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今後的替代能源?
核電神話破滅

【作者: 江之川】   2011年05月09日 星期一

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「暑」一字是日本去年票選出的年度漢字,是最能代表日本社會現象的一個字,理由是去年日本的酷暑創下史上最高平均氣溫,不少人中暑熱死,菜價高漲,森林裡的動物鬧飢荒還跑到人居住的地方搗亂,冷氣也主張到攝氏28度才啟動使用。今年會是什麼情形呢?很多日本人不敢想。福島核災導致供電不足,勢必讓今年的夏季更加難過。


本來預計三月底就要退役的福島核電廠,卻讓日本嚇出一身冷汗,老天好像開了全世界一個玩笑。事實上日本於去年六月才修改了能源基本計劃,明確表示出於對地球暖化及擺脫石化燃料的依賴,確立擴大核電的發展。目標是到2030年設立十四座核電廠,將核能和可再生能源等「零排放能源」比例提高70%以上,一半以上的電力來自核能。但現在,計畫全部中止。


核電受到各國政府青睞

其實不只日本,全世界各國對於核電安全都在近幾年來調整到相當信賴的程度,普遍接受核電是既安全潔淨,成本低且可大量生產的好用能源。美國總統歐巴馬一直以來都主張使用綠色能源,去年解除了長達三十年的核電廠牌照申請禁令,韓國總統李明博對興建核電廠的推進更是令人印象深刻,提出在國內增建十一座新廠的計劃,希望2030年前達到41%的核電供應水準,這個目標跟目前美國的20%、日本的30%核電供應比率更加大幅提高。


亞洲的新興經濟體如中國、印度、越南、印尼等,為了應付快速增長的經濟,核電的發展興建更是進入高峰期。根據世界核能協會的統計,到2011年3月為止,全球預計興建的158座反應爐中,日本佔76座,亞洲佔82座。亞洲是興建核電最大的市場,可是真正使用核電的大國是位在歐洲的法國,國內77%的電源使用核電。德國主要使用煤炭火力發電46.1%,其次是使用核電的比例為23.5%,然而其國內主張關閉所有核電站的聲浪不斷。德國政府原本承諾2020年前關閉國內1980年以前建造的核電廠,沒想到之後總理Merkel重申對核能安全的信心,准許國內十七座核電廠延長運作十二年,引起許多爭議和反對。


在石油價格步步高升,全球一片關注暖化議題的呼聲中,核電原本是最佳的化石燃料替代品,可是現在安全神話破滅,就連在國際間被視為安全標準很高的日本都會出事,那麼其他經驗更少的國家該怎麼面對核電使用風險?核電安全就好像飛行安全一樣,發生事故的機率雖然很低,但一旦出事就必死無疑。


分散式能源系統

這次日本發生規模9.0的強震凸顯了一件事:地殼環境的變化越來越劇烈。有人甚至認為擁有地震、海嘯、火山、颱風等各種主要自然災害的日本,根本就不適合興建大型集中式的能源系統。


所謂「集中型」就像大型核電廠及火力發電站,日本這次地震後不得不採取停電措施的最大原因,是因為除了核電站受損,許多沿海的火力發電站也受到破壞。大型集中的電源系統在災害頻繁的日本顯得非常脆弱。因此,日本對於替代電源的討論有一項重要的考慮,就是替代能源系統是集中型向分散型的轉換。


目前在日本受到討論的替代能源方案有四個:太陽光發電、風力發電、生物發電、地熱發電,這四種皆屬於分散型能源系統。四個方案各有優缺(見表1),重點在:這四個方案的成本跟2.2元/kWh的核電相比都太高了,太陽光發電成本甚至是核電的九倍!也許再經過一段時間,核災的恐懼慢慢遠離,核電站的興建計畫又會再度恢復。


日本討論中的四個核電替代能源方案<資料來源:日本財團法人原子力安全技術中心>

 

核電替代方案,再生能源項目

 

太陽光發電

風力發電

生物發電

地熱發電

發電成本

18元/kWh

3.7-5.2元/kWh

依資源種類而所不同

3~8.1元/kWh

優點

潔淨能源最佳替代方案

停電期間也能發電

能源來源無限

不會產生汙染物質或CO2

各種廢物利用,
食品丟棄物,
家畜排泄物等等

可24小時穩定發電

缺點

發電設備成本高
需要較大的空間
夜間無法發電

風向風速不穩定問題
低頻噪音問題

廢物處理成本高
發電效率低
異味發散問題

只限有地熱之處
發電規模小


替代能源加速實作

雖然替代性的再生能源無法輕易落實,但是日本這次的核災的確帶來一些思考,特別是加速了替代能源的日常實作。在日本利用燃料電池的地方政府逐漸增加中,他們針對由太陽能電池及蓄電池與燃料電池組合的住宅進行驗證。從液化石油氣提取出氫氣,通過固體氧化物型燃料電池(Solid oxide fuel cell, SOFC)進行發電,同時將產生的餘熱來生產熱水,據說這樣的發電效率跟火力發電站不相上下。


今年六月開始,日本家電廠商將推出「家庭蓄電池」,推出時間原本計畫是明年,但是因為電力不足的困境提前開賣。其使用原理就是在房子戶外加裝太陽光電板,儲存在家庭蓄電池內,另外可以利用家用插座於夜間進行充電以供應白天的電力使用,家庭蓄電池可以作為一個額外的家用電來源。


法、德、中、韓四國的發電來源構成比<資料來源:財團法人日本原子力文化振興財團>

 

法國

德國

中國

韓國

核電

77.10%

23.50%

2.00%

34.00%

水力

10.00%

3.00%

16.70%

1.50%

煤炭

6.00%

46.10%

78.90%

43.20%

石油

1.00%

1.70%

0.50%

3.00%

天然瓦斯

3.90%

13.90%

1.90%

18.30%

其他

2.00%

11.80%

0.00%

0.50%

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