【李敏觀點】「以核養綠」—邁向碳中和的康莊大道

圖片來源:Office of Nuclear Energy twitter


最近世界新聞常提到全球能源的短缺與能源價格的飆漲,有些新聞報導甚至稱此次能源風暴的衝擊可比擬1970年代初期,石油價格飆升所引發的石油危機。這次化石燃料的短缺是由天然氣開始,擴散到燃煤與石油,衝擊到許多國家。災情最慘重,被報導最多的國家包括中國、英國、印度、德國、黎巴嫩等。風暴中天然氣的價格一度較去年上漲4~5倍。俄羅斯普丁喊話,不以天然氣為武器,威脅其他國家,還可以增加天然氣產量協助歐洲國家。之後,天然氣價格開始回穩,但漫漫長冬是否能順利度過,自求多福走著瞧吧!

天然氣供氣不敷需求的原因是,去年冬天長久的低溫與今年的酷夏,增加了天然氣的消耗,減少了庫存;由於氣候的關係,全球風力發電績效偏低;新冠疫情肆虐,影響天然氣設施的正常營運;以及後疫情的經濟復甦等影響。此外,印尼煤礦區發生洪災,中國8月份山西礦區的洪水,與加上澳洲交惡,自己切斷了澳洲煤的進口,只有自其他地區進口。煤也不夠,只能去搶氣了。

為了拯救地球,減少碳排是當務之急,而能源的使用首當其衝。能源使用電力化是降低碳排的重要途徑,全世界電量需求一定會加速成長,在此同時還要關閉排碳量最大的燃媒發電,那電從那裡來?再生能源很理想,但受限於自然環境與氣象狀況。最大困擾是再生能源無法調控,萬一無風無光時怎麼辦?在儲電技術沒有進一步的突破前,再生能源還是無法獨當一面的,還是需要大量的傳統可調控發電設施。儲能技術包括化學電池(鋰電池)、使用氫氣的燃料電池、以及抽蓄發電。目前除了抽蓄外,其他兩種方式的大規模使用,還待進一步的嘗試。特斯拉2017年在南澳打造世界最大電池儲能系統,供電容量為10萬瓩 ,儲存電量為12.9萬度,建造價格為66百萬美元,2021年美國佛羅里達州興建之電池,40.9萬瓩,儲存量為99萬度。電網用燃料電池的價格就更驚人了,10萬瓩可發電10小時 (100萬度)的燃料電池,2020年的造價介於2.79~3.49億美元,預估2030年的造價介於1.44~1.82億美元。臺灣明潭與大觀抽蓄設施共10部機組,總裝置容量260萬瓩,可供電總量為1,600萬度,效率為75%,也就是說放水發電量僅為抽水時耗電量的75%。臺電規劃在德基水庫建第三抽蓄電廠,總裝置容量36.8萬瓩,可供電總量為154萬度,預算為260億臺幣。

再生能源發電設施的建構需要時間,但過渡期怎麼辦?電網也需要可調控發電機組來維持供電的穩定,使得燃氣成為不得不的選項,但是燃氣仍然會排放二氧化碳,燃煤是0.82公斤/度,燃氣是0.49公斤/度。天然氣體積龐大,輸送與儲存與能源安全供應息息相關;天然氣發電成本中,購買天然氣的成本佔比高達90%,氣價的波動,會強烈衝擊發電成本,現在的狀況就是一個活生生的例子。

核能發電是另一個選擇。核能發電燃料體積小、重量輕,運輸貯存方便;即使不添加燃料,亦可長期運轉。核能發電燃料鈾的採購成本占總發電成本比例低,發電成本穩定。且核電廠一旦興建完成,其發電成本較不易受到國際能源價格波動的影響。何況核能發電不靠燃燒產生能量,故發電時不會造成空汙與排放二氧化碳,它對環境的衝擊從總量來看確實是最小的。由於某些人或環團對於輻射的莫名恐懼,並不認同核能發電是綠能或潔淨能源,但相比之下,核能發電是唯一能調控的無碳能源,是無可爭議的。人類或某一個國家該不該、要不要使用核能確實是一個見仁見智的議題,依各國的天然環境、自然資源、地緣政治,與政治現實會有不同的政策,各國的核能政策會有很大的差異是可以預期的。

