李敏觀點:新世代核能電廠

2021-10-27 07:00
中國、美國、法國等國電力一大部分仰賴核能,有台灣學者建議台灣也應研發自己的核能技術,運用小型模組化反應器,落實碳中和目標。圖為法國費森海姆核電廠核能廠。(資料照,美聯社)
中國、美國、法國等國電力一大部分仰賴核能,有台灣學者建議台灣也應研發自己的核能技術,運用小型模組化反應器,落實碳中和目標。圖為法國費森海姆核電廠核能廠。(資料照,美聯社)

先看看全球核能發電的現況:2019年全世界有447部機組在33個國家運轉,總表置容量為39,744.5萬瓩,2020年總發電量為25,835.5億度。全世界有51部機組興建中,總裝置容量為5,376萬瓩。運轉中機組有103部已運轉超過40年,美國已有兩座核電廠4部機組拿到80年的運轉執照。目前興建中的核能機組:中國14部、印度6部、韓國4部、俄羅斯與土耳其各3部,美、英、日、阿拉伯聯合大公國、烏克蘭、孟加拉各2部。

是否該使用核能或者增加核電的比例,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結論,各國的核能政策會有很大的差異是可以預期的。核能的使用是一個高度政治化的議題,興建核能電廠需要長時間尋求共識,規劃期冗長,即使有完善的規劃,並不見得能夠順利地興建;即使開工,還有可能因為政府的更迭而停工。

目前的核電廠都是大型機組,功率介於100萬至140萬瓩,投資額度極高,施工期長,有可能無法在規劃投資額度與期程下順利商轉,投資者承擔非常大資本的風險。百萬瓩級的機組,機組龐大而複雜,有很多工作要在場址完成。施工經驗不足、在地包商與反應器供應間對合約的爭執、施工過程品質保證與品質管理的執行缺失、法規管制單位對法規的解釋,都有可能影響工程進度,進度的延遲會增加大的利息負擔,造成電廠投資額度的失控。

核電廠,除役中的核一廠(呂紹煒攝)
台灣核一廠(資料照,呂紹煒攝)

過去十餘年有不少成功的核電廠興建案例,但是也有數個讓人膽戰心驚的個案。以法國設計的歐洲壓水式反應器為例,建在中國台山的機組於2009年10月開始施工,於2018年12月商轉,單機投資額度為40億歐元(52.5億美元);但是於2007年12月開始在法國建的同型機組,截至目前為止尚未商轉,投資額度由33億歐元膨脹至124億歐元;芬蘭的同型機組於2005年8月開始施工,同樣的也未商轉,投資額度由37億膨脹到80億歐元。

美國西屋公司最新型壓水式反應器的頭2個計畫是中國三門與海陽,分別於2009年10月與9月施工,也分別於2018年12月與10月商轉。同型電廠(雙機組)在美國喬治亞州於2013年動工,原先以為有中國建廠的經驗,電廠在2016與2017年即可商轉,但目前已延遲至2022年與2023年,投資額度由2012年預估的140億美元膨脹為260億美元。

韓國在興建核能電廠的工時掌控上也非常成功,在自己國家建的耗時10年;在阿拉伯聯合大公國的電廠,第一部機耗時9年9個月。如上所述,足夠的建廠經歷是核能電廠興建是否順利最重要的因素,很多國家不願意冒風險投資核能電廠。 (相關報導: 觀點投書:支持核能就是救人 更多文章

更安全、更有效的能源分工 答案可能在小型模組化反應器

面對這個問題,核能界發展小型模組化反應器已有很長的一段時間,有些設計已經開始興建。開宗明義,小型模組化反應器功率低 (2萬至30萬瓩)、體積小、重量輕,可以在工廠製造組裝,運到核電廠場址與發電設備進行組合即可發電,能夠避免施工經驗不足、品質保證與品質控制執行缺失、法規遵守爭議等造成工期的延誤。電廠興建多個小型模組化反應器機組,同樣可以大量供電。小型模組化反應器的單位成本可能較傳統大型核電廠為高,但總投資額較少,由於工期可以掌控,機組可以在預定的時間供電,投資的風險也大幅降低。

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