【2016 世界核能產業現狀報告】核工業復興無望:中國核電增長不敵全球再生能源發展

2016 世界核能產業現狀報告

報告作者群:
Mycle Schneider(獨立顧問)
Antony Froggatt(獨立顧問)
Julie Hazemann(EnerWebWatch總監)
Tadahiro Katsuta(明治大學法學院副教授)
M.V. Ramana(普林斯頓大學威爾遜公共與國際事務學院核能未來發展實驗室暨科技與國際安全計畫)
Ian Fairlie(環境與輻射相關獨立顧問)
Fulcieri Maltini(核能相關獨立顧問)
Steve Thomas(格林威治大學能源政策教授)

報告摘要中文翻譯:綠色公民行動聯盟
翻譯及校對小組:趙家緯、陳詩婷、陳柔安

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自1992年起,由來自法國的能源政策獨立顧問Mycle Schneider創辦的能源資訊中心WISE-Paris,即出版了第一份世界核能產業現狀報告(WNISR),WNISR今年同樣詳實提供各國核電廠營運狀況及國際主要核工業者的財務情形,以進一步指出核工業持續萎縮、逐步淘汰的趨勢,全球核能發電占比在1993年達到最高峰的17%後一路下滑,2015年時只剩下10.7%。報告更直指核能產業巨頭已處於經濟上的危機,而由再生能源發展取而代之。

巴黎協議中,162個提出自主預期減量貢獻(INDC)的國家當中,只有11個國家表示將以核能作為減碳方式之一,更只有6個國家表示將繼續擴大核能的使用(白俄羅斯﹑中國﹑印度﹑日本﹑土耳其和阿拉伯聯合大公國)。相比之下,有144個國家提及再生能源發展,並有111個國家明確提出增加再生能源提升的政策。

年屆車諾比核災三十週年與福島核災五週年,本報告也針對汙染狀況、健康影響等關鍵資訊提出現況報告,以幫助大眾更全面理解核工業的真實代價。

原子能科學家公報(Bulletin of the Atomic Scientists)編輯推薦-

「全球核能究竟增長或減少了多少?中國又佔了其中多少因素?哪國家正在淘汰核電、仍繼續擁抱的又是哪些國家?再生能源已經發展至什麼樣的程度?關於這些問題,以及更多其他重要的分析,都可以在這本我們認為關於核工業發展趨勢,最具權威性、最值得參考的資料來源之一-世界核能產業現狀報告當中,找到答案。」-Dan Drollette Jr



報告結論及摘要

中國因素
 
  • 全球核電發電量增加1.3%,主要原因是中國核電發電量上升31%所致。
  • 2015年共有10座新的核電機組啟用,是自1990年來最多的一年,其中有8座位於中國,而所有今年啟用的機組均是在福島核災事件前興建的。
  • 2015年時,全球新增建的核電機組共有8個,其中有6個位於中國。
  • 中國在2015年花費了超過1000億美元投資再生能源,而花費在6個核電機組上的費用為180億美元。

提前除役、逐步淘汰及工程延誤

  • 瑞典、日本、台灣、美國及瑞士共有8座核電廠將提前除役。
  • 在14個持續興建核電廠的國家中,有9個國家的所有核電工程均出現延宕,大部份已經延宕超過數年,有6個計畫超過10年,3個計畫更超過30年。中國正在興建中的21個機組中至少就有10個遭遇工程延宕的情況。
  • 除了阿拉伯聯合大公國和白俄羅斯外,其他所有潛在新興核電發展國家均決定延後核電廠的興建計畫,當中智利決定暫停興建,印尼則已宣布放棄核電計畫。

