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《能源系列報導》為什麼多國決定重投核電懷抱?

【李淑蓮╱北美智權報編輯部】

最近多個原本支持核廠退役的國家紛紛轉向,宣佈要讓其國內核廠延役,不僅如此,更要挹注數以千百億計的資金來創建更多大型及小型核子反應爐。此無他,因為核能可有效解決現今世上兩大危機:能源及氣候變遷。能源危機與氣候變遷可以說為核能帶來了突破性的發展契機,前者要追求能源多樣性,後者追求的是淨零排放,而被喻為最佳效率綠能的核能當然成為多國制定能源政策時的必選項目之一。然而,這些包括美日英韓在內的大國因2011年日本福島第一核電廠大地震事故引發公眾對核電安全產生疑慮,而凍結了其在核電廠方面的投資,使得建置核電廠的相關技術已被俄羅斯及中國超越,為了追趕技術斷層,必須投入更多的資金在新的核電廠建置上。然而,這並無阻多國重啟核電的決心,在邁向無核家園的路上,我國政府是否也應停、看、聽?

能源安全問題和近期能源價格飆升,特別是在俄羅斯入侵烏克蘭之後,凸顯了非石化能源和國內能源多樣化組合的重要性。俄羅斯入侵烏克蘭加劇了全球燃料市場原本已相當的緊張局面,並持續推高了電價。根據歐盟能源監管機構合作署(ACER)的數據,零售電價於2022年2月已平均同比增長30%,其中在發電嚴重依賴天然氣的地區價格漲幅最大,像是馬德里上漲 55%、羅馬上漲 80%。

另一方面,在過去幾年間,追求淨零排放(Net Zero Emissions,NZE)的國家越來越多,於2022年已有70多個覆蓋全球76%與能源相關的二氧化碳排放量的國家承諾要達成淨零排放目標;與2018年底時只有6個國家對淨零排放作出承諾相比,4年內翻了10多倍。

隨著各國邁向淨零排放的未來,可再生能源,尤其是風能和太陽光電,通常被視為最大的電力來源。然而,與此同時,也有越來越多國家宣布支持新的核電廠投資計劃。法國於2022年2月宣布計劃從2028年始耗資約 500 億歐元建置6座新的大型反應爐,並考慮到2050年再建造8座;同時承諾投入10億歐元開發創新反應爐,包括到 2030年建造小型模組化反應爐。中國則計劃持續目前的核反應爐建置步伐,以求達成到2060年實現碳中和的目標。南韓新總統尹錫悅也曾作出選舉承諾,表示會通過在兩個地點支持延長和重啟現有核電設施的服務期限,來扭轉韓國的淘汰核能政策,同時於2030年前尋求在海外建立10座使用韓國技術的核電廠。

表1. 各國於2020-2022年期之重大核能發展

如果沒有核能,全球實現淨零排放將困難重重

核能的部署增加了能源結構的多樣性,除了可以促進風能和太陽能等可變可再生能源的興起外,還能大大降低對石化燃料的依賴。第一次石油危機後的10年間,有近170 GW的核電廠開始建置;這些電廠仍占現今運行的核電容量40%。今天各國政府重啟核電有很大原因也是受能源危機影響。

另外一方面,作為成熟的大規模低排放能源,核能可有效協助電力供應脫碳。在國際能源總署(IEA)2050年的淨零排放設定中,能源部門的排放量從2020年到2030年要下降約40%,然後於2050年再下降到淨額為零。這條狹窄但可實現的途徑需要世界各國政府立即採取嚴格的政策行動,在多方面重塑能源系統。

在現實面,延長核電廠服務期限是於2050年實現淨零排放最具成本效益且不可或缺的一部分。儘管可再生能源在淨零排放能源供應中已占近90%的主導地位,但核能仍發揮著重要作用。如今,全球約有 260 GW(63%)的核電廠已使用30多年,並且接近其初始運營執照的期限。在過去3年延長服務的核電廠占全球核電廠約 10%,到了2030 年,在發達經濟體中運行的核電廠可能會縮減1/3。如今為了淨零排放的目標,過半數核電廠的服務期限都能延長了, 因此對其他低排放方案的需求減少了近 200 GW。到2030年,大多數延役核電廠的資本成本約為每千瓦 (kW) 500 美元至 1100 美元,在大多數地區與太陽能和風能相比,都極具競爭力。

核電在實現淨零排放的途徑中發揮重要的作用。在淨零排放歷程中,核電將從2022年初的413 GW翻倍至2050 年的812 GW;從現在至2030年,每年的核電容量將提升27 GW。如果各國不考慮核廠延役或建置新的核電廠,那核能在總發電量中的占比將從2020年的10%下降到2050年的3%,如此一來,太陽能和風能即需要填補此一空白,不僅需要更高的資本投資,也增加了能源供應的不確定性。如果像台灣一樣發展再生能源有先天性限制的國家,則需要用天然氣等低碳排能源來填補,成本更是可觀。

核能對安全和低排放電力系統的貢獻不被重視

IEA資料顯示目前核能在全球32個國家的運行的容量為413 GW,此容量可以每年減少 1.5 Gt (gigatons) 的全球二氧化碳排放和1800 億立方米 (bcm) 的天然氣需求。雖然風能和太陽能在替代石化燃料方面占有領導性地位,但它們也需要得到可調度資源的補充;作為僅次於水電的第二大低排放電力來源,具有可調度性和增長潛力的核能,已成為眾多國家的選擇。

