能源安全與低碳核能

▓撰文：陳中舜、葛復光

為達成減碳目標、兼顧能源安全與永續發展，核能已成為各國未來的關鍵能源，我國應重新正視核能的必要性與整體效益，做為因應全球暖化的必要選項。

根據國際能源總署2007年報告揭示，現今全球能源有兩個關鍵問題且彼此互相影響，亦即：已不再有低廉無盡的燃料，以及過度的消費已對環境造成了傷害。其在2008年時更明確指出，全球能源趨勢正導向一個非永續性的未來，但這種情況是必須且仍可被即時扭轉。就以世界初級能源的消耗來看，2030年的需求會較2006年時再增加45％；而在全球暖化方面，2007年時與能源有關的二氧化碳排放占世界溫室氣體總量61％，因此為抑制氣候變遷所導致的巨變，持續並擴大低碳能源使用，已是人類必須的選擇。

低碳能源選項審思

據台灣能源供應、二氧化碳排放指標與國際比較資料顯示，多未達OECD國家平均水準，其中二氧化碳密集度與單位油當量排放亦顯示了我國產業高耗能、產品附加價值低等缺點。若再與國情類似的日本、韓國（皆為OECD國家）對照，可發覺我國在人均排放與單位油當量排放上皆敬陪末座，其反映出因核能受阻所導致能源結構的合理性。

近年來政府雖已設立數個節能減碳目標，並對天然氣的使用寄予厚望，然因國際局勢的發展出人意料，如：國際原油價格的大幅震盪導致氣、煤價格相繼走高；2007年後的東協加三與俄、日、韓與中國東北亞天然氣圈皆將台灣排除；2009年後我國天然氣合約陸續到期（2010年政府規劃使用量達1,050萬噸、目前已知合約進口量僅709萬噸）；甚至2007年後中國已由煤出口國（占我國進口量的19.9％、燃煤發電占我國總發電量的53.6％）轉為淨進口國等，這些問題對台灣未來能源安全與永續發展皆造成了不容忽視的隱憂。

就我國現況來看，燃煤發電占二氧化碳總排放近5成，但由於其可提供大量、穩定且低廉的電力，因此與核電同為主要的基載設備。而天然氣機組雖為低碳能源但其發電成本高、操作時間快速等原因故僅能做為中、尖載之用。換言之，節能過程若只是降低尖峰用電並無法達到大規模的減碳效果。故減碳應針對需長期運轉且高碳排放的基載燃煤機組進行減碳（二氧化碳捕捉封存技術）或以近零碳排放的核能替代。

我國是目前工業化國家中自產能源低、二氧化碳人均排放高，卻又不甚積極發展核能的特例。反觀OECD國家，由於核能具有來源供應穩定、能源密度高及運輸儲存便利（廠內可庫存4至6年所需燃料）等優點，在能源統計上早已被視為準自產能源，同時IPCC、IEA等聯合國重要組織亦已將核能視為抑制地球暖化的重要手段。再考量核能內外部成本，包含：噪音、健康、原料、土地利用、生態環境及全球暖化等因素後，經計算其單位裝置成本（34-59m EUR╱kWh）高於燃氣機組、低於風能與太陽能；外部成本（0.42￠EUR╱kWh）則高於風能低於太陽能及燃氣機組。總體來說，核能發電屬資本密集行業，雖初期投入成本高，但因燃料成本低廉、減碳效能明顯、綜合性能優越之故，無論是在發電成本、全球減量貢獻（1.88Gton-2030年時）與減碳成本（0～20US$╱tCO2）上皆可獲得最佳的成本效益。

核安效率提升

隨著科技演進，過去最受疑慮的反應器安全與核廢棄物處理也獲得了長足進展。以目前新型的核電廠為例，其爐心融毀（如三哩島事件）機率低於十萬分之一、大量輻射物質洩漏機率則低於百萬分之一、機組操作安全餘裕大於15％。採取被動式安全措施與全數位化等設計減少人為操作失誤的可能性，並於機組熱效率及可用率方面皆獲得了顯著的提升。台電公司亦參與了美國電力研究所針對第三代先進輕水核反應爐設計規範（Advanced Light Water Reactor Utility Requirements Document, ALWR URD）的制訂，並導入至核四計畫中。

有關核廢棄物處理，我國低放射性廢棄物已由民國72年的12,258桶（2,000公升╱桶）減量至民國96年的259桶。在高放射性核燃料部分，日、英、法及俄等國利用PUREX技術已可將其中95％資源回收，但該技術會產生核武所需之鈽元素，故長期以來美國並不願意太多國家擁有。然鑑於世界能源需求持續攀高且溫室效應日趨嚴重，2006年時美國與其他24國共組全球核能夥伴計畫（GNEP），其目標在合作開發先進無鈽的核燃料再循環技術，擴大安全與潔淨的核能使用，研究MOX的使用與快中子反應爐的應用。若該計畫能完全達成，未來將能有效解決核廢棄物處置、世界能源供應甚至抑制全球暖化等問題。根據評估，新核電機組減碳能力約為6百萬噸CO2╱GW-年排放量，以我國現有廠址尚可再增設12部機組，若配合核一至三廠延役與中功率提升，每年至少可減排121百萬噸的二氧化碳。

結論

聯合國氣候變化綱要公約中曾揭示，各國應致力於將溫室氣體濃度維持在一個足以使生態系統自然適應、確保糧食不虞匱乏及經濟可以永續發展的水平之上。要達到以上所述並沒有單一的萬靈丹或是特效藥，任何的可能都值得被鼓勵與嘗試。但在考量相關低碳能源技術的燃料價格、裝置成本、可用率、環境限制等綜合因素下，核能雖非低碳能源的唯一選項，卻是我國在兼顧永續發展與能源安全上不可或缺的選擇。（作者為行政院原子能委員會核能研究所副工程師、副研究員）