17 March 2025

CSR@天下 • 天下雜誌/Commonwealth Magazine (Taiwan)

台灣最後一座核反應爐運轉將到期,二次能源轉型該討論些什麼?

國際再生能源總署(IEA)統計,2021年太陽能和風力發電量首次超過核電發電量後,2023年太陽能和風能新增裝置容量更分別成長73%和51%,合計接近460GW,遠大於各國對核電的投資。再生能源,持續為全球能源的投資重心。
Source : CSR@天下: 台灣最後一座核反應爐運轉將到期,二次能源轉型該討論些什麼? https://csr.cw.com.tw/article/44038

23 February 2025

2025年5月,台灣最後一座核能反應爐運轉到期。接下來台灣的能源轉型是否該納入核電?

隨著2025年立法院開議,在野黨將數項與核能相關的修法草案列為本會期優先法案,計畫在台灣最後一座核能反應爐運轉年限到期前,修改《核子反應器設施管制法》,將核電廠使用年限從40年延長至60年,同時將《環境基本法》和《氣候變遷因應法》中的「非核家園」表述改為「非碳家園」。

5月最後一座核反應爐運轉到期,台灣如何面對核能?

工商界也因產業發展、用電需求增加等各種因素,在國內推動二次能源轉型的政策討論中一再提出對「核電延役」和「發展新核能技術」的期待。

台灣氣候行動網絡研究中心與綠色公民行動聯盟(以下簡稱綠盟)邀請長期撰寫《世界核能產業現狀報告》的加拿大英屬哥倫比亞大學公共政策暨全球事務學院的拉瑪納博士(Dr. M.V. Ramana)訪台,發表題為「核能、小型模組化反應爐與氣候變遷」的專題演講。

綠盟也取得翻譯授權,發布評析全球核電發展趨勢的《2024世界核能產業現況報告》(The World Nuclear Industry Status Report 2024,以下簡稱WNISR)摘要中文版,分析世界各國核電廠的運轉狀況與全球核能產業趨勢。

公布報告的兩位作者包括拉瑪納與中研院社會學研究所副研究員彭保羅(Jobin, Paul),從科學與數據出發,說明核電在全球電力佔比數據、小型模組化反應爐(Small Modular Reactors,簡稱SMRs)的發展現況、台灣能源政策等研究觀察。

台灣核能政策充滿不確定性

負責台灣現況分析的彭保羅指出,台灣的核能發電面臨多變與挑戰。隨著核能廠逐步除役和能源政策的調整,台灣的核能發展充滿了不確定性。

他說,台灣的核能發電機組數量正在減少,核一廠和核二廠已除役,核三廠進入除役倒數,核四已停建。

彭保羅表示,2023年,台灣的核能發電量較前一年減少約1/4,核能在台灣總體發電的比重降至6.3%,是自1978年以來的新低紀錄,再生能源比重則達到9.5%。

彭保羅認為,賴清德政府未排除核能的使用;國民黨提案要修改《核子反應器設施管制法》、延長核三廠的運營。隨著核三廠二號機計劃除役,缺電問題引發關注。行政院長卓榮泰表態對「新核能」發展持開放態度,尤其是2030年後。

不過,核能發電雖逐步減少,但核廢料處理問題依然待解。核一、核二廠的燃料池已爆滿,中期貯存設施和最終處置方案尚未規劃妥當。儘管原子能委員會改組成核能安全會以監管核廢料問題,但長期累積的核廢料問題依然未解決。

再生能源方面,台灣2022年以來取得突破,2023年再生能源占比達9.5%,其中風能和太陽能成長顯著。2022年再生能源成長達37%,首次超過核能發電。

然而,台灣的能源結構依然依賴進口的化石燃料,尤其是天然氣和煤炭,2023年液化天然氣發電比重達39.5%,使得能源轉型目標更具挑戰。

彭保羅指出,台灣的能源轉型仍在進行中,政府推動的非核家園政策未完全實現,天然氣使用量持續上升。台灣的能源結構需進一步調整,才能減少對進口化石燃料的依賴,實現能源自給自足。

未來,台灣的核能發展將面臨政治與經濟挑戰,如何平衡非核家園政策與能源安全,仍需解決。

趙家緯:管理AI用電需求比發展核電更急迫

台灣氣候行動網絡研究中心總監趙家緯指出,根據官方預測,2050年台灣的總發電量將成長至5,700億度,在此情境下,若核能占比達30%,即需提供超過1,700億度的電力。

