邁向2050淨零,台灣不需要靠核能發電

總統府設立的國家氣候變遷對策委員會將在8月8日召開首次會議,聚焦氣候變遷對台灣的衝擊,以及能源電力供需二大議題。由於擁核派的童子賢擔任副召集人,核電議題可能將會是討論之列。

2023年核電佔全球發電量9.1%,目前在台灣僅占不到3%,這樣的占比早在能源供應中無足輕重。國際上許多以模擬實現《巴黎協定》所訂氣候目標的研究指出,實現《巴黎協定》氣候目標並不需要核能發電,再生能源的發展才是實現氣候目標的關鍵和主要動力。

然而在台灣擁核派工商大老,在面對氣候變遷時,腦袋中的想法除了擁抱核電,就提不出其他促進再生能源發展與提升能源效率的對策,更忽略了核電仍充滿未解決的技術挑戰。這些技術挑戰只在一定程度上得到控制,但核電的安全風險和投資失敗可能性仍然存在,從技術創新系統的角度來看,核工業在過去長期處於衰退狀態,核電始終沒有足夠的經濟效益能夠與其他發電技術競爭。

也因此核電不應該成為國家氣候變遷對策委員會討論的議題,如下說明。

核災風險仍不可被避免

國際許多科學家早已指出,核災的風險無法被可信的量化,核能本身就是具備高度風險的技術,從核能技術發展以來,核災與事故屢屢發生。

恰好今年七月剛出版《原子與灰燼:核災的全球史》繁體中文版新書就能作為參考,這本書整理、回顧了過去80年與核能有關的六場災難,再再顯示人類從歷史中學到的教訓就是「永遠學不會教訓」,核災不是「像彗星撞地球怎麼辦?」的問題,而是真實的歷史教訓,這本書恰好就可以當成最好的教材。

瑞士蘇黎世理工學院教授維特利(Spencer Wheatley)的研究指出,從1970年代以來核事故發生的頻率雖然有下降的趨勢,但每十年仍會發生嚴重事故或事件。從統計角度來看,像福島核災這樣等級的事故每60至150年發生一次的概率為50%,而三哩島事件等級的事故則是每10至20年發生一次。

台灣的工商大老從台電官網上看發電成本,就認為核電是所有能源中「最便宜」的,但台電官網的計價方式,根本沒把核廢料處理成本納入,也沒估列入核災風險。這樣的計價方式實際上是將風險轉嫁到全國人民身上,因為核能的風險無法保險,核電廠運營商僅承擔象徵性責任,例如美國1957年通過《普萊士—安德森法案》(Price-Anderson Act)免除核電廠運營商對事故進行保險的責任,只需支付很少陪償金額。

在台灣的《核子損害賠償法》,明定營運商台電的賠償金額上限42億新台幣,這樣的金額在全球甚至是吊車尾的。以處理福島核災的成本為例,目前已超過23兆日幣以上(4.6兆新台幣),擁核者忽略核電背後巨大的潛在成本,就大聲喧嘩的說核電「最便宜」的說法,根本就是謊言。

核能發電不具真實的經濟效益

核電的成本高昂,無論是從經濟面考量私人資本投資於核電廠建設計畫的成本,或是從環境面來看,仍需面對事故、熔毀、鈾礦開採、恐怖主義風險等對社會負面影響的代價成本,都非常高昂。戰後,人們期望商業核電將在下個十年內迅速變得具有經濟效益,並成為發電的主要來源。

但是,自1951年以來建造的600多座反應爐中,沒有一座是透過私人資本和競爭性市場環境而建造的

工商大老所期待未來新核能,從現有對未來核電投資的分析表明,它們不會產生有利可圖的回報。全球新核電建設計畫都需要靠大量的政府補貼才能維持,例如在美國喬治亞州的沃格爾(Vogtle)計畫、芬蘭的奧爾基洛托(Olkiluoto)計畫、法國的弗拉芒維爾(Flamanville)計畫以及英國的欣克利角C(Hinkley Point C)計畫,都是依靠大量政府補貼才能彌補虧損。

造成這些巨額虧損的主要原因是建設成本高,包括資金成本、專案週期長、收入不確定且低。即使將反應爐壽命延長至60年也不會顯著改善結果。

此外,這些計算中沒有考慮額外成本,包含拆除、核廢料處置儲存與核災的社會成本。從拉札德銀行所建的模型推估顯示,以超過5.4%的折現率計算,核電是最昂貴的發電方式。以10%的折現率計算,核電的均化能源成本幾乎是陸域風電的4倍。若將快速下降的固定(電網平衡)成本(例如儲存或補充購電)加計到美國未經補貼的太陽光電和風電中,其綜合成本在45美元/MWh至140美元/MWh間,這始終比新核電平均180美元/MWh的成本更便宜。