危機中的核能巨頭-再生能源取而代之

  • 阿海琺(AREVA)在這5年間一共虧損110億美元,法國政府決定提供56億歐元紓困教助該公司。其股價相較於2007年的最高點已下跌了95%。而擁有多個核電廠的法國國營電業EDF其負債亦達到415億美元,信用評等議被標普調降。而與EDF合夥投資英國希克利角C核電廠的中國廣核集團有限公司(CGN)的股價自2015年7月以來也下跌60%。
  • 綜觀全球,風力發電發電量增長17%,太陽能發電量則上升33%,核能發電量僅增加1.3%。
  • 巴西、中國、印度、日本和荷蘭等國,其國內的風力發電已超越核電發電量。

車諾比三十週年、福島核災五週年

  • 車諾比事故發生30年後,仍有600萬人持續居住於嚴重污染的地區。車諾比放射性落塵影響範圍涵蓋歐洲大陸的40%,其健康衝擊為預計在未來50年增加40000名罹癌案例。
  • 福島核災發生5年後,超過10萬人仍離家避難中。日本目前只有2座運轉中的核電機組,並已決定除役6座自2010年至2011年間停機的核電機組。

全球核電機組現況和核電發展計劃

2015年,有10個核電機組開始營運(8個位於中國,1個位於俄羅斯,1個位於韓國),2個核電機組被關閉(德國Grafenrheinfeld電廠和英國Wylfa電廠1號機),比利時的Doel核電廠1號機在2015年1月因運轉執照期滿而停止運轉,但在當年12月因延役申請獲准而重新啟用。日本有五個自2010年至2011年既停機的機組,正式宣告除役,而瑞典一部自2013年既停機的機組,亦正式除役。

在2016年上半年有5個核電機組開始運作,3個位於中國,1個位於韓國,另1個位於美國(Watts Bar電廠2號機,興建時間達到43年之久)。該年度沒有任何核電機組被關閉,然而,自2011年停機的伊方核電廠1號已正式宣告除役。

營運和興建資料

核電機組營運現況:全世界有31個國家擁有發電中的核電廠,因日本重啟兩個核電機組,故較去年多了一個國家。扣除長期停機(Long-Term Outage,LTO)機組,全球現共有402個機組,較去年增加11個,但比1987年少4個,比2002年數量最高時少了36個。

目前全球和電機組裝置容量達348GW ,比去年多了3.3%,與2000年差不多。全球核電裝置容量最高時為2006年的368GW。

2015年的核電發電量為2兆4410億度,比上年上升1.3%,但比2006年的峰值減了8.2%。全球核電發電量增加310億度的原因,乃是因為中國2015年核電發電量上升了30%(370億度)。

本報告將36個日本反應爐歸類在長期停機 (Long-Term Outage,LTO)的類別中,瑞典(Ringhals-2)和台灣(核一)均各有一個反應爐均屬於在長期停機類別 ,福島第一核電站和第二核電站的十個反應爐被認定為永久關閉,因此不被算在運轉中的核電廠數量。 
  
核能於能源結構之占比:
在歷經1996年最高峰的17.6%後便持續下降,直至過去4年穩定維持在10.7%。而核能在全球的初級能源消費之占比,則達到1984年以來的歷史新低:4.4% 。

在2015年,五大核電大國-美國、法國、俄羅斯、中國及韓國(依發電量排序),其核電發電量超過全球核電發電量的三分之二(約69%)。中國比上年上升一位。其中法國和美國之核電發電量約佔全球核電發電量之二分之一,法國的核電發電量則占了歐盟核電發電量的一半。 

核電機組的壽齡:若先排除主要投入新建核電計畫的中國,各國運轉中機組的平均壽齡將在2016年中達到29年。其中超過一半的機組,也就是215個機組,已運轉超過30年;其中有59個機組更已運轉超過40年,其中37個機組位於美國。
  
核電廠延役情況:各國之間有所差異,譬如美國100座運轉中的機組有81座已獲准延役,將運轉年限延到60年。法國只准許反應爐延長運轉10年,且核安監管單位已申明,不保證所有反應爐都能通過役齡40年需接受的全面安檢。此外,延役也與法國政府目前設定在2025年前將核電占比從四分之三降至一半的政策目標相違背。而在比利時,雖已有3座機組已獲准延役10年,但此決定無礙比利時達成2025年完全非核的政策目標。
  
