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整理包/童子賢從反核到力推新核能 全球核能之路愈來愈「核」理了嗎?

全球持續減碳卻藏用電隱憂,各界重新檢視、討論核電議題。圖為示意圖。 圖/聯合報系資料照片
全球持續減碳卻藏用電隱憂,各界重新檢視、討論核電議題。圖為示意圖。 圖/聯合報系資料照片

本文共4906字

經濟日報 新聞部新媒體中心/編輯徐建峰整理

和碩董事長童子賢近日頻頻拋出核能議題,與過去反核立場相斥。為何核融合、小型核能受到業界大老推崇?台灣若重啟核能,又會是開啟潘朵拉的盒子、亦或是順利解決缺電,繼續走在減碳道路上呢?《經濟日報》整理核能相關議題,包含各方意見以及國外案例,供讀者參考比較。

要減碳卻缺電成政府難題 核能是解方?

全球暖化致氣候變遷問題日益嚴重,減碳成各國趨勢,且勢在必行,不過,大部分企業雖能接受減碳造成的碳費、環境稅等額外成本,但隨AI發展推升用電需求,在綠色能源供應不足的情況下,恐掀起另一波產業危機。

近年護國神山台積電在台擴廠遍地開花,加上台商回流、國際大廠投資設廠,讓台灣用電需求大幅提升,而在民生用電方面也盛傳用電吃緊,不僅各地停電事件頻傳,用電尖峰時刻加大燃煤等排碳發電設備運轉,也增加空汙、發電費用等負面成本。

歐盟將核能、天然氣納綠色能源

比利時布魯塞爾歐盟委員會總部。 路透
比利時布魯塞爾歐盟委員會總部。 路透

自前蘇聯的車諾比核災,以及日本311福島核電廠事故後,各國痛定思痛,在節能減碳潮的推波助瀾下,紛紛提出新能源轉型政策,不僅加大投資再生能源,也加速將核能設施逐步除役、禁止。

不過,近十年來能源轉型政策面臨各項挑戰,包含地緣政治風險、技術限制、加劇的氣候變遷,嚴重影響推行進度,過程中劇烈的「負」作用,如成本墊高、生活品質下降等,也激起不少民眾、企業不滿,檢討聲浪起。

其中,歐洲議會首開第一槍,在2022年7月6日表決通過,將天然氣、核能列為綠色能源,納入歐盟2020年推出的「永續活動分類標準」(EU taxonomy for sustainable activities)中。讓核能在未來當計畫列綠色投資時,可得到相關補助和賦稅減免等優惠。

當然,以地緣政治因素來說,歐洲國家使用天然氣需透過出產大國俄羅斯,近年因俄烏戰爭交惡,連帶影響歐洲各國電價,在再生能源無法抑制電價上漲、滿足用電需求的情形下,核能成為間接的救命出口。

天然氣管線示意圖。 歐新社
天然氣管線示意圖。 歐新社

此外,過去歐洲各國燃氣發電比率高,相較於核能發電產生的碳排放,天然氣約為前者的3倍左右,因此,將核能納入考量,讓歐洲諸國在不影響減碳行列的環境下穩定電價。(延伸閱讀電力需求增 帶旺核電股 )

不過,這套做法同樣遭受不少批評,認為允許投資核能,資金轉移,將進一步壓縮再生能源發展,同時,明確表態認為核能不能與再生能源等綠色能源混為一談,知名減碳倡議組織 RE100也拒絕將核能列為綠能。

核能發電能保供電無虞?多國重回核能懷抱

近期受到關注的還有日本的核能議題與政策,《日本共同社中文網》報導指出,根據日本原子力產業協會調查,日本去(2023)年度核電機組運轉率為28.9%,超過2021年度的24.4%,創2011年福島核災事故以來新高。

日相岸田先前曾表態推動綠色轉型與新資本主義政策,雖然2011年後核能發電一度完全停擺,但仍無法完全擺脫核能發電需求,核能運轉率逐年墊高,甚至,隨俄烏戰爭、以巴衝突導致,油價、天然氣價格飆高,需求更加急切。不但修改政策取消核能發電廠延役最多至60年期限,還考慮將以核能新技術興建核電廠。

不僅日本打算重新擁抱核能,東南亞國家也正如火如荼進行相關計畫中,七大工業國(G7)日前也兌出承諾,不再發表反核的言論。與此同時,台灣執政政府雖仍明確表態廢核勢在必行,但仍不排除在危急供電無虞的處境下重啟相關核能設施。核能在不少人心中仍占有重要地位。(延伸閱讀台灣核電廠延役 關卡不少 )