延役核電更不是解方

近期核電延役的議題在台灣引起熱議,執政黨雖無意提出核電延役的政策與修法,在野黨卻對延役議題充滿狂熱,想要透過國會多數,推翻執政黨在選舉期間的對選民的承諾,但在野黨也不管核能安全、延役成本等問題,只是想將前述問題交由行政部門回答,根本是倒推舉證責任,也試圖侵害、施壓行政權。

2023年全球在運轉中的407座反應爐中,有265座已運轉31年以上。這些反應爐通常運轉年限通常為30至40年,因此需要靠其他發電技術、新反應爐或延役來準備替補,但核電延役會需要投入更多資金,用以維護成本與安全升級成本。

以核電大國──「法國」為例,法國審計院(Court of Auditors)預估為了讓法國國營電力公司EDF所有反應爐延役十年(從40年至50年)就需要投入高達1000億歐元(3兆5735億新台幣)的預算。從國際能源總署(IEA)預估來看,延役核電10至20年的電力成本約在40美元至55美元/MWh之間。這已相當於目前再生能源的電力成本。

因此,與投資再生能源的擴張相比,延役核電並沒更具有經濟優勢。

以美國加州魔鬼谷核電廠(Diablo Canyon Power Plant)為例,魔鬼谷與台灣核三廠有許多類似之處,如均為西屋電氣的產品、均運轉近40年、都有兩部機組、均原訂2024至2025年除役、均提供當地約6%的電力(加州)、也面對大斷層的威脅(聖安德列斯斷層、恆春斷層)等。

由於目前美國新蓋核電廠實在太過昂貴,以美國最新啟用的喬治亞州的沃格爾核電廠3及4號機來看,但兩部機組成本建設成本為368.5億美元(1兆1917億新台幣),所以美國政府考慮推動核電機組延役。

目前加州政府希望魔鬼谷核電廠的兩部機組可以延役至2030年除役,但其交給加州政府審查的預算,延役5年所需要的成本已接近120億美元(3886億新台幣),這120億美元甚至還不包含安全升級的費用,若加上核安成本,延役總成本將會增加更多倍。

大型核電建設或SMR仍需要等數十年

核電廠的規劃、設計和建造過程具有週期長、耗時長的特性。史丹佛大學環境工程系教授雅各布森(Mark Jacobson)研究指出,核電廠加上規劃所需的時間,例如取得施工場地和許可證、工程設計、融資等,整體上線時間為10至19年。

即使不考慮建設工期較長,核電無法擴張規模的另一個原因還有其國際供應鏈的解體,傳統的核電供應商西屋電氣和法馬通過去數年間陷入財務危機,目前仍在艱難的掙扎求生,西屋電氣於2017年破產,法馬通(阿海琺集團)則被法國政府出資40到50億歐元紓困援助

小型模組化反應爐(SMR)則是全球仍沒有成功案例,美國旗艦型SMR──NuScale猶他州計畫,共六部機組。原本預估第一座反應爐將於2029年運轉,其餘五座會於2030年運轉。

根據美國能源經濟與金融分析研究所(IEEFA)研究指出,NuScale的單位發電成本,從2021年時的58美元/MWh,在2023年1月增加至89美元/MWh。若扣除政府總計40億美元的補助,其單位發電成本更將達到119美元/MWh,將是光電加上儲能系統的單位發電成本的五倍以上。在2023年11月8日,由於成本的暴增NuScale宣布終止該專案,並啟動大裁員,同時股票暴跌。

過往台灣工商大老曾提出「一縣市一核電廠」或「在各核電廠內蓋數座OL-like機組」等政策建言,俗話說「隔行如隔山」,工商大老在不了解核能產業現況與發展的情況下提出的建言,都只是天馬行空、不切實際。為了避免持續誤解國際能源現況與淨零趨勢,看見核電成本的高昂,與國際核能產業的衰退,應該是這些工商大老現在必要做好的功課。

核電難以和再生能源合作

核能和再生能源之間存在著不少系統相容問題。核能通常以基載方式運作,但現代能源系統更趨向於依賴太陽能和風能等再生能源,這些能源供應較為彈性。然而,核能發電廠的技術和經濟限制使得它們在調節能力和彈性方面表現不佳,雖然新型反應爐設計有所改進,但現有核能發電設施仍難以適應現代能源系統的彈性需求。