核電廠運轉年限預估:如果全球所有運轉中的機組,皆在壽齡達40年後如期除役(除了59座已經運作超過了40年的機組),即使所有興建中的機組如期完成,2020年的全球核電機組總數仍將比2015年底減少22個,而裝置容量下降大約1.7GW。至2030年時,總裝置容量達175GW的187個機組將被取代,這個數字是過去10年開始新建機組數量的4倍。若所有延役申請均獲准,2020年時,全球運轉中的機組總數也僅將增加2個,裝置容量增加17GW。到了2030年時,為取代除役的163個機組,必須另外增加總裝置容量達144.5GW的核電機組。

新建核電廠現狀:目前全球有14個國家正在興建核電廠。2016年7月時,興建中的機組為58個,比2013年少了9個-其總裝置容量達到56.6GW,有21個機組位於中國。


新機組動工和相關爭議

新機組動工:2015年共有8個核電機組開始其興建工程,其中中國佔了6個,巴基斯坦和阿拉伯聯合大公國(UAE)各佔了1個。和過去相比,2010年有15個機組動工,其中單單中國就佔了10個;2013年全球則有10個。

歷史數據顯示,全球核電機組動工數量的高峰是1976年的44個;在2011年1月1號到2015年7月1號間,全球動工興建的機組僅為26個,比1970年代時單年的數量還少。

取消機組興建計畫:1977年到2016年之間,在17個國家中,共有92個的機組興建計畫(占所有興建計畫的八分之一)在不同發展階段被停止或暫緩。

新案延遲:白俄羅斯和阿拉伯聯合大公國,是所有首次興建核電廠的國家中,唯二確實有在進行反應爐建造的國家。這些工程資訊均缺乏透明度,過去一年在孟加拉、埃及、約旦、波蘭、沙烏地阿拉伯、土耳其、越南等新興核電發展國家,都發生了核電計畫延宕的現象。智利和立陶宛擱置計畫,而印尼則已放棄興建。


法國國營核電公司阿海琺(AREVA)

核電經濟-崩解中的核電集團?

風波中的核電業:很多傳統的核能和化石燃料的廠商均面對不少問題,包括電力價格暴跌、客戶群萎縮、電力消費減少、高負債、電廠老化導致生產成本上升,以及再生能源帶來的激烈競爭。

  • 在歐洲,能源業巨頭包括法國的EDF與Engle公司、德國的E.ON與RWE、瑞典的Vattenfall、芬蘭的TVO公司和捷克的CEZ公司,在過去一年間的信用評等均遭調降。所有前述核電業均因股價下跌而造成損失,EDF一年內下跌超過一半,相較其2007年的最高峰時低了87%。而RWE於2015年時股價則下跌54%。
  • 在亞洲,日本市場兩大電力公司:東京電力公司(TEPCO) 和關西電力公司(Kansa)的股價在福島核災發生後幾乎蕩然無存,至今仍無法回復。中國廣核集團有限公司(CGN) 於2014年底在香港上市,截至2015年月,它的股價己經跌了六成。唯一沒有受到影響的是韓國電力公司(KEPCO),因其在一高度管制市場中仍擁有發電、輸送及配電的壟斷力量,其股票市值相較2013年上升了八成。
  • 在美國,擁有最多核電廠的Exlon公司的市值比2008年高峰下跌了六成。

AREVA財務崩盤:法國國營核電公司阿海琺(AREVA)在五年累計虧損100億歐元,且在每年42億歐元營業額但有63億歐元債務的情況下,已實質破產。2016年7月初時,阿海琺的帳面價值跌至歷史新低,相較於2007年最高值下降96%,資產價值只剩下13億歐元及。阿海琺因即將破產,預期法國國家電力公司EDF將接收核電建設和維護的AREVA NP子公司,並開放外資入股。此紓困計畫尚未獲得歐盟委員會同意,且可能因風險延燒至EDF不利其營運。