核廢料問題終無解 地震海嘯成隱憂

核一廠室外乾貯設施。 圖/聯合報系資料照片
核一廠室外乾貯設施。 圖/聯合報系資料照片

但是,我們都知道大至反應爐反應完畢後的燃料棒、小至核能設施(包含醫院)的衣物、器具等,因為沾有放射性物質,人體接觸會因時間長短而有不同程度損傷,最重則至死亡。僅管部分核廢料可以經由再處理達成循環,但仍有大部分中、低階核廢料需要解決,然而,全世界目前仍沒有相關技術可以消化這些核廢料,僅能透過貯存等待放射性物質揮發消散後才有解,而這也成為核能最致命的缺陷之一。

此外,核能發電需要大量冷卻水,所以建廠多會選在海邊,而台灣位處太平洋火環帶上,好發地震,且不排除會造成海嘯,核電廠在地震來臨時的安全性將是一大問題,雖無法認定肯定會出事,但誰也說不準,萬一出差錯,處理範圍將不再僅是核電廠本身而已。

和碩童子賢大讚OL3機組 台灣比照將有譜?

根據芬蘭電力營運商 TVO 指出,位於芬蘭奧爾基洛托核電廠的歐洲壓水反應爐(EPR) 三號機 OL3,是世界第三大核電機組,由芬蘭於2003年向法國訂購興建,直至去(2023)年正式運轉,可以提供芬蘭全國約三成的電力,同時,降低至少六成向外國購電比率。依照官方說法, OL3運營可達60年,且能應此降低電價。

芬蘭奧爾基洛托核電廠三號機( OL3)。 圖/取自TVO官網
芬蘭奧爾基洛托核電廠三號機( OL3)。 圖/取自TVO官網

若與台灣核電廠相比, OL3淨發電量為1.6GW,核三廠兩套機組發電量約則為1.9GW, OL3近乎可以一座抵兩座。此外,根據台電解釋,早期核能反應爐(核一、核二),多為沸水式反應爐,利用鈾原子核分裂放出能量,加熱反應爐中的水成蒸汽,帶動發電機產生電力。而 OL3、核三廠則為壓水式反應爐,與沸水式的差別在於壓水式在水加熱成蒸汽的過程中採用了兩套迴路,系統較為複雜,其他裝置模式、原理則大致相同。

台灣有望照OL3模式造核電廠?

根據「綠色公民行動聯盟」聲明指出, OL3因技術問題工期延宕多年,成本暴增,連帶造成承包商法國核電公司阿海琺(AREVA)在2015年破產。據悉,《世界核能產業現狀報告》預估,OL3的建設成本約110億歐元(約3,827億新台幣)以上,相關損失預估達55億歐元(約1,913億台幣)以上。

童子賢拋出「核一、核四剷平各設兩座OL3」議題,雖然設備上確實比台灣現役核電廠來的優秀,不過,考量成本,當初核三廠建廠成本約為新台幣950億(未考量通膨)與OL3總經費推估至少相差6倍,是否符合利益仍是問號。且未來營運模式的不確定性,加上建設平均需歷時逾四年,可說是遠水救不了近火,就算未來技術、資金皆到位,仍有核廢料產出與貯存問題。(延伸閱讀和碩董座童子賢發聲:核二核三延役 設兩座新型核電廠 )

小型核電廠降低核威脅 成最安全模式?

相較之下,或許小型核電廠可以成為未來參考模式,「小型模組化反應爐」(SMR;Small Modular Reactor),一座發電量約落在20MW-300MW之間(1GW=1000MW),發電量換算估計約為一般核能發電廠的十分之一。

為何會說他安全?最大的原因在於,SMR 體積小,設計上就可以涵蓋冷卻系統,儘管發生不可抗力因素導致反應爐需做緊急處置,但少了原本反應爐與系統間恐因天災或操作不當等問題產生的爆炸危機,可以透過反應爐本身冷卻系統操作,加上利用自身體積優勢達成自主降溫。(延伸閱讀用小型核電廠全面取代火力發電?澳洲算出代價太驚人 )

小型核能反應爐(SMR)乘載不少擁核派的乾淨能源夢,圖為 Rolls-Royce...
小型核能反應爐(SMR)乘載不少擁核派的乾淨能源夢,圖為 Rolls-Royce公司展示的SMR示意圖。 美聯社

其中,中國山東於2021年啟用「石島灣高溫氣冷堆核電站」並成功併網發電,而高溫氣冷堆作為燃料棒、冷卻劑間的材料,不僅熱轉換效率更高,使得反應爐能夠承受較高溫度外,作為核能發電主要原料的元素鈾-235 反應使用的量也減少,代表爐中存在的元素變多,若反應加快,元素能夠在第一時間控制狀態阻止溫度立即升高。

不過,SMR 本身的優點並不能遮掩它存在的缺陷,若以核能控管角度來看,SMR 的數量需要是現今核電廠的數倍至數十倍,才能達成降低發電成本的效果,多一座反應爐將多一分核風險(有核就有風險與安全性無關),屆時數字恐將超乎眾人想像。此外,SMR 佔地面積小,卻忽略核廢料存放問題,再加上 SMR 數量之多,未來核廢恐成大問題。

小核電可以在台灣施行嗎?

