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【投書】台灣2050淨零能源拼圖,不能沒有核能
明年(2025)核三二號機若如預期除役,台灣將正式步入非核家園,屆時再生能源是否能取代核電,滿足國人電力需求?圖為核三南展館內的核反應爐模型。(攝影/許𦱀倩)

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【編按】近日立法院出現「放寬核電廠延役限制」提案,引發各方論辯。究竟核能是否是台灣邁向淨零的關鍵?核電歸零會缺電嗎?《報導者》邀請台灣氣候行動網絡研究中心總監趙家緯,以及潔淨能源推廣協會發起人翁華志執筆,論述各自看法與依據。

針對核三是否延役,我們先前也已刊登綠色公民行動聯盟祕書長崔愫欣,以及清華大學工程與系統科學系特聘教授葉宗洸的投書。未來,攸關能源轉型議題,《報導者》會不定期邀請專家學者投書,完整呈現正反雙方的論辯,提供讀者參考。

在今年(2024)夏天的殘酷考驗下,台灣電網捉襟見肘的現實已經難以否認。根據台電的即時數據,去年全年台灣電網的備轉容量率
備轉容量率指電力公司當天實際可發電的機組發電容量,會扣除歲修、故障或因其他原因不能發電的機組容量,為系統運轉淨尖峰供電能力。
達「供電吃緊
台電公司將供電裕度分為5級,其中備轉容量率≥10%為供電充裕;10%~6%為供電吃緊;≤6%為供電警戒;再往下兩級為限電警戒與限電準備。
」(10%~6%)等級的日數為8天,今年截至8月底已經有12天。因為供電走鋼索,台電已經被迫三不五時啟動理論上已除役
大林五號機天然氣機組於2022年12月31日除役,轉為緊急備用機組。
緊急備用機組,指單一機組年累積運轉時數不得超過720小時,專用於供電系統跳電、限電期間或其他為維持供電系統正常運轉之機組。
的50年老古董天然氣機組大林五號機。

在8月8日「國家氣候變遷對策委員會」中,台電董事長曾文生終於坦承「未來3年供電有點緊澀」,不久後他又釋出訊息:北部用電吃緊,桃園以北之後不可以規劃5MW以上用電量的新資料中心,而北部正是台灣大部分棄而不用的核電廠所在。對於台灣供電安全的焦慮感早已經瀰漫業界、民間,甚至遠在他方的美國軍事專家也在幫我們擔憂

別忘了,我們甚至還沒有達到「非核家園」,用電就已經如此緊張。直到今夏,台灣碩果僅存的核三兩部機組還在提供我們總用電的6%左右,這比全台所有的太陽能發電機組加起來還要高(2023年太陽能發電為總用電4.6%)。但核三一號機在7月27日就停止發電了。一號機帶走的是全台電網3%的電力,比我們目前蓋完的所有陸域和離岸風場加起來還要多(2023年風力發電為總用電2.2%)。明年核三二號機如果如預期於5月關閉,台灣就正式步入非核家園,然而取代穩定低碳核電的卻是高碳排、高汙染的火力發電和一小部分高購價、低穩定性的再生能源。

核能、綠能不應對立

其實,台灣核能和綠能的對立是非常可惜的。因為各種先天條件的不足,沒有核能的台灣是沒有辦法成功能源轉型的。有意思的是,除非有技術上的突破,台灣也沒有辦法單單只靠核能能源轉型。台灣的能源系統好比一個拼圖,需要很多不同的區塊才可以湊出完整的畫面。蔡政府說好的2025年再生能源20%,早就已經跳票,但還是有反核環保團體鼓吹台灣不需要核能,只需要綠能發展加把勁。真的是這樣嗎?