營運成本增加而電價持續下跌:越來越多國家包括比利時、法國、德國、荷蘭、瑞典、瑞士和美國部份區域),其過往核電低營運成本已因機組老化快速上升,導致現今核電廠平均營運成本幾乎與電力批發售價相當,甚至高於售價。事實上,在過去的五年中看到批發價格在歐洲市場急劇下降,例如,在2015年德國下降大約40%,北歐的斯堪地那維亞電力市場的零售價格下跌接近30%
 
核電業的因應策略:前述趨勢促使核電業採行許多因應措施。如身為世界上最大核電運營商的法國國家電力公司EDF,已要求大幅提高電價以補貼其營運成本。美國最大的核電業者EXELON有多座機組因缺乏市場競爭力可能提早除役,並被指控以此「勒索」伊利諾州政府投入更多資金。即使引入一些為核電業者量身打造的政策,如修正電力容量市場規則使其有利核電營運,仍有很多核電廠缺乏競爭力。德國的E.ON電力公司於法定時間前6個月提早關閉一個反應爐。在瑞典,因為電費收入比預期地來的低,而且核電需要更多的投資,故至少有4個機組將提早除役。即使在發展中國家,例如印度,有兩座核電廠因為經營出現困難而可能提前除役。

車諾比三十週年現況報告

1986年4月26日,在前蘇聯,現在的烏克蘭,車諾比核電廠四號機組發生了爆炸與失火。30年後,核災對附近區域帶來的後果依然顯著。

事故順序:力量衝程(power excursion)﹣輸出每四秒增加約一百倍﹣氫爆炸和隨後石墨大火,持續10天,從燃料棒中釋放出三分之一的輻射到空氣裡。

環境影響:大火觸發的煙囪效應導致大量輻射物質排放至幾公里高的大氣層。估計40%歐洲陸地受污染 ( 濃度高於4,000 Bq/m2),超過六百萬人仍然居住在白俄羅斯﹑俄羅斯和烏克蘭等受污染的區域。災害發生後就電廠30公里半徑範圍內嚴重程度污染區域, 設立廣達2,800 平方公里的禁制區,直至今日仍未解禁。

人類影響:災難發生後,大約13萬人立即撤出,最終一共近40萬人被迫搬遷。蘇聯軍方徵集了近55萬名未受過充足訓練被稱為「清理者」(liquidators)工人進行災後管理作業,導致其受到高劑量的輻射暴露。

健康影響:最近獨立調查估計,車諾比災難釋放出的輻射塵,將在之後50年導致4萬個致癌病例。目前已有超過6,000個被確診出的甲狀腺癌症案例。預估未來還會有1萬6000名由於此事故而罹患甲狀腺癌症的民眾。同樣地,在白俄羅斯和烏克蘭被觀察到白血病致病風險增加五倍。一些新證據顯示,心血管病﹑中風﹑心裡健康和其他疾病,在受污染的地區有上升趨勢。強而有力的證據也顯示了車諾比核災對兒童的健康影響,包括肺功能受損﹑呼吸困難﹑血球數變低、高比例的貧血以及免疫球蛋白增加等疾病。

矯正措施:1986年,在困難重重的條件下,一個用來掩蔽毀損反應爐的「石棺」(sarcophagus)被建造起來,但迅速失去功能。而後歐盟和44個國家共同出資以20億美元進行「遮蔽執行計畫」(Shelter Implementation Plan),著手興建新安全掩蓋體(New Safe Confinement ,NSC) 。NSC是一個巨大可引動的遮蓋,可替代舊的石棺,提供毀損核電廠除役作業中適當的保護。

廢棄物處理:目前車諾比廠址最嚴峻的潛在風險,是要在2017至2019年間將4個核電廠中的用過核燃料移至新建的乾式儲存槽。而廢液和其他廢棄物的處理設施則已在2015年完成。


