俄烏戰爭刺激核能「走出冷宮」

撰文:聯合早報
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一場俄烏戰爭引發的能源危機,讓遭許多國家冷落多年的核能有東山再起之勢。

作為一種低碳能源,核能也被認為可在全球減排道路上扮演舉足輕重的角色。

重新擁抱核能,真的能緩解全球能源危機,讓各國實現能源獨立和淨零排放的雙重目標嗎?

從歐洲到亞洲,發展核能似乎成了大勢所趨。專家認為,多重因素促使各國對核能發電的立場從恐懼和反對,轉向接受和擁抱。

法國智庫可持續發展與國際關係研究所(IDDRI)能源和氣候專家伯格曼斯告訴法新社:「歐洲正處於非常不同的能源形勢,有幾個危機重疊——俄羅斯的天然氣供應問題、乾旱導致水庫蓄水量減少、法國核電站的產量低……所有因素都很重要。」

彭博社引述澳洲鈾礦勘探開發公司班納曼能源(Bannerman Energy)首席執行官蒙羅的話說:「對福島核事故感到恐懼而反對(核電)的情緒已經消退,這是因為過去10年的科學研究緩和了事故的嚴重程度,而亞洲國家如今面對來自能源短缺的更嚴重與致命的威脅。」

學者:核能能源效率比其他化石燃料高百萬倍

關鍵是,核能發電真的能讓各國實現能源獨立嗎?核能的安全問題確實因核技術的發展而獲得解決了嗎?

南洋理工大學拉惹勒南國際研究院(RSIS)高級研究員周兒彬博士接受《聯合早報》訪問時指出:「在能源效率方面,核能比其他化石燃料如煤炭、石油或天然氣高得多,而這不只是提高兩三倍甚至10倍,而是在能源效率方面提高百萬倍。這是因為1公斤鈾所產生的能量,是1公斤煤的超過百萬倍。如果我們比較的是綠色的可再生能源,太陽能和風能屬於間歇發電模式,無法作為基本負載能源,即全天候供電。」

周兒彬也認為,化石燃料或可再生能源不見得比核電安全。「採礦事故和吸入煤灰的受害者已經比運營核電站(引發意外的受害者)還要多……太陽能和風能被視為無害的綠色能源,但它就一定安全嗎?風車對航運和基礎設施的發展也造成很多幹擾。」

巴基斯坦大洪災等氣候災害異常嚴重,核能這種效高,碳排較低的能源受到關注。(AP)

牛津大學「數據看世界」(Our World In Data)研究主管裏奇(Hannah Ritchie)兩年前通過一個很有趣的「歐洲村」(Euroville)概念,來說明核能是最安全的發電技術之一。

她假定這個歐洲村有15萬人口,若完全以煤炭來為歐洲村供應電力,每年會有至少25人死於空氣污染。若以風能供電,每25年會有一人死於相關事故;核能的風險略低,每33年有一人死;最安全的是太陽能,每50年才有一人死亡。

周兒彬指出,核能其實是當今受到最嚴格監管的能源之一。「核能必須受到嚴格監管,因為世界必須確保核能的和平使用,絕不能被轉移用作武器。

在設計上,核電站在正式投入運營之前已經通過幾項嚴格的標準,例如抗震能力。值得注意的是,福島核電站的設計在2011年東日本大地震中確實承受了地震的襲擊,這起事故的傷亡人數是海嘯造成的,並非核電站熔燬的結果。
南洋理工大學拉惹勒南國際研究院(RSIS)高級研究員周兒彬

不過,對於經歷過2011年大海嘯的日本民眾來說,當年的核災記憶猶新,因此國內輿論對於是否重啟核能出現了兩派聲音。

日本國際大學副校長橘川武郎接受《聯合早報》訪問時說:「根據《讀賣新聞》的民調,由於出現短期供電不足的問題,支持核電站重啟的呼聲高漲。不過,《(朝日新聞》的民調顯示,對於增設新核電站的長期目標,反對的聲音很多。執政黨內部也有反對聲浪,不僅是自民黨的河野太郎等人,公明黨也是長期以脱離核電為目標。」

