當AI遇到核電：不應放水核安

綠色公民行動聯盟 — Mon, 02 Dec 2024 09:41:35 +0000

隨著全球能源需求不斷上升，尤其在氣候變遷與追求淨零的背景下，能源轉型面臨巨大挑戰。許多大企業及擁核人士將核電作為解決方案，讓小型模組化反應爐（Small Modular Reactor，簡稱SMR）與核電延役成為了熱議話題。然而，這兩者的潛在風險不應該被社會大眾忽視。

近期國外的科技業者接連傳出投資SMR或支持老舊核電廠的延役，在野黨呼籲應該要跟上國際「核能復興」的趨勢，如重啟老舊核電廠或是投資SMR以滿足高科技業者不斷增加的電力需求。但這所謂的「核能復興」是真的復興嗎？在這些討論中往往也沒有聽到最重要的安全、成本兩項關鍵。

「核能復興」一詞隱藏的真相是，過去30年全球核電的持續性衰退，因此要先承認「核能衰退」，才能了解「核能復興」的脈絡，根據最新出爐《2024世界核能產業現況報告》指出，全球核能發電的占比從1996年的高峰17.5%衰退至2023年只剩下9.15%，與此同時全球再生能源的占比早已超過30%，在投資方面在2023年全球投資在非水力再生能源的金額是6230億美元，核能只有230億美元，全球再生能源投資金額是核能的27倍。過去數年間這些高科技業者也在持續投資再生能源。

人工智慧（AI）對人類而言是非常新的科技發展，但核能科技經歷進70年的發展以來，已經是老舊的科技，同時安全問題始終無法完全被解決，仍有核災風險及成本高昂的問題，可是這些問題在卻在本屆立法院在野黨「核電延役修法」討論中完全不見。科技業者或許可以一時對這些問題視而不見，但台灣社會應該要清楚地知道核電技術的本質風險，在能源政策的討論時，採取謹慎的態度。因此綠色公民行動聯盟特別撰文回應近期有關科技業投資核能，特別是SMR與核電延役可能帶來的風險。

核電技術的本質風險

要理解核能的長時間的衰退，就要從核電技術的本質風險看起。核能發電的能量是透過核分裂反應而產生，為了控制核分裂巨大的能量，因此興建核電廠時會採用複雜的安全概念、系統和措施。但由於無法完全排除失去核電廠控制，而導致的嚴重事故及其災難性後果的可能性，因此核電廠所有安全措施的目標都是使事故風險最小化。

歷史上許多核災給人類帶來了深重的教訓，無論是1986年的車諾比核災，還是2011年的福島核災，都讓人類看到核能的潛在威脅。這些核災不僅造成了嚴重的環境污染，還對當地居民的健康造成了長期的負面影響。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。

從福島核災後的事故分析顯示，即使所有相關人員都相信自己已經為核電廠的安全做了充分準備，嚴重的核災仍然可能發生。這最主要的原因是當時普遍認為這類災難是不可想像的，導致日本對核災的準備不足。在福島核災過後全球都重新檢視自己國家內核電廠的防護系統及其可能面對的風險，以日本為例，光在提升核電廠安全措施的成本就已超過6兆日元（約1兆3359億新台幣）。

台灣的地理環境本身就存在地震和火山活動的風險，延長核電的運轉時間無疑將增加這些風險。核電廠一旦發生事故，將會對周邊地區甚至整個國家造成難以估計的損失。因此，出於對人民生命安全的考量，台灣社會應該謹慎評估核能帶來的風險。

小型模組化反應爐的風險與成本

近期科技巨頭如谷歌、微軟與亞馬遜等企業，正積極投入SMR技術的開發，SMR被這些企業視為一種新興的核能技術，其主要優勢在於能夠縮短建設時間、降低初期建設成本以及提供靈活的電力供應。這些反應爐的設計初衷是為了解決傳統大型核電廠在建設和運營中的種種問題，如高昂的前期投資和較長的建設周期。

然而，根據長期關注核能安全的物理學者，目前任職於憂思科學家聯盟（UCS）核能安全主任埃德溫·萊曼博士的說明：「這些企業的所謂『SMR購電協議』其實只是短視的投機。這些核能建設的實施需要數十億美元的長期投入，但這些企業卻沒有相應的資金承諾」。萊曼博士指出：「這樣的風險最終將由納稅人和用電戶承擔」。

小型模組化反應爐的經濟性是支持者常常提到的賣點。理論上，SMR因其模組化設計，可以在生產過程中實現更高的效率，並降低建設成本。然而，實際情況卻並不如此樂觀。根據美國能源經濟與金融分析研究所（IEEFA）的《小型模組化反應爐：仍然太貴、太慢、風險太大》報告指出，SMR的每度電成本仍高於大型反應爐，這是因為缺乏規模經濟效應所致。雖然SMR的初始投資可能較低，但從長遠來看，運營和維護成本卻未必能夠得到有效降低。

