上網時間:2012年01月05日 作者:任汝思

2011年3月11日日本當地時間下午兩點46分,日本本州東海岸外海60公里處爆發規模9.0的大地震──這是自1900年開始有記錄以來全球第五大規模的強烈地震。50分鐘後,強震引發近50呎高的海嘯襲捲整個福島(Fukushima)第一核電廠,造成了六座核反應爐電力中斷。其中,1、2和3號反應爐完全熔毀,4號機組多次起火,而5號和6號反應爐在強震與海嘯發生後旋即關閉維修,因而受損較輕。
根據大氣中的放射性同位素測量記錄,福島核災已經達到與1986年烏克蘭車諾比(Chernobyl)核爆事件同等規模了。整個福島縣12英哩半徑內的土地在未來數十年都無法居住。廢棄燃料棒的拆除以及核電廠設備退役作業預計在10年內展開,大約要到2040年左右完成。此次核災將禍及日本未來數代。

九個月後,福島核災餘波持續迴盪在世界各地,各國政府及人民們開始質疑核能發電的安全性及其有效性。

福島核災“導致全球各地民眾深感不安,同時也破壞了對於核能發電的信心,”國際原子能總署(IAEA)署長天野之彌(Yukiya Amano)去年九月在奧地利首都維也納召開的IAEA年度大會上表示。為了努力挽回對於核能發電的信心,國際原子能總署破天荒地首次出版‘核安全行動計劃’(Action Plan on Nuclear Safety)。

根據2011年8月出版的最新國際原子能總署預測報告,相較其於前一年所做的調查,預備建置的核能發電廠數量及總裝機量已經明顯下降。該預測認為,造成此一結果的因素除了經濟和政治考量以外,福島核災也是關鍵原因。

IAEA的預測包括保守與樂觀兩種看法。保守預測認為除了正在進行中的政策以外,能夠影響國家核電政策的變化並不多。而樂觀看法則預期不久將能夠克服目前所面臨的金融與經濟危機,很快地就能恢復到以往的經濟成長率與電力需求,特別是在遠東地區。

整體而言,IAEA預計全球核電裝機量將從現有的375GW (GigaWatt)成長到2030年時約501GW或可高達746GW。低成長與高成長預測數字比2010年所做的預測數字分別降低了8%和7%。

同樣的,IAEA針對四個主要核電市場的區域成長性預期也較2010年的預測數字更低,其中以西歐與北美的成長下滑最為明顯。

對於核電可望在近期與長期帶來強大發展前景的莫過於是亞洲地區了。根據IAEA統計,在2010年所展開的16項核能建置計劃中,就有13項位於亞洲,主要是中國與印度。總計目前正建置中的的67座反應爐中有45座位於亞洲,同樣地,已連接至電力網格的43座新反應爐中也有34座位於亞洲。



情勢逆轉

福島核災對全球影響最深的要算是德國及其於震後不到一週內的反應了。德國總理梅克爾(Angela Merkel)在政治競選造勢活動上表態支持在2020年以前逐步放棄以核電作為能源的政策。她告訴群眾,“如果我們能夠更快速地達到這項目標,一切會更好。”

2011年6月30日,德國議會下議院以513對79票通過在2022年以前關閉德國境內全部共17座核反應爐,此舉使德國成為第一個決定放棄核電政策的主要工業化國家。未來,德國的電力基礎建設投資重點將是可再生能源,包括風力與太陽能。事實上,德國的目標是在2020年以前使可再生能源的產出比重提升一倍至35%。

呼應德國政府的廢核決定與行動,西門子公司(Siemens)總裁兼CEO Peter Loscher也在德國‘明鏡週刊’(Der Spiegel)的專訪時宣告,這家工業與電子巨擘將永遠退出核電業務。“我們不再接受任何投資或負責核電廠興建以及核電廠融資計劃的新合約。”Peter Loscher明確表示,“對我們而言,核能事業將劃下句點。”

除了德國對於福島核災的強烈反應外,世界各國也重新正視核電在其長期能源策略中所具有的作用。例如,去年6月1日,義大利政府宣佈將其核能發展政策暫緩一年,並取消公投,部份原因就是受到福島核災影響的結果。義大利已經很長一段時間未建造任何核電廠了,原本打算透過公民投票恢復建造核電廠的行動,卻剛好發生福島核災,造成民意反彈。而今,專家們預期義大利所承諾20年期的能源計劃將更著重於風力與太陽能等可再生能源。

同時,西班牙總裁也明令全國核能監管機構重新檢查該國的8座核電廠安全標準,但並未改變國家核能發展政策。此外,去年5月11日西班牙東南部發生5.2級地震後,西班牙對於其核能基礎設施的完整性進行全面評估。西班牙Cofrentes核電廠距此次地震震央110英哩處,所幸未受到地震影響。