照片來源:AP

福島核災五週年狀況報告

2011年3月11日,因東日本大地震而觸發的福島核電廠事故(福島事故)及其後續事件,至今已五年多了,此章節分析將包含福島廠內及廠外持續面對的重大挑戰。

廠內挑戰:2015年6月,日本政府修正對福島第一核電廠除役的中長期的路線圖。主要工作包括移除用過燃料(spent fuel removal)﹑融毀燃料撤出(fuel debris evacuation)和限制輻射廢水產生 ( limitation of contaminated water generation)

  • 移除用過核燃料:三號機內的用過核燃料將在會計年度2017到2019年間移除,二號機在2020年至2021年,一號機2020年至2022年。
  • 融毀燃料撤出:反應爐區的輻射劑量仍然很高(每小時4至10西弗),所以無法採用人工作業,且在沒有影像資料下,無法確知融毀核燃料位置。融毀燃料碎屑清除計劃則訂在會計年度2021年度的下半年,但是處理方法還未定案。
  • 汙水管理:大量水持續注入來冷卻燃料碎片(每天需水量約300立方公尺),地下水持續滲入已充滿高輻射污染水的地下室,試運行中的地下水繞道系統(dedicated bypass system)已將湧水量由每天400立方公尺減少至150至200立方公尺。有大量的水已經過一定程度的除汙,但因含有高濃度的氚(輻射劑量達每升500,000貝克以上),所以仍需存放於儲存槽中。廠內儲槽容量是80萬立方公尺。此外,為減少汙水而設計的凍土牆自2016年3月開始運轉中,其效果仍然在評估中。

核電工人:每天有3,000至7,500工作人員參與除役工作,並已有一些工殤致死案例發生。比如2015年9月,厚生省首次承認一名參與除污工作的工人所罹患的白血病為職業災害。
  
場址之外的挑戰:主要的挑戰包括數千計的居民撤離﹑健康狀況的評估﹑輻射廢棄物處理和相關成本。
  
居民撤離:
根據政府統計數字,到2016年6月,福島撤離人數大概是9萬2,600人(2013月6月高峰期是16萬4千人),約3400人因撤離相關因素而死,像是身體狀況惡化或自殺(這些皆被歸類為「與地震相關的死亡」)。政府計劃撤銷限制令,讓4萬7千人在2017年3月可返回原居所。不過,根據福島的一個統計調查,即使撤銷限制令,70%的撤離者不願回家,只有10%願意回家,20%還沒決定。
  
健康狀況:目前已發佈的甲狀腺癌案例相關資訊是互相衝突的。福島縣有一委員會表示,截至目前發現的甲狀腺癌是由輻射所導致的可能性並不高,但不能完全排除有這種因果關係存在。岡山大學(Okayama University)一個獨立研究則發現,福島的兒童甲狀腺癌症發病率比全日本平均的發病率高出50倍。
  
除污:
根據政府統計,除污工作涵蓋撤福島離區域內外,仍有日常活動進行的地方,包括80%房屋﹑5%道路和70%森林。不過,除污措施的成效仍待觀察。
  
事故成本:日本政府尚未提供全面的事故成本。不過根據東京電力公司的資料,目前損失高達1330億美金,半數用於賠償。但對於食品出口的影響和旅遊損失並未納入計算。

福島核災 VS 車諾比核災

每一個工業災難案例都各自面對特殊的挑戰,因此很難比較它的本質和影響。位於內陸的車諾比,電廠爆炸和持續的10天大火,相對位於沿岸的日本福島三個核電機組融毀。車諾比核爆發的輻射蔓延到整個歐洲。而五分之四的福島輻射散佈在太平洋海。土壤輻射強度將因半衰期而減弱(銫137的半衰期為30年)。大量輻射會因為流入海中而稀釋,有些放射性同位素如銫137具可溶性,是這不代表輻射擴散到海裡就沒有影響,特別是靠近沿岸的魚類,但是遠離沿岸的影響仍不得而知。
 
