringog tiår gamle argumenter over geologiske repositories er usannsynlig å bli løst når som helst snart. Med hensyn til våpen produserer atomkraftverk plutonium i løpet av deres reaksjoner, som kan være gjort til bomber hvis nok er akkumulert terrorisme og tyveri er dermed konstante bekymringer. Begge disse problemene arbeider for å forlenge risikoen for å strekke seg ut bak atomkraft, og begge mangler umiddelbare løsninger.

Teknologiske gjennombrudd?

Tilhengere av kjernekraft holder ut håp om at ny teknologi vil forbedre økonomien og redusere fryktfaktoren. Det er kontinuerlig innsats for å utvikle seg små modulære reaktorer, som produserer omtrent en tredjedel eller mindre av en fullstrømsreaktors utgang og kan teoretisk bygges raskere og billigere. Allison Macfarlane, regissør for George Washington University Senter for internasjonal vitenskap og teknologi og tidligere leder av US Nuclear Regulatory Commission, bemerker at de ulike selskapene som jobber med disse bare en (NuScale Power) forventes nå å sende inn søknadsmateriale til regulatorer i 2016 - et trinn som fremdeles er år fjernet fra virkelige reaktorer.

Andre teknologiske enhjørninger, men i mange tilfeller på tegnebrettet i flere tiår, forbli fremdeles i avstand: forskjellige drivstoffkilder som f.eks. thorium, smeltet saltkjølte reaktorer, selv byggeanlegg på flytende plattformer som de som brukes til oljeboring (et prosjekt som Buongiorno hos MIT er tungt involvert i) er alle på bordet. Disse har varierende potensielle fordeler: En flytende plante kan bruke sjøvann som en billig og enkel måte å avkjøle reaktoren på og ville lindre noen av sikkerhetsfaren ved å holde anlegget vekk fra folk og i nærheten av kjølevæske dersom en ulykke oppstår; thorium kan redusere avfall og produsere kraft mer effektivt, men a UK regjeringsrapport i 2013 kalt fordelene "overdrevet" og eksperter har advart det kan øke spredning risiko, Og Smeltete salter kan operere ved lavere trykk enn standard vannkjølte reaktorer, noe som gir en viss sikkerhetsfordel.

Kjernefysisk forskning og utvikling beveger seg imidlertid i en snegls tempo, i stor grad av sikkerhetsmessige grunner. Hvis målet er rask utslippsreduksjon, er det uklart om noen av denne nye teknologien kan spille en rolle.

"Jeg tror vi må jobbe med det, se om vi kan utvikle noen nye teknologier, men de kommer ikke til å være en løsning på kort sikt," forteller Macfarlane om de små modulære reaktorene. "Noen av disse andre tingene som bare eksisterer på papir akkurat nå? Jeg tror de er langt lenger ut. "

Clemmer, fra UCS, er enig i at de neste 15-årene eller sannsynligvis ikke vil ha mye av en atomrevolusjon. Han sier at 2030 til 2050-perioden vil være en avgjørende tid for atomkraft, med mange eksisterende anlegg i USA og andre steder på grunn av pensjon - IEA-prosjektene nesten 200 reaktor pensjonering av 2040. I den tidsrammen kan kanskje noen av den nye teknologien gjøre det til markedet.

Endre perspektiver

I de kommende årene kan det komme ned til hvor dramatisk virkningen av klimaendringer blir for å tvinge Rorschach-muddlen til å løse inn i et klart bilde.

"Som tiden går, og virkningen av klimaendringene blir mer og mer ekte - tørke og varmebølger og havnivå økning og stormflom, problemer med kyststrømmen, kraftigere orkaner og ødeleggende stormer, og slike ting er også en våkne til folk, sier Clemmer. "Forhåpentligvis vil det nok være nok av en våkneavtale at vi vil kreve tiltak for å takle klimaendringer og redusere utslippene. I den verden, kanskje er det mer av et positivt lys som ville bli kastet på atomkraft. "

Macfarlane foreslår også at de endrede perspektiver på energibehov kan forandre nuklein formue. "Vi går gjennom disse forskjellige overgangene som et samfunn," sier hun. Tidligere har disse overgangene erstattet tre med kull for å hjelpe byene til å vokse, og tilsett olje for å mate en bom i transport.

"Kjernen oppfylte aldri en av de slags behov," sier hun. "Vi går gjennom en annen overgang der vi må decarbonize våre energikilder, og kanskje det vil fylle mer av et naturlig behov nå. Vi får se."