橘川武郎認為,在重啟核能方面應該有更多討論,烏克蘭扎波羅熱核電站捲入俄烏戰火,說明使用核能已出現新風險。

作為歐洲最大核電站,扎波羅熱核電站在戰事中數次與烏克蘭國家電網斷開連接,引發全球對核泄漏風險的擔憂。烏克蘭指責俄羅斯以核電站為盾牌,原本作為和平發電用途的核電站如今成了一枚定時炸彈。

烏克蘭局勢:圖為2022年8月28日美國地球數據及分析公司Planet Labs PBC提供的衛星圖片,顯示已為俄軍控制的扎波羅熱核電廠。(AP)

目前約440核反應堆為全球供應10%電力需求

橘川武郎說:「對於傳統的風險如地震、海嘯等,日本有原子能規制委員會進行嚴格審查,判斷是否允許重啟。然而,如今出現了新的風險:俄羅斯入侵烏克蘭之後,把核電站定位為軍事目標。在受到新風險威脅的情況下,是否應繼續使用核電站,到了全球必須討論的時候。」

目前,全球有約440個核反應堆在運行,為全球供應10%的電力需求。國際能源署預測,到了2050年,全球幾乎90%的電力將來自可再生能源,其中風能和太陽能發電共佔將近70%,其餘大部分則來自核電。

歐洲經濟委員會去年8月的一份核能技術簡報指出,若排除核能,世界將無法實現所定下的減排目標。報告也指出,核電是一種低碳能源,在過去50年裏避免了約740億噸的二氧化碳排放,相當於近兩年全球能源相關排放的總和。

今年7月,歐洲議會投票通過決議,把核能列為綠色能源。為核能貼上綠色標籤,能否協助全球應對氣候變化危機?

實際上,核能並非淨零排放。

核能發電本身確實不會直接產生温室氣體,但若把核燃料的開採、運輸、加工和後處理;核電站的建造、運行、維護,以及設備製造、運輸和退役封存等也考慮在內,這些活動都會消耗化石能源,產生温室氣體。

事實上,目前沒有任何一種發電方式可做到全生命周期的淨零排放。不過,在核電站生命周期裏,核能每單位電力產生的二氧化碳與風能大致相同,與太陽能相比則是其三分之一,因此是碳排放最低的技術。

國際能源署在最新報告中指出,在全球面對能源危機的情況下,核電可發揮重要作用,協助各國安全過渡到以可再生能源為主的能源結構。不過,未來30年,全球核電容量必須增加一倍,才有望實現淨零碳排放和能源獨立的雙重目標。

勞斯萊斯SMR於2022年9月發布概念圖則,希望在本世紀末投入運行的是更小、更容易建造的核電站。(AP)

俄烏衝突動搖能源市場 核電再引起各國興趣

「我們正處於第一次全球能源危機中,就其深度和後果而言,世界從未目睹過如此嚴重的能源危機……我相信我們可能還沒有看到最糟糕的情況。」今年7月,國際能源署署長比羅爾在悉尼的一場全球能源論壇上,給全球能源供應描繪了上述悲觀前景。

俄羅斯今年2月入侵烏克蘭以來,俄歐雙方便一直在「鬥氣」。作為歐洲最大的天然氣供應國,面對西方制裁的俄羅斯順理成章把天然氣當成掣肘歐洲的最佳武器。

天然氣和石油短缺重塑了能源市場,化石燃料價格也水漲船高。在切爾諾貝利和福島核事故後遭唾棄的核能,再次引起世界各國的興趣。

今年2月,法國宣佈計劃興建六座核反應堆;比利時也在一個月後決定把2025年廢除核能的計劃延後10年,推遲至2035年才落實。

英國首相約翰遜(Boris Johnson)卸任前於9月1日訪問了位於英國薩福克的EDF的Sizewell核電站。(Chris Radburn/PA via AP)

英國前首相約翰遜更是在卸任前,雄心勃勃地宣佈要每年建一座核電站的目標。

核能在2020年供應英國約21%的能源需求,遠高於2000年的9.4%。英國政府的目標是到了2050年,把核能發電量擴大到24吉瓦(gigawatts),佔國家總電力需求的約25%。