有環保團體指出,台灣「要達到2050年核能30%不可能」。為何不可能?令人匪夷所思。核四的「難產」是政治而非技術性的問題。如今核一到核四已經有8個反應爐,而且有預留可以蓋新機組的空間,如果全民有共識,2050核能30%的比例並非是異想天開。

反觀綠能,蔡政府表定2025年再生能源20%比例早已經跳票。與其擔心核能2050無法達到30%,我們應該擔心綠能要在用地資源缺乏,但用電節節高升的台灣達標。

我們從現在台灣最大宗的綠能──太陽光電來看。因為日新月異的技術,太陽能在很多國家都已經搖身一變成為「最便宜的電」。但是在台灣,太陽能價錢就是壓不下來,目前的躉購價(即20年保證價)大約是每度新台幣4~5元。可想而知,在地狹人稠、70%還是山地的台灣,土地是昂貴並難以取得的,不但太陽能價格不便宜,土地專案申請過程不透明還導致複雜的利益關係,甚至貪汙。台灣寸土寸金很難改變,也就是說不管技術進步到什麼田地,台灣的太陽能注定繼續昂貴。

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台灣地狹人稠,地面型光電用地取得不易。圖為台61線旁的光電用地。(攝影/黃世澤/資料照片)
台灣地狹人稠,地面型光電用地取得不易。圖為台61線旁的光電用地。(攝影/黃世澤/資料照片)
風、光發電間歇性問題難解,地熱難發展

我完全贊同國家釋出更多目前休耕的農地轉種電,但是就算我們這麼做,太陽能還是有它的極限。要知道太陽能是在中午日照最強烈的短短幾個小時發大部分的電,不只晚上太陽下山沒有發電,早上和下午晚一點發電量也都很低。如果沒有用電池把這些電存起來,白天日正當中的時候很容易電力過剩,然後傍晚的夜尖峰卻反而無電可用。

中國、美國、歐洲和日本都有電力市場。當太陽能生產過剩時,價格就會被壓得很低,讓開發商賺不到錢,這會督促業者把太陽能和電池做配套的作用,用電池把中午沒用的太陽能存起來,等到有好價錢再釋出。但台灣並沒有電力自由交易市場,也沒有棄電的機制,不管電力系統當時需不需要電,業者發出來的每一度太陽能就是新台幣4元以上。雖說台電有鼓勵電池入場的機制,但這是需要額外補貼「加班費」的,導致一度太陽能加儲能系統釋放出來的電可以達到每度9元的天價。

如果太陽能不適合在系統上配置太多,搭配風電應該是可以的吧?畢竟很多人說台灣擁有全世界最好的風場。的確,台灣海峽的東北季風是絕佳的風力資源。我有聽過業界的人說比起韓國,一個一模一樣的風場在台灣發電率會高個三分之一。但是,東北季風不是全年都在吹,主要是冬天。也就是說,我們台灣用電最吃緊的夏季,恰恰好也是風電缺席的時候。下圖為2023年台電自有風力發電逐月發電量,從1月的高峰之後,每個月發電率都會下降,炎熱的6月到9月是發電的低迷期,要等到10月東北季風開始吹,才會再大量發電。

這不是說在台灣蓋風場沒有意義。之後每年的冬天我們可以不需要燒那麼多天然氣,對整體碳排量的減低不無小補。但是,我們之前說的太陽能「日當午」發電發爆的問題,以後當離岸風場蓋得愈來愈多時也會遇到。也就是說,冬天東北季風颳風的時候,台灣的電網會瞬間發電過剩。但跟太陽能不一樣的是,風電的週期性並沒有跟太陽能一樣規律,也比較難用電池來把沒有價值的過剩風力發電存到需要用電的時間。

這個原因是電池本身是昂貴的。如果用電池把每天的太陽能儲存到晚上用,這個電池的容量每年可以利用365次。但是如果要用同一顆電池把冬天的風儲存到夏天的話,這顆電池每年可以使用的次數就會減少很多。基本上,用電池儲存風電是划不來的。

