奔腾思潮》「以核养绿」—迈向碳中和的康庄大道（李敏）

最近世界新闻常提到全球能源的短缺与能源价格的飙涨，有些新闻报导甚至称此次能源风暴的衝击可比拟1970年代初期，石油价格飙升所引发的石油危机。这次化石燃料的短缺是由天然气开始，扩散到燃煤与石油，衝击到许多国家。灾情最惨重，被报导最多的国家包括中国、英国、印度、德国、黎巴嫩等。风暴中天然气的价格一度较去年上涨4~5倍。俄罗斯普丁喊话，不以天然气为武器，威胁其他国家，还可以增加天然气产量协助欧洲国家。之后，天然气价格开始回稳，但漫漫长冬是否能顺利度过，自求多福走着瞧吧！

天然气供气不敷需求的原因是，去年冬天长久的低温与今年的酷夏，增加了天然气的消耗，减少了库存；由于气候的关系，全球风力发电绩效偏低；新冠疫情肆虐，影响天然气设施的正常营运；以及后疫情的经济復甦等影响。此外，印尼煤矿区发生洪灾，中国8月份山西矿区的洪水，加上与澳洲交恶，自己切断了澳洲煤的进口，只有自其他地区进口。煤也不够，只能去抢气了。

为了拯救地球，减少碳排是当务之急，而能源的使用首当其衝。能源使用电力化是降低碳排的重要途径，全世界电量需求一定会加速成长，在此同时还要关闭排碳量最大的燃媒发电，那电从那里来？再生能源很理想，但受限于自然环境与气象状况。最大困扰是再生能源无法调控，万一无风无光时怎么办？在储电技术没有进一步的突破前，再生能源还是无法独当一面的，还是需要大量的传统可调控发电设施。

储能技术包括化学电池（锂电池）、使用氢气的燃料电池、以及抽蓄发电。目前除了抽蓄外，其他两种方式的大规模使用，还待进一步的尝试。特斯拉2017年在南澳打造世界最大电池储能系统，供电容量为10万瓩 ，储存电量为12.9万度，建造价格为6千6百万美元，2021年美国佛罗里达州兴建的电池，40.9万瓩，储存量为99万度。电网用燃料电池的价格就更惊人了，10万瓩可发电10小时（100万度）的燃料电池，2020年的造价介于2.79~3.49亿美元，预估2030年的造价介于1.44~1.82亿美元。

台湾明潭与大观抽蓄设施共10部机组，总装置容量260万瓩，可供电总量为1600万度，效率为75%，也就是说放水发电量仅为抽水时耗电量的75%。台电规划在德基水库建第三抽蓄电厂，总装置容量36.8万瓩，可供电总量为154万度，预算为260亿台币。

再生能源发电设施的建构需要时间，但过渡期怎么办？电网也需要可调控发电机组来维持供电的稳定，使得燃气成为不得不的选项，但是燃气仍然会排放二氧化碳，燃煤是0.82公斤/度，燃气是0.49公斤/度。天然气体积庞大，输送与储存与能源安全供应息息相关；天然气发电成本中，购买天然气的成本占比高达90%，气价的波动，会强烈衝击发电成本，现在的状况就是一个活生生的例子。

核能发电是另一个选择。核能发电燃料体积小、重量轻，运输贮存方便；即使不添加燃料，亦可长期运转。核能发电燃料铀的採购成本占总发电成本比例低，发电成本稳定。且核电厂一旦兴建完成，其发电成本较不易受到国际能源价格波动的影响。何况核能发电不靠燃烧产生能量，故发电时不会造成空污与排放二氧化碳，它对环境的衝击从总量来看确实是最小的。

由于某些人或环团对于辐射的莫名恐惧，并不认同核能发电是绿能或洁净能源，但相比之下，核能发电是唯一能调控的无碳能源，是无可争议的。人类或某一个国家该不该、要不要使用核能确实是一个见仁见智的议题，依各国的天然环境、自然资源、地缘政治，与政治现实会有不同的政策，各国的核能政策会有很大的差异是可以预期的。

