國際核能發電發展現況

▓撰文：邱太銘 ▓圖片提供：台電公司

化石燃料使用會排放大量的溫室氣體與空氣污染物，以煤為例，開採期間可能發生災變，運輸期間會產生污染，所排放的溫室氣體會造成氣候變遷導致全球暖化，相關問題日益受到重視。2005年2月16日京都議定書開始生效，降低二氧化碳排放成為重要議題。再生能源如太陽光電發電與風力發電屬於間歇性能源，無法做為基載電力，因此核能發電再度受到世界各國的重視。

核能發電生命週期二氧化碳排放遠低於化石燃料，核能發電每度電排放0.022公斤，燃煤發電每度電排放0.975公斤。化石燃料日益枯竭，加上近幾年來，能源價格不斷上漲。在此情況下，在美國停滯20年的核能再度受到關注，這段期間不斷發展新的技術（表1）及管制法規精進，透過國際合作與經驗回饋，核能電廠營運績效不斷提升。2006至2008年全球核能電廠平均容量因數為82.4％，美國核能電廠平均容量因數為91.4％，我國3座核能電廠平均容量因數為90.5％，排名居全球第8位。以下就目前核能電廠運轉、延壽、功率提升及新建現況做簡單介紹。

國際上運轉及新建中的核能機組

依據國際原子能總署（IAEA）動力反應器資訊系統（PRIS）資料顯示，截至2009年7月2日止，全球共有436部核能機組在運轉分屬31個國家，主要集中在歐洲、北美洲及亞洲，總發電容量為370.221GWe，其中60.4％採用壓水式反應器（PWR，類似國內核三廠）；21.4％採用沸水式反應器（BWR，類似國內核一、二廠）；10％採用重水式反應器（PHWR）。

另外，目前全球共有48部核能機組分屬14個國家建造中，裝置容量為41.8GWe。目前建造中的核能電廠79.2％採用壓水式反應器、8.3％採用重水式反應器、6.25％採用沸水式反應器等，其中部分採用進步型第三代壓水式反應器如歐洲壓水式反應器（European Pressurized Reactor, EPR）及第三+代壓水式反應器如美國西屋公司AP1000。

日本新建的核能機組有2部，分別採用壓水式反應器及進步型沸水式反應器，與我國龍門核能電廠相同。韓國建造中的核能機組有4部，全部採用壓水式反應器。中國新建中的核能機組有13部（表2），全部採用壓水式反應器，其中3部機組採用國外技術外，其餘均為中國本土技術。印度有6部核能機組建造中。法國與芬蘭新建中的核能機組各有1部，其中法國與芬蘭及浙江三門一期1號機均採用第三+代壓水式反應器。

核能機組「延壽」最具效益

延長運轉中核能電廠的運轉年限（簡稱延壽）是發展核能發電最經濟有效的方法，國外已有不少案例。美國核能管制委員會（NRC）自2000年3月開始核准核能電廠運轉由40年延長至60年，目前美國核能管制委員會已核准54部核能機組延壽的申請。另有18部核能機組申請延壽，核能管制委員會仍在審查中。預估24部核能機組將提出延壽申請。

提升運轉中核能電廠的功率是增加核能發電量最經濟有效的方法，國外已有不少案例。在安全許可範圍內，核能電廠進行功率提升可增加發電量及減少電力部門二氧化碳排放量，功率提升可區分為：小幅度功率提升（小於2％）、中幅度功率提升（2％以上但小於7％）及大幅度功率提升（7％以上但小於20％）。參考國外經驗，小幅度功率提升與中幅度功率提升投資大約1年即可回收成本，大幅度功率提升投資成本回收約需3年。

依據美國核能管制委員會2009年5月8日網站資料，運轉中104部核能機組已有91部機組完成不同程度的功率（1.3～20％）提升，發電量增加5.64GWe。瑞典早在1980年代即有7部核能機組完成功率提升，包括6部機組大幅度功率提升及1部機組中幅度功率提升。

未來發展

核能發電技術先進國家於2001年7月成立第四代國際論壇（GIF），合作發展下一代的反應器以符合全球未來能源需求，目前GIF有10個成員國。第四代反應器計劃發展的新反應器包括3種熱反應器及3種快速反應器，熱反應器包括極高溫度氣體反應器、超臨界水冷卻反應器及熔融鹽反應器，快速反應器包括氣冷式快速反應器、鈉冷卻快速反應器及鉛冷卻快速反應器。

美國能源部為促進核能使用與封閉型核燃料循環以降低核廢棄物與核擴散風險，於2006年2月6日發起全球核能夥伴關係（GNEP）計畫，該計畫包括政治與技術倡議，後者主要與用過核燃料再處理的封閉燃料循環及錒系元素於快速反應器燃燒有關。

依據Nuclear Engineering International的2009年7月1日報導，美國能源部已於2009年6月宣布取消美國境內全球核能夥伴關係（GNEP）計畫的環境影響說明書，同時宣布美國不再尋求境內商業化再處理，但抗核武擴散與廢棄物管理策略研究與發展仍繼續。（作者為核能研究所副所長）