然而,當前的電力市場設計未能充分體現核電的兩大好處。首先,核電是一種可調度資源,當一般供電系統負載接近可用供應能力水平時,核電系統可避免因停電而造成代價高昂的經濟和社會傷害。此外,核電是低排放的綠能,但大多數電力市場並沒有獎勵核電的低碳屬性。雖然許多國家都支持潔淨能源生產,如生產和投資稅收抵免以及補貼電價,但卻將核電排除於風能和太陽能可用的補貼或其他補助機制之外。

福島核災其實是可以避免的,不宜因噎廢食

一些國家在綠能的選擇上排除核能,主要是出於對安全和核廢料管理的疑慮,這些決定逐步淘汰核電的國家主要是出於公眾對安全問題的擔憂。在發生了三哩島核洩漏、車諾比核子反應爐破裂、及日本福島第一核電廠的三場重大事故後,許多國家的民眾對核電的支持都大幅減弱。那些保留及持續發展核能的國家,也強烈要求提升核廠的安全標準。

2011年發生的福島第一核電站事故促使各國重新評估和加強核安全和應急準備,許多國家對現有反應爐進行了安全檢查或壓力測試,並要求某些類型的反應爐進行安全改造。這些考量也導致一些國家調整了他們的核電使用計劃。像是德國,全國共建置了36座核反應爐,總容量為30 GW,在福島核災發生後即加快了所有這些反應爐的分階段關閉,目前大多數反應爐已經關閉,仍在運行的3座反應爐也將於 2022 年底關閉。其他歐洲國家像是西班牙、瑞典和瑞士,也宣布逐步淘汰或不更新其核電廠。在日本,許多在福島事故後關閉的核電廠尚未重新啟動,其核能發電的占比也從 2002 年的 35% 的高位下降到現今的5%左右。

福島事故引起全球關注核災的風險和潛在成本,因此決定閒置或關閉其他反應爐,而增加火力發電,從而導致石化燃料進口成本提升。然而,針對福島核災,官方調查得出的結論是,事故是應該被預見及預防[1]。

核災獨立調查委員會已確認,福島第一核電廠的結構無法承受2011年3月11日的地震和海嘯的衝擊。另一方面,福島第一核電廠也沒有做好應對嚴重事故的準備;事實上,東電和監管機構都意識到此類自然災害帶來的風險,但都沒有採取任何預防措施。

調查委員會指出,福島第一核電廠的1號機組之結構無法承受311帶來的強烈地震和海嘯,該核電廠的規格缺乏足夠的抗震和抗海嘯強度,因為(1)該核電廠1號至3號機組的建置的指引是1960年代後期的資料,因此建置的指引不完善,並且(2)核電廠周圍的區域被認為是地震活動最小的,甚至從未經歷過地震破壞。根據此一評估,其針對抗震設計中的最大地震加速度之安全容限水平設定為265 Gal[2],抗震性非常低。

此外,缺乏應付海嘯對策也是造成核災原因之一。福島第一核電廠是的1967年開始興建的,當時建置是建基於當時的地震學知識,以及在這種海嘯情況下核心損壞的可能性,然而,對於2011年311發生的緊急情況,早期地震學知識遠遠不夠。

追求非核家園路上的停、看、聽

由於再生能源發展未能達標,我國原定2025年達成再生能源占發電比例20%的目標已確定會延後至2026年10月,證明政策是應隨現實狀況調整的;同樣的,在邁向非核家園的路上,政府也應適時停、看、聽,而非不顧現實狀況一直往前衝。一般民眾也是如此,應該對核能及再生能源多加了解,才能作出明智的決擇。

停:自俄烏戰爭以來,世界局勢迅速變化,嚴重影響原物料供給及價格,決策者應該停下腳步,重新思考。

看:重新檢視既定的能源政策,特別是發展再生能源遇到瓶頸,是追求淨零排放的一大障礙,眼看2050年達成再生能源發電占總發電量60~70%的目標幾乎是不可能的任務,是不是該看看別的國家如何應對,提早作出調整?

聽:請政府多聽聽工商界的建議及諫言,工商界代表一致認為「政府的國家能源政策必須要重新檢討,在能源結構上不應排除核能,即使核四不商機,至少也要考慮新一代核能,將之列為選項。」[3]政府究竟有沒有聽進去?

【本文未完,完整內容請見《北美智權報》317期:《能源系列報導》為什麼多國決定重投核電懷抱?

※如欲轉載本文,請與北美智權報聯絡

【詳細內容請見《北美智權報》317期;歡迎訂閱《北美智權報》電子報

參考資料:

Nuclear Power and Secure Energy Transitions, International Energy Agency, IEA Publications, June 2022

The official report of The Fukushima Nuclear Accident Independent Investigation Commission, The National Diet of Japan Fukushima Nuclear Accident Independent Investigation Commission, 2012.

備註:

1. The official report of The Fukushima Nuclear Accident Independent Investigation Commission, The National Diet of Japan Fukushima Nuclear Accident Independent Investigation Commission, 2012.

2. Gal 為重力加速度的單位

3. 台灣能源結構 工商界:新一代核能列選項,工商時報 譚淑珍 2022.06.26

延伸閱讀

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