法國有74%的能源仰賴於核能發電,目前雖沒有改變政策的計劃,仍持續推動其於諾曼第Flamanville核電廠的興建計劃;不過,據稱有60%的法國公民開始反對核電。同樣的,英國政府在其老舊的燃媒廠關閉後,仍然致力於核電的投資投資計劃。但是這兩個國家都正在為可能影響其核電廠的安全標準以及潛在天然災害進行評估。

同樣地,在美國,歐巴馬政府在去年3月中旬指示核能管理委員會(NRC)召開一個專責小組,為全國核電基礎設施進行全面評估,並提出改善安全標準的建議。去年7月13日,該專案小組報告指出,像福島核災這麼大規模的意外災害“是不可能發生在美國的,”同時,美國目前運轉中的核電廠也“並未對於公共安全構成迫切的危險”。

儘管如此,NRC仍提出了12點計劃,其中包括處理總電力故障與多重事件以及保護反應爐及其安全系統免於地震和洪水破壞的建議。

去年3月中旬,中國政府表示暫停審批核電站計劃,以便重新評估安全標準,同時為運轉中以及興建中的核電廠進行安全檢查。截至去年9月,報導指稱這些工作項目正順利地在目前興建中的27座核電廠積極展開,包括位於山東省石島灣採用‘球床式高溫氣冷式反應爐’(pebble bed reactors)的中國第四代核電廠。球床式反應爐是所謂‘第四代核電技術’中6種超高溫級的反應爐設計之一。這種反應爐的設計採用內含裂變材料的石墨鈾球作為反應爐核心,並以像氦這樣的氣體來調節溫度。

中國計劃在未來十年內興建多達50座核反應爐。這大約相當於未來十年內每三個月就興建一座以上的新核電廠──超過了世界各地計劃興建的所有核電廠總數。這項大量興建核電廠的計劃是中國‘十二五規劃’的一部份,反映出中國打算在2020年以前再增加40GW核電裝機量的目標。總計,中國計劃在2020年以前讓66座核電廠實現運轉,以滿足中國境內總能源需求的6%。

同樣地,印度為其核電廠的安全進行了全面的評估,以因應福島核災,並針對改善安全標準提出多項建議。其中包括安裝可提高偵測地震活動並改善自動關機程序的系統,並為電力系統建立防洪裝置。

印度和中國一樣致力於積極擴展核電計劃,並未因福島核災而放緩其腳步。印度計劃在2020年以前實現20GW的核能裝機量,並在2032年以前達到63GW核電裝機量。印度政府的目標是希望能在2050年以前,以核電滿足全國對於電力需求的25%。



對於可再生能源的興趣倍增

縱觀各國對於日本福島核災的反應,唯有德國明確地放棄以核電作為未來的能源發展政策。此外,有鑑於群眾的態度與政治壓力,有些國家也開始審慎評估,並逐漸暫緩或縮減其核能計劃──這可能也包括美國在內。

但是,我們要用什麼來取代核能發電呢?

對於德國來說,短期間將增加對於煤碳和石油等碳燃料的依賴。但長期來看,德國計劃採用可再生能源來填補能源缺口,特別是風力和太陽能。

至於其他國家採用可再生能源的決定與速度,最終將取決於各種不同的經濟因素,如石油價格;建造、保障與維護下一代核電廠所需日益高漲的成本;以及必須仰賴電力公司維持核電廠長期運轉,才能賺取投資報酬等種種因素。特別是針對可再生能源,其成長驅動力量包括政府的獎勵方案,以及最重要的是──可再生能源的每千瓦電力成本。

“對於福島核災的回應只是一個短期的政治反應,”德國慕尼黑IHS iSuppli公司PV系統資深總監兼首席分析師Henning Wicht表示,“真正能夠遠離核電的能源過渡期大約需要10年的時間。”

當風力與和太陽能技術更為進步,使設備與基礎設施成本進一步降低,同時每千瓦/時的電力成本與其它電力來源達到‘市電同價’(grid parity)之際,就能真正實現能源利用的轉型。

“這將是得以開始遠離核能發電的引爆點,”Wicht預測。 

 

 


圖一:這張照片是2011年11月12日在日本東北福島縣第一核電廠所拍攝到的3號反應爐設備上部。自從去年3月11日的強震與海嘯引發一連串爆炸導致嚴重受損後,這是日本政府與東京電力公司第一次開放讓媒體進入該核電廠區。







圖二:核電佔總發電量的比重,2010

 

 


圖三:2010~2030核電總發電量成長預測

 

 


圖四:2010年核電佔總發電量比重

日本福島第一核電廠發生嚴重的核災意外後三個月,國際原子能總署(IAEA)召集151個成員國召開為期五天的會議,共同起草了一份有史以來第一次發表的‘行動計劃’,期望從此核災事件中學習經驗與教訓,並針對改善全球核電安全提出建議。 