歐洲最大經濟體德國原定今年底關閉最後三座核電站;這三座核電站的發電量佔德國電力供應的6%。

德國經濟部長哈貝克星期一(9月5日)透露,政府將按計劃讓核電站於12月31日退役,但其中兩座核電站將保留為應急儲備,直到明年4月。

亞洲國家擁抱核能的聲浪也有升高趨勢。2011年發生福島核事故後,日本暫停多個核電站的運營,也不再建造新核電站。

不過,日本首相岸田文雄上個月指出:「俄羅斯的入侵行動改變了全球能源形勢,核能與可再生能源對於推進綠色轉型至關重要。」

他透露,政府可能延長現有核電站的運行壽命,並考慮建造下一代核電站,目標是在2030年代使新核電站實現商業化運行。

日本首相岸田文雄2022年已先後宣布重啟國內更多核反應堆,並興建新一代核電站以應付電力需求。(AP)

日本經濟產業部的數據顯示,2019年,核能發電佔日本電力供應的6%,日本現在的目標是把這一比率提高到20%至22%。岸田希望,到了明年夏天,通過日本原子能規制委員會安全審查的17座核電站能夠重新上線。

韓國計劃把核能在國家能源供應的佔比從2021年的27%,增加到2030年的30%以上。

印度有約3%電力來自核能,印度總理莫迪的目標是在未來10年把核電站數量增加兩倍以上。印度目前約70%電力來自煤炭。

世界核能協會的數據顯示,中國目前有近24吉瓦的核電容量在建,另有34吉瓦核電容量在規劃中。如果所有計劃都落實,中國將成為全球第一大核電國。

東南亞國家同樣對核能躍躍欲試。菲律賓前總統杜特爾特3月簽署行政命令,把核能納入國家能源計劃,以逐步淘汰燃煤發電廠;現任總統小馬可斯上任後表明,對核能發電持開放態度。

韓國計劃把核能在國家能源供應的佔比從2021年的27%,增加到2030年的30%以上。(AP)

新加坡也探討核能發電可能

印尼計劃在2045年啟動第一座核電站,以實現到2060年達到淨零排放的目標。

今年5月,越南工貿部長阮鴻延對國會說,發展核能是全球必然趨勢,顯示越南當局可能正在考慮恢復建設核電站的計劃。

就連人口密集的新加坡,也在探討核能發電的可能性。新加坡能源市場管理局委任的能源2050委員會今年3月發布的報告就列明,到了2050年,核能發電可能滿足新加坡10%的電供。

處理核廢料還需更完善方式

核能發電具有很高的能源效率,但核廢料的處理卻是個非常棘手的問題。

英國核廢料局首席科學顧問海厄特教授告訴英國廣播公司:「用過的燃料組件具有很強的放射性,放射性要經過長時間才能衰減……經過約1000年,原來的放射活動才能減少到10%,再經過10萬年,剩餘部分才能衰減完。」

世界核能協會的資料顯示,全球目前主要有兩種處理核廢料的方式:近地表處置法和深層地質處置法。

捷克、芬蘭、法國、西班牙、瑞典等國家採用的近地表處置法,是把核廢料埋於地表、近地表或地表下幾十米的洞穴裏,使放射性物質衰變至安全水平,但這主要適用於中低水平的放射性核廢料,屬於短期處置法。

深層地質處置法則把核廢料埋在地下250米至1000米的深度,遠離水源和食物鏈,是更為可靠的處理方法。核廢料被密封在一個由多個儲存罐組成的「多屏障」系統,即使最終泄漏,也是數十萬年以後的事,到時放射性已經衰減。不過,目前只有芬蘭在地底花崗岩層建造了永久封存核廢料設施,瑞典和法國也計劃把核廢料永久封存於地底深處的粘土層。

一些乏核燃料則可以進行後處理,回收鈾和鈈重複使用,提高核燃料的利用率。這種閉式燃料循環(closed fuel cycle)方式雖然可以大幅減少最終核廢料的質量和體積,但技術複雜、成本較高。

本文獲聯合早報授權轉載,原標題為《國際特稿:核能走出冷宮再成發電熱選。