Många länder har avvecklat produktionen av kärnenergi på grund av oro för kärnavfall och risken för kärnkraftsolyckor. En ny studie undersökte effekterna av nedläggningen av ungefär hälften av kärnkraftverken i Tyskland efter Fukushima-olyckan i Japan 2011. Studien fann att de resulterande minskningarna av kärnkraften i första hand ersattes av produktion från koleldade källor och minskningar av nettoexporten av el. Författarna visar att övergången till fossilbränsleeldad kraft resulterade i avsevärda ökningar av föroreningar till en uppskattad årlig social kostnad på cirka 12 miljarder dollar.

Studien utfördes av forskare vid Carnegie Mellon University; University of California, Berkeley; University of California, Santa Barbara, och National Bureau of Economic Research (NBER). Det publicerades som ett NBER-arbetsdokument.

"Även om många rapporter har rekommenderat att kärnkraft ska vara en del av den globala lösningen på klimatförändringarna eftersom den ger minimala koldioxidutsläpp, många länder har minskat sin andel av energiproduktionen från kärnkraftskällor, främst på grund av säkerhetsproblem, " förklarar Akshaya Jha, biträdande professor i ekonomi och offentlig politik vid Carnegie Mellon Universitys Heinz College, som bidrog till studien. "Man kan dra slutsatsen av detta att de förväntade kostnaderna för kärnkraft överstiger dess fördelar. Men få studier har kvantifierat hela skalan av ekonomiska och miljömässiga effekter av att fasa ut kärnkraft."

I deras studie, forskare försökte dokumentera de kort- och medellångsmässiga effekterna av utfasningen av kärnkraft i Tyskland på flera marknads- och miljöresultat. Särskilt, studien fokuserade på stängningen av 10 av de 17 kärnreaktorerna i Tyskland mellan 2011 och 2017, efter Fukushima-olyckan. Tyskland planerar att stänga alla sina återstående kärnreaktorer till 2022. Forskare undersökte timdata om kraftverksdrift, inklusive efterfrågan på el, lokala väderförhållanden, och energi- och bränslepriser. De utvecklade också ett ramverk för maskininlärning som förutspådde mängden el som producerades av varje kraftverk i Tyskland under två scenarier - ett med kärnkraftsutfasning och ett utan.

Studien fann att kärnenergiproduktionen på grund av avvecklingen av kärnkraftverken ersattes i första hand av koleldad produktion och av import av el från omgivande länder. Övergången från kärnkraft till kraft som eldas med fossila bränslen resulterade i avsevärda ökningar av utsläppen av globala och lokala luftföroreningar. Dessutom, elpriserna steg på grund av avvecklingen av kärnkraftverk, så elproducenterna gynnades men tyska konsumenter fick betala mer, studien fann.

Forskare uppskattade den sociala kostnaden för avvecklingen under de första åren till cirka 12 miljarder dollar per år, med mer än 70 procent av kostnaden kommer från den ökade risken för dödlighet (uppskattningsvis 1, 100 dödsfall årligen) i samband med exponering för luftföroreningar som släpps ut från förbränning av fossila bränslen.

Att stänga kärnkraftverk hade fördelar:minskade risken för kärnkraftsolyckor och minskade kostnaderna för att lagra kärnavfall. Men även de största uppskattningarna av fördelarna med kärnkraftsavvecklingen var sannolikt mycket mindre än 12 miljarder dollar per år.

"Det är uppenbart att tyska medborgare bryr sig djupt om klimatförändringarna men ändå är utpräglat anti-kärnkraft, " säger Stephen Jarvis, en Ph.D. kandidat vid University of California, Berkeley, studiens huvudförfattare. "Oron för luftföroreningar har tenderat att få mindre uppmärksamhet i den här debatten, kanske för att riskerna med kärnkraft är mycket mer framträdande än kostnaderna för luftföroreningar i samband med fossilbränsleeldad produktion."

Bland begränsningarna i studien som författarna noterade är att data på anläggningsnivå om elproduktion inte var tillgängliga före 2015, och ekonomiska faktorer som förändrades under studiens gång kan ha påverkat resultaten på ett sätt som är oberoende av de studerade.

"Policiker runt om i världen står inför en svår avvägning, säger Olivier Deschenes, professor i ekonomi vid University of California, Santa Barbara, som också bidragit till studien. "När länder flyttar bort från kärnkraftsproduktion, trots de avsevärda ökningarna av driftskostnader och luftföroreningskostnader som kan vara förknippade med denna politik, det är viktigt för beslutsfattare och akademiker att förmedla de relativa kostnaderna för klimatförändringar och luftföroreningar kontra risk för kärnkraftsolyckor och avfallshantering till den röstande allmänheten."