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核能不能解决气候变迁的7个原因

2020-07-18

核能不能解决气候变迁的7个原因

少数科学家提议用核反应炉,百分百取代化石燃料电厂,以解决当前的气候危机。也有不少科学家建议,增加核能至整体社会总能源使用量的两成。他们主张核能是「洁净」的零碳能源,却忽略在其倡议的目标下,核电对人类产生的冲击。让我们进一步分析:

一座核电厂从事前规划到投入运作,平均需约 14.5 年。根据世界卫生组织统计,每年约有 710 万人死于空气污染,其中超过九成的死亡人口,与能源相关的燃烧过程有关。假设我们把目前发电方法一律改为核电,在等待这些核电厂建成的 14.5 年间,将造成 9,300 万人死亡。

相比之下,大规模的风电及太阳光电场,由规划到营运平均只需 2 至 5 年。以屋顶太阳光电计画为例,最快只需 6 个月便能安装启用,因此,若发电方式全面过渡至再生能源发电,则可避免数千万人死亡。

上述带出核能发电的主要缺点,便是兴建时间长,并解释了为甚幺再生能源——特别是风能、水力和太阳能,可以避免这个问题。然而,核能不仅只有这个问题,这项能源足足有七大问题:

1. 核电厂兴建时间长

兴建一座核电厂牵涉很多程序,由前期选址、取得设厂许可、购买或租用土地、申请建造许可、申请建筑融资和保险、安装输配电系统、商量购电协议,才来到建厂这一步,并在连结到输配电网后,方才能获得最终的运营许可证。

核电厂由规划到运行一般需时 10 至 19 年,但有些要花更长的时间。例如,芬兰于 2000  年12 月提议奥尔基洛托核电厂新建第 3 号核反应炉机组,最近一次评估的预计完工日期为 2020 年,其 PTO 时间便已超过 19 年。

位于英格兰的欣克利角核电厂于 2008 年展开计画,预计完工日期为2025 年至 2027 年间,其 PTO 时间为 17 至 19 年。2006 年,美国乔治亚州的佛格妥核电厂首次计画加入新的 3 号及 4 号核反应炉机组,预计完工日期分别为 2021年 11 月、及 2022 年 11 月,PTO 时间则分别为 15 年和 16 年。

中国于 2005 年宣布兴建海阳核电厂的 1 号及 2 号核反应炉机组。海阳 1 号机组于 2018 年 10 月 22 日开始商业运营。海阳 2 号机于 2019 年 1 月 9 日开始运营,两者的 PTO 时间分别为 13 年和 14 年。另一个台山核电厂的 1 号及 2 号核反应炉机组,则在 2006 年进行投标。台山 1 号于 2018 年 12 月 13 日开始商业运营,台山 2 号最快在 2019 年才会营运,其 PTO 时间分别为 12 年和 13 年。瑞典的林哈尔斯核电厂的 4 个核反应炉机组,其规划和採购始于 1965 年,最后分别花了 10 年、11 年、16 年及 18 年的时间陆续完成。

有谣传指法国在 1974 年的梅斯梅尔计划,在 15 年内建成了 58 座核反应炉,但这并非事实,期当中有部分核反应炉是在更早之前就开始计画了。例如费瑟南核反应炉,于 1967 年获得了建造许可,但早于几年前已开始施工。此外,法国一共在 1991 年至 2000 年间,兴建了 10 个核反应炉。因此,整个梅斯默计划,由规划到运行时间至少为 32 年,而不是 15 年。没有一座核反应炉从兴建到运行的时间是在 10 至 19 年内。

2. 成本高昂

根据顾问公司拉札德发表的报告,指出于 2018 年新建一座核电厂的能源均化成本为 151 美元/ MWh;相比之下,陆域风电为 43 美元/ MWh,大规模太阳能光电为 41 美元/ MWh。

由于以下几个原因,核能的能源均化成本被低估了。首先,拉札德假设核电厂建设时间仅为 5.75 年。但以乔治亚州的佛格妥核电厂的 3 号及 4 号机为例,其施工时间为 8.5 至 9 年。仅是这项延迟,已导致核能的能源均化成本攀升至 172 美元/ MWh,或是陆域风电场及大规模太阳能场成本的 2.3 至 7.4 倍。

    

接下来,能源均化成本也没有把历史上发生重大核电厂炉心熔毁事故的处理费用计算在内。例如,清理福岛第一核电厂的三个核反应炉炉心熔毁,造成的损失估计高达 4,600 至6,400 亿美元。换算下来,全球平均每一座核反应炉要负担 12 亿美元,佔资本成本的 10% 至 18.5%。

此外,能源均化成本也没有把贮存核废料数十万年的成本计算在内。仅在美国,每年约有 5亿美元用于保护约 100 个民用核能发电厂的核废料。这费用只会随着核废料持续累积,这项费用只会继续增加。更有甚者,当核电厂退役后,即使电厂已再无收入,仍要持续支付这笔贮存费用。

3. 核武扩散危机

随着核电厂愈来愈多,让各国愈来愈容易取得製造核武的原料,即钸及浓缩铀。联合国气候变迁政府间专家委员会承认此为事实,在其 2014 年能源报告的执行摘要中,作出以下结论:委员会在「有力证据和高度共识下」,认为核武器扩散问题是发展核能的障碍:

当某国家现时并无核能,而决定兴建核电厂时,该国家即可以进口铀金属,而铀可以被用来製造核武器。如果有国家选择这样做,它就可以秘密地提炼高浓缩铀,以製造核武器。虽然这并不意味着每个国家都会这样做,但正如 IPCC 所指,历史上总有一些国家会违反禁令,而且风险相当高。随着小型核反应炉建造成本较低、落成速度较快,其可能会进一步增加这种风险。

4. 熔毁风险

全世界曾建造过的所有核电厂,至今有 1.5% 已发生程度不等的核熔毁。核反应炉熔毁会造成灾难性的后果或是产生具有破坏性的影响事件,1980 年在法国的圣洛朗事件)。核工业推出 一些他们声称为安全的新型核反应炉设计。但是,这些设计一般来说并没有通过测试,无法保证其设计与兴建是否完善、能否正常运作,又或者当有天灾、恐怖攻击发生时,例如若有飞机冲向核反应炉时,也无法保证不会引起反应炉的功能失效,进一步造成重大灾难。

5. 开採工人的肺癌风险

大量的矿工在开採铀矿时患上肺癌,因为铀矿含有天然氡气,当中一些物质会在衰退时产生致癌物。一份针对 1950 年至 2000 年铀矿工人的研究发现,调查的 4,000 人中,有 405 人死于肺癌,比吸烟者罹患肺癌的机率高出六倍,另有 61 人死于採矿相关的肺部疾病。而清洁、可再生能源不会有这类风险,因为使用这些能源不需要长期开採原料,只需为建造发电机组进行一次性开採,开採铀矿所造成的肺癌风险,并不会出现在再生能源上。

6. 二氧化碳当量排放和空气污染

现时世界上并没有零碳排或接近零碳排的核电厂。 即使是现有的核电厂,也会因为持续运转的需求,而不断开採和精炼铀,而产生碳排放。新核电厂每度电增加的二氧化

碳为 78 至 178 公克,距离零碳排还有一段距离,这使得背景电网未来一百年每度电的二氧化碳排放量为 64 至 102 公克,虽然消费者还要等待 10 到 19 年,新的核电厂才能投入服务或更新。而风力或太阳能只需 2 至 5 年就可投入服务。

此外,所有的核电厂会从水蒸气和热能中释放出每度电 4.4 公克的二氧化碳, 这与光电板和风机形成鲜明对比,太阳光电板和风机每度电能将空气中的热能或水气通量减少约 2.2 公克的二氧化碳,与此因子的净差值仅为每度电 6.6 公克二氧化碳。

事实上,中国在投资核电站时,从规划和营运花费了很长的时间,而没有投资风能或太阳能,由此导致中国的二氧化碳排放量从 2016 年到 2017 年增长了 1.3%,而不如原先预期能平均下降 3%。仅在 2016 年,由以上的空污排放差异,推算出中国因空气污染而死亡的人数,可能额外增加 6 万 9 千人,在此前后也都有因此而死亡的人口。

7. 核废料风险

最终的难题是,核电厂用过的燃料棒是放射性废弃物。 大多数核燃料棒都储存在反应堆附近。 这导致许多国家要提供数百个放射性废弃物的放置场所,且这些场所必须维持运作和投注资金长达至少 20 万年,20 万年已远远超过任何核电厂的寿命。 当累积的核废料越多,核辐射洩漏的风险就越大,这可能会危害供水、农作物、动物和人类的安全。

总结

总结以上,新核电每千瓦小时的成本约为陆域风电的 5 倍。相比再生能源,核电在规划和运营间需要多出 5 到 17 年的时间,而平均每单位发电时所产生的碳排放量高出 23 倍。 此外,它还会伴随着核武扩散、核反应炉熔毁、开採铀矿时患上肺癌和核废料等问题的风险和成本。 清洁和可再生的能源能够避免以上所有的风险。

核电倡议者声称,因为再生能源的间歇性特质,需要天然气作搭配,所以我们仍需使用核能。 然而,核能本身也从未满足过所有的电力需求,也会需要搭配其他能源。 即使在拥有最先进核能计划之一的法国,其核电最大升降载速率为每分钟 1% 至 5%,这意味着他们仍需要使用天然气、水力发电或储能设备,才能让升降载速度提高 5 到 100 倍,以满足电力需求。 事实上,今天的储能设备发展已可取代天然气,来搭配世界各地的风能和太阳能。共有十多个独立的科学机构指出,在低成本的情境下,无需使用核能,籍由再生能源的供应与储能系统搭配,就能因应间歇性的特性。

最后,许多现有的核电厂营运成本太高,这些营运商正在争取补贴来维持运作。 例如, 2016 年,纽约州北部现有的三家核电厂就曾争取到补贴,他们的理由是 : 现有的核电厂能保持低碳排。 然而,相较于尽快把资源投注在风力或太阳能上,继续补贴这些核电厂的成本和碳排都比较高。 因此长远来说,相比起发展再生能源,继续补贴核能,将导致更高的碳排放量,和产生更高昂的成本。


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