編按：
德國聯邦環境署於12月公布《核能在實現全球氣候目標扮演的角色為何？》（What is the role of nuclear energy in achieving climate targets in global scenarios?）報告書，這是由德國聯邦環境署（UBA）委託德國應用生態研究所（Oeko-Institut） 對核電增長三倍的「擁核倡議」進行科學評估。
此報告針對10種不同的「全球氣候情境」模擬進行綜合評估。「全球氣候情境」是指實現《巴黎協定》的氣候目標所做的科學路徑模擬。報告中的10種模擬情境中分別考量了有核能與沒有核能的發展路徑。
本報告最重要的發現在於其以科學數據清楚指出，不論是何種模擬情境，為達成2050淨零碳排目標，最重要的是再生能源的發展，核電並非重要角色。
綠色公民行動聯盟將此報告翻譯成中文版，並提供給台灣社會各界參考，期許臺灣在能源議題的討論上，能夠從科學、理性基礎出發。
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摘要
本報告分析了核能在全球氣候情境中的角色。 報告指出，到 2050 年將全球核能裝置容量增加三倍的設定，既不切實際、也無法實現《巴黎協定》的氣候目標。
主要論點：
- 全球氣候情境對於核能未來的角色顯示出截然不同的結果。
- 全球氣候情境表明，實現《巴黎協定》氣候目標並不需要核能。
- 即使核能發電量很高，再生能源比例較低的情境也無法實現氣候目標。 因此，再生能源的發展是實現氣候目標的關鍵和主要驅動力。
- 根據世界各國政府的核能政策評估，可預期到 2050 年前核能將不會大幅增長。
全球氣候情境：相同目標，不同敘事
全球氣候情境的推估有助於應對氣候變遷，透過探索不同可能性的未來，氣候模擬模型的情境能引導全球及各個國家層級的氣候政策選擇。這些情境並非預測，而是有助於理解某些政策措施或假設的結果。 因此，即使對於具有相同氣候目標的情境，也會有不同的敘事發展。
我們分析了實現《巴黎協定》1氣候目標的十種全球氣候情境，以及強調核能角色且未設定氣候目標的情境。
2022 年 9 月，綠色金融體系網絡（Network for Greening the Financial System）發表了多種情境，這些情境是由波茨坦氣候衝擊研究所（Potsdam Institute for Climate Impact Research）、國際應用系統分析研究所（International Institute for Applied Systems Analysis）、馬里蘭大學氣候分析所（University of Maryland）和國家經濟與社會研究所（National Institute of Economic and Social Research）組成的模型推估聯盟，為中央銀行和金融監管機構所開發的。
這些情境代表了此任務的合適選擇。在這些情境中使用了三種不同的模型，而這三種模型在核能的使用上存在很大的差異。這個計畫的六個敘事，每個都經過三種模型推估，其中我們聚焦「淨零」和「分歧淨零」（Divergent Net Zero）的敘事，這兩者均實現了氣候目標。
我們並納入了兩種在 2050 年前逐步淘汰核能的情境（Teske 2019），分別實現了1.5°C和 2°C 的目標。作為一個重要的國際參考來源，我們納入了國際能源總署（IEA） 2022 年世界能源展望（World Energy Outlook）中的三種情境：一種透過限制升溫 1.5°C 實現《巴黎協定》所設定的目標，即 2050 年前達成淨零排放；另一種是預計全球平均溫度上升約 1.7°C 的既有氣候目標情境；以及導致全球平均溫度上升 2.5°C 的「承諾政策情境」（Stated Policies）。
後者代表了文獻中發現的情境，其中包括一定程度或高比例的核能占比，但未能實現氣候目標，例如 2019 年世界能源理事會（World Energy Council ）報告中的三種情境或 2021 年美國能源資訊管理局（Energy Information Administration）報告中呈現的發展。
圖 1 顯示了核能在上述情境中的不同發展。在 2050 年核能對初級能源供應總量的貢獻範圍從 0 EJ（在兩種 Teske 情境中）到超過 45 EJ（在使用 MESSAGEix-GLOBIOM 模型的情境中）。後者代表相比於現在及過往數十年的平均核能發電量，核能將增長 4.5 倍。
達到氣候目標並不需要如此大規模的核能增長，除了IEA的「承諾政策」情境外，圖 1 中顯示的其他所有情境，都在 2050 年以較少、甚至完全不使用核能的方式實現了《巴黎協定》的目標。
事實上，實現氣候目標的途徑中，核能只是其中的一小部分。如圖 2 所示，即使在MESSAGEix-GLOBIOM模型中，核能在 2050 年僅占初級能源供應的 9%、全球總發電量的 16 %，而生質能源之外的再生能源電力占比約達 81% 。在實現氣候目標的情境中，生質能源之外的再生能源對總發電量的貢獻，在MESSAGEix-GLOBIOM情境中達到 81 %，在REMIND-MAgPIE和Teske情境中則達到 90 %。
在IEA的《世界能源展望》裡未達成氣候目標情境的「承諾政策情境」中，再生能源的增加量並不足夠，僅占全球發電量的 61 % 。與「目標情境」的比較顯示：確保達到氣候目標的關鍵不在於核能的角色，而是在於再生能源是否能充足的擴展。