小型核電站行不行 1/小型核電貴桑桑 核融合「永遠還要等30年」新型核電為何這樣遠?

小型核電站行不行 2/多國重新擁抱核電 台灣核電重啟 有可能嗎?

各界致力造「小太陽」核能技術大突破?

既然OL3模組與SMR機組模式都不是最好的選擇,還有選項可以擁抱核能嗎?答案是有的!核能本就是乾淨能源,而核融合技術因產出核廢料近乎於0,且0排碳,又被稱為終極「能源聖杯」。

核融合將終結能源需求?

低碳能源需求急迫,小核能、核融合等能源技術受矚目。圖為國際熱核融合實驗反應爐(I...
低碳能源需求急迫,小核能、核融合等能源技術受矚目。圖為國際熱核融合實驗反應爐(ITER)。 (圖/ITER)

放眼望去,現今核電廠反應爐皆屬於核分裂,核能發電原料鈾礦透過提煉產生 鈾-235元素,藉由中子撞擊原子核,原子核經撞擊分裂,產生n+1個原子核,且該過程會產生大量熱能,再以此熱量進行發電。(延伸閱讀VIP/核融合發電事業湧入資金 排名前十企業都是誰、有那些技術? )

而核融合則相反,利用氘(ㄉㄠ)、氚(ㄔㄨㄢ)兩種原子(氫原子的同位元素,反應會產生水,故為乾淨能源),以超過千度高溫反應,使其原子核融合,而在用此過程中所得到的能量進行發電,因為反應方式和太陽相同,又被稱為人造太陽或小太陽,不過,光是要維持原子核融合條件的環境就困難無比,不符合能量輸入小於能量輸出的能量淨增益(net energy gain)與成本。

美國領頭砸錢研發 各國傳捷報

目前實際運用的例子應該就是大家不陌生的「氫彈」,但氫彈的反應僅在一瞬間,且無法經由人為控制狀態。然而,因為核融合所帶來的經濟效益極大,產製過程也近乎符合淨零碳排要求,和風險相對較小,包含最積極的美國、法國、英國、德國、中國、日本等都爭相砸錢投入。

外媒報導,美國美國勞倫斯利佛摩國家實驗室(LLNL,Lawrence Livermore National Laboratory)2022年實驗過程中,透過技術操作,投入2.05百萬焦耳(MJ)的原料,並成功釋放出約3.15百萬焦耳的能量,淨能量增益轉正,為一大突破。

而法國實驗室也傳出捷報,法國南部一座名為WEST的核融合反應爐,創造了一種名為電漿的超熱材料,它的溫度可以連續六分鐘達到華氏9,000萬度(約攝氏5,000萬度)。未來發展指日可待。(延伸閱讀法國核融合實驗獲突破 離「人造太陽」更近一步 )

核能發展日薄西山?科技、產業大老這樣看

OpenAI執行長奧特曼(Sam Altman)。路透
OpenAI執行長奧特曼(Sam Altman)。路透

根據《路透》報導指出, OpenAI 執行長奧特曼( Sam Altman)先前曾在公開場合表示,核融合技術,以及其他便宜的能源,將會是推動AI前進的重要基礎,他強調,「如果無法取得突破,就不可能實現此一目標,這激勵我們加大對核融合的投資。」

空口無憑,據悉,奧特曼曾於2021年以個人身分,投資美國核融合新創公司 Helion Energy 至少3.75億美元資金,公司宣稱將於2028年完成核融合相關技術並商轉,更以此吸引微軟簽署購電協議。

至於,台灣和碩董事長童子賢表態支持核能,針對提出OL3說遭反核團體撻伐,它則反擊稱,他是建議思考「新技術、新核電比舊核電更有效率更好。」而非意識型態反核,童子賢進一步指出,數十年來,電腦、網路、晶片、材料都在進步,2024年的現在為何不能規劃比核一、核二、核三時代更進步的技術。為台灣尋找先進技術,並無不好。(延伸閱讀回應核能OL3批評,童子賢:綠盟與教授想打臉卻搞錯重點 )

另外,力積電董事長黃崇仁則是主張用核電,並應將核電視為清潔能源,未來改建核四也許還要很久,但核二、核三延役,他也是支持的。

工總理事長潘俊榮也於日前公開喊話表示,核能是最乾淨、經濟成本最低、沒有空氣汙染和碳排汙染的能源,與20年前情況大不相同,建議政府從此角度思考,改變能源結構,採用核能發電。

(資料來源:編譯林聰毅、任中原、季晶晶;記者王郁倫 、江睿智 )


延伸閱讀

陽光行動專題/一次看台灣今天用電夠不夠

準經濟部長郭智輝:核能是乾淨能源 允諾上任後儘速盤點能源政策

華新焦佑倫:台灣沒有選擇、必須發展核電 就算不建廠也得有關鍵能力

和碩童子賢:談核能並未替誰鋪路 是超越藍綠議題

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