核電與氣候變遷的關係 綠盟邀美專家討論「核電延役」邏輯
▲美國賓州的三哩島核電廠(Three Mile Island Nuclear Generating Station)曾在1979年發生全美最嚴重的核事故。(資料照/路透)
● 萊曼博士(Edwin Lyman)/綠色公民行動聯盟整理口譯內容
憂思科學家聯盟(UCS)是一個自1969年成立的美國非營利組織,50多年來,一直是核電安全和維安監督團體。我們既不支持核電,亦不反對核電。我們認爲,如果核電要在電力系統發揮作用,就必須確實評估和有效解決核電的安全、維安、核武擴散,以及成本問題。
核電與氣候變遷
在經過數十年的發展停滯之後,核電作爲一種低碳替代方案正在世界各地再次受到關注,核電可以幫助消除化石燃料的使用,並減緩氣候變遷,或有可能爲資料中心運作人工智慧提供電力。
核電在美國與其他國家,被稱爲是「清潔能源」,然而,核電並不「清潔」,與風電、太陽光電等其他低碳發電方式相比,核電有許多缺點,如:釋出高放射性物質,這類物質會危害環境,以及帶來公共衛生風險。同時核電的圍阻體必須要達到某種程度,方能確保安全,所以核電並不必然「清潔」。
全球在2011年目睹,3座機組在福島核災發生爐心熔燬。並釋出大量放射性物質及污染,所以核電有其潛在的風險。
除核電廠本身營運的物理安全問題,核電廠的維安問題也是重要考量,首先,即使核電廠的內部安全運作,核電廠本身極容易受到破壞或軍事攻擊。正如自2022年俄羅斯入侵烏克蘭以來,世界已然看到,烏克蘭札波羅熱(Zaporizhzhia)核電廠已成爲軍事衝突的目標。
核電廠發生事故的可能性極高,或由於意外砲擊,或由於核電廠周圍軍事衝突,或出於蓄意攻擊,使核電廠成爲武器。
核電還有核武擴散的問題,核電的獨特之處在於,和平用途的核電廠相關設施,可能會遭濫用,製造核武。
即便是以和平的目的發電,核電也會產生高放射性物質,並做成武器,如北韓,危險就不言而喻。
核電會產生高放射性廢棄物,並且在數十萬年內都具有危險性,目前唯一安全處置核廢料的方式就是掩埋於深地質處置場。全球使用核電的國家很多,只有芬蘭確立並興建深地質處置場。在美國等其他先進國家,對於核廢料的長期解決方法,並無進展。
此外,核電在許多國家其實相當昂貴。在某些國家,經比較發現,核電比化石燃料發電還要昂貴,相較風力發電及太陽能發電,核電也不便宜。
增加核電? 能否安全且經濟地擴張仍尚待解決
現在,關於擴張核電的討論又重新出現,核電發電量可能增加3倍,才能在未來數十年內完全取代化石燃料,滿足既有的供電需求。想要滿足人工智慧資料中心的額外需求,核電供電量得遠遠超過既有需求。但這表示我們需要延長現有核電廠的使用年限嗎?或是重啓已經除役核電廠嗎?
現在全球約有400座正在運轉的反應爐,若要滿足我們的電力需求完全依賴核電,代表這400座核電廠在運轉執照屆滿後,必須全數延役。
美國有些機組因經濟因素關閉。現在有人提議,使這些核電廠重新運轉,包括1979年發生熔燬的三哩島反應爐的姐妹機組。也有人提議,讓現在正在運轉中的核電廠功率增加25%。
若要在未來使核電發電量增加3倍,代表將要在未來30年、每年持續興建數十座核電機組。這樣的大規模擴張,勢必會引發關於是核能能否在全球安全地運轉,同時也要確保不會大幅增加成本。因此,核能是否能安全且經濟地擴張,仍是尚待解決。
美國核電機組羣2/3機齡已超過40年
延役在美國稱爲執照展延,美國最初所核發的執照是40年,這代表在2030年前,幾乎所有的核電廠都會除役。爲解決執照屆期的問題,美國的核能管理委員會打算使運轉中的反應爐執照延長20年。目前幾乎每座核電廠都已獲得執照展延,因此,目前美國核電機組羣中有超過2/3的機齡超過40年,全體平均機齡約爲43年。
此外,管制機關制定程序,讓核電廠可以申請二次20年的執照展延,使機齡達80年。至今已有3座核電廠,6座反應爐,實際獲得延役20年。甚至還有關於第三次20年延役的討論,這允許核電廠,運轉至100年。
核電延役的邏輯爲何?
核工業所提出的基本理由是「核電廠如同經典老車,妥善保養,就永遠可以上路」。核電廠真的可與老車相提並論嗎?核電廠實際上遠比老車複雜,即便我們可以定期檢查與維修機組,以因應機組老化所引起的退化,卻仍有部分零件既無法修復,也無法更換。
例如,鋼製反應爐壓力容器,系用於驅動核連鎖反應,以產生能量,當反應爐壓力容器持續受到核分裂所釋放的中子撞擊,遂使金屬脆化,或實際上使金屬成爲可能破裂的脆性材料,反應爐因而存在的裂開風險。
腐蝕過程在覈電廠內部持續發生。由於高熱、水、化學作用,乃至於輻射影響,核電廠內部環境十分嚴峻,使得核電廠內許多金屬零件產生裂縫。
用於在發生火災時輸水的消防系統管線,絕大部分位於地下。地下另有儲槽。這類設備在設計之時,原本就無意更換或維修。但電纜周圍的絕緣層會受到熱和其他環境因素影響,造成劣化,因而導致火災風險增加。
核電廠設有大量的電纜,數公里的電纜遍佈各處,而這類電纜最初並不打算替換。但是電纜周圍的設施會受到高溫和其他環境因素的影響,最終會導致老化,從而增加火災風險。
同樣關鍵之事在於,用來防止放射性物質泄漏的鋼筋混凝土圍阻體,在覈子反應爐爐心出現故障時,可否發生作用。以壓水反應爐大型鋼筋混凝土的圍阻體爲例,我們可以看到,圍阻體本身也會受到多種因素的影響,而隨着時日漸長而減弱其強度,並可能發生化學反應,導致老化、劣化。
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