從圖 3 中可以看到，由於電動化程度和整體能源需求的不同結果，2050 年的全球發電量在不同情境下有所變化。也可從圖 2 清楚看出，與非生質能再生能源相比，核電在所有情境中都佔較小的比例。
MESSAGEix-GLOBIOM情境不僅是核能發電最高的情境，也是從絕對數字來看有最高總電力發電量和最高再生能源發電量的情境。
全球核能裝置容量的發展如圖 4 所示，該圖顯示，2050 年全球核能裝置容量的範圍很大，從 0 GW（Teske等）到將近 1800 GW（MESSAGEix-GLOBIOM），而其他情境的裝置容量則在 540 GW至大約 1140 GW之間，相較於目前僅有 370 GW2。
由下而上分析政府核電計畫
為了評估這些由上而下的情境有多接近現實，我們將這些數字與政府擴張或淘汰核能的計劃、方案來進行比較。
截至 2023 年 11 月，有 31 個國家3總共營運 412 座核反應爐。 到目前為止，最多的核能反應爐位於美國，其次是法國、中國、俄羅斯和韓國，如圖 5 所示。只有 9 個國家運轉超過 10 座反應爐。
現有核電廠的年齡分布結構是未來核能發電裝置容量發展的重要因素。根據來自麥可施耐德（Mycle Schneider）的資料，截至 2023 年 10 月，所有運作中的反應爐平均運轉機齡為 31.7 年。根據施耐德（Schneider）和弗羅格加特（Froggatt）的資料，截至 2022 年 7 月 1 日，已停機的反應爐的平均運轉機齡為 27.7 年。
第一步，我們來看看目前運作中和興建中的全球核電裝置容量。藉由將所有核反應爐的運轉年限設定為相同的值（40年、50年、60年），可對未來全球核能裝置容量的規模有簡化但初步的了解，這僅考量已經在興建中的反應爐。由於現有核電機組的年齡結構，假設使用年限只有40年，核能裝置容量在2030年前將大幅減少。而另一方面，如果使用年限為60年，而這種減少幅度將會延宕到 2040年至2050 年，如圖6 所示。
第二步，我們分析了目前擁有核電廠的 31 個國家以及 5 個潛在新進國家4的官方計劃，了解它們對核電的未來規劃。根據這些國家當地的情況，考慮到其官方目標以及其他因素，我們為每個國家估算了兩個假設的發展路徑：一個是「基線情境」，另一個是「積極情境」。從核電廠建設計畫的經驗指出，核電建設在成本和時間上存在高度不確定性。因此，基線和積極情境是專家估算出的一系列可能發展。然而，應當被指出的是，由於上述不確定性，基線情境在現實中很容易被削減，而積極情境似乎不太可能被超越。
圖 7 顯示了這一分析的結果。在基線情境中，核能裝置容量將保持大致與現況相同的水平（約 370 GW），而在積極情境中，裝置容量將在 2045 年左右達到峰值，約為 500 GW。
將由下而上的分析與氣候情境進行比較
我們由下而上分析比較全球能源情境：圖 8 顯示了所有分析的情境，包括現有容量和政府計劃由下而上的分析。即使是政府的積極情境也低於除了Teske等人提出的無核情境之外的數個全球情境。然而，這似乎與IEA的「承諾政策情境」中假設的核能裝置容量相似。
圖 11 將由下而上的分析結果，與「2050 年前5將核能裝置容量增加三倍」的主張放在一起。儘管圖8中的最大全球能源情境比三倍核能情境還要高，但仍然明顯地顯示，這樣的情境至今還沒有得到任何合理的政策規劃支持。
圖 9 顯示了全球核反應爐併網的歷史回顧。在過去十年中，每年併網的淨裝置容量在 3.4 至 10.3 GW之間。在此之前，1990 年是最後一年單年度上線超過 10 GW 裝置容量的年份。整體歷史上的最高值出現在 1985 年，當時有 31.3 GW的裝置容量併網。
如果要將目前 370 GW的核能裝置容量增加至三倍，到2050年需要有1,110 GW的裝置容量投入運轉。
如果我們假設目前所有運轉和興建中的核反應爐都有很高的60年壽命，那麼到了2050年，大約仍然會有約 210 GW的現有核能機組在運轉。因此，在2024年到2050年之間，需要額外建造將近 900 GW的總裝置容量。如圖 10 所示，假設新建設的速度呈線性增長，從 2023 年新併網的反應爐裝置容量開始，到 2050 年需要超過 60 GW裝置容量併網，才能實現核能增長三倍的目標。這將是歷史上單年併網的最大容量的兩倍。平均而言，每年需要增加更多新的產能，就像1985年達到的歷史最高峰一樣。
從這些數據可以表明，到 2050 年將核能裝置容量增加三倍既不實際，對於實現《巴黎協定》氣候目標來說也不是必須的。
- 由於《巴黎協定》要求控制「全球平均氣溫的增加與工業化前相比不超過2°C」，並努力「限制升溫與工業化前水平相比不超過1.5°C」，我們參考了多個而非單一的氣候目標。在這些分析情境皆實現了符合《巴黎協定》所設定的各個溫度目標。《綠色金融體系網絡》（NGFS 2022）的情境有一定的機率達成了1.5°C的目標。
- 根據國際原子能總署（IAEA）的PRIS數據庫（2023年），截至2022年底，全球共有370.99 GW的核能發電裝置容量。裝置容量的數字可能包括長期停止運轉的反應爐，這些反應爐在紀錄中被記載運轉中，但已經長時間未發電。
- 在國際原子能總署（IAEA）的PRIS數據中，台灣的數據被合併到中國的數據中。
- 這五個國家包括孟加拉、埃及、土耳其、沙烏地阿拉伯和波蘭。雖然可能有更多的潛在新進國家，但這些國家對2050年全球核能裝置容量的影響將非常有限，因為從啟動核能計劃到第一座核能反應爐投入運營需要數十年的時間。
- 例如： https://netzeronuclear.org/。