特別是在整合核能與再生能源時,這些挑戰更加明顯。再生能源能夠通過各種儲能技術,如短期和季節性儲能方案,提供類似於基載的穩定供電,而且成本更低。這使得能源系統更傾向於優先考慮再生能源,進而減少對連續基載發電的需求。

未來核能的發展必須考慮其對社會和環境的影響。然而,持續使用基載發電技術會阻礙能源系統邁向的百分之百再生能源系統轉型,因此需要進行能源轉型,以實現最佳的電網系統效率和成本效益。

氣候變遷與戰爭成為核電廠運作的挑戰

核能發電面臨著氣候變遷和戰爭等多重挑戰。雖然核能曾被視為應對氣候變遷的解決方案,但現今卻面臨著新的考驗。

首先,全球暖化使得核能發電廠面臨著冷卻水短缺的問題。在今年7月北約發布《2024年氣候變遷與安全影響評估報告》中點名,在2022至2023年間,法國因遭受熱浪,導致冷卻水的供應不足,被迫降低核電發電效率甚至需要停機,影響北約的國防安全。相比下來,再生能源的電力系統在這方面更具有優勢,因為再生能源不需要大量冷卻水來維持運轉。

另一方面,氣候變遷也帶來了海平面上升、岸線侵蝕以及極端天氣事件的增多,這些對沿海核能發電廠的安全性構成了嚴重挑戰。例如,洪水可能造成核電廠的電力系統癱瘓,從而使冷卻系統失效,導致反應爐過熱甚至可能引發熔毀。

除了氣候變遷,核電還面臨著戰爭和安全威脅。例如,核電廠可能成為戰爭或恐怖主義活動的目標,這可能會導致核材料被竊取或損壞,進而對公眾安全產生極大的威脅。台灣的核電廠都位於海岸線上,這增加了這些電廠受到戰爭及氣候變遷影響的機率。

在野黨及工商大老常以「台海爆發軍事衝突,只要被封鎖,過11天台灣就會開始缺電」等說法,恐嚇人民需要擁抱核電。但這樣的說法也是背離事實,假設台灣被封鎖,其能源供應、需求當然不能以承平時期的角度去看,現在台灣的用電需求以工業用電佔比最多達55.3%,住宅用電才佔18.6%,封鎖時期是否還需要提供如此大量的電力給工業應該是要被釐清的問題。

某工商大老也愛講「電力即國力,晶圓用電等同競爭力」,這句話只對了一半,電力即國力在俄烏戰爭中就被充分證實,電力不只是國力,更是抵抗力,也因此在戰爭初期,俄軍迅速的佔領車諾比與札波羅熱核電廠,就是想削弱烏軍的國力,俄羅斯還特意針對烏克蘭的能源系統展開攻擊,使用飛彈和無人機破壞全國各地的能源設施。

據統計,烏克蘭超過50%的電力基礎設施遭到破壞,有些地區每天只能用上幾個小時的電力、暖氣和網路,所幸部分地區在IEA的援助下已經陸陸續續建立以太陽能、風力發電機組為主的防災型社區微電網,以維持基本的所需。俄烏戰爭早已證明,戰爭下核電廠是被攻擊、佔領的目標,不應該過度天真的以為戰爭、封鎖下核電廠會安然無事。

結論

我們期許國家氣候變遷對策委員會不應該用「缺電的邏輯來講核電」,應回到科學、理性、務實的角度為全國規劃應對氣候變遷的藍圖,推動淨零、節能與再生能源的發展。我們正面對關鍵時刻,不應把核電作為解決氣候問題的方案,也不應該再浪費時間去討論還不存在新核能與SMR,或成本高昂的、充滿風險的核電延役,這只會繼續虛耗時間、資源與精力。

國家氣候變遷對策委員會也應該正視核能既容易受到氣候變遷的影響,也容易受到戰爭的威脅。日益增多的氣候變遷後果,如洪水、颱風、乾旱、熱浪或暴風雨,都為核能安全帶來巨大風險。同時,戰爭也提高了軍事攻擊的風險,就像在烏克蘭的札波羅熱核電廠所發生的那樣。在當今不穩定的世界中,核能產生了額外的核災風險及核擴散的風險,相較之下,再生能源不存在這些風險。

淨零與氣候變遷是與時間賽跑的競賽,義無反顧的堅持過去政府八年留下的能源轉型根基,繼續推動能源轉型與再生能源建設,才是真正解決我們現正面臨的挑戰的解方。

參考資料

本文於2024.08.06同步刊登於《關鍵評論網》