他說,這不僅需要大規模延役既有機組、在現有廠址新建機組,甚至在主要工業區興建小型核能機組。

依此估算,台灣在2050年前需要新增19GW的核能裝置容量,這將面臨嚴重的挑戰,特別是考量到核能裝置的建設與運營成本。

趙家緯表示,若依核能占比30%的計畫,不僅每5年就要新增一座芬蘭花了18年才蓋好一座的歐洲壓水式反應爐,2035年後每年更需新增2座小型核能反應爐。

考量到新增核電的價值調整均化發電成本(value-adjusted LCOEVALOE)仍高居不下,以及國際核電延役的均化成本逼近每度4元,此發展路徑的可行性極低。

趙家緯強調,至於是否需要依賴核能來滿足AI用電需求,即便經濟部對AI用電量的預測大幅高於國際估算,若台灣按照規劃完成光電與離岸風力發電建設,便能為Amazon、Google及Nvidia等資料中心提供所需的全再生能源電力。

他說,當前最重要的是加快對AI用電需求的管理,並要求資料中心在設立時提供能源使用計劃,採取最佳能效設計,並履行再生能源承諾。

氣候解方必須考量建設成本與時間

拉瑪納分享他長期對核能產業發展及技術風險的研究成果,並對台灣的核能辯論提供了理性與科學的分析。

拉瑪納指出,在氣候危機下,我們必須在最短時間內以最低成本削減最大碳排放。因此,任何氣候解方除了低碳外,還必須考量建設成本與時間。他說,實務經驗顯示,核能並不符合這些要求。在成本方面,無論是建設或運營成本,核能都缺乏經濟競爭力。

根據華爾街投資銀行Lazard每年發布的均化能源成本(LCOE)報告,核電的發電成本約為每千度電170美元,是太陽光電與風電成本的4倍以上。

即便考慮能源效率、需量反應、儲能等技術,這些都無法改變再生能源的成本優勢。核電廠高昂的營運成本,已經迫使美國多座仍未到期的核電廠提前除役,因為它們無法在電力市場中與其他能源競爭。

核能與再生能源能否「核綠共存」?拉瑪納指出,兩者間存在根本的不相容性。在以再生能源為主的能源系統中,能源輸出及時間分佈不均,難以適用「基載」思維。核電廠必須依賴固定的運行模式,而無法靈活調整以應對需求變動,這使得它無法有效地配合再生能源的特性。

拉瑪納:SMR單位發電量產生更多核廢

拉瑪納說,即使小型模組化反應爐(SMR)和先進核能技術受到了許多期待,但現有的SMR設計多樣,且在解決各種挑戰時需進行取捨,專注降低成本可能會帶來其他問題。例如,SMR的建設成本與所需時間並比傳統大型反應爐少,且因為規模較小,單位發電量反而產生更多核廢料。

拉瑪納強調,許多人關心2024年底科技業者如微軟、亞馬遜、谷歌等簽署的SMR或核電的購電投資協定,但這些科技業者並不關心核電現在的問題,只是為了公關用途。

他分析,資料中心的用電需求持續增加,但對SMR的支持只是一種聲東擊西的公關策略,因為他們仍靠大量的化石燃料發電維持資料中心運轉。

拉瑪納指出,這些科技業者的核電協定細節都是保密不公開的,這些計畫多宣稱科技業者投資多少錢,但這些投資金額其實非常少,如果以實際蓋核電廠所需要的資金相比更是少之又少。

例如Nuscale花在研發SMR上是18億美元,但對於一般消費者或公民而言,這些投資並沒有太大意義且充滿風險。最重要是這些風險並不是由這些科技業者承擔,核電廠仍會蓋在一般居民的住家附近,或是比較貧窮而難以拒絕開發的社區,他請大家思考這當中的不平等。

小型模組化反應爐是炒作?還是現實?

