编者按：G20峰会将于2016年9月4日-5日在中国杭州召开，据悉，美国总统奥巴马将参加，并将与国家主席习近平就节能减排问题进行会谈，本文重点从核电对美国碳排放影响进行了简单分析。
美国核电现状
目前全球有四百多座商用电站，总装机容量达近400GW，另有六十多座在建。核能发电已站全球发电17%，全球16个国家在很大程度上依赖于核电，其核电占比超过本国电力供给的1/4。其中法国电力来源中，核电贡献3/4左右；比利时、捷克、芬兰、匈牙利、斯洛伐克、瑞典、瑞士，斯洛文尼亚，乌克兰等国的核电占比达1/3或更多；南韩、保加利亚核电提供30%以上的电能；美国、英国、西班牙、罗马尼亚核电占各国电能的20%；日本过去很大成分上依赖核电，占比超过1/4。
近几年，美国已经有12个核反应堆关闭或准备退役，包括刚刚关闭的加利福尼亚核电站。但其运行核电机组数量依然还有近百个，是世界核电机组最多的国家。
如果没有核电，美国会是什么样子呢？
回答这个问题，通过比较其他形式的发电和比较相应碳排放量，可以有更深入了解。
2015年，美国所有核电厂产生797000千兆瓦时的电能，假如这些核电都不复存在，而是由其他能源替代，将会发生了什么事呢？
l 如果所有的核能都由化石燃料来替代，使用美国能源信息管理局的单位排放数据计算结果如下：
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发电能源 |
美国的二氧化碳排量增加 |
全球二氧化碳排量增加 |
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煤 |
14% |
2.1% |
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天然气 |
8.2% |
1.2% |
数据显示，若用煤取代美国所有的核能发电，将导致整个美国的二氧化碳排放量增加14%，而对全球排的二氧化碳放量将增加2.1%，这相当于增加另一个德国；
若用天然气替代核能会稍微好一点点。用天然气替代所有核能发电将导致美国碳排放量增加8.2%，对全球增加二氧化碳放量1.2%，相当于增加另一个巴西。
用化石燃料替代核能发电，毫无疑问将会使美国重新回到克服碳排放目标的严重问题上去。
l 让我们考虑如果所有的核能都被风能和（光伏）太阳能取代，又会发生什么事情呢？
很显然，用另一个无碳排放的能源替代另一个不无碳排放的能源将无需考虑碳排放的问题，但还有其他重要的因素要考虑-如容量因子。（容量因子是发电机组在给定的运行期间内实际发电量与其最大可能发电量的比值。最大可能发电量是机组的额定电功率和时间的乘积。容量因子不仅包含了可利用率，也包括了电网等外界因素。）
风和太阳能发电的的容量因子是所有能源发电里最低的，这意味着需要更多的风能或太阳能发电装机容量，以提供相同数量的电功率。下表是美国2015年核能，风能和太阳能发电相关数据。
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发电能源 |
装机容量 |
占全美国发电总量比例 |
容量因子 |
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核能 |
98,729 MW |
20% |
92.2% |
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风能 |
73,992 MW |
4.7% |
32.5% |
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太阳能 |
27,635 MW |
0.97% |
28.6% |
数据来源: INSTALLED CAPACITY DATA FROM EIA.GOV, AWEA, SEIA. RAW GENERATION DATA AND CAPACITY FACTOR DATA FROM EIA.GOV.
换句话说，按照容量因子换算，将需要提供309 GW的风电或570 GW的太阳能发电才能替代由核核能产生的98 GW电能。这并不是说，风能和太阳能不是清洁能源的重要来源，但足以说明核能发电的的重要性和高效性。
参考资料：
2. Maxx Chatsko，What Would the United States Look Like Without Nuclear Energy?2016.8.30.
