譯 朱鐵吉
國際能源署 (IEA) 於2019年5月底發表「清潔能源系統與核能發電」報告書,指出:「今後先進國家若不再延長運轉現有的核電機組,和新建核電廠,核能整體設備容量將於2040年減少 1/3,二氧化碳排放則會大量增加,2050年要達成『碳中和 (Carbon neutral)』,也就是二氧化碳排放量和大自然的吸收量達到平衡,是不可能的事情。」
先進國家重要能源開發趨向停滯
2018年全世界的總發電量,核能占比10%,其中先進國家占比為18%,低碳能源亦占重要的貢獻。但是近年來特別是歐、美和日本等先進國家已有的核能機組因老舊而廢止,新建的計畫又停滯不前,其結果電力部門轉換利用清潔能源 ( 再生能源與核能 ) 的步調趨緩。雖然太陽光、風力等再生能源大量增加建設,但因核能占比減少,即使清潔能源發電量在2018年占 36%,仍然跟 20年前的水準一樣。
因應氣候變遷不可或缺的能源
國際能源署這份報告書強調:「要轉換利用清潔能源,核能及低碳能源技術均不可或缺。這種能源在電力上的貢獻很重要,清潔能源占比越大時,會大幅減少二氧化碳的釋出,因此發電部門在電力輸送、空調等電化設備,推動低碳能源是非常必要的。再生能源和核能對碳捕獲與封存 (CCS) 也具有重要的貢獻。
但是,國際能源署「可永續開發情境」的目標—本世紀後半全球溫度上升在攝氏2度以下,盡可能抑制在1.5度以下,是巴黎協議的基本目標,要達成的話,清潔能源要增加到現在的3倍,表示從現在的36%到2040年需增加為85%。
因此,在2040年來臨前,節省能源,增加可再生能源,以及核能發電需比現在增加80%。核能最重要的優勢是能穩定供給電源,太陽能和風力是一種自然變動型的可再生能源,若再生能源增加時,其他電源必須具有非常彈性的運轉能力,此時核能在一定範圍內具有相當大的貢獻。
延長運轉的經濟效益問題
國際能源署的報告書指出,運轉中以及延長運轉的核電廠有幾項因素需考慮:「反應爐原先設計的運轉壽命為40年,全世界的平均運轉年數為35年,歐洲是35年,美國是39年,到 2050年時先進國家中有 1/4 的機組達到除役年限,其他的國家在未來數年內如何決定非常重要。美國已允許90部機組延長運轉至60年,然而延長運轉在經濟上也面臨到一些問題。相較於新設立太陽能風力發電,延長核電機組運轉或新建機組,需要較長的時間和更多的經費,核能的價值是在於能穩定供給電力,但是電價須反映付出的高額的建造經費,資金的調配較為困難。」
新建計畫─巨額資金的危機
「延長運轉現有的機組雖可以暫時補足清潔能源的需求,但是新建機組還是不可缺少。新建機組的初期投資金額非常巨大,開始建設後至商業運轉的時間也很長,特別是電力市場自由化的國家,會遭受其他電源的競爭。芬蘭、法國和美國建設第三代反應爐,當初打算要大量的增加建設,但是投資者意願並不高。」
核能的負面影響
國際能源署報告書指出:「先進國家若沒有新建的話,即使已有的反應爐延長運轉,核能也會慢慢凋謝 (Nuclear fade case)。 到2040年會發生下列狀況:(1) 先進國家的核能設備容量比現在減少1/3,(2) 二氧化碳排放量增加 40 億噸,(3)開發核能替代能源的再生能源系統,總計需要追加1.6兆美元的成本,(4) 電價必然上漲。
對先進國家的建議
為避免這種事態發生,國際能源署對先進國家的核能發電提出建議:
一、核能發電的維持:現有的核電機組在確保安全下延長運轉。
二、電力市場調整能力的評估:適當的評估電力市場的需求,提供必要的服務系統和穩定的供給。
三、市場價值以外的價值評估:核能在環境以及能源安全的貢獻價值,與其他低碳能源相比的差異,必須做適當的評估。
四、安全法規的更新:必要時提升為更進步的安全法規。
五、投資環境的創立:核能計畫的風險在於長期投資的資金考量,關於現有的反應爐和新建者,其計畫包括資金的調配,以及如何加強風險的管理。
六、新建核電廠的資源:在審核的程序上,計畫的安全設計若沒有問題,應盡可能不要延遲計畫的實施而增加成本。
七、改良新型反應爐設計的資源:小型模組式反應爐 (SMR) 其成本低、工期短,可以促進反應爐的開發。小型模組式反應爐對風力及太陽能等再生能源的支援,比大型反應爐更有彈性。
八、人才的維持:核能的工程技術人才與管理人才的維持和培育相當重要。
各種投資的做法
國際能源署報告書概要的介紹核能的重要性,在建議書中關於運轉中的反應爐對先進國家非常重要,「核能在市場價值以外的價值評估」其中有關環境方面的貢獻,提到美國有一個州,因核能的貢獻使得二氧化碳達到零排放。另一方面,關於新建設的核電廠,「創造有吸引力的投資環境」是最重要的,報告書指出:(1) 土耳其和英國設立長期購買價格保證公司的資金,(2) 英國政府提供債務保證,(3) 匈牙利、捷克、波蘭和法國以國有企業直接投資,美國的法規是以州的資產為基礎參與核能投資。
上述是國際能源署報告書建議各國今後應採取的行動。國際能源署對核能發表特別報告書已有20年,對先進國家核能現今的狀況表現出憂慮的態度,期望各國能對能源需求和環境衝擊的問題有更密切的關注。
資料來源:
東海邦博 , ”IEA:2050 の CO2 排出ゼロには原子力不可欠”, Energy Reviews, Aug.2019: Vol.39, No.8, P.61-61.
本文出自核能簡訊2019.10 NO.180
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