拉瑪納教授指出,小型模組化反應爐被認為有潛力改變全球能源格局。然而,無論是政府支持、建設延宕,還是運轉挑戰,這些反應爐的發展面臨諸多不確定性。

美國政府為支持小型模組化反應爐投入大量資金,並為NuScale、Kairos Power和X-energy等公司提供稅收抵免。然而,這些努力未能克服核心挑戰,尤其是高含量低濃縮鈾(HALEU)燃料的不足,這對反應爐運行至關重要。

核能的全球建設進展更顯示出顯著的延誤。阿根廷的CAREM小型反應爐原定於2016年進行冷測試,但至2024年仍未達預期,並因預算削減被推遲至2028年啟動。印度的先進重水反應爐(AHWR)至今未開工。

已投入運營的反應爐也面臨挑戰。中國的HTR-PM反應爐自2021年投入使用,但其容量由200MW降至150MW,且容量因子僅為8.5%。俄羅斯的KLT-40S小型反應爐性能未達預期,2023年負載因子分別為26.6%和43.4%。

儘管許多企業和政府強調小型模組化反應爐的潛力,像是比爾・蓋茨就宣布在懷俄明州啟動Natrium反應爐建設,並得到亞馬遜與谷歌等科技公司支持。然而,這些投資能否克服監管挑戰,尚未可知。

核電安全風險仍高,問題從未解決

台大物理學系特聘教授林敏聰認為,任何科技的應用都具有社會性和地域性。核能除了拉瑪納所分析的各種風險之外,更必須深思在台灣的脈絡下任何災害發生時的衝擊程度。

林敏聰指出,若金山、萬里的核一、核二廠址發生任何意外,其距離台北市僅30多公里,對整個國家民生、經濟衝擊的程度和範圍將遠大於美國、日本等其他國家。他說,即便此類意外發生的機率極低,一旦發生所將造成損害卻非常高;台灣的條件並不允許我們冒如此的風險。

林敏聰解釋,國內近來「返核」的倡議實際上仍尚未正面回答幾十年來已不斷問過的問題。核廢料的貯存即為一例,以台灣的地質條件,究竟要如何找到適合作深層掩埋的場址?即便找到了又要如何透過民主、公正的程序獲得當地居民的認同?在台灣既有的核廢料都未有解方的情況下,又能如何開發新的核能機組、製造更多的核廢料?

全球核電裝置容量下降,興建國家減少,動工率下降

綠色公民行動聯盟研究員林正原表示,2023年全球核電發電量佔商業總發電量的比例從9.2%下降至9.1%,儘管發電量增加2.2%,但仍低於2019年與2021年。

自2004年到2023年,全球啟用102座機組,但關閉了104座。中國啟用49座新機組,而其他國家則淨減少51座機組,核電容量下降26.4 GW。截至2024年7月1日,共有59座反應爐(60 GW)正在興建,較2023年多出1座,但與2013年相比減少10座,並且有5座機組計劃放棄。

只有中國、印度和俄羅斯持續興建核電機組,其他國家則減少了興建數量。

目前正在興建的59座反應爐平均工期為5.9年,與2023年同期相似。13個參與興建的國家中,至少9國經歷了數年的延誤。

自1984年以來,全球運轉中的408座反應爐,平均機齡已增至32年,高於2023年31.4年的平均機齡,其中269座機組運行超過31年,佔全球總數的三分之二。

再生能源大幅增長,核電市場縮減

林正原指出,2023年全球再生能源持續突破,在全球能源格局中取得顯著進展。2023年12月在杜拜舉行的COP28上,130個國家的政府和歐盟支持「全球再生能源及能源效率誓言」,目標是到2030年將全球再生能發電量能提加2倍,並將能源效率年改善率提高至4%以上。

相較於核電的投資,2023年非水力再生能源裝置的投資額為6,230億美元,為核電興建投資的27倍。根據拉札德銀行的模型,2009至2024年間,太陽能光電和陸域風電成本大幅下降,分別降低83%和63%,而核電成本則上升了49%,成為最昂貴的電力來源。

台灣氣候行動網絡研究中心與綠色公民行動聯盟均主張核電不是氣候解方,不論減碳與追求淨零,核電的貢獻幾乎微乎其微。當氣候危機迫在眉睫,台灣沒有預算也沒有時間,推動老舊的「核電延役」及未來極不確定的「新核能技術」,只會加劇核廢料問題與核災汙染等重大風險。

圖片來源/《2024世界核能產業現況報告》
圖片來源/《2024世界核能產業現況報告》

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