核能发电可以在帮助世界在本世纪中叶实现零碳排放的关键目标方面发挥关键作用，特别是在风能资源不足的国家，根据在自然能源工作的段磊和肯卡尔代拉（Lei Duan and Ken Caldeira）的卡内基全球生态系统。
人类活动正在将碳污染排放到大气中，影响全球碳循环并导致气候变暖，并改变了降水模式。根据政府间气候变化专门委员会的说法，为了尽量减少灾难性的气候影响，人类必须努力将全球平均气温相对于工业化前水平保持在 1.5 摄氏度以下。为了实现这一目标，专家组表示，到本世纪中叶，整个能源系统的碳排放量必须达到零。
“风能和太阳能等可再生能源非常适合减少碳排放，”段说。“然而，风和太阳的可用性每天都有自然变化，以及跨地理区域，这给总排放量减少带来了复杂性。”
今天，风能和太阳能提供的能源缺口可以通过天然气发电来弥补。然而，在零排放电力系统中，需要另一种方式在没有阳光、没有风的情况下提供电力。
先前的研究表明，通过增加风能和太阳能收集装置可以减少 80% 的碳排放。然而，由自然资源的这种可变性造成的供需差距将需要对基础设施进行重大变革——大规模扩大能源储存和传输能力，以及能源生产基础设施——才能实现 100% 的弃电。
“要确定最后 10% 或 20% 的脱碳，我们的工具箱中需要有更多工具，而不仅仅是风能和太阳能，”Caldeira 解释说。
为了评估核电满足这一需求的可能性，Duan 和 Caldeira 与 TerraPower LLC 的 Robert Petroski 和 Gates Ventures LLC 的 Lowell Wood 一起调查了 42 个国家的风能和太阳能资源，并使用这些信息来评估核电的能力提供低成本能源，替代天然气作为备用能源。他们的分析侧重于确定哪些国家将尽早从探索核电作为其能源套件的一种选择中受益。
他们发现，在美国等具有适当地理和气候条件以产生充足风力发电的国家，除非需要克服脱碳的最后一道障碍，否则不会部署核能。但在巴西等风能资源较差的国家，战略性地利用核电可以更快地摆脱碳排放。
“在严格的温室气体排放控制下，核电提供的可靠发电在大多数国家的电网中具有很大的潜在价值，”段总结道。“风能资源贫乏的地方可以在零排放的道路上更早地从核能中受益，而风能资源非常好的地方只需要它来摆脱最后的碳排放痕迹。”
Caldeira 补充说：“我们的分析着眼于以今天的价格消除二氧化碳排放的最便宜的方式。我们发现，以今天的价格，核能是消除几乎所有地方所有电力系统碳排放的最便宜的方式。但是，如果储能技术成为非常便宜，那么风能和太阳能可能是实现零排放电力系统成本最低的途径。”
研究报告：“考虑全球风能和太阳能资源的深度脱碳电力系统中灵活核电的程式化最低成本分析”
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