早在今年4月萊曼博士的投書就指出：「SMR與傳統核電廠一樣，易受極端天氣和災難影響，可能導致停電。因此，資料中心需有備用電源如柴油發電機。由於缺乏運行經驗，擁核者聲稱SMR的安全性幾乎無需監控和維護並不真實。現有大型傳統反應爐的運轉經驗是數十年累積的成果，SMR缺乏相關的運轉經驗，同時過早的投入建設，將可能導致未來高成本，因此這些企業不應該期待不切實際的運轉效能」。

SMR帶來的未來核災新隱患

由於目前SMR的實際建設成本仍然較高，為了降低成本，核電開發商可能會進行設計更改，但這些更改可能會削弱SMR的安全性。根據憂思科學家聯盟的《小型模組化反應爐：安全、保全和成本問題》報告指出，許多核電開發商希望能在城市密集區域建造反應爐，而這需要放寬對反應爐物理防護的要求。當前的核電廠需具備強大的防護措施以防止放射性物質的釋放，如水泥圍阻體，但這些措施的削弱，將可能增加核災的風險。

同時開發商還希望取消外部緊急計劃，也就是在事故發生時的撤離計劃。這樣的做法使得在危機情況下，公眾的安全面臨更大威脅。進一步的，開發商希望減少或取消對反應爐進行保護的安全人員，並希望降低訓練操作員的要求，這可能導致操作失誤的風險上升。

根據物理博士、加拿大英屬哥倫比亞大學劉氏全球事務研究所教授M.V. Ramana發表於《IEEE Access》的〈小型模組化和先進核反應爐：現實檢驗〉論文指出，另一個關鍵的問題在於SMR的安全性並不一定比大型反應爐更高。事實上，若在同一地點有多個SMR，事故的相互影響可能導致更大規模的輻射釋放。例如，在2011年的福島核災中，多個反應爐並排運行，當一個反應爐出現問題時，其他反應爐也可能受到影響，造成連鎖反應。

因此，不應該完全聽信擁核者對SMR的神話話術，不能因為規模較小而忽略必要的安全措施，更別提SMR的核廢料將根據美國核能管理委員會的前主席麥克法蘭、美國國家工程院院士艾溫與史丹佛大學研究員克拉爾共同在《美國國家科學院院刊》發表的期刊〈來自小型模組化反應爐的核廢料〉指出，SMR所產出核廢料是傳統核電廠的30倍，且更毒更難處理。萊曼博士在出席由綠色公民行動聯盟舉辦的演講上也強調：「因此，如果台灣的高科技業真的想要引進SMR，台灣管制機關應該非常嚴格，並且批判審查這些反應爐的安全性。這樣的審查不僅要關注設計的實際安全，還要考慮實際運作中可能出現的問題，以確保公眾的安全和信任」。

核電延役的現狀與挑戰

除了SMR的發展，許多國家面臨的另一個問題是現有核電廠的延役。隨著核電廠運行年限的增加，這些老舊設施的安全性問題越來越受到關注。核電廠的延役決策往往是基於經濟因素，部分國家希望通過延長運轉來避免投資新能源設施的高昂成本。然而，隨著設備的老化，潛在的核災風險也會隨之增加，這對於核電安全構成了嚴峻挑戰。

核電延役的經濟性也值得懷疑，核電延役的經濟成本往往被低估。維護老舊反應爐的費用、延長運行的風險和可能的核災賠償費用都可能高達數百、千億新台幣。這些未來的經濟負擔，最終還是由納稅人和用電戶承擔。

例如，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。

隨著環境與氣候變遷，尋求延役的核電廠面臨著與興建之初截然不同的氣候。過往核電延役時都不曾考慮過相關變化，但在今年4月美國政府問責署（Government Accountability Office）出版《核電廠：NRC應採取行動充分考慮氣候變遷的潛在影響》報告指出，美國核能管理委員會在應對自然災害風險的行動並未充分考慮潛在的氣候變遷影響，在頒發核電廠安全許可時需考慮更多極端氣候事件的風險，以確保核能安全。

當國際越來越多監管機構指出，老舊核電受到氣候變遷的影響，恐影響核安時，台灣應該跟上國際最新標準，在討論核電延役必須重新考量高溫、乾旱、野火、洪水、颱風、海平面上升及極端寒冷等氣候事件。這些事件都可能導致場外電力中斷、系統和設備損壞以及冷卻能力下降，進而影響運作或導致核電廠關閉。不能只是光談企業的用電需求，更應該重視人民的安全需求。

反應爐壓力容器脆化是悄悄發生的核災

也有許多科技業者呼籲要重啟或是延役老舊的核電廠，如微軟目前打算重啟三哩島核電廠的二號機組，也就是1979年發生核災的姊妹機組。但實際上許多老舊核電廠的安全標準與現代技術相比顯得落後很多，要讓這些機齡40年以上的老舊機組重返運轉仍不是簡單容易的事情。