在氣候變遷的危機下,將地球的溫升控制在1.5C之內是科學界一致接受的目標。為了達到此目標,2050年達到碳中和似乎已是共識。歐盟還定了在2030年,二氧化碳排放減量55%的目標,目標定了,該如何達到此目標是各個國家的事。

首先,燃煤電廠一定要被替換,而再生能源發電最美,但最不實際。燃氣二氧化碳排放量仍為燃煤的60%,但到底少一些。所以有些國家認為應該採用不排放二氧化碳核能發電。是否興建核能電廠來減排,是各國主權可以決定之事。但是任何建設都需要資金,歐盟是否支助核能電廠的興建,大家就要有共識了。歐盟的執委會聯合研究中心,研究報告的初稿指出核能應屬於綠色能源,但是有些國家不同意。事實上,歐盟國家之間對於天然氣算不算綠能,是否支助燃氣電廠的興建也有不同的聲音。

目前,在歐盟所謂綠色新政的經費運用策略中,核能與天然氣都尚未列為補助的對象。這與其說是各國有各國的見解或理想,不如說是大國間的角力。法國有雄厚的核能工業,當然贊成核能;德國非核、自廢武功,反對支助核能,除了要為自己擅長的再生能源找出路外,還想要推展天然氣。歐洲使用的天然氣80%由俄羅斯進口。天然氣管線經過烏克蘭,俄羅斯與烏克蘭橫眉豎眼時,歐洲各國也在著急,所以由俄羅斯直接拉了兩條海底管線到歐洲,北溪1號與2號,都由德國上岸,輸送量各為550億立方米/年,總合已經超過德國2020的進口量893億立方米。德國人反對核能,法國人就領頭反對天然氣電廠。

這次能源價格飆升的震撼,勢必對各國的能源政策有重大的衝擊,法國政府已經開了第一槍。法國目前的核能政策,是在2035年將核電的占比由目前的70%降到50%,但經歷這次能源價格飆漲的大震撼後,法國總統馬克宏日前說要投資10億歐元發展小型模組化反應器。其實這類型反應器的發展,在其他國家早已進行,包括美國,英國,加拿大,中國,韓國都有相關的計劃。法國政府領銜送了封信給歐盟,提出核能是「可負擔的」、「穩定的」、「不受外力干預」的主要能源,可以保護歐洲消費者,不受能源價格飆升的影響。連署這封信的國家有保加利亞,克羅埃西亞、捷克、芬蘭、匈牙利,波蘭,斯洛伐克、斯洛文尼亞,與羅馬尼亞。這10個國家除了波蘭與克羅埃西亞外,其他國家核能發電量的比例介於19.9%70.6%間。 這個名單上還不包括高比例使用核能的瑞士、瑞典、與比利時。瑞典在1980年就公投決定2010年非核,但仍然允許完成興建中的電廠。2010年瑞典改變政策,允許興建新的機組替代停役的機組,目前仍有六部運轉中的機組,核能發電占比為30%

臺灣是海島,土地面積小,人口密度高,沒有天然資源,能源幾乎百分百依賴進口;單位土地面積的發電量,臺灣排名世界第一;燃煤人均進口量,全球排名第一;液態天然氣人均進口量,全球排名第三。臺灣是獨立電網,電網可以承受的再生能源比例低,也需要更多的可調控電力作為備援。假如臺灣2025年的再生能源發電量真在2025年達到20%單位面積光電與風力發電量必須是德國目前的2.7倍;即使做到了,剩下來的80%還是要靠燃煤與燃氣等化石燃料,長程來看,2050年的碳中和怎麼辦! 

近日全球的能源風暴,送出強烈而明確的訊息,「以氣養綠」是行不通的,要承受非常大的風險。如果臺灣的經濟是一個平臺,平臺靠能源支撐,僅靠再生能源與化石燃料兩隻腳,平臺是站不穩的,核能發電則是穩住平臺的第三隻腳2018年「以核養綠」公投的結果明確的告訴政府,臺灣人民支持2025年以後繼續使用核能。但號稱民主的政府並未尊重民意,能源政策未做調整。讓我們再一次展示意願,請大家支持1218日的「核四商轉」公投,實質終止非核家園政策,啟用核電機組,進而保障人民享有不缺電、不限電、不斷電與低廉電價的自由。貫徹「以核養綠」才是邁向碳中和的康莊大道。