這裡應該提到,大量使用風電的歐洲是一個超級大電網。但台灣,除非我們要跟中國大陸接電,否則注定是一個孤立的電網。我們經常南電北送,因為北部的需求比南部大,但我們電網太小了,沒有辦法用輸電的方法削弱風力發電的間歇性。東北季風在吹的時候,台灣區域的所有風力發電廠大概都會同時生產過剩;沒有在吹的時候,也沒有一個離岸風場會發電。

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台灣、能源拼圖、核能
台灣電網小,難如歐洲以大電網方式削弱風力發電的間歇性問題。照片遠景為苗栗後龍的離岸風場。(攝影/陳曉威/資料照片)

如果在台灣風電和光電發展到一個地步後都有瓶頸的話,也許地熱是一個好的發展方向。畢竟地熱跟風電、光電不一樣,是穩定的能源來源。只可惜台灣的地熱發展史非常坎坷不幸。也許是地質的問題,或是地下水太酸了。但是台灣歷史上的地熱投資通常是開通後幾乎馬上飽受腐蝕(corrosion)之苦,導致花大錢蓋好的示範機組發電量每年劇減。地熱的不確定性導致就算有漂亮的躉價,我也難預期開發商大量的投資。而其他台灣有可能的再生能源發電不是像潮汐發電或是海洋溫差一樣完全不成熟,就是像水力或是生物質一樣有發展的上限。比如說水力,台灣可能可以加一些小型的水力機組,但我們大概不會蓋另一個石門水庫;可以蓋的河川都已經蓋水庫了,就算找到可能的地點,環評是否過關也是個問題。

地緣政治風險下,過度依賴天然氣將成台灣軟肋

天然氣不是綠能,雖然比起煤炭來說,天然氣是傷害性較低的火力發電燃料。同樣發一度電,天然氣機組的碳排量是煤炭的二分之一左右,也不會散布那麼多對人體不利的空氣汙染。在能源轉型中可以是個手段,但它有一個致命的缺點:天然氣要從出產國送到台灣需要用極低溫把它從氣體轉成液體,以便船隻輸送;到台也需要特殊的接收站把液體儲存並重新轉換回氣體。

大家都知道台灣現在靠兩個天然氣接收站已經非常吃緊,平均夏天只有8天左右的天然氣庫存。雖說2025年三接應該會完工,因為外推的原因,該接收站的容量會比當初規劃得小。也就是說台灣計劃好要蓋的諸多天然氣電廠還是可能會陷入「有槍沒有子彈」,也就是無氣可用的問題。我們如果天然氣要飆到蔡政府規劃的50%,我們還需要四接、五接,甚至六接,但是就連四接的環評都還沒有進度。而接收站也不是天然氣唯一的問題。

台灣的地緣政治危險已經被諸多美國軍事專家關注。雖然沒有人知道中國到底會不會攻擊台灣,也不知道真的要打的話會用什麼方式打,但是很多專家都覺得「封鎖」會是極高的可能性。而如果中國真的打算封鎖台灣,我們對天然氣的依賴將成為台灣的一個軟肋。

史丹佛大學胡佛研究院資深研究員戴雅門(Larry Diamond)去年應邀來台灣演講時警告,台灣能源政策必須加入核能,要不然很容易就被中國威脅而被迫屈服。戴雅門當時表示:「我知道這很難聽,我們花了很多時間來研究這個問題⋯⋯我們胡佛研究所的工作組認為,台灣沒有任何方法可以在沒有核電的情況下,實現其所需的能源彈性。」

不只是台灣,現在整個世界的地緣危機愈來愈嚴重。就算台灣不出事,其他地方出事也有可能會影響到天然氣的價格,甚至天然氣的穩定輸送。在此風險下,台灣真的要把天然氣的發電比例增加到總發電量的50%嗎?

