Resources

教學資源

核能新思維

"核四興建與否在台灣爭鬧不休20多年,8年前行政院宣佈停建,但100多天後又宣佈復建,此後核四就在「非核家園」的氛圍中逐步興建,現在接近完工。近幾年全球暖化成為全世界最關注的議題,核能發電不排放二氧化碳的特性,重新吸引各國重視,在這種趨勢下,核電是否有機會在台灣重獲一席之地? "


文∕李名揚
 


  中央研究院「環境與能源研究小組」今年2月建議政府:「在確保安全下,提高核能發電的比率,不僅核四廠應該繼續興建,核一、二、三廠考慮延役,甚至應在既有核電廠加裝新核能機組。」該小組召集人、中研院榮譽院長李遠哲更直言:「溫室氣體減量」與「非核家園」兩個目標目前無法同時達成,在「兩害相權取其輕」的考量下,他主張50年內續用核能,以待再生能源發展成熟。

 

  近幾年隨著全球暖化加劇,如何減少溫室氣體排放已成為全世界最受關注的議題。核能發電廠雖有其他問題,但在發電過程中,確實不會排放二氧化碳,因此以核能發電廠取代會排放大量二氧化碳的火力發電廠,就成為減少二氧化碳排放的選項之一,在這種思考邏輯下,上述「兩害相權取其輕」的建議應運而生。

 

  這種立論的前提是「台灣未來電力需求持續增加」。經濟部能源局2007年3月曾經根據我國經濟成長率、產業結構、人口成長率、氣溫、電價、需求面管理、大型開發案或規劃案及發電燃料價格等因素,預測未來電力使用趨勢,預估我國用電成長率將從2007年的4.0%,逐漸降低到2025年的2.7%,也就是說,雖然我國有產業外移、服務業增加的產業結構性變化,但只能減緩用電成長趨勢,並不會使電力需求降為負成長,因此總用電量將從2007年的1543億度,成長到2025年的2824億度。

 

二氧化碳的威脅 
  在此趨勢之下,要開發哪些新的電力來源,就必須好好規劃,因為發電固然重要,但如何以排放二氧化碳最少的方式來發電,才是現階段全世界共同追求的首要目標。

 

  二氧化碳是造成溫室效應最主要的氣體,150年前工業革命尚未展開時,全世界二氧化碳濃度約為0.028%,現在已經超過0.037%,提高了約1/3。

 

  全球暖化的問題到底有多嚴重?根據聯合國跨政府氣候變遷研究小組(IPCC)計算,從1901年到2000年,全世界地表溫度約上升0.6℃;但隨著人類開發程度提高,暖化情況日趨嚴重,IPCC在2006年的報告修正為從1906年到2005年上升了0.74℃,其中,後50年就上升了0.65℃(見2007年9月號〈全球暖化背後的科學證據〉)。

 

  而台灣的氣溫變化,根據中研院「環境與能源研究小組」的報告,近一世紀氣溫上升約1.2℃,是全世界平均的1.6倍(見2007年9月號〈台灣也暖化了嗎?〉)。

 

  未來全球暖化的情況可能更糟糕,IPCC預測,2100年左右,全球平均氣溫極可能升高1.8~4℃,海平面可能上升30~40公分甚至更多。若上升2℃,將造成20億人面臨缺水危機,20~30%的物種瀕臨絕種,更多人因為熱浪、旱澇而死亡;若情況更嚴重,更可能造成全球1/5人口受洪水影響,32億人缺水,全球發生大規模物種滅絕。

 

  全世界都受到溫室氣體的影響,那台灣對全世界二氧化碳增量的「貢獻」又是如何?根據國際能源總署(IEA)在2006年的統計,2004年台灣二氧化碳排放總量約佔全世界的1%,排名第21,而每人每年排放量約11.25公噸,排名第18;但若只看人口1000萬以上的國家,台灣的排名就跳升到第5,僅次於美國、澳洲、加拿大和荷蘭(現在已經超過荷蘭)。

 

  另一項統計更驚人:過去15年,台灣的二氧化碳人均排放量成長率,竟然高居世界第一。中研院環境變遷研究中心主任劉紹臣統計發現,1990年台灣每人每年排放二氧化碳5公噸多,大約是西歐國家人民的一半,到了2005年成長到11公噸多,漲幅超過一倍,而西歐國家則不斷減量,使得台灣迅速躍居二氧化碳排放大國。

 

  抑制全球溫室氣體排放的「京都議定書」在2005年2月16日正式生效,該協議要求工業國家在2012年時,溫室效應氣體排放總量必須比1990年減少5.2%。未遵守規範的國家,即使非簽約國,也可能受到貿易制裁,例如進出口產品被課徵環保稅,甚至被禁止進口。歐盟已在去年8月立法,要求能源使用產品必須滿足生態設計(EUP)的要求,否則限制進口。