根據貝羅納基金會（Bellona Foundation）基金會出版的《核電廠延役：一場悄悄發生的災難》報告指出，許多核電廠的設計年限通常是30至40年，但隨著運行時間的延長，設備磨損、腐蝕和其他潛在故障的風險顯著增加。延役過程中，這些老舊設備可能無法滿足當前的安全標準，增加了發生核災的可能性。福島核災後，許多國家重新審視其核電安全標準，發現許多老舊核電並未達到新的安全要求。

全球運作的商業反應爐絕大多數為沸水式或壓水式反應爐，該等反應爐的主要系統和輔助系統中有超過25種以上的合金，這類金屬合金會隨時間推移而弱化。雖然金屬零件皆可更換，然而反應爐壓力容器本身卻無法更換。因此核電延役的關鍵在於壓力容器破裂導致爐心熔燬的風險。

目前核工業並未有足夠的實驗數據來預測40年以上的反應爐實際輻射脆化情況。核工業本身擁有龐大資料庫，其中包含各種鋼材風化數據，亦有反應爐鋼材在機組運行過程中如何脆化的資料。然而研究用反應爐中暴露於中子通量速度，即中子撞擊一平方公尺的等離子體容器壁，遠比商業反應爐中子通量速度更快。因此商業反應爐業者無法參考核工業的實驗數據，並據此推估反應爐壓力容器在整體生命週期老化的情況。

由於缺乏實際的熱負荷、機械負荷和輻射脆化數據。這樣的做法使得延役的核電廠如同「未爆彈」。在申請延役時，核工業必須建立完善的老化管理計畫，以專業人力和技術資源檢測潛在缺陷，防止情況惡化。國家必須確保監管機構在核安全上真正把關。然而，定期檢查是否能提供可靠的裂紋變化數據仍存在疑問。因為進行加壓熱衝擊分析所依據的參數難以通過實驗驗證，這使得壓力容器的結構完整性論點充滿不確定性。因此，老化機組的實際狀況可能比安全分析所顯示的更為嚴重，貿然延役老舊核電廠，如同放縱核災悄悄發生。

台灣過往沒有核電廠延役的經驗，目前在不論是在野黨或是擁核者們，在討論延役修法時都對於「反應爐壓力容器脆化」避而不談、視而不見。只想一昧的推動核電延役，不討論真正該討論的安全議題，躲在高耗能的科技業者的背後，推動如此草率的修法，將政治立場放在安全前面，可以說是不負責任。

結論

在能源轉型的討論中，擁核方主張將核能視為促進人工智慧發展的解決方案。這一論點似乎是基於核電能夠提供穩定的能源供應，以滿足AI所需的高耗能需求。然而，擁核方仍迴避回答永續與安全問題，AI的發展需要的是永續、環保且長期穩定的能源供應，而小型模組化反應爐和延役核電廠所帶來的風險，卻可能對環境與社會造成長期的負面影響。

谷歌與亞馬遜所投資的SMR技術，可行性與經濟性都尚未經驗證，同時他們需要新興的核燃料與材料，這些供應與安全都是問題。而微軟的計劃，則是期望透過沒有任何經驗的程序與方法來重啟已經除役的核電廠。其中SMR採用的高含量低濃縮鈾（HALEU）燃料，甚至有會導致核武擴散與恐怖主義的風險，根據麻省理工學院核子科學與工程系副教授斯科特·肯普（R. Scott Kem）、第一顆氫彈的設計者理查德·加溫（Richard L. Garwin）及萊曼博士等人共同在《科學》發表的〈高含量低濃縮鈾的武器潛力〉期刊論文指出，只要一公噸的HALEU燃料，就可以製作成簡易核武。

因此安全和安保是關鍵考量，由於SMR面臨規模不經濟的問題，開發商往往會為了盡可能降低成本而削減安全防護系統。同時SMR無法解決核廢料困境，還會加劇。若SMR未來要為各資料中心供電，在現況沒有核廢料最終處置場的情況下，任何裝設SMR的社區、工業區、科技園區都會變成實質的核廢料長期貯存場。萊曼博士強調：「若不幸發生核災，這些科技公司也將成為共犯」。

根據《2019年世界核能產業現況報告》及波士頓大學全球永續發展研究所索法庫（Benjamin Sovacool）教授等人在《Nature Energy》期刊發表的〈追求再生能源與核電的國家之間碳排放量減少的差異〉期刊論文指出，依賴於核能的能源發展路徑可能會排擠其他再生能源技術的投資與發展。當社會資源過度集中於核能技術時，會抑制風能、太陽能等其他再生能源技術的發展，同時擁核國家減碳成效也沒有比較好。

小型模組化反應爐與核電延役的潛在風險不應該被忽視，少部分擁核者與科技業者過度美化這些技術，將會使未來面對更龐大的風險威脅。台灣應該謹慎的面對這些議題，勿誤判國外滿天飛舞的投資訊息，仍要堅守核能安全、核廢料處理與社會共識等三個重要立場，如期除役老舊核電廠、謹慎觀察SMR的安全性，持續發展再生能源，才能真正有助於台灣安全、減碳與提升產業的競爭力。

本文於2024.11.30同步刊登於《上報》

AI 彙整 - 綠色公民行動聯盟