IAEA成立於54年前,是一個專為促進與規約全球核電使用的國際組織。此次在6月召開會議的目的在於“為強化福島核災後全球核能安全架構而鋪路,”IAEA署長天野之彌在該會議最後總結道。 

2011年9月5日,IAEA理事會核准了12項‘核安全行動計劃’(Action Plan on Nuclear Safety)要點,並在9月22日由成員國大會一致通過該計劃。IAEA的這份‘核安全行動計劃’中列舉了12項要點:

根據迄今從福島事故中汲取的教訓對核電廠的安全薄弱環節作出評定;
評估核電廠的安全漏洞,從福島事件學習經驗與教訓;
加強IAEA的同行評審,以便使成員國獲得最大程度的受益;
加強應急準備和反應;
加強國家監管機構的有效性;
加強營運組織在核安全方面的有效性;
審查並加強IAEA安全標準,並加強對於安全標準的執行;
提高國際法律架構的有效性;
促進啟動核電計劃的成員國所需基礎架構的發展;
加強並維持能力建設;
確保發生核能緊急事故後繼續保人民與環境免於電離輻射;
提高通訊的透明度與有效性,並加強資訊流通;
有效利用研究與發展


日本福島第一核電廠爆發核災的六個多月後,西門子公司(Siemens)總裁兼CEO Peter Loscher宣佈該公司全面退出核能發電業務。

Loscher坦言福島核災只是其中的一項因素,他對德國媒體‘明鏡週刊’表示,作出這項決定更在於呼應德國政府與人民決定逐步淘汰核電廠的明確立場。

“福島未來將面臨有關核電殘留的危機,”Loscher說,“德國透過改革能源政策已迅速地加以回應,對於在西門子的我們來說,這同時也改變了很多事。”

但是,對於這家擁有735億歐元(約995億美元)的工業巨擘來說,這項決定並不是一個全然出乎意料之外的大逆轉。

大約在十幾年前,西門子公司與法國Areva SA公司合資成立Arva NP公司,計劃共同建造核電廠,西門子則宣佈退出部份核能業務。在此合資關係中,西門子為這些核能設施提供傳統的非核能專用元件,如蒸汽渦輪機、發電機以及操控技術等。 

2009年,西門子宣佈計劃出售其於Areva NP公司34%的股權,並與俄羅斯國營核能公司(ROSATOM)共同合作。而在2011年3月,西門子決定退出核電業務後,該公司最後以162億歐元出售於Areva NP的所有股份,同時被迫必須支付6.48億歐元賠償退出合資企業的契約。

而今,西門子正努力擺脫其與ROSATOM機構之間基於核能業務的關係。西門子公司發言人告訴《EE Times》,“我們將與ROSATOM共同在其他領域合作,以取代原計劃合資有關核電廠的核能部分。未來,使雙方的合作夥伴關係將建立在全新的基礎上。”

Loscher並宣佈,西門子公司所建造的所有17座德國核電廠將開始轉型,未來將更著重對於可再生能源的關注力度。去年十月,西門子公司重新調整其可再生能源業務為兩大部門,其中之一處理風力發電產品,另一個部門則著重於太陽能和水力發電業務。

“我們區分太陽能和風力發電為兩大業務部門,是因為這兩個市場正處於截然不同的發展階段,”西門子能源業務部執行長Michael Suess表示。西門子公司能源業務去年的營收約為276億歐元。

根據Suess表示,太陽能和水力發電業務將專注於研發能源儲存等領域,而較為成熟的風力發電業務將著重於加速全球渦輪機的銷售。至今該公司的一切均得以順利發展:去年十一月初,西門子公司宣佈取得總額達9億美元的訂單,以及來自北美總計670MW以上的六項風力渦輪計劃。

西門子是迄今唯一一家宣佈放棄核電業務的公司。而該公司原本在核電業務的兩大競爭對手──通用電氣公司(General Electric;GE)和東芝公司(Toshiba),以及其前核電合作夥伴Areva公司也正加深對於可再生能源的投資力度。

GE公司與日立(Hitachi)合資的核能業務40年前即為日本福島第一核電廠設計出六座反應爐。東芝公司旗下西屋電氣公司(Westinghouse)則主要負責東芝的核能發電業務。

去年五月,東芝公司總裁佐佐木則夫(Norio Sasaki)表示,該公司將大力擴展可再生能源的銷售,而其原本可預期在2015年以前由福島核電業務銷售中取得7.5億美元的預測現在已難再實現了。

東芝公司預測,在2015年以前,總計包括太陽能、風力、水力與地熱銷售可達到2.6億美元。

“如果世界上的每個人都反對核能發電,那麼不管我們說什麼策略基礎也沒有用,”佐佐木則夫在去年五用時表示,“不過目前看來還需要一些時間來確定現在究竟情況如何。”

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