有空間、有新科技,新建機組達標核能30%並非不可能

寫到這裡,大家都應該心知肚明,「非核家園」和「台灣不缺電」(並要能源轉型、減低排碳),兩者我們必須選擇一個。這個現實我相信賴清德總統早就已經了解。如果他沒有早就打算要繼續沿用核能的話,他不會招攬那麼多肯定核能的業界人士參加他的團隊。最突出的例子是邀請主張台灣發電「黃金比例」需要30%核能的和碩聯合科技董事長童子賢參加賴總統的國家氣候變遷對策委員會,另外無論是經濟部長郭智輝或是國發會主委劉鏡清,也都是核能友善的。

問題是,賴總統並沒有搞定民進黨內仍在緊抱非核家園神主牌的「反核基本主義派」,包括了認為反核是民進黨價值的行政院長卓榮泰和當年開記者會質疑「台電藏電」的行政院副院長鄭麗君。

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台灣、能源拼圖、核能
核二廠及其鄰近地區辦理實兵演練,演練情境為核二廠面臨天然災害併同發生核子事故的複合式災害,確保廠內水源及電源的多重與多樣性,以及周邊火山灰應變演練。(攝影/林彥廷/資料照片)

民進黨內部顯然對於這個議題有高度的不定調。有人質疑賴總統組成氣候委員會是否有「疊床架屋」之虞,但如果開這個委員會可以幫助賴總統凝聚共識的話,為何不樂觀其成?就怕總統沒有辦法拿出魄力改變之前錯誤的政策。

在氣候變遷和能源不穩定的雙重危機下,全世界都開始重新檢視使用核能的需要性。我們台灣其實是很幸運的,我們陸陸續續蓋的8部反應爐,每一部都可以再翻新或是完建後繼續用。如果可以重啟核一、核二,延役核三,並把核四蓋好的話,8部反應爐應該可以提供電網約20%的低碳穩定「保命電」。

台灣最適合蓋核電廠的4個場址就是核一到核四了,因為它們是最穩定的地質。雖說新的場址會有困難,幸好台電在每個場址都有預留空間蓋2~4座新的機組。重啟和延役比新建單純許多,在美國也有跟台灣非常相似的「姐妹機」得到60年或甚至到80年的運轉執照。這可以很快解決我們當下的難題。

如果要達到童董事長建議的30%,台灣需要新建機組。美國的AP1000壓水式反應爐是很不錯的選項。台灣亦可等待新一代使用不同技術的小型模組化反應爐(SMRs)。無論是中國去年核發運行許可的「熔鹽式」反應爐(TMSR-LF1)或是美國愛德華州國家實驗室2026年預計啟用的MARVEL微型反應爐,我們看到的是核能的發展和創新開始動起來了,誰也不知道2050年人類會有什麼樣的反應爐。科技的進步讓人期待,但這至少也是2030年以後的事了。當務之急還是先讓既有的機組重新運轉。這不但解決了燃眉之急,也有益於保留台灣核能業的傳承,以備未來新的發展。

如果台灣要一意孤行地只靠再生能源減碳,我們現在就可以放棄2050淨零碳排的目標了。畢竟,解決再生能源間歇性問題主要的方法還是用天然氣當配套,而天然氣畢竟還是化石燃料,會釋放二氧化碳。至於目前討論很熱烈的「碳捕捉」,實際上價格太昂貴。

核能不能解決台灣所有問題,但是沒有核能的台灣絕對會帶來很多莫須有的苦惱和困難。卓院長說「非核家園是我們的價值」,但他說的「我們」是誰?台灣永續能源研究基金會最近發表的「2024第七屆台灣電力使用與能源轉型民意調查」發現6成以上的台灣人支持以核電作為2050淨零因應策略,連民進黨支持者也有4成多是支持核電的,跟反對核電的比例差不多。很明顯的,核電綠電攜手併行不但是最符合邏輯的做法,它還是台灣的主流民意。

★延伸閱讀:〈【投書】深度節能與再生能源,才是淨零黃金比例〉

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