核能 有时被描述为不产生温室气体排放，这对于核裂变反应本身而言确实如此。但以下列出了核能循环中所有会排放温室气体的阶段：铀矿开采、铀矿石加工、将铀矿石转化为六氟化铀、铀浓缩、燃料制造、反应堆建设、反应堆退役、乏燃料后处理、核废料处置、矿址修复，以及贯穿所有阶段的运输。
在这些阶段，温室气体既会直接排放（例如由卡车排放），也会间接排放（例如使用钢铁和水泥等材料；这些材料是在排放密集型工艺中制造的）。
量化所有这些排放相当复杂，但我们可以尝试采用一种称为“生命周期评估”的方法来进行估算。政府间气候变化专门委员会《 可再生能源与气候变化减缓特别报告 》（见第731—732页）引用了其中一项估算结果，我认同这一结果。
核能与其他能源的生命周期排放比较。
IPCC《可再生能源与气候变化特别报告》
这表明，尽管存在许多温室气体排放阶段，而且研究人员迄今能够纳入考量的因素有限，但核能的总体生命周期排放很可能低于化石燃料。
我对各种估算的审阅 表明，核能的温室气体排放量为每千瓦时电力10至130克二氧化碳，平均为每千瓦时65克——与风能大致相同。相比之下，燃煤发电的排放量约为每千瓦时900克，燃气发电约为每千瓦时450克。核能温室气体排放量中约有15%至25%来自核电站的建设、维护和退役。
另一项分析由能源顾问扬·威廉·斯托姆·范·吕文和菲利普·史密斯完成，预测核能排放最终可能与天然气相当。不过，这一高估值明显偏离了IPCC评估所列的其他结果，主要是因为它假定铀矿需要彻底修复为“未开发绿地”——而大多数分析者认为没有必要这样做。
但为什么公认估算的范围如此之广？要回答这个问题，不妨再列出一组可能影响计算的因素：矿石品位（纯度）、铀浓缩方法、反应堆的使用年限和效率，以及计算方法所采用的假设。不幸的是，这些假设会对结果产生重大影响——事实上，它们可能是 不同分析结果之间差异的最大来源。
计算方面的考量
有些分析选择忽略许多供应链环节——例如，为制造钢材所需的铁矿石开采过程中排放的温室气体；钢材用于制造卡车，而卡车又用于运输建造反应堆所需的水泥。如此等等，供应链数以百万计，极其复杂，这一点毋庸置疑；但忽略这些供应链环节的排放会造成显著的系统性误差。
值得注意的是，许多关于风能和太阳能生命周期排放的研究也存在类似误差，这些技术的实际生命周期排放往往同样被低估。不过，对于大多数可再生能源，其供应链排放仍远低于化石燃料发电厂（见上表）。
矿石品位也会显著影响总体排放，因为矿石纯度越低，为提取铀而必须加工的材料就越多。另一个使计算更加复杂的因素是，在一些矿山（例如澳大利亚的 奥林匹克坝），铀是其他矿产（此处为铜）开采的副产品，这意味着不应将全部温室气体排放都归因于铀。
铀从地下开采出来并经过加工，形成名为“黄饼”的干燥矿石精矿后，必须进一步“浓缩”，以提高可裂变铀的比例，使其足以用作核燃料。不同方法产生的温室气体排放各不相同：例如， 离心浓缩所需能量远少于 气体扩散。
善后修复
最后一个需要考虑的因素是铀矿清理修复所产生的温室气体排放。所需能源基本上取决于人们如何判断何为安全做法，包括如何尽量减少放射性，以及如何降低接触废弃矿尾矿中有毒重金属的风险。
铀从矿石中提取时， 原有放射性约有85%仍留在加工尾矿中，主要以钍和氡的同位素形式存在。自20世纪50年代以来，排放和安全标准已大幅改进，但目前的矿山修复工作究竟有多安全，仍不明确。根据 联合国原子辐射影响科学委员会（UNSCEAR）的说法，加工尾矿造成的全球性辐射暴露，是整个核燃料链中最重要的辐射暴露来源。
斯托姆·范·吕文和史密斯对生命周期排放的估算之所以如此之高，主要是因为他们假定必须将铀矿尾矿夹在膨润土层之间，以遏制辐射。然而，我对 现有数据的审阅 表明，目前的矿山修复所造成的平均辐射暴露，不到居住在土壤和岩石中放射性元素天然浓度较高地区的人群所受剂量的十分之一；在这些地区，并未发现肺癌发病率上升。如果这一点属实，且不存在更广泛的安全管理问题，那么这就表明，没有必要采用新的、高排放强度的措施来修复铀矿。
与任何其他科学评估一样，我们对核燃料循环的结论基于现有认知，而我们的认识仍不完整。仍有许多不确定性，尤其是在判断如何应对将持续数千年的放射性衰变过程时。我们的结果也往往基于平均条件，未将反应堆事故或核废料泄漏等极端事件纳入考量。
不过，有一点很明确：归根结底，核能的温室气体排放源于这样一个事实——除了核聚变本身之外，几乎所有过程环节都需要能源；而世界上的大部分能源至今仍来自化石燃料。
本文与 The Conversation合作发布。本文的发布并不代表世界经济论坛认可文中观点。
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作者：曼弗雷德·伦岑是悉尼大学物理学院综合可持续性分析中心（ISA）的可持续性研究教授。
图片：2014年8月20日，人们眺望比利时北部多埃尔核电站的冷却塔。路透社/弗朗索瓦。