兩個案例有一些參數可直接相互比較,此外根據計算和假設運用模式推估的成果,亦可作為比較基礎,為其結論闡釋上需要十分小心和謹慎。經過各方面準則比較,車諾比核災的嚴重性高於福島核災:前者的銫137排放量為後者的7倍,碘-131的排放量則為12倍﹑土地污染面積為50倍﹑累積暴露劑量為7至10倍和受影響的善後人員數為12倍。不過福島災難發生後,第一年撤離的民眾數量比車諾比多。但後來車諾比核災撤離人數增為第一年的三倍,達到40萬人,主因是因為發現更多的輻射熱點,導致撤離人數增加。

核能 VS 再生能源發展

能源轉型在過去幾年的步伐加速。新科技和政策有利於分散式能源系統(decentralized systems)和再生能源發展。巴黎氣候協議給予再生能源發展一大推動力。巴黎協議中,162個國家提送自主預期減量貢獻(Intended National Determined Contributions (INDCs)),只有11個國家表示核能是計劃之內,只有6個國家表示將繼續擴大核能的使用(白俄羅斯﹑中國﹑印度﹑日本﹑土耳其和阿拉伯聯合大公國)。相比之下,有144個國家提及再生能源發展,並有111個國家明確表示再生能源提升的目標或政策。

  
投資:全球再生能源的投資於2015年達到歷來的新高點,總額達到2860億美元,相較先前最高值2011年的投資額提升了2.7%。單單是中國就超過1000億美元投資,是2013年的兩倍之多。智利和墨西哥第一次進入全球前十大再生能源投資國,兩個國家在再生能源的投入的開支比對上一年多兩倍。對再生能源有明顯投資增加的還有印度(+44%),英國(+60%)和美國(21.5%),全球在核能投資相較再生能源投資金額低了一個數量級。
  
裝置容量:在2015年,再生能源裝置量的增加147GW,佔全球裝置量增加的60%,風力(63GW)和太陽光(50GW)發電連續第二年有明顯增加,一共佔所有再生能源新增裝置量的77%,相比之下,核能增長只有11GW。中國持續風力發電的增加(31GW),比2013年增長兩倍之多。中國總共風力發電裝置容量(146GW)比預期2015年目標(100GW)多。另外,中國又貢獻14GW太陽光發電增加以及德國仍然是最大太陽能發電國家。不過,中國有7.6GW的核能增長,佔全球超過68%的增長。
從2000年開始,全球國家一共總計增加了417GW的風力發電和229GW的太陽能發電。由於有總裝置容量37GW的核電機組處於長期停機狀態,全球核能裝置容量減少了8GW。

發電:巴西、中國、德國、印度、日本、墨西哥、荷蘭、西班牙和英國,包括世界四大經濟體中的三大,非水力的再生能源發電量皆超越核電。
  
在2015年,全球太陽光發電量增加33%﹑風力發電增加17%,而核電因中國因素增加1.3%。與1997年,即京都議定書(Kyoto Protocol)的簽定年相比,2015年時的全球風力發電相較目標多出8290億度,太陽能發電則多出2520億度,而核能發電僅多出1780億度。
  
中國在2015年與過去三年一樣,風力發電的發電量(1850億度)高於核能發電(1610億度),這情況同樣發生在印度,風力發電(410億度)連續四年超越核能發電(350億度)。另外,在2015年美國的非水力再生能源的發電量占比達到8%,較比2007年2.7%有明顯增加。
  
根據歐盟統計數據顯示核能在電力系統的角色急速下滑:從1997到2014年,風力發電一共增加了3030億度,太陽能發電增加1090億度,而核能發電則減少650億度。

總體而言,2015年數據顯示再生能源發電持續成長。相反,核能發電(除了中國),全球來說,都在下降。新型再生能源有前置期短、易於製造及安裝、以及快速規模化生產的優點,藉此克服單一機組裝置容量較小且容量因數較低的劣勢。將來,再生能源接受程度的提高和裝置成本下降將加速再生能源的發展。