在气候变迁的危机下，将地球的温升控制在1.5。C之内是科学界一致接受的目标。为了达到此目标，2050年达到碳中和似乎已是共识。欧盟还定了在2030年，二氧化碳排放减量55%的目标，目标定了，该如何达到此目标是各个国家的事。

首先，燃煤电厂一定要被替换，而再生能源发电最美，但最不实际。燃气二氧化碳排放量仍为燃煤的60%，但到底少一些。所以有些国家认为应该採用不排放二氧化碳核能发电。是否兴建核能电厂来减排，是各国主权可以决定的事。但是任何建设都需要资金，欧盟是否资助核能电厂的兴建，大家就要有共识了。欧盟的执委会联合研究中心，研究报告的初稿指出，核能应属于绿色能源，但是有些国家不同意。事实上，欧盟国家之间对于天然气算不算绿能，是否资助燃气电厂的兴建也有不同的声音。

目前，在欧盟所谓绿色新政的经费运用策略中，核能与天然气都尚未列为补助的对象。这与其说是各国有各国的见解或理想，不如说是大国间的角力。法国有雄厚的核能工业，当然赞成核能；德国非核、自废武功，反对资助核能，除了要为自己擅长的再生能源找出路外，还想要推展天然气。欧洲使用的天然气80%由俄罗斯进口。天然气管线经过乌克兰，俄罗斯与乌克兰横眉竖眼时，欧洲各国也在着急，所以由俄罗斯直接拉了两条海底管线到欧洲，北溪1号与2号，都由德国上岸，输送量各为550亿立方米/年，总合已经超过德国2020的进口量893亿立方米。德国人反对核能，法国人就领头反对天然气电厂。

这次能源价格飙升的震撼，势必对各国的能源政策有重大的衝击，法国政府已经开了第一枪。法国目前的核能政策，是在2035年将核电的占比由目前的70%降到50%，但经歷这次能源价格飙涨的大震撼后，法国总统马克宏日前说要投资10亿欧元发展小型模组化反应器。其实这类型反应器的发展，在其他国家早已进行，包括美国、英国、加拿大、中国、韩国都有相关的计划。法国政府领衔送了封信给欧盟，提出核能是「可负担的」、「稳定的」、「不受外力干预」的主要能源，可以保护欧洲消费者，不受能源价格飙升的影响。连署这封信的国家有保加利亚、克罗埃西亚、捷克、芬兰、匈牙利、波兰、斯洛伐克、斯洛维尼亚，与罗马尼亚。这10个国家除了波兰与克罗埃西亚外，其他国家核能发电量的比例介于19.9%至70.6%间。这个名单上还不包括高比例使用核能的瑞士、瑞典与比利时。瑞典在1980年就公投决定2010年非核，但仍然允许完成兴建中的电厂。2010年瑞典改变政策，允许兴建新的机组替代停役的机组，目前仍有六部运转中的机组，核能发电占比为30%。

台湾是海岛，土地面积小，人口密度高，没有天然资源，能源几乎百分百依赖进口；单位土地面积的发电量，台湾排名世界第一；燃煤人均进口量，全球排名第一；液态天然气人均进口量，全球排名第三。台湾是独立电网，电网可以承受的再生能源比例低，也需要更多的可调控电力作为备援。假如台湾2025年的再生能源发电量真在2025年达到20%，单位面积光电与风力发电量必须是德国目前的2.7倍；即使做到了，剩下来的80%还是要靠燃煤与燃气等化石燃料，长程来看，2050年的碳中和怎么办！

近日全球的能源风暴，送出强烈而明确的讯息，「以气养绿」是行不通的，要承受非常大的风险。如果台湾的经济是一个平台，平台靠能源支撑，仅靠再生能源与化石燃料两只脚，平台是站不稳的，核能发电则是稳住平台的第三只脚。2018年「以核养绿」公投的结果明确的告诉政府，台湾人民支持2025年以后继续使用核能。但号称民主的政府并未尊重民意，能源政策未做调整。让我们再一次展示意愿，请大家支持12月18日的「核四商转」公投，实质终止非核家园政策，启用核电机组，进而保障人民享有不缺电、不限电、不断电与低廉电价的自由。贯彻「以核养绿」才是迈向碳中和的康庄大道。

（作者为国立清华大学原子科学院院长）

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