 

  台灣並非簽約國,但為了對外貿易不受影響,也為了負起環境永續的責任,馬英九總統在競選時提出政見,訂定台灣未來二氧化碳減量目標:「2016~2020年回到2008年排放量,2025年回到2000年排放量,2050年回到2000年排放量的50%。」又因為台灣燃燒化石燃料產生的二氧化碳佔溫室氣體排放總量的74%,而火力發電是其中的重要來源,所以馬英九也提出解決之道:「發電策略積極朝低(無)碳能源超過50%的方向推動」。

 

追求低(無)碳能源時代 
  但是哪些發電方式產生的二氧化碳最少呢?根據國際原子能總署(IAEA)的計算,燃煤電廠每發一度電,會直接排放790~1017克的二氧化碳,燃氣電廠會直接排放362~575克二氧化碳,其他如水力、風力、太陽能及核能均不會直接排放,只有在建廠、營運過程中多少會產生一些二氧化碳。因此以「二氧化碳減量」這個目標來看,火力發電以外的其他發電方式,都可以成為選項。

 

  在各種再生能源中,比較常被提到的是風力和太陽能發電,但這兩種技術都還在發展中。風力發電必須要有夠好的天然條件,而且由於不易精確掌握何時有風,會使電力不好調度,因此較不適合擔任必須不停發電以供應基本電力需求的「基載」,而只適合做為電力需求緊迫時的「備載」。台電公司副總經理施弘基表示,若裝設1MW(100萬瓦)的風力發電機當做基載,只能當成0.12MW來調度,也就是說,還得另蓋0.88MW的傳統發電廠才行。

 

  價格昂貴則是太陽能發電一直難以克服的問題,而且台灣地狹人稠,鋪設面積受限也是另一問題。即使是非常強調發展再生能源的歐盟國家,風力和太陽能發電所佔比例也不算高,大部份國家的再生能源仍是以水力發電為主,而水力發電和風力一樣,都得依賴適當的自然環境。

 

各國核電捲土重來 
  至於核電,從第一座核能發電廠在前蘇聯開始運轉至今已經54年,但在經歷1979年美國三哩島和1986年前蘇聯車諾比核電廠事故後,全世界核電發展衰退了很長一段時間;如今在二氧化碳排放更急迫地威脅人類生存的問題浮現後,技術成熟、價格不高、不受自然條件限制又不會排放二氧化碳的核能發電,再度被拿出來討論。

 

  根據世界核能協會(World Nuclear Association)統計,到今年1月為止,全世界共有439部核電機組在運轉,另外有34部正在興建中;其中美國擁有104部核電機組,是全世界最大的核能國家,其次是法國和日本,分別擁有59部及55部。

 

  在三哩島事故後,美國所有核能計畫都告暫停,但最近已有15部核電機組提出興建申請。根據美國電力研究院(EPRI)推估,目前美國的核電廠一年約發7690億度電,到了2030年將增加到8974億度電,增幅16.6%。

 

  在歐洲方面,英國前首相布萊爾在2005年公開表示「全世界正在重新思考未來的能源政策,其中包括核能的使用」;同一年底,荷蘭延長了布爾賽勒(Borssele)核電廠的使用年限,從2013年延到2033年。

 

  2006年核電復興的趨勢更為明顯,義大利工業部長主張重新啟用國內所有停止運轉的核電廠,加拿大更具體規劃投入36億美元重新啟動核電廠,德國總理梅克爾主張延長國內核電廠的使用年限,擁有31部核電機組的俄羅斯則宣佈將投入700億美元,在24年內增建40座核電廠。

 

  中國、日本和韓國最近也都決定提高國內的核電比重。中國現有11部機組在運轉,預訂2020年擴充為46部,發電量將是現在的五倍;韓國現有20部機組,未來打算將發電比重提高到佔國內總發電量的60%;日本則計畫將現有55部機組擴增到100部,發電比重提高到40%以上,首相福田康夫更在今年4月公開表示:「日本的能源幾乎全部仰賴進口,雖然積極採取節能措施並發展新能源,但加強使用核能做為主要能源尤其重要。」他認為發電過程中不會排放二氧化碳的核能發電,是解決全球暖化問題的王牌。

 

  和日本、韓國一樣,能源也多依賴進口的台灣,目前核能發電佔國內總發電量19.3%,原子能委員會主委蔡春鴻(在接受本刊採訪時還是清華大學工程與系統科學系教授)表示,民進黨政府因為非核家園政策及黨綱,刻意迴避討論核電,但如果核一、二、三廠屆滿40年就除役,台灣的二氧化碳減量目標將會很悲觀;若能跳脫「不發展核電」的框框,就多一份減碳的助力。

 


【本文轉載自《科學人雜誌》2008年6月號】